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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens,
bei dem man einen zylindrischen grünen Reifenrohling in einer
Heizpresse durch von außen
die Reifengestalt formende Vulkanisierformen und von innen durch
einen gegen die Reifenrohlingsinnenseite wirkenden ortsbeweglichen
Heizbalges, welchem ein heißes
Druckmittel zugeführt
wird, in Form bringt und vulkanisiert und eine Vorrichtung zur Einformung
des Heizbalges in den Reifen zur Ausübung des vorgenannten Verfahrens.
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Es
ist bereits bekannt, einen ortsbeweglichen Heizbalg zur Herstellung
von Fahrzeugluftreifen im Arbeitstaktverfahren zu verwenden, bei
dem in zylindrisch aufgebaute Rohkarkassen je ein Balg eingeformt
und mit einem heißen
Druckmedium beaufschlagt wird, auf welche dann spritzwarme Rohlaufringe
aufgebracht werden und anschließend
die noch die Laufstreifenwärme
aufweisenden Balg/Rohling-Pakete sofort in Heizpressen überführt werden. Derart
kann die Laufstreifenrestwärme
während
des Vulkanisationsvorganges zur Verkürzung der Heizzeit in den teueren
Heizpressen genutzt werden. Nachteilig an dem vorgenannten Verfahren
ist jedoch, dass keine Pufferung in diesem Arbeitstaktverfahren
vorgesehen ist, welche bei einer Verzögerung an einer Fertigungsstation
den Arbeitsablauf des gesamten Reifenherstellungsprozesses puffert,
so dass bei einer Verzögerung
nach diesem Verfahren, welches darauf ausgelegt ist, die Laufstreifenwärme mit in
die Heizpressen zu überführen, die
Heizpressen nicht optimal genutzt werden können.
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Es
ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen,
mit dem ein zeitlicher Puffer in den Verfahrensablauf eingebracht
werden kann und mit dem die Heizpressen optimal und Kosten sparend
ausnutzbar sind. Zudem soll der Balg kontrolliert in den Rohling
eingeformt werden können,
um die Präzision
und Qualität
des herzustellenden Reifens zu erhöhen. Weiterhin soll eine Vorrichtung
zur Verfügung
gestellt werden, mit der der Heizbalg kontrolliert und präzise eingeformt
werden kann.
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Die
Aufgabe wird gelöst,
indem man gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens
den Heizbalg in den Reifenrohling zu einem Reifenrohling/Balg-Paket auf
einer von der Heizpresse räumlich
getrennten Balgeinformstation einformt, indem man eine Balgeinformstation
verwendet, die zumindest einen ortsbeweglichen Balg mit Führungs- und Positionierungsmitteln
und einen ortsfesten Balgantrieb zur Einformung des Balges in den
Reifenrohling aufweist, dass man anschließend das Rohling/Balg-Paket
zu der Heizpresse, welche keinen Balgantrieb mit entsprechenden
Führungs-
und Positionierungsmitteln aufweist, transportiert und in die Vulkanisierform
einbringt, dass man anschließend
die Vulkanisierform schließt
und den Reifen in herkömmlicher
Weise vulkanisiert und dass man nach der Vulkanisation das Balg/Reifenpaket
aus der Heizpresse entnimmt und den Balg aus dem Reifen entformt.
Ein Balgantrieb nach dieser Erfindung weist mechanische und/oder hydraulische
und/oder elektrische Stellmittel und Führungselemente auf. Die Heizpresse
weist aber Heizmediumanschlüsse
auf, die mit Anschlüssen
des in die Heizpresse einzubringenden Rohling/Balg-Paketes korrespondieren.
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Durch
die Ausübung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgt eine räumliche
Trennung von Einformung des Balges in den komplett aufgebauten Rohling
(Bombieren) und der Vulkanisationspresse (Heizpresse). Durch diese
räumliche
Trennung von Einformen und Heizen ist eine Zykluszeitverkürzung der
Heizpresse erreicht. Es entfällt
das Ein- und Ausformen des Balges in der Heizpresse, die hierdurch nicht
so stark zwischen zwei Heizzeiten auskühlt, so dass die Heizzeit und
somit die Zykluszeit verkürzbar ist.
Das Ergebnis ist eine Kostenersparnis. Weiterhin ist eine hohe Flexibilität des Reifenherstellungsprozesses
nach Art eines Puffersystems ermöglicht,
so dass Rohlinge mit eingeformten Bälgen vorsorglich als Puffer
gelagert werden können,
und bei Bedarf in die freie Heizpresse eingebracht werden können. Kostenintensive
Stillstandszeiten der Heizpresse sind vermieden.
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Weil
der Vorgang des Einformens nicht mehr für die Zykluszeit der Heizpresse
eingeht – man
war bisher auf eine schnelle Einformung des Balges in den Rohling
bedacht, um die Zykluszeit kurz zu halten – kann das Einformen nun langsamer
und präziser
ablaufen. Durch den langsamen Verformungsablauf beim Bombieren werden
alle Reifenbauteile mit hoher Genauigkeit positioniert, innere Spannungen abgebaut
und ein Vorformprodukt von hoher Präzision hergestellt. Darüber hinaus
kann der Einformprozess von außen
beobachtet und somit gesteuert werden.
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Zur
weiteren Verkürzung
der Zykluszeit in der Heizpresse ist es vorteilhaft, wenn man den
in den Reifenrohling eingeformten Balg auf der Einformstation zur
Vorwärmung
mit einem heißen
Druckmedium beaufschlagt, vorteilhafterweise mit dem Medium Luft,
Stickstoff, Dampf, Wasser oder hochviskosen Medien bei maximal 1
bar, vorzugsweise bei 0,3 und 0,6 bar.
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Durch
die gesonderte, der Vulkanisation zeitlich vorgelagerte Einformung
des Balges in den Rohling ist eine höhere Vorwärmtemperatur des Rohlings durch
die warme Druckmedienbeaufschlagung des eingeformten Balges von
40°C bis
100°C möglich, vorzugsweise
eine Vorwärmtemperatur
von 70°C. Bisher
haben höhere
Temperaturen ohne einen in den Rohling eingeformten Balg zu unerwünschten geometrischen
Verformungen des Rohlings geführt. Es
hat sich nun gezeigt, dass sich ein Rohling mit eingeformtem Balg
mit hohen Temperaturen vorwärmen lässt, ohne
dass die Geometrie des Reifenrohlings nachteilig durch Verformungen
des Rohlings verändert
wird. Durch die Unterstützung
des gespannten Balges im Reifenrohling sind diese unerwünschten Geometrieveränderungen,
die bei hohen Temperaturen ohne eingeformten Balg auftreten würden, vermieden
und eine höhere
Vorwärmtemperatur
ist ermöglicht.
Hierdurch kann weiterhin die Heizzeit in der Heizpresse verkürzt werden.
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Es
ist zweckmäßig, wenn
man die Ausformung des Balges aus dem in der Heizpresse geheizten
Reifen auf einer gesonderten Ausformstation vornimmt, welche analog
der Einformstation ausgestaltet sein kann und zumindest einen ortsfesten
Balgantrieb aufweist. Wenn die Ausformstation zudem Zu- und Ableitung
für Medien
aufweist, kann man das in der Heizpresse bereits geheizte Balg/Reifenpaket nach
Entnahme aus der Heizpresse auf der Ausformstation mit einem definierten
Innenmedium befüllen, um
den geheizten Reifen mit Innendruck und/oder Wärmezu- oder -Abfuhr gezielt
nachzubehandeln und so weiterhin die Reifenqualität zu verbessern und/oder
den Heizzeitraum in der Presse weiterhin zu verkürzen. Diese Nachbehandlung
kann aber auch auf einer gesonderten Nachbehandlungsstation vorgenommen
werden, die zur vorbeschriebenen Nachbehandlung entsprechende Mittel
aufweist und welche zeitlich zwischen den Schritten des Heizens und
des Ausformens des Balges aus dem Reifen angeordnet ist. Wenn eine
gesonderte Nachbehandlungsstation Verwendung findet, wird die Ausformstation
nur zur Ausformung des Balges aus dem vulkanisierten Reifen verwendet.
Eine Vorrichtung zur Einformung eines Heizbalges in einen zylindrischen
grünen
Reifenrohling zu einem Rohling/Balgpaket für dessen Vulkanisation, vorzugsweise
zur Ausführung des
vorbeschriebenen Verfahrens, ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Vorrichtung außerhalb
der Vulkanisierform einer Heizpresse angeordnet ist und zumindest
einen ortsfesten Balgantrieb und einen ortsbeweglichen Heizbalg
mit Balgführung
und Positionierung aufweist. Vorteilhafterweise weist die Einformstationen
zumindest einen Druckmedieneinlass und ein Druckmedienauslass auf,
mit dem der Heizbalg beaufschlagt werden kann. Zusätzlich kann
die Einformstation zumindest einen weiteren Ein- und Auslass für die Temperaturmedienzuführung aufweisen.
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Es
werden mit dieser Einformstation die bereits beim erfindungsgemäßen Verfahren
erläuterten Vorteile
und Wirkungen erzielt. Durch die gesonderte Einform- und aber auch
Ausformstation ist zudem erreicht, dass Heizpressenkonstruktionen
ohne Mittenmechanismus verwendet werden können, so dass ein Balgwechsel
entfällt
und ein vereinfachter, automatisierter Formenwechsel in der Heizpresse
ermöglicht
ist, so dass die Rüstzeiten
an der Presse mit nur geringem Verlust von Heizkapazität schnell
durchzuführen
sind.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist vorgesehen, dass ein horizontaler ortsbeweglicher Wulst- oder
Konturring zur zentrierbaren Auflage eines Reifenrohlings auf dessen
Wulstbereich angeordnet ist, dass als Balgführung eine Mittenführung innerhalb
des Wulst- oder Konturringes zentriert angeordnet ist, dass die
Mittenführung
zumindest eine untere und eine obere tellerförmige Balgeinspannung umfasst,
welche wenigstens durch zwei ineinander in ihrer Längsachse verschiebbare
teleskopierbare Hülsen
miteinander verriegelbar als Positionierung verbunden sind.
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Der
Wulst- oder Konturring und die Mittenführung, bestehend aus Balgeinspannung
und zentraler Teleskopverriegelung, die die obere und untere Balgeinspannung
verbindet, bilden eine transportable Einheit, durch die der auf
dem Wulst- oder Konturring lagernde Rohling ideal zentriert mit
dem Balg einspannbar ist. Der Abstand der Balgeinspannung kann optimal
auf die Dimension des Reifenrohlings angepasst werden und durch
den Verriegelungsmechanismus beibehalten werden. Nach Einbringen des
Rohling/Balg-Paketes
in die Heizpresse ist dann nur noch eine geringe Restverformung
des grünen Reifenrohlings
erforderlich, die von der Heizform selbst durch Ineinanderschieben
der Hülsen
der Teleskopverriegelung bewirkt wird. Beim Einbringen des Rohling/Balg-Paketes in die Heizpresse
haben alle Reifenbauteile ihre Sollposition in etwa erreicht und
innere Spannungen sind bereits abgebaut. Die Qualität der Reifen
wird verbessert.
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Um
das Rohling/Reifen-Paket vorwärmbar zu
gestalten und somit die Heizzeit in der Heizpresse verkürzen zu
können,
ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung Mittel aufweist, mit der
das Rohling/Balg-Paket mit einem Heizmedium zur Vorwärmung des
Rohlings füllbar
und nach Einbringung des Mediums in den Balg verschließbar ist.
Nach erfolgter Heizung des Reifens ist es zweckmäßig, wenn die Vorrichtung Mittel
aufweist, mit denen das Reifen/Balg-Paket mit einem Kühlmedium
zur definierten und steuerbaren Kühlung des geheizten Reifens
füllbar
und verschließbar
ist. Auch eine „Post
Cure Inflation" (PCI) ist
somit in derselben Balgaufspannung ermöglicht wie in der Heizpresse.
Dieses spart Zeit und somit Herstellungskosten und steigert die
Qualität
des Produktes.
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Eine
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sieht vor, dass an der Einformstation automatische Messmittel angeordnet
sind, die die Einformung des Balges in den Reifenrohling vermessen und/oder
prüfen
und die mit einer Auswerteeinheit verbunden sind. Hierdurch kann
der Einformvorgang nicht nur visuell, sondern mit Hilfe von automatischen Meßsystemen überwacht
werden. Ebenfalls kann die Kontur des grünen Reifens vermessen werden
und die Oberflächeneigenschaften
können
geprüft
werden. Somit kann noch unmittelbar vor dem zeit- und kostenintensiven
Heizprozess in der Heizpresse der Fertigungsvorgang für einen
fehlerhaften Rohling abgebrochen werden. Hierdurch ist eine weitere
Kostenersparnis innerhalb der Reifenproduktion ermöglicht.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand
der Zeichnungen, die schematische Ausführungsbeispiele darstellen,
näher erläutert. Es
zeigen die:
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1 eine
schematische Darstellung des erfindungsgemäßem Herstellungsverfahrensabschnittes;
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2a eine
Vorrichtung zur Einformung des Heizbalges mit aufgelegtem Rohling;
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2b die
Vorrichtung zur Einformung des Heizbalges mit in den Rohling eingeformtem
Heizbalg;
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2c das
ortsbewegliche Rohling/Balg-Paket;
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2d das
in die geöffnete
Heizpresse eingebrachte Rohling/Balg-Paket;
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2e die
geschlossene Heizpresse mit Rohling/Balg-Paket.
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Die 1 zeigt
eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrensabschnittes zur
Herstellung eines Fahrzeugluftreifens mit einem ortsbeweglichen
Heizbalg. Innerhalb des Reifenherstellungsverfahrens wird hier der
bereits fertig aufgebaute grüne
Reifenrohling von der Einformung eines ortsbeweglichen Heizbalges
bis zur Entformung des Heizbalges nach erfolgter Vulkanisation betrachtet. Mit
römischen
Ziffern I–V sind
verschiedene Stationen innerhalb des vorbeschriebenen Herstellungsprozessabschnittes
gekennzeichnet. Mit I ist die Einformstation des Heizbalges
in den Reifenrohling gekennzeichnet. Aus einem Rohlingslager IV sind
hierzu vorproduzierte Reifenrohlinge zur Einformstation I zu
transportieren, damit dort der Balg in den Rohling eingeformt werden
kann, so dass ein Reifenrohling/Balg-Paket entsteht.
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Dieses
kann optional mit einem heißen Druckmedium
zur Vorwärmung
des Rohlings beaufschlagt werden. Dieses Reifenrohling/Balg-Paket
ist ortsbeweglich und wird zur Vulkanisation zur Heizpresse II transportiert
und in die entsprechende Vulkanisierform eingelegt. Es erfolgt also
kein Einformen des Balges in der Heizpresse mehr, wie es heutzutage üblich ist,
sondern der Prozessschritt des Einformens findet zeitlich und räumlich getrennt
außerhalb der
Heizpresse II statt. Hierdurch ist die Gesamtausbringung
der Heizpresse verbessert, was eine Kostenersparnis durch verkürzte Standzeiten
der Heizpresse und durch geringeren Wärmeverlust während der
nur geringen Stillstandzeiten der Heizpresse zur Folge hat. Nach
erfolgter Vulkanisation in der Heizpresse II wird das nun
vulkanisierte Reifen/Balg-Paket zur Station III, der Entformstation
(oder auch Ausformstation) transportiert, in der der Balg aus dem Reifen
ausgeformt wird und der fertig geheizte Reifen in das Reifenlager V verfahren
wird.
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Das
vorbeschriebene Verfahren sieht also vor, einen ortsbeweglichen
Heizbalg in den grünen Reifenrohling
zu einem Reifenrohling/Balg-Paket auf einer von der Heizpresse räumlich getrennten,
vorgelagerten Balgeinformstation I einzuformen, indem man
eine Balgeinformstation I verwendet, die zumindest einen
ortsbeweglichen Balg mit Führungs- und Positionierungsmitteln
und einen ortsfesten Balgantrieb zur Einformung des Balges in den
Reifenrohling aufweist, dass man anschließend das Rohling/Balg-Paket
zu der Heizpresse II, welche keinen Balgantrieb mit entsprechenden
Führungs-
und Positionierungsmitteln aufweist, transportiert und in die Vulkanisierform
einbringt, dass man anschließend die
Vulkanisierform schließt
und den Reifen in herkömmlicher
Weise vulkanisiert und dass man nach der Vulkanisation das Balg/Reifenpaket
aus der Heizpresse II entnimmt und den Balg aus dem Reifen, z.B.
auf einer gesonderte Ausformstation III entformt. Durch
die räumliche
Trennung von Einformen und Heizen ist weiterhin eine hohe Flexibilität innerhalb des
Reifenherstellungsprozesses nach Art eines Puffersystems ermöglicht,
so dass Rohlinge mit eingeformten Bälgen vorsorglich als Puffer
gelagert werden können
und bei Bedarf in die freie Heizpresse II eingebracht werden
können.
Stillstandszeiten der Heizpresse II sind vermieden. Weil
das Einformen nicht mehr in die Zykluszeit der Heizpresse II eingeht, kann
das Einformen langsamer und präziser
ablaufen. Durch den langsamen Verformungsablauf beim Einformen werden
alle Reifenbauteile mit hoher Genauigkeit positioniert, innere Spannungen
abgebaut und ein Vorformprodukt von hoher Präzision hergestellt.
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In
den 2a–2e wird
der Schritt des Einformens des Balges in den Reifenrohling auf der Einformstation I bis
zum Schritt der Vulkanisation in der Heizpresse II dargestellt.
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In
der 2a ist die Einformstation I abgebildet.
Die Einformstation I besteht aus einem Gehäuse 1,
das den ortfesten Balgantrieb 10 umfasst. Außerhalb
des Gehäuses 1 ist
der ortsbewegliche Heizbalg 2 mit seinen Führungs-
und Positionierungsmitteln 3 und einem ebenfalls ortsbeweglichen
Wulst- oder Konturring 5 angeordnet. Der Wulst- oder Konturring 5 dient
zur zentrierten, exakten Auflage des Reifenrohlings 4,
damit der Balg 2 exakt in den Rohling 4 einformbar
ist. Im Zentrum des Wulst- oder Konturringes 5 sind die
Führungs-
und Positionierungsmittel 3 mit ihrer Langsachse 11 senkrecht
im Zentrum des Wulst- oder Konturringes 5 stehend, angeordnet.
Die Balgführung-
und Positionierung 3 besteht aus der sogenannten Mittenführung mit
einer unteren und einer oberen Balgeinspannung 6, welche
durch zwei ineinander in ihrer Längsachse
verschiebbare teleskopierbare Hülsen 7 miteinander
verriegel- und daher positionierbar verbunden sind. Des Weiteren
sind automatische Schnellverriegelungen 8 für die Zuführung und
für das
Halten eines Druckmediums innerhalb des Balges 2 vorgesehen,
die mit entsprechenden Zu- und Abführleitungen (nicht dargestellt)
in dem Gehäuse 1 und
aber auch mit korrespondieren Zu- und Abführleitungen in der Heizpresse II (nicht dargestellt)
in 2d, 2e korrespondieren. Die Zu-
und Abführleitungen
korrespondieren auch mit denjenigen der nicht dargestellten Ausformstation.
In der 2b ist der Heizbalg 2 in
den grünen
Reifenrohling 4 zu einem Rohling/Balg-Paket eingeformt und
der Heizbalg 2 ist mit einem vorheizenden Druckmittel mit
einer Temperatur von 70°C
und einem Druck von 0,3/0,6 bar beaufschlagt, so dass der Heizbalg 2 an
die Innenseite des Rohlings 4 anliegt und trotz der ungewöhnlich starken
Wärmebeaufschlagung,
bei der in bisher angewendeten Verfahren eine unerwünschte Verformung
des Rohlings 4 stattfinden würde, diese unerwünschte Verformung durch
den gespannten Balg 1 verhindert ist. Die nun erwünschte starke
Vorwärmung
des Rohlings 4 führt zu
einer Verkürzung
der späteren
Heizzeit in der Heizpresse II. Durch die Schnellverriegelung 8 wird das
Druckmittel im Heizbalg 2 des Rohling/Reifen-Paketes auch
während
des Transportes zur Heizpresse II gehalten (2c).
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In
der 2d ist eine Heizpresse II abgebildet,
die keinen eingebauten Mittenmechanismus aufweist, sondern in die – wie dargestellt – das Rohling/Balg-Paket
mit ortsbeweglichem Heizbalg 2 und Mittenmechanismus mit
Führungs-
und Positionierungsmitteln 3 eingelegt ist. Die Vulkanisierformsegmente 9 werden
während
des Schließens
der Heizpresse II, so wie in 2e dargestellt,
zusammengefahren. In der Heizpresse II findet nur noch
eine geringe Restverformung des grünen Reifenrohlings 4 statt,
die von der Heizform selbst durch Ineinanderschieben der beiden
Hülsen 7 der
Teleskopverriegelung bewirkt wird.
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Nach
erfolgter Heizung wird dann das Reifen/Balg-Paket entnommen und
auf einer gesonderten Ausformstation entformt (nicht dargestellt).
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- I
- Einformstation
- II
- Heizpresse
- III
- Ausformstation
- IV
- Rohlingslager
- V
- Reifenlager
- 1
- Gehäuse
- 2
- Heizbalg
- 3
- Führungs-
und Positionierungsmittel
- 4
- Reifenrohling
- 5
- Wulst-
oder Konturring
- 6
- Balgeinspannung
- 7
- Hülse
- 8
- Schnellverriegelung
- 9
- Vulkanisierformsegmente
- 10
- Balgantrieb
- 11
- Längsachse
der Führungs-
und Positionierungsmittel