Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Reifenkarkasse.

Zum Erzeugen einer Reifenkarkasse wird herkömmlicherweise ein breites bandförmiges Element durch Extrudieren von Kautschuk aus einem großen Extruder zusammen mit einer Mehrzahl von Korden hergestellt, die mit dem Kautschuk beschichtet und darin eingebettet sind. Das bandförmige Element wird dann mit einem dedizierten Cutter in Stücke einer vorbestimmten Länge geschnitten und diese Stücke werden nacheinander entlang ihrer Seitenkanten, die parallel zu den eingebetteten Korden sind, miteinander verbunden, um dadurch ein bandähnliches Karkassenlagenelement zu bilden, in dem die eingebetteten Korde in der Breitenrichtung ausgerichtet sind. Das so vorbereitete Karkassenlagenelement wird um eine Rolle gewickelt und als gerollter Körper gelagert.

Als weiteres Reifenkomponentenelement wird ein Innenauskleidungselement ebenfalls von einem Extruder zu einem bandförmigen Element einer vorbestimmten Breite gebildet und um eine andere Rolle gewickelt und ebenso als gerollter Körper gelagert. Auf diese Weise wurden herkömmlicherweise Lagenelemente und Innenauskleidungselemente separat hergestellt und als separate gerollte Körper gelagert. In einem Reifenaufbauprozess wird das Innenauskleidungselement um eine Formgebungstrommel gewickelt und das Lagenelement wird dann um das Innenauskleidungselement gewickelt, um dadurch eine zylindrische Karkasse zu erzeugen.

Die Herstellung von Karkassenlagenelementen wie oben beschrieben erfordert viele Vorrichtungen wie z.B. einen großen Kalander zum Bilden eines breiten bandförmigen Elementes, während es mit Kautschuk beschichtet wird, sowie einen dedizierten Cutter, eine Verbindungsvorrichtung und eine Wickelvorrichtung, was eine große Anlage sowie erhöhte Produktionsarbeitszeiten und Betriebskosten zur Folge hat.

Ferner kann es, da Karkassenlagenelemente und Innenauskleidungselemente als gerollte Körper gelagert werden, zu Fluktuationen beispielsweise im Hinblick auf die Präzision des Reifenaufbaus aufgrund von Verformungen der Elemente oder Änderungen von deren Haftfähigkeit kommen, was die Reifenqualität beeinträchtigt.

Es ist auch ein direktes Verfahren bekannt, bei dem ein schmales bandförmiges Karkassenlagenelement von einem Extruder gebildet und zu Stücken einer vorbestimmten Länge geschnitten wird, die dann nacheinander auf eine Trommel geklebt oder spiralförmig darauf gewickelt werden. Aber selbst in diesem Fall werden die Innenauskleidungselemente separat hergestellt und im Voraus um die Trommel gewickelt, was einen separaten Produktionsschritt für die Innenauskleidungselemente sowie für die Lagerung der Innenauskleidungselemente als gerollte Körper erfordert.

Es wird auch auf die Offenbarungen in US-A-4359354, US-A-5328532, EP-A-0919406, US-A-5292472, EP-A-0740999 und EP-A-0246497 hingewiesen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Probleme des Standes der Technik zu eliminieren und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Reifenkarkasse bereitzustellen, mit dem die Einrichtungen verkleinert und die Zahl der Produktionsarbeitszeiten reduziert werden, während eine Reifenkarkasse hoher Qualität zu reduzierten Kosten hergestellt werden kann.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer Reifenkarkasse bereit, das die folgenden Schritte umfasst:

• – Extrudieren eines Karkassenlagenelementes, in dem eine Mehrzahl von Korden in einem Gummimaterial eingebettet und damit beschichtet ist, aus einer Extrusionsdüse; und
• – gleichzeitig Extrudieren eines Innenauskleidungselementes einstückig mit dem Karkassenlagenelement aus der Extrusionsdüse, um dadurch einen bandförmigen laminierten Körper zu bilden, in dem das Innenauskleidungselement mit dem Karkassenlagenelement integriert ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der doppelschichtige, bandförmige laminierte Körper, der aus dem Karkassenlagenelement und dem Innenauskleidungselement besteht, durch eine simultane Extrusion aus einer Extrusionsdüse gebildet, so dass die Größe des Exruders insgesamt reduziert werden kann. Ferner ist es nicht mehr nötig, Lagenelement und Innenauskleidungselement separat als jeweilige gerollte Körper zu lagern. So können die Größe der gesamten Anlage reduziert, die Zahl der Produktionsarbeitsstunden verringert und die Betriebskosten gesenkt werden. Ferner ist es möglich, da keine gerollten Körper mehr gelagert zu werden brauchen, Fluktuationen beispielsweise im Hinblick auf die Präzision des Reifenaufbaus aufgrund von Verformungen der Elemente oder einer Änderung ihrer Haftfähigkeit zu vermeiden. Es ist somit möglich, Reifenprodukte höherer Qualität zu erzielen.

Es wird bevorzugt, dass das Innenauskleidungselement so extrudiert wird, dass es eine benötigte Dicke an einer benötigten Stelle des bandförmigen laminierten Körpers hat. In diesem Fall wird das Karkassenlagenelement nur lokal mit dem Innenauskleidungselement ausgebildet, um Materialvergeudung minimal zu halten und die Kosten zu reduzieren.

Das Innenauskleidungselement kann intermittierend mit einer vorbestimmten Teilung in der Extrudierrichtung des Lagenelementes extrudiert werden. In diesem Fall hat der bandförmige laminierte Körper Abschnitte, die mit dem Lagenelement und dem Innenauskleidungselement als doppelschichtige Struktur ausgebildet sind, sowie weitere Abschnitte, die als eine einschichtige Struktur ohne das Innenauskleidungselement gebildet sind. Der laminierte Körper kann aufeinander folgend in die einschichtigen Abschnitte mit einer konstanten Teilung in Stücke geschnitten werden, die dann auf die äußere Umfangsfläche einer Trommel aufgebracht werden, um dadurch effektiv eine zylindrische Karkasse mit einem Innenauskleidungselement nur an einem benötigten Abschnitt zu erzeugen.

Das Verfahren zur Herstellung einer Reifenkarkasse gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner die Schritte des Schneidens des bandförmigen laminierten Körpers in Stücke einer vorbestimmten Länge und das Auftragen der Stücke auf die äußere Umfangsfläche einer Formgebungstrommel umfassen, wobei die Innenauskleidungselemente und die Lagenelemente jeweils radial einwärts und auswärts ausgerichtet sind, während die Stücke in einen Seite-an-Seite-Kontakt miteinander gebracht werden, so dass eine zylindrische Karkasse auf der Formgebungstrommel entsteht. In diesem Fall wird eine zylindrische Karkasse mit einer Innenauskleidung als Innenschicht direkt auf der Formgebungstrommel ausgebildet, um dadurch Reifen effizient herzustellen. Eine Harzfolie kann um die Formgebungstrommel gewickelt werden, bevor die Stücke auf die Formgebungstrommel gewickelt werden. Die Harzfolie hat die Funktion einer Blase nach der Vulkanisierung eines Reifenrohlings, so dass eine so genannte blasenfreie Vulkanisierung erzielt wird.

Alternativ kann das Verfahren zur Herstellung einer Reifenkarkasse gemäß der vorliegenden Erfindung ferner die Schritte des Schneidens des bandförmigen laminierten Körpers in Stücke einer vorbestimmten Länge und das Anordnen der Stücke auf einer flachen Unterlage umfassen, so dass die Stücke in einen Seite-an-Seite-Kontakt miteinander gebracht werden, um dadurch ein flaches Karkassenelement zu bilden. In diesem Fall ist es möglich, den hergestellten flachen laminierten Körper einstückig mit einem Innenauskleidungselement auszubilden.

Der bandförmige laminierte Körper kann entlang seinen Seitenkanten mit Abschnitten ausgebildet sein, die dünner sind als der Rest des Körpers. In diesem Fall können, wenn der bandförmige laminierte Körper in Stücke einer vorbestimmten Länge geschnitten wird und diese Stücke auf eine Trommel in ihrer Umfangsrichtung gewickelt werden, die Seitenkanten der benachbarten Stücke in Kontakt miteinander sein oder sich an den dünnen Abschnitten überlappen, so dass die Stücke formschlüssig verbunden werden, ohne dass gestufte Abschnitte entstehen, so dass die Qualität der Karkasse verbessert wird.

Das Verfahren zur Herstellung einer Reifenkarkasse gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner die Schritte des spiralförmigen Wickelns des bandförmigen laminierten Körpers auf eine Trommel und dadurch das Bilden eines zylindrischen Elementes auf der Trommel, das Schneiden des zylindrischen Elementes in der axialen Richtung der Trommel und das nachfolgende Entwickeln des zylindrischen Elementes und dadurch das Bilden eines flachen Karkassenelementes umfassen. In diesem Fall ist es möglich, auf effiziente Weise einen doppelschichtigen flachen laminierten Körper mit dem Karkassenlagenelement und dem Innenauskleidungselement zu erzeugen und den laminierten Körper um eine Formgebungstrommel zu wickeln, um dadurch die Produktivität der Karkasse zu verbessern.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:

1 eine schematische Ansicht des Verfahrens gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;

2 eine Querschnittsansicht eines Kopfteils eines Extruders;

3 eine schematische Seitenansicht, die einen bandförmigen laminierten Körper zeigt, der von dem Extruder extrudiert wird;

4 eine Seitenansicht eines bandförmigen laminierten Körpers, der in Stücke einer vorbestimmten Länge geschnitten ist;

5 eine Frontansicht des bandförmigen laminierten Körpers;

6 eine Ansicht, die die bandförmigen laminierten Körper zeigt, die nacheinander auf eine Formgebungstrommel geklebt werden;

7 eine Perspektivansicht der produzierten Karkasse; und

8 und 9 Ansichten, die die Produktionsschritte des laminierten Körpers gemäß einer anderen Ausgestaltung zeigen.

Nun mit Bezug auf die Zeichnungen, 1 zeigt das Verfahren zur Herstellung einer Karkasse gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. In dem Verfahren wird eine zweischichtige Extrusionsdüse 10 verwendet, die zwei Zylinder 11, 12 beinhaltet, die mit internen Schnecken versehen sind und jeweils mit Material aus Trichtern 13, 14 gespeist werden.

Das von dem Trichter 13 zugeführte Material ist ein Kautschukmaterial 1 für die Karkassenlage. Das in den Zylinder 11 gespeiste Kautschukmaterial 1 wird durch die Rotation der Schnecke bis zum Spitzenende getragen und in einen Kopf 15 geleitet. Ferner ist das aus dem Trichter 14 zugeführte Material ein Kautschukmaterial 2 für die Innenauskleidung. Das in den Zylinder 12 gespeiste Kautschukmaterial 2 wird durch die Rotation der Schnecke in das Spitzenende des Zylinders 12 getragen und in den Kopf 15 eingeleitet.

Die Extrusionsdüse 10 wird ferner von einer Mehrzahl von Trommeln 18 mit Korden 3 gespeist, bei denen es sich um Stahlkorde oder Korde aus organischen Fasern handeln kann. Mit Bezug auf 2, das Kautschukmaterial 1 für die Karkassenlage wird von der Oberseite in den Kopf 15 eingeleitet, um die Korde 3 zu bedecken und einzubetten, während das Kautschukmaterial 2 für die Innenlage von der unteren Seite in den Kopf 15 eingeleitet wird. Diese Kautschukmaterialien 1 und 2 werden vor den oberen und unteren Düsen 16, 17 miteinander gemischt und aus einer durch die Düsen 16, 17 definierten Öffnung als doppelschichtige Struktur mit oberen und unteren Schichten extrudiert.

Die oberen und unteren Düsen 16, 17 wirken miteinander zusammen und bilden eine flache rechteckige Öffnung, so dass die Kautschukmaterialien 1 und 2 gleichzeitig zu einem bandförmigen laminierten Körper aus den Düsen 16, 17 extrudiert werden, wobei ein Innenauskleidungselement 7 fest auf die Unterseite eines bandförmigen Lagenelementes 6 geklebt wird.

Die obere Düse 16 ist unbeweglich am Kopf 15 befestigt und definiert eine Öffnung mit einer etwas geringeren Höhe an beiden Seitenregionen, um die Dicke des Karkassenlagenelementes 6 an seinen Seitenkanten 6a, 6b zu reduzieren (siehe 5). Die untere Düse 17 ist vertikal beweglich, um die Dicke des Innenauskleidungselementes 7 der unteren Schicht durch Einstellen der Höhe der unteren Düse 17 zu ändern. Es wird angenommen, dass, wenn die untere Düse 17 auf ihre maximale Höhenposition eingestellt ist, die Extrusion des Kautschukmaterials 2 für die Innenauskleidung gestoppt wird.

Die vertikale Bewegung der unteren Düse 17 wird periodisch reguliert, um das Innenauskleidungselement 7 mit einer benötigten Dicke an der Unterseite des Karkassenlagenelementes 6 auszubilden. Somit wird das Innenauskleidungselement 7 mit einer konstanten Teilung entlang der Unterseite des bandförmigen Lagenelementes 6 wie in 3 gezeigt gebildet. Das so gebildete Innenauskleidungselement 7 hat eine geringe Dicke an seinen longitudinalen Endabschnitten und eine große Dicke an seinem longitudinalen Mittelabschnitt. Die Innenauskleidungselemente 7 mit derselben Form werden aufeinander folgend mit einer konstanten Teilung ausgebildet.

Der so extrudierte bandförmige laminierte Körper 5 wird auf einen Zugförderer 20 gelegt und von diesem gezogen, wie in 1 zu sehen ist. Der bandförmige laminierte Körper 5 wird von einem nachgeschalteten Cutter 21 in Stücke einer vorbestimmten Länge geschnitten. Die Schnittteilung ist gleich der Teilung des Innenauskleidungselementes 7, das entlang der Unterseite des bandförmigen Lagenelementes 6 ausgebildet ist, und der Schnitt erfolgt an der Zwischenposition zwischen zwei benachbarten Innenauskleidungselementen 7, 7.

Wie in den 4 und 5 gezeigt, hat das durch Schneiden des bandförmigen laminierten Körpers 5 erhaltene Stück in Längsrichtung gesehen eine konstante Länge. Das bandförmige Karkassenlagenelement 6 als die obere Schicht bettet eine Mehrzahl von Korden 3 ein, die in Längsrichtung ausgerichtet sind, und hat die Seitenränder 6a, 6b mit einer geringen Dicke. Das Innenauskleidungselement 7 als die untere Schicht wird auf die Oberfläche des Karkassenlagenelementes 6 geklebt, mit Ausnahme seines vorderen und hinteren Endes. Das Innenauskleidungselement 7 selbst hat ein vorderes und ein hinteres Ende 7a, 7b von geringer Dicke und einen sehr dicken mittleren Abschnitt 7c.

Wie in 1 gezeigt, sind die bandförmigen laminierten Körper 5 mit einer konstanten Länge auf der äußeren peripheren Oberfläche einer Formgebungstrommel 22 aufeinander folgend in ihrer Umfangsrichtung angeordnet, wobei das Innenauskleidungselement 7 nach innen und das Karkassenlagenelement 6 nach außen gerichtet ist und wobei die dünnen Seitenränder von benachbarten bandförmigen laminierten Körpern 5 einander überlappen, um die laminierten Körper 5 zu verbinden (siehe 6).

Nach dem Anordnen und Verbinden der bandförmigen laminierten Körper 5 miteinander über die gesamte Peripherie der Formgebungstrommel 22 steht eine zylindrische Karkasse 8 wie in 7 gezeigt. Wenn die bandförmigen laminierten Körper 5 durch Überlappen der dünnen Seitenränder miteinander verbunden werden, wird der Verbindungsabschnitt vorzugsweise mit einer Vernährolle oder dergleichen vernäht, um eine gleichförmige Dicke entlang dem Verbindungsabschnitt zu erhalten. Dies ist eine wirksame Maßnahme, um die Bildung von gestuften Abschnitten zu verhüten und die Qualität der Karkasse 8 zu verbessern.

Wie oben beschrieben, werden das Karkassenlagenelement 6 und das Innenauskleidungselement 7 gleichzeitig als doppelschichtiger, bandförmiger laminierter Körper 5 extrudiert. Somit kann der Extruder verkleinert werden und die Notwendigkeit für die Lagerung des Karkassenlagenelementes 6 und des Innenauskleidungselementes 7 als separate gerollte Körper entfällt. Ferner kann der bandförmige laminierte Körper 5 direkt auf die Formgebungstrommel 22 aufgebracht werden, um die Karkasse direkt zu erzeugen. So können die Produktionsarbeitszeiten verkürzt, die Anlage verkleinert und die Betriebskosten gesenkt werden.

Ferner ist es unnötig, separate gerollte Körper jeweils für das Karkassenlagenelement 6 und das Innenauskleidungselement 7 separat zu lagern. Dies ist äußerst wichtig, um Schwankungen in der Präzision des Reifenaufbaus aufgrund von Verformungen oder einer Änderung der Haftfähigkeit der Elemente zu verhindern, so dass Produktreifen von höherer Qualität entstehen.

Der bandförmige laminierte Körper 5 beinhaltet das Karkassenlagenelement 6, das nur lokal an einer benötigten Position und mit einer benötigten Dicke mit dem Innenauskleidungselement 7 ausgebildet ist. Dies ist eine effektive Maßnahme, um Materialvergeudung minimal zu halten und die Kosten zu senken.

Die Innenauskleidungselemente 7 werden nacheinander mit einer konstanten Teilung am bandförmigen Karkassenlagenelement 6 ausgebildet. Das Karkassenlagenelement 6 wird aufeinander folgend mit derselben Teilung an der Zwischenposition zwischen zwei benachbarten Innenauskleidungselementen 7, 7 geschnitten und die geschnittenen Stücke werden dann nacheinander auf die äußere Umfangsfläche der Formgebungstrommel 22 aufgebracht. Dadurch wird es möglich, auf effiziente Weise eine zylindrische Karkasse 8 herzustellen, die an den gewünschten Positionen einstückig mit der Innenauskleidung ausgebildet ist.

Es wird bevorzugt, dass eine Polyethylenfolie zuvor auf die Formgebungstrommel 22 gewickelt wird, so dass bandförmige laminierte Körper 5 nacheinander aufgebracht und auf die Polyethylenfolie geklebt werden, um dadurch die zylindrische Karkasse 8 zu bilden. In diesem Fall hat die Polyethylenfolie auf der Innenperipherie der Karkasse 8 die Funktion einer Blase nach der Vulkanisierung eines Reifenrohlings, so dass eine so genannte blasenfreie Vulkanisierung erzielt wird.

In der oben erwähnten Ausgestaltung sind die bandförmigen laminierten Körper 5 auf der äußeren Umfangsfläche der Formgebungstrommel 22 so angeordnet, dass sie die zylindrische Karkasse 8 bilden. Es ist jedoch auch möglich, den bandförmigen laminierten Körper 5 in Stücke einer vorbestimmten Länge zu schneiden und diese Stücke auf einer flachen Unterlage anzuordnen, so dass die Stücke miteinander in Kontakt sind, um dadurch einen doppelschichtigen flachen laminierten Körper zu bilden. Der flache laminierte Körper kann um eine Formgebungstrommel gewickelt werden, um dadurch eine Karkasse zu bilden. In diesem Fall ist es notwendig, den laminierten Körper so zu wickeln, dass die eingebetteten Korde in der axialen Richtung der Formgebungstrommel ausgerichtet sind.

Eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die 8 und 9 erläutert. Ein auf eine Rolle 60 gewickelter bandförmiger laminierter Körper 50 besteht aus einem Karkassenlagenelement, in dem Korde eingebettet sind und das einstückig mit einem Innenauskleidungselement gleichmäßig über die gesamte Oberfläche ausgebildet ist. Der laminierte Körper 50 wird von der Rolle 60 auf eine Trommel 61 geführt, wie in 8 dargestellt ist. Die Trommel 61 rotiert, während sie gleichzeitig die Rolle 60 in axialer Richtung relativ zur Trommel 61 bewegt, um dadurch den laminierten Körper 50 spiralförmig um die gesamte Oberfläche der Trommel 61 zu wickeln, so dass beide Seitenränder des bandförmigen laminierten Körpers 50 miteinander überlappen. Das so gebildete zylindrische Element wird von einem Cutter 62 in axialer Richtung geschnitten und dann wie in 9 gezeigt entwickelt, um dadurch einen flachen laminierten Körper 51 zu erzeugen. Der flache laminierte Körper 51 hat eine Doppelschichtstruktur, die aus dem Karkassenlagenelement und dem Innenauskleidungselement besteht. Wenn also eine Karkasse durch Wickeln des laminierten Körpers 51 um eine Formgebungstrommel gebildet wird, dann ist es nicht notwendig, ein Karkassenlagenelement nach dem Wickeln eines Innenauskleidungselementes zu wickeln, um dadurch die Produktivität einer doppelschichtigen Karkasse zu verbessern.

Die vorliegende Erfindung wurde zwar oben mit Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausgestaltungen beschrieben, aber es ist natürlich möglich, verschiedene Änderungen und/oder Modifikationen vorzunehmen, ohne vom Umfang der Erfindung gemäß Definition in den beiliegenden Ansprüchen abzuweichen.