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Mehrteilige Form zum Vulkanisieren von Fahrzeugluftreifen Die Erfindung
bezieht sich auf mehrteilige Formen zum Vulkanisieren von Fahrzeugluftreifen, mit
zwischen zwei abstandsveränderlichen Formplatten an Schrägführungen einer Formplatte
in Radialrichtung bewegbaren, zu einem die Reifenlauffläche ab form enden Umfangsteil
zusammensetzbaren Segmenten.
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Nach bekannten Vorsciilägen wird die Radialverschiebung der Formsegmente
gegen den Reifenrohling hin durch Auflaufen auf die Schrägführungen von der Schließbewegung
der die Seitenteile des Reifens abformenden oberen und unteren Formplatten hergeleitet.
Da im Schließzustand der Vulkanisierform die aneinanderstoßenden Segmente eine genau
zentrische fugenlose Innenmantelfläche bilden müssen, setzt eine derart vorgegebene
Abhängigkeit des Bewegungsablaufes die Einhaltung sehr enger Bearbeitungstoleranzen
für die Ausführung und Beschaffenheit der aufeinander gleitenden Formteile voraus.
Die Herstellung der Vulkanisierformen wird aber infolge der hohen Genauigkeitsanforderungen
aufwendig und teuer. Es kommt hinzu, daß der Schließmechanismus im Gebrauch der
Formen durch unvermeidlichen Abrieb und Verschleiß beeinträchtigt wird, so daß die
Formen ständiger Unterhaltung und Nacharbeiten bedürfen. Die gleichförmige Führung
der Vielzahl von Segmenten in genauer Abstimmung aufeinander und in zentrischer
Ausrichtung zu den ringförmigen Formplatten wird noch dadurch erschwert, daß sie
gegen den Widerstand des durch den üblichen Heizschlauch oder eine Druckmittelfüllung
aufgeblähten Reifenrohlings durchgeführt werden muß. Ungenauigkeiten in der Einstellung
der Formsegmente wirken sich nachteilig auf die Beschaffenheit und Gebrauchstüchtigkeit
der fertigvulkanisierten Reifen aus und beeinträchtigen ihr dynamisches Rundlaufverhalten.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, den Schließmechanismus der Vulkanisierformen
zu vereinfachen und von VerschleiB-erscheinungen unabhängig zu machen und eine auch
hohen Genauigkejtsanforderungen genügende Qualität der vulkanisierten Reifen über
lange Gebrauchsdauer der Form sicherzustellen.
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Nach der Erfindung zeichnen sich Vulkanisierfomen der eingangs genannten
Art dadurch aus, daß die Segmente durch elastisch verformbare Glieder einschließende
Kraftübertragungselemente mit den Schrägführungen in Wirkverbindung stehen. Die
elastisch verformbaren Glieder können einen z. B. aus Gummi oder anderen elastomeren
Werkstoffen hergestellten Federkörper oder eine aus metallischen Werkstoffen hergestellte
Druckfeder, beispielsweise in Form einer Schraubenfeder oder einer ein- oder mehrlagigen
Tellerfeder aufweisen. In raumsparender Bauweise sind sie vorteilhaft aus zwei gegen
eine Rückstellkraft teleskopartig ineinanderschiebbaren Teilen aufgebaut, wobei
die Rückstellkraft in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von einem
in einem Zylinder mit zugeordnetem Kolben eingeschlossenen flüssigen oder gasförmigen
Druckmittel aufgebracht wird. Unabhängig von der Beschaffenheit der elastisch verformbaren
Glieder sind die Kraftübertragungselemente zweckmäßig als um feststehende Drehpunkte
an die Segmente aufnehmenden-Führungen schwenkbare, einerseits auf die Schrägführungen
auflaufende und andererseits auf die elastisch verformbaren Glieder einwirkende
zweiarmige Hebel ausgebildet.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit vergleichsweise geringem
konstruktiven Aufwand. Die Einschaltung federnder Zwischenglieder in den Kraftübertragungsweg
von den Schrägführungen nach den Segmenten schafft eine erwünschte Wdglichkeit zum
Ausgleich von Bewegungsunterschieden oder Einstell-Ungenauigkeiten. Da die starren
Bewegungselemente nicht unmittelbar auf die Segmente einwirken, haben sie auch nach
dem Anlaufen der Segmente an die ihre Endstellung fixierenden inneren Formteile
noch einen ausreichenden Spielraum, um unter elastischer Verformung des Federkörpers
ihren kinematisch bestimmten Hub vollständig auszuführen. Diese freie Bewegungsmöglichkeit
hebt andererseits die Notwendigkeit einer besonders genauen Steuerung der voneinander
abhängigen Bewegungsvorgänge auf, so daß die hierauf Einfluß nehmenden Teile der
Form vergleichsweise einfach und kostensparend mit wesentlich erweiterten Bearbeitungstoleranzen
hergestellt werden können.
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Trotz möglicherweise unterschiedlicher Anlaufwege der einzelnen Segmente
ist die Erreichung ihrer vorgesehenen Endstellung in jedem Falle
gewahrt,
und auch später eintreffende Verschleißerscheinungen, Lagerspiel an den Drehzapfen
des Ubertragungsmechanismus oder andere schwer kontrollierbare Umstände werden selbsttätig
ausgeglichen und bleiben ohne nachteilige Auswirkungen. Die Verwendung zweiarmiger
Hebel als Kraftübertragungselemente erlaubt eine herstellungstechnisch besonders
einfache Konstruktion mit nur geringer radialer Ausdehnung. Die Erfindung geht in
dieser Hinsicht weit über die nach der deutschen Patentschrift 1 579 148 bekannte
Formenbauart mit einem die Segmente einschließenden, in Radialrichtung einwärts
dehnungsfähigen Hohlkörper hinaus, die zwar auch schon die Nachteile einer unmittelbaren
Koppelung der Segmente mit Schrägführungen vermeidet, die dafür aber einen für viele
Einsatzzwecke nicht oder nur auf Kosten anderer Einrichtungsteile verfügbaren Raum
in der Durchmesserdimension fordert.
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Für die Auslegung der Federkörper ist als Grundsatzbedingung zu beachten,
daß ihre Federkraft größer als die durch den Innendruck im Reifenrohling erzeugte
Gegenkraft ist. Die Wahl hydraulischer oder pneumatischer Federkörper bietet den
Vorteil einer Regelmöglichkeit oder eines Druckausgleiches untereinander durch Anschließen
des das Druckmittel enthaltenden Raumes aller Federzylinder über eine gemeinsame
Sammelleitung an eine äußere Druckmittelquelle, beispielsweise einen Akkumulator
od. dgl.
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Um das Entstehen unzulässig hoher Innendrücke in den Zylindern auszuschließen,
empfiehlt es sich, die Kolben mit einer nach dem Zylinder innenraum offenen Bohrung
mit einem von dem Druckmittel beaufschlagten und gegen eine Rückstellkraft einschiebbaren
Ausgleichskolben zu versehen.
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Die'von der Herstellgenauigkeit und Abnutzung der beweglichen Teile
unabhängige Bewegung der Formsegmente gewährleistet unter allen Bedingungen und
in allen Betriebszuständen der Vulkanisierform ein genaues Zusammenfahren der Segmente
und die Bildung eines fugen- und stoßstellenlosen vollkommenen Formenhohlraumes.
Die fertigvulkanisierten Reifen fallen daher mit hoher Gleichmäßigkeit und ausgezeichneten
Rundlaufeigenschaften aus.
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Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen
in der Zeichnung verdeutlicht.
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In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße
Vulkanisierform im geschlossenen Zustand mit eingelegtem Reifenrohling; Fig. 2 die
gleiche Form in der einleitenden Offnungsphase; Fig. 3 die gleiche Form im vollständig
geöffneten Zustand; Fig. 4 eine Draufsicht auf die Form in Teilschnittansicht mit
der Anschaulichkeit halber über ihren Umfang unterschiedlich angedeutetem Öffnungszustand;
Fig. Fig. 4a eine Seitenansicht der Form im Bereich eines Segmentabschnittes und
Fig. 5 bis 7 Einzelheiten verschiedener Ausführungsformen des Ubertragungsmechanismus
in vergrößertem Maßstab.
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Die gezeichnete Vulkanisierform enthält als wesentliche formgebende
Teile einen unteren Formring 8 und Wulstring 9, einen oberen Formring 10 und Wulstring
11 und zwischen diesen radial verstellbare Formsegmente 12. Die Formringe 8 und
10 dienen zum Ab formeln der Seitenflächen und die Wulstringe 9 und 11 zum Abformen
der Wulstbereiche des Reifenrohlings 13, während die Segmente 12 der Reifenlauffläche
zugeordnet sind und an ihrer gekrümmten Innenfläche das Negativ der vorgesehenen
Reifenprofilierung tragen. Die unteren Form- und Wulstringe 8 bzw. 9 sind in Ausnehmungen
auf einer Formplatte 14 gelagert, die einerseits auf dem unteren Querhaupt 15 einer
Vulkanisierpresse montiert soln kann, und in ähnlicher Weise nimmt eine obere Formplatte
16 die oberen Form- und Wulstringe 10 bzw. 11 in einer kreisförmigen Ausnehri.ung
auf.
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Die obere Formplatte 16 ist mit einem nach Art eines Zylindermantels
axial angesetzten äußeren Randkranz 16a ausgebildet, mit der sie im geschlossenen
Zustand der Form (Fig. 1) zur genauen zentrischen Ausrichtung der Formteile zueinander
in eine zugeordnete Ringnut 14a in der unteren Formplatte 14 einfaßt. Die beiden
Formplatten 14, 16 sind gemeinsam mit den zugehörigen Form- und Wulstringen zum
Öffnen und Schließen der Form voneinander abhebbar, wobei die Segmente 12 in ständiger
mechanischer Verbindung mit der oberen Formplatte 16 gehalten werden und mit dieser
durch die weiter unten beschriebenen, in Bohrungen des Randkranzes 16a eingesetzten
Federkörper 17 zusammenhängen.
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Die obere Formplatte 16 trägt eine Schließplatte 18, die normalerweise,
d. h. bei geöffneter Presse unter der Wirkung von Druckfedern 19 in Axialrichtung
auseinandergedrängt werden (vgl. Fig. 2 und 3). Durch ein Führungsrohr 16b mit flanschartig
abgewinkeltem Endanschlag werden beide Platten 16, 18 zentrisch zueinander geführt
und im Ruhezustand in einem definierten Abstand voneinander gehalten. Die Schließplatte
18 ist an d-em oberen Querhaupt 20 der Vulkanisierpresse mit nicht weiter dargestellten
Mitteln befestigt und bewegt sich mit diesem beim Öffnen und SchlieBen der Presse.
An ihrem Außenumfang ist sie zum Teil kegel-, stumpfförmig gestaltet und bildet
mit-diesem Bereich eine Schrägführung 18a für die Betätigungselemente der Segmente
12. Die Form enthält weiterhin den üblichen Heizbalg 21, der an Klemmplatten 22
eingespannt ist und zum Bombieren des Reifenrohlings 13 mit Dampf oder einem anderen
Heiz- oder Druckmittel beaufschlagt werden kann. Im geöffneten Zustand der Form
ist er gemäß der Darstellung in Fig. 3 durch Absenken der oberen Klemmplatten 22
aus dem Formenhohlraum nach unten herausgezogen.
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Zum Betätigen der Formsegmente 12 dienen als Kraftübertragungselemente
zweiarmige Hebel 23, die mittels Drehzapfen 24 in Halterungen 25 an der oberen Formplatte
16 angelenkt sind und mit einer Rolle 23a an dem einen Hebelarm auf die Schrägführung
18a auflaufen, mit dem.anderen Hebelarm dagegen in Wirkverbindung mit den Federkörpern
17 stehen. Die Federkörper sind in Fig. 1 bis 3 als Zylinder mit gegen die Rückstellkraf,t
einer
Feder 17a einschiebbaren Kolben dargestellt. Die Anordnung
ist so getroffen, daß die in der letzten Absenkphase der Schließplatte 18 auf der
Schrägführung 18a abrollenden Hebel 23 über die Federkörper 17 eine Druckkraft auf
die Segmente 12 ausüben und diese in Radialrichtung gegen den Reifenrohling 13 bis
zum Anschlag an die Formringe 8, 10 vorschieben. Der mögliche Federungshub der Federkörper
gleicht dabei auftretende Ungenauigkeiten oaer Bewegungsunterschiede einzelner Segmente
aus, so daß alle Segmente mit Sicherheit die in Fig. 1 gezeichnete vorgesehene Endstellung
erreichen. Zur besseren Geradeführung können die Segmente beispielsweise gemäß der
Darstellung in Fig. 4 mit in Bohrungen in dem Randkranz 16a gleitenden zusätzlichen
Führungsstiften 26 versehen sein. Die Führungsstifte 26 bieten gleichzeitig eine
vorteilhafte Möglichkeit zum Anbringen von Rückholfedern 27.
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In Fig. 2 ist die Form im einleitenden Öffnungszustand nach abgeschlossenem
Vulkanisationsvorgang dargestellt. Das obere Querhaupt 20 der Presse ist mit Bezug
auf das untere Querhaupt 14 so weit angehoben, daß die Schließplatte 18 sich - der
Druckwirkung der Feder 19 folgend -von der oberen Formplatte 16 bis zum Anliegen
an dem Endanschlag des Führungsrohres 16b abgehoben hat. Infolgedessen haben die
Rollen 23a der Hebel 23 die Schrägführung 18a verlassen, 8o daß die Segmente 12
unter dem Einfluß der Rückholfedern 27 sich radial auswärts in ihre AusgaDgslage
bewegen können. Der Heizbalg 21 ist drucklos und hat sich von der Innenwandung des
fertig vulkanisierten Reifens 15 abgelöst.
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Erst mit dem weiteren Öffnen der Presse folgt auch die obere Formplatte
16 mit den damit zusammenhängenden Teilen der Aufwärtsbewegung der Schließplatte
18. In der vollständigen Öffnungsatellung gemäß Fig. 3 ist der Heizbalg 21 nach
unten aus der Form herausgezogen, und der fertige Reifen kann ohne Schwierigkeit
entnommen werden. Die Stellung der Segmente 12 wird von diesen Bewegungsvorgängen
nicht weiter beeinflußt.
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Die Konstruktion der Federkörper 17 ist verschiedenen Lösungen zugänglich.
Gemäß Fig. 5 ist anstelle teleskopartig ineinandergesetzter Teile eine Tellerfeder
28 vorgesehen, die mit dem Hebel 23 zusammenhängt und über einen Stößel 29 auf einen
an dem zugehörigen Formsegment 12 befestigten Druckbolzen 30 einwirkt. Demgegenüber
beruhen die Ausführungsformen nach Fig. 6 und 7 auf hydraulischen Federungssystemen.
Der in Fig. 6 gezeichnete Federkörper besteht aus einem unmittelbar an das Segment
12 angesetzten Zylinder 31 mit einem über einen begrenzten Hubweg dichtend darin
geführten Kolben 32 und einer Hydraulikfüllung 33.
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Der Kolben 32, der an seiner freien äußeren Stirnfläche mit dem Hebel
23 in kraftschlüssiger Verbindung steht, enthält in einer nach dem Zylinderinnenraum
offenen Blindbohrung einen von einer Druckfeder 35 ständig in Richtung nach der
gezeichneten Ruhestellung belasteten, von dem Druck der Hydraulikfüllung 33 unmittelbar
beaufschlagten abgedichteten Ausgleichskolben 34. Die Spannung der Druckfeder 35
ist so bemessen, daß sie Einwärtsbewegungen des Ausgleichskolbens 34 erst nach Ansteigen
des Flüssigkeitsdruckes über einen noch als zulässig festgesetzten Höchstwert hinaus
gestattet. Bei der Variante nach Fig. 7 ist auf einen solchen Druckausgleich verzichtet.
In diesem Fall ist die Hydraulikfüllung 33 über eine Bohrung 36 in der Wandung des
Zylinders 31 und eine Leitung 37 an einen für sämtliche Federkörper gemeinsamen
Akkumulator oder Ausgleichsbehälter angeschlossen.