DE2831219C2

DE2831219C2 - Formsegment, insbesondere für Reifenvulkanisierformen und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2831219C2
Application number: DE2831219A
Authority: DE
Inventors: August 6374 Steinbach Jobst; Werner 6000 Frankfurt Sulleck
Original assignee: MASCHINENBAU HERBERT KG 6000 FRANKFURT DE
Current assignee: MASCHINENBAU HERBERT KG 6000 FRANKFURT DE
Priority date: 1978-07-15
Filing date: 1978-07-15
Publication date: 1984-03-15
Also published as: IT7924296A0; IT1122152B; LU81504A1; GB2026376B; YU168279A; DE2831219A1; AT371764B; ATA483279A; YU41165B; NL7905497A; FR2430838A1; BE877705A; GB2026376A; FR2430838B1; IT7922089V0

Description

mehrere erfindungsgemäße Formsegmente montiert werden.

Die Lamellen sind gemäß Anspruch 2 mit Unebenheiten versehen. Dadurch erhält man eine besonders wirksame Entlüftung, da die Unebenheiten einmal eine Vergrößerung der Oberfläche der Lamelle ergeben, durch die eine schnellere Abschreckung des gegossenen Metalls bewirkt und damit die Spaltbildung zwischen Aluminium und Lamelle begünstigt wird und zum anderen durch die Unebenheiten dünne Kanäle für das Entweichen der Luft gebildet werden.

Vorzugsweise sind die Lamellen gemäß Anspruch 3 im Bereich von Vertiefungen angeordnet Auch können gemäß Anspruch 4 in den umgossenen Sereichen Durchbrüche vorhanden sein. Diese aus der DE-GMS 74 11 386 an sich bekannten Maßnahmen sind auch für die erfindungEgemäßen Blindlamellen von Vorteil.

Besonders vorteilhaft ist das im Anspruch 5 angegebene Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Formsegmentes. Hierzu werden folgende Eriäuterungen gegeben.

Gießkokillen für Formsegmente haben einen verhältnismäßig einfach geformten Außenteil und einen kompliziert geformten Innenteil. Der Außenteil formt lediglich die verhältnismäßig glatten Außenflächen eines Segmentes, die billig durch eine Drehoperation hergestellt werden können. Die Innenteile der Kokille jedoch haben die Positivform des herzustellenden Gegenstandes, also eines Reifenprofiles. Moderne Reifenprofile haben verhältnismäßig schmale und tiefe Rillen, die in der Stahlkokille nur mittels des Funkenerosionsverfahrens hergestellt werden können. Das Funkenerosionsverfahren arbeitet langsam, so daß lange Arbeitszeiten entstehen und die Werkstücke deshalb entsprechend teuer werden. Wenn man nun die Blindlamellen gemäß dem Verfahren nach Anspruch 5 am Kokilleninnenteil hält statt am Kokillenaußenteil, wird der Vorteil gewonnen, daß die Herstellung der Kokille praktisch keine zusätzlichen Kosten verursacht, da ja die Anbringung der Vertiefungen für die Halterung der Blindlamellen in einem Arbeitsgang mit der Herstellung anderer ohnehin nötiger Vertiefungen erfolgt. Man vermeidet also damit, daß auch der Kokillenaußenteil im Funkenerosionsverfahren bearbeitet werden muß. Auch bei der Bestückung der Gießkokille mit Lamellen werden Vorteile gewonnen, da nur der Innenteil der Kokille mit Blindlamellen und eventuell auch formgebenden Lamellen bestückt werden muß, während der Kokillenaußenteil frei von einer solchen Bestückung bleibt. Gegenüber diesen Vorteilen ist die Entfernung der Halteteile der Blindlamellen arbeitsmäßig von geringer Bedeutung, so daß insgesamt gesehen gegenüber einer Halterung der Blindlamellen im Kokillenaußenteil wesentliche Ersparnisse erzieli werden.

Zum Kokillenguß allgemein ist zu bemerken, daß dieser für die Bildung von Entlüftunsspalten zwischen Lamellen und Aluminium besonders günstig sind, da in einer Stahlkokille eine verhältnismäßig rasche Abkühlung des Aluminiums im drucklosen Zustand erfolgt. Bei Anwendung des Druckgußverfahrens wird die Bildung von Spalten nicht in gleichem Maße begünstigt, da der hydrostatische Druck im flüssigen Metall der Spaltbildung entgegenwirkt. Zur weiteren Begünstigung der Spaltbildung können gemäß Anspruch 6 die Lamellen beschichtet werden.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Lamellen gemäß Anspruch 7, da sich deren Halteteile

-^ΰ

nach dem Herausnehmen des Segmentes aus der Gießkokille besonders leicht entfernen lassen, nämlich durch Abbrechen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung weiterhin erläutert. Jn der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Kokilleninnenteiles,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines KokiIIen.außenteiles,

Fig.3 ein erfindungsgemäßes Formsegment im Zustand unmittelbar nach der Entnahme aus der Gießkokille,

Fig.4 einen vertikalen Schnitt durch den Innenteil der Gießkokille und ein Formsegment,

F i g. 5 eine formgebende Lamelle in· drei Ansichten, F i g. 6 eine Blindlameile in drei Ansichten und

F i g. 7 eipcn vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 6 im Bereich des strichpunktierten Kreises VYi in F i g. 6.

Das erfindungsgemäße Formsegmerii hi insgesamt mit S bezeichnet und hat insgesamt gesehen eine etwa L-förmige Gestalt. Der lange L-Schenkel 1 dient zur Formung der Lauffläche eines Reifens und der kurze L-Schenkd 2 zur Formung eines Teiles der Seitenfläche eines Reifens. Der lange L-Schenke! reicht nur bis zum Äquator eines Reifens. Die jenseits des Äquators befindliche Reifenfläche wird durch ein spiegelbildlich angeordnetes Formsegment geformt.

Das Formsegment hat eine Außenfläche 3 und eine Innenfläche 4. Die Außenfläche 3 ist gekrümmt und stellt den Ausschnitt einer Ringfläche dar. Im Bereich des großen L-Schenkels befinden sich vier Vertiefungen 5 bis 8. Am Ende des langen L-Schenkels ist ein Vorsprung 9 angeformt, der bei einem in einer Form montierten Segment in eine passende Nut des tragenden Formteiles eingreift.

An der Innenseite des Segmentes 5 befinden sich zickzackförmig geformte Rippen 10, 11, die aus Aluminium bestehen und einstückig mit dem Formsegment ausgebildet sind, sowie formgebende Stahllamellen 12 und nicht an der Formgebung für den Reifen beteiligte Blindlamellen 13. Die Blindlarr.ellen 13 sind im Bereich der Vertiefungen 5 und 6 und die formgebenden Lamellen im Bereich der Vertiefungen 7 und 8 angeordnet. Die formgebenden Lamellen 12 greifen mit einem Rand in die Rippe 11 ein, während die Blindlamellen 13 im Fertigzustand des Segmentes nicht über die Innenfläche 4 des Segmentes vorragen. Im Fertigzustand nämlich ist der als Halteteil bezeichnete Bereich 13a der Blindlamellen entfernt, so daß die Innenkante \3b der Blindlamellen mit der Innenfläche 4 bündig 'St. Auch ist im Fertigzustand der Steiger 14 entfernt. Das Entfernen des Teiles 13a wird durch eine Sollbruchstelle erleic'itert, die durch eine Herbe 13c gebildet ist (siehe hierzu auch F i g. 6 und 7).

In Fig.6 ist eine Blindlamelle dargestellt. Diese hat den bereits erwähnten Halteteil 13a und einen Nutzteil 13c/. Der Nutzteil iJ>d ist dachförmig gekrümmt, wie man aus der ir. F i g. 6 links befindlichen Ansicht ersehen kann. In dem mittleren Bereich 13V des Nutr.teiles befindet sich ein Durchbruch 13e. In der Verlängerung der Kante 130 verläuft die bereits erwähnte Kerbe 13c. Diese Kerbe schwächt die ohnehin nur dünne Lamelle 13 auf einen Querschni.t 13g, der etwa die halbe Dicke der Lamelle im übrigen aufweist und zum Beispiel 0,5 mm betragen kann. Nach dem Herausnehmen des Formsegmentes aus der Gießkokille kann der Halteteil 13a rasch durch Abbrechen entfernt werden, wozu

lediglich ein Umbiegen erforderlich ist, wobei der Halteteil im Bereich des geschwächten Querschnittes 13g abbricht. Die zu der Kante 136 parallele Endkante ist mit ^bezeichnet

Die Nutzlamelle 12 ist an der Biegekante 12«? stumpfwinklig abgebogen. Sie enthält einen Durchbruch 126, der dem Durchbruch 13e der Blindlamelle 13 entspricht. Eine Schwächungsstelle ist an der formgebenden Lamelle 12 nicht vorhanden.

Von der Gießkokille sind der Kokilleninnenteil 15 und der Kokillenaußenteil 16 dargestellt. Zur Kokille gehören noch in der Zeichnung nicht gezeigte Seitenwände, die den Gießraum seitlich abschließen und an den Seitenwänden der Kokillenteile 15 und 16 anliegen.

Der Kokilleninnenteil hat die Negativform der formgebenden Innenfläche 4 des Segmentes S. Zur Bildung der Rippen 10 und 11 sind verhältnismäßig schmale und tiefe Nuten 17, 18 vorhanden. Zum Einstecken der formgebenden Lamellen 12 gehen von der Nut 18 zwei schmale tiefe Schlitze 19 und 20 aus, deren Breite so bemessen ist, daß die Lamellen 12 hineinpassen. Die Breite beträgt z. B. etwa 1 mm. Die Tiefe ist gleich der frei aus dem Aluminiumgußteil des Segmentes herausragenden Höhe der Lamellen 12.

Von de^r Nut 17 zweigen Nuten 21 und 22 ab, die an dem Formsegment S entsprechende Rippenansätze bilden, die jedoch in der perspektivischen Darstellung nicht sichtbar sind. Für die Entlüftung ist ein kritischer Bereich die Einmündungsstelle der von den Kanälen 21 gebildeten Rippen in die von dem Kanal 17 gebildete Rippe. In diesem Bereich sind Schlitze 23 und 24 für die Aufnahme der Blindlamellen 13 vorgesehen.

Im übrigen befindet sich an dem Kokilleninnenteil 15 eine breite Ausnehmung 25, die zur Bildung eines

Elriglcuir iünicfS uicfit

Bei der Herstellung des Kokilleninnenteiles 15 wird zunächst eine Drehoperation ausgeführt, wobei die gewölbte Fläche des herzustellenden Reifens im wesentlichen gebildet wird. Danach werden im Funkenerosionsverfahren die tiefen Nuten 17,18,21,22 und die tiefen dünnen Schlitze 19, 23 und 24 herstellt. Die Herstellung der Vertiefungen 23 und 24 verursacht kaum zusätzliche Kosten, da diese Schlitze gleichzeitig mit anderen Schlitzen erodiert werden können

Der Kokillenaußenteil 16 hat eine formgebende Innenfläche 26, die das Negativ der Außenfläche 3 des Segmentes darstellt. Diese Fläche wird durch eine Drehoperation hergestellt. Diese Art der Herstellung ist vergleichsweise billig. Die formgebende Fläche 26 wird teils durch vier Klötze 27 gebildet, die das Negativ der Vertiefungen 5 bis 8 des Segmentes 5 darstellen. Diese Klötze sind mittels Schrauben 28 befestigt.

Bei der Herstellung eines Segmentes 5 wird zunächst der Kokilleninnenteil 15 bei auseinander-genommener Kokille mit formgebenden Lamellen 12 und Blindlamellen 13 bestückt Die formgebenden Lamellen werden hierbei in die Schlitze 19, 20 eingesteckt, wobei in dem Schlitz der Teil aufgenommen wird, der am fertigen Segment frei liegt, während der am fertigen Segment umgossene Bereich aus dem Kokilleninnenteil 15 herausragt. Die Blindlamellen 13 werden mit ihren Halteteilen 13a in die Schlitze 23 und 24 eingesteckt. Die Nutzteile 13c/ der Blindlamellen ragen aus dem Kokillenteil 15 heraus. Nach Bestückung des Kokilleninnenteiles 15 wird die Kokille geschlossen, wobei der Kokillenaußenteil 16 so an den Kokilleninnenteil 15 heranbewegt wird, daß sich die Außenkante 29 des Kokillenaußenieiles an die Innenkante 30 des Kokilleninnenteiles anlegt. Außerdem wird an die Seitenflächen

in 31, 32 eine erste AbschluDwand und an die gegenüberliegenden Seitenflächen 33, 34 eine zweite Abschlußwand angelegt. Die Ausnehmung 25 wird durch die Fläche 35 des Kokillenaußenteiles 16 abgeschlossen, so daß ein rundum geschlossener Eingießkanal gebildet

i) wird.

Nach dem Schließen der Form wird über den Eingußkanal 25 flüssiges Aluminium drucklos eingegossen, wobei der Hohlraum der Giebkokilie ausgefüllt wird. Hierbei werden die aus dem Kokilleninnenteil 15

:ii herausragenden Bereiche der Lamellen 12 und 13 von dem flüssigen Aluminium umgössen. Das Aluminium kühlt in der Stahlkokille sehr rasch ab; hierbei entstehen zwischen den umgossenen Flächen der Lamellen 12, 13 und dem Aluminium dünne Spalte. Dies hindert jedoch

α nicht, daß die Lamellen sicher im Guß gehalten werden. Der Halt wird noch dadurch begünstigt, daß flüssiges Aluminium in die öffnungen 13eund 12£>der Lamellen hineinfließt, wodurch eine formschlüssige Verankerung entsteht.

ίο Die aus dem Kokilleninnenteil 15 herausragenden Bereiche der Lamellen 12 und 13 haben eine solche Höhe, daß sie gerade bis zu den Endflächen der Klötze 27 reichen, so daß die Endkanten der Lamellen mit den Böden der Vertiefungen 5 bis 8 bündig sind.

Nach Erstarren des Aluminiums werden die Teile der

Gesamtheit der F i g. 1 bis 3 gezeigte Stellung, wonach sich das Segment entnehmen läßt. An diesem befindet sich zunächst noch der Steiger 14. An den Blindlamellen 13 befinden sich noch die Halteteile 13a. Die Halteteile 13a werden durch Umbiegen entfernt. Der Steiger 14 wird durch Abschlagen oder Absägen entfernt. Danach wird das Segment noch geputzt.

Mit einer Kokille kann eine große Anzahl von

•»5 Segmenten gegossen werden, im allgemeinen mehrere Tausend Stück.

Gemäß einer nicht gezeichneten Variante können die Lamellen mindestens in ihren eingegossenen Bereichen mit einer Riffelung versehen sein, die sich vorzugsweise etwa rechtwinklig zu der Fläche 3 erstreckt Hiermit werden die in der Einleitung schon angegebenen Effekte erzielt Wie schon eingangs erwähnt, können die Lamellen vor oder nach dem Einsetzen in den Kokilleninnenteil mit einer Beschichtung versehen werden, die die Spaltbildung begünstigt Wenn die Lamellen nur stellenweise beschichtet werden sollen, erfolgt die Beschichtung zweckmäßig nach dem Einsetzen. Werden die Lamellen vor dem Einsetzen beschichtet, so wird man im allgemeinen die Lamellen insgesamt mit der Schicht versehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Aus einem gießfähigen Metall mit relativ niedrigem Schmelzpunkt, insbesondere einer Aluminiumlegierung gegossenes Fonnsegment, insbesondere für eine Reifenvulkanisierform, das eingegossene Lamellen aus einem Metall mit relativ hohem Schmelzpunkt, insbesondere aus Stahlblech aufweist, die die Wand des Formsegmentes durchgreifen, wobei zwischen den umgossenen Bereichen der ι ο Lamellen und den benachbarten gegossenen Flächen Entlüftungsspalte bestehen, über die Innenfläche und Außenfläche des Formsegmentes miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Lamelle (13) (Blindlamel-Ie) mit ihrem inneren Ende (136) an einer formgebenden Fläche (4) und mit ihrem äußeren Ende (13/? an der Außenfläche (3, 5, 6, 7» 8) des Formseg^ientes (S) endet

2. FoiiHsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die umgossenen Bereiche der Lamellen ihre Oberfläche vergrößernde Unebenheiten aufweisen, vorzugsweise eine Riffelung mit Rillen, die sich von der Innenfläche bis zur Außenfläche des Formsegmentes erstrecken.

3. Formsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (12,13) im Bereich von Vertiefungen (5 bis 8) an der Außenseite (3) des Formsegmentes (S) angeordnet sind. ' JO

4. Formsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (12, 13) in ih.-en umgossenen Bereichen durchbrochen sind und daß * Fe Durchbrüche (126, XZe) mindestens teilweise ausgegossen sind. »

5. Verfahren zur Herstellung eines Formsegmentes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gießform (15,16) aus Stahl (Kokille) verwendet wird, die einen mit schmalen Vertiefungen (17 bis 24) für die Formung -»o der formgebenden Innenfläche (4) des Segmentes (S) versehenen Kokilleninnenteil (15) und einen die Außenfläche (3) des Formsegmentes (S) formenden Kokillenaußenteil (16) aufweist, wobei bei geöffneter Kokille (15,16) in Vertiefungen (19,20,23,24) des -»5 Kokilleninnenteiles (15) Lamellen (12, 13) eingesteckt werden, danach die Form geschlossen und mit flüssigem Metall drucklos gefüllt wird und nach Erstarrung des Metalls die Form geöffnet, das gegossene Segment (S) unter Herausziehen der "m Lamellen (12, 13) aus dem Kokilleninnenteil (15) entnommen und an den Blindlamellen (13) der Teil (13a,)(Halteteil) entfernt wird, der im Kokilleninnenteil (15) gesteckt hatte.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn- « zeichnet, daß die Lamellen (12, 13) mindestens in ihren zu umgießenden Bereichen mit einem Material beschichtet werden, vorzugsweise mit einem Kunststoff, das zumindest nach dem Erstarren des gegossenen Metalls zersetzt wird. t>o

7. Lamelle zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Halteteil (13a) und dem einzugießenden Nutzteil (X3d) einer Blindlamelle (13) eine Sollbruchstelle angeordnet ist, vorzugswei- £>5 seeine Kerbe(13c·/

Die Erfindung bezieht sich auf einen aus einem gießfähigen Metall mit relativ niedngem Schmelzpunkt, insbesondere einer Aluminiumlegierung gegossenes Formsegment, insbesondere für eine Reifenvulkanisierform, das eingegossene Lamellen aus einem Metall mit relativ hohem Schmelzpunkt, insbesondere aus Stahlblech aufweist, die die Wand des Formsegmentes durchgreifen, wobei zwischen den umgossenen Bereichen der Lamellen und den benachbarten gegossenen Flächen Entlüftungsspalte bestehen, über die Innenfläche und Außenfläche des Formsegmentes miteinander verbunden sind.

Bei einem bekannten Formsegment dieser Art (DE-GMS 74 11386) sind alle Lamellen zugleich formgebende Teile des Segmentes, die im herzustellenden Reifen tiefe schmale Schlitze formen. Der Vorteil solcher Segmente besteht darin, daß die Entlüftung einer Reifenvulkanisierform, die mit solchen Segmenten bestückt ist, über die genannten Spalte erfolgt, so daß besondere Entlüftungsbohrungen nicht erforderlich sind. Dadurch werden auch an dem Reifen unerwünschte Auswüchse vermieden, die bei mit Entlüftungsbohrungen versehenen Reifen in den Entlüftungsbohrungen geformt werden und die man in der Regel durch teuere Handarbeit entfernen muß.

Eine ausreiche?-de Entlüftung ist jedoch nur dann gewährleistet, wenn genügend viele Lamellen in geeigneter Weise über die gesamte formgebende Fläche der Reifenvulkanisierform verteilt sind. Dies ist nicht bei allen Reifenprofilen der Fall. Um auch dann ohne Entlüftungsbohrungen mit kreisrundem Querschnitt eine ausreichende Entlüftung zu erhalten, wurde bereits vorgeschlagen (DE-OS 19 65 121), nur zu Entlüftungszwecken dienende Lamellen in eine komplette Form einzugießen, die an der formgebenden Fläche der Form enden, also nicht ihrerseits formgebende Elemente bilden. Die Lamellen bei dieser bekannten Form ragen über die Außenseite der Fern vor, wobei die vorragenden Teile als Halteteile dienen, mit denen die Lamellen, die man auch als Blindlamellen bezeichnen kann, in eine Formwand eingesteckt sind, in der sich entsprechende schlitzförmige Vertiefungen befinden. So ausgebildete Blindlamellen sind bei einer kompletten Form möglich, jedoch nicht bei Formsegmenten, die an einem mehrere Segmente zusammenhaltenden Teil der Vulkanisierform befestigt werden müssen, da die vorstehenden Lamellenteile die Befestigung behindern würden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Formsegment der eingangs genannten Art zu schaffen, das unabhängig vom herzustellenden Reifenprofil die Anbringung so vieler Lamellen gestattet, wie dies für eine optimale Entlüftung erforderlich ist, ohne daß die Lamellen die Montierbarkeit des Formsegmentes behindern.

Das erfindungsgemäße Formsegment ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Lamelle (Blindlamelle) mit ihrem inneren Ende an einer formgebenden Fläche und mit ihrem äußeren Ende an der Außenfläche des Formsegmentes endet.

Ein so ausgebildetes Formsegment läßt sich in gleicher Art montieren, wie dies bei bekannten Formsegmenten möglich ist, da an der Rückseite des Segmentes keine vorstehenden Teile vorhanden sind, die die Montage des Segmentes an einer Form behindern wurden. Dieser tragende Teil kann ein geschlossener Ring sein oder auch ein verschiebbares Segment, an dem mindestens ein, vorzugsweise aber