DE2317456C2 - Verfahren zur Herstellung eines Luftreifens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Luftreifens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten solchen Verfahren (US-PS 97 226) wird z. B. eine genau bemessene Menge einer unvulkanisierten Kautschukmasse in einen Formhohlraum eingebracht, durch Auflegen eines Kernes unter Druck verformt und so eine Hälfte eines Laufstreifens mit anschließenden Schutzschichten für die Seitenwand gefertigt. Die dazu spiegelsymmetrische Laufstreifenhälfte wird auf gleiche Weise angefertigt, wobei in der Reifenmittelebene die Laufflächen-Hälften so ausgebildet werden, daß bei einem Aneinanderlegen der beiden Hälften eine gute Verbindung erreicht wird. Inzwischen wird die Karkasse für sich ebenfalls geformt. Die äußeren Formhälften mit den daran haftenden, noch unvulkanisierten Laufflächen-Hälften werden nun mit dem noch auf dem Formbalg sitzenden Karkassenteil in eine gemeinsame Formpresse eingebracht, unter Druck zusammengefügt und unter Beschicken des Formbalges mit Heißdampf vulkanisiert Probleme ergeben sich bei der Ablösung der Innenformteüe von dem Halb-Laufstreifenrohling bzw. des Außenformteils für den Karkassrohling. Ein. wenn auch nur örtliches Abziehen des Formrohlings von dem Formteil, an dem die Fertigvulkanisation erfolgt, kann zu Verformungen und damit zur Unbrauchbarkeit des fertigen Reifens führen.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren (DE-OS

ίο 21 24 231) werden zunächst die Reifenseitenwände und gegebenenfalls Laufstreifen-Ansätze in getrennten Formen gefertigt, wobei die Innenform mit einem Trennmittel versehen ist, dann wird die (dünne) Innenform entfernt und beide Seitenwand-Vorprodukte werden in eine Schleudergußform eingesetzt, in der dann der restliche Laufstreifen in einem kernlosen Schleudergußverfahren erzeugt wird. Auch hier besteht die Gefahr, daß sich die noch unvulkanisierten Seitenwandteile zumindestens stückweise von der Teilform lösen, wenn die Innenform abgezogen wird, mit den bereits angeführten Nachteilen.

Ein weiteres bekanntes Verfahren (Fr-PS 15 01 260) beruht darauf, daß zunächst in einer Preßform eine Seitenwand und eine halbe Lauffläche enthaltende Vorprodukte gefertigt werden, welche dann aus dieser Form entnommen und in eine Fertigpreßform eingebracht werden, in der die beiden Einzelhälften zusammengepreßt und fertigvulkanisiert werden. Dieses Verfahren ist nur für ausgesuchte Copolymere aus Styrol-Butatien u. ä. geeignet, die nach einer Vorvulkanisation genügend formstabil sind, um bei dem Abziehen von der Form und dem Einbringen in die Fertigform nicht unzulässige Verformungen zu erleiden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren so auszubilden, daß durch das Öffnen der Form bedingte Beschädigungen des noch unvulkanisierten Rohlings ausgeschlossen und der in der Form verbleibende Reifenteil sicher an der Form verankert bleibt.

■to Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale. Der mindestens eine Sperr-Gießansatz bewirkt nicht nur ein formschiüssiges Anhängen des unvulkanisierten Reifenteils an der Formwand, sondern ist auch so ausgebildet,

daß ein Eindringen der Überdruck-Atmosphäre zwischen die Formwand und die Seitenwand sicher vermieden und ein Einleiten dieser Überdruck-Atmosphäre in den abzulösenden Bereich sichergestellt wird. Dadurch werden die Seitenwandteile der Reifen nach dem öffnen der Form sicher am Formteil gehalten und können so in die Fertigform zur vollständigen Herstellung des Reifens und zum Ausvulkanisieren desselben eingebracht werden.

Als besonders vorteilhaft erweist sich dabei die Weiterbildung nach Anspruch 2; der hier genannte Überdruck von 0,345 bar reicht aus, um das Ablösen der Innenform sicherzustellen, und drückt gleichzeitig die entstandene Seitenwand sicher so an das Formteil an, daß auch ein Entgasen der noch warmen, unvulkanisierten Kautschukmasse verhindert wird.

Ein zusätzliches Eindrücken von komprimiertem Gas

gemäß Anspruch 3 erleichtert den Trennvorgang, insbesondere beim Anwenden von Gegenformstücken.

Weitere vorteilhafte Verfahrensmaßnahmen sind in den Ansprüchen 4 und 5 angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für elastomere, vernetzbare Materialien, wie z. B. Naturkautschuk, Butylkautschuk, SBR, Neopren. Äthylen-

Propylenkautschuk und Nitrilkautschuk oder Mischungen aus diesen Elastomeren.

Das Einbringen der elastomeren Rohmasse kann beispielsweise durch Preßformen, Vakuumformen oder aber auch durch ein Druck- oder Spritzformverfahren sowie ein Transferverfahren erfolgen.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen

Fig. 1, 2 und 3 Schnittansichten von einsetzbaren Sperr-Gießansätzen, und

F i g. 4a und 4b aufeinanderfolgende Einzelschritte bei der Ausführung des Verfahrens.

F i g. 1 zeigt ein (schematisch dargestelltes) geformtes Reifenteil 20 mit angesetztem Sperr-Gießansatz 21. Der Gießansatz 21 besitzt eine Schnittfläche 22, die so geneigt ist, daß in die Form in Richtung des Pfeiles A eindringendes Druckgas über diese Fläche so abgelenkt wird, daß es nicht zwischen die Anlagefläche 28 des geformten Teils 20 und die entsprechende Formwand gelangt.

Eine andere Ausführungsform ist in F i g. 2 dargestellt. Hier ist der Gießansatz 21 mit dem geformten Reifenteil 20 über ein schmal ausgebildetes Halsstück 23 verbunden. Dadurch kann der Gießansatz vom fertig geformten Enderzeugnis leichter abgetrennt werden. Wiederum ist eine schrägstehende Schnittfläche 22 vorhanden, die das Einströmen des Gases in die geöffnete Form steuert.

Fig.3 stellt schließlich die besonders bevorzugte Form eines Sperr-Gießansatzes 21 dar. Wie bei dem Gießansatz in Fig.2 ist ein Halsstück 23 vorhanden, jedoch ist die an die schrägstehende Schnittfläche 22 anschließende Oberfläche über die Senkrechte zur Fläche 20 hinaus um einen zusätzlichen Winkel X" abgeschrägt. Die Größe dieses Zusatzwinkels kann bis zu 45° betragen. Durch diese Schrägstellung wird verhindert, daß beim Zusammenfügen zweier Teile längs der Fläche 24 die beiden Gießansätze 21 sich miteinander verbinden, wodurch eine unerwünschte Verformung an der Verbindungsstelle erzeugt werden könnte.

In den F i g. 4a und 4b sind nun die Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Reifens dargestellt; dabei zeigt F i g. 4a das Formen der Reifenseitenwände und das Verbinden derselben mit der Lauffläche, und Fig.4b das Ausformen des Laufflächenteils. Im Schritt (A) in F i g. 4a ist zu beiden Seiten einer Mittelplatte 31 je ein Seitenwandformstück 30 angeordnet. Die Platte 31 besitzt ringförmige Erhöhungen 32, und entsprechende Aussparungen 33 mit die Höhe der Erhöhungen 32 übertreffender Tiefe sind in jedem Seitenwandformstück vorgeshen.

Von einem mit einer Einspritzschnecke verbundenen Zulaufkanal 35 gehen Durchlässe 34 ab, die zu der Oberfläche der Platte in Höhe der Mitte der ringförmigen Erhöhungen fuhren, und jedes Seitenwandformstück 30 ist mit Durchlässen 42 versehen, die von der Aussparung 33 zu jeweils einer Formfläche 36 hin führen, die einen Teil des Formhohlraumes für die zu fertigende Reifenseitenwand bildet.

Während des Spritzvorganges sind die Seitenwandformstücke 30 direkt an die Platte 31 angelegt, und die Erhöhungen 32 bilden zusammen mit den entsprechenden Aussparungen 33 eine Verbindungskammer, so daß Kautschukmasse über den Zulaufkanal 35 durch die Durchlässe 34 eingespritzt werden kann und die Verbindungskammer ausfüllt. Auf den Formflächen 36 für die Seitenwände sind Wülste 37 mit Kernreitern 38 aufgelegt

Bei Stufe (B)sina weitere Formpreßplatten 39 mit mit den Formflächen 36 ausgerichtet angebrachten Fonnflächen -M) dicht auf die Seitenwandformstücke 30 aufgelegt, und es werden so die Hohlraumformen 41 für die Seitenwände gebildet Dann wird die Kautschukmasse unter Druck über die Verbindungskammern durch die Durchlässe 42 in die Formhohlräume 41 eingedrückt

In jeder Formpreßplatte 39 sind (nicht dargestellte) Vertiefungen für die Sperr-Gießansätze angrenzend an die Formflächen 40 eingearbeitet

Nach diesem Einpreßvorgang wird in Stufe (C) die Kammer, in der sich die gesamte Form befindet, unter Überdruck gesetzt, und die Formpreßplatten 39 werden von den Seitenwandformstücken 30 abgehoben. Die Sperr-Gießansätze in den Platten 40 bewirken, daß kein Druckgas zwischen die ausgebildete Seitenwand und die Formfläche 40 gelangen kann, und gleichzeitig wird das geformte Seitenwandstück an der Platte 39 gehalten, während die eindringende Luft zwischen die Formflächen 36 und die ausgeformten Seitenwandstücke eindringt und das Abheben erleichtert. Die Seitenwandformstücke 30 werden mit der Mittelplatte 31 wieder in die Ausgangslage gebracht und sind für die Stufe (A) wieder einsatzbereit.

In der Fig.4b gezeigten Stufe (D) wird eine Gürtelanordnung auf einem Formteil 43 aufgebaut.

In Stufe (E) befindet sich das Formteil 43 zwischen zwei Preßplatten 44 und 45 und ist mit einem Ring 46 geklemmt, der konzentrisch zu dem Gürtelformteil verläuft. Der Ring 46 ist an seiner Innenseite mit dem Laufflächenprofil versehen und bildet zusammen mit dem Gürtelformteil 43 und der oberen Preßplatte 45 einen Formhohlraum zur Herstellung des Laufflächenteils eines Fahrzeugreifens. An dem Formteil 43 ist eine Schrägfläche 47 angebracht, und eine entsprechende Schrägfläche 48 befindet sich an der oberen Platte 45, so daß das Laufflächenstück mit abgeschrägten Seitenflächen ausgebildet wird und mit dazu passenden Flächen an den ausgeformten Seitenwänden verbunden werden kann.

Der Ring 4€ ist mit einem Spritzkanal 50 versehen, der von einer Schneckenpreßvorrichtung 49 zur Innenseite des Ringes führt und die Kautschukmasse für den Laufflächenteil in den Formhohlraum einbringt.

In Stufe (F) werden nach dem Fertigspritzen des Laufflächenteils die Formplatten 44 und 45 in einer Überdruckkamer von dem entstandenen Laufflächenteil abgehoben, und es dringt unter Druck stehende Luft in die Form ein. Das Gürtelformteil 43 wird ebenfalls abgezogen und der Ring 46 von der Schneckenpresse 49 gelöst. Es ist nicht unbedingt erforderlich, einen separaten Sperr-Gießansatz für den Laufflächenteil des Reifens vorzusehen, da dieser an dem Laufflächenring gehalten wird und im ganzen wie ein Gießansatz wirkt.

Bei allen bisher beschriebenen Herstellungsstufen wird das Kautschukmaterial durch die Schneckenspritzvorrichtungen auf eine Temperatur gebracht, bei der es zwar verformbar ist, jedoch noch keine merkliche Vulkanisationswirkung eintritt. Diese Temperatur kann durch Rheometer-Untersuchungen der Vulkanisationsrate in Abhängigkeit von der Temperatur für die jeweils verwendete Kautschukmasse bestimmt werden.

Im allgemeinen zeigen diese Rheometer-Aufzeichnungen einen Anfangssockel, bei dem eine sehr niedrige Vulkanisationsrate vorhanden ist; sobald jedoch die »SchwellwerttemDeratiir« erreicht u/irH hforinnt Hio

Vulkanisationsrate schnell zu steigen. Dadurch kann bei sorgfältiger Überwachung und Auslegung der Verfahrensstufen (A) bis (F) die Temperatur des Kautschukmaterials unter dieser Schwellwerttemperatur gehalten werden.

Die Stufen (A), (B) und (C) können gleichzeitig mit den Verfahrensstufen (D), (E) und (F) ausgeführt werden, und dann wird in der in F i g. 4a gezeigten Stufe (G) das an dem Laufflächenring 46 gehaltene Laufflächenteil zwischen die Formpreßplatten 49 eingebracht, welche die Seitenwände tragen. Die Formpreßplatten 49 sitzen dabei so auf dem Laufflächenring 46 auf, daß die Seitenwände den Laufflächenteil längs ringförmiger Schrägflächen berühren. Das Kautschukmaterial der Reifenteile ist noch warm, befindet sich jedoch unterhalb der Schwellwerttemperatur. Dann wird die Temperatur erhöht zur Vulkanisierung der bis dahin unvulkanisierten Kautschukmassen. Gegebenenfalls kann bei dieser Herstellungsstufe unter Druck stehende Heißluft oder Dampf in die Form eingeführt werden, damit der entstehende Reifen während des Vulkanisationsvorganges stark an die Formoberfläche angedrückt wird.

Daraufhin werden die Formplatten 39 wieder auseinandergezogen, der nun ausvulkanisierte Reifen aus der Form genommen und die Sperr-Gießansätze abgeschnitten.

Das Laufflächenteil des Reifens kann gegebenenfalls mit einer konkav geformten Innenfläche ausgebildet werden, um einen sanfteren Übergang zu den Seitenwandkonturen zu schaffen. Zu diesem Zweck kann das Formstück 43, auf dem die Gürtellage

to aufgebaut und der Laufflächenabschnitt ausgeformt wird, entweder kollabierbar sein oder mit einem geformten Abstandring bedeckt sein, der beispielsweise aus einem vulkanisierten Ethylen-Propylen-Kautschukmaterial besteht, so daß das zylindrische Formstück entfernt werden und daraufhin der Abstandsring vom Inneren der Lauffläche abgezogen werden kann.

Die Winkel und die Lage der Verbindungsstelle zwischen Laufflächenteil und Seitenwänden brauchen nicht entsprechend der Zeichnung ausgebildet sein, jedoch soll die Verbindungsstelle so liegen, daß die Einzelteile beim Schließen der Druckplatte 39 zum Laufflächenring 46 in Herstellungsstufe (C) gepreßt oder geschert werden können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Luftreifens mit Wulsten, Seitenwänden und einem Laufflächenbereich aus vulkanisiertem Kautschuk, bei welchem wenigstens zwei getrennte Reifenteile aus unvulkanisiertem Kautschuk in entsprechenden Formen geformt, die Formen im noch unvulkanisierten Zustand des Kautschuks geöffnet, die unvulkanisierten Reifenteile mittels der Teile der Form, in denen sie gehalten sind, in Kontakt miteinander gebracht und die Reifenteile unter Einwirkung von Wärme und Druck miteinander verbunden und vulkanisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest jede Seitenwand (20) des Reifens mit einem die Seitenwand in einem Formteil (39) der Form (41) zur Bildung der Seitenwände hdtenden Sperr-Gießansatz (21) versehen und die Form in einer unter Oberdruck stehenden Atmosphäre geöffnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form mindestens unter Druck von 0,345 bar gesetzt wird, indem unter Druck stehendes Gas an der Mittellinie des Formhohlraums eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Gegenformstücke in Verbindung mit den Formen verwendet werden, wobei die Form unter einen Druck von mindestens 0,345 bar durch Einleitung von komprimiertem Gas durch die Gegenformstücke gesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck vor dem öffnen der Formen für die verschiedenen Reifenteile aufgebracht und so lange aufrechterhalten wird, bis die Teile verbunden und entweder abgekühlt oder ausgehärtet sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperr-Gießansätze (21) derart ausgebildet werden, daß sie der Bewegung der Reifenteile innerhalb des Formteils (39) entgegenwirken und das in die Form eingeleitete Gas von der Grenzfläche zwischen dem Reifenteil und der Wand des Formteils ablenken, auf welchem das Reifenteil gehalten wird.