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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Herstellen von Reifen für Fahrzeugräder, das die im Oberbegriff
von Anspruch 1 genannten Schritte umfasst.
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Die Herstellung von Reifen für Fahrzeugräder umfasst
die Bildung eines Karkassenaufbaus, der im Wesentlichen aus einer
oder mehreren Karkassenlagen besteht, die gemäß einem im Wesentlichen toroidförmigen Aufbau
geformt sind und deren eigene axial gegenüberliegende Seitenränder an
entsprechenden, am Umfang nicht dehnbaren ringförmigen Verstärkungselementen
angreifen, die „Wulstkerne“ genannt
werden.
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Auf diesen Karkassenaufbau ist an
einer in Umfangsrichtung äußeren Position
ein Gurtaufbau aufgebracht, der einen oder mehrere Gurstreifen in Form
eines geschlossenen Rings umfasst, der im Wesentlichen aus Textil-
oder Metallkorden besteht, die in geeigneter Weise bezüglich zueinander
und bezüglich
der Korde, die zu den darunter liegenden Karkassenlagen gehören, ausgerichtet
sind.
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Ein Laufflächenband, das gegenwärtig aus einem
Streifen von elastomerem Material von geeigneter Dicke besteht,
wird an einer am Umfang äußeren Position
auf den Gurtaufbau aufgebracht. Es ist zu betonen, dass für die Zwecke
der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff „elastomeres Material“ eine Gummimischung
in ihrer Gesamtheit zu verstehen ist, d. h. die Mischung aus einem
Basispolymer, das in geeigneter Weise mit Mineral-Füllstoffen und/oder Zusätzen anderer
Art vereinigt.
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Schließlich wird an den gegenüberliegenden Seiten
des herzustellenden Reifens ein Paar Seitenwände aufgebracht, von denen
jede einen Seitenabschnitt des Reifens bedeckt, der zwischen einem
so genannten Schulterbereich, der nah an dem entsprechenden Seitenrand
des Lauftlächenbandes
angeordnet ist, und einem so genannten Wulst, der an dem entsprechenden
Wulstkern angeordnet ist, eingeschlossen ist.
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Die herkömmlichen Herstellungsverfahren sehen
im Wesentlichen vor, dass die oben genannten Reifenbauteile zunächst getrennt
voneinander hergestellt werden, um dann während eines Reifenherstellungsschritts
zusammengesetzt zu werden.
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Beispielsweise ist es für die Herstellung
der Karkassenlage oder -lagen, die den Wulstkernen zugeordnet werden
sollen, um den Karkassenaufbau zu bilden, zunächst erforderlich, durch ein
Extrusions- und/oder Kalanderverfahren ein gummiertes Gewebe herzustellen,
das in Längsrichtung
angeordnete, durchgehende textile oder metallische Korde aufweist.
Dieses gummierte Gewebe wird einem Quer-Schneidvorgang unterzogen,
um Längenstücke von
vorher bestimmten Größen herzustellen,
die nachfolgend miteinander verbunden werden, so dass sie ein durchgehendes,
bandförmiges
Halbfertigprodukt mit quer angeordneten, parallelen Korden ergeben.
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Dann wird dieses Produkt in Stücke geschnitten,
deren Länge
mit der Länge
der Umfangserstreckung der herzustellenden Karkasse im Zusammenhang
steht.
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In neuerer Zeit sind Herstellungsverfahren vorgeschlagen
worden, bei denen, anstatt auf die Herstellung von Halbfertigprodukten
zurückzugreifen,
der Karkassenaufbau direkt während
des Reifenherstellungsschrittes gefertigt wird.
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Beispielsweise offenbart das US-Patent 5,453,140,
das hier als Beispiel des nächstgelegenen
Stands der Technik zitiert wird, ein Verfahren und eine Vorrichtung,
gemäß denen
der Karkassenaufbau gebildet wird, indem ein einziger durchgehender Faden
gemäß abwechselnden
Ablagewegen, die aufeinander folgend in einer Beziehung Seite an
Seite in Umfangsrichtung verlaufen, auf einem toroidförmigen Träger, dessen
Form der inneren Form des herzustellenden Reifens entspricht, abgelegt
wird.
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Im Einzelnen wird der toroidförmige Träger zuvor
mit einer Rohkautschukschicht überzogen,
die eine Doppelfunktion hat, d. h. diejenige, auf geeignete Weise
an dem abgelegten Faden zu haften, um dessen einzelne Ablageabschnitte
in einer festen Position zu halten, und diejenige, eine luftdicht
abschließende
Innenauskleidung in dem fertigen Reifen zu bilden.
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An dem einzelnen Faden, der direkt
von einer Spule gezogen wird, greifen Gleitelemente an, die ihn
zu einem bewegbaren Führungselement
führen,
das an dem toroidförmigen
Träger
betrieben wird. Das bewegbare Führungselement
bewegt sich in einer Gleitbahn mit einem Abschnitt zum Vorrücken und
einem Abschnitt zum Zurückziehen,
die miteinander verbunden sind, um eine Endloslinie zu bilden, die
in einer Ebene radial zu dem toroidförmigen Träger liegt. Jeder der Abschnitte
zum Vorrücken
und zum Zurückziehen
erstreckt sich in einer im Wesentlichen C-förmigen Anordnung um den Querschnittsumriss
des toroidförmigen
Trägers
herum.
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So wird jedes Mal, wenn das Führungselement
einen der Abschnitte zum Vorrücken
oder Zurückziehen
der Gleitbahn abdeckt, ein Ablegen des Fadens auf den toroidförmigen Träger bewirkt,
wodurch ein Ablageabschnitt gebildet wird, der sich in einer U-förmigen Anordnung
um den Querschnittsumriss des toroidförmigen Trägers selbst erstreckt.
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In dem Moment zwischen der Bildung
eines Ablageabschnitts und der Bildung des nachfolgenden Ablageabschnitts
wird der toroidförmige
Träger gemäß einer
vorher bestimmten Winkelteilung gedreht, wodurch er die Vorrichtung
für die
Bildung eines neuen Ablageabschnitts bereit macht, der in Umfangsrichtung
in einer Beziehung Seite an Seite mit dem zuvor abgelegten Abschnitt
angeordnet ist.
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Aufnehmeinrichtungen, die gabelförmige Elemente
verwenden, greifen an dem Faden in dem Endbereich des gerade gebildeten
Ablageabschnitts an, um zu verhindern, dass dieser von dem Führungselement
während
des ersten Ausbildungsschritts des folgenden Ablageabschnitts mitgeschleift wird.
Halteeinrichtungen, die Andrückelemente
verwenden, wirken in zweckmäßiger Weise
in dem Übergangsbereich
zwischen zwei aufeinander folgenden Ablageabschnitten, um zu bewirken,
dass deren Endlaschen an der Seitenfläche des toroidförmigen Trägers haften.
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Reifen, die mit diesem Herstellungsverfahren
erzielt werden, haben einen Karkassenaufbau, bei dem die Korde,
die die Karkassenlage oder -lagen bilden, aus einem einzigen fadenförmigen Element
bestehen, das eine Vielzahl von aufeinander folgenden Abschnitten
bildet, die quer zu dem Reifen verlaufen und parallel in einer Beziehung
Seite an Seite in Umfangsrichtung angeordnet und in jeweils entgegengesetzten
Richtungen abgelegt sind, so dass sie einen alternierenden Verlauf
haben.
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Ein weiteres bekanntes Dokument,
das Patent US-A-3356553, offenbart ein Verfahren zur Herstellung
eines Reifens durch Ablegen von Rohkautschuk-Karkassen-Streifenmaterial
auf einem gestützten
Paar von ringförmigen
Wulstringen, wodurch ein insgesamt torusförmiger Körper gebildet wird. Das Karkassen-Streifenmaterial
ist ein einziger durchgehender Streifen, der sich radial außerhalb von
und zwischen den Wulstringen in äußeren und inneren
Schichten erstreckt. So wird die Reifenkarkasse auf den gestützten Wulstringen
gebildet.
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Wie aus den Patenten
EP 0 664 231 und
EP 0 664 232 hervorgeht, sind im Rahmen
der Herstellung eines Karkassenaufbaus die von dem einzelnen fadenförmigen Element
ge bildeten Ablageabschnitte auch dafür vorgesehen, in abwechselnder
Reihenfolge an axial gegenüberliegenden
Positionen bezüglich
eines oder mehrerer ringförmiger
Ankerelemente, die die Wulstkerne bilden, angeordnet zu werden.
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Es hat sich herausgestellt, dass
gemäß der vorliegenden
Erfindung im Rahmen der Reifenherstellung verschiedene Vorteile
erreicht werden können,
wenn die Karkassenlage oder -lagen hergestellt werden, indem wenigstens
ein streifenförmiges
Element abgelegt wird, das im Wesentlichen eine Lage von Rohelastomermaterial
umfasst, in dem zwei oder mehr parallele fadenförmige Elemente eingeschlossen
sind, die in Längsrichtung
in abwechselnden aufeinander folgenden Abschnitten quer zum Reifen
angeordnet sind.
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Im Einzelnen betrifft die Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung eines Reifens für Fahrzeugräder, das sich dadurch auszeichnet,
dass der Ablageschritt erreicht wird, indem das erste streifenförmige Element
auf einen toroidförmigen
Träger
abgelegt wird, wodurch jeder Ablageabschnitt sich um den Querschnittsumriss
des toroidförmigen
Trägers
herum erstreckt.
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Noch detaillierter ausgedrückt werden
die Seitenabschnitte in einander überlappender Beziehung dazu
gebracht, zueinander zu der geometrischen Drehachse des toroidförmigen Trägers zu
konvergieren.
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Vorteilhaft verringert sich das gegenseitige Überlappen
der Seitenabschnitte der Ablageabschnitte fortschreitend, beginnend
bei einem Maximalwert an den radial inneren Enden der Seitenabschnitte
bis zu einem Nullwert an Übergangsbereichen
zwischen den Seitenabschnitten und Kronenabschnitten.
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Vorzugsweise werden die Seitenabschnitte in
sich gegenseitig überlappender
Beziehung an einem Biegeendbereich, wo das streifenförmige Element
auf sich selbst gefaltet wird, miteinander verbunden gehalten.
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Bei einer bevorzugten Lösung werden
die einzelnen Ablageabschnitte aufeinander folgend gemäß einer
Umfangsverteilungs-Teilung, die der Breite des streifenförmigen Elements
entspricht, auf den toroidförmigen
Träger
abgelegt.
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Gemäß einer möglichen alternativen Ausführungsform
werden die einzelnen Ablageabschnitte aufeinander folgend gemäß einer
Umfangsverteilungs-Teilung, die einem Vielfachen der Breite des streifenförmigen Elements
entspricht, auf den toroidförmigen
Träger
ab gelegt. Vorzugsweise hat das streifenförmige Element eine Breite,
die einem in einer Zahl ohne Rest aufgehenden Teiler der Umfangserstreckung
des toroidförmigen
Trägers
gemessen an seiner Äquatorialebene
entspricht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung umfasst die Herstellung der wenigstens einen Karkassenlage
weiterhin einen sequentiellen Andrückschritt des streifenförmigen Elements
an den Seitenabschnitten der Ablageabschnitte, um Bereiche von größerer Breite
nahe an den inneren Umfangsrändern
des Karkassenaufbaus zu bilden.
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Dieser Andrückschritt wird vorzugsweise
an dem streifenförmigen
Element direkt während
des Ablageschritts durchgeführt,
indem eine Andrückwirkung
des streifenförmigen
Elements selbst an einem seiner Abschnitte stromauf von dem toroidförmigen Träger ausgeübt wird.
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Gleichzeitig mit dem Andrückschritt
wird ein Voneinander-weg-Bewegen der in dem streifenförmigen Element
enthaltenen fadenförmigen
Elemente durchgeführt.
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Während
des Ablageschritts kann wenigstens ein Ablageabschnitt, der ein
Anfangsende des streifenförmigen
Elements aufweist, vorteilhaft durch eine Saugwirkung, die durch
den toroidförmigen
Träger
selbst erzeugt wird, auf dem toroidförmigen Träger gehalten werden.
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Insbesondere umfasst die Ausbildung
jedes Ablageabschnitts die Schritte: Führen des streifenförmigen Elements
auf ein Verteilerelement, das um den Querschnittsumriss des toroidförmigen Trägers herum
bewegbar ist; translatives Bewegen des Verteilerelements im Wesentlichen
radial weg von der geometrischen Drehachse des toroidförmigen Trägers zur
Bildung eines ersten Seitenabschnitts des Ablageabschnitts des streifenförmigen Elements;
Drehen des toroidförmigen
Trägers
bezüglich
des Verteilerelements mit einer Winkelteilung, die der halben Verteilungs-Teilung
der Ablageabschnitte entspricht, gleichzeitig zur Bildung des ersten
Seitenabschnitts; translatives Bewegen des Verteilerelements im
Wesentlichen in einer Richtung parallel zur geometrischen Drehachse
des toroidförmigen
Trägers
zur Bildung des Kronenabschnitts des Ablageabschnitts des streifenförmigen Elements;
translatives Bewegen des Verteilerelements im Wesentlichen radial nahe
der geometrischen Drehachse des toroidförmigen Trägers zur Bildung eines zweiten
Seitenabschnitts des Ablageabschnitts des streifenförmigen Elements;
Drehen des toroidförmigen
Trägers
bezüglich
des Verteilerelements mit der Winkelteilung gleichzeitig zur Bildung
des zweiten Seitenabschnitts.
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Vorzugsweise wird während der
Bildung des ersten Seitenabschnitts jedes Ablageabschnitts der Schritt
ausgeführt,
das streifenförmige
Element an einem Biegebereich zu halten, der zwischen dem ersten
Seitenabschnitt und dem zweiten Seitenabschnitt des vorher gebildeten
Ablageabschnitts gebildet wird.
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Dieser Schritt des Haltens des streifenförmigen Elements
wird beispielsweise durch Anordnen eines Halteelements längs des
zweiten Seitenabschnitts nach dem translativen Bewegen des Verteilerelements
radial nah an der geometrischen Drehachse des toroidförmigen Trägers ausgeführt, so dass
das streifenförmige
Element um das Halteelement zurückgelegt
wird, wodurch der Biegebereich als Folge der translativen Bewegung
des Verteilerelements radial weg von der geometrischen Drehachse
des toroidförmigen
Trägers
gebildet wird.
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Es ist auch vorzugsweise vorgesehen,
dass das Halteelement axial aus dem Eingriff mit dem Biegebereich
nach Beginn der Ausbildung des Kronenabschnitts des auszubildenden
Ablageabschnitts gelöst
wird.
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Die Durchführung eines Andrückschritts
der Seitenabschnitte der Ablageabschnitte gegen Seitenwände des
toroidförmigen
Trägers
kann ebenfalls vorgesehen sein.
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Dieser Andrückschritt wird vorzugsweise wiederholt
an einem ersten und einem zweiten Seitenabschnitt ausgeführt, die
zu zwei benachbarten Ablageabschnitten gehören.
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Vorteilhaft umfasst die Herstellung
des Karkassenaufbaus weiterhin den Schritt, wenigstens einen nicht
dehnbaren ringförmigen
Aufbau an einem Bereich nah an jedem der inneren Umfangsränder der
Karkassenlage aufzubringen, die von dem Ablageschritt erhalten wird.
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Die Herstellung des Karkassenaufbaus
kann weiterhin den Schritt aufweisen, Endlaschen der Seitenabschnitte
um die jeweiligen nicht dehnbaren Aufbauten zurückzufalten.
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Gemäß einem weiteren innovativen
Aspekt der Erfindung umfasst die Herstellung jedes nicht dehnbaren
ringförmigen
Aufbaus die Schritte: Ablegen wenigstens eines fadenförmigen Elements
in konzentrischen Windungen in einen Formhohlraum zur Bildung eines
am Umfang nicht dehnbaren ringförmigen
Einsatzes für
eine Positionierung im Wesentlichen parallel zu benachbarten Oberflächen der Karkassenlage;
Anordnen eines ringförmigen
Ankerelements in dem Formhohlraum an einer Stelle axial in der Nähe des am
Umfang nicht dehnbaren ringförmigen
Einsatzes; Einspritzen von Rohelastomermaterial in den Formhohlraum,
um einen Füllkörper innig mit
dem ringförmigen
Ankerelement und dem am Umfang nicht dehnbaren ringförmigen Einsatz
in Verbindung zu setzen.
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Diesem Ablageschritt kann praktischerweise ein
Gummierungsschritt vorausgehen, bei welchem das fadenförmige Element
mit wenigstens einer Schicht aus Rohelastomermaterial überzogen
wird.
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Vorzugsweise ist auch ein Schritt
vorgesehen, bei dem der am Umfang nicht dehnbare ringförmige Einsatz
an einer vorgegebenen Position in dem Formhohlraum magnetisch gehalten
wird.
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Ein Einspritzen des Rohelastomermaterials kann
vorteilhaft durch wenigstens eine am Umfang befindliche Zuführöffnung oder
einen Zuführhohlraum
ausgeführt
werden, der in den Formhohlraum mündet.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform umfasst
die Herstellung des Karkassenaufbaus weiterhin den Schritt, eine
zweite Karkassenlage in gleicher Weise wie die Ausbildung der ersten
Karkassenlage auszubilden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung umfasst das Aufbringen des Gurtaufbaus die Schritte: Ausbilden
wenigstens eines durchgehenden Gurtbands, das wenigstens eine Schicht
Rohelastomermaterial aufweist, das wenigstens teilweise eine Vielzahl
von parallelen Längskorden
einschließt; Schneiden
des durchgehenden Gurtbands mit einer vorgegebenen Neigung bezüglich seiner
Längserstreckung
zur Bildung von Gurtlängenstücken, die eine
vorher festgelegte Größe in der
Breite gemessen senkrecht zur Schneidrichtung haben; Ablegen der
Gurtlängestücke aufeinander
folgend in Umfangsausrichtung auf den Karkassenaufbau zur Bildung
wenigstens eines ersten durchgehenden Gurtstreifens, bei welchem
die Korde quer mit einer Neigung angeordnet sind, die der Schneidneigung
der Längenstücke entspricht.
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Es ist möglich, vor dem Schneidschritt
das durchgehende Gurtband einem Kalanderschritt zu unterwerfen,
damit den Längenstücken eine
Umfangsgröße gegeben
wird, die dem in einer Zahl ohne Rest aufgehenden Teiler der Umfangserstreckung des
Gurtstreifens entspricht.
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Das Aufbringen des Gurtaufbaus weist
vorzugsweise weiterhin den Schritt auf, wenigstens einen zweiten
Gurtstreifen durch Wickeln wenigstens eines durchgehenden fadenförmigen Elements
in Windungen auszubilden, die axial in einer Beziehung Seite an
Seite angeordnet sind und sich am Umfang um den ersten Gurtstreifen
herum erstrecken.
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Falls erforderlich, können die
von dem langgestreckten Element gebildeten Windungen zueinander
in einer Beziehung Seite an Seite entsprechend einer variablen Axialverteilungs-Teilung
angeordnet sein, die z. B. nahe an der Äquatorialebene des toroidförmigen Trägers im
Vergleich zu den gegenüberliegenden
Seitenrändern
des Gurtaufbaus größer ist.
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Vorteilhaft kann das Aufbringen des
Laufflächenbands
den Schritt aufweisen, wenigstens eine durchgehende Bahn aus Rohelastomermaterial
in einer Vielzahl von radial aufeinander gelegten Windungen am Umfang
um den Gurtaufbau herum zu legen.
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Vorzugsweise wird die durchgehende
Bahn aus elastomerem Material gleichzeitig mit ihrer Aufbringung
auf den Gurtaufbau erzeugt. Es kann vorteilhaft vorgesehen sein,
die Breite der elastomeren Materialbahn gleichzeitig zur Bildung
jeder Windung um den Gurtaufbau fortschreitend zu verringern.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung wird jede der Seitenwände
vorzugsweise durch Einspritzen von elastomerem Material in eine
Form hergestellt.
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Im Einzelnen kann die Herstellung
jeder der Seitenwände
die folgenden Schritte aufweisen: Einspritzen eines ersten elastomeren
Materials in einen ersten Hohlraum, der in der Form zur Bildung
eines radial äußeren Abschnitts
der Seitenwand vorgesehen ist; Ausbilden eines zweiten Hohlraums
in der Form, der teilweise von dem radial äußeren Abschnitt der Seitenwand
begrenzt wird; Einspritzen eines zweiten elastomeren Materials in
den zweiten Hohlraum der Form, um einen radial inneren Abschnitt
der Seitenwand zu bilden.
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Der Ausbildung der Karkassenlage
kann ein Schritt vorausgehen, den toroidförmigen Träger mit wenigstens einer luftdicht
abschließenden
Schicht aus elastomerem Material zu beschichten.
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Dieser Beschichtungsschritt wird
vorteilhaft ausgeführt,
indem wenigstens ein Band aus einem luftdicht abschließenden elastomeren
Material in Windungen gelegt wird, die in einer Beziehung Seite an
Seite längs
des Querschnittsumrisses des toroidförmigen Trägers angeordnet sind.
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Zusätzlich zu oder anstelle der
Ausbildung der luftdicht abschließenden Schicht können vor
dem Vulkanisierungsschritt die folgenden Schritte ausgeführt werden:
Lösen des
Eingriffs des Reifens von dem toroidförmigen Träger; Einführen eines Luftschlauchs in
den Karkassenaufbau.
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Während
dieses Vulkanisierungsschritts kann vorteilhaft ein Schritt zur
Dehnung der Karkassenlagen und der Gurtstreifen ausgeführt werden, um
eine Expansion des Reifens mit einer linearen Größe zwischen 2% und 5% zu erreichen.
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Weitere Merkmale und Vorteile werden
am besten aus der detaillierten Beschreibung einer bevorzugten,
aber nicht einzigen Ausführungsform
eines Verfahrens zum Herstellen eines Reifens für Fahrzeugräder gemäß der vorliegenden Erfindung deutlich.
Diese Beschreibung folgt nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,
die als nicht einschränkende
Beispiele dienen, und von denen
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1 eine
fragmentarische perspektivische Ansicht in abgeschnittener Form
eines Reifens ist, der gemäß der vorliegenden
Erfindung erzielt wurde;
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2 und 3 schematisch eine Vorrichtung zum
Herstellen der Karkassenlage zeigen, jeweils bei verschiedenen Arbeitsschritten,
gesehen in einer Richtung senkrecht zu einer diametralen Schnittebene
eines toroidförmigen
Trägers,
der den Reifen während
des Herstellungsschritts trägt;
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4 ein
Diagramm ist, das die Herstellung eines streifenförmigen Elements
zeigt, das für
die Bildung der Karkassenlage oder -lagen vorgesehen ist;
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5 eine
Ausführungsform
des streifenförmigen
Elements im Querschnitt zeigt;
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6 eine
perspektivische Teilansicht ist, die schematisch die Ablagesequenz
eines streifenförmigen
Elements zum Zweck der erfindungsgemäßen Bildung einer Karkassenlage
des Reifens zeigt;
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7 eine
diametrale geschnittene Teilansicht eines nicht dehnbaren ringförmigen Aufbaus zum
Einsetzen an dem Reifenwulst während
eines Formschritts zur Herstellung des Reifens ist;
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8 eine
perspektivische Teilansicht eines nicht dehnbaren ringförmigen Aufbaus
ist, der seitlich an der Karkassenlage aufgebracht ist;
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9 ein
Diagramm ist, das die Herstellung eines durchgehenden Bands und
dessen Schneiden in Längenstücke von
vorgegebener Form und vorgegebenen Größen zum Zweck der Herstellung
eines ersten Gurtstreifens zeigt;
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10 eine
Querschnittsansicht dieses durchgehenden Gurtbandes ist;
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11 eine
perspektivische Teilansicht ist, die das Ablegen der Bandlängenstücke in Umfangsausrichtung
auf den Karkassenaufbau zur Bildung des ersten Gurtstreifens zeigt;
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12 ein
Diagramm ist, das sich auf die Herstellung eines gummierten fadenförmigen Elements
bezieht, das für
die Herstellung eines zweiten Gurtstreifens vorgesehen ist;
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13 eine
perspektivische geschnittene Teilansicht ist, die den Schritt der
Bildung des zweiten Gurtstreifens durch das durchgehende fadenförmige Element
zeigt;
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14 ein
Diagramm ist, das die Bildung einer durchgehenden elastomeren Bahn
zeigt, die für die
Herstellung des Laufflächenbandes
vorgesehen ist;
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15 eine
perspektivische geschnittene Teilansicht ist, die das Laufflächenband
zeigt, das hergestellt wird, indem die durchgehende Bahn in mehrere
aufeinander gelegte Windungen gelegt wird;
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16 schematisch
die Bildung der Reifenseitenwände
im Querschnitt zeigt;
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17 eine
perspektivische geschnittene Teilansicht ist, die die Aufbringung
der Seitenwände auf
den Reifen während
seines Herstellungsschritts zeigt;
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18 eine
perspektivische geschnittene Teilansicht ist, die den Reifen zeigt,
an dem ein nicht denhbarer ringförmiger
Aufbau vorgesehen ist, der gemäß einer
möglichen
alternativen Ausführungsform
der Erfindung hergestellt wurde; und
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19 ein
Halbquerschnitt ist, der einen erfindungsgemäßen Reifen zeigt, der auf einer
entsprechenden Felge montiert ist und sich im Rutschlaufzustand
befindet.
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In den genannten Zeichnungen, und
insbesondere in 1 und 17, wird ein Reifen für Fahrzeugräder, der
gemäß einem
erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt wurde, insgesamt durch das Bezugszeichen 1 bezeichnet.
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Der Reifen 1 umfasst im
Wesentlichen einen Karkassenaufbau 2, der wenigstens eine
Karkassenlage 3 von im Wesentlichen toroidförmigem Aufbau aufweist,
der an seinen gegenüberliegenden
Umfangsrändern
mit einem Paar nicht dehnbarer ringförmiger Aufbauten 4 eingreift,
die, wenn der Reifen fertiggestellt ist, in dem Bereich angeordnet
sind, der üblicherweise
als „Wulst“ bezeichnet
wird.
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Auf diesen Karkassenaufbau 2 ist
an einer am Umfang äußeren Position
ein Gurtaufbau 5 aufgebracht, der einen oder mehrere Gurtstreifen 6, 7 aufweist.
Ein Laufflächenband 8 ist
in Umfangsrichtung über
den Gurtaufbau 5 gelegt, und es sind Schnitte 8a in
Längs-
und Querrichtung in dem Laufflächenband 8 folgend
auf einen gleichzeitig mit der Reifenvulkanisierung ausgeführten Formvorgang ausgebildet,
die so angeordnet sind, dass sie ein gewünschtes „Laufflächenmuster“ ergeben.
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Der Reifen umfasst auch ein Paar
so genannter „Seitenwände“ 9, die
seitlich an gegenüberliegende
Seiten des Karkassenaufbaus 2 aufgebracht sind.
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Der Karkassenaufbau 2 kann
auch an seinen Innenwänden
mit einer luftdicht abschließenden Schicht 10 aus
elastomerem Material beschichtet sein, d. h. einer so genannten „Auskleidung“, die im Wesentlichen
aus einer Schicht aus luftundurchlässigem elastomerem Material
besteht und die geeignet ist, die Abdichtung des aufgepumpten Reifens
zu gewährleisten.
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Der Zusammenbau der oben genannten Bauteile
sowie die Herstellung von einem oder mehreren dieser Bauteile findet
mit Hilfe eines toroidförmigen
Trägers 11 statt,
der schematisch in 2 und 3 gezeigt ist und der den
Aufbau der Innenwände
des herzustellenden Reifens hat.
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Bei einer bevorzugten Lösung hat
der toroidförmige
Träger 11 verringerte
Abmessungen im Vergleich zu denen des fertigen Reifens, gemäß einer
linearen Größe, die
vorzugsweise zwischen 2% und 5% liegt, gemessen, lediglich als Hinweis,
entlang der Umfangserstreckung des Trägers selbst an dessen Äquatorialebene
X-X, die mit der Äquatorialebene
des Reifens selbst übereinstimmt.
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Der toroidförmige Träger 11, der nicht
im Einzelnen beschrieben oder dargestellt ist, da er nicht von besonderer
Bedeutung für
die Zwecke der Erfindung ist, kann z. B. aus einer zusammenlegbaren Trommel
oder einer aufpumpbaren Blase bestehen, die in geeigneter Weise
verstärkt
ist, so dass sie im aufgepumptem Zustand die gewünschte Toroidform annehmen
und beibehalten kann.
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Unter Berücksichtigung des oben Gesagten umfasst
die Herstellung des Reifens 1 zunächst die Bildung des Karkassenaufbaus 2,
beginnend mit der fakultativen Bildung der luftdicht abschließenden Auskleidung 10.
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Diese Auskleidung 10 kann
vorteilhaft hergestellt werden, indem wenigstens ein Band 12 aus
luftdicht abschließendem
elastomerem Material in Umfangsrichtung um den toroidförmigen Träger 11 gewickelt
wird, wobei das Band von einem Extruder und/oder einem Ka lander
erzeugt wird, der nah bei dem toroidförmigen Träger selbst angeordnet ist.
Wie in 1 zu sehen ist,
findet das Wickeln des Bands 12 im Wesentlichen zu Umfangswindungen
statt, die aufeinander folgend in einer Beziehung Seite an Seite
angeordnet sind, so dass sie dem Querschnittsumriss der äußeren Oberfläche des
toroidförmigen
Trägers 11 folgen.
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Zum Zweck der Beschreibung ist mit „Querschnittsumriss“ hier eine
Konfiguration gemeint, die der Halbschnitt des toroidförmigen Trägers 11 zeigt, geschnitten
entlang einer Ebene radial zu dessen geometrischer Drehachse, die
in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, die mit der geometrischen
Drehachse des herzustellenden Reifens übereinstimmt.
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Gleichzeitig mit dem Winden des Bands 12 kann
die Aufbringung eines Paars ringförmiger Hilfselemente 12a nahe
an den inneren Umfangsrändern
des Karkassenaufbaus während
seines Herstellungsschritts ausgeführt werden. Jedes dieser ringförmigen Hilfselemente 12a kann
z. B. erzielt werden, indem das Band 12 in einer Windung
gelegt wird, die axial in einer Beziehung Seite an Seite mit der
entsprechenden Windung angeordnet ist, die an dem inneren Umfangsrand
der Auskleidung 10 angeordnet ist, die an dem toroidförmigen Träger 11 ausgebildet ist
oder werden soll. Alternativ können
die ringförmigen
Hilfselemente 12a aus wenigstens einem Hilfsband hergestellt
werden, das von einem entsprechenden Extruder erzielt wird, der
an dem toroidförmigen
Träger 11 angeordnet
ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird die Karkassenlage 3 direkt auf dem toroidförmigen Träger 11 ausgebildet,
indem auf diesem auf abwechselnden Wegen wenigstens ein streifenförmiges Element 13 abgelegt
wird, dessen Breite vorzugsweise zwischen 3 mm und 15 mm liegt,
wie aus dem Folgenden deutlicher hervorgeht.
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Wie in 4 gezeigt,
umfasst die Vorbereitung des streifenförmigen Elements 13 im
Wesentlichen, dass zwei oder mehr fadenförmige Elemente 13a und
vorzugsweise drei bis zehn fadenförmige Elemente 13a,
die von entsprechenden Spulen 14 zugeführt werden, durch einen ersten
Extruder 15 geführt
werden, der einer ersten Extrusionsvorrichtung 16 zugeordnet
ist, die das Zuführen
des Rohelastomermaterials durch den Extruder selbst ausführt.
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Es wird hervorgehoben, dass in der
vorliegenden Beschreibung mit dem Begriff „Extruder“ der Teil der Extrusionsvorrichtung
gemeint ist, der in diesem bestimmten Gebiet auch „Strangpresskopf“ genannt
wird, der mit einem so genannten „Extrudiennrerkzeug“ versehen
ist, welches das bearbeitete Erzeugnis an einer Auslassöffnung durchläuft, dessen Gestalt
und Größe den geometrischen
und dimensionalen Merkmalen entsprechen, die das Erzeugnis selbst
erhalten soll.
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Das elastomere Material und die fadenförmigen Elemente 13a sind
in dem Extruder 15 innig miteinander verbunden, wodurch
sie das durchgehende streifenförmige
Element 13 an dessen Auslass erzeugen, wobei dieses Element
aus wenigstens einer Schicht aus elastomerem Material 13 gebildet
wird, in dessen Dicke die fadenförmigen
Elemente selbst eingeschlossen sind.
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Je nach den Anforderungen ist es
möglich, die
fadenförmigen
Elemente 13a in dem Extruder 15 so zu führen, dass
sie nicht einteilig in die Schicht aus elastomerem Material 13b eingeschlossen
sind, sondern an deren einer oder beiden Oberflächen auftreten.
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Jedes der fadenförmigen Elemente 13a kann z.
B. aus einem textilen Kord bestehen, der vorzugsweise einen Durchmesser
zwischen 0,6 mm und 1,2 mm hat, oder einem metallischen Kord, der
vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 0,3 mm und 2,1 mm hat.
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Vorteilhaft können die fadenförmigen Elemente 13a,
falls erforderlich, in dem streifenförmigen Element 13 so
angeordnet sein, dass sie der so erzielten Karkassenlage 3 unerwartete
Kompaktheits- und Homogenitätseigenschaften
verleihen. Zu dem Zweck können
die fadenförmigen
Elemente 13a beispielsweise in einer Dichte angeordnet
sein, die größer ist
als sechs fadenförmige
Elemente pro Zentimeter, gemessen in Umfangsrichtung an der Karkassenlage 3 nah
an der Äquatorialebene
X-X des Reifens 1. In jedem Fall ist vorzugsweise vorgesehen, dass
die fadenförmigen
Elemente 13a in dem streifenförmigen Element 13 in
einem gegenseitigen Abstand zwischen den Mittelpunkten angeordnet
sind, der nicht niedriger ist als das 1,5-fache des Durchmessers
der fadenförmigen
Elemente selbst, um einen angemessenen Gummierungsvorgang zwischen den
angrenzenden Fäden
zu ermöglichen.
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Das durchgehende streifenförmige Element 13,
das aus dem Extruder 15 kommt, kann vorteilhaft fakultativ
zunächst
durch eine erste Akkumulator-Kompensator-Vorrichtung 17 auf
eine Ablagevorrichtung 18 geführt werden, die schematisch
in 2 und 3 gezeigt ist.
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Die Ablegevorrichtung 18 umfasst
im Wesentlichen erste Führungselemente 19,
die z. B. aus einem Paar Rollen bestehen, die auf stationären Drehachsen
gehalten werden, und die so angeordnet sind, dass sie an dem durchgehenden
streifenförmigen
Element 13 angreifen, das von dem Extruder 15 erzeugt
wird. Stromab von den ersten Führungselementen 19 tritt
das streifenförmige
Element 13 in Eingriff mit zweiten Führungselementen 20,
die beispielsweise aus weiteren Rollen bestehen, die auf einem Wagen 21 montiert
sind, der sich in einer Richtung, die quer zu der Äquatorialebene
X-X des toroidförmigen
Trägers 11 ausgerichtet
ist, hin- und herbewegt. Wenigstens ein Verteilerelement 22,
das beispielsweise aus einer weiteren Rolle besteht, ist in einer
Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung
des Wagens selbst verläuft,
gleitend mit dem bewegbaren Wagen 21 verbunden.
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Bauteile, die für eine Verbindung miteinander sowie
die Bewegung des Verteilerelements 22 und des bewegbaren
Wagens 21 vorgesehen sind, sind in den beigefügten Zeichnungen
nicht gezeigt, da sie auf eine beliebige für den Fachmann praktische Art hergestellt
werden können,
und in jedem Fall nicht wichtig für die Zwecke der vorliegenden
Erfindung sind.
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Durch eine Kombination der Querbewegung des
Wagens 21 und einer radialen „Bewegung“ des Verteilerelements 22 ist
es möglich,
dass das Verteilerelement durch eine Hinund Herbewegung entlang einer
Bahn „t“, die sich
in einer im Wesentlichen U-Form um den Querschnittsumriss des toroidförmigen Trägers 11 erstreckt,
translativ bewegt wird.
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Der toroidförmige Träger 11 kann in Winkeldrehung
in einer Schritt für
Schritt-Bewegung
synchron zu der Bewegung des Verteilerelements 22 so angetrieben
werden, dass das streifenförmige
Element 13 in aufeinander folgenden Ablageabschnitten 23, 24 auf
den toroidförmigen
Träger
abgelegt wird, quer zum Reifen und parallel in einer Beziehung Seite
an Seite in Umfangsrichtung angeordnet und in jeweils gegenüberliegenden
Richtungen abgelegt, um einen abwechselnden Verlauf zu bilden.
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Im Einzelnen erstreckt sich jeder
der Ablageabschnitte 23, 24 in U-Form um den Querschnittsumriss
des toroidförmigen
Trägers 11 zur
Bildung zweier Seitenabschnitte 23a, 23c, 24a, 24c,
die sich im Wesentlichen in Ebenen senkrecht zu der geometrischen
Drehachse des toroidförmigen
Trägers
erstrecken, an in axialer Richtung voneinander beabstandeten Positionen,
und eines Kronenabschnitts 23b, 24b, der sich
an einer bezüglich
der Seitenabschnitte 23a, 23c, 24a, 24c radial äußeren Position
erstreckt.
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Für
eine einfache Beschreibung werden die Ablageabschnitte, die, bezogen
auf 2 und 3, als Ergebnis einer translativen
Bewegung des Ablageelements 22 von rechts nach links erzielt
werden, im Folgenden als erste Ablageabschnitte 23 bezeichnet. Diejenigen,
die durch die translative Bewegung des Verteilerelements in entgegengesetzter
Richtung erzielt werden, werden dagegen als zweite Ablageabschnitte 24 bezeichnet.
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Im Einzelnen ist die Ablagesequenz
des streifenförmigen
Elements 13 auf dem toroidförmigen Träger 11 wie folgt.
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Es wird davon ausgegangen, dass bei
einer Anfangssitiuation angefangen wird, bei der, wie in 2 gezeigt, das Verteilerelement 22 an
seiner linken Hubendposition seiner Bewegungsbahn „t“ angeordnet
ist. Beginnend bei dieser Position wird das Verteilerelement 22 im
Wesentlichen radial translativ von der geometrischen Drehachse des
toroidförmigen
Trägers 11,
zur Bildung eines ersten Seitenabschnitts 23a des ersten
Ablageabschnitts 23 weg bewegt.
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Der klebrige Charakter des Rohelastomermaterials,
das die Schicht 13b bildet, die die fadenförmigen Elemente 13a beschichtet,
gewährleistet eine
gleichmäßige Haftung
des streifenförmigen
Elements 13 an den Oberflächen des toroidförmigen Trägers 11,
selbst wenn keine Auskleidung 10 auf dem toroidförmigen Träger selbst
vorhanden ist. In dem Fall, wenn, wie schematisch in 2 und 3 gezeigt, der toroidförmige Träger 11 Seitenabschnitte 11a mit
konkavem Profil aufweist, die in den Bereichen angeordnet sind,
die den Seitenwänden
des herzustellenden Reifens entsprechen, findet die oben beschriebene
Anhaftung statt, sobald das streifenförmige Element 13 in
Kontakt mit dem toroidförmigen
Träger
in einem radial äußeren Bereich
seines Querschnittsumrisses tritt.
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Zusätzlich zu oder anstelle der
oben beschriebenen Ausnutzung des natürlichen klebrigen Charakters
des elastomeren Materials kann das Halten des streifenförmigen Elements 13 auf
dem toroidförmigen
Träger 11 erreicht
werden, indem eine Saugwirkung ausgeführt wird, die durch eine oder mehrere
geeignete Öffnungen 28 erzeugt
wird, die in dem toroidförmigen
Träger
angeordnet sind.
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Bei dem Anfangsschritt des Hubs des
Verteilerelements 22 weg von der geometrischen Drehachse
des toroidförmigen
Trägers 11 wird
das streifenförmige
Element 13 auf sich selbst gefaltet, wodurch ein Biegebereich 25 gebildet
wird, der einen Übergang zwischen
dem ersten Seitenabschnitt 23a des Ablageabschnitts 23,
der kurz vor der Bildung steht, und einem zweiten Seitenabschnitt 24b bildet,
der zu einem zuvor gebildeten Ablageabschnitt 24 gehört. Während der
Bildung des ersten Seitenabschnitts 23a wird das streifenförmige Element 13 zweckmäßigerweise
durch ein Halteelement 26 (3),
das an dem Biegebereich angreift, in dem Biegebereich 25 auf
eine Art gehalten, die im Folgenden eingehender beschrieben wird.
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Gleichzeitig mit der Bildung des
ersten Seitenabschnitts 23a wird der toroidförmige Träger 11 um
seine eigene geometrische Drehachse bezüglich des Verteilerelements 22 mit
einer Winkelteilung gedreht, die der halben Umfangsverteilungs-Teilung
der Ablageabschnitte 23, 24 entspricht. Dadurch
nimmt der erste zu bildende Seitenabschnitt eine entsprechend geneigte
Ausrichtung bezüglich
der Richtung der Bewegung an, die das Verteilerelement 22 weg von
der geometrischen Drehachse des Trägers ausführt.
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Bei der Ausführungsform, die schematisch
in 2 gezeigt ist, wo
die Umfangsverteilungs-Teilung der einzelenn Ablageabschnitte 23, 24 der
Breite des streifenförmigen
Elements 13 entspricht, entspricht die Winkeldrehteilung
des toroidförmigen
Trägers 11 der
halben Breite des streifenförmigen
Elements.
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In jedem Fall kann vorgesehen sein,
dass die Umfangsverteilungs-Teilung der Ablageabschnitte 23, 24 einem
Vielfachen der Breite des streifenförmigen Elements 13 entspricht.
In diesem Fall entspricht die Winkelbewegungs-Teilung des toroidförmigen Trägers 11 in
jedem Fall der Hälfte
dieser Umfangsverteilungs-Teilung. Es ist hervorzuheben, dass für die Zwecke
der vorliegenden Erfindung der Begriff „Umfang“, wenn nicht anders angegeben,
sich auf einen Umfang bezieht, der in der Äquatorialebene X-X nah an der äußeren Oberfläche des
toroidförmigen Trägers 11 liegt.
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Wenn das Trägerelement 22 in die
Nähe des Scheitels
seines Hubs weg von der geometrischen Drehachse des toroidförmigen Trägers 11 gelangt, wird
der bewegbare Wagen 21 in seiner Bewegungsrichtung translativ
von links nach rechts bewegt, bezogen auf 2. Zu diesem Fall bewegt sich das Verteilerelement 22 in
einer Richtung, die im Wesentlichen parallel zu der geometrischen
Drehachse des toroidförmigen
Trägers 11 ist,
in einer solchen Weise, dass an einer zu Letzterem radial äußeren Position ein
Kronenabschnitt 23b des herzustellenden Ablageabschnitts 23 gebildet
wird.
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Wenn der Wagen 21 seinen
Translationshub im Wesentlichen vollendet hat, wird das Verteilerelement 22 im
Wesentlichen radial nahe zu der geometrischen Drehachse des toroidförmigen Trägers 11 bewegt.
Zu diesem Fall wird ein zweiter Seitenabschnitt 23c des
ersten Ablageabschnitts 23 gebildet.
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Gleichzeitig mit der Bildung dieses
zweiten Seitenabschnitts 23c wird der toroidförmige Träger 11 bezüglich des
Verteilerelements 22 mit einer Winkelteilung gedreht, die
identisch mit der zuvor durchgeführten
ist.
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Wenn das Verteilerelement 22 kurz
vor der Vollendung seines Bewegungshubs in der Nähe der geometrischen Drehachse
des toroidförmigen
Trägers 11 steht,
wird ein weiteres Halteelement (nicht gezeigt), das identisch mit
dem vorher erwähnten Halteelement 26 ist
und zu diesem in einer spiegelbildlichen Beziehung steht, längs des
gerade gebildeten zweiten Seitenabschnitts 23b auf dieselbe
Art angeordnet, wie durch die gestrichelte Linie in 3 im Zusammenhang mit dem auf der seitlich
gegenüberliegenden
Seite angeordneten Halteelement 26 gezeigt ist.
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Vorzugsweise wird das Halteelement 26 dann
seitlich in der Nähe
des toroidförmigen
Trägers 11 bewegt,
um ein Passieren des Verteilerelements 22 während seiner
Aufwärtsbewegung
zu ermöglichen,
was dazu führt,
dass gleichzeitig mit der Bildung eines ersten Seitenabschnitts 24a eines
neuen zweiten Ablageabschnitts 24 das streifenförmige Element 13 um
das Halteelement zurückgebogen
wird und dadurch einen neuen Biegebereich 25 bildet.
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Gleichzeitig mit der Bildung des
ersten Seitenabschnitts 24a des zweiten Ablageabschnitts 24 führt der
toroidförmige
Träger 11 einen
neuen Winkeldrehungsschritt durch, der dem Winkelschritt hinzugefügt wird,
der während
des Ablegens des zweiten Seitenabschnitts 23b des ersten
Ablageabschnitts 23 gebildet wurde, und der das Verteilerelement 22 in
die Bereitschaft versetzt, den Kronenabschnitt 24b des
zweiten Ablageabschnitts 24 an einer Position zu bilden,
die von dem vorher gebildeten Ablageabschnitt 23 um die
gewünschte
Umfangsverteilungs-Teilung beabstandet ist.
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Das Halteelement 26 wird
axial aus dem Eingriff mit dem Biegeabschnitt 25 gelöst, nachdem
die Bildung des Kronenabschnitts 24b begonnen hat. Bei diesem
Schritt ist es sicher, dass das streifenförmige Element 13 an
einem Punkt stromab von dem gerade gebildeten ersten Seitenabschnitt 24a mit
der Oberfläche
des toroidförmigen
Trägers 11 in
Kontakt getreten ist und dass es keine unerwünschten Verschiebungen ausführen wird,
die die Ablagegeometrie des streifenförmigen Elements beeinträchtigen
könnten.
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Nachdem das Halteelement 26 aus
dem Biegebereich 25 gezogen wurde, können die Seitenabschnitte 23c, 24a der
Ablageabschnitte 23, 24 einem Andrückschritt
an die Seitenwände
des toroidförmigen
Trägers 11 unterworfen
werden. Für
diesen Zweck kann ein Paar Andrückrollen 27 oder
eine gleichwertige Einrichtung vorgesehen sein, die an den gegenüberliegenden
Seiten des toroidförmigen Trägers 11 wirkt
und von denen jede so angeordnet ist, dass sie wiederholt auf den
ersten und den zweiten Seitenabschnitt einwirkt, die zu zwei benachbarten
Ablageabschnitten gehören.
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In 3 ist
nur einer dieser Andrückroller 27 schematisch
gezeigt.
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Die oben beschriebene Betätigungssequenz der
Ablagevorrichtung 18 ist so, dass in der erzielten Karkassenlage 3 die
Kronenabschnitte 23b, 24b jedes Ablageabschnitts 23, 24 aufeinander
folgend in einer Beziehung Seite an Seite um die Umfangserstreckung
des toroidförmigen
Trägers 11 angeordnet sind,
während
jeder der Seitenabschnitte 23a, 23c, 24a, 24c jedes
Ablageabschnitts 23, 24 in einer darübergelegten
Beziehung mit einem Seitenabschnitt wenigstens eines folgenden Ablageabschnitts
steht. Im Einzelnen ist der erste Seitenabschnitt 23a, 24a jedes
Ablageabschnitts 23, 24 teilweise über den zweiten
Seitenabschnitt 23c, 24c des vorher gebildeten
Ablageabschnitts 23, 24 gelegt.
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Wie deutlich in 6 zu sehen ist, bewegen sich die Seitenabschnitte 23a, 24c in
einer aufeinander gelegten Beziehung im Wesentlichen in der Richtung
der geometrischen Drehachse des toroidförmigen Trägers 11 mit einem
Winkel δ aufeinander
zu, dessen Wert mit der Breite „L“ des streifenförmigen Elements 13 und
in jedem Fall mit der Umfangsverteilungs-Teilung der Ablageabschnitte 23, 24,
sowie mit dem Unterschied zwischen einem maximalen Radius R' und
einem minimalen Radius R, gemessen an einem Punkt maximalen Abstands
bzw. einem Punkt minimalen Abstands der geometrischen Drehachse des
toroidförmigen
Trägers 11 in
Beziehung steht.
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Aufgrund der gegenseitigen Konvergenz zwischen
den ersten und den zweiten benachbarten Seitenabschnitten 23a, 24c und 24a, 23c verringert sich
deren gegenseitige Überlagerung
fortschreitend, beginnend mit einem Maximalwert an den radial inneren
Enden der Seitenabschnitte, wo die Abschnitte einander in dem Biegebereich 25 treffen,
bis zu einem Nullwert in dem Übergangsbereich
zwischen den Seitenabschnitten und den Kronenabschnitten 23b, 24b.
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Es ist hervorzuheben, dass aufgrund
des Unterschieds zwischen dem minimalen und dem maximalen Radius
R und R' die durchschnittliche Dicke der fadenförmigen Elemente 13a,
d. h. die Menge der fadenförmigen
Elemente, die in einem Umfangsabschnitt von gegebener Länge vorhanden
sind, eine Neigung hat, sich fortschreitend zu vergößern, wenn sie
sich der geometrischen Drehachse des toroidförmigen Trägers 11 annähert.
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Diese Vergrößerung der Dicke ist proportional
zu dem Verhältniswert
zwischen dem maximalen Radius R' und dem minimalen Radius R.
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Bei dem erfindungsgemäß hergestellten
Reifen führt
jedoch die gegenseitige Überlagerung
der Seitenabschnitte 23a, 24c und 24a, 23c dazu,
dass eine Halbierung der Durchschnittsdicke entlang den inneren
Umfangsrändern
der erzielten Karkassenlage 3, d. h. in den Biegebereichen 25,
gemessen wird.
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Unter diesem Umstand werden die Biegeabschnitte 25 in
Umfangsrichtung miteinander verbunden, was nur dann zu einer gleichmäßigen Verteilung der
fadenförmigen
Elemente 13a entlang den inneren Umfangsrändern der
Karkassenlage 3 führt, wenn
das Verhältnis
zwischen dem maximalen Radius R' und dem minimalen Radius R 2 entspricht.
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Wenn dagegen, wie es üblicherweise
der Fall ist, der Verhältniswert
zwischen dem maximalen Radius R' und dem minimalen Radius R weniger
als 2 beträgt,
neigen die Biegeabschnitte 25 dazu, sich gemäß einer
Umfangsverteilungs-Teilung anzuordnen, die größer als die Breite des streifenförmigen Elements 13 ist,
was zu leeren Räumen
zwischen einem Biegebereich 25 und einem anderen führen würde.
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Wenn das Vorhandensein solcher leerer Räume vermieden
werden soll, um dadurch eine maximale strukturelle Gleichmäßigkeit
der Karkassenlage 3 nah an den inneren Umfangsrändern der
Karkassenlage 3 zu erzielen, sieht die Erfindung einen Anpressschritt
vor, der aufeinander folgend an dem streifenförmigen Element 13 in
den Bereichen seiner Längserstreckung
entsprechend den Seitenabschnitten 23a, 23c, 24a, 24c durchgeführt wird,
um Bereiche mit vergrößerter Breite
L' an der Erstreckung des streifenförmigen Elements zu bilden,
wobei diese Bereiche an den inneren Umfangsrändern der hergestellten Karkassenlage 3 angeordnet
sind.
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Diese Anpresswirkung kann durch eine
Andrückrolle 29 ausgeführt werden,
die z. B. an dem bewegbaren Wagen 21 montiert ist und dafür vorgesehen
ist, wahlweise von einer Betätigungseinrichtung 30 in
Bewegung gesetzt zu werden, um das streifenförmige Element 13 gegen
eine der Rollen zu drücken,
der Teil der zweiten Transporteinheit 20 ist.
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Die Betätigungseinrichtung 30 wird
während des
Ablegens des streifenförmigen
Elements 13 sequentiell aktiviert, so dass sie ein Quetschen
von diesem in den Bereichen der Längserstreckung, die zur Bildung
der Seitenabschnitte 23a, 23c, 24a, 24c vorgesehen
sind, verursacht. Der Druck, den die Betätigungseinrichtung 30 ausübt, kann
zweckmäßigerweise
gemessen werden, um eine wachsend ansteigende Quetschwirkung zu
erzielen, z. B. bei einer Annäherung
an die Biegebereiche 25, und eine sich fortschreitend verringernde
Wirkung bei einem Wegbewegen von diesen. Die Quetschwirkung verursacht
eine Verringerung der Dicke der elastomeren Schicht 13b und
einen Anstieg der Breite des streifenförmigen Elements 13 mit
einer dadurch verursachten Voneinander-weg-Bewegung der fadenförmigen Elemente 13a.
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Indem die von der Betätigungseinrichtung ausgeübte Druckwirkung
zweckmäßigerweise
gemessen wird, kann die Breite des streifenförmigen Elements 13 bis
zu einem Betrag L' vergrößert werden,
was ein Eingreifen jedes Biegebereichs 25 mit den angrenzenden
Biegebereichen umfasst.
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Durch eine geeignete Ausrichtung
der Neigung der geometrischen Drehachse des toroidförmigen Trägers 11 bezüglich der
Bewegungsrichtung des bewegbaren Wagens 21 kann den Kronenabschnitten 23b, 24b der
Ablageabschnitte 23, 24 eine gewünschte Neigung
gegeben werden, die bevorzugt zwischen 0° und 15° liegt und noch bevorzugter 3° bezüglich einer
Radialebene beträgt,
durch die die geometrische Achse geht. Es ist ebenfalls hervorzuheben,
dass aufgrund der Drehschritte, die von dem toroidförmigen Träger 11 gleichzeitig
mit der Bildung jedes Ablageabschnitts 23, 24 ausgeführt werden, die
Seitenabschnitte 23a, 23c, 24a, 24c des
Ablageabschnitts eine Neigung mit einem Winkel δ/2 bezüglich einer Radialebene haben,
die die Seitenabschnitte kreuzt, wobei die ersten Seitenabschnitte 23a, 24a eine
entgegengesetzte Neigungsrichtung bezüglich der zweiten Seitenabschnitte 23c, 24c haben.
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Die Herstellung eines Karkassenaufbaus 2 umfasst
insgesamt den Schritt des Aufbringens des nicht dehnbaren ringförmigen Aufbaus 4 auf
einen Bereich nahe an jedem der inneren Umfangsränder der Karkassenlage 3,
die auf die zuvor beschriebene Weise erzielt wurde, zum Zweck der
Bildung der Karkassenbereiche, die als „Wulste“ bekannt sind und die insbesondere
zur Gewährleistung
der Verankerung des Reifens an einer entsprechenden Montagefelge
vorgesehen sind; gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
des Reifens wird dessen Karkassenlage auf die oben beschriebene
Art erzielt.
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Jeder dieser nicht dehnbaren ringförmigen Aufbauten 4 (7) umfasst ein ringförmiges Ankerelement 31 in
einer Bauweise, die üblicherweise
als „Wulstkern“ bezeichnet
wird, das z. B. aus einem oder mehreren metallischen Drähten gefertigt
sein kann, die zur Bildung eines Umrisses mit im Wesentlichen kreisförmigem oder
viereckigem Querschnitt zusammengedreht oder in Windungen Seite
an Seite gelegt sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die
der vorliegenden Erfindung ebenfalls vorteilhaft zugeordnet werden
kann, wird ein am Umfang nicht dehnbarer ringförmiger Ein satz 32 mit
dem Wulstkern 31 kombiniert und erstreckt sich ungefähr in einer Ebene
parallel zu den angrenzenden Oberflächen der Karkassenlage 3 entlang
einer radialen Ausdehnung, die durch den Unterschied zwischen dem
minimalen inneren Radius und dem maximalen äußeren Radius des ringförmigen Einsatzes
selbst bestimmt wird, vorzugsweise gleich wenigstens dem Zweifachen
der Radialausdehnung des Wulstkerns 31 oder in jedem Fall
größer als
diese.
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Bei einer ersten, in 1, 8, 15, 17 und 19 gezeigten
Ausführungsform
ist der nicht dehnbare ringförmige
Einsatz 32 an einer axial äußeren Position bezüglich des
Wulstkerns 31 angeordnet. Mit anderen Worten, der ringförmige Einsatz 32 ist
bezüglich
des Wulstkerns 31 an einer seitlich gegenüberliegenden
Stellung bezüglich
der Äquatorialebene
X-X angeordnet.
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Bei einer möglichen, in 18 gezeigten alternativen Lösung wird
der nicht dehnbare ringförmige
Einsatz 32 stattdessen an einer axial inneren Position
bezüglich
des Wulstkerns 31 angeordnet, d. h. auf der Seite, die
der Äquatorialebene
X-X zugewandt ist. In diesem Fall erstreckt sich der ringförmige Einsatz 32 vorzugsweise
im Wesentlichen in einen Kontakt mit der angrenzenden Karkassenlage 3.
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Der ringförmige Einsatz 32 ist
aus wenigstens einem metallischen Draht hergestellt, der so gewickelt
ist, so dass er mehrere im Wesentlichen konzentrische Windungen 32a bildet.
Die Windungen 32a können
von einer durchgehenden Wendel oder von konzentrischen Ringen gebildet
werden, die aus entsprechenden metallischen Drähten bestehen.
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Vorteilhafterweise ist während der
Verwendung des Reifens der nicht dehnbare ringförmige Einsatz 32 dafür vorgesehen,
der Neigung des Wulstes wirksam zu begegnen, sich unter dem Einfluss
von Rutschdrucken, die parallel zu der Drehachse des Reifens 1 gerichtet
sind, um den Querschnittsumriss des Wulstkerns 31 zu drehen.
Diese Drehneigung ist besonders offensichtlich, wenn der Reifen
in teilweise oder völlig
plattem Zustand verwendet wird.
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Für
die Herstellung jedes ringförmigen
Aufbaus 4 wird vorzugsweise erst der nicht dehnbare ringförmige Einsatz 32 in
einem in einer Form 34a, 34b ausgebildeten Formhohlraum 34 geformt,
indem wenigstens ein fadenförmiges
Element in konzentrischen Windungen 32a, die in einer gegenseitigen Seite
an Seite-Beziehung angeordnet sind mit Umfängen von ansteigend wachsendem
Durchmesser um ihre geometrische Windungsachse abgelegt wird, die
der Drehachse des Reifens entspricht.
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Dieser Vorgang kann vorteilhafterweise durchgeführt werden,
indem das fadenförmige
Element in eine wendelförmige
Anordnung gelegt wird, die in einem ersten Formkasten 34a der
Form 34a, 34b angeordnet ist, der zu dem Zweck
in Drehung um seine eigene geometrische Achse versetzt werden kann.
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Dem Ablageschritt des fadenförmigen Elements
kann vorteilhaft ein Gummierungsschritt vorausgehen, bei dem das
fadenförmige
Element, das vorzugsweise aus metallischem Material besteht, mit wenigstens
einer Schicht Rohelastomermaterial beschichtet wird, das nicht nur
eine ausgezeichnete Gummi-Metall-Bindung auf dem fadenförmigen Element
gewährleistet,
sondern auch dessen Haftung fördert,
so dass es dauerhaft in der oben genannten wendelförmigen Anordnung
positioniert werden kann.
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Es kann auch vorteilhaft vorgesehen
sein, dass der erste Formkasten 34a aus magnetischem Material
hergestellt ist oder elektromagnetisch aktiviert wird, so dass er
das fadenförmige
Element anzieht und an sich hält,
wodurch eine dauerhafte Positionierung der so gebildeten Windungen 32a gewährleistet
wird.
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Der Wulstkern 31 wird dann
in dem Formhohlraum 34 angeordnet, und danach wird das Schließen des
Formhohlraums 34 durchgeführt, indem der erste Formkasten 34a in
der Nähe
eines zweiten, dazu passenden Formkastens 34b bewegt wird.
Der Formhohlraum 34 wird dann mit Rohelastomermaterial
gefüllt,
das geeignet ist, einen Füllkörper 33 zu
bilden, der innig mit dem Wulstkern 31 und dem am Umfang
nicht dehnbaren ringförmigen
Einsatz 32 verbunden ist.
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Vorzugsweise wird das Füllen des
Formhohlraums 34 durchgeführt, indem das Rohelastomermaterial
durch wenigstens eine ringförmige
Einspritzvorrichtung eingespritzt wird, die eine Zufuhröffnung oder
einen Zufuhrhohlraum 35 aufweist, der sich im Wesentlichen über die
gesamte Umfangserstreckung des Formhohlraums selbst erstreckt. Auf
diese Weise wird ein schnelles und gleichmäßiges Füllen des Formhohlraums 34 erreicht,
ohne die Gefahr eines Schichtbildungsphänomens, das bei dem elastomeren
Material auftreten könnten,
wenn es Zufuhrkanäle
mit verringertem Querschnitt passieren müsste. Es ist hervorzuheben,
dass der Zufuhrhohlraum 35 aus einer Vielzahl von Schlitzen
bestehen kann, die gleichmäßig entlang
der gesamten Umfangserstreckung des Formhohlraums 34 verteilt
sind, so dass in jedem Fall ein schnelles und gleichmäßiges Füllen des
Formhohlraums bewirkt wird.
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Die Herstellung der nicht dehnbaren
ringförmigen
Aufbauten 4 kann vorteilhaft in der Nähe des toroidförmigen Trägers 11 erfolgen,
so dass diese Aufbauten aufgenommen und seitlich auf die Karkassenlage 3 durch
geeignete mechanische Handhabungseinrichtungen, die nicht beschrieben
sind, aufgebracht werden können,
da sie für
die Ziele der Erfindung nicht wichtig sind.
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Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass,
wenn die Aufbringung der nicht dehnbaren ringförmigen Aufbauten 4 vollendet
ist, entweder die Karkassenlage oder -lagen oder, im Rahmen der
vorliegenden Erfindung, die Seitenabschnitte 23a, 23c, 24a, 24c der Ablageabschnitte 23, 24 entsprechende
Endlaschen aufweisen, die radial zu der geometrischen Drehachse
des toroidförmigen
Trägers 11 bezüglich der
nicht dehnbaren ringförmigen
Aufbauten vorstehen. Diese Endlaschen, die im Wesentlichen nah an
den Biegebereichen 25 angeordnet sind, werden um die entsprechenden
nicht dehnbaren ringförmigen
Aufbauten 4 zurückgebogen,
wie in 8 dargestellt.
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Dieser Zurückbiegeschritt kann z. B. mit
Hilfe aufblasbarer Kammern oder gleichwertigen Einrichtungen, die
dem toroidförmigen
Träger 11 zugeordnet sind,
durchgeführt
werden. Der Betrag, um den die Endlaschen vorstehen, und damit die
Breite der zurückgebogenen
Lasche, die durch diese gebildet wird, kann leicht vorher bestimmt
werden, indem der Hub der Radialbewegung des Verteilerelements 22 oder
die radiale Positionierung der Halteelemente 26 in geeigneter
Weise eingestellt werden, um die Breite der Seitenabschnitte 23a, 23c, 24a, 24c in
einer radialen Richtung zu modifizieren.
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Die Herstellung des Karkassenaufbaus 2 kann
die Ausbildung wenigstens einer Hilfs-Karkassenlage umfassen, die nicht in
den beigefügten Zeichnungen
gezeigt ist. Die Hilfs-Karkassenlage kann
direkt in einer darüberliegenden
Beziehung auf der Karkassenlage 3 und den nicht dehnbaren
ringförmigen
Aufbauten 4 ausgebildet sein, genau wie die primäre Karkassenlage,
vorzugsweise mit Ablageabschnitten, die in kreuzweiser Ausrichtung
bezüglich
der Ablageabschnitte 23, 24, die die erste Karkassenlage 3 bilden,
angeordnet sind.
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Bei Reifen in Radialbauweise wird
gegenwärtig
ein Gurtaufbau 5 auf den Karkassenaufbau 2 aufgebracht.
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Vorteilhaft und in neuer und erfinderischer Art
ist vorgesehen, dass die Aufbringung des Gurtaufbaus 5 im
Wesentlichen direkt auf dem Karkassenaufbau 2 durchgeführt wird,
der bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wie zuvor beschrieben hergestellt werden kann.
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Zu diesem Zweck ist, wie schematisch
in 9 und 10 gezeigt, die Bildung wenigstens eines durchgehenden
Gurtbands 36 vorgesehen, das eine Vielzahl von parallelen
Längskorden 36a z.
B. aus metallischem Material aufweist und das wenigstens teilweise
in einer oder mehreren Schichten von Rohelastomermaterial 36b eingeschlossen
ist.
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Die Bildung des durchgehenden Gurtbands 36 kann
erreicht werden, indem z. B. die Korde 36a, die von entsprechenden
Spulen 37 zugeführt
werden, durch einen zweiten Extruder 38 geführt werden,
in den das elastomere Material, das aus einer zweiten Extrusionsvorrichtung 39 kommt,
fließt.
Das durchgehende Gurtband 36, das aus dem zweiten Extruder 38 kommt,
wird nach einem fakultativen Passieren durch erste Kalander-Walzen 40 dazu
gebracht, durch eine Abschneidemaschine 41 zu laufen, die
es gemäß einer
gegebenen Neigung α bezüglich seiner
Längserstreckung
abschneidet, um Gurtlängenstücke 42 zu
bilden, deren Breitengröße gemessen
senkrecht zur Schneiderichtung der Breite wenigstens eines ersten
Gurtstreifens 6 entspricht, der auf der Karkassenlage 2 erzielt
werden soll.
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Die Längenstücke 42 werden einzeln
und sequentiell auf den Karkassenaufbau 2, aufeinander folgend
in Umfangsausrichtung und in einer gegenseitigen Seite an Seite-Beziehung entlang
entsprechenden Verbindungsrändern 42a parallel
zu den Korden 36a und entsprechend den gegenüberliegenden
Längsrändern des
Gurtbandes 36 abgelegt.
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Deshalb bildet die Anordnung der
Längenstücke 42 den
ersten Gurtstreifen 6, der eine kontinuierliche Umfangserstreckung
hat. Wie schematisch in 11 gezeigt,
sind bei dem ersten Gurtstreifen 6 die Korde 36a quer
mit einer Neigung angeordnet, die der Schneidneigung der Längenstücke 42 entspricht.
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Vorzugsweise hat diese Neigung einen
Wert, der 80° entspricht
und in jedem Fall zwischen 45° und 90° bezüglich der
Richtung der Umfangserstreckung gegebenenfalls mit einer entgegengesetzten
Ausrichtung bezüglich
der darunter liegenden Karkassenlage 3 liegt.
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Damit der erste Gurtstreifen 6,
der aus den Längenstücken 42 von
gleicher Ausdehnung besteht, einen gleichmäßigen und durchgehenden Umfangsverlauf
hat, kann vorgesehen sein, dass das durchgehende Gurtband 36,
das aus dem zweiten Extruder 38 kommt, eine Quererstreckung
gemessen parallel zu der Schneidrichtung hat, die gleich einem in
einer Zahl ohne Rest aufgehenden Teiler der Umfangserstreckung des
ersten Gurtstreifens ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass
die Quererstreckung etwas geringer ist als der Wert des oben genannten
in einer Zahl ohne Rest aufgehenden Teilers, wobei sie dann in geeigneter
Weise durch die von den Walzen 40 ausgeübte Kalandrierwirkung vergrößert wird.
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Daraus folgt, dass durch eine geeignete
Einwirkung auf die Kalander-Walzen 40 die Breite des durchgehenden
Gurtbandes 36 so angepasst werden kann, dass die erzielten
Längenstücke 42 eine Erstreckung
haben, die einem in einer Zahl ohne Rest aufgehenden Teiler des
Umfangsverlaufs des herzustellenden Gurtstreifens 6 entspricht,
ohne dass ein Ersatz des Extruders 38 nötig ist.
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Es ist hervorzuheben, dass durch
den Kalandriervorgang ein Anstieg des Abstands zwischen den einzelnen
Korden 36a gleichzeitig mit einem Anstieg der Breite des
durchgehenden Gurtbands 36 erzielt wird, wobei die einzelnen
Korde 36a in jedem Fall mit demselben Abstand voneinander
beabstandet bleiben.
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Die oben beschriebene Arbeitssequenz
kann auf dieselbe Art wiederholt werden, wenn die Bildung von einem
oder mehreren zusätzlichen
ersten Gurtstreifen, die in den beigefügten Zeichnungen nicht gezeigt
sind, erforderlich ist, deren Korde gemäß einer kreuzweisen Ausrichtung
bezüglich
der Korde 36a des ersten Gurtstreifens 6 und/oder
der angrenzenden Gurtstreifen geneigt sind.
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Auf eine an sich bekannte Art kann
der Bildung des ersten Gurtstreifens oder der ersten Gurtstreifen 6 die
Aufbringung zweier streifenförmiger Einlagen 43 vorausgehen,
die geeignet sind, die gegenüberliegenden
Seitenränder
der ersten Gurtstreifen zu stützen,
so dass diese im Wesentlichen einen flachen Querschnittsumriss beibehalten
können.
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Deshalb wird wenigstens ein zweiter
Gurtstreifen 7 hergestellt, vorzugsweise durch Legen wenigstens
eines durchgehenden langgestreckten Elements 44 in die
Form von Windungen, die axial in einer Beziehung Seite an Seite
angeordnet sind und sich in Umfangsrichtung um den ersten Gurtstreifen 6 erstrecken.
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Falls erforderlich, können die
von dem langgestreckten Element 44 gebildeten Windungen
in einer Beziehung Seite an Seite zueinander mit variabler Axialverteilungs-Teilung
angeordnet sein, die z. B. nahe an der äquatorialen Mittelebene X-X
des Reifens bezüglich
der gegenüberliegenden
Seitenränder des
Gurtaufbaus 5 größer ist.
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Wie schematisch in 12 gezeigt, werden für die Vorbereitung des durchgehenden
langgestreckten Elements 44 ein oder mehrere Grundkorde 44a,
die von entsprechenden Spulen 45 zugeführt werden, parallel miteinander
verbunden und gummiert, indem sie einen dritten Extruder 46 durchlaufen,
dem elastomeres Material von einer dritten Extrusionsvorrichtung 47 zugeführt wird.
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Das so erzielte langgestreckte Element 44 weist
einen oder mehrere Grundkorde 44a auf, die mit einem elastomeren
Material von geeigneter Dicke beschichtet sind, und kann um den
ersten Gurtstreifen 6, nach einem fakultativen Durchlaufen
einer Lagervorrichtung 48 gewickelt werden.
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Bei einer praktischen Ausführungsform
sind die Korde die bekannten metallischen Korde des HE-Typs (hohe
Bruchdehnung), deren Verwendung und Merkmale bereits ausführlich z.
B. in dem europäischen
Patent 0 461 464 derselben Anmelderin beschrieben sind.
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Im Einzelnen bestehen diese Korde
aus einer gegebenen Anzahl von Litzen, wobei jede Litze aus einer
gegebenen Anzahl von einzelnen Drähten mit einem Durchmesser
von nicht weniger als 0,10 mm und nicht mehr als 0,40 mm, vorzugsweise
zwischen 0,12 und 0,35 mm, gebildet ist. Die Drähte in den Litzen und die Litzen
in dem Kord sind wendelförmig
in derselben Richtung geschlagen, wobei die Schlagschritte für die Drähte und
Litzen gleich oder sogar unterschiedlich sind.
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Vorzugsweise sind diese Korde aus
kohlenstoffreichen (HT)-Stahl-Drähten
hergestellt, d. h. mit einem Kohlenstoffgehalt von nicht weniger
als 0,9%.
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Bei einer speziellen Ausführungsform,
die besonders vorteilhaft für
Reifen von Lastkraftfahrzeugen ist, ist die wendelförmige Schichtlegung
vorzugsweise aus einem einzigen Kord hergestellt, der als 3 × 4 × 0,20 HE
HT-Kord bekannt ist und wendelförmig von
einem Gurtende zum anderen verläuft:
Die Angabe bezeichnet einen metallischen Kord, der aus 3 Litzen
gebildet ist, von denen jede aus vier Grunddrähten mit einem Durchmesser
von 0,20 mm besteht, die in derselben Richtung wie die Litzen geschlagen sind;
dann steht, wie bekannt, die Abkürzung
HE für „hohe Dehnung“, und die
Abkürzung
HT steht für „hoch zugfest“.
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Diese Korde haben eine Bruchdehnung,
die zwischen 4% und 8% liegt, und ein bekanntes typisches Verhalten
unter Spannung, ein so genanntes „Federverhalten“.
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Bei einer alternativen Ausführungsform,
die insbesondere bei Autoreifen verwendet wird, wird das Windungslegen
mit textilen Korden durchgeführt, die
vorzugsweise aus wärmeschrumpfendem
Material wie z. B. NYLON 6 oder NYLON 66 bestehen.
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Dann wird das Lauftlächenband 8 auf
den Gurtaufbau 5, der auf die oben beschriebene Art erzielt
wurde, aufgebracht.
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Im Einzelnen wird gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung das Lauftlächenband 8 direkt
um den Gurtaufbau 5 herum gebildet, indem wenigstens eine
durchgehende Bahn aus Rohelastomermaterial 49 in Umfangsrichtung
in einer Vielzahl von radial aufeinander gelegten Wickellagen um
den Gurtaufbau gelegt wird, wie schematisch in 15 gezeigt.
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Die durchgehende Bahn aus elastomerem Material
kann vorteilhaft mit Hilfe eines vierten Extruders 50 hergestellt
werden, der von einer vierten Extrusionsvorrichtung 51 zur
Verfügung
gestellt wird. Die Bahn 49, die den vierten Extruder 50 verlässt, kann
in den Eingriff mit einer weiteren Kalandereinheit 52 gelangen,
unmittelbar stromab von welcher der toroidförmige Träger 11, der den herzustellenden Reifen
trägt,
angeordnet sein kann, um ein direktes Wicklungslegen der elastomeren
Bahn um den Gurtaufbau 5 zu ermöglichen.
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Durch eine geeignete Schneideinrichtung, die
der Kalandereinheit 52 zugeordnet ist, und/oder durch eine
Schließeinrichtung,
die am Auslass des vierten Extruders 50 betätigt wird
(beide nicht gezeigt, da sie auf eine beliebige, für den Fachmann
geeignete Art hergestellt werden können), kann die Breite der
Bahn 49 aus elastomerem Material vorteilhaft fortschreitend
gleichzeitig mit der Bildung jeder Wickellage „S“ um den Gurtaufbau 5 verringert
werden, so dass die elastomere Bahn von der Drehachse des Reifens 1 weg
eine sich fortschreitend verringernde Breite hat. Unter Bezugnahme
auf 15 kann leicht der
Schluss gezogen werden, dass die radial äußeren Wickellagen „S“ eine geringere
Breite als die radial am weitesten innen liegenden Wickellagen haben,
um dem erzielten Laufflächenband 8a ein gewünschtes
Querprofil zu geben.
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Nach der Herstellung des Laufflächenbands 8 oder
wahlweise vor diesem Arbeitsschritt wird das Aufbringen der Seitenwände 9 durchgeführt, die
in der schematisch in 16 und 17 dargestellten Art hergestellt
wurden. Bei der gezeigten Ausführungsform
wird jede Seitenwand 9 durch Einspritzung von elastomerem
Material in eine weitere Form 53 hergestellt, aus der die
Seitenwand aufgenommen und nachfolgend mit Hilfe von mechanischen
Handhabungsvorrichtungen oder dergleichen seitlich auf den Karkassenaufbau 2 aufgebracht
wird.
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Bei der gezeigten Ausführungsform
weist jede Seitenwand 9 einen radial äußeren Abschnitt 9a und
einen radial inneren Abschnitt 9b auf, die aus unterschiedlichen
Arten von elastomerem Material hergestellt und durch ein Überformverfahren
innig miteinander verbunden sind. Für diesen Zweck weist die Form 53 im
Wesentlichen einen äußeren Formkasten 53a und
ein Paar innere Formkästen 53b auf,
die untereinander austauschbar sind und von denen nur einer in den
Zeichnungen dargestellt ist.
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Der äußere Formkasten 53a wird
zuerst mit einem inneren Formkasten (nicht gezeigt) verbunden, um
einen ersten Hohlraum in der Form 53 zu bilden, in der
durch Einspritzung eines ersten elastomeren Materials der radial äußere Abschnitt 9a der
Seitenwand 9 gebildet wird. Der innere Fomkasten der Form 53 wird
dann durch den zweiten inneren Formkasten 53b ersetzt,
der so geformt ist, dass in der Form ein zweiter Hohlraum gebildet
wird, der teilweise durch den zuvor geformten radial äußeren Abschnitt 9a begrenzt
wird. Diese zweite Anordnung ist für eine Aufnahme des radial
inneren Abschnitts 9b vorgesehen, der durch Einspritzung
eines zweiten elastomeren Materials gebildet wird.
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Jede der in der oben beschriebenen
Art gebildeten Seitenwände 9 kann
seitlich auf den Karkassenaufbau 2 aufgebracht werden,
wie oben beschrieben.
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Der so hergestellte Reifen 1 kann
jetzt von dem toroidförmigen
Träger 11 entfernt
werden, um einem Vulkanisierungsschritt unterzogen zu werden, der
auf jede beliebige bekannte und herkömmliche Art durchgeführt werden
kann.
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Gemäß einer möglichen alternativen Ausführungsform
kann ein Luftschlauch mit geschlossenem Schlauchquerschnitt vorteilhaft
vor dem Vulkanisierungsschritt dem Reifen 1 zusätzlich zu
der oder anstelle der Auskleidung 10 zugeordnet werden,
wobei der Luftschlauch in die Karkasse 2 eingesetzt wird, nachdem
der Reifen von dem toroidförmigen
Träger 11 entfernt
wurde. Dieser Luftschlauch, der in den beigefügten Zeichnungen nicht gezeigt
ist, wird aufgepumpt, nachdem der Reifen in eine Vulkanisierungsform
eingeführt
wurde, um einen Innendruck zu liefern, der nötig ist, um eine perfekte Haftung
des Reifens an den Formwänden,
und insbesondere an den Formteilen, die für die Bildung der Einschnitte 8a in
Längs-
und Querrichtung des Laufflächenmusters vorgesehen
sind, zu gewährleisten.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten
Merkmal der vorliegenden Erfindung werden während des Vulkanisierungsschritts
die Karkassenlagen 3 und die Gurtstreifen 6, 7 einem
Streckungsschritt unterzogen, um deren Vorspannung zu erreichen,
was zu einer Reifenex pansion führt,
deren lineare Ausdehnung, gemessen an der Umfangserstreckung an
der Äquatorialebene
X-X des Reifens, nur als Hinweis, zwischen 2% und 5% liegt. Dieser
Streckungsschritt kann durch die Auswirkung des Aufpumpdrucks der oben
erwähnten
Blase oder einer anderen Art aufblasbarer Kammer, die in der Vulkanisiervorrichtung verwendet
wird, erreicht werden.
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Die vorliegende Erfindung bietet
wesentliche Vorteile.
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Der Reifen, auf den Bezug genommen
wird, kann durch Herstellung der verschiedenen Bauteile direkt auf
einem toroidförmigen
Träger,
auf dem der Reifen schrittweise gebildet wird, oder in jedem Fall sehr
nahe an diesem, erzielt werden. Auf diese Art werden alle Probleme
im Zusammenhang mit der Herstellung, Lagerung und Behandlung der
Halbfertigprodukte, die bei herkömmlichen
Herstellungsverfahren häufig
sind, eliminiert.
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Es ist insbesondere hervorzuheben,
dass die Bildung der Karkassenlage oder -lagen durch Ablegen eines
streifenförmigen
Elements, das aus mehreren Korden gebildet wird, die in einer elastomeren Schicht
eingeschlossen sind, das Erreichen wesentlicher Vorteile ermöglicht.
Vor allem kann im Vergleich zu dem in dem oben genannten US-Patent 5,453,140
beschriebenen Verfahren die Herstellungszeit für jede Karkassenlage wegen
des gleichzeitigen Ablegens von so vielen fadenförmigen Elementen, wie in dem
streifenförmigen
Element 13 vorhanden sind, stark verringert werden. Die
Verwendung des streifenförmigen
Elements 13 beseitigt auch die Notwendigkeit, zuvor eine
Auskleidung 10 auf den toroidförmigen Träger aufzubringen. Die elastomere
Schicht 13b, die bei der Bildung des streifenförmigen Elements 13 verwendet
wird, kann von allein eine effiziente Haftung des Elements 13 an dem
toroidförmigen
Träger 11 bewirken
und dadurch eine zulässige
Positionierung der einzelnen Ablageabschnitte 23, 24 gewährleisten.
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Die Genauigkeit der Positionierung
der Ablageabschnitte und der darin eingeschlossenen fadenförmigen Elemente
wird weiter dadurch verbessert, dass das streifenförmige Element
eine wesentliche strukturelle Konsistenz hat, die es unempfindlich
gegenüber
Vibrationen oder ähnlichen
Oszillationswirkungen macht, die von der Ablagevorrichtung 28 übertragen
werden können.
In diesem Zusammenhang ist hervorzuheben, dass die Ablage eines
einzelnen fadenförmigen
Elements, wie in US-Patent 5,453,140 beschrieben, das Erzielen einer
exakten Ablage jedes Fadenabschnitts erschwert, gerade aufgrund
von Vibrationen und/oder Oszillationen, denen der Faden während des
Ablageschritts ausgesetzt ist.
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Weiterhin ermöglicht die gleichzeitige Ablage einer
Vielzahl von fadenförmigen
Elementen gemäß der Erfindung,
dass die Ablagevorrichtung 28 mit geringerer Geschwindigkeit
als notwendig betrieben wird, wenn der einzelne Faden abgelegt werden
soll, was ein weiterer Vorteil für
die Arbeitsgenauigkeit ist, ohne dass andererseits die Produktivität beeinträchtigt wird.
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Außerdem ermöglicht die direkte Ablage eines
streifenförmigen
Elements als Krone auf einen toroidförmigen Träger mit einem Profil, das im
Wesentlichen identisch mit dem des fertigen Reifens ist, das Erreichen
von Dichten, die vom Stand der Technik durch bekannte Verfahren,
die die Ablage einer Karkassenlage in Form einer zylindrischen Hülse und das
anschließende
Formen derselben in eine Toroidform vorsehen, nicht erreicht werden
können,
was zu einem Verdünnen
der Karkassenlagenkorde führt, die
auf dem fertigen Reifen als Krone angeordnet sind.
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Zusätzlich zu dem oben Genannten
kann das streifenförmige
Element durch eine Vakuumwirkung, die durch fakultative Ansaugkanäle 28 erzeugt wird,
zuverlässig
an dem toroidförmigen
Träger
befestigt werden, wobei diese zuverlässige Befestigung nicht durch
bekannte Verfahren erreicht werden kann, bei denen die Ablage eines
einzelnen Fadens durchgeführt
wird.
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Die geneigte Anordnung der Seitenabschnitte 23a, 23c, 24a, 24c fördert wesentlich
die Expansion, der der Reifen während
des Streckungsschritts unterworfen ist, den er bei der Vulkanisation
durchläuft.
Während
dieses Schritts neigen die Seitenabschnitte dazu, sich zusammen
mit den Kronenabschnitten 23b, 24b, die sich zwischen
den Seitenabschnitten erstrecken, in einer Ebene radial zu dem Reifen
auszurichten.
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Eine gegenseitiges Aufeinanderliegen
der Seitenabschnitte bei einer Annäherung an die Drehachse des
Reifens stärkt
wesentlich den Reifenaufbau nahe an den Wulsten, wo eine größere Stärke des
Aufbaus üblicherweise
erforderlich ist.
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Außerdem wird auf den besonderen
konstruktiven Charakter der nicht dehnbaren ringförmigen Aufbauten 4 hingewiesen,
die an den Wulsten angeordnet sind. Insbesondere wird die Tendenz
des Wulstes, durch die Auswirkung von Schleuderschüben zu drehen,
aufgrund des Vorhandenseins der am Umfang nicht dehnbaren ringförmigen Einsätze 32 kombiniert
mit herkömmlichen
Wulstkernen effizient verhindert. Beim bekannten Stand der Technik
hat dieses Phänomen
dazu geführt,
dass der Reifen von dem entsprechenden Sicherheitsbuckel abgerutscht ist,
der an der Felge angeordnet ist, besonders dann, wenn der Rei fen
im teilweise platten Zustand Rutschdrucken ausgesetzt war. Durch
die Anordnung der ringförmigen
Eiinsätze 32 wird
dieser Nachteil eliminiert, und der Reifen kann sogar in einem praktisch vollständig platten
Zustand verwendet werden, ohne dass der Wulst sich unerwünschterweise
von seinem Sitz entfernt.
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Das Verhalten des Reifenwulstes gemäß der vorliegenden
Erfindung beim Rutschen ist schematisch in 19 gezeigt, die den Reifen 1 in
einem Halbquerschnitt in Zuordnung zu einer Norm-Montagefelge 54 zeigt,
die an jedem der Reifenwulste einen Wulstsitz 55 aufweist,
der axial von einem Flansch 56 begrenzt wird, der einen äußeren Seitenrand
der Felge und einen Sicherheitsbuckel 57 bildet. Der Einfachheit
halber wurde eine Schnittstrichelung bei dem in 19 gezeigten Reifen 1 weggelassen.
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Wie leicht aus dieser Figur zu ersehen
ist, verhindert das Vorhandensein des nicht dehnbaren ringförmigen Einsatzes 32,
dass der Reifenwulst unter der Einwirkung des Rutschdrucks N, der
parallel zu der Reifenachse gerichtet ist, dreht, indem er auf seinem
Ruhepunkt gegen den Sicherheitsbuckel 57 dreht, der an
der Felge 54 angeordnet ist. In dieser Situation erzeugt
der Rutschdruck N, der entlang der Karkassenlage 3 bis
nahe zu dem Wulstrand 31 übertragen wird, eine radiale
Komponente N, die dazu neigt, den Wulst von dem Wulstsitz 55 weg
zu bewegen, und der die Nicht-Dehnbarkeit des ringförmigen Aufbaus 4 an
seinem Umfang entgegenwirkt, sowie eine axiale Komponente N2, die dazu neigt, den Wulst gegen den Umfangsflansch 56 zu
drücken, wodurch
die Aufrechterhaltung von dessen gleichmäßiger Positionierung gewährleistet
wird.
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So kann der Reifen, der Wulste aufweist,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurden, den so genannten J-Kurven-Test, ohne
dass sich der Wulst von seinem Sitz entfernt, bis zu Aufpumpdrücken von
0,5 bar bestehen, während
beim Stand der Technik Reifen, die nicht in der Lage sind, Verschiebungen
der Wulste aus ihren Sitzen bei Drücken unterhalb von 0,8 bis
1,0 bar entgegenzuwirken, als akzeptabel gelten.
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Es ist auch hervorzuheben, dass die
ringförmigen
Einsätze 32 einen
weiteren strukturellen Schutz des Reifens an den Wulsten darstellen.