-
Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung einer Lauffläche mit Seitenwandungen
auf dem endlosen Karkassenstreifen beim Aufbau eines Luftreifens Die Erfindung bezieht
sich allgemein auf die Herstellung von Luftreifen für Kraftfahrzeuge und betrifft
insbesondere die Erzeugung einer ungeschlitzten Lauffläche mit Seitenwandungen gleichförmiger
Dichte auf einem Karkassenstreifen, bevor der Reifen in seine endgültige Gestalt
geformt wird.
-
Der Karkassenstreifen wird zuvor in an sich bekannter Weise beispielsweise
auf einer Trommel hergestellt; er besteht in der üblichen Weise aus einer Reihe
von Kautschuklagen und mit Kautschuk überzogenen Kordgeweben sowie Wulstabschnitten
an den Streifenrändern.
-
Das übliche Verfahren zur Herstellung einer Lauffläche mit Seitenwandungen
ist derart, daß zunächst auf einer Strangpresse ein Kautschukstreifen erzeugt wird,
der dem Gesamtquerschnitt der Lauffläche mit Seitenwandungen entspricht; anschließend
wird dieser Streifen in die richtigen Längen geschnitten, die dann um den Karkassenstreifen
herumgeschlungen werden, worauf die Schnittenden des Laufflächenbandes stumpf zusammengeschweißt
werden. Dieses Verfahren bietet zahlreiche Schwierigkeiten.
-
Zunächst erfordert die Herstellung der Lauffläche mit Seitenwandungen
in ihrem vollen Querschnitt auf der Strangpresse schwere und daher teuere Strangpressen;
außerdem erfordert es Geschicklichkeit und Erfahrung, um genau die geforderte Querschnittsgestalt
zu erzeugen und beim Strangpressen auch genau aufrechtzuerhalten. Die Konsistenz
des Kautschukvorrates ändert sich, und demgemäß ändert sich auch das Maß des Aufweitens
des Kautschuks, wenn er durch die Düse der Strangpresse austritt; es ist daher nahezu
unmöglich, einen gleichförmigen Querschnitt in dem gepreßten Kautschukband aufrechtzuerhalten.
-
Zweitens ist zu berücksichtigen, daß die aus der Strangpresse austretenden
Bänder heiß sind und daher gut gekühlt werden müssen, bevor sie auf Länge geschnitten
werden, damit das Schrumpfen bei diesem Schneidvorgang auf ein Mindestmaß herabgesetzt
wird. Dies bedeutet, daß die Kautschukbänder auf langen Förderbändern durch Kühlzonen
hindurchgeführt werden müssen, was sehr zeitraubend ist und erheblichen Werkstattraum
erfordert. Selbst unter diesen Umständen läßt sich ein Schrumpfen beim Schneiden
des Bandes nicht vollständig verhindern; da dieses Schrumpfen von Band zu Band verschieden
ist, können genau gleiche Längen nicht hergestellt werden.
-
Drittens ist es bei der Fertigung nicht möglich, die aus der Strangpresse
austretenden Streifen unmittel bar nach ihrem Zuschneiden auf Länge auf die Karkassen
aufzubringen; das Aufbewahren der Kautschukbänder verteuert nicht nur den Fertigungsvor-
gang,
da es besondere Anlagen und Räume beanspruchs sondern die gestapelten Kautschukbänder
haben auch die Neigung, auszublühen und fleckig zu werden; dadurch leidet aber die
Güte der fertigen Luftreifen.
-
Viertens hat das Kühlen und Aufbewahren der Kautschukbänder zur Folge,
daß die ihnen innewohnende Kleb- bzw. Haftfähigkeit leidet, was nachteilig ist,
wenn die Bänder auf die Karkasse aufgebracht und ihre Enden stumpf geschweißt werden.
-
Dieser Nachteil macht sich besonders bei dem neuerdings verwendeten
Laufflächen- und Seitenmaterial geltend,' das in steigendem Umfange synthetischen
Kautschuk enthält. Wird also die streifenförmigeKarkasse vor dem Vulkanisieren ungefähr
in die Form eines Reifens gebracht, so besteht die Gefahr, daß die stumpf aufeinanderstoßenden
Enden der Kautschukbänder sich teilweise wieder voneinander lösen; dies führt aber
zu einem Reifen minderer Qualität. Tritt diese Trennung an den inneren Kanten des
Bandspleißes auf, so wird sie nach dem Formungsvorgang möglicherweise nicht entdeckt
und kann daher schließlich zu einem Versagen des Reifens führen. Man hat daher schwere
Anrollvorrichtungen zu Hilfe gezogen und hat die Karkasse und die gespleißten Enden
der
Laufflächenbänder durch ein Klebemittel miteinander vereinigt;
dies hat jedoch nur unvollkommen zur Überwindung dieser Schwierigkeit geführt.
-
Als fünfte Schwierigkeit ist hervorzuheben, daß die unvermeidlichen
Abweichungen in der Länge und in der Querschnittsform des auf der Strangpresse erzeugten
Laufflächenbandes die gleichmäßige Verteilung des Laufflächenmaterials rings um
den Reifen außerordentlich erschwert; dieser Herstellungsvorgang erfordert daher
sehr geschickte und verantwortungsbewußte Arbeiter. Trotzdem ist ein erheblicher
Anteil der Reifen einer Fertigung statisch nicht ausbalanciert, weil das Laufflächenband
bzw. der Bandspleiß keine gleichförmige Dichtigkeit besitzt; dies hat zur Folge,
daß solche Reifen beim Gebrauch in starkem Maße unrund laufen bzw. schlagen.
-
Es ist bekannt, Laufflächenbänder bei der Erzeugung auf der Strangpresse
im vollen Querschnitt der Lauffläche mit Seitenwandungen diese Bänder aus einzelnen
Lagen aus kalandertem Kautschuk mit allmählich geringer werdenden Breiten zu erzeugen
und sie gleichmäßig an ihren Rändern abzustufen; anschließend werden die so gebildeten
Streifen auf die richtige Länge zur Aufbringung auf den Karkassenstreifen geschnitten.
Aber auch dieses Verfahren besaß alle Nachteile der bisherigen Verwendung von auf
der Strangpresse erzeugten Laufflächen; außerdem kam die Arbeit und der Kostenaufwand
des Kalanders und Zurichtens hinzu. Da die Lauffläche in hohem Maße das Bestreben
hatte, sich im Betriebe abzulösen und da es mit großen Schwierigkeiten verknüpft
ist, die Lauffläche dynamisch auszubalancieren, ist die Reifenindustrie dazu übergegangen,
das eingangs beschriebene Verfahren der Verwendung auf der Strangpresse hergestellter
Laufflächen anzuwenden.
-
Es ist weiterhin bekannt, bei der Herstellung von Vollgummireifen
ein Kautschukband unmittelbar von einem Kalander auf ein Felgenband des Reifens
aufzubringen, das an seinen Randern die Reifenwülste aufweist; der so gebildete
Streifen wird auf sich selbst so lange aufgewickelt, bis er eine Dicke aufweist,
die etwa der gewünschten Reifenstärke entspricht. Das Band hatte etwa die volle
Breite des Felgenbandes zwischen den Reifenwülsten; die Kanten der einander überlappenden
Bandwindungen mußten roh getrimmt werden, damit sie etwa der fertigen Querschnittsforrm
des vulkanisierten Reifens entsprachen. Hier entstand jedoch der Nachteil, daß mit
einem Kautschuküberschuß gearbeitet werden mußte, der sich beim Formungsvorgang
zu einer dicken Borke oder einem dicken Grad ausbildete, der Abfall war. Die Dichte
des aufkalanderten Kautschukstreifens war im übrigen ungleichmäßig und ließ sich
nicht genau regeln.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Lauffläche mit den Seitenwandungen
auf einen Karkassenstreifen in neuartiger Weise aufgebracht. durch die die Schwierigkeiten
und Nachteile der früher bekannten Verfahren vermieden sind. Die beim Strangpressen
bisher aufgetretenen Schwierigkeiten sind im .wesentlichen dadurch beseitigt, daß
ein Band mit in bezug auf den Querschnitt des Reifens kleinem Querschnitt aus erhitztem
synthetischem Kautschuk in neben- bzw. iibereinanderliegenden Windungen auf einem
ringförmig geschlossenen Karkassenstreifen aufgebracht wird, wobei die Umfangsgeschwindigkeit
am Karkassenstreifen etwa der Zuführungsgeschwindigkeit des Bandes entspricht und
Band sowie Karkassenstreifen während des Wickelvorganges in der Achsrichtung des
Karkassenstreifens relativ zueinander so verstellt werden, daß benachbarte Bandwick-
lungen
einander überlappen. Mit dem neuen Verfahren werden Probleme, wie sie sich bisher
durch Kühlen, Schrumpfen, genaues Auf-Länge-Schneiden, Stapeln und schlechtes Anhaften
ergeben haben, vermieden.
-
Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung zur Erzeugung einer Lauffläche
mit Seitenwandungen auf einem Karkassenstreifen werden die Nachteile der bisherigen
Verfahren vermieden, und es läßt sich nach der Erfindung in wirtschaftlicher Weise
ein vollkommener Reifen erzeugen, der keinen Spleiß aufweist, gleichförmige Dichte
in der Lauffläche und den Seitenwandungen hat, so daß in diesen Abschnitten keineUnbalance
vorhanden ist und der Reifen infolgedessen nicht mehr wie bisher aus diesem Grunde
unrund läuft.
-
Bei Anwendung der Erfindung lassen sich die Größe, der Kostenaufwand
und der Raumbedarf für die Strangpresse für die Handhabung des Erzeugnisses, für
seinen Transport, für das Kühlen und Aufbewahren auf ein Mindestmaß herabsetzen;
außerdem bedarf es nicht mehr des Einsatzes besonders erfahrener und geschickter
Arbeiter, die notwendig sind, um auf der Strangpresse Laufflächen mit Seitenwänden
im vollen Querschnitt zu erzeugen, diese dann genau auf Länge zu schneiden und dafür
zu sorgen, daß rings um den Reifen herum die Lauffläche gleichförmigen Querschnitt
aufweist, gleichmäßig anhaftet und verteilt ist; außerdem brauchen die Laufflächen
enden nicht mehr gespleißt zu werden. Vielmehr ist der nach dem neuen Verfahren
hergestellte Reifen gut ausbalanciert, und er besitzt eine Lauffläche mit Seitenwandungen,
die eine gleichförmigeUmrißgestalt aufweisen und fest mit dem Reifen verbunden sind.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile des neuen Verfahrens gehen aus
der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor. In der Zeichnung
ist eine Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens veranschaulicht.
-
Fig. 1 zeigt in schaubildlicher Darstellung diese Einrichtung; die
Darstellung läßt die Strangpresse zur Zuführung des Kautschukbandes zu einer Reifenherstellungstrommel
erkennen, wobei der Karkassenstreifen auf dieser Trommel angeordnet ist und die
Strangpresse auf der gegenüberliegenden Seite der Herstellungstrommel liegt; Fig.
2 zeigt in größerem Maßstabe und schaubildlich das eine Ende der Herstellungstrommel;
Fig. 3 zeigt in größerem Maßstabe und im Querschnitt eine Form des Kautschukbandes,
und zwar im Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2; Fig. 4 zeigt im Querschnitt eine
Abänderungsform des Kautschukbandes; Fig. 5 zeigt im Axialschnitt durch einen Teil
der Herstellungstrommel dieLauffläche auf der Karkasse; Fig. 6 zeigt im Grundriß
den verschiebbaren Tragwagen für die Herstellungstrommel; Fig. 7 zeigt in größerem
Maßstabe einen Schnitt 7-7 der Fig. 6; Fig. 8 ist ein -Querschnitt nach der Linie
8-8 der Fig. 1; Fig.9 zeigt in größerem Maßstab und in Seitenansicht die Führungseinrichtung
zum Aufbringen des Bandes auf die Trommeloberfläche, und zwar gemäß 9-9 der Fig.
2; Fig. 10 zeigt in größerem Maßstab ein Teil der Andrückrollenvorrichtung, welche
sich von unten her gegen die Trommel legt; Fig. 11 zeigt in Seitenansicht eine Abänderungsform
der Einrichtung zum Aufbringen des Kautschukbandes auf die Trommel;
Fig.
12 zeigt die Einrichtung nach Fig. 11 im Grundriß; Fig. 13 zeigt im Grundriß eine
Abänderungsform der Einrichtung, mit deren Hilfe der Wagen der Herstellungstrommel
hin und her bewegt werden kann; Fig. 14 ist ein Schnitt nach derLinie 14-14 der
Fig. 13.
-
Die dargestellte Einrichtung weist zwei parallele Träger 11 auf,
die an ihren Enden durch Querstreben 12 miteinander verbunden sind. Die Träger 11
bilden Laufschienen für die mit Flanschen versehenen Rollen 13 des Trommelwagens
14. Das Grundgestell dieses Wagens wird aus einer rechteckigen Platte oder Plattform
15 gebildet, die an ihren Ecken Füße od. dgl. 16 aufweist, an denen die Flanschrollen
13 drehbar gelagert sind, welche auf den Schienen 11 laufen.
-
Die Trommelachse 17 ist an ihrem einen Ende in einem Lager 18 gelagert,
das auf einer Trägerplatte 19 ruht, die von senkrechtenStreben20 gehalten wird;
letztere ragen von dem einen Ende der Plattform 15 nach oben und erstrecken sich
durch ein Gehäuse 21.
-
In der Mitte ist die Achse 17 in einem Lager 22 gehalten, das an dem
oberen Ende einer U-förmigen, auf der Plattform angeordneten Strebe 23 sitzt. Das
andere Ende der Trommelachse ragt iiber die Plattform hinweg und trägt die üblicheReifenherstellungstrommel
24, die in an sich bekannter Weise aus zusammenklappbaren Abschnitten bestehen kann,
so daß sich auf ihr ein Karkassenstreifen 25 anbringen bzw. von ihr entfernen läßt;
dieser Karkassenstreifen besteht, wie insbesondere aus Fig. 5 zu erkennen ist, aus
mehreren mit Kautschuk überzogenen Gewebelagen.
-
Aus Gründen der Deutlichkeit sind in den Fig. 1 und 2 die üblichen
Wulstabschnitte an den Enden des Karkassenstreifens nicht mit dargestellt. Um ein
Drehen derTrommelachse 17 bei zusammengeklappter Trommel zu verhindern, ist eine
mehrteilige Klemm-oder Bremsvorrichtung 26 (Fig. 1) vorgesehen.
-
Zum Drehen der Trommel wird ein in seiner Geschwindigkeit regelbarer
Gleichstrommotor 28 (Fig. 8) vorgesehen, der auf der Plattform 15 ruht und über
ein Kettenrad 29 und eine Kette 30 mit einem Getriebe 31 verbunden ist, das auf
den Stützen 32 steht. Das Getriebe seinerseits treibt vermittels einer Kette 33
und einem auf der Trommelachse 17 sitzenden Kettenrad 34 die Achse an. Die Geschwindigkeit
des Motors 28 kann mittels eines (in der Zeichnung nicht veranschaulichten) Thyratronreglers
gesteuert werden, der jedeRegelungsmöglichkeit und eine unbeschränkte Zahl von Drehgeschwindigkeiten
zuläßt. Es können aber natürlich auch andere elektronische Regelvorrichtungen zur
Anwendung kommen.
-
Die Regelvorrichtung 35 für den Motor 28 wird zweckmäßig auf einem
Pfosten 36 angebracht, der an der Seite der einen Schiene 11 steht; die Regelvorrichtung
ist mit dem Motor durch eine biegsame Leitung 37 verbunden, die eine Verstellung
des Motors auf der Plattform 15 zuläßt. Die Regelvorrichtung 35 ist mit Start- und
Stoppknöpfen 38 und einem Regelknopf 39 für die Geschwindigkeit vorgesehen.
-
Querbewegung des Wagens Die Mittel zur Hin- und Herbewegung des Trommelwagens
14 auf den Schienen 11 bestehen vornehmlich aus einem Elektromotor 40 für Gleichstrombetrieb.
der umkehrbar und mit regelbarer Geschwindigkeit arbeitet und auf den Querstreben
12 und 12' gelagert ist. Der Motor ist mittels einer in der Zeichnung nicht veranschaulichten
elektronischen Steuervorrichtung regelbar, so daß er auf einem großen Geschwindigkeitsbereich
arbeiten kann. Als besonders brauchbar
hat sich eine Regelvorrichtung mit magnetischem
Verstärker erwiesen; es können aber auch andere bekannte Regeleinrichtungen zur
Anwendung kommen, Der Motor 40 treibt eine Welle 41 unter Vermittlung eines Getriebes
42; eine Kupplungsstange 43 verbindet die Welle 41 mit einer ihr gegenüber versetzten
Welle 44, die in einem auf der Schiene 11 neben dem Pfosten 36 befindlichen Lager
45 gelagert ist. Am Ende dieser Welle 44 befindet sich ein Kettenrad 46.
-
Unterhalb des Wagens 40 erstreckt sich in dessen Längsrichtung und
parallel zur Trommelachse 17 eine Gewindespindel 47, die an ihren Enden mit Hilfe
von Muttern 48 an Flanschen 49 befestigt ist, welche von der Plattform 15 nach unten
ragen. Auf der Gewindespindel 47 sitzt ein Kettenrad 50 zwischen Lagern 51, welche
auf Querstangen 52 angeordnet sind; diese Querstangen sind an ihren Enden mit den
Schienen 11 fest verbunden. Das Kettenrad 50 ist also auf der Spindel drehbar, kann
sich jedoch auf ihr nicht in axialer Richtung verstellen. Das Kettenrad 46 ist mit
dem Kettenrad 50 durch eine Kette 53 verbunden; treibt der Motor 40 also das Kettenrad
an, so wird der Wagen in der einen oder anderen Richtung verschoben, je nach der
Drehrichtung des Motors.
-
Der Regelkasten 55 für den Motor 40 ist zweckmäßig auf einem Pfosten
36 dicht neben dem Regelkasten 35 angeordnet und über eine Leitung 56 mit dem Motor
elektrisch verbunden. Der Regelkasten 55 weist einen Geschwindigkeitsregelknopf
57, einen Ein-und Ausschalter 58 und einen Umkehrschalter 59 auf.
-
Auf einem geeigneten Träger 61 ist eine übliche Strangpresse 60 angeordnet,
und zwar seitlich neben der Trommel zweckmäßig unmittelbar gegenüber dem Pfosten
36 und etwa auf der Hälfte des Hubeweges der Trommel. Die in der Zeichnung veranschaulichte
Strangpresse 60 ist eine bekannte Rohrpresse und braucht daher im einzelnen nicht
beschrieben zu werden; es sei nur erwähnt, daß das Gehäuse 62 für die Schraube der
Strangpresse doppelwandig ausgebildet ist, so daß die durch die Preßdüse 63 austretende
Masse erwärmt oder gekühlt werden kann. Die Strangpresse, welche in der Zeichnung
veranschaulicht ist, hat einen Schraubendurchmesser von etwa 13 mm und ist in der
Lage, etwa 11,3 kg Kautschuk in der Stunde zu verarbeiten; natürlich kann die Größe
und die Art der Strangpresse den jeweiligen Erfordernissen angepaßt sein.
-
Der Querschnitt des mittels der Strangpresse erzeugten Bandes R und
seine Größe und Form wird durch die Größe und die Form der Düsenöffnung 63 sowie
der Streckbeanspruchung bestimmt. denen das Band ausgesetzt wird. Das Band wird
der Trommel zugeführt und auf sie aufgebracht mittels einer Andrückvorrichtung 65,
die am oberen Ende des Pfostens 36 angeordnet ist. Ein Band der gewünschten Querschnittgröße
und -form kann auch in anderer Weise erzeugt werden, so beispielsweise mittels eines
Kalanders, der mit Spaltmessern versehen ist, um das von den heißen Kalanderwalzen
ablaufende Band zu schneiden und zu formen. Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, wird
die Andrückvorrichtung 65 von dem äußeren Ende eines Armes 66 gehalten, der über
die Trommel ragt und ein Jochstfick 67 am anderen Ende aufweist. mit dessen Hilfe
er auf einer Schwenkachse 68 des Pfostens 36 gelagert ist.
-
Bandandrückvorrichtung Ein Z-förmiger Tragarm 69 ist mit seinem obere
Ende am Arm 66 befestigt und trägt an seinem freien Ende eine Andrückrolle 70 aus
Metall. Der Arm 66
wird mittels einer Feder 71 nach unten gedrückt,
so daß die Rolle 70 gegen die Trommel gepreßt wird und zwar mit einer einstellbaren
Spannung; die Feder 71 greift mit ihrem einen Ende am Pfosten 36 an und ist am anderen
Ende mittels eines Bolzens 72 einstellbar mit dem Jochstück 67 verbunden. Am unteren
Teil des Armes 69 ist ein Hebelarm 73 (Fig. 2 und 9) etwa in seiner Mitte schwenkbar
gelagert.
-
Am freien Ende des Hebelarmes 73 ist eine Führungsrolle74 drehbar
gelagert, die mittels einer Feder 75 nachgiebig gegen die Andrückrolle 70 gepreßt
wird; die Feder 75 verbindet das innere Ende des Armes 73 mit dem Tragarm 66. Am
äußeren Ende eines Armes 77 ist eine Druckrolle 76 angeordnet; der Arm 77 ist mit
seinem inneren Ende schwenkbar am Hebelarm 73 angeordnet. Die äußeren Enden der
Arme 73 und 77 sind durch eine Feder 78 miteinander verbunden, die die Rolle 76
gegen die Rolle 74 drückt.
-
Die Rolle 74 weist zweckmäßig Flanschbänder auf, so daß die Rollen
70 und 76 zwischen diesen Flanschen geführt werden.
-
Wie aus Fig.9 zu erkennen ist, wird das Band zwischen den Rollen
74 und 76 und danach zwischen den Rollen 74 und 70 geführt; es umschlingt die Rolle
70 und wird dann der Trommel zugeführt. Die obere Rolle 76 besteht zweckmäßig aus
einem Kunststoff, der die Eigenschaft hat, nur in sehr geringem Maße an dem Kautschuk
zu haften. Die mittlere Rolle 74 besteht zweckmäßig aus mit Silicon behandeltem
Stahl, der eine gewisse Haftfähigkeit gegenüber dem Kautschuk aufweist. Das untere
Rad besteht vorteilhaft aus Stahl.
-
Auf dem Wege des Bandes R zwischen den Rollen 74 und 76 und dann
zwischen den Rollen 74 und 70 wird das Band beim Aufbringen auf die Trommel einer
Wringwirkung ausgesetzt; dies hat zur Folge, daß Lufteinschlüsse zwischen einander
überlappenden Bandwindungen beim Auflegen des Bandes auf die Trommel ausgeschlossen
werden. Während das Band auf die Trommel aufgebracht wird, wird deren Umlaufgeschwindigkeit
so geregelt, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit im wesentlichen gleich groß oder zweckmäßig
sogar etwas größer ist als die Austrittsgeschwindigkeit des Bandes aus der Strangpresse;
das Band wird also unter einer geringen Spannung auf die Trommel aufgebracht. Zur
gleichen Zeit wird das Maß der Axialverstellung der Trommel gegenüber dem Band und
seiner Andrückvorrichtung so geregelt, daß eine jede Bandwindung teilweise die vorausgegangene
Windung überlappt, wie dies in Fig. 5 veranschaulicht ist.
-
Form und Abmessungen des Bandes Es ist festgestellt worden, daß die
in den Fig. 3 und 4 veranschaulichten Ouerschnittsformen des Bandes R und R' zu
einer gleichmäßigen Dicke des Kautschuks führen, wenn aufeinanderfolgende Windungen
sich teilweise iiberlappen. Die aus Fig. 3 ersichtliche Querschnittsform kann als
rautenartig und diejenige nach Fig. 4 als linsenförmig bezeichnet werden. Es können
aber auch davon abweichende Querschnittsformen zur Verarbeitung gelangen, wie beispielsweise
halbrautenförmige oder abgestumpft linsenförmige bzw. leicht abgerundete Abänderungsformen
dieser Querschnitte zur Verwendung gelangen. Wesentlich ist nur, daß der Querschnitt
des Bandes, wenn durch die Überlappung im wesentlichen gleichmäßige Dicke erzeugt
werden soll, seine größte Stärke bzw. Dicke in der Mitte besitzt und daß er von
dort aus nach der Seite auf die Bandränder zu allmählich abnimmt.
-
Die Qurschnittsabmessungen des Bandes hängen von der Dickentoleranz
ab, die bei der Formung der Seitenlvände eingehalten werden muß, sowie von der Neigung
bzw. dem schrägen Übergang zwischen Seitenwandung und Lauffläche. Mit anderen Worten,
die größte Dicke des Bandes kann etwa der Dicke der Seitenwand an ihrem dünnsten
Querschnitt entsprechen und soll jedenfalls diese Dicke nicht überschreiten. Wenn
also eine einzige Schicht einander iiberlappender Bandwindungen auf die Trommel
aufgelegt wird. so überschreitet die Dicke dieser Schicht nicht die Dicke der zu
bildenden Seitenwandungen.
-
Zweckmäßig ist die Dicke des Bandes wesentlich geringer als diejenige
der Seitenwandutlgen. so daß zwei oder mehrere Lagen einander überlappender Windungen
für die Herstellung dieser Seitenwand benötigt werden.
-
Die Größe der Düsenaustrittsöffnung der Strangpresse kann etwas größer
sein als der Querschnitt des der Trommel zuzuführenden und auf ihr abzulegenden
Bandes; auf diese Weise wird die Streckung des Randes kompensiert. die auf der Spannung
des Bandes beruht, welche dadurch verursacht wird, daß die Umfangsgeschwindigkeit
der Karkasse etwas größer ist als die lineare Zuführungsgeschwindigkeit des Bandes,
wie dies schon ollen erläutert wurde. Da jedoch das Band beim Austritt aus der Preßdüse
sich etwas aufweitet, muß auch dieser Umstand beriicksichtigt werden; das Maß des
Aufweitens hängt von den Eigenschaften des Kautschukvorrates und der Temperatur
ah, bei welcher der Preßvorgang sich abspielt.
-
Die Querschnittsbreite des Bandes hängt von der Steilheit der Neigung
in dem jeweils bildenden Abschnitt der I,aufflãche T und der Seitenwandungen S ab.
Wie aus Fig. 5 zu erkennen ist, muß bei der Bildung der Lauffläche die Richtung
der Axialbewegung der Trommel im richtigen Zeitpunkt jeweils umgekehrt werden; diese
zeitlichen Wickel abschnitte werden immer kürzer. je mehr die einander überlappenden
Bandwindungen die Spitze bzw. die dicksten Abschnitte der Lauffläche erreichen.
Damit der schräge Übergang zwischen Lauffläche und Seitenwandungen möglichst allmählich
erfolgt, darf das Überlappen zwischen benachbarten Windungen nicht zu groß sein;
je steiler die Felge ist, um so schmaler sollte das Band sein, um das Maß des Überhängens
auf ein Mindestmaß herabzusetzen.
-
Um Reifen üblicher Größe für Personenkraftwagen herzustellen, ist
es zweckmäßig, eine Spritzdüse zu verwenden mit rautenförmiger Öffnung von 12 mm
Dicke und 5 mm Breite; selbstverständlich können diese Abmessungen aus den obenerwähnten
Gründen erhebliche Änderungen erfahren. Da bekanntlich der dünnste Abschnitt der
Seitenwandung eines Reifens üblicher Größe ungefähr 0,3 cm dick ist, sollte die
maximale Dicke des Bandes auch 0.3 cm nicht überschreiten. Mit Bezug auf das Profil
üblicher Laufflächen und Seitenwandungenabschnitte sollte die Breite des Bandes
das Maß von etwa 13 mm nicht überschreiten.
-
Da das aus der Strangpresse austretende Band heiß ist, ist es auch
sehr leicht formbar und klebrig; die überlappenden Windungen werden durch die Andrü-kvorrichtung
zusammengepreßt und geformt, so daß die einander überlappenden Kanten geglättet
werden; auf diese Weise entsteht eine glatte Außenfläche, und die klebrigen miteinander
zusammenwirkenden Flächen der einander überlappenden Windungen werden fest miteinander
und mit der Karkasse verbunden.
-
Anrollvorrichtung Zweckmäßig wird dieser Vorgang des Glättens und
Anhaftens noch weiter mittels einer Anrollvorrichtung unterstützt, die die einander
überlappenden Bandwindungen nach ihrem Aufbringen auf die Karkasse und, noch während
sie heiß sind, glättet und preßt. In den Fig. 1 und 2 ist diese Anrolivorrichtung
mit 80 bezeichnet und hinter der Andrückeinrichtung vorgesehen, und zwar zweckmäßig
im wesentlichen an der unteren Trommelseite. Es mag erwünscht sein, die Anrollvorrichtung
80 dichter an die Aufbringungs-und Andrückeinrichtung heranzudrücken, um die Bandwindungen
anzupressen, noch während sie heiß sind und kurz nachdem sie der Trommel zugeführt
wurden. Wie aus Fig. 10 zu erkennen ist, besteht die Anrollvorrichtung 80 zweckmäßig
aus zwei seitlich nebeneinander angeordneten Rollen 81 und 82, die soeben aufgelegte
und einander überlappende Windungen des Bandes andrücken. Die Anrollvorrichtung
ist seitlich gegenüber der Andrückeinrichtung vorgesehen, und die beiden seitlich
nebeneinander angeordneten Andrückrollen stellen sicher, daß die eine von ihnen
unmittelbar iiber das soeben aufgelegte Band läuft, wenn die Trommel in entgegengesetzten
Richtungen axial verschoben wird.
-
Die Andrückrollen 81 und 82 sind an den äußeren Enden von Armen 83
bzw. 84 drehbar gelagert; die inneren Enden dieser Arme sind schwenkbar an einem
Trägerarm 83 befestigt, der an der Seite des Pfostens 36 fest angeordnet ist. Der
Arm 83 ist mit dem einen Ende einer Schwenkwelle 86 durch Stifte verbunden, die
in dem Trägerarm 85 drehbar ist. Ein Hebelarm 87 ist an seinem äußeren Ende mit
dem gegenüberliegenden Ende der Welle 86 verbunden.
-
Um den Arm 84 für sich schwenken zu können, ist er mittels eines
Stiftes an einer Hülse od. dgl. 88 befestigt, die drehbar auf der Welle 86 angeordnet
und gleichfalls im Trägerarm 85 gelagert ist. Am äußeren Ende der Hülse 88 ist ferner
ein Hebelarm 89 mittels Stiften angeordnet. Die inneren Enden der Hebelarme 87 und
89 sind mittels Federn 90 mit dem unteren Ende einer von Hand zu betätigenden Stange
91 (Fig. 2) verbunden; diese Stange ist in einem Winkelträger 92 am Pfosten senkrecht
verstellbar, so daß die auf die Hebelarme 87 und 89 ausgeübte Spannung verändert
werden kann. Damit läßt sich auch der Anpreßdruck der Andrückrollen 81 und 82 gegen
den Karkassenstreifen regeln.
-
Schablonensteuerung Um die Steuerung der Maschine zu ermöglichen,
ist eine Schablone od. dgl. vorgesehen, die der Onerschnittsform der Lauffläche
und der Seitenwandung entspricht, die auf dem ECarkassenstreifen zu erzeugen sind.
Diese Schablone kann aus einer der gewünschten Umfläche entsprechenden Profillinie
od. dgl. bestehen, die auf einer Plattform oder einem Tisch 93 angeordnet wird;
dieser Tisch wird an einem Ende des Trommelwagens von Pfosten 94 getragen und liegt
zweckmäßig an einer Stelle, die von dem die Maschine Bedienenden leicht überwacht
werden kann, der seinen Arbeitsplatz vor den Regelkästen 35 und 55 hat.
-
Zweckmäßig entspricht die in Fig. 1 mit 95 bezeichnete Profil- bzw.
Schablonenlinie der tatsächlichen Größe und Form der zu erzeugenden Lauffläche mit
Seitenwandung; natürlich kann auch ein vergrößertes Profil zur Anwendung gelangen,
wobei eine entsprechende Vergrößerung der Bewegung des Füh-
rungsstiftes notwendig
ist; diese Anordnung erleichtert die Beobachtung und erhöht die Genauigkeit.
-
Oherhalb der Schablone befindet sich ein Führungsstift 96, der über
ein Gestänge mit einer Folgerolle 97 gekuppelt ist, welche mit der Trommel hinter
der Andrfickvorrichtung 65 in Berührung steht. Der Führungsstift 96 und die Rolle
97 sind durch Arme 98 und 99 mit einer Schwenkwelle 100 gekuppelt, die in ortsfesten
Trägern am Wagen gelagert ist; Führungsstift und Folgerolle werden um diese Welle
geschwenkt, wobei die Welle den Schwenkmittelpunkt bildet. Führungsstift und Rolle
bewegen sich, da die Arme 98 und 99 gleich lang sind, im Verhältnis 1:1.
-
Die Stellung des Führungsstiftes auf der Schablone zeigt der Bedienung
der Maschine, wieviel Kautschuk noch jeweils auf einen jeden Punkt der Trommel aufzubringen
ist. Der Schablonentisch bewegt sich zusammen mit der Trommel in der Längsrichtung
hin und zurück, und zwar unterhalb des Führungsstiftes hinweg. Der Führungsstift
andererseits verstellt sich seitlich gegenüber der Schablone, je nachdem, ob die
Folgerolle durch die Lauffläche und die Seitenwand, die auf der Trommel erzeugt
werden, angehoben oder gesenkt wird, Arbeitsweise Bei der Verwendung der auf der
Zeichnung veranschaulichten Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens wird
ein grüner, d. h. unvulkanisierter und zuvor nach bekanntem Verfahren hergestellter
Karkassenstreifen auf die Trommel 24 aufgezogen. Dann wird die Schablone 95 für
die betreffende Lauffläche nebst Seitenwandung auf den Schablonentisch 93 aufgelegt,
und zwar in richtiger Stellung zu einer Grundlinie, die der Mitte des Karkassenstreifens
zwischen den Wülsten entspricht. Im allgemeinen werden zunächst die Seitenwandteile
erzeugt; hierbei kann die der Strangpresse zugeführte, für die Seitenwandung bestimmte
Kautschukmasse je nach Wunsch schwarz oder weiß gefärbt sein.
-
Ist die Strangpresse angewärmt worden, so wird ein Stück frisch ausgepreßten
Kautschukbandes durch die Andrückvorrichtung 65 gefädelt. Die Strangpresse wird
dann stillgesetzt und das eingefädelte Kautschukband wird dann mit dem aus der Strangpresse
austretenden Band verbunden. Anschließend werden Trommel und Strangpresse in Betrieb
gesetzt; die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel wird am Kopf 39 so geregelt, daß
auf das Band eine leichte Spannung ausgeübt wird. Die Ouerbewegung des vom Motor
40 angetriebenen Wagens wird nunmehr eingeleitet, indem der Schalter 58 geschlossen
wird. Zuvor ist die Geschwindigkeit der Querbewegung mittels des Stellknopfes 57
derart geregelt worden, daß die gewünschte Bandüberlappung erzielt wird.
-
Je nach der Stärke des Bandes einerseits und der Seitenwandung andererseits
kann es notwendig sein, die Bewegungsrichtung des Wagens hinsichtlich der Querverstellung
mehrfach umzukehren, jedesmal, wenn die Ränder der Seitenwandteile erreicht sind,
bis schließlich die einander überlappenden Schichten die gewünschte Seitenwandstärke
erreicht haben. Dieser Vorgang wird von Hand mittels des Schalters 59 gesteuert.
Sind beide Seitenwandteile bis zur gewünschten Umrißlinie aufgebaut worden, so wird
nunmehr der Strangpresse die zum Aufbau der Lauffläche benötigte Masse zugeführt;
wenn dabei ein Ubergang von weißer auf schwarze Masse erforderlich wird oder wenn
die für die Lauffläche vorgesehene Masse hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und
ihrer Eigenschaften
von der zuvor verwendeten abweicht, so kann
es notwendig werden, die Maschine stillzusetzen und zunächst die Strangpresse zu
säubern, bevor ihr die zur Erzeugung der Lauffläche benötigte Masse zugeführt wird.
-
In der gleichen Weise wird anschließend verfahren beim Aufbringen
des Bandes aus Laufflächenmatenal auf die Karkasse, und zwar zwischen die bereits
erzeugten Seitenwandabschnitte; die richtige Querschnittsform der Lauffläche wird
dadurch erzielt, daß in richtigen zeitlichen Abständen die Querbewegung umgekehrt
wird, so daß mehrere einander überlappende Schichten in den dickeren Bereichen der
Lauffläche abgelegt werden. Zweclçmäßig wird nach diesem Verfahren des Zuführens
des Bandes in der Querrichtung gearbeitet, um ein Unterbrechen der Bandzuführung
zu vermeiden und die Kautschukmasse quer über die ganze Lauffläche bis zum Schluß
in der gleichen Richtung abzulegen.
-
Im vorstehenden ist das Verfahren nach der Erfindung erläutert worden
beim Aufbauen einer Lauffläche und der Seitenwandabschnitte auf einem flachen Karkassenstreifen;
das neue Verfahren kann aber auch bei einer Karkasse reifenförmiger Gestalt Anwendung
finden, die auf einem ringförmigen Kern aufgebaut ist, so wie dies bei der Herstellung
von Reifen für Spezialzwecke üblich ist.
-
Es ist festgestellt worden, daß eine große Zahl der üblichen Laufflächen-
und Seitenwandmassen mit dem neuen Verfahren auf Karkassenstreifen aufgebracht werden
können, um so sogenannte grüne Reifen mit hervorragenden Eigenschaften zu erzeugen;
insbesondere zeichnen sich diese Reifen durch ihre Gewichtsausgeglichenheit, gleichmäßige
Umfangsgestalt und sicheres Anhaften der Lauffläche aus. Es wird also gemäß der
Erfindung bei der Herstellung von Fahrzeugreifen ein Zwischenprodukt besonders guter
Eigenschaften erzeugt; dieses Zwischenprodukt zeichnet sich durch eine ungespleißteLauffläche
mit Seitenwandungen aus, die vor der Formung innig mit der Karkasse verbunden werden.
-
Da bei dem neuen Verfahren eine Spleißverbindung in der Lauffläche
bzw. in den Seitenwandabschnitten vermieden ist und da die einander überlappenden
Windungen des Bandes allmählich aufgebaut werden und miteinander zum Haften gebracht
werden, können Laufflächenmassen mit dem neuen Verfahren zur Verarbeitung gelangen,
die im unvulkanisierten Zustand nur geringe Haftfähigkeit und hohen Abriebwiderstand
haben. Eine derartige unter dem Namen Butapren T bekannte Masse ist beispielsweise
ein synthetischer carboxylhaltiger Kautschuk, der bei Anwendung der bekannten Verfahren
nicht zu Laufflächen verarbeitet werden kann, da er leicht verbrennt und nur schlecht
haftet; bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung ist diese Masse gut zu einer
Reifenlauffläche zu verarbeiten.
-
Reifen üblicher Größen, welche aus grünen Reifenrohlingen hergestellt
wurden, bei denen die Lauffläche mit Seitenwandungen gemäß dem Verfähren nach der
vorliegenden Erfindung aufgebracht waren, - zeigten im Betriebe keinerlei Unrundlaufen
bzw. Schlagen, sie bewährten sich im Fahrbetrieb ausgezeichnet, liefen weich und
übertrugen auf das Steuerrad nur ganz geringe Schwingungen. Die Reifen sahen ausgezeichnet
aus, insbesondere Reifen mit weißen Seitenwänden hatten scharfe Farbabgrenzungen,
und keiner der Reifen zeigte die üblichen, bei Weißwandreifen meist vorhandenen-
rippenartigen Blasen, was darauf hindeutete, daß keinerlei Lufteinschlüssevorhanden
waren.
-
Reifen, bei denen die Lauffläche nebst Seitenwandungen gemäß dem
Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellt waren, wurden auch Prüfungen
im Laboratorium unterworfen, um festzustellen, ob sie richtig ausbalanciert sind,
etwa aus Gründen der Unbalance unrund laufen, ob sich Schwerpunktverlagerungen zeigen,
ob die Lauffläche sich in unzulässiger Weise abflacht oder unrund wird; es wurde
dabei festgestellt, daß diese Reifen hinsichtlich aller der erwähnten Eigenschaften
eine wesentlich höhere Güte besaßen. Diese Reifen wurden aber auch daraufhin untersucht,
ob sich bei hohen Geschwindigkeiten die Lauffläche abhebt, wie dies beim Brechen
der Lauffächern und beim Abbröckeln der Laufflächen eintritt, bei dem bekanntlich
einzelne Stücke oder Späne aus der Lauffläche bei hohen Fahrgeschwindigkeiten herausfliegen.
Auch diese Prüfungen zeigten im Vergleich mit den bisher üblichen Reifen eine wesentliche
Qualitätsverbesserung.
-
Das neue Verfahren nach der Erfindung kann mittels automatisch arbeitender
Einrichtungen durchgeführt werden, wobei die Zuführung des Kautschukbandes zur Andrückvorrichtung
mit Hilfe einer Druckknopfsteuerung eingeschaltet und gestoppt werden kann; entsprechend
ist die Drehung der Trommel und ihre Querbewegung automatisch mittels einer für
den gewählten Reifenquerschnitt vorgesehenen Schablone steuerbar.
-
Eine besonders für eine selbsttätig arbeitende Einrichtung geeignete
Andrückvorrichtung ist in den Fig. 11 und 12 veranschaulicht; sie ist mittels eines
Armes an einem Pfosten36A schwenkbar gelagert; an dem freien Ende des Armes 66A
befindet sich ein Z-förmiger Trägerarm 69A. Am freien Ende dieses Armes 69A ist
eine Andrücktrommel 70A gelagert, die mittels einer Feder 71 A nachgiebig gegen
die Trommel gepreßt wird; die Feder 71A greift einerseits am Pfosten 36A und andererseits
am Arm 66A an. An einem Arm 73A, der etwa in der Mitte des Trägerarmes 69A schwenkbar
angeordnet ist, ist eine Rolle 744 drehbar, die mittels einer Feder 78A gegen die
Rolle 70A gepreßt wird.
-
Zu beiden Seiten der beiden Rollen 70A und 74A ist je eine Führungsplatte
an dem Trägerarm 69A vorgesehen, mit deren Hilfe das Kautschukband zwischen und
rund um die Rollen herumgeführt wird.
-
Wie Fig. 12 erkennen läßt, sind die Kanten der Führungsplatten an
dem Einführungsende zweckmäßig flanschartig nach außen aufgebogen. Die untere Rolle
70A kann mit Flanschrädern oder mit einer Nut versehen sein, damit das Kautschukband
richtig auf dieser Rolle gehalten wird. Die Rolle 70A besteht zweckmäßig aus Stahl;
sie ist nicht poliert, so daß sie eine gewisse Haftfähigkeit gegenüber dem Kautschukband
besitzt. Die Rolle 74A besteht zweckmäßig aus Kunststoff, z. B. Teflon, der gegenüber
Kautschuk keine Haftfähigkeit besitzt; das Kautschukband wird also bei seinem Durchgang
zwischen den Rollen vornehmL lich an der unteren Rolle 70A haften.
-
Die Anpreßwirkung der Rollen 7OA und 74A auf das Kautschukballd hat
zur Folge, daß dieses durch die Andrückvorrichtung hindurchgeführt wird; auf diese
Weise wird der Andrückvorgang allein dadurch eingeleitet, daß das Bandende in den
Spalt zwischen den beiden Rollen eingeführt wird; es ist daher nicht mehr notwendig,
das Band von Hand um die Rollen der Andrückvorrichtung herumzufädeln, wie dies bei
der Einrichtung nach Fig. 9 noch erforderlich ist.
-
In den Fig. 13 und 14 ist eine Abänderungsform der Antriebsvorrichtung
veranschaulicht, die dazu dient,
die Trommel in Drehbewegung zu
versetzen und sie vom gleichen Motor aus in der Querrichtung zu verstellen; mit
dieser Einrichtung kann die Richtung der Querbewegung auch während der Arbeit umgekehrt
werden. Der Trommelwagen ist mit 14A bezeichnet er ist mittels der Flanschrollen
13A auf Schienen 11 J verschiebbar gelagert. In der Längsrichtung des Wageugestells
erstrecken sich zwei in seitlichem Abstand voneinander angeordnete Gewindespindeln
47A und 47B, die in Querstreben 14B des Wagens drehbar gelagert sind. Diese Gewindespindeln
weisen an ihrem einen Ende miteinander kämmende Stirnräder 47,4' und47B' auf; der
einzige Antriebsmotor40A wirkt auf ein Ritzel41 4, das mit einem der beiden vorerwähnten
Stirnräder kämmt. Das Ritzel 41 A treibt gleichzeitig über ein geeignetes in der
Zeichnung nicht veranschaulichtes Getriebe die Trommelachse an.
-
Ein Schwenkarm 48X4 ist schwenkbar auf einem Träger 49,4 gelagert,
der zwischen den Spindeln auf einer Platte504 angeordnet ist, die unterhalb der
Schienen 11 A liegt. An den Enden des Armes 48A sind nach Art halber Muttern ausgebildete
Ansätze 51 A und 51 B vorgesehen, die mit den Gewindespindeln 47A und 47B wahlweise
in Eingriff gebracht werden können. Der Schwenkarm steht über eine Stange 52A mit
einem Solenoidkern 53A in Verbindung, der die Stange heben und senken und damit
den einen nach Art einer Halbmutter ausgebildeten Abschnitt mit der zugehörigen
Gewindespindel in und außer Eingriff bringen kann. Bei der in Fig. 14 veranschaulichten
Stellung ist der MutterteilS1B mit der Gewindespindel 47B im Eingriff, der Mutterteil
51A dagegen mit der Spindel 47,4 außer Eingriff.
-
Wird das Solenoid unter Strom gesetzt, um die Stange 52X4 nach unten
zu ziehen, so wird hierbei der Mutterteil 51 B ausgerückt und der Mutterteil 51
A mit der Spindel 47A in Eingriff gebracht. Die Folge hiervon ist, daß die Richtung
der Wagenbewegung umgekehrt wird, ohne daß dabei die Drehbewegung der Trommel, die
von dem gleichen Motor abgeleitet ist, in irgendeiner Weise beeinträchtigt wird.
-
Das Verfahren nach der Erfindung hat den großen Vorteil, daß der
Kosten- und Raumaufwand erheblich verringert ist; außerdem ist beim Formen, beim
Handhaben und Aufbringen der Lauffläche nebst Seitenwandungen nicht mehr wie bisher
eine besondere Geschicklichkeit entscheidend. Mit dem Verfahren nach der Erfindung
läßt sich beim Herstellen von Luftreifen ein Zwischenprodukt erzeugen, aus dem sich
Reifen mit weit überlegenen Qualitätseigenschaften herstellen lassen.
-
PATENTANSPROCE: 1. Verfahren zur Erzeugung einer Lauffläche mit Seitenwandungen
auf dem endlosen Karkassenstreifen für einen Luftreifen vor dessen endgültiger Formung,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Band mit in bezug auf den Querschnitt des Reifens
kleinem Querschnitt aus erhitztem synthetischem Kautschuk in neben- bzw. übereinanderliegenden
Windungen auf einen ringförmig geschlossenen Karkassenstreifen aufgebracht wird,
wobei die Umfangsgeschwindigkeit am Karkassenstreifen etwa der Zuführungsgeschwindigkeit
des Bandes entspricht und Band sowie Kar-
kassenstreifen während des Wickelvorganges
in der Achsrichtung des Karkassenstreifens relativ zueinander so verstellt werden,
daß benachbarte Bandwicklungen einander überlappen.