DE2228610B2 - Gießform zur Herstellung von Luftreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießform zur Herstellung von Luftreifen mit einer Außenform aus voneinander trennbaren Formteilen, die einen torusförmigen Formhohlraum mit einer ringförmigen, radial einwärts gerichteten öffnung umschließen, und mit einem in den Formhohlraum einbringbaren torusförmigen Kern, dessen Außenseite die Innenwand des Formhohlraums bildet.

Mit einer solchen Gießform läßt sich ein karkassenloser Luftreifen herstellen.

Es ist eine Gießform der beschriebenen Art bekannt, bei der ein fester metallischer Kern verwendet wird, der der inneren Gestalt des Reifens entspricht. In der Regel besteht ein solcher metallischer Kern aus mehreren Einzelteilen, die nach dem Gießen einzeln aus dem gegossenen Reifen herausgenommen werden und anschließend wieder zu einem kompletten Kern zusammengesetzt werden müssen. Dies ist aufwendig. Ferner ist es schwierig, mit einem solches Kern die ίο geforderte hohe Maßgenauigkeit des herzustellenden Reifens zu gewährleisten. Da die Wanddicke des gegossenen Reifens maßgebend für seine Leistungseigenschaften ist, ist Jas Einhalten einer hohen Maßgenauigkeit jedoch von großer Bedeutung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gießform der eingangs beschriebenen Art einfacher als bekannt und dennoch so auszubilden, daß eine hohe Maßgenauigkeit der zu erz;iiger<.i%;n Reifen gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Kern aus einem gasdichten flexiblen Balg besteht, der mit ringförmigen, in axialem Abstand voneinander angeordneten Wulsten auf einem die ringförmige öffnung der Außenform abschließenden, von einem Aufblasventil durchsetzten Verschlußring gasdicht abgestützt ist.

Es ist an sich bekannt (französische Patentschrift 999 866), einen vorgeformten Reifenrohlung unter Verwendung eines flexiblen Kerns zu einem Reifen auszuformen. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um eine Herstellung durch Gießen.

Mit einer Gießform gemäß der Erfindung ist in einfacher Weise ein gegossener Luftreifen mit geringen Maßtoleranzen herstellbar. Die hohe Maßhaltigkeit wird dadurch erreicht, daß das Innere des flexiblen Bates unter Druck gesetzt wird. Nach dem Trennen der Formteile und Ablassen des Druckes aus dem flexiblen Balg läßt sich der fertig gegossene Luftreifen sehr einfach aus der Form entfernen, ohne daß dazu ein Kern zerlegt oder beim Abziehen des Reifens unerwünschte Beanspruchungen auf seine Wulstbereiche ausgeübt werden müßten. Für einen flexiblen BaIj-, der mit Wülsten gasdicht an einer Unterlage befestigt ist. wird kein selbständiger Schutz begehrt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch eine Gießform,

F i g. 2 einen Schnitt durch einen nachgiebigen hohlen Buig zur Verwendung in Verbindung mit der Gießform entsprechend F i g. 1 und

F i g. 3 einen Schnitt durch eine abgewandelte Gießform.

Ein mit einer Form gemäß F i g. 1 zu gießender Luftreifens weist eine Lauffläche 51 und Seitenwände 52 und 52' auf. Die Seitenwände gehen in Wulste 53 und 53' über, die durch Wulstdrähte 54 und 54' verstärkt sind. Der gegossene Luftreifen 5 ist in seiner Gesamtheit, ausgenommen jedoch die Wulstdrähte 54 und 54', durch Gießen einer fluidisierten hochmolekularen Masse hergestellt, z. B. eines Polyurethan. Zur Vereinfachung sei ein derartiges fluidisiertes hochmolekulares Material nachstehend als »Reifenrohmaterial« bezeichnet.

Zum Gießen des Luftreifens 5 dient ein Form- !lohlraum, der zwischen der Innenumfangsfläche einer

festen Außenform 6 und der Außenumfangsfläche eines flexiblen hohlen Balges 8 gebildet ist. Um das Reifenrohmaterial in den Formhohlraum eingießen zu können, ist die Außenform 6 von einem oder mehreren Trichtern 61 durchsetzt. Das Entformen des fertig gegossenen Luftreifens 5 ist durch eine zweiteilige Ausbildung mit zwei voneinander trennbaren Formteüen 62 und 63 oder durch eine drei- oder mehrteilige A usbüdung der Außsnform 6 erleichterbar. Als Trennungsebene zwischen den Forrateilen kann die Mittelebene des gegossenen Luftreifens, gewählt sein.

Die Innenumfangsflächen der beiden Formteile 62 und 63 der Außeaform 6 dienen zur Bestimmung der Außenfläche des gegossenen Luftreifens 5 im Bereich von dessen Lauffläche 51 und Seitenwänden 52, 52'.

Um der Außenform 6 eine hohe mechanische Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen die beim Eingießen des Reifenrohmaterials auftretenden mechanischen und thermischen Beanspruchungen zu verleihen, ist sie vorzugsweise aus Metall hergestellt, beispielsweise aus Baustahl. Es ist selbstverständlich tuch möglich, zur Herstellung der Außenform 6 einen Kunststoff zu verwenden, der jedoch eine ausreichend große mechanische und thermische Festigkeit bzw. Widerstandsfähigkeit aufweisen muß.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Gießform sind im Bereich der Wuiste 53 und 53' die Flächenabschnitte des gegossenen Luftreifens 5, die beim Aufziehen des Reifens auf eine Felge an den Felgenschultern und am Felgenrand zur Anlage kommen, durch die entsprechende Innenfläche eines Verschlußringes 7 geformt. Entsprechend F i g. 1 besteht auch der Verschlußring 7 aus zwei voneinander trennbaren Hälften, die zusammen mit den beiden Formteüen 62 und 63 der Außenform 6 gehandhabt werden können. An der Trennfläche zwischen den beiden Hälften des Verschlußringes 7 ist ein Dichtglied, wie ein O-Ring 71, angi ordnet, der dazu dient, den Innendruck im flexiblen Balg 8 während des Formvorganges auf einer entsprechenden Höhe zu halten.

Aus F i g. 1 ist zu erkennen, daß der Verschlußring 7 von einem damit fest verbundenen Aufblasventil 72 durchsetzt ist, durch das unter hohem Druck stehendes Gaf in den Balg 8 einleitbar ist, der somit während des Formvorganges in aufgeblasenem Zustand gehalten wird. Der Innendruck im Balg 8 sollte während des Formvorganges so hoch sein, daß der Blag 8 durch die während des Formvorganges auf ihn wirkenden mechanischen und thermischen Beanspruchungen nicht veriormt wird. Zur Erzeugung dieses Innendruckes kann als Hochdruckgas beispielsweise Druckluf' verwendet werden.

Aus F i g. 2 sind die Bestandteile des Balges 3 zu erkennen, nämlich eine Umfangsschicht 81 aus Gummi

Y =

am äußeren Umfang, eine nachgiebige ringwulstförmige, verstärkende Cordlage 82, eine gasdichte Auskleidung 83, Aussteifungsteile 84 und 84' sowie Wulste 85 und 85', Die Cordlage 82 weist in der dargestellten Ausbildungsform zwei gummierte Cordlagen auf, die jeweils beispielsweise aus Rayon-Fäden von 1650 denier hergestellt und mit Gummi beschichtet sind. Die Cordfäden der beiden Lagen sind zur Scheitcllinie des Balges 8, d. h. zur äußersten, um den Symmetrie-ίο mittelpunkt des Balges verlaufenden Umfangslinie, entgegengesetzt gerichtet. Beispielsweise bilden die Cordfäden der einen Cordlage mit der Scheitellinie des Balges 8 einen Winkel zwischen 20 und 50°, vorzugsweise von etwa 30°, während diie Cordfäden der

anderen Cordlage gegen die Scheitellinie einen Winkel von etwa 30° bilden, jedoch entgegengesetzt gerichtet sind.

Für bestimmte AnwendungsfäUe können die Cordfäden der verstärkenden Cordlage 82 rechtwinklig zur Scheitellinie des Balges 8 ausgerichtet sein. In diesem Fall können zur Verstärkung des Balges 8 in seiner Umfangsrichtung zusätzliche Lagen im Scheitelbereich des Balges 8 angeordnet sein. Mit anderen Worten stellt die letztgenannte zusätzliche Lage eine Art

2.t Gürtel dar, der sich längs des Umfangs des Balges erstreckt und dessen Ausdehnung verhindert.

Die entgegengesetzten Randbereiche der verstärkenden Cordlage 82 erstrecken sich in einen zwischen den beiden Wulsten 85 und 85' gelegenen Raum und sind so umgeschlagen, daß sie mit ihren Rändern die beiden Wulste 85, 85' einschließen. Auf diese Weise ist eine feste Verbindung zwischen den beiden Wulsten und der Cordlage 82 erzielt. Vorzugsweise erstrecken sich die umgeschlagenen Ränder der Cordlage bis in den Bereich ihrer parallel zur Drehachse des zu gielienden Luftreifens gemessenen größten Breite.

Die Cordfäden der Cordlage 82 sind aus einer oder mehreren organischen oder anorganischen, natürlichen oder synthetischen Fasern hergestellt, z. B. aus Rayon, Polyester, Glasfasern, Metalldrähten, Polyamid oder Polyvinylalkohol. Insbesondere sind Cordfäden aus Rayon- oder Polyester-Fäden geeignet.

Die Abmessungen des B'ages 8 müssen während der Gießvorgänge genau erhalten bleiben. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man das Balginnere unter Druck setzt. Auf Grund zahlreicher Versuche und analytischer Studien, die auf der Grundlage der Schalentheorie vorgenommen wurden, wurde festgestellt, daß sich der Querschnitt eines derartigen torusförmigen Balges theoretisch mit Hilfe der nachstehenden Gleichung bestimmen läßt, wobei angenommen wird, daß sich die Cordfäden im Balg unter der durch den Druck bewirkten Verformung nicht dehnen:

\!(Rl- Rf)* Rf sin² _Λβ -- (Rl - Λ²)² (A₀ ² - A² cos²

Darin ist:

Y — die halbe Breite des Balges, gemessen im rechten Winkel zu einer Ebene der um den Symmetriemittelpunkt des Kerns geführten äußerstem Umfangslinie,

R — Radius vom Symmetriemittelpunkt des Balges zu einem Punkt des Balges, an dem die Balgbreite gleich ²Y ist,

R₀ = maximaler Radius des Balges als Abstand des Symmetriemittelpunktes des Balges bis zu seinem äußersten Umfang,

R_m = Radius vom vorgenannten Symmetriemittelpunkt des zu einem Punkt am Balg, an dem die Balgbreite ihren größten Wert hat,

A₀ = Neigungswinkel der Cordfäden der verstärkenden Cordlage 82 gegen die Scheitellinie des Balgs.

Die Gleichung (1) bedeutet, daß die Querschnittsgestalt des Balges 8, dargestellt durch die halbe Breite Y als Funktion des Radius R, nur durch drei Konstruktionsmaße bestimmt ist, nämlich durch den maximalen Radius R₀, durch den Radius R_m zum Punkt der maximalen Breite und durch den Lagewinkel der Cordfäden der Cordlagen 82 am äußersten Umfang des Balges 8.

An Stelle der vorgenannten drei Konstruktionsmaße können auch andere Größen zur Bestimmung der Querschnittsgestalt des Balges 8 verwendet werden, beispielsweise der Radius der Wulste 85 und 85' vom Mittelpunkt des Balges 8 aus gemessen, in Verbindung mit dem maximalen Radius R_n und dem Neigungswinkel \₀. Der Abstand H zwischen den beiden Wulsten 85 und 85' kann ebenfalls als eines der Konstruktionsmaße verwendet werden, mit denen die Querschnittsgesta'it des Balges 8 bestimmbar ist.

Obgleich gemäß Gleichung (1) bei richtiger Auswahl des Neigungswinkels λ₀ die Querschnittsgestalt nahezu bestimmt ist, ist es häufig zweckmäßig, bei dieser Berechnung zusätzliche Faktoren zu berücksichtigen. Entsprechend F i g. 2 gehen von den Wulsten 85 und 85' zwei Aussteifungsteile 84 und 84' aus und reichen bis in den Bereich, in dem der Balg 8 seine größte Breite aufweist. Diese Aussteifungsteile 84 und 84' gewähren auf Grund ihrer Gestalt gleichbleibende Querschnittsgestalt des Balges 8 beim Arbeiten unter Druck. Als Werkstoff für die Aussteifungsteile 84 und 84' kommt beispielsweise Hartgummi, anderer harter Gummi oder ein Kunstharz in Frage, dessen Shore-Härte A nicht kleiner als 60 ist. Die Aussteifungsteile 84 und 84' können verjüngt ausgebildet sein, so daß ihre Dicke von den Wulsten 85 und 85' zum Bereich der größten Balgbreite hin abnimmt. Zur Erhöhung der Härte können Füllstoffe zugesetzt sein.

Um die genaue, bleibende Maßhaltigkeit des Außenumfangs des Balges 8 zu gewährleisten, kann, wie in F i g. 2 dargestellt, an der Außenseite des Balges 8 die Umfangsschicht 81 angeordnet sein. Die Dicke der Umfangsschicht 81 kann zwischen 1 und 6 mm betragen. Die äußere Oberfläche kann durch Schleifen bearbeitet sein, so daß die zweckmäßig gewählte Gestalt mit einer Genauigkeit von etwa 0,5 mm erzielt ist.

Im Betrieb sollte der Innendruck im Balg 8 höher sein als der des in die Formhöhlung zwischen Balg 8 und Außenform 6 eingegossenen plastifizieren Reifenrohmaterials. Ist der Innendruck im Balg 8 zu gering, so kann der Balg 8 durch den Druck des in die Form sich ergießenden Reifenrohmaterials verformt werden. Der Innendruck im Balg 8 beträgt während des Gießvorgangs beispielsweise zwischen 0.5 und 5.0 kp/cm². Wird der Balg 8 mit einem hohen Innendruck beaufschlagt, so muß darauf geachtet werden, daß aus

ίο dem Balg 8 durch die Verbindungsstelle zwischen dem Verschlußring 7 und dem Balg 8 kein Gas austritt, da sonst im gegossenen Luftreifen 5 Hohlräume entstehen können. Um einen solchen Gasaustritt zu verhindern, ist bei der Ausbildung nach F i g. 2 an der Innenfläche und an den Abschnitten des Balges 8, die mit dem Verschlußring 7 in Berührung kommen. eine Auskleidung 83 vorgesehen. Diese Auskleidung besteht aus einem gasundurchlässigen Werkstoff, beispielsweise aus einer hochmolekularen Substanz mit geringer Luft- oder Gasdurchlässigkeit. Vorzugsweise ist die Auskleidung 83 über die am Verschlußring 7 angreifenden Flächenabschnitte hinaus bis in die Außenumfangsfiäche des Balges 8 geführt, so daß die Süßeren Ränder der Auskleidung 83 mit der Umfangsschicht 81 fest verbunden sind. Die Dicke der Auskleidung 83 beträgt beispielsweise zwischen 0,5 und 2 mm.

Die Wulste 85 und 85' des Balges 8 können auch aus Metalldrähten, wie sie bei hsrKÖmmlichen Automobil-Luftreifen verwendet werden, hergestellt sein. Es ist jedoch auch möglich, hierzu nichtmetallische Werkstoffe, wie z. B. Glasfasern. Rayon, Polyester oder eir anderes organisches oder anorganisches Material /x verwenden, das dem Innendruck im BaIgS wider stehen kann.

In F i g. 3 ist eine abgewandelte Gießform dargestellt bei der ebenfalls ein Verschlußring 7, eine Außenform < und ein ringwulstförmiger Balg 8 vorgesehen sind Bei der Ausbildungsform entsprechend F i g. 3 dien der Verschlußring 7 jedoch lediglich dazu, den Balg} zu halten. Er ist an der Begrenzung des Formhohl raums für den zu gießenden Luftreifen 5 nicht beteiligt Daher brauchen bei der Fertigung des Verschluß ringes 7 keine so engen Toleranzen eingehalten zt werden, so daß sich verhältnismäßig niedrige Her Stellungskosten ergeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Gießform zur Herstellung von Luftreifen mit einer Außenform aus voneinander trennbaren Formteilen, die einen torusförmigen Formhohlraum mit einer ringförmigen, radial einwärts gerichteten öffnung umschließen, und mit einem in den Formhohlraum einbringbaren torusförmigen Kern, dessen Außenseite die Innenwand des Formhohlraums bildet, dadurch gekennzeichne t, daß der Kern aus einem gasdichten flexiblen Balg (8) besteht, der mit ringförmigen, in axialem Abstand voneinander angeordneten Wulsten (85, 85) auf einem die ringförmige öffnung der Außenform (6) abschließenden, von einem Aufblasventil (12) durchsetzten Verschlußring (7) gasdicht abgestützt ist.

2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag (8) wenigstens eine verstärkende Cordlage (82), eine Umfangsschicht (81) aus Gummi auf der Außenseite der Cordlage (82), sowie eine gasdichte Auskleidung (83) auf der Innenseite der Cordlage (82) aufweist.

3. GietJform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Cordlage (82) aus Rayon, Polyester, Glasfaser, Metalldraht Polyamid oder Polyvinylalkohol besteht.

4. Gießform nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden der Cordlage (82) unter einem Winkel 7wischen 20 und 50° zur Umfanjsrichtung des Balges (8) ausgerichtet sind.

5. Gießform nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden der Cordlage (82) rechtwinklig zur Umfangsrichtung des Balges (8) ausgerichtet sind.

6. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Wulste (85, 85') des Balges (8) aus Rayon, Polyester, Glasfaser, Metalldraht, Polyamid oder Polyvinylalkohol bestehen.

7. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (8) zwei Aussteifungsteile (84,84') aufweist, die sich zwischen den ringförmigen Wulsten (85,85') bis in den Bereich der größten Breite des Balges (8) erstrecken.

8. Gießform narh einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring (7) aus zwei voneinander trennbaren Hälften zusammengesetzt ist.