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Einrichtung an einer Reifenvulkanisierform zur Bildung eines Loches
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an einer Reifenvulkarisierform zur
Bildung eines Loches für die Aufnahme eines Ventils in der Seitenwand eines Fahrzeugluftreifens,
während er sich zur Vulkanisation in der Form befindet.
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In den letzen Jahren werden in zunehmendem Umfange Fahrzeugreifen
verlangt, die ein Seitenwandventil haben. Diese Ventilanordnung ist besonders bei
Reifen mit durch eine Trennwand unterteilten Drucklufträumen zweckmäßig und ermöglicht
auch eine Verringerung des Radfelgendurchmessers, die bei der niedrigen Bauart moderner
Kraftwagen erwünscht ist.
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Solche Seitenwandventile sind normalerweise aus einem elastischen
Material, z. 3. Gummi, hergestellt und haben einen zylindrischen Rumpf mit einem
vergrößerten Kopf. Der Rumpf steckt in einem Loch der Seitenwand, während der Kopf
in einer Vertiefung in der Außenoberfläche der Reifenwand aufsitzt.
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Bisher hat man das für das Ventil benötigte Loch in der Reifenwand
durch Bohren in dem vollständig vulkanisierten Reifen hergestellt, beschädigte aber
dabei die Verstärkungseinlagen, so daß die Haltbarkeit des Reifens beeinträchtigt
wurde. Auch Bearbeitungsspuren an den Lochwänden beeinträchtigen die Dichtigkeit
des Reifens. In einem anderen Verfahren benutzt man einen von Hand eingesetzten,
entfernbaren Formungsstift zum Bilden der Ventilöffnung.
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Solche Stifte gehen leicht verloren und machen Schablonen erforderlich,
durch die sie beim Einbringen in den noch nicht vulkanisierten Reifen an der richtigen
Stelle gehalten werden.
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Gemäß der Erfindung wird eine Einrichtung an einer Reifenvulkanisierform
vorgeschlagen, bei der ein Stift in der Seitenwand der Vulkanisierform mit seiner
Achse etwa senkrecht zur Seitenwand stehend und in Richtung seiner Achse bis zum
Hineinragen in den Raum des Formnestes verschiebbar angeordnet ist und der Antrieb
für die Verschiebung des Stiftes an die Steuervorrichtung der Vulkanisierform geschaltet
ist.
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Dadurch kommt das Loch genau an die gewünschte Stelle und wird in
der für die Einbringung günstigsten Zeit eingebracht. Man erhält also stets ein
einwandfreies gleichmäßiges Erzeugnis und vermindert gleichzeitig die Herstellungskosten.
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Die vorhergehenden Ziele der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung und den Zeichnungen von Ausführungsbeispielen hervor. In den Zeichnungen
ist Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer typischen
Reifenvulkanisierungsform mit
einer Einrichtung zur Bildung eines Loches, Fig. 2 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht
mit dem Stift in der eingesetzten Lage, Fig. 3 eine Einzelheit der Einrichtung,
Fig. 4 ein Querschnitt einer typischen schlauchlosen Bereifung mit einem darin angebrachten
Seitenwandventil und Fig. 5 eine Abwandlung der in Fig. 3 gezeigten Einzelheit der
Einrichtung.
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Wie vorher erwähnt, werden durch die Benutzung von losen oder schwimmenden
Stiften, solchen wie die von Hand eingesetzten Stifte, gewisse Vorteile erzielt.
Einer der Hauptvorteile des Stiftes gegenüber dem Bohrverfahren ist die Vermeidung
der Beschädigungsmöglichkeit der Gewebe- oder Textilverstärkungslagen, die die Seitenwandstruktur
der üblichen Luftbereifungen bilden. Ein zusätzlicher Vorteil des schwimmenden Stiftes
ist der, daß, wenn die Bereifung expandiert und sich in der Form während der anfänglichen
Vulkanisationsstufen verschiebt, der Stift sich mit dem Reifen bewegt und dadurch
das Zerreißen oder die Verzermng der Fäden in den Verstärkungslagen vermeidet. Jedoch
ist es, um den Stift in der richtigen Lage anzubringen, notwendig, eine Schablone
zu benutzen, die dem Arbeiter den
Punkt anzeigt, an welchem der
Stift eingeführt werden soll. Ferner ist infolge der Tatsache, daß eine verschiedene
Schablone für jede Reifengröße nötig ist, gefunden worden, daß manche Abweichungen
zwischen den Arbeitern hinsichtlich der Genauigkeit bestehen, mit welcher die Ventilaufnahmeöffnung
angebracht ist. Da die Anbringung der Öffnung und damit des Seitenwandventils eine
wesentliche Tragweite auf die Intensität von während des Dienstes auf das Ventil
ausgeübten Biegungsbeanspruchungen hat, wurde von dieser Abweichung zwischen den
Arbeitern festgestellt, daß sie manche Schwierigkeit bietet. Ferner erfordert das
Einführen eines Stiftes durch die Seitenwand eines Reifenrohlings hindurch erhebliche
Kraft, die häufig eine überverschiebung des Kautschuks in der Nähe des Seitenwandventils
ergibt, woraus sich ein fehlerhaftes Produkt ergibt oder ein solches, welches die
Neigung hat, infolge des Luftauslasses im Betrieb zu versagen.
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Bei der vorliegenden Einrichtung werden diese Nachteile durch eine
automatische Wirkungsweise vermieden, die für eine wirksame Anbringung der Ventilaufnahmeöffnung
in der Reifenseitenwand mit Bezug auf die Formprägung sorgt und die Notwendigkeit
individueller Schablonen für jeden Reifen beseitigt. Außerdem gestattet die zu beschreibende
Einrichtung die Einführung des Stiftes, nachdem der Reifen in der Form ausgedehnt
worden ist, was irgendeine Möglichkeit der Verlagerung des Stiftes infolge Reibung
zwischen dem Stiftkopf und den Formoberflächen verhütet. Aus der Beschreibung der
Einrichtung wird ersichtlich, daß die Möglichkeit von verlorenen Stiften ebenfalls
beseitigt ist und daß irgendeine Abweichung in der Genauigkeit zwischen den Arbeitern
von keiner wesentlichen Bedeutung auf die befriedigende Herstellung des gewünschten
Produktes ist.
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In Fig. 1 ist ein Reifen 1 auf der Innenseite eines Formteiles einer
Reifenvuikanisierform einer Reifenpresse angebracht, das allgemein mit dem Bezugszeichen
2 bezeichnet ist. Eine Matrize 3 ist an dem Lauffiächenteil des Reifens 1 angebracht
und formt das Laufflächenmuster, wenn der Reifen in der Form ausgedehnt wird. Die
Ausdehnung des Reifens in der Form kann durch den Heizschlauch 4 ausge führt werden,
welcher auch ein biegsamer Blähbalg sein kann, so wie sie in den herkömmlichen Vulkanisierpressen
benutzt werden.
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Die automatisch arbeitende Einrichtung, die allgemein durch das Bezugszeichen
5 bezeichnet ist, ist in der Reifenform in der Nähe der Seitenwandfläche des Reifens
1 angebracht. Die Einrichtung enthält im allgemeinen Luftleitungen 6, die mit einem
pneumatischen Betätigungsteil 7 der Einrichtung 5 verbunden sind. Ein Ansatz8 erstreckt
sich von dem Betätigungsteil 7 in die Form und endet in einem im allgemeinen zylindrischen
Vorsprung9, welcher in die Form in einer im wesentlichen senkrechten Richtung zu
der Reifenseitenwand vorsteht. Der Vorsprung 9 sorgt in der Seitenwand des Reifens
1 für die Vertiefung, welche den vergrößerten Kopfteil des Ventils, wenn es eingesetzt
ist, aufnimmt. Ein Stift 10 ist konzentrisch zu dem Vorsprung9 angebracht und ist
in der zurückgezogenen Lage gezeigt. Der Stift 10 wird in der zurückgezogenen Lage
gehalten, bis der Reifen in der Form durch Aufblasen entweder mittels des Heizschlauches
4, des Blähbalges oder durch Aufblasen seiner eigenen Kammer aus-
gedehnt worden
ist. Nachdem dies ausgeführt worden ist und vorzugsweise nachdem Dampf in die nicht
gezeigten Pressendampfplatten eingeführt worden ist, wird der Stift 10 durch die
Reifenseitenwand hindurch durch Betätigung des Betätigungsteils 7 mittels der Luftleitungen
6 eingeführt. Dies kann durch eine herkömmliche Zeitmeßsteuerung ausgeführt werden,
welche die aufeinanderfolgende Arbeit der Reifenpresse steuert. Solche Steuerungen
sind in dieser Technik gut bekannt, und es ist daher nicht notwendig, dieselben
hier zu beschreiben. Es genügt zu bemerken, daß Luft an den Betätigungsteil 7 durch
die Leitungen 6 zu irgendeinem Zeitpunkt während des Arbeitszyklus der Reifenpresse
mittels einer solchen Steuerung geliefert werden kann.
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Fig. 2 ist der Fig. 1 gleich, mit der Ausnahme, daß der Stift 10
in der eingeführten Stellung gezeigt ist.
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Es ist leicht ersichtlich, daß der Stift die Seitenwand des Reifens
vollständig durchbohrt. Der Stift 10 ist mit einem abgerundet verjüngten Vorderendteil
11 versehen, welcher die schnelle Einführung des Stiftes ohne Beschädigung der verstärkenden
Fäden in der Reifenseitenwand gestattet, da der verjüngte Kopf des Stiftes die Fäden
spreizt, um dem Hauptkörper des Stiftes zu gestatten, dazwischen hindurchzugehen.
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Wie erwähnt, ist der Vorteil, den Stift einzuführen, nachdem der Reifen
1 vollständig in der Form geformt worden ist, der, daß die Verschiebung und die
mögliche Beschädigung an den Fäden der Gewebelagen verhütet werden, wenn sich der
Reifen während des Aufblasens verschiebt. Ferner wird, wenn der Reifen in der Form
geformt ist, derselbe etwas erhitzt und wird plastischer, so daß der an den Stift
10 angrenzende Kautschuk fließen kann, um die leichte Einführung des Stiftes zu
gestatten und auch, um zu sichern, daß die Fäden des Cordgewebes in der Nähe des
Stiftes angemessen mit Kautschuk überzogen bleiben. Die letztere Bedingung ist notwendig,
um die Möglichkeit zu verhüten, daß Luft aus der Reifenkammer während des Betriebes
in das Cordgewebe eindringt und Blasen in der Seitenwand des Reifens zu verursachen
sucht.
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Wie aus der Besprechung der Fig. 5 hervorgehen wird, ist es nicht
notwendig, den Stift vollständig durch die Reifenseitenwand hindurch einzuführen,
sondern für gewisse Zwecke kann der Stift nur teilweise vorgeschoben werden, so
daß er sie nur so weit locht oder in sie eindringt, wie die Gewebelagen der Karkasse
gehen.
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Fig. 3 zeigt eine Einzelheit der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung
5. Der Stift 10 ist auf einem Kolben 12 eines doppeltwirkenden Zylinders. 13 angebracht.
Der Stift 10 kann mit dem Kolben 12 durch eine Anzahl herkömmlicher Bauteile verbunden
sein, wobei die dargestellten zwei Sperringe 14 sind. Der Stift ist konzentrisch
zu einem Ansatz 8 angebracht, der an der radialen Innenoherfläche des Zylinders
13 montiert ist. Ein Dichtungselement, z. B. ein O-Ringl5, ist zwischen die Oberfläche
des Stiftes 10 und die Innenwand des Ansatzes 8 eingefügt, um den Auslaß von Luft
aus dem Zylinder 13 in die Reifenform zu verhindern. Ein solcher Zustand muß verhindert
werden, da der Auslaß von Luft in die Form nicht nur die Bereifung deformieren kann,
sondern die Luft kann auch längs der Oberflächen des Stiftes und in die Gewebelagen
eindringen und die Trennung der Gewebelagen zu einem späteren Zeitpunkt bewirken.
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Der Kolben 12 ist pneumatisch an den Wänden des Zylinders 13 mittels
eines zweiten Dichtungselementes oder O-Ringes 16 abgedichtet. Ein zusätzliches
Dichtungselement, O-Ringl7, verhindert den Luftauslaß aus dem Zylinder 13 längs
seiner Berührungsv linie mit der Form 2. Die ganze Einrichtung 5 kann in der Form
in verschiedener Weise in Stellung gehalten werden, z. B. durch den dargestellten
Schraubenbolzen 18. Da der Zylinder 13 doppeitwirkend ist, liefern zwei Luftleitungen
6 Luft durch die Kanäle 19 und 20, wobei jeder von ihnen sich zu einer Seite des
Kolbens 12 erstreckt. Aus der dargestellten Konstruktion ist ersichtlich, daß Druck
in der oberen Luftleitung 6 den Kolben 12 veranlassen wird, sich in die in Fig.
3 gezeigte Lage zu bewegen und dadurch den Stift in die Reifenseitenwand einzuführen.
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Druck in der unteren Luftleitung 6 und der Druckablaß aus der oberen
Luftleitung werden die Bewegung des Kolbens 12 nach auswärts von dem Reifen zur
Spitze des Zylinders 13 bewirken, um den Stift zurückzuziehen. Die Bewegungsstrecke
des Stiftes 10 und des Kolbens 12 kann in verschiedener Weise gesteuert werden.
Zum Beispiel kann der Stift 10 eine Schulter 21 haben, die mit einer dazu passenden
Schulter in dem Ansatz 8 in Verbindung tritt und eine weitere Vorwärtsbewegung des
Stiftes verhindert. Es ist möglich, die Bewegungslänge durch die Längsabmessung
der Kammer des Zylinders 13 zu steuern.
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Dies ist jedoch nicht zu bevorzugen, da es bei der Benutzung von genormten
handelsüblichen Luftzylindern oft schwierig, wenn nicht unmöglich ist, einen Zylinder
zu wählen, der die genau richtige Bewegungslänge aufweist. Ferner würde eine solche
Auswahl kostspielig und zeitraubend sein. Wie vorher erwähnt, wird die Druckeinwirkung
in den Leitungen 6 durch eine übliche Zeiteinstellungsvorrichtung gesteuert, wie
sie bei den handelsüblich verfügbaren Reifenvulkanisierpressen benutzt wird. Die
Zeitregelung und Folge der Unterdruck setzung der Leitungen 6 kann vorgewählt werden,
um für die optimale Wirkung bei der Vulkanisation eines Reifens mit einer Ventilaufnahmeöffnung
in der Seitenwand zu sorgen. Bei der Benutzung der Einrichtung ist gefunden worden,
daß ein Zylinder mit einem maximalen Hub von etwa 2,5 cm und einem Preßluftdruck
von etwa 7,5 atü befriedigend ist und den Stift mit der gewünschten Geschwindigkeit
ohne Beschädigung an dem Reifen oder Beschädigung der Bewegungsstoppeinrichtung
des Stiftes, z. B. der Schulter 21, einfügt.
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Es ist klar, daß, obwohl der Stift 10 im allgemeinen kreisförmigen
Querschnitt aufweist, derselbe mit irgendeiner gewünschten Querschnittsform hergestellt
werden kann, um sich Ventilen von verschiedenen Gestaltungen anzupassen. Ferner
kann die Außenoberfläche des Stiftes mit Rändelungen oder Nuten versehen sein, um
Ventilaufnahmeöffnungen zu bilden, die ein erhabenes Muster besitzen, um das Ventil
besser zu ergreifen oder einzuklemmen.
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Fig. 4 erläutert einen herkömmlichen schlauchlosen Reifen 22 mit
einem in der Seitenwand angebrachten Ventil 23. Das Ventil 23 enthält einen im allgemeinen
zylindrischen Rumpfteil 24 mit einem wesentlich vergrößerten Ventilkopf 25 und einem
etwas kleineren Kopfteil 26, der auf dem Reifeninnern angebracht ist. Der Kopfteil
26 widersteht der Neigung des Ventils, infolge des Druckes der Aufblaseluft aus
dem Reifen herausgedrückt zu werden,
und sorgt auch für eine wirksame Anzeige, daß
das Ventil 23 richtig in die Reifenseitenwand eingestellt ist. Der mittlere Rumpfteil
24 des Ventils ist in einer Öffnung angebracht, die durch Wände 27 des gebildeten
Loches begrenzt ist. Der Rumpfteil 24 wird durch die Spannung in den Fäden 28 der
Gewebelagen 29 in der Seitenwand des Reifens sicher in Stellung gehalten. Der Ventilkopf
25 ist in die Vertiefung 30 in der Reifenseitenwand eingesetzt, die durch die Wände
begrenzt ist, welche während des Vulkanisierungsprozesses durch den Vorsprung 9
des Ansatzes 8 gebildet sind, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.
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Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Einrichtung 5.
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Die Einrichtung ist im wesentlichen die gleiche wie die in Fig. 3
gezeigte, mit der Ausnahme, daß der Stift 31 mit einem Entlüftungskanal 32 versehen
ist, der durch einen Kanal 33 mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht. Der Stift
kann so entworfen sein, daß er nach Betätigung nur teilweise in die Reifenseitenwandfläche
eindringt, so daß der Entlüftungskanal 32 in den Gewebelagen des Reifens angebracht
wird. Auf diese Weise kann Luft, welche zwischen den Gewebelagen des Reifens eingefangen
ist, ausströmen, und es wird die Möglichkeit der Lagentrennung und Blasenbildung
des Reifens während des nachfolgenden Betriebes vermieden.
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Wenn die Einrichtung in dieser Weise benutzt wird, kann die Zurückziehung
des Stiftes jeder Zeit bewirkt werden, selbst eine beträchtliche Zeit vor der Beendigung
der Vulkanisation. Dies kann erwünscht sein, um dem Kautschuk in der Seitenwand
zu gestatten, in das teilweise geformte Loch zu fließen, um ein angenehmeres Aussehen
in dem Endprodukt zu sichern.
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Jedoch kann der Stift mit genügend kleinem Durchmesser hergestellt
sein, so daß der Auslaßlochrest völlig unbemerkbar sein wird, selbst wenn der Stift
nicht zurückgezogen wird, bis die Härtung vollendet ist und die Öffnung daher mit
Gummi unausgefüllt bleibt. Für gewisse Anwendungen ist es vorzuziehen, den Stift
mit einer meißelartigen Spitze 34 zu versehen, um ein sauberes Eindringen des Stiftes
zu sichern und die Möglichkeit der Verstopfung der Auslaßöffnung durch Kautschuk
zu verringern, wenn der Stift eingeführt wird.