DE3627207C2

DE3627207C2 -

Info

Publication number: DE3627207C2
Application number: DE3627207A
Authority: DE
Inventors: Werner 6127 Breuberg De Klotz
Original assignee: Pirelli Reifenwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Pirelli Reifenwerke GmbH and Co KG
Priority date: 1986-08-11
Filing date: 1986-08-11
Publication date: 1989-01-12
Also published as: DE3627207A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel lung von Formsegmenten für die Vulkanisation von Fahr zeugreifen-Rohlingen, bei dem ein vorgefertigtes, ein Gießloch aufweisendes Segment aus Metall unter Bildung eines geschlossenen Hohlraumes, dessen eine Seite dem Reifenprofil entspricht, mit einer Gießhalbform bedeckt, der Hohlraum durch das Gießloch hindurch mit einem weite ren Metall niedrigeren Schmelzpunktes ausgegossen und nach Abkühlen die Gießhalbform entfernt wird.The invention relates to a method of manufacture Forming segments for the vulcanization of driving gripping blanks, in which a prefabricated, a Pouring hole segment of metal with formation a closed cavity, one side of which Tire profile corresponds, covered with a casting half mold, the cavity through the pouring hole with a wide poured out their lower melting point and after cooling, the casting mold is removed.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-AS 19 39 810 be kannt, bei dem an der Innenseite eines Stahlrückenteils die Formung der Reifenlauffläche bewirkende Profilrippen aus Aluminium eingegossen werden. Bei dieser bekannten Vulkanisierform und der dort gewählten Materialkombina tion ist die Wärmedehnungszahl des eingegossenen Alumini ums jedoch mehr als doppelt so hoch wie die des Stahls. Dadurch ist auch der Schrumpf nach dem Gießen sehr unter schiedlich, da sich Aluminium erheblich stärker zusammen zieht als Stahl.Such a method is from DE-AS 19 39 810 be knows, on the inside of a steel back part tread ribs that shape the tire tread cast in aluminum. In this known Vulcanizing mold and the material combination selected there tion is the coefficient of thermal expansion of the cast aluminum but more than twice as high as that of steel. As a result, the shrinkage after casting is very low different because aluminum is much stronger together pulls as steel.

Bei einer Vulkanisationstemperatur zwischen 180°C und 190°C der Fahrzeugreifen ist diese unterschiedliche Wär medehnung von großem Nachteil, da die Maßgenauigkeit an fertig vulkanisierte Reifen sehr hoch ist und im Bereich von etwa ²/₁₀ mm liegt. Darüber hinaus besteht die Ge fahr, daß wegen der großen Wärmeausdehnungsunterschiede sich die Form nach einer Reihe von Vulkanisationszyklen und entsprechenden Abkühlungen selbst zerstört.At a vulcanization temperature between 180 ° C and 190 ° C of the vehicle tires is this different heat Stretching is a major disadvantage because of the dimensional accuracy finished vulcanized tire is very high and in the area of about ² / ₁₀ mm. In addition, there is the Ge drive that because of the large differences in thermal expansion shape after a series of vulcanization cycles and corresponding cooling itself destroyed.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung derartiger Formsegmente an zugeben, das die genannten Nachteile nicht aufweist, son dern eine einfache Herstellung hoher Präzision und hoher Dauerstandsfestigkeit ermöglicht.The invention is based on the object a method for producing such mold segments admit that does not have the disadvantages mentioned, son a simple manufacture of high precision and high Permitted durability.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das vorgefertigte Segment aus einer Aluminiumlegie rung hergestellt und der Hohlraum mit einer Zink-Alumini um- oder Zink-Aluminium-Kupfer-Legierung mit einem Schmelzpunkt von wenigsten 100°C unter dem der Alumini umlegierung des vorgefertigten Segmentes und mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten ähnlich oder gleich dem des Segmentes ausgegossen wird.To achieve this object, the invention provides that the prefabricated segment from an aluminum alloy tion and the cavity with a zinc aluminum um or zinc-aluminum-copper alloy with one Melting point of at least 100 ° C below that of aluminum reallocation of the prefabricated segment and with a Coefficient of thermal expansion similar to or equal to that of Segment is poured out.

Bei einer derartigen Materialkombination liegt die Wärme ausdehnungszahl der Zinklegierung bei 27 × 10^-6 und die der Aluminiumlegierung bei 25 × 10^-6, d. h. die Wärme dehnungen beider Materialien sind praktisch gleich. Dar über hinaus weist die Zinklegierung einen erheblichen nied rigeren Schmelzpunkt als der des Aluminiums auf und be trägt ca. 380°-390°C gegenüber dem von Aluminium von über 600°C.With such a combination of materials, the coefficient of thermal expansion of the zinc alloy is 27 × 10 ^-6 and that of the aluminum alloy is 25 × 10 ^-6 , ie the thermal expansions of both materials are practically the same. In addition, the zinc alloy has a considerably lower melting point than that of aluminum and is approximately 380 ° -390 ° C compared to that of aluminum of over 600 ° C.

Durch diesen niedrigen Schmelzpunkt ist es möglich, bei Modell- bzw. Profiländerungen die Zinklegierung einfach aus dem Aluminium-Segment auszuschmelzen und sowohl das Segment als auch das ausgeschmolzene Material der Zink legierung wieder zu verwenden. Damit kann also der Alumi nium-Grundkörper mehrmals für verschiedene Reifenprofi lierungen verwendet werden. This low melting point makes it possible to Model or profile changes made the zinc alloy easy melting out of the aluminum segment and both that Segment as well as the molten material of zinc reuse alloy. So the Alumi can nium base body several times for different tire professionals lations are used.

Weiterhin ist es von Vorteil, daß die vorgefertigten und vorbearbeiteten Segmente aus Aluminiumlegierung gegenüber dem Gießmodell exakt positioniert werden können, was eine größere Genauigkeit beim Gießen ergibt. Schließlich haben erfindungsgemäß hergestellte Formsegmente eine längere Lebensdauer als bekannte Formsegmente aus Aluminium oder Aluminiumlegierung, da die Oberflächenhärte der Zink-Alumi nium- bzw. Zink-Aluminium-Kupfer-Legierungen größer als die normaler Aluminiumlegierungen ist.It is also advantageous that the prefabricated and preprocessed aluminum alloy segments can be positioned exactly what the casting model gives greater accuracy in casting. Finally have Mold segments produced according to the invention a longer one Lifetime as well-known shape segments made of aluminum or Aluminum alloy, because the surface hardness of the zinc aluminum nium or zinc-aluminum-copper alloys larger than that normal aluminum alloys.

Zweckmäßig wählt man die verwendeten Legierungen so aus, daß man für das Ausgießen des Hohlraumes eine Legierung verwendet, deren Schmelzpunkt wenigstens 100°C, vorzugs weise wenigstens 200°C unter dem der Aluminiumlegierung des vorgefertigten Elementes liegt, um zu gewährleisten, daß beim Ausgießen des Hohlraumes die vorgefertigten und vorbearbeiteten Aluminiumsegmente nicht angeschmolzen wer den. Brauchbare Aluminiumlegierungen für die vorgefertigten Segmente besitzen beispielsweise Schmelzpunkte im Bereich von 600 bis 650°C, während brauchbare Zink-Aluminium- oder Zink-Aluminium-Kupfer-Legierungen zum Ausgießen des Hohl raumes beispielsweise Schmelzpunkte im Bereich von 390 bis 400°C haben können.It is advisable to select the alloys used that you have an alloy for pouring out the cavity used, the melting point at least 100 ° C, preferably at least 200 ° C below that of the aluminum alloy of the prefabricated element to ensure that when pouring the cavity, the prefabricated and pre-machined aluminum segments not melted down the. Usable aluminum alloys for the prefabricated For example, segments have melting points in the range from 600 to 650 ° C, while usable zinc aluminum or Zinc-aluminum-copper alloys for pouring out the hollow For example, melting points in the range from 390 to Can have 400 ° C.

Die Wärmeausdehnungskoeffizienten der zum Ausgießen des Hohlraumes verwendeten Legierungen sollen dem der Alumini umlegierung des vorgefertigten Segmentes möglichst nahekom men. Brauchbare Zink-Aluminium- bzw. Zink-Aluminium-Kupfer- Legierungen haben beispielsweise einen Wärmeausdehnungsko effizienten nahe 27 × 10^-6, während brauchbare Aluminium legierungen für die vorgefertigten Segmente zweckmäßig Wär meausdehnungskoeffizienten nahe 25 × 10^-6 haben. Solche Wärmeausdehnungskoeffizienten liegen nahe genug beieinander, um die genannten Werkstoffpaare im vorliegenden Verfahren miteinander verwenden zu können.The coefficients of thermal expansion of the alloys used for pouring out the cavity should come as close as possible to that of the aluminum alloy of the prefabricated segment. Usable zinc-aluminum or zinc-aluminum-copper alloys have, for example, a coefficient of thermal expansion close to 27 × 10 ^-6 , while usable aluminum alloys for the prefabricated segments expediently have thermal expansion coefficients close to 25 × 10 ^-6 . Such coefficients of thermal expansion are close enough to one another in order to be able to use the material pairs mentioned in the present process.

Zweckmäßige Beispiele vom Aluminiumlegierungen für die vor gefertigten Segmente sind gemäß der Kennzeichnung nach DIN 1725, Teil 2:AlMg₃ (Werkstoff Nr. 3.3541), AlMg₃Si (Werkstoff Nr. 3.3241), AlMg₅ (Werkstoff Nr. 3.3561), AlMg₅Si (Werkstoff Nr. 3.3261) und AlMg₃Si (Werkstoff Nr. 3.3241). Besonders bevorzugt sind nach der genannten DIN- Kennzeichnung die Legierungen G-AlMg₃Si und GK-AlMg₃Si.Appropriate examples of aluminum alloys for the prefabricated segments are in accordance with the labeling according to DIN 1725, part 2: AlMg ₃ (material no.3.33541), AlMg ₃ Si (material no.3.3241), AlMg ₅ (material no.3.33561), AlMg ₅ Si (material No. 3.3261) and AlMg ₃ Si (material No. 3.3241). According to the aforementioned DIN marking, the alloys G-AlMg ₃ Si and GK-AlMg ₃ Si are particularly preferred.

Nach der Kennzeichnung gemäß DIN 1743, Blatt 1 und 2 sind zum Ausgießen des Hohlraumes folgende Legierungen bevor zug: ZnAl₄Cu₃, ZnAl₄Cu₁, ZnAl₄, ZnAl₁₆Cu₁, ZnAl₁₂ und ZnAl₂₇. Unter diesen ist ZnAl₄Cu₃ besonders bevorzugt.According to the marking according to DIN 1743, sheets 1 and 2, the following alloys are preferred for pouring out the cavity: ZnAl ₄ Cu ₃ , ZnAl ₄ Cu ₁ , ZnAl ₄ , ZnAl ₁₆ Cu ₁ , ZnAl ₁₂ and ZnAl ₂₇ . Among them, ZnAl ₄ Cu _{3 is} particularly preferred.

Um die Zink-Aluminium- bzw. Zink-Aluminium-Kupfer-Legierung besonders gut an dem vorgefertigten Segment aus Aluminium legierung haften zu lassen, ist es zweckmäßig, daß das vor gefertigte Segment hinterschnittene Vertiefungen in der im Hohlraum liegenden Oberfläche hat. In diese hinterschnitte nen Vertiefungen dringt beim Ausgießen des Hohlraumes die schmelzflüssige Legierung ein und verankert so die Zink- Aluminium- oder Zink-Aluminium-Kupfer-Legierung auf dem vorgefertigten Segment aus Aluminiumlegierung.About the zinc-aluminum or zinc-aluminum-copper alloy especially good on the prefabricated aluminum segment to allow the alloy to adhere, it is advisable to do so manufactured undercut recesses in the segment Has cavity lying surface. In these undercuts NEN indentations penetrate when pouring the cavity molten alloy and thus anchors the zinc Aluminum or zinc-aluminum-copper alloy on the prefabricated segment of aluminum alloy.

Wenn eine Form mit Lamellen erwünscht ist, so können diese Lamellen als Stanzteil hergestellt und in das Gießmodell eingelassen werden.If a shape with lamellae is desired, this can be done Slats produced as a stamped part and in the cast model be let in.

Durch die Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert. In dieser bedeutetThe invention is further explained by the drawing. In this means

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein vorgefertigtes Segment aus Aluminiumlegierung, Fig. 1 is a vertical section through a prefabricated segment made of aluminum alloy,

Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte vorgefertigte Segment mit einer Abdeckung durch eine Gießhalbform und Fig. 2 shows the prefabricated segment shown in Fig. 1 with a cover by a casting mold and

Fig. 3 das fertige erfindungsgemäß hergestellte Formseg ment nach der Entformung. Fig. 3 shows the finished Formseg produced according to the invention after demolding.

Das in Fig. 1 dargestellte vorgefertigte Segment aus Alu miniumlegierung mit dem Bezugszeichen 1 ist muldenförmig ausgebildet und besitzt eine mittige Eingußöffnung 2 sowie auf der Oberseite hinterschnittene Vertiefungen 3. The illustrated in Fig. 1 segment prefabricated aluminum miniumlegierung by the reference numeral 1 is trough-shaped and has a central pouring-2 as well as undercut at the top side recesses 3.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird das in Fig. 1 gezeigte vorgefertigte Segment 1 mit einer Gießhalbform 4 bedeckt, die an ihrer Unterseite in Negativausbildung dem Reifenpro fil entspricht. In die Gießhalbform 4 sind Lamellen 5 ein gelassen, die in den Hohlraum 6 hineinragen.As shown in Fig. 2, the prefabricated segment shown in FIG. 1 1 with a Gießhalbform 4 is covered which corresponds on its underside in the negative training Reifenpro fil. In the casting mold 4 slats 5 are left, which protrude into the cavity 6 .

Durch die Eingußöffnung 2 wird Zink-Aluminium- oder Zink- Aluminium-Kupfer-Legierung mit den obengenannten Merkmalen in den Hohlraum 6 eingegossen. Nach dem Erkalten dieser Le gierung wird die Gießhalbform 4 entfernt, wobei die Lamellen von der Zink-Aluminium- bzw. Zink-Aluminium-Kupfer-Legierung umgossen sind, aus der Gießhalbform 4 herausgezogen werden und in dem fertigen Formsegment verbleiben. Dieses besteht aus einem Verbund des vorgefertigten Segmentes 1 aus Alumi niumlegierung und dem Gußteil 7, das mit Hilfe der hinterschnittenen Vertiefungen 3 an dem vorgefertigten Segment 1 verankert ist. Das Gußteil 7 entspricht in der Form dem Hohlraum 6.Zinc-aluminum or zinc-aluminum-copper alloy with the above-mentioned features is poured into the cavity 6 through the pouring opening 2 . After this alloy has cooled, the casting half-mold 4 is removed, the fins being cast around the zinc-aluminum or zinc-aluminum-copper alloy, pulled out of the casting half-mold 4 and remaining in the finished mold segment. This consists of a composite of the prefabricated segment 1 made of aluminum alloy and the casting 7 , which is anchored to the prefabricated segment 1 with the aid of the undercut recesses 3 . The casting 7 corresponds in shape to the cavity 6 .

Example 1

1. Production of the prefabricated segment from aluminum alloy
An aluminum alloy blank is turned forwards and finished with regard to its outer contour. Then the aluminum blank is stretched on the outside, whereupon its inner contour is rotated and finished including the undercut recesses for anchoring. Then the sprue is drilled, the bore diameter is selected as required and in dependence on the casting compound. If necessary, several sprue openings can also be provided. Finally, the prefabricated segment is checked according to the tolerance specifications.
2. Production of the finished mold segment
A casting half-mold is produced from plaster, casting sand or steel in the usual way, which corresponds negatively to the desired tire profile on one side. The casting half-mold is clamped in a pressing device. The prefabricated segment, which was manufactured according to the above explanations, is clamped in a holding device. Recording devices and casting half-molds are precisely adjusted and fixed.
If necessary, the pre-made segment is pre-made warms. Now the zinc alumi is over the gate Cast in nium- or zinc-aluminum-copper alloy. After cooling, the mold segment is removed from the mold and boned. The molded part is now inserted into a measuring ring feeds and checked for dimensional accuracy.
G-AlMg 3 Si (material 3.3241 according to DIN 1725, part 2) with a coefficient of thermal expansion of approximately 25 × 10 -6 is used as the aluminum alloy for the prefabricated segment. ZnAl 4 Cu 3 in accordance with DIN 1743 with a coefficient of thermal expansion of approximately 27 × 10 -6 is used as the material for the casting.

Claims

1. A process for the production of mold segments for the vulcanization of vehicle tire blanks, in which a pre-made, a pouring hole segment made of metal to form a closed cavity, one side of which corresponds to the tire profile, covered with a casting half-mold, the cavity through which Pour through pouring hole with another metal lower melting point and after cooling the casting half-mold is removed, characterized in that the prefabricated segment is made of an aluminum alloy and the cavity is made with a zinc-aluminum or zinc-aluminum-copper alloy a melting point of at least 100 ° C below that of the aluminum alloy of the prefabricated segment and with a coefficient of thermal expansion similar to or equal to that of the segment is poured out.

2. The method according to claim 1, characterized in that ZnAl ₄ , ZnAl ₁₂ , ZnAl ₂₇ , ZnAl ₄ Cu ₃ , ZnAl ₄ Cu or ZnAl ₁₆ Cu is used as the zinc-aluminum or zinc-aluminum-copper alloy.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that AlMg ₃ , AlMg ₅ , AlMg ₃ Si or AlMg ₅ Si is used as the aluminum alloy of the prefabricated segment.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized ge indicates that you have a prefabricated segment with undercut indentations in the lie in cavity surface used.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized ge indicates that you have a trough-shaped manufactured segment used.