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Verfahren und Vorrichtung zum Ausstossen eines Vulkanisierbalges aus einem in einer Form eingeschlossenen hohlen Ringkörper und zum
Freisetzen des Ringkörpers aus der Form
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausstossen eines Vulkanisierbalges aus einem in einer Form eingeschlossenen hohlen Ringkörper nach dem Einprägen einer Profilierung in die Aussenfläche des Ringkörpers und zum Freisetzen des Ringkörpers aus der Form und gegebenenfalls zur Wärmebehandlung des Ringkörpers nach dem Prägen.
Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Prägen der Profilierung des Laufmantels von Luftreifen, die mit ringförmigen Bewehrungseinlagen versehen sind, welche zwischen der Karkasse und dem Laufmantel liegen und zur Versteifung des Laufmantels in Längs-und Querrichtung dienen.
Zur Lösung der geschilderten Aufgabe ist bereits vorgeschlagen worden, eine Form anzuwenden, deren obere und untere Abschnitte aus in sich geschlossenen ringförmigen Formabschnitten bestehen, zwischen denen sich ein dritter ringförmiger Abschnitt befindet, der in eine Mehrzahl von Sektoren unterteilt ist, wobei der untere und der mittlere Formabschnitt auf einer Kreisplatte zusammengebaut sind, die in vertikaler Richtung mittels eines Kolbens bewegt werden kann, wobei die Sektoren des mittleren Formabschnittes, die von Supports mit Schrägflächen getragen werden, welche mit entsprechenden Schrägflächen am Rahmen der Vorrichtung zusammenwirken, beim Absenken bzw. Anheben der Kreisplatte eine radiale Verschiebungsbewegung nach innen bzw. aussen erfahren.
Die einzelnen Sektoren des mittleren Formabschnittes sind dabei an ihrer Innenfläche mit radialen Vorsprüngen versehen, welche den Hohlräumen der Profilierung entsprechen, die an der Umfangszone des Ringkörpers hergestellt werden soll.
Bei dieser Vorrichtung wird überdies ein zylindrischer, biegsamer Vulkanisierbalg verwendet, der in einem zylindrischen Behälter eingeschlossen ist, der sich in einer zentralen Öffnung in der Kreisplatte nach unten erstreckt, und dessen Oberrand zwischen dem unteren Formabschnitt und dem erwähnten Behälter eingeklemmt ist. Durch eine zentrale Öffnung des oberen Formabschnittes ist ein in axialer Richtung von einem Kolben verstellbarer Stössel geführt, der mit der Einrichtung zur gegenseitigen Annäherung und Entfernung der beiden Formabschnitte gekuppelt ist.
Der Ringkörper wird zunächst zwischen den beiden in sich geschlossenen ringförmigen Formabschnitten so eingelegt, dass seine Umfangszone frei bleibt, und zugleich wird der zylindrische Balg durch Einleitung eines Druckmediums zwischen dem Balg und der Innenfläche seines Behälters allmählich in den Rohreifen eingeführt.
Die vertikale Bewegung des Balges wird mit Hilfe des Stössels gesteuert, der im oberen Formabschnitt gleitet und mit dem Mittelteil des Balges in Berührung steht, um bei seiner Aufwärtsbewegung die Bewegung des mittleren Balgteiles in dieser Richtung gegenüber dem anschliessenden Ringteil des Balges zu verzögern.
Im Anschluss hieran wird die den unteren Formabschnitt und den mittleren Formabschnitt tragende Platte abgesenkt, um dadurch die radial einwärts gerichtete Bewegung der Formsektoren des mittleren Abschnittes zu erzwingen und so den von aussen nach innen gerichteten Prägedruck auf die Umfangszone des Ringkörpers auszuüben, wodurch die radial einwärts gerichteten Vorsprünge der Formsektoren in die Umfangszone des Ringkörpers eindringen, bis dieser an seiner Aussenseite vollständig durch die drei
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Abschnitte der Form umschlossen wird.
Der von den Formsektoren auf die Umfangszone des Ringkörpers ausgeübte Druck ist geringer als der Druck, der vom Druckmedium mit Hilfe des biegsamen Balges an der Innenfläche des Ringkörpers ausgeübt wird. Wenn der Ringkörper nachfolgend einer Wärmebehandlung unterworfen werden soll, um die an seinem Umfangsrand durch Prägung hergestellte Profilierung bleibend zu machen, wird sowohl an der Innenseite des Balges als auch aussen um die Form herum ein erhitztes Druckmedium angewendet, wobei die Form vorher in einen dichten Behälter eingeschlossen wird.
Um den fertig behandelten Ringkörper aus der Form zu entnehmen, werden die vorstehend angegebenen Arbeitsgänge in umgekehrter Reihenfolge ausgeübt und der Balg wird mit Hilfe des schon erwähnten Stössels von der Innenseite des Ringkörpers abgenommen und wieder in sein zylindrisches Gehäuse eingeführt.
Die vorstehend beschriebene Ausführung, die für Ringkörper geringer Abmessungen günstig ist, hat
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folgend angegebenen Nachteile, die bei kleinen Ringkörpern praktisch vernachlässigbar sind, bei grösseren Ringkörpern mit höherem Gewicht aber eine erhebliche Bedeutung annehmen, nicht besonders bewährt : 1. Da im mittleren unteren Teil der Vorrichtung das zylindrische Gehäuse für den Balg und im mittleren oberen Teil der Vorrichtung der Stössel zur Betätigung dieses Balges angeordnet sind, ist es praktisch nicht möglich, in die Vorrichtung Mittel einzubauen, die eine automatische Abnahme des fertig behandelten Ringkörpers vom unteren Formabschnitt ermöglichen.
Dieser Nachteil wird besonders fühlbar, wenn die Ringkörper einer Wärmebehandlung unterworfen werden und dann die Tendenz haben, infolge dieser Wärmebehandlung an der Form zu haften.
2. Die Verwendung eines biegsamen Balges zylindrischer Gestalt ermöglicht es nicht, den Balg in den hohlen Ringkörper in solcher Weise einzuführen, dass er gleichmässig an der Innenfläche des Ringkörpers anliegt, weil sich während dieses Vorganges gerade infolge der zylindrischen Gestalt des Balges sehr leicht Falten ausbilden können. Es folgt hieraus, dass auf die Innenfläche des Ringkörpers kein gleichmässiger Druck ausgeübt wird und dass infolgedessen, entsprechend der sich ergebenden Lage des Balges, örtliche Unregelmässigkeiten bzw. Höcker am Ringkörper auftreten können.
3. Wenn der Ringkörper, wie dies bei Luftreifen der Fall ist, anschliessend einer Wärmebehandlung unterworfen wird und der Balg aus Gummi besteht, so werden sowohl die erwähnten Unregelmässigkeiten des Ringkörpers als auch die Falten des Balges in einen bleibenden Zustand übergeführt und das erhaltene Erzeugnis muss als unbrauchbar ausgestossen werden.
4. Nachteilig ist ferner die Anordnung des Gehäuses für den Balg im unteren Teil der Vorrichtung.
Wenn nämlich der Balg veranlasst wird, wieder in sein Gehäuse zurückzukehren, sobald die Behandlung des Ringkörpers beendet ist, so nimmt er wieder die Gestalt eines oben offenen Zylinders an, so dass das Kondensat, welches sich an jener Fläche des Balges ausbildet, die gegenüber der in Berührung mit dem Druckmedium gelangenden Fläche liegt, sich am Boden des zylindrischen Balges sammelt ; wenn der Balg anschliessend in den nächsten Ringkörper eingeführt wird, der behandelt werden soll, so gelangt dieses Kondensat zwischen die Innenfläche dieses Ringkörpers und den Balg und gibt Anlass zu erheblichen Unzukömmlichkeiten.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, das Ausstossen eines Vulkanisierbalges aus einem in einer Form eingeschlossenen hohlen Ringkörper nach dem Einprägen einer Profilierung in die Aussenfläche des Ringkörpers und das Freisetzen des Ringkörpers aus der Form zu ermöglichen, ohne dass hiefür mechanische Einrichtungen angewendet werden ;
dies wird erfindungsgemäss im wesentlichen dadurch erreicht, dass bei Anwendung eines Prägeverfahrens, bei dem der Ringkörper derart in zwei Formabschnitte eingeschlossen wird, dass seine Umfangszone frei bleibt, und bei dem in den hohlen Ringkörper allmählich ein biegsamer Vulkanisierbalg mittels eines gegen den Balg drückenden und diesen füllenden Druckmediums eingeführt wird, wonach gegen die Umfangszone des Ringkörpers radial von aussen nach innen unter einem Druck, der niedriger ist als der vom Vulkanisierbalg auf die Innenfläche des Ringkörpers ausgeübte Druck, ein mittlerer Formabschnitt gepresst wird, der in einzelne Sektoren unterteilt und an seiner Innenfläche mit Vorsprüngen versehen ist, welche den Vertiefungen in der gewünschten Profilierung der Umfangszone entsprechen, bis der Ringkörper von den Formabschnitten vollständig umschlossen ist,
nach Beendigung des Prägevorganges zwischen der äusseren und der inneren Oberfläche des Vulkanisierbalges eine positive Druckdifferenz erzeugt wird, indem der Druck des Mediums im Inneren des Vulkanisierbalges auf einen Wert herabgesetzt wird, der kleiner ist als der Druck des die Form an ihrer Aussenseite umgebenden und durch die Fugen der Formteile um die Ränder des Ringkörpers herum in den Spalt zwischen der Innenseite des Ringkörpers und der Aussenseite des Vulkanisierbalges eindringenden Mediums, so dass durch dieses
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Medium der Vulkanisierbalg aus dem Inneren des Ringkörpers herausgedrückt wird, wonach die Form ge- öffnet und der Ringkörper aus ihr entfernt wird.
Wenn der Ringkörper nach dem Prägen einer Wärmebehandlung unterworfen und zum Füllen des Vulkanisierbalges ein heisses Druckmedium verwendet wird, so wird dieses heisse Druckmedium im Rahmen der Erfindung nach dem vollständigen Umschliessen des Ringkörpers mit den Formabschnitten in einen die Form umschliessenden Behälter mit einem Druck eingelassen, der niedriger ist als der Druck des Mediums im Inneren des Vulkanisierbalges und nach der Beendigung der Wärmebehandlung des geprägten Ringkörpers wird das Druckmedium aus dem Vulkanisierbalg abgelassen und zugleich der Druck innerhalb des Behälters auf einen Wert reduziert, der noch grösser ist als der Druck im Inneren des Vulkanisierbalges, um die zum Herausdrücken des Vulkanisierbalges erforderliche Druckdifferenz zwischen der Aussenseite und der Innenseite des Vulkanisierbalges zu erzeugen,
worauf das Druckmedium aus dem Behälter vollständig abgelassen und schliesslich die Form geöffnet wird, um den behandelten Ringkörper herauszunehmen.
Eine zum Ausüben der Erfindung geeignete Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung einer Form, die aus zwei in sich geschlossenen ringförmigen Abschnitten besteht, zwischen denen sich ein dritter ringförmiger Abschnitt befindet, der aus mehreren Sektoren zusammengesetzt ist, welche an ihrer Innenfläche mit radialen Vorsprüngen versehen sind, die der an der Umfangszone des Ringkörpers auszubildenden Profilierung entsprechen, einer Einrichtung zum gegenseitigen Nähern und Entfernen der in sich geschlossenen ringförmigen Formabschnitte und einer Einrichtung zum gleichzeitigen Verschieben der Sektoren des mittleren Formabschnittes in radialer Richtung, eines an sich bekannten biegsamen Vulkanisierbalges,
der sich in einem zylindrischen Gehäuse befindet und dessen verdickter Rand zwischen einem der in sich geschlossenen ringförmigen Formabschnitte und dem Rand seines zylindrischen Gehäuses eingeklemmt ist, und einer Einrichtung zum Einlassen und nachfolgendem Ablassen eines Druckmediums. zwischen der Innenfläche des zylindrischen Gehäuses und dem biegsamen Vulkanisierbalg, um den Balg in den hohlen Ringkörper einzuführen, eine Einrichtung zum Erzeugen einer positiven Druckdifferenz zwischen der äusseren und der inneren Oberfläche des innerhalb des hohlen Ringkörpers befindlichen Vulkanisierbalges durch zumindest teilweises Ablassen des Druckmediums aus dem Balg vorgesehen ist.
Vorzugsweise hat dabei der Vulkanisierbalg in freiem Zustand unter der Wirkung seiner Eigenelastizität eine Toroidform, die dem Innenprofil des zu behandelnden Ringkörpers entspricht.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann überdies mit Einrichtungen ausgestattet werden, die der Trennung und Abnahme des hohlen Ringkörpers von einem in sich geschlossenen Ringabschnitt der Form 'dienen.
Die bereits geschilderten und weitere Merkmale der Erfindung werden nun an Hand der Zeichnungen genauer erläutert, die ein Ausführungsbeispiel zeigen. Fig. 1 stellt einen Längsschnitt einer Vulkanisiereinheit für Luftreifen dar, die mit einem erfindungsgemäss ausgebildeten Vulkanisierbalg versehen ist. Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Vulkanisiereinheit nach Fig. 1 in vollständig geöffnetem Zustand, wobei einige Teile im Schnitt dargestellt und andere Teile weggelassen sind, um den Innenaufbau der Vorrichtung freizulegen.
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eines komprimierten Vulkanisiermediums aufweist, während in seinem Boden eine zentrale Bohrung vorgesehen ist, die in senkrechter Richtung von einem doppelt wirkenden Zylinder 4 durchsetzt ist.
Dieser Zylinder 4 hat eine Öffnung 5 für den Einlass und den Auslass eines Druckmediums unter dem Kolben 6 und eine Öffnung 7, die mit einem Rohr 8 in Verbindung steht. Das Rohr 8 ist fest mit dem Zylinder 4 verbunden und innerhalb eines hohlen Stössels 9 angeordnet, der seinerseits in seinem unteren Teil eine Öffnung 10 für den Einlass und Auslass eines Druckmediums in die bzw. aus der Kammer ringförmigen Querschnittes oberhalb des Kolbens 6 aufweist.
Der Stössel 9 trägt an seinem oberen Ende eine Kreisplatte 11, deren Rand so geformt ist, dass er den Wulst eines Luftreifens aufnehmen kann. Am Boden des Zylinders 4 sind gleitfähig zwei Gleitschuhe 12 (Fig. 2) geführt, die von einem Zapfen 12'durchsetzt sind, an dem ein Ende eines Hebels 13 angelenkt ist. Das andere Ende dieses Hebels ist auf eine Welle 14 aufgekeilt, die drehbar im Rahmen 1 gelagert ist. Zu den beiden Seiten des Hebels 13 befinden sich in symmetrischer Lage zwei Zylinder 15 und 16, die am Maschinenrahmen 1 befestigt sind. In diesen Zylindern sind Kolben beweglich, deren Kolbenstangen 17 bzw. 18 je an ein Ende eines zugeordneten Hebels 19 angelenkt sind, wobei das andere Ende jedes Hebels 19 auf die Welle 14 aufgekeilt ist. Auf den
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Das Anheben der Platte 25 veranlasst auch eine radiale Bewegung der Formsektoren 27 nach aussen und somit die gegenseitige Trennung dieser Sektoren.
Der teilweise vorgeformte Reifen 62 wird dann auf die Platte 11 in Berührung mit dem unteren Formabschnitt 26 aufgelegt, wobei der untere Wulst des Reifens auf das entsprechende Gegenprofil am Rande der Platte 11 aufgezogen wird. Hierauf werden wieder die Kettenräder 39 mit Hilfe des Motors 55 in Drehung versetzt, um den Deckel 34 um etwas mehr als 900 bis in die horizontale Lage zu drehen und ihn dann abzusenken, bis der Innenrand des oberen Formabschnittes 32 den oberen Wulst des Reifens 62 erfasst.
Der Motor 55 wird dann stillgesetzt und durch die Öffnung 61 wird in den
Zylinder 60 Druckmedium eingelassen, um den im Zylinder 60 eingeschlossenen Vulkanisier- balg 64 nach unten zu drücken und, ausgehend von seinem eingeklemmten Rand 63, allmählich in den Reifen 62 einzuführen,
Der Vulkanisierbalg 64, dessen Toroidform mit dem Innenprofil des Reifens 62 übereinstimmt, liegt ohne jede Faltenbildung vollkommen an der Innenfläche des Reifens ant Der Motor 55 wird nun wieder eingeschaltet, um die Kettenräder 39 zu verdrehen, bis die Zapfen 38 die in Fig. l dargestellte untere Totlage erreichen.
Infolge dieser Drehbewegung verlagert sich die Platte 33 abwärts und ihre Unterseite kommt zuerst mit der Oberseite der Supports 28 derFormabschnitte 27 in Berührung, wahrend der obere Wulst des Luftreifens in seinem endgültigen Abstand vorn andern Wulst gebracht wird und der Luftreifen sowohl mit dem unteren Formabschnitt 26 als auch mit dem oberen Formabschnitt 32 in vollständige Berührung kommt.
Während ihres Absenkens drückt die Platte 33 die ringförmige Platte 25 samt den auf ihr gelagerten Teilen mit einem Druck nach unten, der grösser ist als der Druck des Mediums unter den Kolben der Zylinder 15 und 16, welche die axiale Verschiebung des Zylinders 4 regeln, so dass das Medium gezwungen wird, in die Förderleitung zurückzuströmen, Die Abwärtsbewegung der Platte 25 hat zur Folge, dass die schrägen Platten 29 längs der festen Schrägflächen 30 gleiten, wodurch eine radiale Einwärtsbewegung der Formsektoren 27 bewirkt wird, deren Vorsprünge in die Oberfläche des Laufmantels des Luftreifens 62 eindringen, wobei die Form vollständig geschlossen wird. Das Druckmedium wird vorher aus dem Zylinder 23 ausgelassen.
In diesem Zeitpunkt wird auch der Deckel 34 auf den oberen Rand des Behälters 2 aufgesetzt, wodurch die Form vom Aussenrand abgeschlossen wird, und der Block 21 kommt mit dem Stössel 22 in Berührung. Der Luftreifen wird nun in üblicher Weise unter Einlass von Druckmedium durch die Öffnung 61 in den Vulkanisierbalg 64 zwecks Erhöhung des Innendruckes in diesem und unter Einlass von komprimiertem Dampf durch die Öffnung 3 in den Behälter 2 vulkanisiert,
Nach der Vulkanisierung wird der Druck im Behälter 2 reduziert und das im Vulkanisierbalg enthaltene Druckmedium wird abgeleitet, um an den gegenüberliegenden Seiten des Vulkanisierbalges so eine solche Druckdifferenz zu erhalten, dass der Balg automatisch wieder in sein Gehäuse 60 gedrückt wird.
Die Vulkanisiervorrichtung wird dann, wie schon beschrieben, wieder geöffnet und das im Zylinder 60 gebildete Kondensat wird automatisch durch die Öffnung ausgelassen, indem der Deckel 34 um mehr als 900 gegenüber der Horizontalebene gedreht wird. Schliesslich wird der vulkanisierte Luftreifen durch Einlassen von Druckmedium durch die Öffnung 5 des Zylinders 4 und dadurch bedingtes Anheben des Kolbens 6,. der die vom Stössel 9 getragene Platte 11 nach oben drückt, aus dem unteren Formabschnitt 26 entfernt.
Um vor der Bearbeitung eines neuen Reifens die Platte 11 wieder mit dem unteren Formabschnitt 26 in Berührung zu bringen, wird das Druckmedium durch die Öffnung 5 aus dem Zylinder 4 ausgelassen und zugleich wird Druckmedium über dem Kolben 6 durch die Öffnung 7, das Rohr 8 und die Öffnung 10 eingeleitet.
Um den Vulkanisierbalg 64 durch einen andern zu ersetzen, braucht nur die Schnecke 56 gedreht zu werden, wodurch der Zylinder 60 axial verlagert und der verdickte Rand 63 des Vulkani- sierbalges 64 freigegeben wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung hat gegenüber dem bereits erwähnten älteren Vorschlag die folgenden Vorteile :
1. Wegfall der mechanischen Einrichtung für die Einführung und insbesondere für die Entnahme des biegsamen Vulkanisierbalges aus dem Hohlkörper. Auf diese Weise wird nicht nur der Aufbau der Vorrichtung wesentlich vereinfacht, sondern auch die Möglichkeit einer automatischen Ablösung des fertigen Fabrikates vom unteren Formabschnitt auf mechanischem Wege geschaffen.
2. Entfall der beschriebenen Schwierigkeiten, die sich durch Faltenbildung des Vulkanisierbalges während seiner Einführung in den Hohlkörper ergeben. Tatsächlich erleichtert die Verwendung eines
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toroidförmigen Vulkanisierbalges, dessen Profil dem endgültigen Innenprofil des zu behandelnden Hohlkörpers entspricht, die Einführung des Vulkanisierbalges in den Hohlkörper und dessen gleichmässige Ausbreitung in diesem.
3. Anordnung des Vulkanisierbalges in einem zylindrischen Gehäuse. das sich im oberen Teil der Vorrichtung befindet. Dadurch wird das Kondensat, das sich an jener Stirnseite des Vulkanisierbalges bildet, die gegenüber der mit dem Druckmedium in Berührung kommenden Seite liegt, nicht im Vulkanisierbalg gesammelt, vielmehr tropft es in den unteren Formabschnitt, der von der Wärmebehandlung, der der vorhergehende Hohlkörper unterworfen worden ist, noch immer heiss ist, so dass das Kondensat dort verdampft.
4. Verwendung von Hilfseinrichtungen zur Festlegung der geringen radialen Verschiebungen der Sektoren des mittleren Formabschnittes bei deren Öffnung in solcher Weise, dass eine nachteilige Reibung zwischen den einander berührenden Oberflächen der oberen Formabschnitte und der erwähnten Formsektoren vermieden wird. Solche Reibungen konnten eine beträchtliche Abnutzung verursachen, insbesondere dann, wenn die Härte des Materials, aus dem die Formsektoren hergestellt sind, sich von der Härte des Materials, aus dem die-beiden in sich geschlossenen ringförmigen Formabschnitte bestehen, wesentlich unterscheidet.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Ablösen des Vulkanisierbalges vom behandelten Fertigprodukt kann auch in Vorrichtungen angewendet werden, in welchen der Vulkanisierbalg in einem unten angeordneten Teil der Vorrichtung eingeschlossen ist ; auch diese Modifikation fällt in den Rahmen der Erfindung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Ausstossen eines Vulkanisierbalges aus einem in einer Form eingeschlossenen hohlen Ringkörper nach dem Einprägen einer Profilierung in die Aussenfläche des Ringkörpers und zum Frei- setzen des Ringkörpers aus der Form, dadurch gekennzeichnet, dassbei Anwendung eines Präge- verfahrens, bei dem der Ringkörper (62) derart in zwei Formabschnitte (26, 32) eingeschlossen wird, dass seine Umfangszone frei bleibt, und bei dem in den hohlen Ringkörper allmählich ein biegsamer Vulkanisierbalg (64) mittels eines gegen den Balg drückenden und diesen füllenden Druckmediums eingeführt wird, wonach gegen die Umfangszone des Ringkörpers (62) radial von aussen nach innen unter einem Druck, der niedriger ist als der vom Vulkanisierbalg auf die Innenfläche des Ringkörpers ausgeübte Druck,
ein mittlerer Formabschnitt gepresst wird, der in einzelne Sektoren (27) unterteilt und an seiner Innenfläche mit Vorsprüngen versehen ist, welche den Vertiefungen in der gewünschten Profilierung der Umfangszone entsprechen, bis der Ringkörper von den Formabschnitten vollständig umschlossen ist, nach Beendigung des Prägevorganges zwischen der äusseren und der inneren Oberfläche des Vulkanisierbalges (64) eine positive Druckdifferenz erzeugt wird, indem der Druck des Mediums im Inneren des Vulkanisierbalges auf einen Wert herabgesetzt wird, der kleiner ist als der Druck des die Form an ihrer Aussenseite umgebenden und durch die Fugen der Formteile um die Ränder des Ringkörpers herum in den Spalt zwischen der Innenseite des Ringkörpers und der Aussenseite des Vulkanisierbalges eindringenden Mediums,
so dass durch dieses Medium der Vulkanisierbalg aus dem Inneren des Ringkörpers herausgedrückt wird, wonach die Form geöffnet und der Ringkörper aus ihr entfernt wird.