-
Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen für einen Reifen für Fahrzeugräder von
der Art, die folgende Schritte umfasst: a) Zuführen eines langgestreckten
Elements von einem Lieferglied, das angrenzend an eine Außenfläche eines
toroidförmigen
Trägers
angeordnet ist; b) Aufgabe einer Drehbewegung auf den toroidförmigen Träger für eine Umfangsverteilung
um seine geometrische Drehachse derart, dass das langgestreckte
Element am Umfang auf den toroidförmigen Träger verteilt wird; c) Ausführen von
gesteuerten Relativverschiebungen zwischen dem toroidförmigen Träger und
dem Extrusionswerkzeug, um mit dem langgestreckten Element eine
Vielzahl von Windungen zu bilden, die zueinander in einer Beziehung
Seite an Seite angeordnet sind, um ein Reifenbauelement zu bilden.
-
Die Erfindung betrifft auch eine
Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen für einen zu fertigenden Reifen,
in der Bauweise, die einen toroidförmigen Träger, der zum Halten der Bauelemente
eines zu fertigenden Reifens vorgesehen ist; Zuführvorrichtungen oder andere
geeignete Zuführeinrichtungen zum
Zuführen
wenigstens eines langgestreckten Elements durch ein Lieferglied,
das angrenzend an eine Außenfläche des
toroidförmigen
Trägers
angeordnet ist; Umfangsverteilungsvorrichtungen oder andere geeignete
Umfangsverteilungseinrichtungen, die so angeordnet sind, dass der
toroidförmige
Träger
um seine geometrische Achse drehangetrieben wird, so dass das langgestreckte
Element am Umfang auf dem toroidförmigen Träger selbst verteilt wird; Querverteilungsvorrichtungen
oder andere geeignete Querverteilungseinrichtungen umfasst, die
so angeordnet sind, dass sie eine relative Bewegung zwischen dem
toroidförmigen
Träger
und dem Lieferglied bewirken, um das langgestreckte Element so zu verteilen,
dass eine Vielzahl von Windungen gebildet wird, die in einer Beziehung
Seite an Seite zur Bildung eines Reifenbauelements angeordnet sind,
wobei die Querverteilungsvorrichtungen oder andere geeignete Querverteilungseinrichtungen
an dem toroidförmigen
Träger
so wirken, dass er relativ zum Lieferglied bewegt wird.
-
Die Herstellung von Reifen für Fahrzeugräder umfasst
die Ausbildung eines Karkassenaufbaus, der im Wesentlichen aus einer
oder mehreren Karkassenlagen besteht, die einen im Wesentlichen
toroidförmigen
Aufbau haben und deren axial gegenüberliegende Seitenränder jeweils
mit am Umfang nicht dehnbaren ringförmigen Verstärkungselementen
verbunden sind, die üblicherweise
als „Wulstkerne"
bezeichnet werden.
-
Auf den Karkassenaufbau ist an einer
radial äußeren Position
ein Gurtaufbau aufgebracht, der einen oder mehrere Gurtstreifen
in Form eines geschlossenen Rings aufweist, der im Wesentlichen aus
Textil- oder Metallkorden besteht, die in geeigneter Weise zueinander
und zu den Korden, die zu den angrenzenden Karkassenlagen gehören, ausgerichtet
sind.
-
An einer radial äußeren Position bezüglich des
Gurtaufbaus wird dann ein Laufflächenband
aufgebracht, das üblicherweise
aus einem Streifen aus elastomerem Material von geeigneter Dicke
besteht.
-
Es ist hervorzuheben, dass im Rahmen
dieser Beschreibung mit dem Begriff „elastomeres Material" die
Gummimischung in ihrer Gesamtheit gemeint ist, d.h. die Mischung,
die von wenigstens einem Basispolymer gebildet wird, das in geeigneter
Weise mit Verstärkungs-Füllmaterialien
und verschiedenen Arten von Additiven gemischt ist.
-
Schließlich wird an den gegenüberliegenden Seiten
des zu fertigenden Reifens ein Paar Seitenwände angebracht, von denen jede
ein Seitenteil des Reifens bedeckt, das zwischen einem so genannten Schulterbereich,
der nah an dem entsprechenden Seitenrand des Laufflächenbandes
angeordnet ist, und einem so genannten Wulst, der an dem entsprechenden
Wulstkern angeordnet ist, liegt.
-
Herkömmliche Herstellungsverfahren
sehen im Wesentlichen vor, dass die oben genannten Reifenbauteile
zunächst
getrennt voneinander hergestellt werden sollten, um dann in einem
Reifenherstellungsschritt zusammengefügt zu werden.
-
Die gegenwärtige Tendenz der Anmelderin geht
jedoch dahin, sich Herstellungsmethoden zu bedienen, die es ermöglichen,
die Herstellung und Lagerung von Halbfertigprodukten zu minimieren
oder möglicherweise
abzuschaffen.
-
Praktisch sind Forschung und Entwicklung der
Anmelderin auf neue Verfahrenslösungen
gerichtet, die es ermöglichen,
die einzelnen Bauteile herzustellen, indem diese in vorher bestimmter
Reihenfolge direkt auf den zu fertigenden Reifen aufgebracht werden.
-
Andererseits sind aus dem US-Patent 5,453,140
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbilden einer Karkassenlage
durch Ablegen einer Vielzahl von parallelen Korden bekannt, wobei
die Korde am Umfang in einer Beziehung Seite an Seite auf einem
steifen toroidförmigen
Träger
abgelegt werden, dessen Form derjenigen des herzustellenden Reifens entspricht,
wobei die Korde aus einem fortlaufenden Kord gewonnen werden, der
aufeinanderfolgend in Längenstücke von
geeigneter Größe geschnitten
wird.
-
Die Anmelderin hat auch Herstellungsverfahren
zum Bilden eines Karkassenaufbaus entwickelt, wobei die Karkassenlagen
gebildet werden, indem streifenförmige
Längenstücke auf
einem steifen toroidförmigen
Träger
abgelegt werden, wobei die Längenstücke gebildet
werden, indem ein fortlaufendes Element, das aus mehreren Korden
besteht, die in einer Schicht aus elastomerem Material eingeschlossen
sind, aufeinanderfolgend geschnitten wird.
-
Im Rahmen der Herstellung des Karkassenaufbaus
sowie anderer Reifenbauteile wie z. B. Seitenwände und Laufflächenband,
sind auch Herstellungsverfahren vorgeschlagen worden, die darauf gerichtet
sind, das gewünschte
Bauteil herzustellen, indem auf dem herzustellenden Reifen ein fortlaufendes
streifenförmiges
Element aus elastomerem Material mit verringertem Querschnitt im
Vergleich zu dem des herzustellenden Bauteils abgelegt wird, wobei
das Element so angeordnet ist, dass es eine Vielzahl von Windungen
bildet, die aufeinanderfolgend in einer Beziehung Seite an Seite
und/oder in einer überlappenden
Beziehung um die Drehachse des Reifens angeordnet sind, um das Bauteil
in seiner endgültigen
Ausgestaltung zu bilden.
-
Im Einzelnen sind in den US-Patenten 4,963,207
und 5,171,394 jeweils ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben,
bei denen gegebene Reifenbauteile hergestellt werden, indem ein
streifenförmiges
Element aus elastomerem Material auf einem starren toroidförmigen Träger abgelegt
wird, wobei das streifenförmige
Element fortlaufend von einem Lieferglied zugeführt wird, das mit einem volumetrischen
Extruder verbunden ist.
-
Während
der toroidförmige
Träger
um seine eigene geometrische Achse gedreht wird, was eine Umfangsverteilung
des streifenförmigen
Elements bewirkt, wird der volumetrische Extruder bewegt, um gesteuerte
Verschiebungen des Lieferglieds in einer Meridianebene des toroidförmigen Trägers hervorzurufen,
um die verschiedenen Windungen, die von dem fortlaufenden streifenförmigen Element
gebildet werden, nach einem vorher bestimmten Muster zu verteilen.
-
In dem US-Patent 5,221,406 ist vorgesehen, dass
eine Vielzahl von volumetrischen Extrudern um den toroidförmigen Träger herum
angeordnet wird, von denen jeder dafür vorgesehen ist, durch sein
eigenes Lieferglied ein entsprechendes fortlaufendes streifenförmi ges Element
zuzuführen,
das wahlweise verwendet wird, um ein bestimmtes Reifenbauteil herzustellen.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung
wurde festgestellt, dass, wenn die gesteuerten Relativverschiebungen
zwischen dem toroidförmigen
Träger und
dem Lieferglied ausgeführt
werden, indem der toroidförmige
Träger
direkt durch einen Robotarm bewegt wird, anstatt dass der Extruder
oder eine andere Vorrichtung in Verbindung mit dem Lieferglied bewegt
wird, wesentliche Vorteile bezüglich
der Vereinfachung der Produktionsanlagen, der Betriebsflexibilität und -produktivität erzielt
werden können,
da Arbeitstotzeiten verringert werden.
-
Im Einzelnen ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen
für einen
Reifen für
Fahrzeugräder
zur Verfügung
zu stellen, das die Schritte Aufnehmen eines toroidförmigen Trägers mit
einer Außenfläche, die
im Wesentlichen der Innenform des Reifens entspricht, durch einen
Robotarm; Zuführen
wenigstens eines langgestreckten Elements von einem Lieferglied,
das angrenzend an die Außenfläche des
toroidförmigen Träges angeordnet
ist; Aufgabe einer Drehbewegung auf den toroidförmigen Träger für eine Umfangsverteilung um
seine geometrische Drehachse derart, dass das langgestreckte Element
am Umfang auf den toroidförmigen
Träger
verteilt wird; und Ausführen
von gesteuerten Relativverschiebungen für eine Querverteilung zwischen
dem toroidförmigen
Träger und
dem Lieferglied aufweist, um mit dem langgestreckten Element eine
Vielzahl von Windungen zu bilden, die zueinander in einer Beziehung
Seite an Seite angeordnet sind, um ein Reifenbauelement zu bilden,
wobei die Drehbewegung und die Querverteilungsverschiebungen dadurch
ausgeführt
werden, dass der toroidförmige
Träger
durch den Robotarm bewegt wird.
-
Vorzugsweise wird der toroidförmige Träger (3)
durch den Robotarm (16) überhängend gehalten.
-
Vorteilhafterweise werden die Querverteilungsverschiebungen
dadurch ausgeführt,
dass der toroidförmige
Träger
in Übereinstimmung
mit wenigstens fünf
Schwenkachsen, und noch bevorzugter mit wenigstens sechs Schwenkachsen
bewegt wird.
-
Es kann auch vorteilhafterweise vorgesehen sein,
dass während
der Umfangsverteilung des wenigstens einen langgestreckten Elements
der toroidförmige
Träger
bei seiner Bewegung so ausgerichtet bleibt, dass seine geometrische
Achse stark geneigt ist, vorzugsweise in einem Winkel, der bezüglich einer
Horizontalebene größer ist
als 45°.
-
Es kann auch vorgesehen sein, dass
die Zuführung
des langgestreckten Elements durch Extrusion durch das Lieferglied
hindurch ausgeführt
wird, wobei das langgestreckte Element wenigstens teilweise aus
einem Rohelastomermaterial hergestellt ist.
-
Der toroidförmige Träger kann vorteilhafterweise
durch den Robotarm vor das Lieferglied gebracht werden, nachdem
der toroidförmige
Träger selbst
von einer Arbeitsstation entfernt wurde, die für die Durchführung eines
vorausgehenden Arbeitsschritts an dem Reifen vorgesehen ist.
-
Gemäß dem Verfahren kann der Schritt,
den toroidförmigen
Träger
durch den Robotarm von dem Lieferglied weg zu bewegen, auch dafür vorgesehen sein,
den toroidförmigen
Träger
entweder vor wenigstens ein weiteres Lieferglied zur Bildung eines weiteren
Reifenbauelements oder zu einer Arbeitsstation zur Durchführung eines
nachfolgenden Arbeitsschritts an dem Reifen zu überführen.
-
Diese Arbeitsstation kann vorteilhafterweise zur
Ausbildung wenigstens einer Karkassenlage durch aufeinanderfolgendes
Ablegen von streifenförmigen
Elementen auf dem toroidförmigen
Träger
vorgesehen sein, der von dem Robotarm gehalten und in einer schrittweisen
Bewegung um die geometrische Achse synchron zum Ablegen der einzelnen streifenförmigen Elemente
angetrieben wird, um so eine Verteilung der streifenförmigen Elemente
entsprechend einer vorgegebenen Umfangsteilung entstehen zu lassen.
-
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung
ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Bauelementen für einen
zu fertigenden Reifen, die sich dadurch auszeichnet, dass der toroidförmige Träger eine
Außenfläche hat,
die im Wesentlichen der Innenform des Reifens entspricht, wobei
die Umfangsverteilungseinrichtungen und die Querverteilungseinrichtungen in
einen Robotarm integriert sind.
-
Im Einzelnen umfasst der Robotarm
bei einer bevorzugten Ausführungsform
einen ersten Abschnitt mit einem ersten Ende, das drehbar mit einer Halteplattform
entsprechend einer ersten und einer zweiten Schwenkachse, die zueinander
senkrecht sind, verbunden ist; einen zweiten Abschnitt, der mit einem
zweiten Ende des ersten Abschnitts in schwenkbarer Weise entsprechend
einer dritten und einer vierten Schwenkachse, die zueinander senkrecht
sind, verbunden ist; einen stirnseitigen Kopf, der für einen
Dreheingriff mit und vorzugsweise überhängend über dem toroidförmigen Träger um dessen geometrische
Drehachse herum angeordnet und mit dem zweiten Abschnitt in schwenkbarer
Weise wenigstens in Überein stimmung
mit einer fünften Schwenkachse
verbunden ist, die senkrecht zu der vierten Schwenkachse ist.
-
Im Einzelnen ist der stirnseitige
Kopf zusätzlich
um wenigstens eine sechste Achse schwenkbar, die bezüglich der
fünften
Schwenkachse senkrecht ausgerichtet ist.
-
Vorzugsweise ist wenigstens eine
weitere Arbeitsstation zusätzlich
vorgesehen, die von der Zuführeinrichtung
im Abstand angeordnet und zum Ausführen eines anderen Arbeitsschritts
an dem Reifen vorgesehen ist, wobei der Robotarm so angeordnet ist,
dass er den toroidförmigen
Träger
zwischen der Zuführeinrichtung
und der Arbeitsstation überführt.
-
Die weitere Arbeitsstation kann praktischerweise
zur Herstellung wenigstens einer Karkassenlage durch aufeinanderfolgendes
Ablegen von streifenförmigen
Elementen auf dem toroidförmigen
Träger vorgesehen
sein, wobei der Robotarm so angeordnet ist, dass er den toroidförmigen Träger in einer
schrittweisen Bewegung um die geometrische Drehachse drehen lässt, um
eine Verteilung der streifenförmigen Elemente
entsprechend einer vorgegebenen Umfangsteilung herbeizuführen.
-
Weitere Merkmale und Vorteile werden
aus der detaillierten Beschreibung einer bevorzugten, nicht ausschließlichen
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Herstellung von Bauteilen für Reifen
für Fahrzeugräder deutlicher
ersichtlich. Diese Beschreibung folgt anschließend unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen, die als nicht einschränkende Beispiele dienen und
in denen:
-
1 eine
schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist, eingebaut in eine nur teilweise gezeigte Anlage zur Reifenherstellung;
-
2 eine
geteilte perspektivische Ansicht ist, die nur als Beispiel einen
Karkassenaufbau eines Reifens zeigt, der durch das beschriebene
Verfahren und die beschriebene Vorrichtung erzeugt wird;
-
3 in
vergrößertem Maßstab bezüglich 1 den stirnseitigen Kopf
des Robotarms während
der Aufbringung eines langgestreckten Elements in einem Bereich
in der Nähe
eines der Wulste des herzustellenden Reifens zeigt; und
-
4 einen
stirnseitigen Kopf des Robotarms während des Ablegens eines langgestreckten Elements
in einem Bereich in der Nähe
des Wulstes gegenüber
dem aus 3 zeigt.
-
In 1 ist
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Herstellung von Bauteilen für
Reifen für Fahrzeugräder insgesamt
mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
-
Die Vorrichtung 1 ist mit
einer Anlage 2 verbunden, die für die Herstellung von Reifen
für Fahrzeugräder oder
zur Ausführung
eines Teils der Arbeitsvorgänge
im Reifenproduktionszyklus vorgesehen ist.
-
Im Rahmen dieser Arbeitsvorgänge ist
eine praktische Herstellung verschiedener Reifenbauteile vorgesehen,
die direkt auf einem steifen toroidförmigen Träger 3 mit einer Außenfläche 3a, 3b auszubilden
sind, deren Form im Wesentlichen der Innenform des Reifens entspricht.
-
Zu diesem Zweck umfasst die Anlage 2 insgesamt
eine Vielzahl von Arbeitsstationen 4, 5, 6,
von denen jede dafür
vorgesehen ist, wenigstens einen der Arbeitsschritte durchzuführen, die
auf eine Herstellung des Reifens auf dem toroidförmigen Träger 3 gerichtet sind.
-
Im Einzelnen ist in dem Beispiel,
das in 1 gezeigt und
nur als Beispiel beschrieben ist, ein Teil der Anlage 2 gezeigt,
der für
die Ausbildung eines Karkassenaufbaus, der in 2 insgesamt mit 7 bezeichnet ist, an
der Außenfläche 3a, 3b des
toroidförmigen
Trägers 3 vorgesehen
ist. Der Karkassenaufbau 7 umfasst im Wesentlichen wenigstens
eine erste Karkassenlage 8, die so angeordnet ist, dass sie
die Außenfläche 3a, 3b des
toroidförmigen
Trägers 3 bedeckt,
wenigstens ein Paar ringförmiger Verstärkungsaufbauten 9,
die an entsprechenden Endrändern
der Karkassenlage 8 angeordnet sind, und eine fakultative
zweite Karkassenlage 10, die in Übereinanderbeziehung mit der
ersten Karkassenlage 8 und den ringförmigen Verstärkungsaufbauten 9 angeordnet
ist. Jeder ringförmige
Verstärkungsaufbau
weist im Wesentlichen erste und zweite am Umfang nicht dehnbare
ringförmige
Einlagen 11, 12 auf, von denen jede wenigstens
einen Metalldraht aufweist, der in mehreren Windungen 11a, 12a gelegt ist,
die in Form einer Krone angeordnet sind, sowie einen Füllkörper 13 aus
elastomerem Material, der axial zwischen der ersten und der zweiten
ringförmigen
Einlage 11, 12 angeordnet ist.
-
Unter Berücksichtigung des Vorigen kann
in dem Anlageteil 2, der für die Herstellung des Karkassenaufbaus 7 vorgesehen
ist, beispielsweise eine erste Arbeitsstation 4 zur Durchführung eines Schritts
des Vorheizens des toroidförmigens
Trägers 3 und/oder
für die
wahlweise Aufbringung eines so genannten „Überzugs" auf dessen Außenfläche, d.h. einer
dünnen
Gummischicht, die nach Abschluss der Vulkanisierung luftdicht ist,
vorgesehen sein, um die Aufrechterhaltung des Arbeitsdrucks in dem
Reifen zu gewährleisten.
-
Eine zweite Arbeitsstation
5 kann
wiederum für
die Ausbildung der Karkassenlagen
8,
10 vorgesehen
sein. Die Ausbildung jeder Lage
8,
10 kann vorteilhafterweise
durch aufeinanderfolgendes Ablegen der streifenförmigen Elemente
8a,
10a durchgeführt werden,
die aufeinanderfolgend in einer Beziehung Seite an Seite und zueinander
in Umfangsrichtung angeordnet auf die Außenfläche
3a,
3b des
toroidförmigen
Trägers
3 abgelegt
werden. Weitere Einzelheiten betreffend die Herstellungsmodalitäten der
Karkassenlage oder -lagen
8,
10 an der zweiten Arbeitsstation
5 sind
eingehend in den von derselben Anmelderin hinterlegten europäischen Patentanmeldungen
EP 928 680 und
EP 928 702 offenbart.
-
Außerdem ist wenigstens eine
dritte Arbeitsstation 6 vorgesehen, die für die Ausbildung
der ringförmigen
Verstärkungsaufbauten 9 an
den inneren Endrändern
der ersten Karkassenlage 8 vorgesehen ist.
-
Zu diesem Zweck weist die dritte
Arbeitsstation 6 Zuführvorrichtungen
oder andere geeignete Zuführeinrichtungen
auf, die dafür
vorgesehen sind, ein oder mehrere langgestreckte Elemente zuzuführen, die
bei der Ausbildung des Füllkörpers 13 und der
nicht dehnbaren ringförmigen
Einlagen 11, 12 verwendet werden sollen.
-
Im Einzelnen kann die Zuführeinrichtung
z. B. einen ersten Extruder 14 aufweisen, der dafür vorgesehen
ist, durch ein entsprechendes Lieferglied 14a wenigstens
ein erstes fortlaufendes langgestrecktes Element zuzuführen, das
aus einem Streifen aus elastomerem Material von geeigneter Querschnittsgröße besteht,
der verwendet werden soll, um den Füllkörper 13 jedes der
ringförmigen
Verstärkungsaufbauten 9 auszubilden.
-
Im Einzelnen ist es vorzugsweise
vorgesehen, dass der Querschnitt des Elastomerstreifens, der das
Lieferglied 14a des ersten Extruders 14 verlässt, im
Vergleich zu dem Querschnitt des herzustellenden Füllkörpers 13 in
geeigneter Weise verkleinert ist.
-
Der Füllkörper 13 in seinem
endgültigen
Aufbau wird gebildet, indem der fortlaufende Elastomerstreifen auf
den toroidförmigen
Träger 3 zugeführt wird,
während
dieser Träger
bei Betätigung
der Umfangsverteilungsvorrichtungen oder anderer geeigneter Umfangsverteilungseinrichtungen
in einer Umfangsverteilungs-Drehbewegung um seine geometrische Drehachse
angetrieben wird, die mit „X"
bezeichnet ist.
-
Gleichzeitig mit der Drehung, in
die der toroidförmige
Träger 3 versetzt
wird, erzeugen Querverteilungsvorrichtungen oder andere geeignete
Querverteilungseinrichtungen, die im Folgenden näher beschrieben werden, gesteuerte
Relativverschiebungen zwischen dem toroidförmigen Träger und dem Lieferglied 14a,
das mit dem ersten Extruder 14 in Verbindung steht, derart,
dass der Elastomerstreifen eine Reihe von Windungen bildet, die
radial und/oder axial in einer Beziehung Seite an Seite abgelegt
werden, bis sie den Füllkörper 13 bilden.
-
Die Zuführeinrichtungen, die an der
dritten Arbeitsstation 6 vorgesehen sind, können weiterhin wenigstens
einen zweiten Extruder 15 aufweisen, der dafür vorgesehen
ist, durch ein entsprechendes, in den Zeichnungen nicht gezeigtes
Lieferglied ein zweites forlaufendes langgestrecktes Element zuzuführen, das
z. B. aus einem gummierten Metalldraht besteht und zur Ausbildung
der ringförmigen
Einlagen 11, 12 verwendet werden soll, die Teil
jedes ringförmigen
Verstärkungsaufbaus 9 sind.
Es ist zu beachten, dass der zweite Extruder 15 durch eine
andere Zuführeinheit
ersetzt werden kann, wenn z. B. ein freiliegender Metalldraht oder
ein nicht gummierter Textilkord zum Zweck der Ausbildung jeder Fülleinlage 11, 12 zugeführt werden
soll.
-
Jede nicht dehnbare ringförmige Einlage 11, 12 wird
gebildet, indem der entsprechende gummierte Metalldraht auf den
toroidförmigen
Träger 3 mittels der
Umfangsverteilungs-Drehbewegung in Umfangsrichtung abgelegt wird,
die dem Träger
um dessen mit „X"
bezeichnete geometrische Achse aufgegeben wird. Inzwischen wird
auch eine Querverteilungsbewegung zwischen dem toroidförmigen Träger 3 und dem
Lieferglied des zweiten Extruders 15 derart durchgeführt, dass
das fortlaufende langgestreckte Element eine Reihe von Windungen 11a, 12a bildet, die
aufeinanderfolgend in einer Beziehung Seite an Seite eingeordnet
sind, wenn sie sich von der Drehachse „X" des toroidförmigen Trägers 3 weg
oder zu dieser hin bewegen, um die entsprechende ringförmige Einlage 11, 12 zu
bilden.
-
Erfindungsgemäß werden sowohl die Umfangsverteilungs-Bewegung,
d. h. die Dre-hung
des toroidförmigen
Trägers
um seine eigene Achse „X", als
auch die Querverteilungs-Bewegung
durch direkte Bewegung des toroidförmigen Trägers 3 ausgeführt.
-
In diesem Fall können die Extruder 14, 15, die
die Einrichtung zur Zuführung
des langgestreckten Elements bilden, vorteilhafterweise in einer
festen Position gehalten werden, während die verschiedenen Bauteile
an dem herzustellenden Reifen ausgebildet werden.
-
Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass
die Umfangsverteilungs-Einrichtung, die dafür vorgesehen ist, den toroidförmigen Träger in eine
Drehung um seine Achse „X"
anzutreiben, und die Querbewegungs-Einrichtung in einen Robotarm
integriert werden, der insgesamt mit 16 bezeichnet ist und der dafür vorgesehen
ist, an dem toroidförmigen
Träger 3 entfernbar
und vorzugsweise überhängend anzugreifen,
um ihn nacheinander vor jede der Arbeitsstationen 4, 5, 6 zu
bringen und in geeigneter Weise bezüglich dieser Stationen zu bewegen.
-
Im Einzelnen weist der Robotarm 16,
der vorzugsweise menschenähnlich
mit sieben Achsen gebaut ist, einen ersten Abschnitt 17 mit
einem ersten Ende 17a auf, das mit einer Halteplattform 18 für eine Drehung
um eine erste horizontal verlaufende Schwenkachse „A"
und um eine zweite Achse „B" verbunden
ist, die vertikal oder in jedem Fall senkrecht zu der ersten Schwenkachse „A"
verläuft.
-
Der Robotarm 16 weist weiterhin
einen zweiten Abschnitt 19 auf, der mit einem zweiten Ende 17b des
ersten Abschnitts 17 verbunden ist, mit der Möglichkeit
des Schwenkens um eine dritte Achse „C", die vorzugsweise
parallel zu der ersten Achse „A" verläuft, und
ebenso um eine vierte Schwenkachse „D", die senkrecht
zu der dritten Achse „C"
verläuft und
vorzugsweise in Längsrichtung
zu dem zweiten Abschnitt angeordnet ist.
-
Ein stirnseitiger Kopf 20 ist
an seinem Ende operativ mit dem zweiten Abschnitt 19 verbunden und
so angeordnet, dass er entfernbar an dem toroidförmigen Träger 3 angreift. Mit
dem stirnseitigen Kopf 20 ist die Umfangsverteilungseinrichtung
verbunden, die z. B. aus einem Motor 25 besteht, der ein Greifelement 26 drehantreibt,
das dafür
vorgesehen ist, an dem toroidförmigen
Träger 3 entfernbar
und vorzugsweise überhängend an
einem Halterungsschaft 3c anzugreifen, der koaxial von
den gegenüberliegenden
Seiten des Trägers
vorsteht.
-
Zusätzlich ist der stirnseitige
Kopf 20 um eine fünfte
Achse „E"
schwenkbar, die senkrecht zu der vierten Schwenkachse „D"
ist.
-
Bei einer bevorzugten Lösung ist
die fünfte Achse „E"
koplanar mit der vierten Achse „D", und der stirnseitige
Kopf 20 ist zusätzlich
unter Einwirkung eines entsprechenden Motors 27 (3) um eine sechste Achse „F"
schwenkbar, die bezüglich
des toroidförmigen
Trägers 3 und
der fünften
Schwenkachse „E"
senkrecht ausgerichtet ist.
-
Bewegungen des ersten Abschnitts 17,
des zweiten Abschnitts 18 und des stirnseitigen Kopfs 20 um
die entsprechenden Schwenkachsen „A", „B", „C", „D", „E", „F"
werden von entsprechenden Motoren bewirkt, von denen nur die Motoren,
die für
eine Bewegung um die erste, zweite, dritte, vierte und sechste Achse
vorgesehen sind, dargestellt und entsprechend mit 21, 22, 23, 24, 27 bezeichnet
sind.
-
Der nicht gezeigte Motor, der für eine Bewegung
um die fünfte
Achse „E"
vorgesehen ist, kann jedoch in einer beliebigen, für den Fachmann
praktischen Weise ausgeführt
sein, wie andererseits die anderen Motoren auch.
-
Der Betrieb aller Motoren, die mit
der Querverteilungseinrichtung in Verbindung stehen, sowie des Motors 25,
der mit der Umfangsverteilungseinrichtung in Verbindung steht, wird
von einer elektronischen Steuerungseinheit (nicht gezeigt) bewirkt,
derart, dass die richtige Bewegung des toroidförmigen Trägers 3 an den entsprechenden
Arbeitsstationen 4, 5, 6 gewährleistet
wird, um eine richtige Ausbildung der Reifenbauteile zu erzielen.
-
Die Verwendung der Querverteilungseinrichtung,
die direkt auf dem toroidförmigen
Träger 3 arbeitet,
bietet den Vorteil, dass derselbe Robotarm 16 sowohl für das Verursachen
der Bewegung des toroidförmigen
Trägers 3 vor
den einzelnen Extruder 14, 15 und/oder anderen
Zuführeinrichtungen,
die an der ersten, zweiten, dritten und weiteren möglichen
Arbeitsstationen vorgesehen sind, als auch für das Verursachen der Überführung des
toroidförmigen
Trägers
von einer Arbeitsstation zur anderen vorgesehen sein kann.
-
Insbesondere nimmt bei dem gezeigten
Beispiel der Robotarm 16 den toroidförmigen Träger 3 von der ersten
Arbeitsstation 4 auf, um ihn zum Zweck der Ausbildung der
ersten Karkassenlage 8 zu der zweiten Arbeitsstation 5 zu überführen.
-
Während
der Ausbildung der ersten Karkassenlage 8 bleibt der toroidförmige Träger 3 vorzugsweise
in Eingriff mit dem Robotarm 16, der vorteilhafterweise
eine geeignete Ausrichtung des Trägers bezüglich der Einrichtungen zum
Liefern und Ablegen der streifenförmigen Elemente 8a durchführt, die
an der zweiten Station vorgesehen sind, und ihn in einer schrittweisen
Bewegung um die geometrische Achse „X" drehantreibt,
synchron mit dem Betrieb der oben genannten Vorrichtungen zum Liefern
und Ablegen oder anderer geeigneter Einrichtungen zum Liefern und
Ablegen, um eine Verteilung der streifenförmigen Elemente um eine vorher
bestimmte Umfangsverteilung zu bewirken.
-
Danach wird der toroidförmige Träger 3 von der
zweiten Arbeitsstation 5 aufgenommen, um zur Ausbildung
der ersten nicht dehnbaren ringförmigen Einlage 11 jedes
ringförmigen
Verstärkungsaufbaus 9 vor
den ersten Extruder 14 der dritten Arbeitsstation 6 gebracht
zu werden.
-
Der toroidförmige Träger 3 wird dann vor
den zweiten Extruder 14 der dritten Arbeitsstation 6 gebracht,
um die Ausbildung des Füllkörpers 13 jedes ringförmigen Verstärkungsaufbaus 9 zu
bewirken, um dann wieder vor den ersten Extruder 14 geführt zu werden,
damit die zweite ringförmige
Einlage 12 und damit die Ausbildung der ringförmigen Verstärkungsaufbauten 9 vollendet
werden kann.
-
Die Beweglichkeit des toroidförmigen Trägers an
den sechs Schwenkachsen „A", „B", „C", „D", „E", „F"
zusätzlich
zu dessen Drehantrieb um die geometrische Achse „X" ermöglicht die
Durchführung der
richtigen Ablage der langgestreckten Elemente, die aus den Extrudern 14, 15 kommen,
unabhängig vom
Aufbau des toroidförmigen
Trägers 3 und
der herzustellenden Reifenbauteile.
-
Wenn die Ausbildung der ringförmigen Verstärkungsaufbauten 9 vollendet
ist, kann der toroidförmige
Träger 3 wieder
zu der zweiten Arbeitsstation 5 überführt werden, um die Ausbildung
der zweiten Karkassenlage 10, ebenso wie oben im Zusammenhang
mit der ersten Karkassenlage 8 beschrieben, zu ermöglichen,
wodurch die Herstellung des Reifen-Karkassenaufbaus 7 vollendet
wird.
-
Derselbe Robotarm 16 oder
ein oder mehrere ähnliche
Robotarme, die an entsprechenden, in der Anlage 2 vorgesehenen
angrenzenden Arbeitsbereichen angeordnet sind, kann dafür vorgesehen sein,
den toroidförmigen
Träger 3 vor
weiteren Extrudern oder anderen Zuführeinrichtungen zu bewegen, die
dafür vorgesehen
sind, die langgestreckten Elemente für die Vollendung weiterer Reifenbauteile
zu liefern, z. B. Seitenwände,
Laufflächenband,
Gurtschichten, sowie für
die Durchführung
der Überführung des
toroidförmigen
Trägers
zu anderen Arbeitsstationen z. B. für eine Vulkanisierung des Reifens.
-
Daher kann vorteilhafterweise ein
vollständiger
Arbeitszyklus des Reifens ermöglicht
werden, indem alle dessen Bauteile auf demselben toroidförmigen Träger 3 ausgebildet
werden, der aufeinanderfolgend zwischen den verschiedenen Arbeitsstationen durch
einen oder mehrere Robotarme 16 überführt wird, wobei diese Arme
auch die Handhabung des toroidförmigen
Trägers
zum Zweck der Ausbildung der einzelnen Bauteile des Reifens durchführen.
-
Die vorliegende Erfindung erzielt
wesentliche Vorteile.
-
Die direkte Bewegung des toroidförmigen Trägers bedeutet
eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik,
welcher im Gegensatz dazu eine Bewegung der Extruder vorsieht, vor allem
bezüglich
der Vereinfachung der Anlagen und der Verringerung von Arbeitstotzeiten
während
der Überführungsschritte
von einer Station zur anderen.
-
Es ist hervorzuheben, dass der toroidförmige Träger eine
Gesamtmasse hat, die wesentlich niedriger ist als die der Extruder,
deren Bewegung andererseits dadurch weiter erschwert wird, dass
es nötig
ist, auch wenigstens einen Teil der Vorrichtungen für die Zuführung von
Halbfertigprodukten zu den Extrudern zu bewegen.
-
Daraus folgt, dass eine Bewegung
des toroidförmigen
Trägers
zum Erzielen einer richtigen Querverteilung der langgestreckten
Elemente vorteilhafterweise schneller und unter Ausnutzung beschränkterer
Räume ausgeführt werden
kann, als gemäß dem Stand
der Technik erforderlich.
-
In diesem Zusammenhang ist ebenfalls
hervorzuheben, dass, wie aus 1, 3 und 4 ersichtlich, die Außenfläche 3a, 3b des
toroidförmigen
Trägers einen
Abschnitt 3a mit einer Biegung mit konvexem Profil, der
dem Kronenbereich des Reifens entspricht, und zwei getrennte Abschnitte 3b mit
einer Biegung mit konkavem Profil in den Bereichen aufweist, die
den Reifen-Seitenwänden
entsprechen und in der Nähe
der Wulste des Reifens angeordnet sind. In dieser Situation erfordern
bekannte Lösungen
gegenwärtig
die Verwendung von wenigstens drei Liefergliedern, z. B. drei Extrudern,
um Bauteile herzustellen, die die gesamte Außenfläche des toroidförmigen Trägers bedecken,
da die Bewegungsfreiheit jedes Liefergliedes (das in drei Achsen
beweglich ist) nicht ausreicht, um dem gesamten Querschnittsprofil
des toroidförmigen
Trägers
zu folgen. Umgekehrt ermöglichen
es die erfindungsgemäß ausgeführten Bewegungen,
dass der toroidförmige Träger vorteilhafterweise
eine beliebige Position und Ausrichtung bezüglich der Lieferglieder einnehmen kann,
wodurch es möglich
ist, ein oder mehrere langgestreckte Elemente über die gesamte Ausdehnung der
Außenfläche des
toroidförmigen
Trägers
selbst zu verteilen.
-
Gemäß der Erfindung ist es auch
vorteilhafterweise möglich,
den toroidförmigen
Träger
so anzuordnen, dass seine geometrische Drehachse vertikal oder in
jedem Fall stark geneigt gegenüber
einer Horizontalebene ausgerichtet ist, in einem Winkel, der beispielsweise
größer ist
als 45°,
wie in 3 und 4 gezeigt. So wird das Ablegen
der langgestreckten Elemente vor allem an den Seitenbereichen und/oder radial
inneren Bereichen der Außenfläche des
toroidförmigen
Trägers
erleichtert, wo eine konvexe Biegung und die Auswirkungen der Schwerkraft
eine richtige Durchführung
des Ablegens erschweren, wobei der toroidförmige Träger in einer im Wesentlichen horizontalen
Drehachse ausgerichtet bleibt.
-
Ein Vergleich zwischen 3 und 4 zeigt klar, dass die große Beweglichkeit
des toroidförmigeen
Trägers 3 im
Raum, die durch die Verwendung des Robotarms erreicht wird, es ermöglicht,
das langgestreckte Element, das aus dem Lieferglied 14a kommt,
gleichmäßig über die
gesamte Außenfläche 3a, 3b des
toroidförmigen
Trägers
zu verteilen. Insbesondere wird es ermöglicht, das langgestreckte Element
auch in der Nähe
der radial inneren Bereiche 3b des toroidförmigen Trägers aufzubringen,
d. h. in den Bereichen in der Nähe
der Reifenwulste, wo die Außenfläche ein
konkaves Profil annimmt, was schwer oder unmöglich zu erreichen wäre, wenn
die Aufbringung nach dem Stand der Technik durchgeführt würde.
-
Die Bewegungsfreiheit des toroidförmigen Trägers 3 ermöglicht auch
eine einfache Kontrolle der Dicke des Bauteils aus elastomerem Material, das
auf dem toroidförmigen
Träger 3 ausgebildet wird.
Wenn als langgestrecktes Element ein fortlaufendes Band mit einem
abgeflachten Abschnitt verwendet wird, ist es möglich, die Ausrichtung der
Außenfläche 3a, 3b des
toroidförmigen
Trägers 3 bezüglich zu
diesem abzuändern,
um die Dicke des Bauteils zu variieren, das zwischen einem Minimalwert,
der erreicht wird, wenn das streifenförmige Element im Wesentlichen „flach"
abgelegt wird, d. h. wobei seine größere Querschnittsachse parallel
zu den Außenflächen 3a, 3b ausgerichtet
ist, und einem Maximalwert ausgebildet wird, der erreichbar ist,
wenn die größere Querschnittsachse
des streifenförmigen Elements
im Wesentlichen senkrecht zu der Außenfläche 3a, 3b ist.
Dicken, die über
den oben definierten Maximalwert hinausgehen, können auch erreicht werden,
indem Vielfachwindungen übereinander
liegend in einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der
Außenfläche des
toroidförmigen
Trägers ist,
ausgebildet werden.
-
Es ist ebenfalls hervorzuheben, dass
die Querverteilung des langgestreckten Elements, die gemäß den Vorschlägen der
Erfindung durchgeführt wird,
es ermöglicht,
denselben Robotarm zu verwenden, um sowohl eine Bewegung des toroidförmigen Trägers für das Erzielen
einer Querverteilung als auch eine Überführung des toroidförmigen Trägers selbst
zwischen den verschiedenen Arbeitsstationen zu erreichen.
-
Diese Situation bietet auch einen
wesentlichen Vorteil gegenüber
dem Stand der Technik, bei dem das Vorhandensein von Handhabungsvorrichtungen
oder Überführungsstraßen in jedem
Fall erforderlich ist, zusätzlich
zu den Einrichtungen für
die Bewegung des Extruders, um eine Überführung des toroidförmigen Trägers von
einer Arbeitsstation zur nächsten
zu bewirken.
-
Es ist weiterhin hervorzuheben, dass
auch Lösungen,
die auf der Verwendung verschiedener Extruder beruhen, die gleichzeitig
an dem toroidförmigen
Träger
arbeiten, wie in dem US-Patent 5,221,406 vorgesehen, viele Einschränkungen
haben, da der verfügbare
Raum zur Anbringung der Extruder und deren Bewegung in engem Zusammenhang
mit dem Raum steht, der physisch um die Außenfläche des toroidförmigen Trägers zur
Verfügung steht.
-
Die vorliegende Erfindung ermöglicht ebenfalls
eine Überwindung
dieser Einschränkungen,
da es möglich
ist, die Überführung des
toroidförmigen Trägers durch
denselben Robotarm auszuführen,
der zum Bewegen des toroidförmigen
Trägers
vor den einzelnen Extrudern verwendet wird, wobei die Arbeitsräume groß sind.