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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Luftreifen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Luftreifen, bei welchem ein im wesentlichen zylindrischer, unvulkanisierter oder unausgehärteter Reifenrohling, der eine
Laufflächenzone, konzentrisch zu dieser verlaufende, ringförmige Reifenwülste sowie diese mit der
Laufflächenzone verbindende, den Seitenwänden des Reifens entsprechende Abschnitte aufweist, vorgeformt, zur Einnahme einer im wesentlichen toroidischen Gestalt umgeformt und schliesslich vulkanisiert wird, und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Insbesondere ist die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines
Luftreifens bezogen, der dauerhaft festgelegte Falten oder einspringende Abschnitte aufweist, die es ermöglichen, dass sich der Reifen im aufgeblasenen Zustand erweitert und im entleerten Zustand elastisch zu einer viel kleineren Gestalt zusammenfaltet.
Solche sogenannte faltbare Reifen sind besonders als Reservereifen für Kraftfahrzeuge sehr nützlich, da sie in ihrem entleerten Zustand mit viel weniger Raumbedarf verstaut werden können, als üblicherweise für gebräuchliche Reservereifen erforderlich ist. Solche Reifen sind auch für Flugzeuge vorteilhaft verwendbar, da sie in ihrem entleerten Zustand geringeren Raumbedarf beanspruchen und deshalb eine Verkleinerung des Fahrwerkschachtes ermöglichen. Derartige Reifen haben sowohl an Flugzeugen als auch an Bodenfahrzeugen unerwartet gute Laufeigenschaften im entleerten Zustand.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines faltbaren Luftreifens wird dieser in einer Gestalt ausgebildet, bei welcher seine einander gegenüberliegenden Seitenwandabschnitte in kreisringförmigen, einspringenden, sich in Achsrichtung zueinander erstreckenden Falten ausgeformt sind. Zur Erzeugung dieser neuen, faltbaren Luftreifen sind die bekannten Verfahren, bei denen die üblichen zweiteiligen Formvorrichtungen verwendet werden, hauptsächlich wegen der unterschiedlich ausgebildeten Gestalt des Reifens sehr schwierig und umständlich anzuwenden. Die bekannten Verfahren sind nämlich zur Bildung eines Reifens entwickelt worden, der im aufgeblasenen ebenwo wie im entleerten Zustand im wesentlichen die gleiche Grösse aufweist.
Deshalb sehen diese Verfahren die Ausdehnung der Laufflächenzone eines zylindrischen, rohen Reifenkörpers zu einem viel grösseren Durchmesser vor, als dies bei einem faltbaren Reifen zulässig und wünschenswert ist. Darüberhinaus besteht bei solchen Verfahren offenbar keine Möglichkeit, einen faltbaren Reifen in der vorteilhaftesten kleinen Gestalt auszuformen, sogar wenn die bekannten Methoden und Vorrichtungen zur Erzeugung solcher faltbarer Reifen geändert würden. Die Erzeugungskosten von nach dem bekannten Verfahren hergestellten, faltbaren Luftreifen werden wegen der dazu erforderlichen zusätzlichen Verfahrensschritte und wegen der Kompliziertheit der Ausrüstung auf das Vier- bis Fünffache der Erzeugungskosten eines üblichen Reifens geschätzt.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur einfachen und wirtschaftlichen Herstellung von faltbaren Luftreifen.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass erfindungsgemäss bei gleichzeitiger Dehnung der Laufflächenzone des Reifens entsprechender Abschnitte mindestens einer den den Seitenwänden des zylindrischen Rohlings in axialer Richtung zu einer in den Bereich der Laufflächenzone einspringenden, konzentrisch mit dieser in Form eines gegen die Aussenfläche der Seitenwand offenen Ringkanals
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umlaufenden Falte eingebuchtet und durch Vulkanisieren oder Aushärten in dieser Gestalt festgelegt wird.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens kann der betreffende Abschnitt des Rohlings in einem
Bereich, der dem Scheitel der zu formenden Falte entspricht, eingedrückt, zugleich der benachbarte
Reifenwulst in einer mit der Laufflächenzone konzentrischen Lage gehalten und in axialer Richtung gegen die Reifenmittelebene bewegt und dabei die umfänglich Ausdehnung der Laufflächenzone über ein vorbestimmtes Mass hinaus verhindert werden. In bevorzugter Weise wird vor dem Umformen der den Seitenwänden des Reifens entsprechenden Abschnitte des zylindrisch vorgeformten Rohlings der von diesem umschlossene Raum dicht verschlossen und mit einem gasförmigen oder flüssigen
Druckmedium, z. B.
Dampf, Pressluft, Heiz- oder Vulkanisierflüssigkeit od. dgl. gefüllt, dieses unter Druck gesetzt und die Laufflächenzone hiedurch während des Umformen auf den vorbestimmten grösseren
Umfang ausgedehnt, der jenen der Reifenwulste wenigstens um das Mass der doppelten Wandstärke der
Laufflächenzone übertrifft.
Weiters können die den Seitenwänden des Reifens entsprechenden Abschnitte nach Ausdehnung der Laufflächenzone des Rohlings bis auf den durch vorbestimmte Grenzen festgelegten, grösseren
Umfang zur Bildung der Falte umgeformt, dabei die Reifenwulste beidseitig, vorzugsweise gleichzeitig und mit gleicher Geschwindigkeit gegeneinander bewegt und gegebenenfalls einander zugekehrte
Flächen jeder Falte zueinander sowie zur Laufflächenzone parallel ausgerichtet werden.
Während der
Umformung der den Seitenwänden des Reifens entsprechenden Abschnitte des Reifenrohlings kann der Überdruck im Reifeninneren aufrechterhalten und gleichzeitig von aussen mittels einer festen, entsprechend der gewünschten Gestalt der betreffenden Falten geformten Patrize auf je eine bestimmte, zur Lauffläche konzentrische Ringzone jedes dieser Abschnitte ein örtlich einwirkender, den Überdruck im Reifeninneren überschreitender und bis zu einem vorgesehenen Maximum anwachsender Druck ausgeübt werden, welcher die Ringzonen gegen die Reifenmittelebene eindrückt, wobei das Material der den Seitenwänden entsprechenden Abschnitte durch das Zusammenwirken des Druckes im Reifeninneren mit dem von aussen ausgeübten Druck in die gewünschte Gestalt verformt bzw. gepresst wird.
Zur Durchführung des Verfahrens kann eine Vorrichtung Verwendung finden, die eine dreiteilige, axial zusammenschliessbare Vulkanisierform, bestehend aus einem mittigen, der Laufflächenzone des Reifens zugeordneten Formring, und den Reifenseitenwänden zugeordneten, einander gegenüberliegenden Formteilen aufweist, die zur Umformung einer im wesentlichen zylindrischen, unvulkanisierten Reifenkarkasse zu dem die gewünschte Gestalt aufweisenden Reifen zueinander bewegbar sind ;
diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass erfindungsgemäss jeder der an den mittigen Formring beidseitig anschliessbaren Formteile mit wenigstens je einem mit der Laufflächenzone konzentrischen, ringförmigen, gegen den von der Laufflächenzone umgrenzten Bereich vorzugsweise axial abstehenden und den benachbarten Reifenwulst umgebenden, steifen Ringprofil-Vorsprung versehen ist, der ein Form und Grösse der Falte bestimmendes Querschnittsprofil besitzt, und dass der die Laufflächenzone des Reifenrohlings umgebende Formring über dessen ganze Breite erstreckt ist und einen inneren Durchmesser aufweist, der jedenfalls wenigstens um ein Zweifaches der Summe aus der Dicke der Laufflächenzone und jener des Seitenwandabschnittes grösser ist, als der Aussendurchmesser des Ringprofil-Vorsprunges.
In Weiterbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung kann jeder der beiden Formteile innerhalb des Ringprofil-Vorsprunges zum dichten Verschluss des von dem Reifenrohling umgrenzten Raumes mit einer konzentrisch umlaufenden, als Wulstsitz ausgebildeten Hohlkehle versehen sein, deren Durchmesser und Profil dem Durchmesser und Querschnittsprofil der Reifenwülste angepasst ist, und wobei wenigstens einer der Formteile mit einer Leitung zur Zufuhr eines flüssigen oder gasförmigen Druckmittels in das Innere des abgeschlossenen Raumes verbunden sein kann.
Weiters können die Hohlkehlen der beiden Formteile in jeder Stellung der letzteren konzentrisch mit dem Formring gehalten sein, wodurch die gegenüber der Laufflächenzone konzentrische Lage der Reifenwülste während jeder Phase der Verformung des Rohlings gesichert ist, und wobei in geschlossenem Zustand der Vorrichtung jeder der Ringprofil-Vorsprünge mit radialem Abstand konzentrisch innerhalb des Formringes angeordnet ist, so dass die den Seitenwänden entsprechenden Abschnitte während des Vulkanisierens bzw. Aushärtens über die Ringprofil-Vorsprünge und zwischen denselben sowie dem Formring unter Bildung jeweils einer Falte verlaufen.
In den Zeichnungen zeigen Fig. l in schematischer Darstellung und teilweise im Schnitt eine Ansicht der Vorrichtung während des ersten Verfahrensschrittes der Reifenformung, bei dem der Rohling in die geöffnete Vorrichtung gelegt ist, Fig. 2 den nächsten Verfahrensschritt, bei welchem die
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Vorrichtung teilweise geschlossen und der Rohling zum Teil umgeformt ist, Fig. 3 die Vorrichtung in geschlossenem Zustand mit dem vollständig ausgebildeten Rohling und Fig. 4 die Vorrichtung im völlig geöffneten Zustand mit dem fertig geformten Luftreifen vor dessen Entnahme.
Die schematisch dargestellte Vorrichtung--10--weist einen oberen, bewegbaren Formteil --11-- auf, der mit einer Wulsthalterung-12--, einem Ringprofil-Vorsprung-13-und einer kreisrunden Hohlkehle--14--versehen ist.
Ein unterer bewegbarer Formteil --15-- ist mit dem oberen Formteil--11-- axial fluchtend ausgerichtet und weist ebenfalls eine Wulsthalterung-16-, einen Ringprofil-Vorsprung-18-und eine kreisrunde Hohlkehle --19-- auf. Ein dritter wesentlicher Bestandteil der Vorrichtung - ist ein feststehender Formering-20--, der durch Befestigung an einem nicht gezeigten Gestell der Vorrichtung --10-- in einer Stellung zwischen dem oberen bzw. dem unteren Formteil - 11 bzw. 15-und in axialer Ausrichtung mit diesen beiden festgehalten ist. Sowohl der obere als
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eines hydraulischen oder pneumatischen Kolbenantriebes kann nach Wunsch auch ein mechanischer Antrieb vorgesehen sein.
Eine Leitung --26-- ist mit dem unteren Formteil --15-- zur Zufuhr einer Vulkanisierlösung oder einer Druckflüssigkeit in das Innere eines in der Form befindlichen Reifenrohlings--30--verbunden.
Für die Zufuhr von Dampf oder andern geeigneten Mitteln für die Reifenbehandlung, z. B. zum Vulkanisieren, Aushärten od. dgl., können in bekannter Weise weitere Leitungen mit der Vorrichtung verbunden sein. Anderseits könnte die Form in einem elektrisch beheizbaren Druckgefäss erhitzt werden.
Der zylindrische Reifenrohling-30--, der Reifenwülste--36, 38--, eine Laufflächenzone --34-- und zwischen dieser und den Wülsten je einen der Seitenwand des fertigen Reifens entsprechenden Abschnitt--40 bzw. 42--aufweist, wird in die Form eingebracht. Dabei greift seine Reifenwulst --38-- in die Hohlkehle --19-- des unteren Formteiles --15-- ein. In dieser Lage ist die Laufflächenzone --34-- des Rohlings --30-- vom Formring --20-- umgeben (Fig.1).
Anschliessend wird der obere Formteil--11--aus seiner in Fig. l dargestellten Lage mittels der Einrichtung --22-- gesenkt, wobei seine Hohlkehle --14-- mit dem Reifenwulst --36-- des Rohlings --30-- in Eingriff kommt und das Innere des Rohlings --30-- dicht abschliesst. Wenn ein innerer Druck angewendet werden soll, wird in diesem Stadium des Verfahrens ein Druckmittel, z. B.
Pressluft, Dampf od. dgl., durch die Leitung --26-- in das Innere des Reifenkörpers eingeführt.
Infolge der kombinierten Wirkung des durch das Druckmittel erzeugten inneren Druckes und des mechanisch erzeugten, axial gerichteten äusseren Druckes, der von den einander gegenüberliegenden Formteilen--11 und 15--auf den Rohling --30-- ausgeübt wird, wird die Laufflächenzone - -34-- ausgedehnt und mit dem Inneren des Formringes--20--in Berührung gebracht (Fig. 2).
Die Formteile--11, 15--sowie der Formring--20-sind derart bemessen, dass sich die Laufflächenzone--34--um wenigstens den doppelten Wert der Summe aus der Dicke der
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fortgesetzte axiale Schliessbewegung der Formteile--11 und 15--bewirkt, wie im wesentlichen aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, eine Faltung der Abschnitte-40, 42- um ihre zugeordneten Ringprofil-Vorsprünge--13 und 18--. Sobald die Formteile--11 und 15--an den einander gegenüberliegenden Seitenflächen des feststehenden Formringes--20--anliegen (Fig. 3), ist ihre Schliessbewegung beendet. Es ist nicht unbedingt notwendig, dass die Formteile--11 und 15-gleichzeitig oder mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt werden.
Jeder der beiden Formteile--11, 15--kommt schliesslich unabhängig von der Bewegung des andern in seine am Formring --20-- dicht anliegende Schliessstellung (Fig. 3). In diesem Stadium des Verfahrens sind die Abschnitte-40 und 42-über die Ringprofil-Vorsprünge-13, 18-- vollständig ausgeformt. In diesem Zustand wird der Rohling --30-- vulkanisiert oder ausgehärtet, was z. B. durch die Anwendung von Dampf, der durch die Leitung --26-- dem Inneren des Rohlings - zugeführt wird, oder durch Wärmezufuhr mittels einer geeigneten, (nicht dargestellten) Heizvorrichtung, die in der Form eingebaut sein kann, oder auch nach einem andern bekannten Verfahren erfolgen kann.
Nach dem Vulkanisieren oder Aushärten des Rohlings --30-- wird die Vorrichtung --10-geöffnet, indem der untere und der obere Formteil--11 bzw. 15--vom Formring--20--
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lgefaltene Form bei, solange er nicht aufgeblasen wird.
Beim Aufblasen entfalten sich die Abschnitte-40 und 42--und die Laufflächenzone - erweitert sich, bis der Reifen die übliche toroidische Gestalt gewöhnlicher Luftreifen annimmt. Bei darauffolgender Entleerung kehrt der Reifen von selbst in seine gefaltete Gestalt gemäss Fig. 4 zurück.
Während des Vulkanisierens od. dgl. sollen die gefalteten Abschnitte-40 und 42-vorzugsweise die sie umgebende Innenfläche der Laufflächenzone --34-- nicht berühren. Um eine Berührung in diesem Bereich zu verhindern, ist die Anwendung einer Druckflüssigkeit im Reifeninneren sehr vorteilhaft. Anderseits können die Innenflächen des Reifenkörpers mit Talkum oder einem ähnlichen Mittel bestreut werden, um ein Haften dieser Zonen aneinander zu verhindern.
Die Aushärtung oder Vulkanisation des Reifens kann nach dem Schliessen der Form gemäss einem der bekannten Verfahren zur Erzeugung von Luftreifen erfolgen. Diese Verfahren sind je nach den chemischen Eigenschaften der zur Bildung des Rohlings verwendeten Materialien verschieden. So ist z. B. das Aushärten oder Vulkanisieren unter Zufuhr von Wärme sehr gebräuchlich, aber gegebenenfalls kann auch eine Behandlung mit Luft und chemischen Mitteln angewendet werden. Auch eine elektromagnetische oder eine Behandlung mit Schallenergie liegt im Rahmen dieser Erfindung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Luftreifen, bei welchem ein im wesentlichen zylindrischer, unvulkanisierter oder unausgehärteter Reifenrohling, der eine Laufflächenzone, konzentrisch mit dieser verlaufende, ringförmige Reifenwülste sowie diese mit der Laufflächenzone verbindende, den Seitenwänden des Reifens entsprechende Abschnitte aufweist, vorgeformt, zur Einnahme einer im wesentlichen toroidischen Gestalt umgeformt und schliesslich vulkanisiert wird, dadurch ge- kennzeichnet, dass bei gleichzeitiger Dehnung der Laufflächenzone (34) mindestens einer der den Seitenwänden des Reifens entsprechende Abschnitte (40,42) des zylindrischen Rohlings (30) in axialer Richtung zu einer in den Bereich der Laufflächenzone (34) einspringenden,
konzentrisch mit dieser in Form eines gegen die Aussenfläche der Seitenwand offenen Ringkanals umlaufenden Falte eingebuchtet und durch Vulkanisieren oder Aushärten in dieser Gestalt festgelegt wird.
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