DE602004004190T2

DE602004004190T2 - Formwerkzeug zur Herstellung von Reifen mit einem Haltering zum Schliessen der Laufflächenformsegmenten und Verfahren zum Herstellen eines Reifens

Info

Publication number: DE602004004190T2
Application number: DE602004004190T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Copley Girard; Michael Thomas Akron Driscoll; Mark Anthony Uniontown Sieverding
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2004-04-13
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2024-04-14
Also published as: US20090053344A1; EP1468814A3; US20040207116A1; US7628599B2; EP1468814A2; DE602004004190D1; JP2004314606A; EP1468814B1; JP4422522B2; BRPI0401046A; US7459117B2

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft die Technik der Reifenherstellung und spezifischer ein segmentiertes Formwerkzeug für ein selbstsperrendes Formwerkzeugvulkanisiersystem.
Hintergrund der Erfindung
Es ist bekannt, unvulkanisierte Reifen bzw. Reifenrohlinge unter Verwendung eines Formwerkzeugs in einer Reifenpresse zu vulkanisieren. Üblicherweise haben die Formwerkzeuge eine obere und eine untere Formwerkzeughälfte, innerhalb derer der Reifenrohling vulkanisiert wird. Die Reifenpresse beinhaltet Vorrichtungen zum Öffnen des Formwerkzeugs, üblicherweise durch Abheben der oberen Hälfte von der unteren Hälfte, Hineinheben des Reifenrohlings in die untere Hälfte und Schließen der oberen Hälfte, wodurch der Reifenrohling in dem Reifenformwerkzeug eingeschlossen wird. Ein Reifenbalg wird in das Formwerkzeug und den Reifenrohling eingesetzt und aufgepumpt, um den Reifenrohling in die Seitenwand- und Profilformflächen des Formwerkzeugs zu pressen, wenn Hitze und Druck auf den Reifen angelegt werden, um ihn zu vulkanisieren. Nach einer zuvor festgelegten Zeit wird das Formwerkzeug geöffnet und wird der Reifenrohling aus der Presse entfernt.
Dieses Formwerkzeug vom zweiteiligen Typ zum Vulkanisieren eines Reifens hat mehrere Mängel, und daher ist es zur Billig-Reifenfertigung geeignet, wenn jedoch überlegene Gleichförmigkeit und Qualität erfordert werden, setzen die zum Vulkanisieren von Reifen verwendeten Formwerkzeuge radial ausdehnbare segmentierte Formwerkzeuge ein. Diese segmentierten Formwerkzeuge weisen ein Paar Seitenwandvulkanisierplatten, eine obere Platte und eine untere Platte und eine Vielzahl von Laufflächenformsegmenten auf.
Der Reifenrohling wird in diese segmentierten Formwerkzeuge plaziert, wenn die obere Seitenwandformplatte geöffnet ist und die Vielzahl von Laufflächenformsegmenten in einen radial offenen Zustand ausgedehnt sind. Wenn der Reifen in der Form positioniert ist, werden die Segmente radial einwärts zusammengezogen, um einen ringförmigen Laufflächenformring zu bilden, und die obere Seitenwandplatte wird geschlossen, wodurch der Reifenrohling umschlossen wird. Wiederum werden Hitze und Druck angelegt, und ein aufblasbarer Balg drückt den Reifenrohling in das Formwerkzeug, wenn die Profil- und Seitenwandflächen in dem Formwerkzeug erzeugt werden. Sobald er vulkanisiert ist, wird das Formwerkzeug geöffnet und der vulkanisierte Reifen wird entfernt.
Ein übliches Problem des Formens von Reifen unter Verwendung von entweder zweiteiligen Reifenformwerkzeugen oder segmentierten Formwerkzeugen ist, dass der Reifenrohling aus seiner kreisringförmigen Form heraus radial expandiert werden muss. Diese Expansion verursacht eine Bewegung der Bauteile und der Korde, die die Gürtelstruktur und die Lagen der Karkassenstruktur bilden. Idealerweise sollte der Reifenrohling sehr dicht an der fertigen oder vulkanisierten Form des Reifens gebaut werden. Weder die zweiteiligen Reifenformwerkzeuge noch die oben beschriebenen segmentierten Formen sind dazu entworfen, dieses ideale Konstruktions- und Formziel zu erzielen.
Ein sekundäres Problem solcher Bauausrüstung ist, dass eine große Menge von Maschinenausrüstung dazu verwendet wird, einen Reifen zu vulkanisieren, und die meiste dieser Maschinenausrüstung stillsteht, wenn der Formwerkzeugvulkanisationszyklus vor sich geht. In WO99/25542 wurde dieser Punkt als wirtschaftlich ineffizienter Weg der Nutzung von Kapitalressourcen offenbart. In diesem Patent des Standes der Technik wurde der Einsatz eines selbstsperrenden Formwerkzeug-Vulkanisiersystems mit gemeinsamen Formwerkzeugs-Öffnungs-, Entlade- und Schließvorrichtungen vorgeschlagen. Dies ermöglichte das Bearbeiten mehrerer Formwerkzeuge entlang vier horizontal beabstandeter paralleler Bearbeitungslinien.
Das selbstsperrende Formwerkzeug verriegelte durch Einsetzen eines Verriegelungsmechanismus die obere Formwerkzeughälfte mit der unteren Formwerkzeughälfte. Der Verriegelungsmechanismus umfasste einen Schließzylinder, einen Schließrahmen mit Schließmotoren- Schließstangen, mit Schnelllösekopplungen und einem Haltering. Zum Verriegeln des segmentierten Formwerkzeugs senkt der Schließzylinder den Schließrahmen ab, bis der Haltering um das segmentierte Formwerkzeug herum positioniert ist. Dies verriegelte das segmentierte Formwerkzeug in der geschlossenen Position. Sobald es geschlossen ist, werden die Schließmotoren angetrieben, welche die Schließstangen an den Schnelllösekopplungen entkoppelten. Das verriegelte Formwerkzeug ist dann in der Lage, zu einer Vulkanisierstation transportiert zu werden, und sobald der Reifen vulkanisiert ist, kann das Formwerkzeug entriegelt werden, wobei der Schließmechanismus von dem Schließzylinder abgesenkt wird, sodass die Schließstangen an den Schnellverbindungskopplungen an dem Haltering angreifen können. Als nächstes werden die Schließmotoren angetrieben, wodurch das Anschließen der Schnellverbindungskopplungen an den Schließstangen veranlasst wird. Dies verbindet die Schließstangen wieder mit den Halteringen. Der Schließzylinder wird dann angehoben, wobei er den Haltering anhebt und dadurch das segmentierte Formwerkzeug entriegelt.
Wie zu würdigen ist, setzt das obige Formwerkzeug zahlreiche Stangen und Kopplungsvorrichtungen ein, um eine selbstsperrende Form zu erzeugen. Dies schafft eine Komplexität, die den Wert eines solchen Formsystems stark verringert.
Weitere segmentierte Formen sind in US-B-3,833,323, GB-A-1220492, FR-A-1387439 und JP-A-2 002 337 146 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, ein einfaches selbstsperrendes Formwerkzeug von überlegener Kraft zu erzeugen, ohne zahlreiche gerüstartige Stangen und Kupplungen zu benötigen, wie oben beschrieben.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Formwerkzeug zu verschaffen, das den Reifenrohling und seinen Baukern innerlich aufnehmen kann, während sie die Abmessungen des Reifens, wie gebaut, sehr dicht an den Abmessungen nach Formwerkzeugbearbeitung hält.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein segmentiertes Formwerkzeug zur Herstellung eines Reifens gemäß Anspruch 1 ist beschrieben. Vorzugsweise weist das segmentierte Formwerkzeug zur Herstellung eines Reifens weiter einen unteren Haltering mit einer komplementären Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Mitteln zum Verriegeln der Segmente auf, wobei jedes Mittel zum Verriegeln einen vorbestimmten Winkelverlauf zum radialen Zusammenziehen der Segmente beim Schließen des Formwerkzeugs vorsieht.
Bei dem segmentierten Formwerkzeug zur Herstellung eines Reifens ist vorzugsweise die obere Seitenwandplatte an dem oberen Haltering befestigt und die untere Seitenwandplatte an dem unteren Haltering befestigt.
Das Mittel zum Verriegeln der Segmente des oberen Halterings beinhaltet vorzugsweise eine schlitzförmige Öffnung mit einem Freisetzungsende und einem geschlossenen Ende, die sich entlang einem radial abnehmenden Winkelverlauf erstreckt. Der Winkelverlauf der schlitzförmigen Öffnung des Mittels zum Verriegeln der Segmente des oberen Halterings ist vorzugsweise linear.
Zusätzlich können die Mittel zum Verriegeln der Segmente des unteren Halterings eine schlitzförmige Öffnung mit einem Freisetzungsende und einem geschlossenen Ende beinhalten, die sich entlang einem radial abnehmenden Winkelverlauf erstreckt. Der Winkelverlauf der schlitzförmigen Öffnung des Mittels zum Verriegeln des Segments des unteren Halterings ist vorzugsweise linear. Vorzugsweise ist der Winkelverlauf des oberen Halterings relativ zu dem Winkelverlauf der unteren Halteringe entgegengesetzt geneigt. Vorzugsweise erstreckt sich der vorbestimmte Winkelverlauf jedes Verriegelungsmittels in Umfangsrichtung weniger als 10° relativ zur Mittelachse.
In einem Aspekt der Erfindung weist das segmentierte Formwerkzeug zur Herstellung eines Reifens eine vergrößerte Öffnung zur Aufnahme einer Reifenrohlingsbaugruppe auf.
Definitionen
"Axial" bedeutet die Linien oder Richtungen, die parallel zur Rotationsachse des Reifens verlaufen. "Umfangsgerichtet" oder "in Umfangsrichtung" bedeutet Linien oder Richtungen, die sich entlang dem Außenumfang der Oberfläche der ringförmigen Lauffläche senkrecht zur axialen Richtung erstrecken.
"Äquatorebene (EP)" bedeutet die Ebene senkrecht zur Rotationsachse des Reifens und durch das Zentrum seiner Lauffläche verlaufend.
"Radial" bedeutet Richtungen radial hin zu oder weg von der Rotationsachse des Reifens.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird als Beispiel und unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, worin
1 eine Perspektivansicht des selbstsperrenden Formwerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Explosionsdarstellung des selbstsperrenden Formwerkzeugs von 1 ist
3 eine Querschnittsansicht des selbstsperrenden Formwerkzeugs ist, abgebildet mit einem zu vulkanisierenden Reifen und der zentralen Kernbaugruppe;
4 eine Draufsicht einer oberen Seitenwandplatte ist;
5 ein Querschnitt der oberen Seitenwandformplatte ist, genommen entlang den Linien 5-5 von 4;
6 eine Perspektivansicht der oberen Seitenwandformplatte ist;
7 eine Draufsicht der unteren Platte ist;
8 eine Querschnittsansicht der unteren Platte ist, genommen entlang Linien 8-8;
9 eine Draufsicht eines der radial bewegbaren Laufflächenformsegmente ist;
10 eine Seitenansicht des Laufflächenformsegments von 9 ist;
11 eine Draufsicht des Laufflächenformsegments von 10 ist;
12 eine Perspektivansicht des Laufflächenformsegments von den 8, 9 und 10 ist;
13 eine Draufsicht des Halterings ist, wobei der Haltering des Oberteils und der des Unterteils des Formwerkzeugs als identisch dargestellt sind;
14 eine Querschnittsansicht des Halterings ist, genommen entlang Linien 14-14;
15 eine vergrößerte bruchstückhafte Ansicht, aus 14 entnommen, ist;
16 eine Querschnittsansicht von einem der radial äußeren Mittel zum Verriegeln der Segmente ist, genommen entlang Linien 16-16 von 15;
17 eine Querschnittsansicht von einem der radial inneren Mittel zum Verriegeln der oberen oder unteren Seitenwandformplatte ist;
18 eine Draufsicht des Laufflächenschulterformrings ist;
19 eine Perspektivansicht des Laufflächenschulterformrings ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Ein selbstsperrendes Formwerkzeug 2 ist in 1 abgebildet. Das Formwerkzeug weist eine Vielzahl radial bewegbarer Segmente 4, eine untere Seitenwandformplattenbaugruppe 6 und eine obere Seitenwandformplattenbaugruppe 6 auf. Die obere und untere Seitenwandformplattenbaugruppe werden von einem oberen durchbrochenen Haltering 10 und einen unteren durchbrochenen Haltering 20 festgehalten.
Unter Verweis auf 2 ist eine Explosionsansicht des selbstsperrenden Formwerkzeugs 2 dargestellt, wobei die Bauteile leichter zu sehen sind. Sowohl der untere durchbrochene Haltering 20 als auch der obere durchbrochene Haltering 10 haben schlitzförmige Öffnungen 32, die es einem mit Gewinde versehenen Feststellbolzen 34 mit einem Bolzenansatz 36 gestatten, während des Öffnens und Schließens der durchbrochenen Halteringe 10, 20 zu passieren. Die oberen und unteren durchbrochenen Halteringe 10, 20 weisen auch einen inneren Ring von schlitzförmigen Öffnungen 42 zum Festhalten der oberen oder obersten Seitenwandformplatte 8 und der unteren Seitenwandformplatte 6 auf.
Unter Verweis auf 3 ist eine Querschnittsansicht des Formwerkzeugs 2 gezeigt, worin ein Reifen 100 auf einer Kernbautrommelbaugruppe 7 montiert ist. Die Kernbautrommelbaugruppe 7 umfasst einen oberen Formwerkzeugwulstring 9, einen unteren Formwerkzeugwulstring 11, einen Balg 13 und ein Paar einfahrbarer Halteringe 12, die an der oberen Seitenwandformplatte 8 und der unteren Seitenwandformplatte 6 angreifen, um die Bautrommelkernbaugruppe 7 in dem Formwerkzeug 2 zu sichern. Wie abgebildet ist, ist die primäre Welle 70 der Kernbautrommelbaugruppe 7 verjüngt und richtet sich entsprechend in verjüngten Öffnungen 80, 60 der oberen Seitenwandformplatte 8 beziehungsweise der unteren Seitenwandformplatte aus und sichert sich darin, wodurch sie die Baugruppe 7 sicher ausrichtet. Wie weiter abgebildet ist, ist ein unvulkanisierter Reifen 100 auf der aufblasbaren Balgbaugruppe 13 montiert gezeigt. Die Kernbautrommelbaugruppe 7 ist wie in der US-Patentanmeldung, Seriennummer 10/388,733, eingereicht am 14. März 2003, mit dem Titel "Radially Expandable Tire Assembly Drum and Method for Forming Tires" (Radial ausdehnbare Reifenaufbautrommel und Verfahren zur Herstellung von Reifen) beschrieben. Wie abgebildet, wird diese gesamte Kernbautrommelbaugruppe 7 mit einem Roh- oder unvulkanisierten Reifen 100 in das Formwerkzeug 2 eingesetzt. Um dies zu vollziehen, werden die Ober- und Unterplattenhalteringe 10, 20 rotiert und befinden sich die radial ausdehnbaren Segmente 4 in einer ausgedehnten Position, wodurch sie ausreichenden Zwischenraum verschaffen, sodass der Reifen 100 und die Kernbautrommelbaugruppe 7 auf der unteren Seitenwandformplatte 6 plaziert werden können, wobei die Welle 70 durch die Öffnung 60 verläuft, wie abgebildet. Sobald er eingesetzt und vollständig eingepasst ist, greift der Haltering 12 an dem Schlitz 12A in der unteren Formplatte 6 an. Zu dieser Zeit ist der untere Wulstring 11 bereits in Position. Die Baugruppe 7 wird in das Formwerkzeug 2 eingesetzt. Dann wird die obere Platte 8 über die Kernbautrommelbaugruppe 7 eingesetzt, und der Haltering 12 greift an dem Schlitz 12A der oberen Platte 8 an. Die radial ausdehnbaren Segmente 4 werden dann geschlossen und durch eine Rotation des oberen durchbrochenen Halterings 10 und unteren durchbrochenen Halterings 20 in eine Klemmpassanordnung gebracht. Eine radial einwärts gerichtete Bewegung der Segmente 4 wird erzielt, da die äußere schlitzförmige Öffnung 32 eine gerade geneigte Fläche 35 hat, die sicherstellt, dass beim Rotieren des Halterings 10 oder 20 dieser auf eine Weise gegen den Ansatz 46 und die Bolzen 44 presst, dass die Segmente 4 gezwungen werden, sich radial einwärts in eine voll anschlagende Anordnung bewegen. Nach dem Schließen wird Innen- oder Mediendruck innerlich durch die Kernbautrommelbaugruppe 7 vorgesehen, wodurch zusätzlicher Druck vorgesehen wird, um gegen den Balg 13 zu pressen, welcher den Reifen 100 in den Laufflächenseite 41 der Formwerkzeugsegmente 4 zwingt. Dies ist wie in 3A gezeigt. In der abgebildeten Ausführung umfasst der Balg 13 eine flexible Membran 130 und auch mechanische Stützen 140, um eine starre Struktur entlang der Seitenwände des Reifens zu verschaffen, welche beim Reifenbauvorgang hilft. Es versteht sich, dass ein einfacherer aufblasbarer Balg 13, wie bei konventionelleren Reifenvulkanisierpressen, verwendet werden könnte, ohne die Hinzufügung der Seitenwandstützstruktur 140, wie in den 3 und 3A abgebildet.
Ein wichtiges Merkmal, das das Einbringen des Reifens 100 in das Formwerkzeug 2 gestattet, ist der einzigartige obere Laufflächenschulterring 5. Der obere Laufflächenschulterring 5 ist fest an der oberen Seitenwandformplattenbaugruppe 8 befestigt, somit verschafft dies, wenn die obere Seitenwandformplattenbaugruppe 8 entfernt wird, um den Reifen 100 auf der Kernbautrommelbaugruppe 7 einzusetzen, ausreichenden Zwischenraum auf einem ausreichend großen Durchmesser, sodass der Reifen 100 auf eine Weise eingesetzt werden kann, die sich dichter an den fertigen Reifenzustand, wie formwerkzeugbehandelt, annähert. Wie ersichtlich ist, hat der Laufflächenschulterring 5 einen Mindestdurchmesser D_T und einen größeren Durchmesser D_O, wobei D_T an dem Durchmesser S_T anschlägt, der sich einwärts entlang der Schulter des Reifens zur Seitenwand hin erstreckt. Damit der Reifen in das Formwerkzeug passt, wenn dieses Bauteil 5 keine entfernbare Baugruppe wäre, würde dies bedeuten, dass der Reifen 100 entsprechend kleiner gebaut werden müsste, um den kleineren Reifenschulterdurchmesser hindurchzubekommen. Dies würde wiederum bedeuten, dass der Reifen 100 beim Formen auf einen viel größeren Prozentsatz seiner Gesamtquerschnittshöhe ausgedehnt werden müsste, um die Lauffläche in die Laufflächenformseite 41 der inneren Formfläche der radial bewegbaren Segmente 4 zu pressen. Durch Verwenden eines Laufflächenschulterrings 5, der bei der Montage entfernbar ist, kann der Reifen 100 in einem Durchmesser in das Formwerkzeug 2 eingesetzt werden, der sehr dicht an dem vollständig ausgedehnten Durchmesser liegt. Dementsprechend muss der Reifen 100, wenn der Balg 13 aufgepumpt ist, sich nur um einen Bruchteil des Prozentsatzes radial nach außen bewegen, um sich in die Laufflächenformfläche 41 des Segments 4 zu pressen. Zusätzlich verschaffen die einzigartigen schlitzförmigen Öffnungen 32 der durchbrochenen Halteringe 10, 20 ein zusätzliches Schließen der radial äußeren Segmente 4, indem sie sie so in den unvulkanisierten Laufflächenkautschuk treiben, dass nur ein sehr kleiner Anteil radialer Ausdehnung von dem Balg 13 während des Vulkanisierens erfordert wird. Es wurde festgestellt, dass durch Bauen des Reifens 100 auf den nahezu wie formwerkzeuggeformten Zustand praktisch keine Bewegung der darunterliegenden Kordverstärkungsstrukturen während des Vulkanisierens stattfinden muss. Mit anderen Worten, wenn der Reifen 100, der auf der Kernbautrommelbaugruppe 7 aufgebaut wird, vulkanisiert wird, geschieht dies nahezu mit denselben Abmessungen, wie er gebaut ist. Dies stellt sicher, dass ein minimales Verrutschen der Bauteile vorkommt, wenn der Reifen 100 vulkanisiert wird. Dies ist eine erhebliche Abweichung von dem derzeitigen Verfahren zur Reifenherstellung.
Zwecks eines besseren Verständnisses der verschiedenen Bauteile, die dieses selbstsperrende Formwerkzeug 2 gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen, wird auf die 4 bis einschließlich 19 verwiesen.
4 abgebildet eine Draufsicht der oberen Seitenwandformplatte 8. Wie abgebildet, hat die obere Seitenwandformplatte 8 eine zentrale Öffnung 80, die verjüngt ist, um die Welle 70 der Kernbautrommelbaugruppe 7 aufzunehmen. Wie abgebildet, befindet sich auf dem radial äußeren Durchmesser der oberen Seitenwandformplatte 8 eine Vielzahl von Löchern oder Öffnungen 81 mit einem Ansatz und einem verringerten Durchmesser an dem radial inneren Teil, wie in 5 abgebildet. Diese Löcher 81 nehmen das mit Gewinde versehene Feststellelement 82 auf, das ein Befestigungsmittel für den Laufflächenschulterformring 5 an der Vielzahl von mit Gewinde versehenen Löchern 81 verschafft, wie in den 18 und 19 abgebildet. Radial einwärts von den Löchern 81 befindet sich eine Vielzahl von Befestigungslöchern 83, die mit Gewinde versehen sind und ein Mittel zur Befestigung von Hubvorrichtungen verschaffen. Zusätzlich ist eine Vielzahl radial innerer Löcher 85 abgebildet, die ein Mittel zur Wulstringbefestigung verschaffen.
6 zeigt die obere Seitenwandformplatte 8 in einer Perspektivansicht, wobei die Marke oder das Warenzeichen 90 des Reifens 100, die in den vulkanisierten Reifen einzuformen ist, als umgekehrtes Bild abgebildet ist. Nach Formwerkzeugbehandlung, wie gezeigt, wäre beispielsweise der Name "Goodyear" an zwei Stellen an dem Reifen 100 abgebildet. Radial auswärts von der Seitenwandformplattenfläche 8A und an S_T anschlagend wäre dort, wo der Laufflächenschulterring 5 durch die Befestigungsformwerkzeuge verbolzt würde, wie in 2 abgebildet.
Unter Bezugnahme auf die 7 und 8 ist die untere Seitenwandformplatte 6 abgebildet. Die untere Seitenwandformplatte 6 hat eine Vielzahl von Löchern 62, die mit Gewinde versehen und zur Aufnahme der mit Gewinde versehenen Feststellelemente 44 eingerichtet sind, wie in 2 gezeigt. Die untere Fläche 6B der unteren Seitenwandformplatte 6 beinhaltet eine Vielzahl von Kanälen 64 für Seitenwandentlüftungszwecke. Zusätzlich ist eine Vielzahl radial innerer Entlüftungslöcher 65 und Wulstringbefestigungslöcher 66 gezeigt. Weiter radial einwärts befinden sich zwei große Löcher 67, die, wie abgebildet, mit Gewinde versehen sind, welche ein Mittel zum Heben verschaffen.
Unter Bezugnahme auf die 9 bis einschließlich 12 ist ein beispielhaftes Laufflächenformsegment 4 abgebildet. Das Laufflächenformsegment 4 kann einstückig sein oder eine abnehmbar befestigbare Laufflächenformseite 41 beinhalten. Die Laufflächenformseite 41 verschafft die erforderlichen Rippen, Überbrückungen und Lamellierung zum Formen des Laufflächenprofils an dem Reifen 100. Wie gezeigt, ist ein kleiner gebogener Abschnitt dieser Laufflächenformseite 41 bei jedem Segment 4 vorgesehen. Wie abgebildet, werden in dem speziellen Formwerkzeug 2 fünfzehn solcher Segmente 4 verwendet, um einen 360°-Umfang zu vollenden. Die Laufflächenformsegmente 4 beinhalten die radial einwärts verlaufende Anschlagfläche 49 und 47. Es ist besonders wichtig, dass die Laufflächenformflächen 41 in engen Anschlagkontakt kommen, wenn das Formwerkzeug sich schließt. Der Raum bzw. die Spalten an den Trennlinien zwischen verschiedenen Segmenten wird bzw. werden somit minimiert, was zu minimaler Gratbildung während des Vulkanisationsprozesses führt. Wie aus der Draufsicht in 9 gezeigt, ist eine schlitzförmige längliche Ausnehmung 37 mit einer mit Gewinde versehenen Öffnung 33 vorgesehen. Sowohl Oberseite als auch Unterseite des Laufflächenformsegments 4, wie in 10 abgebildet, haben diese Merkmale. Zusätzlich ist in der Laufflächenformseite 41 eine Vielzahl von mit Gewinde versehenen Öffnungen 48 abgebildet, die ein Mittel zum Anheben und Einspannen verschaffen. An der Rückseite jedes der Formwerkzeugsegmente befinden sich gefräste Nuten 4A und 4B, wie abgebildet. Diese Nuten 4A und 4B verschaffen ein Mittel zum Klemmen während des Fräsens. Wie in 11 abgebildet, stellen die Strichlinien die Laufflächenformfläche 41 dar. Es versteht sich, dass diese Laufflächenformflächen 41 von dem Segment entfernt werden können, wenn man das Laufflächenprofil eines bestimmten Reifens verändern möchte. Es versteht sich weiter, dass die radiale Verlängerung der Laufflächenformsegmente variiert werden kann, wenn Reifengrößenwechsel stattfinden, sodass Reifen mit größerem Durchmesser unter Verwendung derselben selbstsperrenden Formwerkzeugbaugruppe gebaut werden können. Dies wird vollzogen, indem das Laufflächenformsegment 41 einfach vom Rest des Segments 4 entfernt und durch eine dickere oder dünnere Laufflächenformseite 41 ersetzt wird.
Wie in 12 gezeigt, kann jede Laufflächenformseite 41 relativ zu dem hinteren Teil des Laufflächenformsegments 4 in Umfangsrichtung versetzt sein. Dies bedeutet, dass die Anschlagflächen 47 und 49 der Baugruppe in Umfangsrichtung versetzt sein können, wie abgebildet. Es versteht sich, dass bei der radialen Bewegung diese Flächen in Anschlagsausrichtung mit benachbarten Laufflächenformsegmenten kommen werden, wie in 2 und in der geschlossenen Position von 3 abgebildet.
Unter Bezugnahme auf die 13, 14, 15, 16 und 17 ist dort der obere durchbrochene Haltering 10 und untere durchbrochene Haltering 20 abgebildet. Jeder dieser durchbrochenen Halteringe ist identisch, wobei einer die Oberseite beziehungsweise einer die Unterseite bildet. Wie in 13 abgebildet, ist eine radial äußere Vielzahl von schlitzförmigen Öffnungen 32 und eine radial innere Vielzahl von länglichen Öffnungen 42 abgebildet. Die radial äußeren schlitzförmigen Öffnungen 32 greifen an dem mit Gewinde versehenen Feststellelement 34 und Ansatz 36 an, die an der Öffnung 33 an jedem der Vielzahl von Laufflächenformsegmenten 4 befestigt sind. Die radial innere Reihe oder Vielzahl schlitzförmiger Öffnungen 42 greifen an der oberen und Seitenwandformplatte 8 und 6 an den mit Gewinde versehenen Feststellelementen 44 an. Unter besonderer Bezugnahme auf 15 ist eine vergrößerte bruchstückhafte Sicht der schlitzförmigen Öffnung 32 und der gebogenen oder bogenförmigen Öffnung 42 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf die schlitzförmige Öffnung 32 spannt sich, wie abgebildet, eine Verbindungsbrücke 38 über die schlitzförmige Öffnung 32 und verschafft eine verbesserte strukturelle Integrität der durchbrochenen Halteringe 10 und 20. Die radial bewegbaren Laufflächensegmente 4 weisen ein mit einem Gewinde versehenes Feststellelement 34 mit einem Ansatz 36 an jedem Segment befestigt auf. Wenn die Segmente 4 radial einwärts bewegt werden, durchlaufen sie den Schlitz 32 unter der Brücke 38 und der Bolzenansatz 36 mit einer mit einem Flansch versehenen Oberfläche greift an den Schultern 35 an. Wie in 16 in Querschnittsansicht abgebildet, beinhaltet das Verriegelungsmittel 30 das Durchlaufenlassen des mit Gewinde versehenen Feststellelements 34 und des Bolzenansatzes 36 durch den Schlitz 32 und dann das Angreifen an der geneigten Schulter 35. Wie abgebildet, ist jede der geneigten Schultern 35 der schlitzförmigen Öffnungen 32 in einem Winkel θ von etwa 1° bis 15° geneigt. Wenn der Bolzenansatz 36 an dieser Rampenfläche der Schulter 35 angreift, bewegt sich der Ansatz 36 die Rampe hinauf, wodurch er die Kraft erhöht, welche die gesamten oberen und unteren durchbrochenen Halteringe gegen die Laufflächenformsegmente 4 hält. Gleichzeitig, wenn das Feststellelement 34 und der Ansatz 36 an Spannung zunehmen, indem sie sich an der Schulter 35 hochbewegen, folgt der Verlauf der äußeren schlitzförmigen Öffnung 32 entlang der Schulter 35 einem geradlinigen Verlauf, der radial einwärts unter einem Winkel β geneigt ist, wie in 15 abgebildet ist. Dieser leicht radial einwärts gerichtete Verlauf 75 der schlitzförmigen Öffnung 32 stellt sicher, dass, wenn die durchbrochenen Halteringe 10, 20 verdreht werden und das mit Gewinde versehene Feststellelement 34 an den Schultern 35 angreift, es radial einwärts gezwungen wird, wodurch es eine eine zusätzliche Kompression in die Lauffläche 100 des zu vulkanisierenden Reifens verschafft. Dies verringert auf sehr kluge und neue Weise den Betrag der Ausdehnung, der der Reifen 100 unterzogen werden muss, um an der Profilfläche 100 anzugreifen.
Unter Bezugnahme auf die schlitzförmigen länglichen Öffnungen 42 wird angemerkt, dass diese Öffnungen sich auf einer gebogenen oder bogenförmigen Oberfläche mit einem konstanten Krümmungsradius befinden und dass die Schulter 45 nicht geneigt ist. Diese Vielzahl radial innerer Öffnungen 42 greift an den Bolzenansätzen 46 und den mit Gewinde versehenen Feststellelementen 44 an, die an der unteren Seitenwandformplatte 6 und an dem Laufflächenschulterformring 5 gesichert sind, wie in 2 abgebildet. Die schlitzförmigen Öffnungen 42 ermöglichen das Abnehmen des gesamten Oberteils und Unterteils des Formwerkzeugs 2 von den Laufflächenformsegmenten, wie abgebildet. Es versteht sich, dass die obere Seitenwandformplatte 8, der Laufflächenschulterformring 5 sicher an dem durchbrochenen Haltering 10 befestigt ist, wie abgebildet. Die verschiebliche Anordnung des oberen Rings 10 gewährleistet, dass, sobald der Ring 10 an seinem Platz ist, nur der obere Ring 10 rotiert. Daher scheuert oder kratzt er nicht an der Seitenwand des Reifens, da keine Rotation dieser Seitenwandplatten 6, 8 in Bezug auf die Laufflächenformsegmente stattfindet. Nur der obere und untere durchbrochene Haltering 10, 20 verschafft eine Winkelbewegung, wenn das Formwerkzeug geöffnet oder geschlossen wird, und gleichzeitig bewegen die Segmente 4 sich nur radial aus oder ein, wenn die Ringe 10, 20 rotieren. Wie abgebildet, erzeugt dies ein relativ einzigartiges Montageverfahren.
Unter Bezugnahme auf die 18 und 19 ist der Laufflächenschulterformring 5 abgebildet. Wie dargestellt, weist der Laufflächenschulterring 5 eine Profilschulterfläche 51 und mit Gewinde versehene Löcher 52 auf. Die mit Gewinde versehenen Löcher 52 sind zur Aufnahme der mit Gewinde versehenen Feststellelemente 44 des oberen und unteren durchbrochenen Halterings eingerichtet, wie zuvor erörtert. Ein sehr wichtiges Merkmal der Profilschulterfläche 51 ist, dass sie einen radial inneren Durchmesser D_T und einen radial äußeren Durchmesser D_O hat, wie gezeigt. Der Durchmesser D_O, der größer als D_T ist, schlägt dementsprechend gegen die Laufflächenformflächen 41 der radial bewegbaren Segmente 4 an. Der Laufflächenschulterring 5 ist an der oberen Seitenwandformplatte 8 und dem oberen durchbrochenen Haltering 10 befestigt, wie abgebildet, wobei der kleinere Durchmesser D_T an dem Seitenwanddurchmesser S_T anschlägt. Wenn das Reifenformwerkzeug 2 geöffnet wird und die obere Plattenbaugruppe 8 entfernt wird, so kann die Reifenbautrommelbaugruppe 7 mit einem unvulkanisierten Reifen 10 direkt in das Formwerkzeug 2 eingesetzt werden, wie zuvor erörtert, ohne den kleineren Durchmesser der Laufflächenschulterfläche 51 aus dem Weg bewegen zu müssen. Dieses Merkmal wird für einzigartig bei der Reifenherstellung gehalten und veschafft ein überlegenes Verfahren zum Bauen unvulkanisierter Reifen auf den nahezu wie geformten fertigen Durchmesser. Wie gewürdigt werden kann, kann man, durch Verwenden der geneigten schlitzförmigen Öffnungen 32 und Entfernen des Laufflächenschulterrings 5 zusammen mit der oberen Platte 6, den Reifen 100 auf einem Durchmesser mit dem Formwerkzeug behandeln, der nur geringfügig größer ist als der Durchmesser des Reifens, wie er auf dem Baukern 7 gebaut wird. Wie abgebildet, beträgt die Ausdehnung, die von dem unvulkanisierten Reifen in das Formwerkzeug erfordert wird, radial weniger als 5 %, vorzugsweise etwa 1 % oder weniger.
Sobald der Reifen 100 in das Formwerkzeug 2 eingebracht und das Formwerkzeug 2 geschlossen ist, kann die gesamte Baugruppe dann vulkanisiert werden. Wie gezeigt, verschafft das selbstsperrende Formwerkzeug die zum Vulkanisieren des Reifens benötigte ganze Baugruppe. Dieses Formwerkzeug lässt zu, dass alle Vulkanisationsvorgänge innerlich innerhalb des Formwerkzeugs stattfinden, ohne externe Pressen zu benötigen. Dies verringert den zur Verschaffung vulkanisierter Reifen erforderlichen Kapitalaufwand stark, was die zur Herstellung und Vulkanisierung von Reifen erforderliche Effizienz und Flexibilität stark erhöht.

Claims

Ein segmentiertes Formwerkzeug (2) zur Herstellung eines Reifens (100), wobei das Formwerkzeug (2) umfasst: eine zentrale Achse; eine Vielzahl radial bewegbarer Laufflächenformsegmente (4); eine obere Seitenwandformplatte (8) und eine untere Seitenwandformplatte (6); und einen oberen Haltering (10), dadurch gekennzeichnet, dass der obere Haltering (10) eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Mitteln (30) zum Verriegeln der Segmente (4) aufweist, wobei jedes Mittel (30) zum Verriegeln einen vorbestimmten Winkelverlauf (75) zum radialen Zusammenziehen der Segmente (4) beim Schließen des Formwerkzeugs (2) in eine verriegelte Position vorsieht.
Das segmentierte Formwerkzeug zur Herstellung eines Reifens von Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch einen unteren Haltering (20) mit einer komplementären Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Mitteln (30) zum Verriegeln der Segmente (4), wobei jedes Mittel (30) zum Verriegeln einen vorbestimmten Winkelverlauf (75) zum radialen Zusammenziehen der Segmente (4) beim Schließen des Formwerkzeugs (2) vorsieht.
Das segmentierte Formwerkzeug zur Herstellung eines Reifens von Anspruch 1 oder 2, wobei die obere Seitenwandformplatte (8) an dem oberen Haltering (10) befestigt ist.
Das segmentierte Formwerkzeug zur Herstellung eines Reifens gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die untere Seitenwandplatte (6) an dem oberen Haltering (10) befestigt ist.
Das segmentierte Formwerkzeug gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel (30) zum Verriegeln der Segmente (4) des oberen Halterings (10) eine schlitzförmige Öffnung (32, 42) mit einem Freisetzungsende und einem geschlossenen Ende beinhaltet, die sich entlang einem radial abnehmenden Winkelverlauf erstreckt.
Das segmentierte Formwerkzeug von Anspruch 5, wobei der Winkelverlauf (75) der schlitzförmigen Öffnung (32, 42) des Mittels (30) zum Verriegeln der Segmente (4) des oberen Halterings (10) linear ist.
Das segmentierte Formwerkzeug von Anspruch 5 oder 6, wobei das Mittel (30) zum Verriegeln der Segmente (4) des unteren Halterings (10) eine schlitzförmige Öffnung (32, 42) mit einem Freisetzungsende und einem geschlossenen Ende beinhaltet, die sich entlang einem radial abnehmenden Winkelverlauf erstreckt.
Das segmentierte Formwerkzeug von Anspruch 7, wobei der Winkelverlauf der schlitzförmigen Öffnung des Mittels zum Verriegeln des Segments des unteren Halterings linear ist.