DE3538581A1

DE3538581A1 - Metallform zur reifenvulkanisation

Info

Publication number: DE3538581A1
Application number: DE19853538581
Authority: DE
Inventors: Naohiro Kakogawa Hyogo Hayata
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1984-10-31
Filing date: 1985-10-30
Publication date: 1986-04-30
Anticipated expiration: 2005-10-31
Also published as: DE3538581C2; JPS61108512A; US4691431A

Description

G 55 206

Beschreibung
MetaJ-lform zur Reifenvulkanisation.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metallform zur Reifenvulkanisation.

Bisher wurden die folgenden drei Arten von Metallformen zur Formgebung von Reifen benutzt.

(1) Eine Metallform bestehend aus einem oberen und unteren Profilring 50, welche einen unebenen Formteil P¹ aufweisen, entsprechend der Prof ilschabloneP wie in Fig. 6 und 7 gezeigt. Die Profilringe 50 sind aus Aluminium gegossen und justiert in einer Schale 51 hergestellt aus Gußeisen oder einem Schnittstahlstück.

(2) Eine Metallform bestehend aus kleinen Stücken 52 (Schablonensegmenten) weist einen Formteil auf, entsprechend einer Profil5chablo^nep wie in Fig. 8 dargestellt. Die kleinen Stücke 52 sind aus Aluminium gegossen und in einer Reihe in Umfangsrichtung eingebaut und justiert in einer ähnlichen Schale wie oben beschrieben.

(3) Eine Metallform bestehend aus einer Form aus, zum Beispiel, Gußeisen, in welche eine Prof ilschabloneP direkt eingraviert ist.

Die oben erwähnten konventionellen Metallformen benötigen aufwendige Arbeitsmaschinen und erfordern eine lange Fertigungszeit und hohe Fabrikationskosten, weil ein großer Teil der Arbeiten manuell vorgenommen werden muß, da es zu schwierig ist, Betriebsdaten zu erlangen und die Arbeit zu mechanisieren.

Diese Arten von Metallformen erfordern weiterhin eine große Anzahl _von Lüftungslöchern zur Entlüftung, wenn die Vulkanisation von Reifen vorgenommen wird. Darüber hinaus verursachen

. notwendigen diese Arten von Metallformen, im Falleeiner Ausbesserung von Fehlern, hervorgerufen durch den Abfall von Partikeln aus der Formoberfläche, den Abfall von Partikeln aus Blasen bzw.Lunkern im Aluminiumguß und im Falle des Auswechselns von Profilschablonenteilen oder ähnlichen Arbeiten lange Arbeitszeiten und hohe Kosten, weil diese Arbeiten von Hand ausgeführt werden müssen und Aluminium verschweißt werden muß.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Metallform zur Reifenvulkanisation zu schaffen, welche einfach herzustellen

Ausbessern bzw.

ist und zum Reparieren , Auswechseln und .· ähnlichen Tätigkeiten auf einfache Weise geeignet ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, ist eine Metallform zur Reifenvulkanisation geschaffen worden, welche eine Profilschablonenform umfaßt, die durch ein Aufschichten und Fixieren von einer Vielzahl von Lamellen in einer bestimmten Ordnung entsteht. Die Lamellen weisen formgebende Abschnitte auf, entsprechend dem Querschnitt der Profilteile oder einer Außenfläche des Reifens, wobei die Querschnitte durch Schneiden eines Reifens im Lamellenverlauf parallel zur Mittelebene des Reifens bei Benutzung eines CAD-Systems zu erlangen sind.

Die Metallform zur Reifenvulkanisation gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Vielzahl von aufgeschichteten Lamellen, entsprechend der Vielzahl von Profillinien in der Umfangsrichtung des Reifens, deshalb wird die Schaffung von Betriebsdaten und die Arbeit so einfach, daß eine Metallform mit einem solchen Wirkungsgrad hergestellt werden kann, daß die vorliegende Fabrikationszeit von nicht weniger als drei Monaten auf maximal einen.Monat gekürzt werden kann. Die Schaffung von Lüftungslöchern wird vereinfacht und der Durchmesser der Lüftungslöcher kann verringert werden. Des weiteren sind die Ausbesserung der

Metallform bei einem Teildefekt und die Teilumformung der Metallform einfacher geworden, seit die Metallform nach der vorliegenden Erfindung nicht mehr aus einem Stück besteht, sondern laminar (montierbar und demontierbar) konstruiert ist.·

Die-vorstehenden und anderen Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

In den beigefügten Zeichnungen stellt

Fig. 1 einen Schnitt einer Ausführungsform durch eine Metallform zur Reifenvulkanisation nach der vorliegenden Erfindung dar,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Behälters in

welchem der halbe Teil einer Metallform eines Profil- ~ schablonenteils der vorliegenden Erfindung enthalten ist;

Fig. 3 eine Forderansicht einer Lamelle zur Formgebung einer Profilschablone in einer Metallform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 in einer perspektivischen Ansicht ein Beispiel eines Bildes eines Oberflächenmodelles eines Reifen, geschaffen durch eine Aneinanderreihung der Querschnitte von Lamellen nach der vorliegenden Erfindung unter Benutzung eines CAD-Systemes;

Darstellung
Fig. 5 eine schematische^zur Verdeutlichung eines Querschnittes der Oberflächenschablone aus Fig. 4 in Umfangsrichtung;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht , eines halben Teils eines Profilringes zur Formgebung einer Profilschablone in konventionellen Metallformen;

Fig. 7 Teilschnitt einer Schale einer konventionellen Metallform in welcher eine obere und untere Hälfte eines Profilringes justiert ist;

Fig. 8 eine perspektivische Zeichnung in der Profilsegmente zur Formgebung einer Profilschablone in konventionellen Metallformen dargestellt sind;

Fig. 9(a) eine Draufsicht auf ein Messerblatt angeordnet in Umfangsrichtung einer Reifenform entsprechend der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 9(b) eine Draufsicht auf ein Messerblatt angeordnet in Querrichtung zur Reifenform entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 und 3 zeigt eine Ausführungsform einer Metallform zur Reifenvulkanisation nach der vorliegenden Erfindung. Nummer 1 stellt eine Metallform dar, die eine Vielzahl von aufgeschichteten Lamellen 2 enthält. Die Lamelle 2 hat einen unebenen

Teil
formgebende/2a, zugehörig zu einer Schablonenform einer Scheibe (gezeigt in Fig. 5), welche geschaffen werden kann durch die Aufteilung eines Reifens T gezeigt in Fig. 4 im Lamellenverlauf parallel zu seiner Mittelebene (i.e. eine Schnittebene geschaffen durch Schneiden entlang der Mittellinie CL, der Breite nach in Richtung des äußeren Randes des Reifens) unter Benutzung eines CAD-Systems. Die Schablonenform der Lamelle 2, bezüglich der Unebenheiten, ist umgekehrt zur Modellform des Reifenprofils ausgebildet. Die ungleichen Formen unterscheiden sich selbstverständlich von den jeweils anderen ein wenig, in Einklang mit ihrer Position bezüglich des Reifenprofils. Eine

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Vielzahl von schmalen Einschnitten 3 sind auf. einer oder beiden Ebenen der Lamelle 2 vorgesehen. Nach dem Zusammensetzen der Lamelle 2 funktionieren die schmalen Einschnitte als Lüftungsschlitze zur Gasabführung, wenn die Vulkanisation der Reifen fortgesetzt wird. Darüber hinaus ist ein schmaler Einschnitt 3' in Umfangsrichtung vorgesehen, der mit den schmalen Einschnitten 3 in Verbindung steht und der schmale Einschnitt 3' steht mit der Aussparung 4 der Lamelle 2 in Verbindung, wobei die Aussparung, wie noch näher zu beschreiben sein wird, der Positionierung dient. Diese zur Positionierung vorgesehenen Aussparungen 4 sind am äußeren Umfang der Lamelle 2 vorgesehen. Die Aussparungen 4 werden benutzt, wenn die Lamellen zusammengesetzt sind. Des weiteren sind Löcher 5 in einer Vielzahl von Teilen der Lamelle 2 angebracht, die der Fixierung von Bolzen dienen.

Eine Vielzahl von Lamellen 2 sind zusammengefaßt und gruppiert in zwei Gruppen, in eine obere Form A und eine untere Form B, in Beziehung zur Mittelebene des Reifens. Jede dieser Gruppen schließt aufeinandergestapelte Lamellen 2 ein, welche eine Profilschablonenform bilden (Profilring) und gelagert sind in einem Behälter 7. In dem ringförmigen Behälter 7 sind ohrförmige Einspannteile 9 (Druckmittel) vorgesehen und innere Vorsprünge 10 zur Positionierung, welche mit den Aussparungen der Lamellen 2 in Eingriff gelangen. Die Lamellen 2 sind mittels Bolzen 11 in dem Behälter 7 positioniert, in Reihe aufgestapelt und fixiert. Eine Aussparung 13 in der Lamelle 2, welche es erlaubt; einen Kantenteil des Bolzen 11 und den Fixierungsteil 9 zusammenzusetzen, so daß es nicht zu einer Beeinträchtigung bei der korrekten Aufeinanderschichtung von unteren und oberen Formen im Behälter kommt. Die Benutzung dieses Typs von Behältern ermöglicht eine einfache Positionierung der Lamellen 2, wobei diese Lamellen mit Hilfe der Bolzen auch außerhalb des Containers schon festgelegt werden können.

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Jeder der Behälter 14, 14' für die obere halbe Form A und die untere halbe Form B hat jeweils einen Aussparungsteil 15, 15^r zur Formgebung eines Seitenwandteils und jeweils eines Wulstteiles.

Ein perfekter Hohlraum zur Formgebung eines Reifens kann erreicht werden, durch Zusammenbringen beider halber Formen A und B in einen Behälter, worin die oben erwähnten fixierten Lamellen vom Typ Profilschablonen geschichtet sind. Die Behälter 7 beinhalten zu einem Profilring fixierte Lamellen und sind eingespannt in die Hüllen 14, 14', welche Vertiefungen 15, 15* zur Formgebung eines Seitenwandteils und eines Wulstteiles aufweisen. Die Hüllen 14 haben, wie gezeigt in Fig. 1, eine kreisrunde Entlüftungsfuge 18, welche mit den Positionierung saus schnitt en 4 in Verbindung steht und eine Vielzahl von Entlüftungslöchern 19, welche am Umfang angeordnet sind und mit der Entlüfungsfuge 18- in Verbindung stehen, um Entlüftungsgas aus der Form zu leiten.

Unter Berücksichtigung der Fabrikationsmethoden der Lamelle kann gesagt werden, daß die Gestalt des Formgebungsteiles der Lamelle 2 zu erreichen ist durch die Benutzung, z.B. eines CAD (computer aided design) Systems. Das heißt, nach der Vorbereitung eines dreidimensionalen Modells mit Hilfe eines Computers.wird ein Lamellenelement geschnitten, in Einklang mit einer zweidimensionalen Information abzuleiten von den Abschnitten parallel zur Mittelebene des Reifens. In diesem Fall werden die folgenden Methoden vorzugsweise benutzt:

gekennzeichnet, daß z.B. (1) Eine Methode, dadurch . die Informationen einer Draufsicht und einer Seitenansicht eines Reifenmodells und eine Information über einen Abschnitt der Profilrillen in einen Computer gegeben wird und dann ein Abbild eines Oberflächenmodells, welches eine Profilgestalt aufweist, die in Einklang mit der vorher getätigten Programmeingabe steht.

gekennzeichnet, daß

(2) Eine Methode, dadurch . eine Information über d_en Außendurchmesser und die Breite des Reifens sowie die Breite des -, «... in .den Computer. . , , , , . «■.■..-, , Profils/eingegeben ist und dann das gewünschte Abbild eines Planreifens erreicht wird, in Einklang mit dem vorher eingegebenen Programm zur Herstellung von Zeichnungen. Die Information bezüglich der Profilrillen so^wlöTiefe und Breite der'Rillen ist in den Computer eingegeben um eine Abbildung zu erhalten, welche die gewünschten Querschnitte der Rillen enthält. Bei der Bewegung der Abbildung weist diese die gewünschten Querschnitte entlang der oben beschriebenen Abbildung des Planreifens auf. Eine Abbildung eines Oberflächen- oder Vollmodells (gezeigt in Fig. 4) besitzt eine Profilschablone, welche in Einklang steht mit dem vorher eingegebenen Figurenverarbeitungsprogramm.

Wie bereits oben erwähnt, erweist es sich als vorteilhaft, zur Fabrikation der Lamellen 2 ein CAD-System zu verwenden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses CAD-System beschränkt. Es ist genauso möglich, die Ausgestaltung der Lamellen 2, z.B. durch eine zahlenmäßige Berechnung festzulegen.

Metallic-Materialien wie Stahl, korrosionsbeständiger Stahl, Aluminiumlegierung,Messing
/und Aluminiumkupferzinklegierungen und technischer Kunststoff oder ähnliches sind brauchbar für die Lamellen 2. Im Falle der Herstellung der Lamellen aus metallischem Material, kann vorzugsweise ein elektrisch entladender Drahtschneider benutzt werden (electrical discharge wire cutter). Das Benutzen eines Lasers steigert die Arbeitsgeschwindigkeit. Der Laser kann ebenso zum Schneiden von Kunststoff genutzt werden.

Die Dicke der Lamellen 2 ist vorzugsweise 0,1 bis 3 Millimeter, besser jedoch ist eine Stärke von 0,5 bis 3 Millimeter. In den Fällen, in denen die Siärke der Lamellen 2 größer als der oben erwähnte Bereich ist, wirkt sich dies schlecht auf die Arbeitsgenauigkeit aus. Andererseits ist in den Fällen, in denen die Stärke der Lamellen 2 geringer ist als der oben angegebene

Bereich, die Steigerung der Arbeitsleistung/ einⁿ%.^ee^ssifi5t°at ^ag der Steigerung der Anzahl der Lamellen.

Die Fixierung einer Vielzahl von aufeinandergeschichteten Lamellen kann sowohl durch eine Lötung vorgenommen werden wie auch durch eine Verschraubung wie in Fig. 1 gezeigt. Wie auch immer, es ist vorteilhaft, Fixierungsmethoden wie das Verschrauben zu nutzen, welche eine Demontage erleichtern, um ein Ausbessern der Lamellen 2 oder eine Umformung der Profilschablone zu erleichtern.

Zur Schaffung von schmalen Einschnitten 3 funktionierend wie ein Lüftungsloch sind Methoden des Maschinenschneidens, des Ätzens, des Schleifens und anderer Arten anwendbar. In der Ausführungsform wie in Fig. 1 gezeigt ist nur der Profilformgebungsteil durch eine Vielzahl von aufeinandergeschichteten Lamellen 2 ausgebildet. Aber die gesamte Metallform kann ebenso durch eine Vielzahl von aufeinandergeschichteten Lamellen 2 ausgeformt sein. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die aufeinandergeschichteten Lamellen, welche einen Bereich SL (von maximal einer Querschnittsbreite von der Seitenwand zum Wulstteil) bilden nach der Vervollständigung durch Löten anzuordnen. Der oben bereits erwähnte Container ist dann natürlich überflüssig.

Ein Vorsprung 16 entsprechend einem Messerblatt zur Bildung der Rippen (siping) kann ebenso in Einklang mit den oben erwähnten Methoden geschaffen werden. In dem Fall ist es notwendig, den Vorsprung 16 der Lamellen durch Löten oder Kleben zu sichern, abhängig von ihrer Gestalt oder Anordnung, da die Vorsprünge dünn in ihrer Ausdehnung sind. Als Beispiel, ein Messerblatt in der Umfangsrichtung gezeigt in Fig. 9a bedarf keiner anderen Sicherung. Andererseits bedarf ein Messerblatt 16 in Querrichtung, gezeigt in Fig. 9b, einer anderen Befestigung. Nummer 17 ist eine .Lamellenlinie. ·

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Beispiel

Das nun angeführte Beispiel ist auf experimentieller Basis

..gemacht, wobei ein Metallformen nach der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.

Zu allererst bei der Benutzung des CAD-Systems war ein dreidimensionales Oberflächenmodell (oder Körpermodell) einen ■ 7.00-15 RiB-Schablonentyp vorbereitet, wie in Fig. 4 gezeigt. Später wurden Flächen parallel zur Mittelfläche festgelegt und zwar in Intervallen von 1 Millimeter von der Mittellinie des Profils unter Benutzung eines Datenverarbeitungsprogrammes, um Schnittlinien mit dem oben erwähnten Modell (Modell-Linie) zu schaffen, i.e. zum Schaffen einer Vielzahl von vertikalen Querschnitten eines Reifens (wie gezeigt in Fig. 5). Eine NC (numerische Datensteuerung) zur Schaffung von Lamellen in Einklang mit einer Vielzahl von vertikalen Querschnitten wurde durch die Benutzung von einem NC numerischen Datensteuerungsprogramm hergestellt. Die Lamellen wurden hergestellt mit Hilfe eines elektrisch abstrahlenden Drahtschneiders (der kommerzielle Name "JAPT-3F" hergestellt durch JAPAX INC). Kaltgewalzte Stahlplatten von SS 45 (Strukturstahl 45 bezeichnet durch die. Firma Japanese Industrial Standard (JIS), welcher eine Mindestbiegefestigkeit von 45 kgf/mm aufweist) und einer Dicke von 1 Millimeter wurde als Material für die Lamellen benutzt. Die Arbeitsbedingungen waren derart, daß der Durchmesser des Drahtes 0,2 Millimeter betrug, die Arbeitsgeschwindigkeit 12 Millimeter pro Minute, die Voltzahl ungefähr 50 Volt und die Stromstärke ungefähr 3 Ampere. Die Benutzung eines Lasers statt eines elektrisch abstrahlenden Drahtschneiders ermöglicht es, die Arbeitsgeschwindigkeit um etwa das 40-fache zu steigern, ohne jedoch eine Verschlechterung der Genauigkeit hinnehmen zu müssen.

Bei der Art der oben erwähnten Methode wurden 140 Lamellen, i.e. 74 für.die obere halbe Form und 74 für die untere halbe Form, zur Schaffung von Reifenprofilteilen fabriziert. Jede Lamelle

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(Entlüftungsleitungen) wurde mit schmalen Einschnitten/von 0,1 Millimeter Tiefe zur Entlüftung durch Schneidearbeiten versehen. Es ist nicht immer notwendig, alle Lamellen mit schmalen Einschnitten zu versehen.

Schließlich wurde die äußere Gestalt der Lamellen geschnitten um «ine entsprecfi?zur Hülle passende Montageform zu erhalten, dann wurden die Lamellen im Behälter 7 angeordnet wie gezeigt in Fig. 2, eingeklemmt mit den Fixierstücken 9,den Bolzen 11 durch die oberen und unteren Lamellen passend und der Nut 11a, um einen Profilring zu schaffen. Nach der Schaffung des Profilringes 1a in dieser Art wurde der Profilring 1a in der Hülle angeordnet, um eine komplette Metallform zur Reifenvulkanisierung 1 zu schaffen. Diese Metallform 1 konnte . zufriedenstellend zur Vulkanisation von Reifen benutzt werden. Die Ausschußverringerung von Reifen kann erreicht werden durch die Benutzung einer Metallform nach der vorliegenden Erfindung, ^seitdie schmalen Einschnitte als Entlüftungslöcher dienen und sehr eng sind.

Es ist weiter bei solchen Fähigkeiten der Technik zu verstehen, daß die obige Beschreibung eine bevorzugte Anwendungsform der Erfindung darstellt und daß verschiedene Ausführungsformen und Modifikationen gemacht werden können, ohne das Wesen der vorliegenden Erfindung zu verändern.

Claims

Sumitomo Rubber Industries, Ltd. ,, U\ ■■;>':: Patentansprüche:

1.) Metallform zum Vulkanisieren von Reifen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schablone aus einer Mehrzahl von in einer bestimmten Reihenfolge aufeinandergeschichteter und aneinander-befestigten Lamellen (2) aufweist, die einen formgebenden Abschnitt (2a) entsprechend Formabschnitten eines Profilteiles, das durch lamellenförmiges Zerlegen eines Reifens parallel zu seiner Mittelebene entstanden ist, bilden.

2.) Metallform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

Profilteile Formabschnitten der Lauffläche eines Fahrzeugreifens ^entsprechen.

3.) Metallform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen

(2) 0,1 bis 3,0 Millimeter dick sind.

4.) Metallform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2) aus Stahl, korrosionsbeständigem Stahl, Alluminiumlegierungen, Messing und/oder technischen Kunststoffen bestehen.

G/EK-su

ORIGINAL INSPECTED