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Die Erfindung betrifft eine Vulkanisierform für Fahrzeugreifen, welche aus Formsegmenten besteht, welche innenseitig Formflächen mit einem Negativ-Laufstreifenprofil mit Negativ-Profilelementen zur Formung des Positiv-Laufstreifenprofils mit Positiv-Profilelementen des zu vulkanisierenden Fahrzeugreifens aufweisen, wobei die Formsegmente Entlüftungsschlitze als Entlüftungsmittel in den Formflächen der Negativ-Profilelemente aufweisen.
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Eine derartige Vulkanisierform ist aus der
DE 39 14 649 A1 bekannt geworden. Die Entlüftungsschlitze sind unmittelbar entlang der Kanten der Negativ-Profilelemente angeordnet, um am Fuß der Negativ-Rille, welche in der Vulkanisierform eine Rippe darstellt, Luft zur Vermeidung von Fehlstellen am Laufstreifen des heizgepressten Reifens sicher ausleiten zu können. Jedoch ist die Anordnung von Entlüftungsschlitzen entlang der Kanten von Negativ-Profilelementen nicht ausreichend für eine sichere Entlüftung von aufwendigen Negativ-Profilgeometrien.
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Es ist bekannt, Entlüftungsmittel in Vulkanisierformen vorzusehen, welche mit der Atmosphäre in Verbindung stehen, um die beim Heizpressvorgang des Reifenrohlings zwischen dem Reifenrohling und den Formflächen verbleibende Luft während des Pressvorganges des Reifenrohlings an die Formflächen aus dem Formenhohlraum nach außen ausleiten zu können. Es sollen unerwünschte Fehlstellen in Form von Unebenheiten an der Oberfläche des Reifens vermieden werden. Während des Heizpressvorganges bekommt der Reifenrohling seine endgültige Kontur und wird durch Kautschukvernetzungsreaktionen in seinen gummielastischen Zustand überführt.
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Es ist bekannt, dass beim Ausvulkanisieren des Fahrzeugluftreifens Kautschukmaterial in als Entlüftungsmittel dienende zylindrische Entlüftungskanäle gepresst bzw. gesogen werden kann. Die dadurch entstehenden unerwünschten Austriebe bleiben auf dem fertigen Fahrzeugluftreifen erhalten und müssen vor dessen Verwendung mit eigens dafür vorgesehenen Maschinen entfernt werden. Dieses sogenannte „Trimmen“ führt zu einer Verlängerung und Verteuerung des Herstellungsprozesses des Fahrzeugluftreifens.
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Es ist ebenfalls bekannt, in der Formfläche der Vulkanisierform mündende Entlüftungskanäle durch gebohrte Ausnehmungen zu bilden, in welche verschließbare Entlüftungsventile eingesetzt sind. Als verschließbare Entlüftungsventile finden beispielsweise sogenannte „Eurovents“, wie in der
DE 195 43 276 A1 offenbart, Verwendung. Ein Eurovent weist in einer bestimmten Ausführungsform eine aus Metall gefertigte Hülse auf, in welcher zur Abdichtung des Formenhohlraums ein entgegen der Kraft einer Feder verschließbarer Ventilteller an einem Schaft angeordnet ist, welcher das Hülsenende in der Ebene der Formfläche verschließt. Dieses Ventil vermeidet die Austriebe, da der Ventilteller das Entlüftungsmittel verschließt und kein / kaum Kautschukmaterial in den Entlüftungskanal eindringen kann. Nachteilig ist jedoch, dass das Eurovent verschmutzungsanfällig ist, weil beispielsweise unter den Tellerrand gelangendes Kautschukmaterial das Ventil verschmutzt, verklebt und unbrauchbar macht. Dieser nachteilige Effekt wird durch moderne Kautschukmischungen, die alternative Weichmacher enthalten, noch verstärkt. Ebenfalls nachteilig – sowohl in Bezug auf die Fahreigenschaften des Reifens als auch optisch – ist, dass ein tellerförmiger Abdruck des Tellerventils auf der Oberfläche des Laufstreifens verbleibt.
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Da zur Gewährung einer ausreichenden Entlüftung einer Vulkanisierform, insbesondere auch in Nischen des Reifenprofils, eine Vielzahl solcher Entlüftungsmittel, 500 bis 6000, pro Vulkanisierform vorgesehen werden müssen, führt die Reinigung bzw. der Austausch der verschmutzten Ventile zu einem erheblichen Kosten- und Zeitaufwand.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vulkanisierform für Fahrzeugreifen mit Entlüftungsmitteln bereitzustellen, welche die Luft auf dem Formenhohlraum sicher ableiten, die weniger verschmutzungsanfällig ist und mit denen der Fahrzeugreifen ohne Abdruck des Entlüftungsventils und mit keinem oder nur sehr geringem Gummiaustrieb vulkanisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst, indem wenigstens zwei Entlüftungsschlitze in einem Negativ-Profilelement angeordnet sind, wobei diese Entlüftungsschlitze in etwa quer zur Umfangsrichtung und parallel zueinander verlaufen und innerhalb, nicht randlich, des Negativ-Profilelementes angeordnet sind und indem die Entlüftungsschlitze die einzigen Entlüftungsmittel innerhalb der Formflächen des Negativ-Laufstreifens sind.
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Durch die Anordnung mehrerer Entlüftungsschlitze pro Negativ-Profilelement, welche innerhalb des negativ-Profilelementes angeordnet sind, also dieses querend durchlaufen, ist eine sichere Ableitung der Luft im gesamten Negativ-Profilelement gewährleistet. Auf herkömmliche Entlüftungsmittel wie Entlüftungskanäle oder Eurovents ist verzichtet worden, wodurch eine aufwendige Reinigung bzw. Austausch dieser letztgenannten Entlüftungsmittel entfällt. „In etwa quer zur Umfangsrichtung“ meint innerhalb eines Bereiches, der zwischen 120° und 60° in Bezug auf die Umfangsrichtung liegt. Die Entlüftungsschlitze nehmen zwischen 5% und 15% der Negativ-Profilelementoberfläche ein. Dadurch wird generell eine für einen Formvorgang geeignete Entlüftung gewährleistet.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Entlüftungsschlitz eine Breite von 25 µm bis 70 µm, vorzugsweise von 30 µm bis 60 µm aufweist. Die Breite des Entlüftungsschlitzes bemisst sich senkrecht zu seiner Längserstreckung. Die vorgenannte Breite gewährt eine ausreichende Entlüftung, jedoch wird das Eindringen von Kautschukmaterial des Reifens in den Entlüftungsschlitz vermieden, so dass am heizgepressten Reifen keine bzw. kaum Austriebe entstehen. Zudem verschmutzt oder verstopft der Entlüftungsschlitz nicht bzw. kaum.
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Zweckmäßig ist es, wenn der Entlüftungsschlitz eine Länge von 10 mm bis 40 mm aufweist, damit das neue Entlüftungskonzept flexibel konstruiert werden kann. Der Entlüftungsschlitz kann dabei unterschiedliche Gestalt aufnehmen.
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Um eine gute Entlüftung zu gewährleisten ist es vorteilhaft, wenn die Entlüftungsschlitze zwischen Lamellenblechen und parallel zu diesen angeordnet sind, wobei sich vorzugsweise ein Entlüftungsschlitz mit einem Lamellenblech in ihrer Anordnung abwechselt. Die Entlüftungsschlitze sind beabstandet zu den Lamellenblechen angeordnet. Besonders Winterreifen und All-Seasonreifen weisen in den Negativ-Profilelementen Lamellenbleche auf, welche im heizgepressten Reifen Feineinschnitte ausbilden, welche innerhalb des Profilelementes angeordnet sind. Diese Feineinschnitte sind insbesondere bei winterlicher Fahrbahn und bei Nässe vorteilhaft. Jedoch stellt die Entlüftung der Vulkanisierform bisher eine Herausforderung dar, da die Abführung der Luft aus den Zwischenräumen zwischen den Lamellenblechen schwierig ist, weil die Lamellenbleche die Luftabführung behindern. Daher ist die Anordnung der Entlüftungsschlitze zwischen diesen Lamellenblechen und parallel zu diesen sehr vorteilhaft, um eine ausreichende Luftabführung zu gewährleisten. Es ist ein Reifen heizzupressen, der eine saubere Oberflächenanmutung aufweist. Eurovents und/oder andere Entlüftungskanäle im Bereich der Lamellenbleche sind nicht erforderlich.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Entlüftungsschlitz in Richtung radial außen (zur Außenseite der Vulkanisierform hin) in einen Entlüftungskanal mündet, dessen Querschnittsfläche größer als die Querschnittsfläche des Entlüftungsschlitzes ist und dessen Querschnitt vorzugsweise rund ist. Hierdurch kann bei einer anstehenden Reinigung der Vulkanisierform der Entlüftungsspalt leicht von der Außenseite her ausgeblasen werden, wobei ein bestehender Gummirest als Pfropfen rückstandsfrei ausgetrieben werden kann.
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Zweckmäßig ist es, wenn der Entlüftungsschlitz über seine Längserstreckung, vorzugsweise über seine Längserstreckung und über seine Tiefenerstreckung, die gleiche Breite aufweist, damit unterschiedliche Schlitzanordnungen auf der Formoberfläche ermöglicht werden können (um den angemessenen Entlüftungsumfang zu erfüllen) und eine Entlüftungsbohrung von der Hinterseite der Form gezielt angesetzt werden kann.
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In einer bestimmten Ausführungsform enden die beiden Enden eines Entlüftungsschlitzes innerhalb des Negativ-Profilelementes.
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In einer der vorgenannten Ausführungsform alternativen Ausführung enden die beiden Enden eines Entlüftungsschlitzes außerhalb des Negativ-Profilelementes in den das Negativ-Profilelement begrenzenden Negativ-Rillen.
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Zweckmäßig ist es, wenn der Entlüftungsschlitz eine Tiefenerstreckung von 3 mm bis 5 mm aufweist. Ebenso zweckmäßig ist es, wenn der Entlüftungskanal eine Tiefenerstreckung von 10 mm bis 15 mm aufweist. Somit entspricht das Entlüftungskonzept der durchschnittlichen geometrischen Anforderung eines Formsegments bezüglich der Dicke.
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Ein Fahrzeugluftreifen, welcher mit einer Vulkanisierform nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche heizgepresst ist, ist vorzugsweise ein Winterreifen oder ein All-Season-Reifen. Diese Reifen weisen vergleichsweise viele Feineinschnitte auf, wodurch die Entlüftung einer entsprechenden Vulkanisierform, welche viele Lamellenbleche aufweist, mit den vorbeschriebenen Entlüftungsschlitzen sauber und vollständig erfolgt, ohne dass Austriebe oder Abdrücke von bisher verwendeten Entlüftungsmitteln auf der Laufstreifenoberfläche verbleiben.
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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 segmentierte Vulkanisierform mit Formsegmenten;
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2 eine Aufsicht auf die Formfläche eines Formsegmentes, wobei die obere Hälfte mit Entlüftungsmitteln des Standes der Technik und die untere Hälfte erfindungsgemäß mit Entlüftungsschlitzen versehen ist;
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3 einen Querschnitt eines Entlüftungsschlitzes samt Entlüftungskanal entlang des Schnittes A-A der 2;
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4 einen Längsschnitt des Entlüftungsschlitzes samt Entlüftungskanal der 3 entlang des Schnittes B-B der 2;
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5 einen Längsschnitt eines anderen Entlüftungsschlitzes samt Entlüftungskanales.
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In der 1 ist eine vereinfachte schematische Darstellung einer segmentierten Vulkanisierform 1 für Fahrzeugreifen 4 mit mehreren, zu einer umfangsmäßig geschlossenen Form zusammenfügbaren Formsegmenten 2 dargestellt. Die Formsegmente sind radial verfahrbar und bilden radial innen einen Formenhohlraum 6. Die Formsegmente 2 weisen innenseitig Formflächen 3 auf. Die Formsegmente 2 weisen weiterhin Entlüftungsmittel 5 (nicht dargestellt) auf, welche mit der Atmosphäre in Verbindung stehen und durch welche Gas aus dem Formenhohlraum 6 der Vulkanisierform 1 durch das Formsegment 2 hindurch nach außen ausleitbar ist.
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Die 2 zeigt eine Aufsicht auf die Formfläche 3 eines Formsegmentes 2, wobei die obere Hälfte mit Entlüftungsmitteln 5 des Standes der Technik und die untere Hälfte erfindungsgemäß mit Entlüftungsschlitzen 10 versehen ist. Die Formfläche 3 weist ein Negativ-Laufstreifenprofil mit Negativ-Profilelementen 6 zur Formung des Positiv-Laufstreifenprofils mit Positiv-Profilelementen des zu vulkanisierenden Fahrzeugreifens auf. Die Negativ-Rillen 7 bilden in der Formfläche 2 des Formsegmentes Stege. Die hier gezeigte Formfläche 3 ist die eines Winterreifens. Innerhalb der Negativ-Profilelemente 6 sind Lamellenbleche 8 angeordnet, welche die Feineinschnitte des heizzupressenden Reifens formen. Die Lamellenbleche 8 sind in Aufsicht sinusförmig (linke Hälfte) oder gerade (rechte Hälfte) ausgebildet und queren das Negativ-Profilelement 6.
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Zur oberen Hälfte der Formfläche (Stand der Technik):
Um eine ausreichende Entlüftung zu gewährleisten sind eine Vielzahl an Eurovents 9 innerhalb eines jeden Negativ-Profilelementes 6 angeordnet. In Winterreifenformen sind bis zu 6000 Eurovents angeordnet. Diese bedeutet einen enormen Zeit- und Kostenaufwand, um die Eurovents mittels Bohrungen in die Formsegmente einzubringen als auch die durch Betrieb der Vulkanisierform verschmutzten oder verstopften Eurovents auszutauschen oder zu reinigen. Der mit der oberen Hälfte der Formfläche 2 heizgepresste Reifen weist kreisrunde Abdrücke der Eurovents auf der Laufstreifenoberfläche auf.
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Zur unteren Hälfte der Formfläche (erfindungsgemäß):
Um eine ausreichende Entlüftung zu gewähren, sind ausschließlich Entlüftungsschlitze 10 als Entlüftungsmittel 5 in den Formflächen 2 der Negativ-Profilelemente 6 angeordnet. Hierbei sind wenigstens zwei Entlüftungsschlitze 10 in einem Negativ-Profilelement 6 angeordnet. Die Entlüftungsschlitze 10 verlaufen in etwa quer zur Umfangsrichtung uR und parallel zueinander und sind innerhalb – nicht randlich – des Negativ-Profilelementes 6 angeordnet und queren dieses. Die Entlüftungsschlitze 10 sind die einzigen Entlüftungsmittel 5 innerhalb der Formflächen 2 des Negativ-Laufstreifens 6. Die Entlüftungsschlitze 10 sind zwischen den Lamellenblechen 8 und parallel zu diesen angeordnet, wobei sich vorzugsweise ein Entlüftungsschlitz 10 mit einem Lamellenblech 8 abwechselt. Es sind auch Entlüftungsschlitze 10 zwischen einem Lamellenblech 8 und der Negativ-Profilblockkante 11 angeordnet. Die beiden Enden eines Entlüfungsschlitzes 10 enden innerhalb des Negativ-Profilelementes 6. Die Oberfläche der Entlüftungsschlitze 10 eines Negativ-Profilelementes 6 beträgt etwa 5–15 % der Oberfläche des Negativ-Profilelementes 6.
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Die 3 zeigt einen Querschnitt eines Entlüftungsschlitzes 10 samt Entlüftungskanal 12 entlang des Schnittes A-A der 2, während die 4 den entsprechenden Längsschnitt zeigt. Der Entlüftungsschlitz 10 weist eine Breite b von 25 µm bis 70 µm, vorzugsweise von 30 µm bis 60 µm auf. Der Entlüftungsschlitz 10 mündet in den Entlüftungskanal 12, dessen Querschnittsfläche rund ist und größer als die Querschnittsfläche des Entlüftungsschlitzes ist. Der Durchmesser d des Entlüftungskanales 12 beträgt zwischen 2 mm und 3 mm.
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Der Entlüftungsschlitz 10 weist eine radiale Tiefenerstreckung 13 von 3 mm bis 5 mm und der Entlüftungskanal 12 weist eine radiale Tiefenerstreckung 14 von 10 mm bis 15 mm auf. Über die Längserstreckung 15 des Entlüftungsschlitzes 10 und über seine Tiefenerstreckung 14 bleibt die Breite b gleich. Die Längserstreckung 15 beträgt zwischen 10 mm und 40 mm.
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Die 5 zeigt einen Längsschnitt eines anderen Entlüftungsschlitzes 10 samt Entlüftungskanales 12. Der Längsschnitt dieses Entlüftungsmittels 5 unterscheidet sich von dem der 4 darin, dass die untere Fläche des Entlüftungsschlitzes 16 trichterförmig in den Entlüftungskanal 12 übergeht, während die untere Fläche des Entlüftungsschlitzes 16 der 4 in axialer Richtung aR verlaufend ausgebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vulkanisierform
- 2
- Formsegment
- 3
- Formfläche
- 4
- Fahrzeugreifen
- 5
- Entlüftungsmittel
- 6
- Negativ-Profilelement
- 7
- Negativ-Rille
- 8
- Lamellenblech
- 9
- Eurovent
- 10
- Entlüftungsschlitz
- 11
- Negativ-Profilblockkante
- 12
- Entlüftungskanal
- 13
- Tiefenerstreckung Entlüftungsschlitz
- 14
- Tiefenerstreckung Entlüftungskanal
- 15
- Längserstreckung Entlüftungsschlitz
- 16
- Untere Fläche des Entlüftungsschlitzes
- b
- Breite Entlüftungsschlitz
- d
- Durchmesser Entlüftungskanal
- rR
- radiale Richtung
- aR
- axiale Richtung
- uR
- Umfangsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3914649 A1 [0002]
- DE 19543276 A1 [0005]
