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Die Erfindung bezieht sich auf eine Presse zum Umformen eines zylindrischen
Reifenrohlings in einen schlauchlosen Luftreifen durch Bombieren, Ausformen und
Vulkanisieren, bei der als Mittel zum Bombieren, Anpressen des Rohlings gegen die
Innenwandung einer zweiteiligen Form und Vulkanisieren ein heißes, unmittelbar auf
die Innenwand des Rohlings zur Einwirkung gebrachtes fießfähiges Medium, wie z.
B. heiße Luft oder Dampf, verwendet wird sowie im Inneren der Hohlform zwei in axialer
Richtung und unabhängig voneinander bewegbare, den Reifenwülsten ringförmig gegenüberliegende
Druckglieder vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Wülste des Rohlings während des
Vulkanisiervorgangs bei geschlossener Hohlform zusätzlich mit hohem Druck gegen
die Wulstformabschnitte der Hohlforminnenwandung preßbar sind, wobei Mittel vorgesehen
sind, die während des Bombierens einen niedrigeren Druck auf die Wülste ausüben.
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Bei der bekannten Presse (französische Patentschrift 1 130 248) bestehen
die Mittel zum Andrücken der beiden Wülste gegen die betreffenden Formhälften während
des Bombierens aus dem gasförmigen Medium, z. B. heißer Luft oder Dampf, das während
des Bombierens, jedoch mit niedrigerem Druck als für den Vulkanisiervorgang in den
zwischen den Formhälften eingeschlossenen Reifenrohling eingeleitet wird.
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Das Andrücken der Wülste an die Formhälften mittels des gasförmigen
Mediums hat zwar bereits den Vorteil, daß die Wülste sich während des Bombiervorgangs
zwanglos drehen können; es verhindert jedoch nicht eine Faltenbildung im Bereich
der Wülste, die auch durch das starke Anpressen der Druckglieder nach dem völligen
Schließen der Form nicht mehr völlig beseitigt werden kann.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die Wülste bei
der Ausübung des niedrigeren Druckes auf diese während des Bombierens auch von innen
her fest abzustützen, so daß mit Sicherheit eine Faltenbildung vermieden wird und
trotzdem ein Drehen der Wülste beim Bombieren ohne Zwang gewährleistet bleibt.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die
beiden Druckglieder die Mittel zum Ausüben des niedrigeren Druckes auf die Wülste
während des Bombierens sind. Das bedeutet, daß die Druckglieder bereits beim Beginn
des Bombierens an die Wülste des Rohlings zur Anlage gebracht werden, während bei
der bekannten Presse die Anlage der Druckglieder erst für den Vulkanisiervorgang
erfolgt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Vulkanisierform nach der Erfindung in Seitenansicht,
teilweise aufgebrochen und teilweise im Schnitt; F i g. 2 bis 6 zeigen schematisch
Schnittdarstellungen der Ringe, der Formen und der zugehörigen Teile und veranschaulichen
die Reihenfolge der Betriebsvorgänge beim Formen und Vulkanisieren eines Reifens
gemäß der Erfindung; Fig.7 zeigt in größerem Maßstab sowie im Schnitt einen Teil
der Einrichtung zur Steuerung der unteren Formierungsringe für die Wulst; Fig. 8
ist ein Grundriß nach der Linie 8-8 der
Fig. 1, und zwar durch den oberen Formungsring;
diese Figur läßt das Zusammenwirken der Teile beim geschlossenen Ring erkennen.
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Fig. 9 zeigt den oberen Ring im Grundriß und das Zusammenwirken seiner
einzelnen Teile, wenn der Ring in die Formungsstellung übergeführt worden ist.
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Wie Fig. 1 zeigt, besteht die Reifenvulkanisierpresse aus einer unteren
Grundplatte 1, die mit einer oberen Platte 2 zusammenwirkt und die die Reifenformhälften
4 und 3 tragen; diese Formhälften 4 und 3 weisen Aussparungen auf, die je einem
Teil des Reifens entsprechen und bei geschlossener Form, d. h., wenn die Abschnitte
4 und 3 aufeinanderliegen, einen Hohlraum bilden, in welchem der Reifen vulkanisiert
wird. Die untere Platte 1 wird von einem Gestell 5 getragen, das auf dem Boden,
Fußboden, steht. Die Platte 1 und auch die obere Platte 2 sind in der üblichen Weise
mit Hohlräumen versehen, durch die Dampf hindurchgeführt wird. Die obere Formhälfte3
wird von einem Deckel oder Dom 7 getragen, durch den ein Bolzen 6 hindurchgeführt
ist, an welchem Preßgelenke9 angreifen. Ein ähnlicher Bolzen und eine ähnliche Anordnung
von Preßgelenken ist auf der anderen Seite der Form vorgesehen, jedoch in der Zeichnung
nicht dargestellt.
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Zu beiden Seiten des Deckels7 sind zwei Führungsplatten 11 od. dgl.
gelenkig angeordnet. Das Preßgelenk 9 steht mit einem Zahnrad 10 gelenkig in Verbindung.
Dreht sich das Zahnrad 10 und ein auf der anderen Seite der Presse vorgesehenes
entsprechend ausgebildetes, aber in der Zeichnung nicht dargestelltes Rad, so werden
die Preßgelenke betätigt, und zwar derart, daß sie zunächst den Deckel mit der Platte
2 und die obere Formhälfte 3 in senkrechter Richtung von der unteren Formhälfte
4 abheben; anschließend wird der Deckel 7 mit der Platte 2 und der Formhälfte 3
in die mit strichpunktierten Linien in F i g. 1 veranschaulichte Lage zurückgeschwenkt.
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Wird die in Fig. 1 veranschaulichte Presse in der bisher üblichen
Weise unter Verwendung eines inneren Blähsackes dazu benutzt, um einen Reifen zu
vulkanisieren, so wird der bandförmige Reifen in die Presse so eingesetzt, daß er
gleichachsig mit einem tonnenartigen (in der Zeichnung nicht veranschaulichten)
Blähsack liegt und diesen umgibt. Sobald das Zahnrad 10 gedreht wird, um das Preßgelenk
9 zu betätigen, wird die obere Formhälfte3 auf die untere Formhälfte 4 abgesenkt.
Der Blähsack im Inneren des Reifens wird dann beim Schließen der Form aufgeweitet;
daraufhin wird heißes, unter Druck stehendes Arbeitsmittel in den Blähsack eingeführt
und der Reifen auf diese Weise in die toroidale Form übergeführt. Die bisher beschriebene
Ausgestaltung der Einrichtung ist an sich bekannt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wie auch die Figuren zeigen,
ein inneres Membranglied od. dgl. nicht verwendet; das unter Druck stehende Arbeitsmittel
wirkt unmittelbar gegen die Innenwandung des Reifens anstatt gegen die Innenwand
des Blähsackes.
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Wie die Fig. 1 bis 8 erkennen lassen, finden gemäß der Erfindung
ein oberer Reifenformungsring 15 und ein unterer Reifenformungsring 14 Anwendung;
diese Ringe sind radial spreizbar innerhalb des Reifens, und zwar in zeitlicher
Abstimmung mit den einzelnen Verfahrens abschnitten beim Formen und Vulkanisieren
des Reifens. Der untere Formungsring
14 läßt sich in Abhängigkeit
von den im Zylinder 22 herrschenden Druck in senkrechter Richtung mittels eines
Kolbenstangengehäuses 16 verstellen. Der Ring wird in radialer Richtung aufgeweitet
und wieder zusammengezogen dadurch, daß er mittels einer von einem Druckzylinder22'
betätigten Zahnstange gedreht wird. Der Zylinder 22' und die Zahnstange 20 sind
auf einer Platte 71 in senkrechter Richtung verstellbar, und zwar in Abhängigkeit
von der Arbeitsweise des Zylinders 22; wird das Kolbenstangengehäuse 16 in axialer
Richtung gegenüber dem Reifen verstellt, so wird die komplette Einheit, bestehend
aus Zylinder 22', Zahnstange 20 und Ritzel 18, zusammen mit der Kolbenstange in
Achsrichtung bewegt. Zusätzlich ist es möglich, den Ring 14 in radialer Richtung
zu spreizen oder zusammenzuziehen, und zwar in verschiedenen Axialstellungen gegenüber
dem Reifen.
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Entsprechend ist auch der obere Wulstring 15 auf einem mittels eines
Kolbens 23 bewegbaren Kolbenstangengehäuse 17 angeordnet. Der Ring kann sich in
radialer Richtung ausdehnen und zusammenziehen, wenn das Ritzel 19 mittels einer
Zahnstange 21 gedreht wird, die von einem Zylinder 23 aus antreibbar ist. Die axiale
Einstellung und das Aufweiten bzw. Zusammenziehen in radialer Richtung des oberen
Formungsringes 13 geschieht in zeitlicher Übereinstimmung mit dem Vorgang des Formens
und Vulkanisierens des Reifens.
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Wie der in F i g. 8 dargestellte Grundriß des unteren Wulstformringes
14 erkennen läßt, besteht dieser Ring aus fünf Segmenten 27, die mit Hilfe von Armen
28 von einer Nabe 34 getragen werden. Die Arme 28 sind mit den Segmenten 27 aus
einem Stück hergestellt, sind aber mittels Bolzen 31 an der Nabe 34 angelenkt. Die
Arme können gegenüber der Nabe 34 geschwenkt werden, und zwar vermittels der Gelenkstücke
29, die mit ihrem einen Ende über Gelenkzapfen32 an einer zweiten Nabe35 angreifen
und mit ihrem anderen Ende über Zapfen 30 mit dem Arm 28 verbunden sind.
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Die Nabe 34 sitzt auf einem inneren rohrförmigen Teil 36, der mit
dem Ritzel 18 verbunden ist und daher mittels dieses Ritzels gedreht werden kann.
Der zweite Nabenteil 35 ist an dem äußeren Gehäuse 16 befestigt und gegenüber der
unteren Platte 1 in axialer Richtung verschiebbar. Die Arme 28 sind mittels Zapfen
31 an der Nabe 34 angelenkt, andererseits aber unter Vermittlung des um Zapfen 32
schwenkbaren Gelenkstückes 29 an der Nabe 35 verankert. Das Gelenkstück29 ist mittels
des Zapfens 32 an der Nabe 35, andererseits mittels des Zapfens 30 am Arm 28 schwenkbar
befestigt. Die Nabe35 kann sich also nicht drehen, während die Nabe 34 drehbar ist.
Die Drehverstellung der Nabe 34 schwenkt die Arme 28 um ihre Zapfen 31, so daß die
Segmente 27 in radialer Richtung gespreizt bzw. zusammengezogen werden.
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Um den zusammenlegbaren Ring in seine Formungslage überzuführen,
muß die Nabe34 des in F i g. 8 veranschaulichten Ringes entgegen der Uhrzeigerrichtung
gedreht werden, so daß die Arme 28 und die Gelenkstücke 29 radial in die in F i
g. 9 veranschaulichte Stellung geschwenkt werden. Ist der Ring hingegen zusammenzulegen,
so muß die Nabe 34 in Uhrzeigerrichtung verdreht werden, wodurch die Segmente 27
nach innen zurückgezogen werden.
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Ein elektrisch bzw. mit Hilfe eines Druckmittels
betätigtes System
steuert das Aufweiten des Reifens und den im Innern des Reifens herrschenden Druck
bzw. die Erhöhung und Verminderung dieses Drukkes in zeitlicher Abhängigkeit von
der Bewegung der Formhälften in axialer Richtung gegenüber dem Reifen sowie auch
in zeitlicher Abhängigkeit von dem Druck, der mittels der Wulstformringe gegen die
Reifenwulst ausgeübt wird.
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Fig. 3 veranschaulicht diese elektrisch bzw. mittels eines Druckmittels
betätigte Steuereinrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung.
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Zur Einleitung des Arbeitsspieles, bei welchem der Reifen geformt
und vulkanisiert wird, dient ein an der Presse vorgesehener Druckknopf 49, mit dessen
Hilfe ein Motor in Betrieb gesetzt wird. Durch Niederdrücken dieses Knopfes wird
eine Motorsteuerung bekannter Art in Gang gesetzt, so daß die Bewegung der oberen
Formhälfte und ihrer Platte 7 in axialer Richtung nach unten gegen die untere Formhälfte
4 (F i g. 1) eingeleitet wird. Bei der Abwärtsbewegung der Formhälfte3 kommt ein
Nocken 48 nacheinander mit Grenzschaltern 50, 51 und 52 in Berührung, wodurch mittels
an sich üblicher elektrischer Steuermittel, die in der Zeichnung nicht veranschaulicht
sind, die Druckventile 53, 54, 56 und 57 betätigt werden.
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Aus Gründen der deutlichen Darstellung ist der Nocken 48 lediglich
schematisch veranschaulicht; in der Praxis wird dieser Nocken od. dgl. zweckmäßig
nicht unmittelbar an der Platte 2 angeordnet sein.
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So kann der Nocken beispielsweise ersetzt sein durch das Steuerglied
eines üblichen Zeitreglers, der entsprechend dem Schließen und Öffnen der Form eine
Reihe von Stromkreisen in zeitlich genau festgelegter Aufeinanderfolge steuert.
Derartige Einrichtungen sind bei Reifenformmaschinen vielfach angewendet und bekannt.
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Die Ventile 53 und 54 steuern den oberen und unteren Zylinder 23
bzw. 22 unter Vermittlung von Vierwege-Solenoidventilen 60 bzw. 61; auf diese Weise
wird erreicht, daß diese Zylinder in Abhängigkeit von der Stellung der oberen Formhälfte
3 wirksam werden. Auch die Ventile 58 und 59 sind Vierwege-Solenoidventile, die
dazu dienen, die Zylinder 23' bzw. 22' zu steuern. Diese Ventile arbeiten in Abhängigkeit
von dem im wesentlichen durch die Schalter 50, 51 und 52 gebildeten Zeitregelschaltkreis
und bewirken, daß die Ringe 14 und 15 entsprechend den jeweiligen Stellungen der
Formhälften in radialer Richtung ausgedehnt bzw. zusammengezogen und axial verstellt
werden.
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Die Arbeit mit der neuen Einrichtung geht im wesentlichen so vor
sich, daß ein Reifenband 24 mit den Wulstringen 40 und 41 in die Vulkanisierpresse
so eingesetzt wird, daß es gleichachsig mit der unteren Formhälfte 4 ausgerichtet
ist (F i g. 2). Die obere Formhälfte 3 an der Platte 7 liegt in der Offenstellung
in zurückgezogener Lage, wie dies in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien angedeutet
ist. Der die Vulkanisierpresse Bedienende drückt den Steuerknopf 49 nieder, so daß
der Antrieb der Einrichtung in Gang gesetzt wird und das Rad 10 in Drehung versetzt.
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Die obere Formhälfte und die Platte 7 schwingen nach vorn, da die
Druckstangen 9 von dem Rad 10 betätigt werden, und zwar so lange, bis die obere
Formhälfte 3, die in F i g. 1 mit voll ausgezogenen Linien veranschaulichte Lage
einnimmt, in der sie gleichachsig zur unteren Formhälfte 4 und zum
Reifenband
24 ausgerichtet ist. In dieser Stellung betätigt der an der Platte 7 befindliche
Nocken 48 den Schalter 50, so daß das Ventil 53 geöffnet wird, das in der Leitung
des unter niedrigem Druck stehenden Arbeitsmittels angeordnet ist; auf diese Weise
werden die Zylinder 22 und 23 unter Vermittlung der Solenoidventile 60 und 61 in
Wirkung gesetzt, so daß die rohrförmigen Behälter 16 bzw. 17 verstellt werden. Die
Axialverstellung dieser Behälter bewirkt, daß der obere und der untere Formungsring
15 und 14 bis auf einem bestimmten Axialabstand voneinander genähert werden und
sich, wie Fig. 3 zeigt, im Laufflächenbereich des Reifenbandes befinden.
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Die obere Formhälfte 3 bewegt sich weiterhin in axialer Richtung
nach unten, bis die die Wulst bildenden Abschnitte der Hohlform mit der oberen Wulst
40 des Reifens in Berührung gelangen; in dieser Stellung wirkt der Nocken 48 mit
dem Schalter 51 zusammen; es werden die Ventile 70 und die Solenoidventile 58 bzw.
59 betätigt, so daß die Zylinder 22' und 23' bewegt werden, was zur Folge hat, daß
die Zahnstangen 20 und 21 die Ritzel 18 und 19 verdrehen. Hierdurch werden der obere
und der untere Formring um ihre Mittelachsen verdreht, so daß sie in die in Fig.
4 veranschaulichte Stellung gelangen, in der sie sich sonst gegen die Innenfläche
der Reifenwülste legen. Zu gleicher Zeit wird der Grenzschalter 51 das Ventil 57
betätigen, so daß unter niedrigem Druck stehendes Arbeitsmittel durch die Zuführungsleitung
25 in den Hohlraum eintreten kann, der vom Reifenband 24 und den Formhälften 3 und
4 begrenzt wird. Die obere Formhälfte 3 setzt ihre Abwärtsbewegung fort, während
gleichzeitig der Reifen innen unter Druck gesetzt wird; außerdem wird der Anpreßdruck
der Formringe 14 und 15 gegen die Innenfläche der Reifenwülste aufrechterhalten.
Der obere Ring 15 drückt weiterhin leicht gegen die Reifenwulst; denn die von der
oberen Formhälfte 3 auf die Reifenwulst ausgeübte Kraft, die dem Formring 15 entgegenwirkt,
drückt den Kolbenzylinder 17 gegen den Flüssigkeitsdruck, der in dem Zylinder 23
herrscht. Der Ring 14 wird entsprechend dem Steuervorgang nach der Erfindung durch
den Zylinder 22 gegen den Reifen gedrückt.
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Die obere Formhälfte 3 setzt ihre Abwärtsbewegung in axialer Richtung
fort, bis sie auf die Formhälfte 4 trifft (Fi g. 5), in diesem Augenblick kommt
der Steuernocken 48 mit dem Grenzschalter 52 in Berührung und betätigt diesen Schalter,
was zur Folge hat, daß eine Zeitschaltvorrichtung in Wirkung gesetzt wird, die die
Dauer des Vulkanisiervorganges festlegt und das Ventil 57 abschaltet sowie das Ventil
56 einschaltet, um das Vulkanisiermittel, z. B. unter Druck stehenden Dampf, in
das Innere des Reifens einzuführen. Der volle Formungsdruck wird mittels der Ringe
14 und 15 auf die Reifenwülste ausgeübt, sobald die Solenoide 61 und 60 in-Abhängigkeit
vom Ventil 54 die Zylinder 22 und 23 in Wirkung setzen. Der volle in diesen Zylindern
herrschende Druck preßt die Formringe 14 und 15 in axialer Richtung gegen die Reifenwülste
41 und 40, so daß diese dem vollen Formungsdruck ausgesetzt werden. Wie oben erwähnt,
wurde von den Ringen 14 und 15 während des Schließvorganges der Presse nur ein leichter
Druck auf die Wülste ausgeübt, so daß diese sich beim Aufweiten des Reifens verdrehen
konnten. Der kräftige, nach dem Schließen der Form von den Ringen ausgeübte Druck
dient dazu, die
Wülste in ihrer Querschnittsform in die richtigen Abmessungen zu
bringen. Während die Wulstformringe 14 und 15 mit vollem Formungsdruck gegen die
Reifenwülste gepreßt werden, drückt gleichzeitig der im Reifeninnern auftretende
Druck den Reifen gegen die Innenflächen der Form. Der Arbeitsdruck beträgt bei einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung etwa 12 kg/cm2; der Dampf oder das
überhitzte Wasser hat eine Temperatur von etwa 1770C.
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Je nach der Größe des zu vulkanisierenden Rei fens wird der innere
Anpreßdruck und auch der von den Wulstformringen ausgeübte Druck so lange aufrechterhalten,
bis der Vulkanisationsvorgang beendet ist. Bei einem Personenwagenreifen beträgt
diese Zeit etwa 15 Minuten, bei einer Vulkanisiertemperatur von etwa 1770 C. Nach
Ablauf der 15 Minuten werden das überhitzte Wasser und der Dampf aus dem Reifen
abgelassen; man läßt den Reifen sich abkühlen und hebt ihn dann aus der Form heraus.
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Zum Unterschied von der hier benötigten Vulkanisationszeit von 15
Minuten wird eine Zeit von ungefähr 21 Minuten benötigt, wenn der Reifen gleicher
Größe unter Verwendung eines Vulkanisiersackes behandelt wird, der zwischen dem
heißen Arbeitsmittel und der Innenfläche des Reifens liegt.
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Am Ende der Vulkanisierzeit wird der im Innern des Reifens herrschende
Druck auf Atmosphärendruck herabgesetzt, während die Wulstformringe noch mit voller
Kraft gegen die Wülste drücken.
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Dieser Druckwechsel läßt sich mit Hilfe der den Vorgang steuernden
Einrichtung und unter Verwendung der üblichen Zeitschalter steuern, mit deren Hilfe
Schalter betätigt werden, die die Ventile öffnen, mit deren Hilfe das Arbeitsmittel
abgelassen wird, um den Innendruck herabzusetzen. Es kann hierbei gleichzeitig auch
Luft durch den Reifenhohlraum hindurchgeblasen werden, um Rückstände an Dampf oder
Wasser zu beseitigen.
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Die obere Formhälfte 3 (F i g. 1) wird nunmehr in axialer Richtung
gegenüber der unteren Formhälfte 4 angehoben, und zwar bei Drehung des Zahnrades
10, mit dessen Hilfe die Stangen 9 geschwenkt werden, so daß die Platte 7 und die
obere Formhälfte 12 senkrecht angehoben werden. Sobald die Formhälfte 3 die in Fig.
6 veranschaulichte Stellung erreicht hat, herrscht im Innern des Reifens Atmosphärendruck;
da der Steuernocken 48 den Schalter 52 freigegeben hat, tritt der volle Druck des
Arbeitsmittels durch das Ventil 54, so daß die Zylinder 22 und 23 die Wulstformringe
14 und 15 axial verstellen und die Reifenwülste freigeben. Gleichzeitig werden die
Ventile 59 und 60 abgeschaltet, so daß die Zylinder 22' und 23' die Zahnstangen
20 und 21 antreiben können, was zur Folge hat, daß die Kolbenstangengehäuse 16 und
17 verdreht werden, so daß die Wulstformringe radial zusammengezogen werden.
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Das Rad 10 dreht sich so lange, bis die Form in die völlig geöffnete
Stellung übergeführt worden ist; nunmehr wird durch den Schalter 50 das Ventil 70
betätigt, so daß der Zylinder 22t in Wirkung gesetzt wird und die Zahnstange 20
bewegt; hierbei wird das Ritzel 18 gedreht, so daß der Wulstformungsring 14 in radialer
Richtung aufgeweitet wird. Der obere Formungsring bleibt in der in Fig. 6 veranschaulichten
Stellung. Hat der untere Formungsring 14 die mit gestrichelten Linien in Fig. 6
veranschaulichte aufgeweitete Lage erreicht, so setzt das Ventil 53 das
Solenoid
61 in Wirkung, so daß der Zylinder 22 in Tätigkeit tritt und das Gehäuse 16 nach
oben verstellt. Auf diese Weise wird der untere Formungsring 14 gegen die obere
Wulst 40 des Reifens gedrückt. Auf diese Weise wird der Reifen aus der Höhlung der
unteren Formhälfte herausgehoben bis in die mit A bezeichnete Stellung (Fig. 6),
aus der er leicht entfernt werden kann. Durch ein Drücken des Steuerschalters 49
für den Motor kann der Ring 14 dann zusammengezogen und wieder in seine ursprüngliche
Ausgangsstellung (F i g. 2) zurückgeführt werden. Aus der vorstehenden Beschreibung
ist zu erkennen, daß der Reifen geformt und vulkanisiert wird, ohne daß hierzu irgendein
Teil zur Anwendung gelangt, das zwischen dem von innen her wirkenden Vulkanisiermittel
und der Wandung des Reifens liegen würde.