DE4334133C2 - Entlüftungsstift für Werkzeuge zur Herstellung von Formteilen aus Elastomermasse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Entlüftungsstift für Werkzeuge zur Herstellung von Formteilen aus einer Elastomermasse gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein solcher Entlüftungsstift ist aus der WO 91/13 738 A1 bekannt.

Sowohl der Stand der Technik wie die Erfindung werden nach­ stehend anhand eines Entlüftungsstiftes beschrieben, wie er im Formenbau zur Herstellung von Reifen aus einer Elastomer­ masse, meist Kautschuk, Anwendung findet.

Formteile aus Elastomermassen, wie Dichtungen, Manschetten oder Membranen werden in entsprechenden Formwerkzeugen durch Pressen, Spritzpressen oder auch Spritzgießen gefertigt. Komplizierter aufgebaute Erzeugnisse wie zum Beispiel Reifen durchlaufen mehrere Fertigungsschritte. So wird ein Reifen aus verschiedenen, durch Extrudieren (Lauffläche, Wulst) und Kalandrieren (Gürtel, Karkasse) hergestellten Zuschnitten zunächst zu einem sogenannten Reifenrohling zusammengesetzt, der dann in der eigentlichen Reifenpresse, im Rahmen der Anmeldung als Werkzeug bezeichnet, zu Ende geformt und ver­ netzt wird.

Die als Vulkanisation bezeichnete Vernetzung tritt in der Regel bei circa 200°C durch Wärmeeinwirkung ein. Als Wärme­ träger finden Heißluft, Heißwasser oder Dampf Anwendung.

Üblicherweise wird der Reifenrohling dazu in ein zuvor ge­ öffnetes Werkzeug eingelegt. Nach Einführen eines Balges in den Reifenrohling und Schließen des Werkzeuges erfolgt der Vulkanisiervorgang durch Aufblasen des Balges zum Beispiel mit Heißdampf (circa 200 bis 220°C). Durch Wärmeleitung wird das Vulkanisieren (Aufschmelzen) des Kautschukmaterials des Reifenrohlings ausgelöst, der gleichzeitig in das profilgebende Werkzeug gedrückt wird. Es ist offensichtlich, daß dabei die zwischen der Außenfläche des Reifenrohlings und der Innenfläche des Werkzeuges befindliche Luft wegge­ führt werden muß, um die Ausformung des Reifenprofils zu gewährleisten. Zu diesem Zweck dienen die gattungsgemäßen Entlüftungsstifte, die in großer Zahl auf der Innenfläche des Werkzeuges angeordnet sind.

Bei einem gattungsgemäßen Entlüftungsstift dringen Luft, aber auch die durch die Erwärmung niedrig viskose Elastomermasse, beim Preßvorgang in die trichter­ förmige Durchtrittsöffnungen ein. Während die Luft über die Mitten­ öffnung zum hinteren Endabschnitt und von dort über eine Entlüftungsbohrung im Werkzeug weggeführt wird, kommt es von Fall zu Fall dazu, daß die Elastomermasse zu­ mindest teilweise in die Durchtrittsöffnungen eindringt. Nach dem Abkühlen und Aushärten der Kautschukmasse entstehen auf diese Art und Weise sogenannte "Gummi-Igel", also kleine stiftförmige Abschnitte, die beim Entformen des Werkzeugs abreißen und so die Durchtrittsöffnungen verstopfen.

Insoweit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Entlüftungsstift der gattungsgemäßen Art anzubieten, der nicht verstopft.

Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß dieses Ziel dadurch erreicht werden kann, indem die Querschnittsfläche der Luftaustrittsöffnung(en) speziell ausgebildet wird.

Insoweit schlägt die Erfindung in ihrer allgemeinsten Aus­ führungsform einen Entlüftungsstift der eingangs genannten Art vor, bei dem die im vorderen Abschnitt ausgebildeten Durchtrittsöffnungen in Strömungsrichtung der Luft betrachtet trichterförmig und mittels Laser­ technik gestaltet sind.

In Vorversuchen hat sich herausgestellt, daß eine maximale Öffnungsweite der Durchtrittsöffnungen unterhalb 0,1 mm, vorzugsweise unterhalb 0,05 mm, ausreicht.

Die Durchtrittsöffnungen können im Umfangsbereich des Kör­ pers angeordnet sein. In diesem Fall weisen die Durchtritts­ öffnungen am hinteren Ende (in Strömungsrichtung der Luft betrachtet) Verbindungsabschnitte zur Mittenöffnung auf.

Alternativ können die Durchtrittsöffnungen auch im Mitten­ bereich des Körpers angeordnet sein. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Luft nach Passieren der Durchtritts­ öffnungen axial durch die Mittenöffnung weiterströmen und abgezogen werden kann.

Die optimale Luftabführung wird dadurch unterstützt, daß die Durchtrittsöffnungen symmetrisch über die Querschnittsfläche des Körpers verteilt angeordnet sind. Auf diese Weise werden über die gesamte Querschnittsfläche gleiche Entlüftungsver­ hältnisse erreicht.

Die symmetrische Anordnung kann dabei zum Beispiel entlang eines oder mehrerer, dann konzentrisch zueinander angeordneter Ringe erfolgen.

Mit den genannten Laser-Fertigungstechniken gelingt es, auch auf kleinstem Raum, zum Beispiel bei einer Querschnittsfläche mit einem Durchmesser von 3 mm, eine große Anzahl, beispielsweise 8 bis 16 derartiger Entlüftungsöffnungen (Durchtrittsöffnungen) auszubilden.

Die vorgenannte Herstellungstechnik ermöglicht es auch, die Durchtrittsöffnungen mit einer glatten Oberfläche auszubilden, um ein Anhaften der viskosen Elastomermasse auszuschließen.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, die Durchtrittsöffnungen auf einer gegenüber dem vorderen Ende des Körpers - in Strömungsrichtung der Luft - zurückver­ setzten Flächenabschnitt anzuordnen, wodurch gleichzeitig eine Luftverteilkammer am vorderen Ende des Körpers ausge­ bildet wird. Die Luftverteilkammer weist dann beispielsweise eine miniaturisierte "Topfform" auf. In den Bereich der Luftverteilkammer kann zwar auch unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Entlüftungsstiftes die Elastomermasse eindringen. Am fertigen Erzeugnis, zum Beispiel Reifen, werden dann aber keine stiftartigen Vorsprünge mehr ausge­ bildet, vielmehr entstehen flache, flächige Erhebungen, die weder verfahrenstechnisch, noch optisch störend sind. Durch die Luftverteilkammer wird gleichzeitig eine gleich­ mäßige Verteilung der anstehenden Luft und eine gleichmäßige Entlüftung über die in Strömungsrichtung anschließenden Durchtrittsöffnungen erreicht.

Die Luftverteilkammer kann dabei beispielsweise eine "Tiefe" von weniger als 1 mm aufweisen.

Die Mittenöffnung kann einen Querschnitt aufweisen, der gleich oder größer der kumulierten Querschnittsfläche aller Durch­ trittsöffnungen ist. Auf diese Art und Weise wird eine uner­ wünschte Druckerhöhung im hinteren Abschnitt des Entlüf­ tungsstiftes vermieden.

Der Entlüftungsstift wird - wie im Stand der Technik - in eine entsprechende Entlüftungsbohrung des Werkzeuges einge­ setzt (eingepreßt). Um das Einsetzen des Entlüftungsstiftes in das Werkzeug zu erleichtern ist es vorteilhaft, die Außenfläche des Körpers im hinteren Endabschnitt zum freien Ende hin sich verjüngend auszubilden, so daß der Stift unter Preßsitz eingeschlagen werden kann.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Entlüftungs­ stiftes besteht auch darin, daß er an vorhandenen Werkzeugen nachrüstbar ist, da die Außenabmessungen des Stiftes denen nach dem Stand der Technik entsprechen können.

Claims (4)

1. Entlüftungsstift für Werkzeuge zur Herstellung von Form­ teilen aus einer Elastomermasse, bestehend aus einem stiftförmigen Körper, der an seinem, in Strömungs­ richtung der Luft vorderen Abschnitt mehrere, über den Stiftquerschnitt verteilte Durchtrittsöffnungen aufweist, an die sich bis zum hinteren Abschnitt des stiftförmigen Körpers eine zentrale Mitten­ öffnung anschließt, wobei der Querschnitt jeder Durchtrittsöffnung so gewählt ist, daß am vorderen Abschnitt des Körpers unter Druck anstehende Luft durch die Durchtrittsöffnungen hindurchtreten kann und die am vorderen Abschnitt des Körpers ebenfalls unter Druck anstehende Elastomermasse zurückgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels Lasertechnik im vorderen Abschnitt ausgebildeten Durchtrittsöffnungen in Strömungsrichtung der Luft betrachtet trichterförmig ausgebildet sind.

2. Entlüftungsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen symmetrisch über die Querschnittsfläche des Körpers verteilt angeordnet sind.

3. Entlüftungsstift nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Abschnitt des stiftförmigen Körpers eine topfartige Vertiefung vorgesehen ist und die Durchtrittsöffnungen in dem Boden der topfartigen Vertiefung angeordnet sind.

4. Entlüftungsstift nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen eine maximale Öffnungsweite von 0,05 mm aufweisen.