DE102019205611A1 - Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche oder von Oberflächenbereichen eines Formsegmentes und Formsegment - Google Patents

Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche oder von Oberflächenbereichen eines Formsegmentes und Formsegment Download PDF

Info

Publication number
DE102019205611A1
DE102019205611A1 DE102019205611.3A DE102019205611A DE102019205611A1 DE 102019205611 A1 DE102019205611 A1 DE 102019205611A1 DE 102019205611 A DE102019205611 A DE 102019205611A DE 102019205611 A1 DE102019205611 A1 DE 102019205611A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mold
roughness
surface areas
areas
segment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019205611.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Jürgen Dzick
Nicholas Hoppe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Reifen Deutschland GmbH
Original Assignee
Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Reifen Deutschland GmbH filed Critical Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority to DE102019205611.3A priority Critical patent/DE102019205611A1/de
Publication of DE102019205611A1 publication Critical patent/DE102019205611A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/3568Modifying rugosity
    • B23K26/3576Diminishing rugosity, e.g. grinding; Polishing; Smoothing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/0601Vulcanising tyres; Vulcanising presses for tyres
    • B29D30/0606Vulcanising moulds not integral with vulcanising presses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10Aluminium or alloys thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/30Mounting, exchanging or centering
    • B29C33/301Modular mould systems [MMS], i.e. moulds built up by stacking mould elements, e.g. plates, blocks, rods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/0601Vulcanising tyres; Vulcanising presses for tyres
    • B29D30/0606Vulcanising moulds not integral with vulcanising presses
    • B29D2030/0607Constructional features of the moulds
    • B29D2030/0612Means for forming recesses or protrusions in the tyres, e.g. grooves or ribs, to create the tread or sidewalls patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/0601Vulcanising tyres; Vulcanising presses for tyres
    • B29D30/0606Vulcanising moulds not integral with vulcanising presses
    • B29D2030/0607Constructional features of the moulds
    • B29D2030/0616Surface structure of the mould, e.g. roughness, arrangement of slits, grooves or channels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche oder von Oberflächenbereichen (8, 9) der den Laufstreifen eines Fahrzeugreifens formenden Formseite (4) eines insbesondere in einem Strahlprozess bearbeiteten Formsegmentes (1) einer aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Gussform für eine Vulkanisationsform.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf eine technisch einfache, automatisierbare und zuverlässige Weise die aus Aluminiumlegierungen bestehenden Oberflächen oder Oberflächenbereiche der Formseiten von Formsegmenten zu glätten.Die die aus der Aluminiumlegierung bestehende Oberfläche der Formseite (4) oder Oberflächenbereiche (8, 9) dieser Oberfläche wird bzw. werden durch Laserpolieren geglättet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche oder von Oberflächenbereichen der den Laufstreifen eines Fahrzeugreifens formenden Formseite eines insbesondere in einem Strahlprozess bearbeiteten Formsegmentes einer aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Gussform für eine Vulkanisationsform. Die Erfindung betrifft ferner ein Formsegment einer aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Gussform für eine Vulkanisationsform eines Fahrzeugreifens, mit einer den Laufstreifen eines Fahrzeugreifens formenden Formseite.
  • Bekannterweise erfolgt die Vulkanisation von Fahrzeugreifen in Heizpressen, in welchen ein Reifenrohling in eine Vulkanisationsform eingebracht und unter Einwirkung von Druck und Temperatur vulkanisiert wird. Die Formsegmente bilden einen Formsegmentring welcher den Laufstreifen des Reifens ausformt und heizt und dabei in diesen das Laufstreifenprofil einprägt. Übliche Formsegmente bestehen aus einer Aluminiumlegierung und sind die Teile einer einteilig hergestellten Aluminiumgussform, die nach ihrer Herstellung in Formsegmente geschnitten wird. Nach einer maschinellen Bearbeitung der Formsegmente werden deren Oberflächen üblicherweise mit Sand, Korund, Glas oder mit tribologischen Strahlmedien gestrahlt. Infolge des Strahlprozesses weisen die aus der Aluminiumlegierung bestehenden Oberflächenbereiche an der Formseite der Formsegmente eine geringe Oberflächenrauheit mit einem Sa von etwa 0,8 µm bis 5,0 µm (gemäß EN ISO 25178) auf. Durch den Gussprozess befinden sich in der gestrahlten Oberfläche stellenweise kleine offen Poren sowie kleinste Fehlstellen in den Angussbereichen von eingegossenen Elementen, die durch den üblichen, unmittelbar auf die Herstellung folgende Strahlprozess nicht komplett zum Verschwinden gebracht werden können.
  • An der dem Hohlraum der Vulkanisationsform zugewandten Formseite der Formsegmente befinden sich die den Laufstreifen und dessen Profilierung ausformenden Oberflächenbereiche mit Lamellen und/oder Rippen, wobei die Lamellen schmale Einschnitte und die Rippen breitere Rillen im Laufstreifen ausformen. Bei traditionellen Aluminiumgussformen sind die die Rillen ausformenden Rippen mitgegossen, die Lamellen sind meist Stahlblechteile, die während des Herstellprozesses in die Aluminiumlegierung eingegossen werden.
  • Aus der DE 10 2012 102 322 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Vulkanisationsform für Fahrzeugreifen bekannt, bei welchem die Lamellen mittels eines additiven Verfahrens, wie beispielsweise selektives Laserschmelzen (SLM), hergestellt werden, während die Formsegmente durch ein Gießverfahren oder ein spanabhebendes Verfahren hergestellt werden, wobei die Lamellen nachträglich in die Formsegmente eingebracht werden. Aus der DE 10 2015 202 328 A1 ist es ebenfalls bekannt, Lamellen durch selektives Laserschmelzen aus einem Metallpulver herzustellen, wobei die Lamellen Lamellenteile aufweisen, welche sich mit anderen Lamellenteilen kreuzen.
  • Aluminiumgussformen weisen nach dem Strahlprozess eine weitgehend homogene und einheitliche Oberflächenrauheit auf. Mit den üblichen Methoden, wie das erwähnte Sandstrahlen, ist es jedoch nicht möglich, die Oberflächenbereiche an der Formseite noch mehr zu glätten und dabei noch vorhandene oberflächliche Poren und kleine Fehlstellen zu beseitigen, insbesondere weil Strahlverfahren nicht selektiv anwendbar sind und ein zu hoher Druck oder sehr abrasive Strahlmedien die Oberflächen beschädigen würden. Offene Poren sowie kleinste Fehlstellen in der Oberfläche bilden unerwünschter Weise Angriffsstellen für Verschmutzungen. Darüber hinaus verursachen diese Fehlstellen Beeinträchtigungen des äußeren Erscheinungsbildes des in einer solchen Form geheizten Reifens. Die bekannten Strahl- und Beschichtungsprozesse erlauben es nur bedingt, Einfluss auf den Glanzgrad der Formseite der Formsegmente zu nehmen, sodass die Herstellung eines geheizten Reifen mit einer einwandfrei glatten, ggf. auch glänzenden Außenseite am Laufstreifen nicht möglich ist.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, auf eine technisch einfache, automatisierbare und zuverlässige Weise die aus Aluminiumlegierungen bestehenden Oberflächen oder Oberflächenbereiche der Formseiten von Formsegmenten glätten und Poren und Fehlstellen, insbesondere jene um eingegossene Elemente, beseitigen zu können. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, Formsegmente mit glatterer Oberfläche an ihrer Formseite und insbesondere ohne offene Poren und Fehlstellen zur Verfügung zu stellen.
  • Bezüglich des Verfahrens wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die aus der Aluminiumlegierung bestehende Oberfläche der Formseite oder Oberflächenbereiche dieser Oberfläche durch Laserpolieren geglättet wird bzw. werden.
  • Was das Formsegment betrifft, wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die aus der Aluminiumlegierung bestehende Oberfläche der Formseite oder Oberflächenbereiche dieser Oberfläche laserpoliert ist bzw. sind.
  • Beim Polieren mit Laserstrahlen wird eine dünne Randschicht an der Oberfläche des Bauteils umgeschmolzen, sodass eine Glättung der Oberfläche in Folge der Grenzflächenspannung erfolgt. Das Wirkprinzip des Laserpolierens unterscheidet sich daher grundlegend von konventionellen Schleif- und Polierverfahren, die Material abtragende Verfahren sind. Durch Laserpolieren wird nämlich eine dünne oberflächliche Schicht nochmals aufgeschmolzen und in erwünschter Weise geglättet, wobei Poren aufgefüllt und Fehlstellen geglättet werden. Das Verfahren des Laserpolierens gestattet auf eine zuverlässige, automatisiert ablaufbare und gezielt einsetzbare Weise das Glätten von Oberflächen oder Oberflächenbereichen von Aluminiumgussformen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird das Formsegment vorab, also vor dem Laserpolieren, in einem Strahlprozess derart bearbeitet, dass die aus Aluminiumlegierung bestehenden Oberflächenbereiche an der Formseite des Formsegmentes eine Oberflächenrauheit mit einem Sa von vorzugsweise 0,8 µm bis 5,0 µm (gemäß EN ISO 25178) aufweisen. Derartige Oberflächen aus einer Aluminiumlegierung lassen sich durch Laserpolieren besonders effektiv glätten.
  • Bevorzugt wird die Oberfläche bzw. werden die Oberflächenbereiche mittels eines kontinuierlichen und/oder eines gepulsten Lasers geglättet. Ein gepulster Laser ist vor allem dafür geeignet, besonders glatte Oberflächen zu erzeugen.
  • Besonders bevorzugt sind Ausführungen, bei welchen die Oberfläche oder Oberflächenbereiche derart laserpoliert wird bzw. werden, dass sie eine Rauheit mit Sa = 0,1 µm bis 3,0 µm, insbesondere 0,5 µm bis 1,0 µm (jeweils gemäß EN ISO 25178), aufweist bzw. aufweisen. Mit derartigen Oberflächen an Formsegmenten lassen sich qualitativ einwandfreie Außenflächen am Laufstreifen eines Fahrzeugreifens ausformen.
  • Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Variante des Verfahrens werden Oberflächenbereiche, welche die Außenfläche von Profilblöcken, Profilrippen und dergleichen im Laufstreifen des zu vulkanisierenden Fahrzeugreifens ausformen, durch Laserpolieren derart bearbeitet, dass sie Bereiche bzw. Abschnitte aufweisen, die eine unterschiedliche Rauheit besitzen und deren Rauheit sich von der Rauheit anderer oder nicht laserpolierter Oberflächenbereiche unterscheidet. Laserpolieren ermöglicht es daher, gezielt Bereiche mit unterschiedlicher Rauheit zu erzeugen, sodass besonders auffallende Gestaltungen der Oberflächen bzw. Außenflächen des Laufstreifens von neuen Reifen möglich sind.
  • Dabei können gemäß einer besonders bevorzugten Variante des Verfahrens Oberflächenbereiche, welche die Außenflächen von Profilblöcken, Profilrippen und dergleichen ausformen, insgesamt derart laserpoliert werden, dass sie eine bestimmte, zumindest weitgehend homogene Rauheit aufweisen, wobei anschließend Teilbereiche oder Abschnitte dieser Oberflächenbereiche nochmals laserpoliert werden, sodass in diesen Teilbereichen oder Abschnitten die Rauheit weiter verringert wird.
  • Bei einer weiteren, alternativen und bevorzugten Variante des Verfahrens wird das Formsegment entweder derart gestrahlt oder es wird bereits die Aluminiumgussform mittels einer Rough-Surface-Technologie derart hergestellt, dass die Außenfläche des Formsegmentes bzw. die Oberflächenbereiche an der Formseite des Formsegmentes eine Rauheit mit einem Sa von 10,0 µm bis 20,0 µm aufweist bzw. aufweisen, wobei anschließend Oberflächenbereiche, welche die Außenflächen von Profilblöcken, Profilrippen und dergleichen ausformen, mittels Laserstrahlung derart poliert werden, dass die polierten Bereiche eine geringere Rauheit, insbesondere eine Rauheit mit Sa = 0,1 µm bis 3,0 µm, vorzugsweise 0,5 µm bis 1,0 µm, aufweisen, wobei Teilbereiche oder Abschnitte dieser Oberflächenbereiche ausgespart werden.
  • Besonders vorteilhaft ist eine Variante des Verfahrens, bei welcher an Oberflächenbereichen, welche die Außenflächen von Profilblöcken, Profilrippen und dergleichen ausformen, als Abschnitte oder Teilbereiche mit der größten Rauheit Streifen mit einer Breite von beispielsweise 0,1 mm bis 0,5 mm ausgebildet werden. Dies ist eine Maßnahme, um etwa bei Reifen, die für den Einsatz unter winterlichen Fahrbedingungen geeignet und vorgesehen sind, im Neuzustand die Eisgriffeigenschaften zu verbessern.
  • Was das Formsegment betrifft, so weist bzw. weisen die Oberfläche oder Oberflächenbereiche des Formsegmentes im laserpolierten Zustand bevorzugt eine Rauheit mit Sa = 0,1 µm bis 3,0 µm, insbesondere 0,5 µm bis 1,0 µm (jeweils gemäß EN ISO 25178), auf.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Formsegmentes ist vorgesehen, dass Oberflächenbereiche, welche die Außenflächen von Profilblöcken, Profilrippen und dergleichen ausformen, eine Rauheit aufweisen, die sich von der Rauheit anderer Oberflächenbereiche, insbesondere solchen die ebenfalls Außenflächen von Profilblöcken und Profilrippen ausformen, unterscheidet. So können etwa Oberflächenbereiche, welche die Außenflächen von Profilblöcken, Profilrippen und dergleichen ausformen, Abschnitte oder Bereiche mit voneinander unterschiedlicher Rauheit aufweisen, insbesondere in Form von Streifen mit einer Breite von beispielsweise 0,1 mm bis 0,5 mm, wobei innerhalb diesen Streifen die Rauheit größer ist als in den außerhalb der Streifen verbliebenen Oberflächenbereichen.
  • Die Erfindung betrifft ferner einen Fahrzeugreifen, insbesondere einen Fahrzeugluftreifen, welcher in einer Vulkanisationsform mit Formsegmenten nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13 vulkanisiert worden ist und einen Laufstreifen mit Positivflächen, beispielsweise Außenflächen an Profilrippen oder Profilblöcken oder Teilbereiche dieser Außenflächen aufweist, welche unterschiedliche Glanzgrade (gemäß EN ISO 2813) aufweisen.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnung, die Ausführungsbeispiele darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen
    • 1 eine Ansicht eines Formsegmentes einer Reifenvulkanisationsform,
    • 2 einen Segmentring aus Formsegmenten,
    • 3 einen Querschnitt eines Formsegmentes,
    • 4 eine Ansicht einer Lamelle,
    • 5 eine Ansicht einer Rippe und
    • 6 eine Schrägansicht eines Formsegmentes.
  • In der Beschreibung und den Patentansprüchen ist unter Rauheit die Rauheit Sa gemäß EN ISO 25178 gemeint. Der Begriff „Laufstreifen“ umfasst auch die reifenschulterseitigen Bereiche des Laufstreifen bis zum Beginn der Seitenwände des Reifens.
  • Übliche Vulkanisationsformen für Fahrzeugluftreifen sind mehrteilige Containerformen, die sich innerhalb einer Heizpresse befinden. Bekannterweise weisen Heizpressen einen Pressenoberteil, einen Pressenunterteil und die entsprechenden Mechanismen zum Positionieren des zu vulkanisierenden Reifens, zur Betätigung der Bestandteile der Vulkanisationsform, zum Einbringen der Heizmedien und zum Entfernen des fertig vulkanisierten Reifens aus der Vulkanisationsform auf. Zu den Bestandteilen einer üblichen Vulkanisationsform gehören eine obere und eine untere Heizplatte, eine obere und eine untere Seitenwandschale, ein oberer und ein unterer Wulstring, sowie ein Segmentring, welcher beispielsweise aus sieben bis vierzehn ringförmig angeordneten Segmentschuhen besteht, welche formgebende Formsegmente 1 in gleicher Anzahl halten.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines dieser Formsegmente 1, 2 einen Formsegmentring 2 aus im Beispiel elf Formsegmenten 1. Beim Schließen der Vulkanisationsform werden die Segmentschuhe mitsamt den Formsegmenten 1 in radialer Richtung zum geschlossenen Segmentring zusammengefahren, nach der Vulkanisation des betreffenden Reifens wieder auseinandergefahren, sodass der vulkanisierte Reifen der Form entnommen werden kann. Wie insbesondere 1 zeigt, weist jedes Formsegment 1 eine Außenseite, den sogenannten Segmentrücken 3 auf, mit welcher das jeweilige Formsegment 1 in einem der erwähnten Segmentschuhe der Vulkanisationsform angeordnet wird. Weiterhin weist jedes Formsegment 1 eine dem Hohlraum der Vulkanisationsform zugewandte Formseite 4 auf, auf welcher sich die das Profil negativ des Laufstreifens wiedergebenden Elemente, wie Rippen, Lamellen und dergleichen befinden, wobei in 1, 3 und in 6 Rippen eingezeichnet sind, Lamellen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet, können jedoch vorhanden sein.
  • Die Formsegmente 1 sind die Teile einer Aluminiumgussform, sie sind daher aus einer Aluminiumlegierung, insbesondere gemäß einem üblichen Verfahren, hergestellt. Ist in der auszuformenden Laufstreifenprofilierung das Ausbilden von Einschnitten vorgesehen, sind an den betreffenden Stellen in den Formsegmenten 1 Lamellen verankert, welche separat gefertigt werden und entweder aus Stahl bestehen oder mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, insbesondere mittels SLM (Selective Laser Melting) aus einem Metallpulver hergestellt sind. Rippen 5 zum Ausformen von Rillen im Laufstreifen sind entweder bei der Herstellung der Aluminiumgussform mitgeformte Teile derselben oder werden, analog zu Lamellen, durch ein additives Fertigungsverfahren, wie bereits erwähnt insbesondere durch SLM, separat hergestellt und analog zu den durch SLM hergestellte Lamellen in der Aluminiumlegierung während der Herstellung der Aluminiumgussform verankert.
  • Die Aluminiumgussform kann daher mit Stahllamellen und/oder mit durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellten Lamellen und/oder mit durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellten Rippen und/oder mit mitgegossenen Rippen versehen sein.
  • Unter Einschnitten werden schmale Rillen im Laufstreifen verstanden, die üblicherweise eine Breite von 0,3 mm bis etwa 1,5 mm aufweisen, von Rillen spricht man üblicherweise dann, wenn eine Breite von 1,5 mm überschritten wird.
  • Die Herstellung der Aluminiumgussform erfolgt in bekannter Weise in einer Anzahl von Schritten unter Herstellung bzw. Verwendung eines Fräsmodells aus Kunststoff, eines Flexibels aus einem flexiblen Kunststoffmaterial, eines Gipskernes und eines aus einer Aluminiumlegierung gegossenen Formsegmentringes, welcher in eine entsprechende Anzahl von Formsegmenten geteilt wird. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2018 220 659.7 der Anmelderin beschrieben.
  • 4 zeigt eine Ansicht eines Beispiels einer einfach gestalteten Lamelle 6, die ein Stahllamelle oder eine durch ein additives Fertigungsverfahren wie SLM aus Metallpulver hergestellte Lamelle ist. 5 zeigt eine Ansicht eines Beispiels einer einfach gestalteten Rippe 7, die durch ein additives Fertigungsverfahren wie SLM aus Metallpulver hergestellt ist. Sowohl die Lamelle 6 als auch die Rippe 7 weisen ein Verankerungsteil 6a, 7a und ein Ausformungsteil 6b, 7b auf. Die gestrichelte Linie 1 versinnbildlicht jeweils die Grenze zwischen dem Ausformungsteil 6b, 7b und dem Verankerungsteil 6a, 7a. Im Verankerungsteil 6a, 7a ist jeweils eine Anzahl von Löchern ausgebildet, sodass die Lamelle 6 bzw. die Rippe 7 mit ihrem Verankerungsteil 6a, 7a, in der Aluminiumlegierung beim Gießen des Formsegmentringes fest verankert wird. Die Geometrie des Ausformungsteils 6b der Lamelle 6 entspricht der erwünschten Ausgestaltung des im Laufstreifen einzuformenden Einschnittes, die Geometrie des Ausformungsteils 7b der Rippe 7 der erwünschten Ausgestaltung der im Laufstreifen einzuformenden Rille. Die Verankerungsteile 6a, 7a weisen eine insbesondere konstante Dicke in der Größenordnung von 0,3 mm bis 1,5 mm auf.
  • Die durch ein additives Verfahren wie SLM hergestellten Lamellen 6 und Rippen 7 weisen verfahrensbedingt eine nicht unwesentliche oberflächliche Rauheit und durch den schichtweisen Aufbau Oberflächendefekte in Form von Stufen auf. Diese Bauteile besitzen daher unmittelbar nach ihrer Herstellung keine glatten bzw. homogenen Oberflächen und genügen somit nicht den Anforderungen an Reifenheizformen zur Ausformung von Einschnitten und Rillen in der Profilierung von Laufstreifen in Fahrzeugluftreifen. Die Lamellen 6 und die Rippen 7 werden daher, insbesondere unmittelbar nach ihrer Herstellung, zumindest an den Oberflächen der Ausformungsteile 6b, 7b, insbesondere komplett, mittels Laserstrahlung poliert und anschließend dem weiteren Fertigungsprozess zugeführt. Laserpolieren eignet sich insbesondere auch dazu, die Kanten an den Ausformungsteilen 6b, 7b von Lamellen 6 und Rippen 7 zu verrunden. Durch Laserpolieren wird die Rauheit der behandelten Oberflächen der Lamellen 6 und Rippen 7 vorzugsweise auf eine weitgehend gleichmäßige Rauheit mit Sa = 0,5 µm bis 5,0 µm, insbesondere mit Sa = 0,05 µm bis 0,3 µm, reduziert. Alternativ ist es möglich, die durch ein additives Verfahren hergestellten Lamellen 6 und Rippen 7 erst im eingegossenen Zustand mit Laser zu polieren, wie beschrieben.
  • Vorzugsweise erfolgen nach dem Laserpolieren eine Konservierung der Oberflächen durch Hartstoffbeschichten und gegebenenfalls eine Behandlung mit schmutzabweisenden Substanzen.
  • An der Formseite 4 der Formsegmente 1 befinden sich somit verankerte Lamellen und/oder Rippen 7, ferner weist die Formseite 4 Oberflächenbereiche 8 (3, 6) auf, welche die Außenflächen von Profilblöcken, Profilrippen und dergleichen ausformen, und, je nach Ausführung, Oberflächen 9 an mitgegossenen Rippen 5 (3, 6).
  • Bei einer bevorzugten Ausführung wird die Aluminiumgussform nach ihrer Herstellung über ihre gesamte Oberfläche gestrahlt, insbesondere sandgestrahlt, sodass auch die Oberflächenbereiche 8 und die Oberflächen 9 der mitgegossenen Rippen 5 eine weitgehend homogene Rauheit mit Sa = 5,0 µm bis Sa = 8,0 µm (gemäß EN ISO 25178) erhalten. Anschließend werden zumindest die Oberflächenbereiche 8, insbesondere auch die Oberflächenbereiche 9, durch Laserpolieren auf eine Rauheit mit Sa = 0,1 µm bis 3,0 µm, insbesondere 0,5 µm bis 1,0 µm, laserpoliert, sodass noch vorhandene offene Poren sowie kleine Defekte verschmolzen werden. Beim Laserpolieren können auch etwaige kleine Spalte bei eingesetzten Lamellen 6 oder Rippen 7 mit geschmolzener Aluminiumlegierung verschlossen werden.
  • Bei einer weiteren Ausführung werden Oberflächenbereiche 8 durch Laserpolieren derart bearbeitet, dass sie Bereiche bzw. Abschnitte unterschiedlicher Rauheit aufweisen. Dazu werden beispielsweise bestimmte Oberflächenbereiche 8 derart laserpoliert, dass sie sich von anderen abweichend laserpolierten oder nicht laserpolierten Oberflächenbereichen 8 unterscheiden. So können beispielsweise Oberflächenbereiche 8, welche die Außenflächen von schulterseitigen Blöcken oder Profilrippen formen, durch Laserpolieren eine Rauheit mit Sa= 1,0 µm erhalten. Andere Oberflächenbereiche 8, die beispielsweise Außenflächen von Rippen und/oder Profilblöcken im mittleren Bereich des Laufstreifens formen, werden durch Laserpolieren auf Hochglanz poliert, sodass sie beispielsweise eine Rauheit mit Sa = 0,1 µm aufweisen. An der Formseite 4 können derart Oberflächenbereiche 8 oder Abschnitte von Oberflächenbereichen 8 mit unterschiedlicher Rauheit (auch mit mehr als zwei unterschiedlichen Rauheiten) gebildet werden. Ein Reifen, der in einer Vulkanisationsform mit derart gestalteten Formsegmenten vulkanisiert wird, weist im Laufstreifen Oberflächenbereiche mit unterschiedlichen Glanzgraden (insbesondere gemäß und analog zu EN ISO 2813) und Schwarztönen auf.
  • Bei einer weiteren Ausführung werden Oberflächenbereiche 8 durch Laserpolieren gezielt derart bearbeitet, dass sie Abschnitte mit unterschiedlicher Rauheit aufweisen. Wie es 6 anhand eines Formsegmentes 1 mit Rippen 6 zeigt, ist es beispielsweise möglich, schmale, insbesondere 0,1 mm bis 0,5 mm breite, gerade oder auch wellenförmig oder zickzackförmig und dergleichen verlaufende Streifen 10 in Oberflächenbereichen 8 zu erzeugen, die eine größere Rauheit aufweisen, als die Oberflächenbereiche außerhalb der Streifen 10. Dazu wird beispielsweise die fertige Aluminiumgussform komplett derart gestrahlt, insbesondere sandgestrahlt, dass ihre Außenfläche und damit auch die Oberflächenbereiche 8, 9 relativ rau sind, insbesondere eine Rauheit mit Sa = 10,0 µm bis 20,0 µm aufweisen. Alternativ wird mittels einer „Rough Surface“-Technologie eine derartige Rauheit bereits bei der Herstellung der Aluminiumgussform erzeugt. Anschließend werden Oberflächenbereiche 8 mittels Laserstrahlung poliert, sodass die polierten Bereiche beispielsweise eine Rauheit mit Sa = 0,5 µm bis 3,0 µm, insbesondere bis 1,0 µm, aufweisen, wobei die erwähnten Streifen 10 ausgespart werden. Dabei können bestimmte Oberflächenbereiche 8 ohne Streifen 10 zu belassen laserpoliert werden. Am vulkanisierten Reifen weisen dann die Außenflächen der betreffenden Profilelemente, etwa Profilblöcke, sichtbare schmale Streifen mit einer erhöhten Rauheit auf. Bei neuem Reifen wirken sich diese Streifen beispielsweise auf die Eisgriffeigenschaften des Reifens positiv aus.
  • Laserpolieren macht es auch möglich, beliebige oberflächliche Muster, Schriftzeichen und dergleichen an den Außenflächen der Laufstreifen der vulkanisierten Reifen zu erzeugen, in dem die entsprechenden Oberflächenbereiche der Formsegmente entsprechend laserpoliert werden. Zur Bearbeitung der Oberflächen von Aluminiumgussformen eignet sich vor allem ein kontinuierlicher Laser, wobei gepulster Laser vor allem dafür eingesetzt wird, besonders glatte Oberflächen zu erzeugen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Formsegment
    2
    Formsegmentring
    3
    Segmentrücken
    4
    Formseite
    5, 7
    Rippe
    6
    Lamelle
    6a,
    7a Verankerungsteil
    6b, 7b
    Ausformungsteil
    8, 9
    Oberflächenbereich
    10
    Streifen
    1
    Grenzlinie
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012102322 A1 [0004]
    • DE 102015202328 A1 [0004]
    • DE 102018220659 [0027]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche oder von Oberflächenbereichen (8, 9) der den Laufstreifen eines Fahrzeugreifens formenden Formseite (4) eines insbesondere in einem Strahlprozess bearbeiteten Formsegmentes (1) einer aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Gussform für eine Vulkanisationsform, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Aluminiumlegierung bestehende Oberfläche der Formseite (4) oder Oberflächenbereiche (8, 9) dieser Oberfläche laserpoliert wird bzw. werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formsegment (1) vorab in einem Strahlprozess derart bearbeitet wird, dass die aus der Aluminiumlegierung bestehenden Oberflächenbereiche an der Formseite des Formsegmentes (1) eine Oberflächenrauheit mit einem Sa von vorzugsweise 0,8 µm bis 5,0 µm (gemäß EN ISO 25178) aufweisen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche oder Oberflächenbereiche (8, 9) mittels eines kontinuierlichen und/oder eines gepulsten Lasers geglättet wird bzw. werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche oder Oberflächenbereiche (8, 9) derart laserpoliert wird bzw. werden, dass sie eine Rauheit mit Sa = 0,1 µm bis 3,0 µm, insbesondere 0,5 µm bis 1,0 µm (jeweils gemäß EN ISO 25178), aufweist bzw. aufweisen.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächenbereiche (8), welche die Außenflächen von Profilblöcken, Profilrippen und dergleichen im Laufstreifen des zu vulkanisierenden Fahrzeugreifen ausformen, durch Laserpolieren derart bearbeitet werden, dass sie Bereiche bzw. Abschnitte aufweisen, die eine unterschiedliche Rauheit aufweisen oder deren Rauheit sich von der Rauheit anderer oder nicht laserpolierter Oberflächenbereiche unterscheidet.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächenbereiche (8), welche die Außenflächen von Profilblöcken, Profilrippen und dergleichen ausformen, insgesamt derart laserpoliert werden, dass sie eine bestimmte, zumindest weitgehend homogene Rauheit aufweisen, wobei anschliessend Teilbereiche oder Abschnitte dieser Oberflächenbereiche nochmals laserpoliert werden, sodass in diesen Teilbereichen oder Abschnitten die Rauheit verringert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Formsegment (1) entweder derart gestrahlt, insbesondere sandgestrahlt, wird, oder die Aluminiumgussform mittels einer Rough-Surface-Technologie derart hergestellt wird, dass die Außenfläche des Formsegmentes (1) bzw. die Oberflächenbereiche (8, 9) an der Formseite (4) des Formsegmentes (1) eine hohe Rauheit mit insbesondere Sa = 10,0 µm bis 20,0 µm aufweist bzw. aufweisen, wobei anschließend Oberflächenbereiche (8), welche die Außenflächen von Profilblöcken, Profilrippen und dergleichen ausformen, mittels Laserstrahlung derart poliert werden, dass die polierten Bereiche eine geringere Rauheit, insbesondere eine Rauheit mit Sa = 0,1 µm bis 3,0 µm, vorzugsweise 0,5 µm bis 1,0 µm, aufweisen, wobei Teilbereiche oder Abschnitte dieser Oberflächenbereiche (8) ausgespart werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an Oberflächenbereichen (8), welche die Außenflächen von Profilblöcken, Profilrippen und dergleichen ausformen, als Abschnitte oder Teilbereiche mit der größten Rauheit Streifen (10) mit einer Breite von beispielsweise 0,1 mm bis 0,5 mm belassen werden.
  9. Formsegment (1) einer aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Gussform für eine Vulkanisationsform eines Fahrzeugreifens, mit einer den Laufstreifen eines Fahrzeugreifens formenden Formseite (4), dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Aluminiumlegierung bestehende Oberfläche der Formseite (4) oder Oberflächenbereiche dieser Oberfläche laserpoliert ist bzw. sind.
  10. Formsegment (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche oder Oberflächenbereiche eine Rauheit mit Sa = 0,1 µm bis 3,0 µm, insbesondere 0,5 µm bis 1,0 µm (jeweils gemäß EN ISO 25178), aufweist bzw. aufweisen.
  11. Formsegment (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächenbereiche (8), welche die Außenflächen von Profilblöcken, Profilrippen und dergleichen ausformen, eine Rauheit aufweisen, die sich von der Rauheit anderer Oberflächenbereiche (8) unterscheidet.
  12. Formsegment (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächenbereiche (8), welche die Außenflächen von Profilblöcken, Profilrippen und dergleichen ausformen, Abschnitte oder Bereiche mit voneinander unterschiedlicher Rauheit aufweisen.
  13. Formsegment (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächenbereiche (8), welche die Außenflächen von Profilblöcken, Profilrippen und dergleichen ausformen, Streifen (10) mit einer Breite von beispielsweise 0,1 mm bis 0,5 mm aufweisen, in welchen die Rauheit größer ist als in den außerhalb der Streifen verbliebenen Oberflächenbereichen (8).
  14. Fahrzeugreifen, insbesondere Fahrzeugluftreifen, welcher in einer Vulkanisationsform mit Formsegmenten (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13 vulkanisiert worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass Positivflächen am Laufstreifen, beispielsweise Außenflächen an Profilblöcken oder Profilrippen, oder Teilbereiche derselben unterschiedliche Glanzgrade (gemäß EN ISO 2813) aufweisen.
DE102019205611.3A 2019-04-17 2019-04-17 Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche oder von Oberflächenbereichen eines Formsegmentes und Formsegment Pending DE102019205611A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019205611.3A DE102019205611A1 (de) 2019-04-17 2019-04-17 Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche oder von Oberflächenbereichen eines Formsegmentes und Formsegment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019205611.3A DE102019205611A1 (de) 2019-04-17 2019-04-17 Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche oder von Oberflächenbereichen eines Formsegmentes und Formsegment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019205611A1 true DE102019205611A1 (de) 2020-10-22

Family

ID=72660364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019205611.3A Pending DE102019205611A1 (de) 2019-04-17 2019-04-17 Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche oder von Oberflächenbereichen eines Formsegmentes und Formsegment

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019205611A1 (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69927659T2 (de) Metallisches Formwerkzeug zur Reifenvulkanisierung und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102004028462A1 (de) Reifenvulkanisierform mit mehreren zu einer umfangsmäßig geschlossenen Form zusammenfügbaren Profilsegmenten
EP3256310B1 (de) Lamelle, die durch selektives-laser-melting (slm) hergestellt ist
EP2987630B1 (de) Verfahren zur herstellung einer vulkanisierform für fahrzeugreifen und vulkanisierform für fahrzeugreifen
DE102004052766A1 (de) Reifenvulkanisierform mit mehreren zu einer umfangsmässig geschlossenen Form zusammenfügbaren Profilsegmenten
EP3765312A1 (de) Rippen-oder lamellenförmiges element, profilringsegment und verfahren zur herstellung eines profilringsegmentes
DE102019211420A1 (de) Formsegment und Reifenvulkanisationsform
EP3659791B1 (de) Verfahren zur herstellung eines formsegmentes und formsegment
DE102019205612A1 (de) Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche oder von Oberflächenbereichen eines Formsegmentes, eines Formsegmentteiles oder eines rippen- oder lamellenförmigen Elementes einer Vulkanisationsform für einen Fahrzeugreifen
DE102019205611A1 (de) Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche oder von Oberflächenbereichen eines Formsegmentes und Formsegment
WO2015082102A1 (de) Vulkanisierform für winter- und allseason- fahrzeugreifen, verfahren zur herstellung der vulkanisierform und fahrzeugluftreifen
DE1604425A1 (de) Metallene Gussform mit Abdampfstoepseln zum Formen von Plastikgegenstaenden und zum Vulkanisieren von Gummigegenstaenden
DE2831219C2 (de) Formsegment, insbesondere für Reifenvulkanisierformen und Verfahren zu seiner Herstellung
DE602005003048T2 (de) Herstellungsverfahren einer Reifenlauffläche
EP3261830B1 (de) Verfahren zur herstellung eines profilsegmentes einer segmentierten giess-vulkanisierform für fahrzeugreifen
WO2003002334A1 (de) Formsegment eines vulkanisierformwerkzeug für luftreifen
DE1965121A1 (de) Form,insbesondere Vulkanisierform mit Entlueftungsoeffnungen
WO2016015927A1 (de) Vulkanisierform zum vulkanisieren von fahrzeugreifen und verfahren zur herstellung einer vulkanisierform
EP1063047A2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Vulkanisationsform für Fahrzeugreifen und Vulkanisationsform für Fahrzeugreifen
DE102018213083A1 (de) Reifenvulkanisierform und Fahrzeugluftreifen
EP4168198A1 (de) Verfahren zur herstellung einer formsegmentkomponente, formsegmentkomponente, vulkanisationsform und fahrzeugluftreifen
DE102020201682A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Formsegmentes einer Vulkanisationsform, Formsegment und Vulkanisationsform
EP3815890B1 (de) Formelement, vulkanisationsform und fahrzeugluftreifen
DE719940C (de) Verfahren zum Herstellen nichtgleitender Luftreifen
DE102016203885A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugreifens

Legal Events

Date Code Title Description
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CONTINENTAL REIFEN DEUTSCHLAND GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL REIFEN DEUTSCHLAND GMBH, 30165 HANNOVER, DE