DE60014423T2

DE60014423T2 - Optimierte vorrichtung zum vulkanisieren von luftreifen und einrichtung zu deren ausführung

Info

Publication number: DE60014423T2
Application number: DE60014423T
Authority: DE
Inventors: Renato Caretta
Original assignee: Pirelli Pneumatici SpA; Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA; Pirelli Tyre SpA
Priority date: 1999-12-13
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: WO2001043955A1; US6841113B2; EP1237713B1; BR0016317A; BR0016317B1; EP1237713A1; ATE277750T1; JP2003516884A; ES2228657T3; AR026777A1; US20020185780A1; DE60014423D1; AU2670001A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vulkanisieren von Reifen, das die Phasen aufweist, einen zu vulkanisierenden Reifen in den Form- und Vulkanisierhohlraum einer geeigneten Form einzuschließen und die unteren, oberen und seitlichen Wände der Form zu erhitzten, um Wärme auf den Reifen zu übertragen.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zum Vulkanisieren von Reifen mit einer Vulkanisierform, die einen Ausform- und Vulkanisierhohlraum für die Aufnahme eines zu behandelnden Reifens begrenzt, mit wenigstens einem unteren Heiztisch, der angrenzend an eine untere Wand der Vulkanisierform angeordnet ist, mit wenigstens einem umfangsseitigen Heiztisch, der um die seitliche Abwicklung der Form und des Vulkanisierhohlraums herum angeordnet ist, sowie mit Vorrichtungen zum Zuführen eines Heizfluids in die Heiztische.
Die Herstellungsprozesse für Fahrzeugreifen sehen für jeden Reifen, nachdem alle seine Bauteile zusammengefügt sind, vor, dass er einem Ausform- und Vulkanisierprozess, währenddessen der Reifen dazu gebracht wird, bei einem ausreichenden Druck an den Innenwänden des Formhohlraums anzuhaften, und der Aufbringung von Wärme unterworfen wird, um bei der Polymerisation des elastomeren Materials, aus dem er zusammengesetzt ist, eine abschließende geometrische strukturelle Stabilisierung festzulegen.
Hinsichtlich der Vulkanisierung von Reifen für Fahrzeuge ist dafür die Verwendung von so genannten zentripetalen Vorrichtungen weit verbreitet. Beispiele für solche Vorrichtungen sind beispielsweise in den folgenden Patenten beschrieben: US 5 676 980 , EP 123 733 , EP 170 109 und EP 459 375 .
Solche Vorrichtungen werden im Allgemeinen so angeordnet, dass sich die Achse der Form in einer vertikalen Lage befindet und die Mittel- oder Äquatorialebene der Form bezüglich des Bodens horizontal ist. Der Formhohlraum wird im Wesentlichen zwischen zwei ringförmigen Kästen gebildet, die sich unterhalb bzw. oberhalb bezüglich der Ebene befinden und koaxial angeordnet sind, um die Außenflächen des Reifens zu bilden. Mit den Kästen ist eine Zone von Sektoren kombiniert, die am Umfang um die mit der Drehachse des Reifens zusammenfallende geometrische Achse der For, herum angeordnet sind, um das Laufflächenband des Reifens zu formen und darin eine Reihe von Vertiefungen und/oder Nuten auszubilden, die auf verschiedene Weisen entsprechend einer gewünschten Laufflächenauslegung angeordnet sind.
Der untere Kasten ist im Allgemeinen bezüglich einer Basis festgelegt, während der obere Kasten, der an einem so genannten vertikalen beweglichen Deckel angreift, axial bezüglich des unteren Kastens verschoben werden kann.
Die Umfangssektoren stehen ihrerseits in einem Verschiebeeingriff mit einem Sektorhaltering, der je nach dem entweder mit dem Deckel oder mit der Basis ein Stück bildet. Darüber hinaus sind die Sektoren längs entsprechend der Mantellinien einer kegelstumpfförmigen Fläche beweglich, die in dem Sektorhaltering vorgesehen ist. Gleichzeitig zu der gegenseitigen axialen Betätigung zwischen Ring und Sektoren werden letztere gleichzeitig radial zur Achse der Form zwischen einem offenen Zustand, in dem sie am Umfang einen Abstand voneinander haben, d.h. radial von der äußeren Umfangsfläche des in der Form enthaltenen Reifens entfernt, und einem Schließzustand überführt, in dem sie radial angenähert und gegenseitig in Übereinstimmung mit den jeweiligen am Umfang gegenüberliegenden Rändern zusammengepasst sind.
Ferner sind Heizvorrichtungen vorgesehen, um eine vorgegebene Wärmemenge auf den Reifen zu übertragen, der in dem Formhohlraum eingeschlossen ist, um seine ausreichende Vulkanisierung festzulegen.
Die Heizvorrichtungen weisen im Wesentlichen eine Vielzahl so genannter „Heiztische" auf, die um die Bauelemente herum angeordnet sind, die den Form- und Vulkanisierhohlraum bilden. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung soll der Ausdruck „Heiztisch" ein Bauteil der Vulkanisiereinheit bedeuten, die wenigstens einen Hohlraum hat, der sich von dem Ausform- und Vulkanisierhohlraum unterscheidet und mit dem geeigneten Heizfluid beschickbar ist.
Insbesondere sind ein unterer Heiztisch, der sich unmittelbar unter dem erwähnten unteren Kasten befindet, ein oberer Heiztisch, der sich angrenzend an dem oberen Kasten befindet, und ein ringförmiger Heiztisch vorgesehen, der dem Sektorhaltering zugeordnet ist und sich um die Sektoren herum erstreckt.
Während dem oberen und unteren Heiztisch ein Fluid, gewöhnlich Dampf, der gleichen Temperatur, beispielsweise in der Größenordnung von 175°C, zugeführt wird, kann das in den ringförmigen Heiztisch eingeblasene Fluid eine Temperatur in der Größenordung von 185°C haben oder in jedem Fall die Temperatur des in die untere und obere Kammer eingeblasenen Fluids überschreiten.
Diese höhere Temperatur wird deshalb ausgewählt, weil die Krone des Reifens in Kontakt mit den Sektoren eine Dicke hat, die größer ist als die Dicke der Seitenwände, und den Gurtaufbau einschließt, d.h. ein Paket von wenigstens drei Streifen aus mit Kautschuk beschichtetem textilem oder metallischem Gewebe, und somit eine größere Wärmemenge erfordert, um in der gleichen Zykluszeit im Wesentlichen den gleichen Vulkanisiergrad zu erreichen.
Insbesondere ist auch das GB 1 118 005 bekannt, das eine Vorrichtung zum Prägen eines Musters in das Laufflächenband eines Luftreifens der oben beschriebenen Bauweise offenbart, die in den Kammern der Heiztische abhängig von der Dicke der Teile des zu vulkanisierenden Reifens Dampf mit unterschiedlichen Temperaturen zuführen kann.
Man hat immer geglaubt, dass das bekannte oben beschriebene Vulkanisierverfahren die Herstellung von Reifen mit einem homogenen Vulkanisierungsgrad oder wenigstens mit einer Ungleichförmigkeit erlaubt, die symmetrisch bezüglich der Äquatorialebene bezogen auf die unterschiedliche Dicke zwischen den verschiedenen Bereichen des Reifens und die unterschiedliche Größe der Karkasse in diesem Bereich verteilt ist.
Nach der obigen Voraussetzung ist zu vermerken, dass sich die Reifenindustrie dauerhaft bemüht, fortlaufende Verbesserungen sowohl der vom Reifen im Betrieb gebotenen Leistung als auch des Gleichförmigkeitsgrads des Produkts zu erreichen, um das Band der Tolerierbarkeit der Werte der Viskosität und der elastischen Eigenschaften des vulkanisierten Reifens fortlaufend zu beschränken, die von dem vorgegebenen Idealwert abweichen.
Bei dieser Suche nach fortlaufenden Verbesserungen hat die Anmelderin gestützt durch eine genaue Produktanalyse herausgefunden, dass sich der Reifen häufig in einem mehr oder weniger starken Ausmaß beim Einsatz in einer Kurve in einer vorgegebenen Richtung unterschiedlich gegenüber der Art und Weise verhält, wenn er in der entgegengesetzten Richtung eingesetzt wird.
Dieses widerspruchsvolle Verhalten hat man anfänglich und schnell tolerierbaren quantitativen Unterschieden zwischen den geometrischen Eigenschaften (Dicke, Höhe und Profil) der beiden Halbfabrikate, die gegenüberliegende Seitenwände des Reifens bilden, oder kleinen Änderungen der geometrischen Eigenschaften der Mischung der Seitenwände zugeordnet, die während des Prozesses der Seitenwandvorbereitung (Pressen oder Kalandrieren) erfolgen.
Da sich jedoch die Herstellungsprozesse und die Prozesssteuersysteme verbesserten, erschien diese Auffassung nicht länger überzeugend: Die Anmelderin kam so zu der Erkenntnis, dass vielleicht die beiden Seitenwände des Reifens, obwohl sie die gleiche chemische Zusammensetzung und insbesondere die gleiche Länge der unterschiedlichen Bestandteile des Ansatzes der Mischung sowie die gleichen geometrischen Abmessungen haben, eine bestimmte Verschiedenartigkeit der physikalischen und/oder viskoelastischen Eigenschaften der Mischung aufweisen könnten, die beim ersten Hinsehen nicht erkennbar und durch oder bei irgendeiner Phase des Reifenfertigungsprozesses verursacht wird.
Die Anmelderin fand, dass Reifen mit dem vorstehend erwähnten widersprüchlichen Verhalten in Kurven Seitenwände hauptsächlich mit einem unterschiedlichen Wert des Elastizitätsmoduls aufwiesen und kam zu der Erkenntnis, dass ein solcher Wertunterschied in Verbindung zu einem unterschiedlichen Vulkanisiergrad der Seitenwandmischung steht. Die Anmelderin verstand dann, dass das bekannte Vulkanisierverfahren in der Absicht einen Reifen mit homogenen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Seitenwände, zu erhalten, das Homogenitätskonzept auch auf die Temperaturen übertragen hatte, indem der Dampf den Heiztischen der Vulkanisierform zugeführt wurde.
Statt dessen führte in der Praxis auch für die spezielle Situation der Vulkanisierform mit radial aufeinander gelegten und parallel bezüglich des Bodens angeordneten Kästen sowie der Auferlegung einer homogenen Zuführtemperatur für die beiden Tische, nämlich dem oberen und dem unteren Tisch, nicht zu einer homogenen Wärmemenge, die von den Seitenwänden des Reifens absorbiert wurde.
Tatsächlich führte die Gleichheit der Temperaturen des in den oberen und unteren Heiztisch eingeführten Dampfes tatsächlich zu einem nicht homogenen thermischen Zustand der Tische, da der untere Heiztisch, indem er wenn er nach oben überträgt und strahlt, zum Erhitzen des oberen Heiztisches mit der daraus folgenden größeren Wärmeabsorption durch ihn beiträgt.
Diese unterschiedliche Wärmeabsorption durch die beiden Heiztische und durch die entsprechenden Kästen der Form hatte eine unterschiedliche Wärmemenge zur Folge, die zu den Seitenwänden des Reifens übertragen wurde, und somit einen unterschiedlichen Vernetzungsgrad zwischen den beiden Seitenwänden mit der daraus folgenden Verschiedenheit der mechanischen und verhaltensmäßigen Eigenschaften, die man bei den fertigen Reifen beobachtet.
Erfindungsgemäß wurde das Problem mit einer unterschiedlichen Beheizung der beiden Heiztische, des oberen und des unteren, gelöst, die unter Berücksichtigung der Wärmeübertragung zwischen den verschiedenen Teilen der Vulkanisiervorrichtung dimensioniert werden, um eine gleiche Wärmeabsorption durch die beiden, der Vulkanisierung unterworfenen Seitenwände festzulegen. Es wurde weiter erkannt, dass diese Vorgehensweise es auch ermöglicht, die Vulkanisierhomogenität der Umfangsabschnitte der Lauffläche an den Schultern des Reifens zu verbessern.
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich deshalb die Erfindung auf ein Verfahren, zum Vulkanisieren eines Reifens unter Verwendung einer Vulkanisierform, die einen Ausform- und Vulkanisierhohlraum für die Aufnahme eines zu behandelnden Reifens, einen unteren Heiztisch und einen oberen Heiztisch, die axial gegenüberliegen und auf entsprechende Seitenwände des Reifens einwirken können, und wenigstens einen ringförmigen Heiztisch aufweist, der um die Umfangsabwicklung des Ausform- und Vulkanisierhohlraums herum angeordnet ist, wobei das Verfahren die folgenden Phasen aufweist,

– Einschließen eines zu vulkanisierenden Reifens in den Ausform- und Vulkanisierhohlraum und
– Erhitzen des unteren Heiztisches, des oberen Heiztisches und des ringförmigen Heiztisches zur Übertragung von Wärme auf den Reifen, wobei zu den Heiztischen während der Erwärmungsphase unterschiedliche Wärmemengen geliefert werden, um den Reifen homogen zu vulkanisieren.

Entsprechend dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass es möglich ist, unerwartete Verbesserungen bei dem Reifenvulkanisierprozess, insbesondere hinsichtlich Homogenität des gesamten Aufbaus des vulkanisierten Reifens, zu erreichen, wenn die Heiztische oder verschiedene Teile von ihnen unabhängig mit unterschiedlichen Wärmezuströmen gespeist werden, und insbesondere, wenn die Temperatur des Dampfes oder eines anderen Heizluids, das in den unteren Heiztisch gespeist wird, größer ist als die Temperatur des Heizfluids, das in den oberen Heiztisch eingespeist wird.
Gemäß diesem Aspekt der Erfindung zeichnet sich ein Verfahren zum Vulkanisieren eines Reifens dadurch aus, dass die Erhitzungsphase ausgeführt wird, indem dem unteren Heiztisch eine Wärmemenge zugeführt wird, die größer ist als die dem oberen Heiztisch zugeführte Wärmemenge.
Alternativ zu oder in Kombination mit diesem Aspekt wird auch das Erhitzen des ringförmigen Heiztisches ausgeführt, indem seinem unteren Abschnitt eine Wärmemenge zugeführt wird, die größer ist als die dem oberen Abschnitt zugeführte Wärmemenge.
Vorzugsweise wird das Erhitzen der Heiztische ausgeführt, indem den Tischen ein Heizfluid zugeführt wird, wobei besonders bevorzugt das dem unteren Heiztisch zugeführte Fluid und/oder das einem unteren Abschnitt des ringförmigen Heiztisches zugeführte Fluid eine Temperatur hat, die größer ist als die Temperatur des Fluids, das dem oberen Heiztisch und/oder entsprechend einem oberen Abschnitt des ringförmigen Heiztisches zugeführt wird.
Mit diesem Zweck kann das dem unteren Heiztisch zugeführte Fluid vorteilhafterweise auch einem unteren Abschnitt des ringförmigen Heiztisches zugeführt werden, während das dem oberen Heiztisch zugeführte Fluid vorteilhafterweise auch dem oberen Abschnitt des ringförmigen Heiztisches zugeführt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das dem unteren Heiztisch zugeführte Fluid trockener Sattdampf bei einer Temperatur im Bereich zwischen 155°C und 165°C, während das dem oberen Heiztisch zugeführte Fluid trockener Sattdampf bei einer Temperatur in einem Bereich zwischen 148°C und 158°C ist.
Bei einem ihrer verschiedenen Aspekte bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Vulkanisieren von Reifen für Fahrzeugräder, wobei die Einrichtungen für die Fluidzuführung unterschiedliche Abschnitte der Heiztische in einer gegenseitig abhängigen Weise und insbesondere den unteren Heiztisch mit Fluid mit einer Temperatur speisen, die höher ist als die Temperatur des dem oberen Heiztisch zugeführten Fluids.
Vorzugsweise ist der ringförmige Heiztisch in wenigstens einen unteren Hohlraum und wenigstens einen oberen Hohlraum entsprechend einer diametralen Ebene bezogen auf den Ausform- und Vulkanisierhohlraum geteilt, so dass die Fluid zuführenden Einrichtungen den unteren Hohlraum des ringförmigen Heiztisches mit einem Fluid mit einer unterschiedlichen, vorzugsweise mit einer Temperatur speisen können, die höher ist als die dem oberen Hohlraum des ringförmigen Heiztisches zugeführten Fluids.
Für diesen Zweck kann vorzugsweise vorgesehen werden, dass der untere Hohlraum des ringförmigen Heiztisches in Fluidverbindung mit dem unteren Heiztisch steht, während der obere Hohlraum des ringförmigen Heiztisches in einer Fluidverbindung mit dem oberen Heiztisch steht.
Gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung haben die Fluid zuführenden Einrichtungen weiterhin wenigstens eine Injektionsleitung, die in den Innenraum des Ausform- und Vulkanisierhohlraums abgibt, und wenigstens eine Abzugsleitung, die von dem Ausform- und Vulkanisierhohlraum abgeht.
Entsprechend einer anderen vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung sind der untere Hohlraum und der obere Hohlraum des ringförmigen Heiztisches jeweils in einem oberen Gehäuseabschnitt und einem unteren Gehäuseabschnitt eines Gehäuseaufbaus enthalten, wobei die Gehäuseabschnitte vorzugsweise in einem Schließzustand, in dem sie in einem gegenseitigen Kontakt stehen, und vorzugsweise auf einer Diametralebene des Formhohlraums gegenseitig zusammenpassen, und einem Offenzustand zueinander bewegbar sind, in dem sie sich axial im Abstand befinden.
Insbesondere passen vorteilhafterweise im Schließzustand der obere Gehäuseabschnitt und der untere Gehäuseabschnitt entsprechend einer Äquatorialmittelebene des Ausform- und Vulkanisierhohlraums zusammen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, der auch unabhängig von der obigen Beschreibung verwendet werden kann, hat die Form die übliche Krone von Sektoren, die in eine Vielzahl von unteren radialen Sektoren und eine Vielzahl von oberen radialen Sektoren unterteilt sind, die in Eingriff mit dem unteren Gehäuseabschnitt bzw. dem oberen Gehäuseabschnitt stehen und am Umfang um die geometrische Achse des Ausform- und Vulkanisierhohlraums verteilt sind. Jeder der Sektoren hat einen Haltekörper, der gleitend verschiebbar in den entsprechenden Gehäuseabschnitt für ein selektives Verschieben gleichzeitig mit der gegenseitigen axialen Bewegung der Gehäuseabschnitte zwischen einem Schließzustand, in dem die Sektoren gegenseitig angenähert sind und zur Bildung des Ausform- und Vulkanisierhohlraums einander angepasst sind, und einem Offenzustand eingreift, in dem die Sektoren der gleichen Vielzahl bezogen auf die geometrische Asche radial voneinander entfernt am Umfang voneinander beabstandet und bezogen auf die Sektoren der gegenüberliegenden Vielzahl axial im Abstand angeordnet sind, und wobei jeder der Sektoren weiterhin wenigstens ein Ausformstück aufweist, das lösbar in Eingriff mit dem Haltekörper steht.
Im Schließzustand sind vorzugsweise die unteren Sektoren und die oberen Sektoren gegenseitig entsprechend einer äquatorialen Mittelebene des Ausform- und Vulkanisierhohlraums angepasst.
Bevorzugt wird weiterhin, dass jeder der Sektoren funktionsmäßig in Eingriff mit dem ringförmigen Gehäuseabschnitt steht, der längs einer entsprechenden Kegelstumpffläche gleitend verschiebbar geführt ist, die an der Innenfläche seines Gehäuseabschnitts, des unteren bzw. oberen, liegt, um das gegenseitige radiale Entfernen der Sektoren zu bestimmen.
Vorzugsweise stehen mit jedem Haltekörper wenigstens zwei Ausformstücke in Eingriff, die gleitend verschiebbar an dem Haltekörper geführt und gegenseitig entsprechend einer Umfangsrichtung bezogen auf den Ausform- und Vulkanisierhohlraum bewegbar sind.
Jedes der Ausformstücke hat vorteilhafterweise einen Umfangsfortsatz, der wenigstens einer Teilung eines Laufflächenmusters entspricht, das an dem in Fertigung befindlichen Reifen auszubilden ist.
Gemäß diesem erfinderischen Aspekt der Vorrichtung hat der Vulkanisierzyklus des Reifens, wenn die Vulkanisierphase einmal abgeschlossen ist, die zusätzliche Phase des Entfernens der Ausformstücke von der vorstehend erwähnten geometrischen Achse, um die Vulkanisierform zu öffnen, wobei die Ausformstücke mittels Vertiefungen geführt werden, die von den Ausformstücken in dem Laufflächenband erzeugt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile werden leichter ersichtlich aus der ins Einzelne gehenden Beschreibung einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausgestaltung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Vulkanisieren von Reifen für Fahrzeugräder nach der vorliegenden Erfindung.
Die Beschreibung folgt nachstehend unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, die lediglich als nicht begrenzender Hinweis vorgesehen werden und in denen
1 ein Diametralschnitt einer Vorrichtung nach der Erfindung ist, wobei ein der Bearbeitung unterliegender Reifen in dem Ausformhohlraum eingeschlossen ist,
2 einen Halbschnitt der Vorrichtung von 1 in einer Funktionsphase zeigt, in der Umfangssektoren der Vulkanisierform nicht an dem der Bearbeitung unterliegenden Reifen angreifen,
3 einen Halbschnitt der Vorrichtung in einer Funktionsphase zeigt, in der das Lösen des Reifens von dem oberen Kasten der Vulkanisierform ausgeführt wird,
4 einen Halbschnitt der Vorrichtung in einer Funktionsphase zeigt, in der der Reifen aus dem unteren Abschnitt der Form herausgezogen wird,
5 eine Phase zeigt, bei der der Reifen auf eine Haltefläche mit Rollen abgelegt ist und
6 ein unterbrochener Schnitt längs der Linie VI-VI von 2 ist.
Bei den vorstehend erwähnten Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 insgesamt eine Vorrichtung zum Vulkanisieren von Reifen für Fahrzeugräder nach der vorliegenden Erfindung.
Die Vorrichtung hat eine Vulkanisierform 2, die in einem Gehäuseaufbau 3 für ihre Funktion aufgenommen ist und in ihrem Inneren einen Ausform- und Vulkanisierhohlraum 4 hat, der für die Aufnahme eines herzustellenden Reifens geeignet ist.
Insbesondere hat die Form 2 im Wesentlichen einen unteren Kasten 6 und einen oberen Kasten 7, die zueinander koaxial sind und an entsprechenden Seitenwänden 5a des Reifens 5 wirken können, sowie eine Krone aus radialen Sektoren 8, die am Umfang um eine mit der Drehachse des Reifens 5 zusammenfallenden geometrischen Achse Y-Y des Ausformhohlraums 4 verteilt sind und auf ein Laufflächenband 5b des Reifens einwirken können.
In dem Ausformhohlraum kann eine Vulkanisierblase der üblichen Art (nicht gezeigt) wirken, wobei bei der vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt wird, eine solche Blase wegzulassen, wenn diese ein nachteiliges Hindernis für die Wärmeübertragung zu der radial inneren Fläche des Reifens bildet.
Zur Arretierung der Position des herzustellenden Reifens in dem Ausformhohlraum sind vorzugsweise ein oberes Greiforgan und ein unteres Greiforgan 31 dem unteren Kasten 6 und dem oberen Kasten 7 zugeordnet. Die Greiforgane 30 und 31 können unabhängig voneinander auf herkömmliche Weise so aktiviert werden, dass sie aus einer Ruhestellung, in der ihre diametrale Größe kleiner ist als der Innendurchmesser des Wulstes des Reifens 5, in einen Funktionszustand gebracht werden, in welchem sie eine diametrale Größe aufweisen, die größer ist als der Durchmesser, so dass sie in der Lage sind, die jeweiligen Wulste 5c des Reifens 5 in Übereinstimmung mit den inneren Umfangsrändern des unteren Kastens 6 bzw. des oberen Kastens 7 zu halten.
Alternativ kann der herzustellende Reifen an einem starren Träger (nicht gezeigt) angebracht werden, der die Form der Innenfläche des Reifens hat, und auf dem der Reifen vorzugsweise von Beginn an aufgebaut worden ist, indem die unterschiedlichen Bauelemente zusammengefügt werden, beispielsweise nach der Patentanmeldung EP 0 919 406 der gleichen Anmelderin.
Der untere Kasten 6 bzw. der obere Kasten 7 sind über einem Basisabschnitt 9 des Gehäuseaufbaus 3 und unter einem Verschlussabschnitt 10 des Gehäuseabschnitts festgelegt. Die Sektoren 8 sind ihrerseits in Eingriff innerhalb eines ringförmigen Abschnitts 11 des Gehäuseaufbaus 3.
Bei einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung ist die Vulkanisierform 2 in einen oberen Abschnitt 2a und einen unteren Abschnitt 2b unterteilt, die gegenseitig so angenähert werden können, dass sie im Wesentlichen auf einer äquatorialen Mittelebene X-X des Ausform- und Vulkanisierhohlraums 4 und somit des herzustellenden Reifens 5 zusammenpassen.
Für diesen Zweck hat jeder Umfangssektor 8 einen oberen Abschnitt 8a und einen unteren Abschnitt 8b, die in einem Zustand eines gegenseitigen Kontakts auf einer Mittelebene, vorzugsweise der Äquatorialebene X-X, verbunden werden können.
Der ringförmige Abschnitt 11 des Gehäuseaufbaus 3 ist seinerseits in einen oberen Halbteil 11a und einen unteren 11b unterteilt, die eine obere bzw. untere kegelstumpfförmige Innenfläche 12a bzw. 13b haben, die symmetrisch gegenüberliegen und zu der Äquatorialebene X-X divergieren. Der obere Halbteil 11a des ringförmigen Abschnitts 11 bildet zusammen mit dem Verschlussabschnitt 10 einen oberen Gehäuseabschnitt 3a des Gehäuseaufbaus 3, während der untere Halbteil 11b des ringförmigen Abschnitts 11 zusammen mit dem Basisabschnitt 9 einen unteren Gehauseabschnitt 3b des Gehäuseaufbaus bildet.
Der obere Gehäuseabschnitt 3a und der untere Gehäuseabschnitt 3b sind bezüglich einander längs der geometrischen Achse Y-Y zwischen einem geschlossenen Zustand, in welchem sie auf einer diametralen Ebene zusammenpassen, wie es beispielsweise in 1 gezeigt ist, und einem offenen Zustand bewegbar, in dem sie voneinander entfernt sind, wie es beispielsweise in 4 gezeigt ist, so dass die Funktionen des Ladens und Entfernens des Reifens 5 aus dem Ausform- und Vulkanisierhohlraum 4 möglich sind. Für diesen Zweck kann beispielsweise für den oberen Gehäuseabschnitt 3a vorgesehen werden, dass er funktionsmäßig von einer geeigneten Hubvorrichtung greifbar ist, die hier nicht gezeigt ist, also für die Zwecke der Erfindung nicht relevant ist und auf jede Weise erreichbar ist, die für den Fachmann zweckmäßig ist, beispielsweise wie es in dem Patent EP 0 459 375 beschrieben ist.
Die gezeigte Ausführungsform sorgt auch dafür, dass der obere Gehäuseabschnitt 3a und der untere Gehäuseabschnitt 3b bezüglich einander in dem geschlossenen Zustand mit Hilfe eines ringförmigen Bajonettverschlussorgans 13 entfernbar festgelegt werden können, das an Umfangsflanschen 13a wirkt, die in Übereinstimmung mit Verbindungsrändern zwischen dem oberen und unteren Gehäuseabschnitt vorgesehen sind.
Das Vorhandensein des ringförmigen Bajonettverschlussorgans 13 ermöglicht es, die Form 2 während des Reifenvulkanisierzyklus im geschlossenen Zustand zu halten und weiterhin erforderlichenfalls die gesamte Vorrichtung 1 von einer Trägerbasis 14 zu entfernen, nachdem der Eingriff der entfernbaren Verbindungseinrichtung 14a gelöst ist, die auf den unteren Gehäuseabschnitt 3b einwirkt.
Jeder der oberen und unteren Abschnitte 8a und 8b der Sektoren 8 wird gleitend auf irgendeine für den Fachmann zweckmäßige Weise entsprechend einer Mantellinie der jeweiligen oberen inneren kegelstumpfförmigen Fläche 12a oder der unteren inneren kegelstumpfförmigen Fläche 12b geführt. Die Beweglichkeit der oberen Abschnitte 8a und unteren Abschnitte 8b längs der inneren kegelstumpfförmigen Flächen 12a, 12b ist derart, dass auf die gegenseitige axiale Betätigung der oberen und unteren Gehäuseabschnitte 3a und 3b folgend die oberen und unteren Abschnitte der Sektoren einer Verschiebung zwischen einer geschlossenen Position, in der sie gegenseitig angenähert sind und in der Umfangsrichtung zur Bildung des Ausform- und Vulkanisierhohlraums 4 zusammenpassen, und einem offenen Zustand unterworfen sind, in welchem sie gegenseitig sowohl in der Axialrichtung als auch radial zur geometrischen Achse Y-Y entfernt sind, um das Einführen und Entfernen des Reifens 5 zu ermöglichen.
Nach der vorliegenden Erfindung hat jeder der Sektoren 8 im Wesentlichen einen Haltekörper 15, der funktionsmäßig in den Gehäuseaufbau 3 eingreift und eine Vielzahl von Ausformstücken 16 trägt, vorzugsweise eins bis vier, von denen sich jedes zu wenigstens einer entsprechenden „Teilung" des dem Reifen auszubildenden Laufflächenmusters und vorzugsweise mit einem Mehrfachen der Teilung erstreckt.
Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck „Teilung" einen Umfangsabschnitt des Laufflächenbandes 5b des Reifens 5 mit einem Abschnitt des Laufflächenmusters, der sich am Umfang identisch zu sich selbst wiederholt, beispielsweise durch die Abstände zwischen den Mitten von zwei aufeinander folgenden übereinstimmenden Quernuten begrenzt wird, die bei der Bildung des Laufflächenmusters zusammenwirken.
Vorteilhafterweise ist jeder Haltekörper 15 in einen oberen Abschnitt 15a und einen unteren Abschnitt 15b unterteilt, die jeweils an der oberen inneren kegelstumpfförmigen Fläche 12a und der unteren inneren kegelstumpfförmigen Fläche 12b der oberen und unteren Gehäuseabschnitte 3a und 3b gleitend verschiebbar angreifen. Der obere Abschnitt 15a und der untere Abschnitt 15b eines jeden Haltekörpers 15 werden ferner in eine Richtung radial zur geometrischen Achse Y-Y jeweils mit Hilfe einer oberen Gleitführung 20a und einer unteren Gleitführung 19a geführt, die am Umfang bezüglich des oberen Kastens 6 und des unteren Kastens 7 angeordnet sind.
Jedes Ausformstück 16 ist seinerseits in einen oberen Abschnitt 16a und einen unteren Abschnitt 16b unterteilt, die jeweils an dem oberen Abschnitt 15a und dem unteren Abschnitt 15b des entsprechenden Haltekörpers 15 angreifen.
Bei einer vorzugsweisen Ausgestaltung ist jedem Haltekörper 15 ein Paar von Ausformstücken 16 zugeordnet. Wenn in diesem Fall ein Reifen 5 hergestellt wird, dessen Laufflächenmuster beispielsweise 64 Teilungen hat, müssen 32 Haltekörper 15 vorgesehen werden, von denen jeder in einen entsprechenden oberen Abschnitt 15 und einen unteren Abschnitt 15b unterteilt ist.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl der Haltekörper 15 auf jeden Fall einem in der Anzahl der Ausformstücke 16 ohne Rest aufgehender Teiler gleich sein oder entsprechen, und somit den Umfangsteilungen in dem Laufflächenmuster.
Jedes Ausformstück 16 und insbesondere jeder der es bildenden oberen Abschnitte 16a und unteren Abschnitte 16b steht vorzugsweise in Eingriff mit dem entsprechenden oberen Abschnitt 15a und unteren Abschnitt 15b des Haltekörpers 15 mit der Möglichkeit der gleitenden Verschiebung in Umfangsrichtung. Für diesen Zweck können in den Ausformstücken 16 Endvorsprünge 34 vorgesehen werden, die gleitend verschiebbar in den entsprechenden Hinterschneidungen des Basiskörpers 15 geführt werden, wie es beispielsweise in dem Patent EP 0 451 832 beschrieben ist.
Wenn sich die Vulkanisierform im offenen Zustand befindet und in jedem Fall dann, wenn die Sektoren 8 radial von der geometrischen Achse Y-Y weg bewegt sind, hat, wie deutlich in 6 gezeigt ist, jedes der Ausformstücke 16 einen Abstand bezüglich des am Umfang angrenzenden Ausformstückes mit einer Bemessung, die kleiner ist, als der Abstand zwischen zwei am Umfang benachbarten Haltekörpern 15. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Abstand, der zwischen zwei am Umfang benachbarten Haltekörpern 15 messbar ist, wenigstens gleich dem Abstand ist, der im Mittel zwischen zwei benachbarten Ausformstücken 16 messbar ist, multipliziert mit der Anzahl der Ausformstücke, die jedem Haltekörper 15 zugeordnet sind. Auf diese Weise hat man die Sicherheit, dass, wenn die Sektoren 8 radial in den Schließzustand angenähert sind, jedes Ausformstück 16 perfekt an die am Umfang angrenzenden Ausformstücke ohne irgendeine Chance angepasst ist, dass eine vorzeitige Störung zwischen den am Umfang benachbarten Haltekörpern 15 das korrekte Schließen der Form 2 behindern kann.
Das Vorhandensein einer Anzahl von Ausformstücken 16 entsprechend der Anzahl von Teilungen, die das Laufflächemuster aufweist, und ihre Beweglichkeit auf zueinander unabhängige Weise in der Richtung der Umfangsabwicklung gewährleistet, dass, wenn die Form 2 geschlossen ist, jedes Ausformstück 16 in das Laufflächenband 5b jedes Reifens 5 in einer Richtung eindringt, die genau radial zur geometrischen Achse Y-Y ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass auf das das Laufflächenband 5b bildende Rohelastomermaterial keine anormalen Spannungen und/oder Verformungen angelegt werden, wie es bei Verwendung herkömmlicher Formen mit acht oder 16 Ausformstücken mit relativ hoher Umfangserstreckung stattdessen der Fall sein würde. Formen dieser Art können keine genaue radiale Betätigungsbahn für alle Teile geben, die zur Bildung des Laufflächenbandes bestimmt sind, was physikalische und strukturelle Nicht-Übereinstimmungen in dem fertigen Reifen verursacht, die sich in Leistungsdefizite des Reifens umsetzen. Insbesondere wird einer der wesentlichsten Nachteile von der charakteristischen Laufruhe des Reifens gebildet, die von versierten Fachleuten per Definition der „achten Harmonischen" identifiziert wird.
Anzumerken ist weiterhin, dass die Unterteilung der Sektoren 8 der Form 2 in einen oberen Abschnitt 8a und einen unteren Abschnitt 8b es ermöglicht, die radiale Auslenkung beträchtlich zu begrenzen, die die Sektoren haben müssen, um das Einführen und Entfernen des Reifens 5 zu ermöglichen. In der Praxis kann die radiale Auslenkung der Sektoren 8 und insbesondere eines jeden ihrer Abschnitte 8a, 8b in vorteilhafterweise auf die Größe begrenzt werden, die erforderlich ist, um das Eindringen der an den Ausformstücken 16 vorhandenen Rippen in das Laufflächenband 5 entsprechend der gewünschten Tiefe zu erreichen.
Die Vulkanisiereinheit 1 hat weiterhin Heizeinrichtungen, die in der Lage sind, auf den Reifen 5 Wärme aufzubringen, sowohl von seinem Inneren als auch von seinem Äußeren her, um seine richtige Vulkanisierung festzulegen.
Für das Zuführen von Wärme innerhalb des Reifens 5 können die Heizvorrichtungen beispielsweise eine Dampfeinführleitung 17 und eine Dampfabzugsleitung 18 aufweisen, die mit dem Innenraum der Vulkanisierblase 4 in Verbindung stehen, um Dampf in sie einzuführen bzw. daraus zu entfernen.
Für das Zuführen von Wärme von außerhalb des Reifens 5 haben die Heizvorrichtungen weiterhin einen unteren Heiztisch 19, der angrenzend an den unteren Kasten angeordnet ist, einen oberen Heiztisch 20, der angrenzend an den oberen Kasten 7 angeordnet ist und wenigstens einen ringförmigen Heiztisch 21a, 21b, der um die Umfangsabwicklung des Ausform- und Vulkanisierhohlraums 4 herum konzentrisch zur geometrischen Achse Y-Y angeordnet ist.
Der untere Heiztisch 19 und der obere Heiztisch 20 sind axial in dem unteren Gehäuseabschnitt 3b bzw. dem oberen Gehäuseabschnitt 3a beweglich, um das radiale Entfernen der unteren Abschnitte 8b und der oberen Abschnitte 8a der Sektoren 8 zu bestimmen, das dem gegenseitigen axialen Entfernen des oberen Gehäuseabschnitts 3a und des unteren Gehäuseabschnitts 3b folgt. Für diesen Zweck wird der untere Heiztisch 19, der am Umfang die erwähnten Gleitführungen 19a trägt, dauernd an dem unteren Kasten 6 mit Hilfe unterer Druckfedern 22 oder äquivalenter elastischer Einrichtungen gehalten, die zwischen dem unteren Kasten und dem Basisabschnitt 9 des Gehäuseaufbaus 3 wirken. In gleicher Weise wird der obere Heiztisch 20 der am Umfang die erwähnten oberen Gleitführungen 20a trägt, dauernd an dem oberen Kasten 7 mit Hilfe von oberen Druckfedern 23 oder äquivalenten elastischen Einrichtungen gehalten, die zwischen dem Heiztisch und dem Verschlussabschnitt 10 des Gehäuseaufbaus 3 wirken.
Der ringförmige Heiztisch 21a, 21b ist seinerseits vorzugsweise in den Aufbau des ringförmigen Abschnitts 11 des Gehäuseaufbaus 3 integriert und wird im Wesentlichen von einem unteren ringförmigen Hohlraum 21a und einem oberen ringförmigen Hohlraum 21b gebildet, die jeweils in dem oberen Halbteil 11a und in dem unteren Halbteil 11b des Ringabschnitts erhalten werden.
Die vorstehend erwähnten Heizeinrichtungen haben weiterhin Dampfzuführeinrichtungen, die in den unteren Heiztisch 19, den oberen Heiztisch 20 und den Umfangsheiztisch 21a, 21b geführt sind.
Bei der vorliegenden Erfindung können die Dampfzuführeinrichtungen, die im Einzelnen hier nicht beschrieben sind, da sie auf irgendeine für den Fachmann zweckmäßige Weise ausgestaltet sein können, in den unteren Heiztisch 19 und in den unteren Hohlraum 21a des ringförmigen Heiztisches Dampf mit einer Temperatur einführen, die höher ist als die des Dampfes, der in den oberen Heiztisch 20 und in den oberen ringförmigen Hohlraum 21b des ringförmigen Heiztisches eingeführt wird.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung hat insbesondere der in den unteren Heiztisch 19 eingeführte Dampf eine Temperatur im Bereich zwischen 155°C und 165°C, während die Temperatur des in den oberen Heiztisch 20 eingeführten Dampfes in einem Bereich zwischen 148°C und 158°C liegt.
Für die Zuführung von Dampf mit unterschiedlichen Temperaturen ist vorzugsweise dafür gesorgt, dass der obere ringförmige Hohlraum 21b des Umfangsheiztisches in Fluidverbindung mit dem oberen Heiztisch 20 steht, während der untere ringförmige Hohlraum 21b des Umfangsheiztisches in Fluidverbindung mit dem unteren Heiztisch 19 steht.
Außerhalb des Gehäuseaufbaus 3 und insbesondere an jedem oberen Halbteil 11a und unteren Halbteil 11b des ringförmigen Abschnitts 11 sind erste und zweite fluiddynamische Verbindungselemente 24, 25 vorgesehen, mit denen entsprechende Dampfförderleitungen (nicht gezeigt), die von den oben erwähnten Dampfzufuhreinrichtungen kommen, in Eingriff gebracht werden können.
Der in den unteren ringförmigen Hohlraum 21a des Umfangsheiztisches 21a, 21b eingeführte Dampf wird in den unteren Heiztisch 19 durch eine erste Verbindungsleitung überführt, die durch die gestrichelte Linie 26 angezeigt ist.
Auf ähnliche Weise wird der in den oberen ringförmigen Hohlraum 21b des Umfangsheiztisches 21a, 21b eingeführte Dampf in den oberen Heiztisch 20 durch eine zweite Verbindungsleitung überführt, die durch die gestrichelte Linie 27 veranschaulicht ist.
Eine erste und eine zweite Auslassverbindung 28, 29 ermöglichen das Abführen des Dampfes jeweils aus dem unteren Heiztisch 19 und aus dem oberen Heiztisch 20.
Anzumerken ist, dass die Zuführung des Dampfes mit unterschiedlichen Temperaturen jeweils für den oberen Abschnitt 2a und für den unteren Abschnitt 2b der Form 2 eine unerwartete Homogenität des Wärmetransports zwischen den unterschiedlichen Bauelementen der Form und insbesondere des herzustellenden Reifens 5 ergibt.
Der Anmelderin ist klar geworden, dass ein merklicher Teil der von dem unteren Heiztisch 19 sowie von dem unteren ringförmigen Hohlraum 21a des Umfangsheiztisches 21a, 21b abgeführten Wärme zu dem oberen Abschnitt 2a der Form 2 aufgrund der natürlichen Neigung von heißer Luft, nach oben zu steigen überführt wird.
Darüber hinaus gleicht die höhere Temperatur des in den unteren Abschnitt 2b der Form 2 eingeführten Dampfes die Wärmeabführung aus dem unteren Kasten 6 und aus den unteren Abschnitten 8b der Sektoren 8 aus, die besonders beträchtlich ist, wenn der herzustellende Reifen 5 ausgetauscht wird und die Vulkanisiereinheit bei Fehlen des Reifens vollständig offen bleibt.
Nach der obigen, vorherrschend die Bauweise betreffenden Beschreibung wird nun nachstehend die Arbeitsweise der Vulkanisiervorrichtung nach der Erfindung beschreiben.
Gleichzeitig mit dem Einschließen des zu behandelnden Reifens 5 in der Form 1 wird in den unteren Heiztisch 19, den oberen Heiztisch 20 und in den Umfangsheiztisch 21a, 21b, wie vorstehend beschrieben, Dampf eingeführt, um eine homogene Wärmezufuhr durch die Außenflächen des Reifens festzulegen.
Gleichzeitig wird Dampf in das Innere des Ausform- und Vulkanisierhohlraums 4 eingeführt, um auch über die Innenflächen des Reifens 5 Wärme bereitzustellen. Während des gesamten Vulkanisierzyklus werden die Wulste 5c des Reifens an den innern Umfangsrändern an den entsprechenden Kästen 6, 7 gehalten. Bei der Ausführung der in den Figuren gezeigten Vulkanisiereinheit wird diese Haltewirkung mit Hilfe oberer und unterer Greifeinrichtungen 30 und 31 bewirkt, die beide in einen Betriebszustand gebracht werden, bevor mit der Einführung des Dampfes in den Ausform- und Vulkanisierhohlraum begonnen wird.
Auf das Einführen des Dampfes in den Ausform- und Vulkanisierhohlraum 4 kann nach einer vorgegebenen Zeit das Einführen eines Inertgases, beispielsweise Hochdruck-Stickstoff erfolgen, um ein perfektes Eindringen der Ausformstücke 16 in das Laufflächenband 5b des Reifens 5 zu gewährleisten.
Wenn der Vulkanisierzyklus, der eine Zeit im Bereich zwischen 10 und 30 Minuten abhängig von den Abmessungen und dem Aufbau des vulkanisierenden Reifens benötigen kann, abgeschlossen ist, werden das noch in dem Ausform- und Vulkanisierhohlraum 4 vorhandene Inertgas und die Dämpfe daraus abgezogen. Dann wird das Bajonettverschlussorgan 13 im Winkel gedreht, um das Öffnen der Form 2 durch Anheben des oberen Abschnitts 3a des Gehäuseaufbaus 3 zu ermöglichen.
In einer Anfangsphase dieses Hubvorgangs führen, wie in 2 gezeigt ist, die oberen und unteren Druckfedern 23 und 22 dazu, dass sich der obere Heiztisch 20 und der untere Heiztisch 19 von dem jeweiligen Verschlussabschnitt 10 und Basisabschnitt 9 des Gehäuseaufbaus 3 wegbewegen, was zum Verschieben der oberen Abschnitte 8a und der unteren Abschnitte 8b der Sektoren an den inneren kegelstumpfförmigen Flächen 12a, 12b des ringförmigen Abschnitts 11 führt.
In diesem Zustand bewegen sich die Sektoren 8 radial von der Achse Y-Y weg, was dazu führt, dass sich die Ausformstücke 16 aus dem Eingriff mit dem Laufflächenband 5b des Reifens 5 lösen, während die oberen und unteren Abschnitte 8a und 9b der Sektoren durch die Wirkung der oberen Federn 23 und der unteren Federn 22 in einem gegenseitigen Kontakt (2) und in einer zueinander gegenüberliegenden Druckbeziehung gehalten werden.
Gleichzeitig zu der anfänglichen Entfernungsphase des oberen Abschnitts 3a des Gehäuseaufbaus 3 wird das obere Greiforgan 30 in einen Ruhezustand gebracht, um den oberen Wulst 5c des Reifens 5 freizugeben, während das untere Greiforgan 31 den unteren Wulst in Eingriff an dem unteren Kasten 6 hält.
Bei einem weiteren Anheben des unteren Abschnitts 3a des Gehäuseaufbaus 3 und dem darauf folgenden Bewegen des oberen Abschnitts 2a weg von dem unteren Abschnitt 2b der Form 2 wird deshalb der Reifen 5 von dem oberen Kasten 7 gelöst, wie es in 3 gezeigt ist.
Wenn dieser Vorgang abgeschlossen ist, wird der obere Gehäuseaufbau 3a wieder abgesenkt, bis die oberen Abschnitte 8a der Sektoren 8 wieder in Kontakt mit den entsprechenden unteren Abschnitten 8b gebracht werden, woraufhin das obere Greiforgan 30 wieder in einen Funktionszustand gebracht wird und den oberen Wulst 5c des Reifens 5 an dem oberen Kasten 7 hält.
Das untere Greiforgan 31 wird seinerseits in die Ruhestellung gebracht, indem der untere Wulst 5c des Reifens 5 so frei gegeben wird, dass der Reifen in der Lage ist, vom unteren Kasten 6 gelöst und aus dem unteren Abschnitt 3b des Gehäuseaufbaus 3 als Folge des neuen Anhebens des oberen Abschnitts 3a, wie in 4 gezeigt, herausgezogen zu werden.
Der obere Abschnitt 3a des Gehäuseaufbaus 3 kann deshalb seitlich bezüglich des unteren Abschnitts 3b so verschoben werden, dass der Reifen 5, der vorher von dem oberen Kasten 7 gelöst wurde, auf ein Rollenbett 33 oder eine andere geeignete Aufnahmeeinrichtung nach der Überführung des oberen Greiforgans 30 in den Ruhezustand gelegt werden kann, nachdem der obere Abschnitt 3a oder das obere Greiforgan allein, wie in 5 gezeigt, abgesenkt wurde.
Wenn der vulkanisierte Reifen einmal auf das Rollenbett freigegeben ist, ist die Vorrichtung 1 für die Eingriffsaufnahme eines neuen zu vulkanisierenden Reifens bereit, der mit Hilfe für diesen Zweck geeigneter Einrichtungen koaxial mit seinem eigenen oberen Wulst 5c über dem oberen Greiforgan angeordnet wird. Das Letztere wird darauf folgend in den Funktionszustand versetzt, um den Wulst 5c des neuen Reifens 5 an dem inneren Umfangsrand des oberen Kastens angreifen zu lassen.
Der obere Abschnitt 3a des Gehauseaufbaus 3 wird, nachdem er koaxial zurück über den unteren Gehäuseabschnitt 3b gebracht worden ist, darauf abgesenkt, um den Einschluss des neuen Reifens 5 in der Form 2 zu bestimmen.
Die vorliegende Erfindung erreicht wesentliche Vorteile.
Die Bereitstellung von Dampf mit unterschiedlichen Temperaturen jeweils zum Erhitzen des oberen und unteren Teils der Form ermöglicht eine optimale Verteilung der dem Reifen zugeführten Wärme, was in vorteilhafter Weise ein hohes Ausmaß an Gleichförmigkeit in dem vulkanisierten Reifen und bei der Verarbeitungsleistung hervorbringt.
Das Verfahren der Erfindung besteht aus dem Erkennen, dass dem unteren Heiztisch Dampf mit einer festgelegten Temperatur zugeführt werden muss, die der entspricht, die für ein exaktes Vulkanisieren der unteren Seitenwand erforderlich ist, und dass dem oberen Heiztisch Dampf mit einer niedrigeren Temperatur in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Größe zugeführt werden muss, mit die Differenz zwischen den beiden Temperaturen im Wesentlichen durch den Zustrom von Wärme kompensiert wird, die durch den unteren Teil der Vulkanisiereinheit nach oben überführt und emittiert wird.
Vorteilhafterweise setzt sich die Differenz zwischen den Temperaturen, mit denen der Dampf zu den Kästen der Form zugeführt wird, in eine Gleichförmigkeit der Eigenschaften und der Leistung für die beiden Seitenwände des Reifens um.
Insbesondere kompensiert in äußerst günstiger Weise die höhere Temperatur des in den unteren Abschnitt 2b der Form eingeführten Dampfes die Wärmeabführung aus dem unteren Kasten 6 und aus den unteren Abschnitten 8b der Sektoren 8, die insbesondere dann beträchtlich ist, wenn der in Bearbeitung befindliche Reifen 5 ausgetauscht wird und die Vorrichtung 1 bei Fehlen des Reifens vollständig offen bleibt.
Als nicht beschränkender Hinweis ist auszuführen, dass die Anmelderin als besonders vorteilhaft die Modifizierung der Temperatur der Fluide des Vulkanisierzyklus gefunden hat, der normalerweise wie nachstehend angegeben, erfindungsgemäß und unter Bezug auf eine Vulkanisierpresse ausgeführt wird, die mit einer Vulkanisierblase ausgerüstet ist, um Reifen in einem Größenbereich von 185/65R15 und 245/40R18 zu vulkanisieren.
Tabelle 1
Die Ergebnisse von Prüfstand und Straßenversuchen bestätigen durch die hochgradige Homogenität und Gleichförmigkeit der strukturellen und verhlatensmäßigen Eigenschaften des Reifens die ausgezeichnete Verteilung der Wärme, die dem Reifen zugeführt wird, was durch die Bereitstellung des Dampfs mit unterschiedlichen Temperaturen jeweils für das Erhitzen des oberen und des unteren Teils erreicht wird.
Insbesondere ist die Homogenität der Wärmeverteilung in den gegenüberliegenden Seitenwänden stark verbessert, wodurch die Einschränkungen des Standes der Technik überwunden wurden, bei welchem trotz der Einrichtungen für den Versuch, eine Temperatur des Vulkanisierfluids zu erhalten, die zwischen dem unteren Heiztisch und dem oberen Heiztisch genau identisch ist, es immer schwierig war, den gleichen Vulkanisiergrad an den beiden Seitenwänden des Reifens zu erhalten, von denen die oberhalb liegende die Neigung hatte, bezüglich der darunter liegenden Seite zu stark vulkanisiert zu werden.
Anzumerken ist weiter, dass in vorteilhafter Weise die niedrigere Temperatur des in die beiden Tische eingeführten Dampfes sich in einen geringeren Energieverbrauch pro Reifen und pro Vulkanisiereinheit umsetzt, was hinsichtlich der Anzahl von gleichzeitig eingesetzten Vulkanisiereinrichtungen sehr geschätzt wird.
Die Optimierung der Verteilung der Wärme, die durch die Form übertragen wird, ermöglicht das Erreichen beträchtlicher Verbesserungen hinsichtlich Wärmeverbrauch aufgrund der zusätzlichen baulichen Besonderheiten der Anordnung.
Zu erwähnen ist in der Tat, dass der Aufbau der Form 2 und des Gehäuseaufbaus 3 in zwei auf der Äquatorialebene unterteilte Halbteile erlaubt, die radiale Auslegung, wie erwähnt, zu minimieren, die die Sektoren 8 während der Öffnungsphase ausführen müssen, um das Entfernen und Wiedereinführen des herzustellenden Reifens zu ermöglichen.
In dieser Situation bleiben die Sektoren sehr nahe beieinander, auch dann, wenn die Vorrichtung vollständig offen ist, wodurch übermäßige Wärmeverluste vermieden werden, wie sie bei dem nach dem Stand der Technik gebauten Formen auftreten, wo die Sektoren in einem Stück vorhanden und mit einem einzigen Sektorhaltering verbunden sind, so dass sie einen beträchtlichen Abstand voneinander haben, wenn die Vulkanisiereinheit offen ist.
Die konstruktiven Merkmale, wie sie bei der Ausführung der Sektoren angewendet wurden, geben den Sektoren eine verringerte thermische Trägheit, die auch durch die Gehäusewärmeabführung in der Öffnungsphase ermöglicht wird. Indem diese reduzierte thermische Trägheit auf eine originelle und vorteilhafte Weise angewendet wird, schlägt die Erfindung vor, den Abschnitten des ringförmigen Heiztisches Dampf mit der gleichen Temperatur (den gleichen Dampf) zuzuführen, wie sie der Dampf hat, der in den oberen und unteren Heiztisch eingeführt wird, wodurch die Notwendigkeit beseitigt wird, eine zusätzliche Dampfzuführung mit einer anderen Temperatur zu den ringförmigen Heiztischen bereitzustellen.

Claims

Verfahren zum Vulkanisieren eines Reifens unter Verwendung einer Vulkanisierform (2), die einen Ausform- und Vulkanisierhohlraum (4) für die Aufnahme eines zu behandelnden Reifens (5), einen unteren Heiztisch (19) und einen oberen Heiztisch (20), die axial gegenüberliegen und auf entsprechende Seitenwände (5a) des Reifens (5) einwirken können, und wenigstens einen ringförmigen Heiztisch (21a, 21b) aufweist, der um die Umfangsabwicklung des Ausform- und Vulkanisierhohlraums (4) herum angeordnet ist, wobei das Verfahren die folgenden Phasen aufweist: – Einschließen eines zu vulkanisierenden Reifens (5) in den Ausform- und Vulkanisierhohlraum (4) und – Erhitzen des unteren Heiztisches (19), des oberen Heiztisches (20) und des ringförmigen Heiztisches (21a, 21b) zur Übertragung von Wärme auf den Reifen (5), wobei zu den Heiztischen während der Erwärmungsphase unterschiedliche Wärmemengen geliefert werden, um den Reifen homogen zu vulkanisieren, dadurch gekennzeichnet, – dass die Erhitzungsphase ausgeführt wird, indem dem unteren Heiztisch (19) eine Wärmemenge zugeführt wird, die größer ist als die dem oberen Heiztisch (20) zugeführte Wärmemenge.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Erwärmen des ringförmigen Heiztisches (21a, 21b) ausgeführt wird, indem seinem unteren Abschnitt (21a) eine Wärmemenge zugeführt wird, die größer ist als die seinem oberen Abschnitt (21b) zugeführte Wärmemenge.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Erwärmen der Heiztische (19, 20, 21a, 21b) ausgeführt wird, indem den Tischen ein Heizfluid zugeführt wird, wobei das dem unteren Heiztisch (19) zugeführte Fluid eine Temperatur hat, die höher ist als die Temperatur des dem oberen Heiztisch (20) zugeführten Fluids.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das dem unteren Abschnitt (21a) des ringförmigen Heiztisches zugeführte Heizfluid eine Temperatur hat, die höher ist als die Temperatur des einem oberen Abschnitt (21b) des ringförmigen Heiztisches zugeführten Heizfluids.
Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem das dem unteren Heiztisch (19) zugeführte Fluid auch dem unterem Abschnitt (21a) des ringförmigen Heiztisches zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem das dem oberen Heiztisch (20) zugeführte Fluid auch dem oberen Abschnitt (21b) des ringförmigen Heiztisches zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem das dem unteren Heiztisch (19) zugeführte Fluid trockenen Sattdampf bei einer Temperatur in einem Bereich zwischen 155°C und 165°C aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem das dem oberen Heiztisch (20) zugeführte Fluid trockenen Sattdampf bei einer Temperatur in einem Bereich zwischen 148°C und 158°C aufweist.
Vorrichtung zum Vulkanisieren von Reifen für Fahrzeugräder – mit einer Vulkanisierform (2), die einen Ausform- und Vulkanisierhohlraum (4) für die Aufnahme eines zu behandelnden Reifens (5) begrenzt, – mit wenigstens einem unteren Heiztisch (19), der angrenzend an einen unteren Kasten (6) der Vulkanisierform (2) angeordnet ist, – mit wenigstens einem oberen Heiztisch (20), der angrenzend an einen oberen Kasten (7) der Vulkanisierform (2) angeordnet ist, – mit wenigstens einem ringförmigen Heiztisch (21a, 21b), der um die Umfangsabwicklung des Ausform- und Vulkanisierhohlraums (4) herum angeordnet ist, der angrenzend an eine Vielzahl von Ausformstücken der Vulkanisierform (2) angeordnet ist, – mit Vorrichtungen (24, 25, 26, 27, 28, 29) zum Zuführen eines Heizfluids in die Heiztische (19, 20, 21) und – mit Einrichtungen zum Zuführen des Heizfluids zu unterschiedlichen Abschnitten der Heiztische auf zueinander unabhängige Weise bis zum homogenen Vulkanisieren beider Seitenwände des Reifens, dadurch gekennzeichnet, – dass die Einrichtungen zum Zuführen des Fluids dem unteren Heiztisch (19) das Fluid mit einer Temperatur zuführen, die höher ist als die Temperatur des dem oberen Heiztisch (20) zugeführten Fluids.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher der ringförmige Heiztisch (21a, 21b) in wenigstens einen unteren Hohlraum (21a) und wenigstens einen oberen Hohlraum (21b) entsprechend einer Ebene unterteilt ist, die bezogen auf den Ausform- und Vulkanisierhohlraum (4) diametral ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die Einrichtungen (24, 25, 26, 27, 28, 29) zum Zuführen des Fluids dem unteren Hohlraum (21a) des ringförmigen Heiztisches das Fluid mit einer Temperatur zuführen, die höher ist als die des Fluids, das dem oberen Hohlraum (21b) des ringförmigen Heiztisches zugeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher der untere Hohlraum (21b) des ringförmigen Heiztisches in Fluidverbindung mit dem unteren Heiztisch (19) steht.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher der obere Hohlraum (21b) des ringförmigen Heiztisches in Fluidverbindung mit dem oberen Heiztisch (20) steht.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die Einrichtungen (17, 18, 24, 25, 26, 27, 28, 29) zum Zuführen des Fluids weiterhin wenigstens eine Injektionsleitung (17) aufweisen, die in den Innenraum des Ausform- und Vulkanisierhohlraums (4) abgibt, und wenigstens eine Abzugsleitung (18) aufweist, die von dem Ausform- und Vulkanisierhohlraum rausgeht.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher der untere Hohlraum (21a) und der obere Hohlraum (21b) des ringförmigen Heiztisches (21) jeweils in einem oberen Gehäuseabschnitt (3b) und einem unteren Gehäuseabschnitt (3a) eines Gehäuseaufbaus (3) enthalten sind, wobei die Gehäuseabschnitte zwischen einem Schließzustand, in dem sie in einem gegenseitigen Kontakt stehen, und einem Offenzustand, in dem sie sich axial im Abstand befinden, zueinander bewegbar sind.
Vorrichtung zum Vulkanisieren von Reifen für Fahrzeugräder, insbesondere nach Anspruch 9, bei welcher die Form (2) eine Vielzahl von unteren radialen Sektoren (8a) und eine Vielzahl von oberen radialen Sektoren (8b) aufweist, die in Eingriff mit dem unteren Gehäuseabschnitt (3b) beziehungsweise dem oberen Gehäuseabschnitt (3a) stehen, und am Umfang um eine geometrische Achse (Y-Y) des Ausform- und Vulkanisierhohlraums (4) verteilt sind, wobei jeder der Sektoren (8a, 8b) einen Haltekörper (15) aufweist, der gleitend verschiebbar in den entsprechenden Gehäuseabschnitt (3a, 3b) für ein selektives Verschieben gleichzeitig mit der gegenseitigen axialen Bewegung der Gehäuseabschnitte zwischen einem Schließzustand, in dem die Sektoren gegenseitig angenähert sind und zur Bildung des Ausform- und Vulkanisierhohlraums (4) einander angepasst sind, und einem Offenzustand eingreift, in dem die Sektoren der gleichen Vielzahl bezogen auf die geometrische Achse (Y-Y) radial voneinander entfernt am Umfang voneinander beabstandet und bezogen auf die Sektoren der gegenüberliegenden Vielzahl axial im Abstand angeordnet sind, und wobei jeder der Sektoren (8a, 8b) weiterhin wenigstens ein Ausformstück (16) aufweist, das lösbar in Eingriff mit der Haltekörper (15) steht.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei welcher mit jedem Haltekörper (15) wenigstens zwei Ausformstücke (16) in Eingriff stehen, die gleitend verschiebbar an dem Haltekörper geführt und gegenseitig entsprechend einer Umfangsrichtung bezogen auf den Ausform- und Vulkanisierhohlraum (4) bewegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei welcher jedes der Ausformstücke (16) einen Umfangsfortsatz aufweist, der einer Teilung eines Laufflächenmusters entspricht, das an dem zu behandelnden Reifen (5) zu bilden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei welcher im Schließzustand die Vielzahl von unteren Sektoren (8b) und oberen Sektoren (8a) gegenseitig entsprechend einer äquatorialen Mittelebene des Ausform- und Vulkanisierhohlraums zusammenpassen.