DE102011055673A1 - Vulcanization mold for producing vehicle tire, has mold segments, where part of surfaces of segments bonding with tire blank is provided with chrome nitride coating and surfaces have low adhesion tendency with respect to elastomer material - Google Patents

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Abstract

The mold (1) has individual mold segments involved in shaping of a tire blank (2) into a tire bead, a tire side wall and a tread area, where shaping is taken place over surfaces of the segments bonding with the tire blank. Vulcanization energy is fed to the segments in form of heat by external heating to vulcanize the blank. A part of the surfaces bonding with the blank is provided with a chrome nitride coating that is applied by gaseous phase separation on the segments. The bonding surfaces have low adhesion tendency with respect to an elastomer material. The chrome nitride coating has a cover layer with a glass-like structure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Vulkanisationssegment zur Herstellung eines Fahrzeugreifens. The invention relates to a Vulkanisationssegment for producing a vehicle tire.

Die Reifenvulkanisation erfolgt in Heizpressen, bei der der Reifenrohling in geeignete Formsegmente eingesetzt und unter Einwirkung von Wärme sowie Druck vulkanisiert wird. Spezielle Reifenrohlinge werden im Bereich der Seitenwand mit einer speziellen Sprühlösung benetzt, um die beim Vulkanisationsvorgang entstehenden Fließvorgänge auf der Außenseite des Reifenrohlings zu unterstützen und um den Ausformgang aus der Vulkanisationsform zu erleichtern. Insbesondere bei sogenannten Niederquerschnittsreifen kann die Sprühlösung zu Rissbildungen im oberen Seitenwandbereich führen, die die Qualitätseigenschaften des Fahrzeugreifens stark beeinträchtigen. The tire vulcanization is carried out in heating presses, in which the green tire is inserted into suitable mold segments and vulcanized under the action of heat and pressure. Special green tires are wetted in the sidewall area with a special spray solution to assist in the flow of the vulcanization process on the outside of the green tire and to facilitate the exit from the mold. Especially with so-called low-section tires, the spray solution can lead to cracks in the upper sidewall area, which severely impair the quality characteristics of the vehicle tire.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Vulkanisation eines Fahrzeugreifens zu schaffen, bei dem Fahrzeugreifen mit einer hohen Produktqualität erzeugt werden. The invention is based on the object to provide a device for vulcanization of a vehicle tire, are produced in the vehicle tires with a high product quality.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff und den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 dadurch, dass zumindestens ein Teil der mit dem Reifenrohling kontaktierenden Flächen der Formsegmente mit einer Chromnitrid-Beschichtung versehen sind,
wobei die Chromnitrid-Beschichtung durch eine Gasphasenabscheidung auf die Formsegmente aufgetragen wird und die kontaktierenden Flächen eine deutlich niedrigere Adhäsionsneigung gegenüber Elastomermaterial aufweisen im Vergleich zu herkömmlichen Formsegmenten. The object is achieved by a device according to the preamble and the characterizing features of claim 1, characterized in that at least part of the surfaces of the mold segments contacting the green tire are provided with a chromium nitride coating,
wherein the chromium nitride coating is applied to the mold segments by vapor deposition and the contacting surfaces have a significantly lower adhesion tendency to elastomeric material compared to conventional mold segments.

Ein Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass die mit der Chromnitrid-Beschichtung versehenen Formsegmente die Fließvorgänge auf der Außenseite des Reifenrohlings erheblich optimieren. Unter einer Chromnitrid-Beschichtung (CRN) ist ebenfalls eine Beschichtung in Form einer Chromnitrid-Multilage (CRN-Multilage) oder eine mit Chromnitrid modifizierte Beschichtung (CRN-modifiziert) zu verstehen. Durch die Beschichtung werden die Adhäsionskräfte auf den Kontaktflächen zu den Formsegmenten wesentlich reduziert, so dass eine Rissbildung auf der Außenseite des fertig vulkanisierten Fahrzeugreifens weitestgehend vermieden wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass der Entformungsvorgang beim Ausformen des Reifenrohlings aus der Vulkanisationsform erheblich vereinfacht wird. Bei diesem Vorgang sind ebenfalls die Adhäsionskräfte an den Kontaktflächen der Formsegmente zum Reifenrohling erheblich verringert. Die Beschichtung der Formsegmente führt somit insgesamt zu einer verbesserten Produktqualität des fertig hergestellten Fahrzeugreifens. One advantage of the invention is, in particular, that the mold segments provided with the chromium nitride coating considerably optimize the flow processes on the outside of the green tire. A chromium nitride (CRN) coating is also to be understood as meaning a coating in the form of a chromium nitride multilayer (CRN multilayer) or a chromium nitride-modified coating (CRN-modified). As a result of the coating, the adhesion forces on the contact surfaces to the mold segments are substantially reduced, so that crack formation on the outside of the finished vulcanized vehicle tire is largely avoided. Another significant advantage is that the demolding process when forming the green tire from the vulcanization mold is considerably simplified. In this process, the adhesion forces at the contact surfaces of the mold segments to the green tire are also significantly reduced. The coating of the mold segments thus leads overall to an improved product quality of the finished vehicle tire.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Chromnitrid-Beschichtung in einer chemisch gesättigten und dichten Struktur mit einem Ionisationsgrad von bis zu 100 % auf den kontaktierenden Flächen der Formsegmente aufgebracht ist. Durch diesen hohen Ionisationsgrad wird eine sehr dichte Beschichtung auf den Vulkanisationssegmenten erzielt. Dadurch sind die Adhäsionskräfte der Kontaktfläche gegenüber der Außenseite des Reifenrohlings relativ gering, wodurch ebenfalls die entsprechenden Fließvorgänge auf der Oberfläche des Reifenrohlings optimal erfolgen können. In an advantageous development of the invention, it is provided that the chromium nitride coating is applied in a chemically saturated and dense structure with an ionization degree of up to 100% on the contacting surfaces of the molding segments. This high degree of ionization achieves a very dense coating on the vulcanization segments. As a result, the adhesion forces of the contact surface with respect to the outside of the green tire are relatively low, as a result of which the corresponding flow processes on the surface of the green tire can likewise be optimally effected.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Chromnitrid-Beschichtung aus einer dünnen Deckschicht mit einer Dicke zwischen ca. 0,003 bis 0,009 mm besteht. Bei dieser Dicke erhält die Beschichtung auf den Formsegmenten eine optimale Schichthärte, die für einen geringen Verschleiß von Bedeutung ist. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the chromium nitride coating consists of a thin cover layer with a thickness between about 0.003 to 0.009 mm. At this thickness, the coating on the mold segments obtains an optimum layer hardness, which is important for low wear.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Chromnitrid-Beschichtung eine Deckschicht mit einer glasartigen Struktur aufweist. Die glasartige Struktur trägt ebenfalls zu einem optimalen Leitverhalten der sich gegenüber stehenden Kontaktflächen bei. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the chromium nitride coating has a cover layer with a glass-like structure. The vitreous structure also contributes to optimum conductance of the opposing contact surfaces.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Formsegmente, die mit der Chromnitrid-Beschichtung versehen sind, aus einem legierten Stahl-Material bestehen. Das legierte Stahlmaterial ist ein optimaler Trägerwerkstoff für die Beschichtung aus Chromnitrid. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the mold segments, which are provided with the chromium nitride coating, consist of an alloyed steel material. The alloyed steel material is an optimum carrier material for the chromium nitride coating.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Formsegmente, die mit der Chromnitrid-Beschichtung versehen sind, aus einem hochwertigen legierten Stahl-Material mit der Werkstoff-Stahlnorm 1.7225 bestehen, wobei dieser Werkstoff eine höhere Formstabilität zum Aufbringen der Chromnitrid-Beschichtung aufweist. Die Chromnitrid-Beschichtung wird über eine Gasphasenabscheidung auf die Formsegmente aufgebracht, die bei relativ hohen Temperaturen erfolgt. Daher wirkt sich eine hohe Formstabilität der Formsegmente positiv auf die Beschichtung aus. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the mold segments, which are provided with the chromium nitride coating, consist of a high-quality alloyed steel material with the material steel standard 1.7225, this material has a higher dimensional stability for applying the chromium nitride coating having. The chromium nitride coating is applied to the mold segments by vapor deposition, which occurs at relatively high temperatures. Therefore, a high dimensional stability of the mold segments has a positive effect on the coating.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktflächen der Formsegmente für die Formgebung der Reifenseitenwände mit der Chromnitrid-Beschichtung versehen sind. Eine fehlerhafte Rissbildung ist bei der Reifenvulkanisation im allgemeinen an den Außenseiten der Reifenseitenwände zu beobachten. Daher wirkt sich eine Verbesserung der Gleiteigenschaften im Bereich der Seitenwände des Reifenrohlings besonders positiv auf die Produktqualität des Fahrzeugreifens aus. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the contact surfaces of the molding segments for the shaping of the tire sidewalls are provided with the chromium nitride coating. Faulty cracking is generally observed on the outside of tire sidewalls during tire vulcanization. Therefore, an improvement in the sliding properties in the region of the sidewalls of the green tire has a particularly positive effect on the product quality of the vehicle tire.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktflächen der Formsegmente für die Formgebung des Laufstreifens mit der Chromnitrid-Beschichtung versehen sind. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the contact surfaces of the molding segments for the shaping of the tread are provided with the chromium nitride coating.

Eine Verbesserung der Gleiteigenschaften bei der Formgebung des Laufstreifens wirkt sich ebenfalls positiv auf die Produktqualität des Fahrzeugreifens aus. An improvement of the sliding properties in the shaping of the tread also has a positive effect on the product quality of the vehicle tire.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt: Reference to an embodiment of the invention will be explained in more detail. It shows:

1 eine Vulkanisationsform. 1 a vulcanization mold.

Die 1 zeigt eine Vulkanisationsform 1 in einer Querschnittansicht. In der Vulkanisationsform 1 ist der Reifenrohling 2 angeordnet, der von der Innenseite über den Vulkanisationsbalg 3 beheizt wird. Die Position 4 gibt die Lage der Formsegmente für die Formgebung der Reifenseitenwand an. Die Position 5 zeigt die Lage des Formsegmentes für die Formgebung des Laufstreifens. Die Kontaktflächen der Formsegmente sind mit der oben genannten Chromnitrid-Beschichtung versehen. Dadurch werden optimale Fließeigenschaften zwischen den Kontaktflächen der Formsegmente und der Außenseite des Reifenrohlings 2 erzielt. Die geringen Adhäsionskräfte der Chromnitrid-Beschichtung optimieren sowohl den Einformgang als auch den Ausformgang beim Prozess für die Reifenvulkanisation. Vorzugsweise sind die Formsegmente für die Formgebung der Reifenseitenwand mit der Chromnitrid-Beschichtung zu versehen, da im Bereich der Seitenwände es bei der Vulkanisation zu einer Rissbildung kommen kann. Die Chromnitrid-Beschichtung der Kontaktflächen der Formsegmente führt insgesamt zu einer verbesserten Produktqualität des Fahrzeugreifens. Unter einer Chromnitrid-Beschichtung (CRN) ist ebenfalls eine Beschichtung in Form einer Chromnitrid-Multilage (CRN-Multilage) oder eine mit Chromnitrid modifizierte Beschichtung (CRN-modifiziert) zu verstehen. The 1 shows a vulcanization mold 1 in a cross-sectional view. In the vulcanization mold 1 is the green tire 2 arranged from the inside over the Vulkanisationsbalg 3 is heated. The position 4 indicates the location of the mold segments for the molding of the tire sidewall. The position 5 shows the position of the molding segment for the shaping of the tread. The contact surfaces of the mold segments are provided with the above-mentioned chromium nitride coating. As a result, optimum flow properties between the contact surfaces of the mold segments and the outside of the green tire 2 achieved. The low adhesion forces of the chromium nitride coating optimize both the Einformgang and the Ausformgang the process for tire vulcanization. Preferably, the mold segments for the shaping of the tire sidewall are to be provided with the chromium nitride coating, since cracking may occur in the area of the sidewalls during the vulcanization. Overall, the chromium nitride coating of the contact surfaces of the mold segments leads to an improved product quality of the vehicle tire. A chromium nitride (CRN) coating is also to be understood as meaning a coating in the form of a chromium nitride multilayer (CRN multilayer) or a chromium nitride-modified coating (CRN-modified).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Vulkanisationsform vulcanization mold
2 2
Reifenrohling tire
3 3
Vulkanisationsbalg vulcanization bladder
4 4
Lage des Formsegmentes für Formgebung der Reifenseitenwand Position of the mold segment for shaping the tire sidewall
5 5
Lage des Formsegmentes für Formgebung des Laufstreifens Position of the mold segment for shaping the tread

Claims (8)

Vulkanisationsform (1) zur Herstellung eines Fahrzeugreifens, wobei die Vulkanisationsform (1) einzelne Formsegmente aufweisen und diese Formsegmente an der Formgebung des Reifenrohlings (5) im Reifenwulst, in der Reifenseitenwand und im Laufstreifenbereich beteiligt sind, wobei die Formgebung über die mit dem Reifenrohling (5) kontaktierenden Flächen der Formsegmente erfolgt, wobei über eine Außenheizung den Formsegmenten Vulkanisationsenergie in Form von Wärme zugeführt wird und dadurch der Reifenrohling (5) vulkanisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindestens ein Teil der mit dem Reifenrohling (5) kontaktierenden Flächen der Formsegmente mit einer Chromnitrid-Beschichtung versehen sind, wobei die Chromnitrid-Beschichtung durch eine Gasphasenabscheidung auf die Formsegmente aufgetragen wird und die kontaktierenden Flächen eine deutlich niedrigere Adhäsionsneigung gegenüber Elastomermaterial aufweisen im Vergleich zu herkömmlichen Formsegmenten. Vulcanization mold ( 1 ) for producing a vehicle tire, wherein the vulcanization mold ( 1 ) have individual mold segments and these mold segments on the shape of the green tire ( 5 ) are involved in the tire bead, in the tire sidewall and in the tread area, wherein the shape of the with the green tire ( 5 ) contacting surfaces of the mold segments, which is supplied via an external heating the mold segments vulcanization energy in the form of heat and thereby the green tire ( 5 ) is vulcanized, characterized in that at least a part of the with the green tire ( 5 ) contacting surfaces of the mold segments are provided with a chromium nitride coating, wherein the chromium nitride coating is applied by a vapor deposition on the mold segments and the contacting surfaces have a significantly lower adhesion tendency over elastomeric material compared to conventional mold segments. Vulkanisationsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Chromnitrid-Beschichtung in einer chemisch gesättigten und dichten Struktur mit einem Ionisationsgrad von bis zu 100 % auf den kontaktierenden Flächen der Formsegmente aufgebracht ist. Vulcanization mold according to claim 1, characterized in that the chromium nitride coating is applied in a chemically saturated and dense structure with a degree of ionization of up to 100% on the contacting surfaces of the mold segments. Vulkanisationsform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Chromnitrid-Beschichtung aus einer dünnen Deckschicht mit einer Dicke zwischen ca. 0,003 bis 0,009 mm besteht. Vulcanization mold according to one of the preceding claims, characterized in that the chromium nitride coating consists of a thin cover layer with a thickness between about 0.003 to 0.009 mm. Vulkanisationsform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Chromnitrid-Beschichtung eine Deckschicht mit einer glasartigen Struktur aufweist. Vulcanization mold according to one of the preceding claims, characterized in that the chromium nitride coating has a cover layer with a glassy structure. Vulkanisationsform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formsegmente, die mit der Chromnitrid-Beschichtung versehen sind, aus einem legierten Stahl-Material bestehen. Vulcanization mold according to one of the preceding claims, characterized in that the mold segments, which are provided with the chromium nitride coating, consist of an alloyed steel material. Vulkanisationsform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formsegmente, die mit der Chromnitrid-Beschichtung versehen sind, aus einem hochwertigen legierten Stahl-Material mit der Werkstoff-Stahlnorm 1.7225 bestehen, wobei dieser Werkstoff eine höhere Formstabilität zum Aufbringen der Chromnitrid-Beschichtung aufweist. Vulcanization mold according to one of the preceding claims, characterized in that the mold segments, which are provided with the chromium nitride coating, consist of a high-quality alloyed steel material with the material steel standard 1.7225, this material has a higher dimensional stability for applying the chromium nitride coating having. Vulkanisationsform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen der Formsegmente für die Formgebung der Reifenseitenwände mit der Chromnitrid-Beschichtung versehen sind. Vulcanization mold according to one of the preceding claims, characterized in that the contact surfaces of the mold segments for the Shaping the tire sidewalls are provided with the chromium nitride coating. Vulkanisationsform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen der Formsegmente für die Formgebung des Laufstreifens mit der Chromnitrid-Beschichtung versehen sind. Vulcanization mold according to one of the preceding claims, characterized in that the contact surfaces of the molding segments for the shaping of the tread are provided with the chromium nitride coating.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3115168A4 (en) * 2014-03-07 2017-11-08 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rigid core for tire forming, and tire manufacturing method using same
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