DE3401077A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbau von gegenstaenden aus elastomerem material - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft das Ausformen von elastomeren Materialbestandteilen und insbesondere den Zusammenbau und das Formen von Fahrzeugreifen.

Bei üblichen Reifenherstellungsverfahren wird zunächst ein einfacher vollständig ungemusterter Reifen, genannt ein "grüner" Reifen (da er noch unvulkanisiert ist) zusammengebaut, der dann in die Form einer Vulkanisierpresse eingelegt wird, die geschlossen wird, um dem Reifen seine endgültige Form zu verleihen und das Reifen-Laufstreifenmuster und die Seitenwand-Muster auf die "grüne" Karkasse aufzudrücken. Der Reifen wird dann in der geschlossenen Presse gehalten, bis die Erwärmung die Vulkanisation bewirkt hat. Es ist wichtig, daß das endgültige Erscheinungsbild des Reifens, und insbesondere seiner Seitenwände, ein gutes ist.

Schwierigkeiten treten beim Ausbilden der Reifenseitenwände bei den üblichen Form- und Vulkanisiervorgängen auf wegen der beträchtlichen Streckung an der radial äußeren Kante, wenn eine extrudierte gerade Länge von Seitenwandmaterial mit einer flach aufgebauten Reifenkarkasse zusammengebaut und dann zu einem Toroid verformt wird. Durch den Verformungsvorgang wird es besonders schwierig, das gewünschte Seitenwand-Querschnittsprofil aufrechtzuerhalten, insbesondere wenn die vorextrudierte Länge der Seitenwand schon Querschnittsveränderungen enthält, die vom ursprünglichen Längs-Extrudiervorgang herrühren.

Um diese Probleme zu überwinden, wurde vorgeschlagen, Reifen durch Gußverfahren oder durch Einspritz-Forinverf ahren so herzustellen, daß die Seitenwände in einer vollständig ausgebildeten Toroidform durch Gießen oder Einspritzformen hergestellt werden, jedoch sind bei solchen Systemen stets komplizierte Abstützungen für die Karkassverstärkungen notwendig, oder es muß ein Reifen ohne eine übliche Karkassverstärkung ausgelegt werden.

Bei vielen Reifen hat das Erscheinungsbild der Seitenwand eine große Auswirkung auf die Verkaufsfähigkeit des Erzeugnisses. So müssen Verunstaltungen der Seitenwand, und, bei

weißen Seitenwänden oder mit weißer Beschriftung versehenen Reifen, Verformungen oder Versetzungen der Bestandteile des Formmusters vermieden werden.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Mittel zum Formen von Fahrzeugreifen zu schaffen, durch das die Seitenwandverformung bezüglich des schließlichen Erscheinungsbildes und der Konsistenz der Seitenwand-Querschnittsform verbessert wird.

Damit ergibt die Erfindung ein Verfahren zum Zusammenbau eines Fahrzeugreifens, bei dem zwei diskrete ringförmige Reifenseitenwandformen mit unvulkanisierter Seitenwandmischung befüllt werden, die Seitenwand mit den beiden Seiten einer vorgeformten Reifenrohkarkasse in Berührung gebracht werden, um die vorgeformten Seitenwände an die Karkasse anzupassen, die Anordnung aus Seitenwandformen und Reifenkarkasse in eine Reifen-Vulkanisierform eingesetzt wird, der Reifen vulkanisiert wird und aus der Vulkanisierform und den Seitenwandformen entnommen wird.

Die Seitenwandformen werden bevorzugt benutzt, um die Karkasse für das Lagern und für den Umgang zwischen dem Anpassen der Seitenwand und dem endgültigen Vulkanisiervorgang abzustützen. Darüber hinaus können die Reifen-Wulstbereiche durch Fortsetzungen in den Seitenwandformen erfaßt und abgestützt werden.

Verschiedene Verfahren können benutzt werden, um die Seitenwandformen mit Seitenwandmasse zu befüllen. Bevorzugt wird ein schmaler Materialstreifen in die Form solange eingewickelt, bis der Querschnitt zumindestens teilweise gefüllt ist, um dann die entstandene Wicklung zu einer homogenen Füllung der Form zu verfestigen. Alternativ kann ein einzelner Streifen mit dem annähernden Querschnitt der Seitenwand in einer einzigen Windung in die Seitenwandform eingelegt und verfestigt werden, um sicherzustellen, daß die Verbindungsstelle eingeebnet wird. Die Verfestigung erfolgt vorzugsweise mittels einer Druckplatte, die über den Formhohlraum gepreßt wird, oder mittels einer Druckwalze.

Ein anderes Verfahren zum Befüllen der Seitenwandform besteht in der Verwendung von Einspritz-Formen. Es kann eine kontinuierliche Zufuhr-Formung benutzt werden, oder eine Übertragungs-Formung, bei der ein vorgemessenes Volumen der Seitenwandmasse aus einer Kammer in den Formhohlraum gedrückt wird. Der Formfüllvorgang kann die gesamte ringförmige Form gleichzeitig auffüllen, oder kann einen Teil der Form füllen und der Füllkopf oder Formkopf wird dann um die Form bewegt, um eine vollständige Ringbefüllung mit Laufflächenmasse zu erzeugen.

Es ist einzusehen, daß die Form selbst keine Begrenzungen für das Seitenwandmuster ergibt, da die Einfachkeit, mit der der Reifen von den getrennten Seitenwandform entfernt werden kann, sowie das gesamte Verfahren einen großen Vorteil bei Reifen mit weißen oder anderen Kontrastfarben-Seitenwandmarkierungen ergibt.

Bei Kontrastfarben-Seitenwandmarkierungen wird bei dem Seitenwand-Füllvorgang mehr als ein Formfüllschritt eingesetzt, und, da die Seitenwände während des Reifenformvorganges oder während des endgültigen Verformens des Reifens in die Vulkanisierpresse nicht verformt werden, wird jede bedeutsame Bewegung der verschiedenen Bestandteile vermieden.

Schließlich können das Anpassen der Seitenwände in den Seitenwandformen an die Roh-Karkasse und das Einsetzen der Karkasse in die Vulkanisierform gleichzeitig während des Reifenaufbauvorgangs stattfinden. Eine Seitenwand und die zugehörige Form kann in die Haupt-Vulkanisierform eingesetzt werden, die Roh-Karkasse ohne Seitenwände wird in die Form eingesetzt, und die zweite Seitenwand wird mit der zugehörigen Form an die Karkasse angesetzt, und dann wird die Form geschlossen, um das Vulkanisieren einzuleiten.

Dazu schafft die vorliegende Erfindung eine Reifenaufbauvorrichtung mit zwei diskreten ringförmigen Reifenseitenwand-Formen, die jeweils einen kontinuierlichen kreisförmigen Hohlraum enthalten mit einer Oberfläche, die als Negativform für die gewünschte Seitenwand ausgebildet ist, mit Mitteln zum Befüllen dieses Hohlraumes mit unvulkanisierter Seitenwandmasse und Mitteln zum Ansetzen der Seitenwandformen an die Seiten einer vorgeformten Reifenkarkasse in der Weise, daß die Seitenwände integrale Bestandteile des Reifenaufbaus werden.

Eine bevorzugte Einrichtung zum Befüllen des Hohlraumes einer Seitenwandform besteht aus einem Beschickungsgerät für einen schmalen Streifen aus unvulkanisierter Seitenwandmasse und Einrichtungen, um das Beschickungsgerät und die Seitenwandform so in eine Relativdrehung zu versetzen, daß eine Windung erzeugt wird, um zumindestens teilweise den Formhohlraum zu füllen. Verfestigungsmittel, z.B. eine Formschlußplatte, können ebenfalls vorgesehen sein, um eine Verfestigung zur Ausbildung einer homogenen Befüllung des Formhohlraumes zu gestatten. Es ist auch möglich, ein Beschickungsgerät vorzusehen, das in den Formhohlraum einen Materialstreifen einführt, dessen Querschnitt so geformt ist, daß er vollständig den ringförmigen Formhohlraum in einer einzigen Umdrehung füllt.

Alternativ kann die Einrichtung zum Befüllen des Hohlraumes der Seitenwandform eine Einspritz-Formmaschine sein, mit einem Formkopf, der so zur Anlage mit der Seitenwandform gebracht werden kann, daß der gesamte Seitenwand-Formhohlraum gleichzeitig befüllt werden kann. Die Einspritzmaschine kann eine kontinuierliche Materialzuführung aufweisen, sie kann aber auch eine Transfer-Formmaschine sein. Eine alternative Formfüllmaschine besteht aus einer Einspritz- oder Transfer-Foritimaschine mit einem Formkopf, der in Eingriff

mit einem Teil der Ringform bringbar . und mit einem Drehist
antrieb versehen/,um den Kopf rund um den ringförmigen Hohl-

raum und darüber hinaus vorzuschieben, vorzugsweise die Ringform an dem Formkopf vorbei zu rotieren, um die Befüllung des Hohlraumes zu erreichen. Die Seitenwandform enthält vorzugsweise Mittel, die das Zurückhalten der Masse in dem Hohlraum unterstützen. Dafür geeignete Mittel umfassen offene Durchlässe durch die Form oder als Rückhalteringe an der Kante der Seitenwand ausgeformte Hinterschneidungen oder Freiräume.

Die Mittel zum Anlegen der Seitenwandformen gegen die Seiten der vorgeformten Reifenkarkasse können integral mit der Karkass-Formmaschine oder getrennt von dieser vorhanden sein. In jedem Fall sind die Anlegemittel vorzugsweise mechanischer Art, beispielsweise eine Reihe von Nocken und Hebeln mit einstellbaren, vorgewählten Anschlägen, so daß das Ausmaß der auf die Karkasse einwirkenden Kraft genau eingestellt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines Teiles einer kreisförmigen Reifen-Form mit Seitenwandformen entsprechend der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Verfahren zum Füllen einer Seitenwand-Form nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Verfahren zum Verfestigen oder Verdichten der Füllung in der Reifen-Form aus Fig. 2, und

Fig. 4 ein alternatives Reifenform-Füllsystem zu dem System nach Fig. 2.

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Die in Fig. 1 gezeigte Reifen-Vulkanisierform-Anordnung ist wie üblich beschaffen und enthält ein Laufflächen-Formsegment 1, das mit mehreren gleichartigen Segmenten eine Reihe bildet, die Ende an Ende miteinander verbunden wird, um die vollständige kreisförmige Reifen-Laufflächenform zu bilden. Die Segmente 1 sind in der Vulkanisierform so angebracht, daß sie in Radialrichtung nach innen bzw. außen bewegt werden können, um so das Einsetzen einer Roh-Karkasse und später das Entfernen des ausvulkanisierten Reifens zu ermöglichen. Das Reifeninnere wird unter Druck gesetzt, und der vollständige Reifen wird durch eine Vulkanisiermembran oder einen Vulkanisierbalg (beide nicht dargestellt) erhitzt, welche bzw. welcher wie üblich mit Dampf oder einer heißen Flüssigkeit innerhalb des Reifens beschickt wird. Die Seitenwände 2 und 3 sind durch Seitenwandformen 4 und 5 ausgeformt, die das neuartige Bauteil der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Seitenwandformen 4 und 5, die nur die Seitenwände als diskrete Bestandteile tragen, sind von den Hauptform-Segmenten 1 abnehmbar ausgestaltet, und die Wulstbereiche 6 werden durch Aufsteckringe 7 und 8 geformt.

Wie Fig. 2 zeigt, enthält eine Seitenwand-Form 4 einen kreisförmigen Ring, dessen eine Endfläche 9 eben ausgeführt ist, während die andere Endfläche 10 so geformt ist, daß sie einen Negativ-Formhohlraum 11 für die herzustellende Reifenseitenwand bildet, die in der Seitenwandform angefertigt und von ihr abgestützt wird. Der Formhohlraum 11 enthält das Seitenwandmuster, die Identifizierungs-Markierungen, Handelsmarken und dergleichen. Zu beiden Seiten des Formhohlraumes 11 schließt sich eine ebene, glatte, nicht mit Mustern versehene, kreisförmige Form-Dichtfläche 12 bzw. 13 an.

Ein Verfahren zum Befüllen des Seitenwand-Formhohlraumes ist in Fig. 2 dargestellt. Die Seitenwandform 4 wird horizontal so befestigt, daß sie um eine Achse 14 unterhalb eines Gerätes 15 gedreht werden kann, das ein Gemisch oder eine Masse für die Reifenseitenwand zuführt. Das Gemisch-

Zuführgerät 15 enthält einen Trichter 16 und einen Extrusionskopf 17 sowie ein Abgaberohr 18. Das Zuführgerät 15 gibt ein Extrudat 19 aus Reifenmasse mit einem engen rechtwinkligen Querschnitt ab, und das Abgaberohr 18 ist so angeordnet, daß der Streifen 19 in den Formhohlraum 11 gelegt wird. Die Form wird dann so gedreht, daß der Streifen 19 in dem ringförmigen Formhohlraum in kreisförmigen Bahnen nebeneinandergelegt wird, bis diese kreisförmigen Bahnen windungsartig den Hohlraum angefüllt haben. Nicht dargestellte Mittel sind vorgesehen, um das Abgaberohr 18 über die gesamte Breite des Hohlraumes in nebeneinander liegenden Windungen zu bewegen, d.,h. in Radialrichtung der Form 11, so daß die aus den Streifen 19 bestehende Wicklungslage den Hohlraum bis zu einem Pegel anfüllt, der geringfügig höher ist, als es für den Seitenwandabschnitt erforderlich ist. Es ist dabei zu berücksichtigen, daß die in Fig.2 gezeigte Anordnung nur schematisch dargestellt ist; der Extrusionskopf 17 braucht nicht in der gezeigten Weise unmittelbar über der Form angeordnet zu sein, sondern er kann etwas größeren Abstand besitzen, wenn ein Trägersystem mit Führungen für den Materialstreifen 19 vorhanden ist.

Fig. 3 zeigt eine zweite Stufe bei dem Formfüllvorgang, wobei eine Verfestigungs- oder Einebnungsplatte 20 mit der oberen Fläche der aufgelegten Massenwindung in Berührung gebracht wird, um so diese gewunden aufgelegte Masse zu einer homogenen Masse mit dem erforderlichen Querschnitt zu verfestigen. Die Platte 20 wird üblicherweise in der gleichen Maschine vorgesehen, in der auch das Zuführgerät 15 vorhanden ist, und wird gegen die drehbar angebrachte Seitenwandform angedrückt, um die zu formende Seitenwand vollständig einzuschließen, wobei nur kleine Durchlässe offen bleiben, die die eingefangene Luft entweichen lassen.

Ein alternatives Formhohlraum-Füllgerät ist in Fig. 4 dargestellt, und dieses enthält einen ringförmigen Extrudier-Formkopf 21 mit passend ausgebildeten Dichtflächen zur Anlage an die Form-Dichtflächen 12 und 13, und der Kopf wird so an die Seitenwandform 4 angelegt, daß der zu füllende Seitenwand-

Formhohlraum bestimmt wird. Der Form- oder Abgabekopf 21 enthält Zuführöffnungen 22 zur Zuführung des Extrudiermaterials zu dem Hohlraum 11 und eine nicht dargestellte Quelle für die unter Druck stehende Masse wird an die Zuführöffnungen 22 angeschlossen. Die Seitenwandform 4 besitzt enge Nuten 23 und 24, von denen die eine die Innenkante des Formhohlraums 11 und die andere die Außenkante umgibt. Diese Nuten ergeben abstehende Abschnitte an den Formkanten.

Durch beide Verfahren wird eine Befüllung des Formhohlraumes 11 in der für die Seitenwand erforderlichen Form erreicht, und es können wahlweise zusätzliche Materialleisten an den Kanten ausgeformt werden, die in die engen Nuten 23 und 24 eingreifen. Diese Materialleisten sind nicht unbedingt notwendig, sie werden jedoch insbesondere bei Anwendung des zweiten Füllverfahrens unter Verwendung eines plattenförmigen Extrusions-Formkopfes bevorzugt eingesetzt, da beim Abnehmen des Extrusions-Formkopfes 21 von dem Formhohlraum 11 das Material der Seitenwand an die innere Fläche 25 des Kopfes ankleben kann. Es werden in jeder der beiden Seitenwandformen 4 und 5 je eine Seitenwand ausgeformt, und diese werden dann zur Reifenformmaschine überführt und einzeln an beiden Seiten der Maschine in der Weise eingeführt, wie es für Wulstringe üblich ist. Wenn zur richtigen Zeit die Reifenkarkasse ausgeformt wurde und der Laufflächengummi aufgetragen ist, werden während des Reifenaufbauvorganges die Seitenwandformen axial nach innen bewegt, um die Reifenseitenwände an die Karkasse anzupassen und den Reifenaufbau zu vervollständigen.

Der Reifen wird dann mittels der Seitenwandformen 4 und 5 zur Vulkanisierpresse überführt, und dort werden die Formen 4 und 5 mit dem Reifen in der in Fig. 1 dargestellten Gestalt, wie bereits erklärt, in die Presse eingelegt. Nach dem Vulkanisieren werden die Seitenwandformen 4 und 5 abgezogen und die überstehenden Leisten entfernt.

Erforderlichenfalls können die Seitenwandforinen 4 und 5 an die Roh-Karkasse während der Formstufe angelegt werden, wobei in diesem Fall die Roh-Karkasse vor dem Formen ohne Seitenwände zusammengestellt wird.

Wenn weiße Seitenwände oder eine weiße Seitenwand-Beschriftung erforderlich ist, können diese weißen Abschnitte dadurch in die Seitenwandform eingeformt werden, daß ein separater Form- oder Extrudierkopf 14 benutzt wird, mit dem die weiße Masse in der erforderlichen Weise eingelegt wird, und dann wird in einer zweiten Einspritz-Formstufe der Rest des Seitenwandquerschnittes mit normaler schwarzer Seitenwandmasse vollgefüllt.

Als wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung wird angesehen, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei sonst in üblicher Weise durchgeführten Reifenaufbau-Vorgängen angewendet werden kann, wobei nur der Zeitpunkt des Anpassens der Seitenwände so geändert wird, daß er nach dem Formvorgang und nicht mehr vor diesem liegt.

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Claims (7)

1. Verfahren und Vorrichtung zum Aufbau von Gegenständen aus elastomerem Material

   Patentansprüche

   Verfahren zum Aufbau eines Fahrzeugreifens, dadurch gekennzeichnet , daß zwei separate ringförmige Reifen-Seitenwandformen (4, 5) mit unvulkanisierter Seitenwandmasse gefüllt werden, daß die Seitenwandformen (4, 5) mit je einer Seite einer vorgeformten Reifenrohkarkasse in Berührung gebracht werden, um die vorgeformten Seitenwände (11) an die Karkasse anzupassen, daß die Anordnung aus Seitenwandformen (4,5) und Reifenkarkasse in eine Reifen-Vulkanisierform eingebracht wird, der Reifen vulkanisiert wird und aus der Vulkanisierform und den Seitenwandformen (4,5) entnommen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Seitenwandform (4,5) durch Transfer-Formen mit Masse befüllt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Seitenwandform (4,5) dadurch mit Seitenwand-Masse befüllt wird, daß ein Streifen (19) des Materials in die Form windungsmäßig eingelegt wird, bis der Querschnitt mindestens teilweise gefüllt ist, und daß dann die entstandene Wicklung zu einer homogenen Masse verfestigt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Seitenwandform (4,5) dadurch mit Seitenwand-Masse befüllt wird, daß ein einzelner Streifen mit annähernd dem Querschnitt der Seitenwand in einer einzigen Windung in die Form eingelegt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e kennzeichnet , daß die Verfestigung der Seitenwandmasse in der Seitenwandform (4,5) nach dem Füllen mittels einer Form-Schließplatte (20) durchgeführt wird, welche gegen die gefüllte Form (4, 5) angedrückt wird.
6. 6. Vorrichtung zum Aufbau eines Reifens, ge kennzeichnet durch diskrete ringförmige Reifen-Seitenwandformen (4,5), die jeweils einen kontinuierlichen kreisförmigen Hohlraum (11) enthalten mit einer als Negativform für die erforderliche Seitenwand profilierten Fläche, durch Mittel (15,22) zum Befüllen des Hohlraumes (11) mit unvulkanisierter Seitenwandmasse und Mittel zum Ansetzen der Seitenwandformen (4,5) gegen die Seiten einer vorgeformten Reifenkarkasse in der Weise, daß die Seitenwände integral mit der Reifenanordnung werden.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (15) zum Befüllen des Hohlraumes

   (11) ein Zuführgerät für einen Streifen (19) aus unvulkanisierter Seitenwandmasse enthalten und Mittel zur Erzeugung

   einer Relativdrehung des Zuführgerätes und der Seitenwandforra relativ zueinander in der Weise, daß in den Hohlraum (11) eine Materialwicklung eingelegt werden kann.