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Die
Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zum Formen von Luftreifen und
insbesondere ein Formwerkzeug, das die Qualität des Abdrucks der äußeren Oberfläche der
Luftreifen verbessert; sie bezieht sich auch auf ein Verfahren zur
Verbesserung der Entlüftung
eines Reifenformwerkzeugs.
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Das
Abformen eines Luftreifens in einem Formwerkzeug, das aus einer
Vielzahl von Metallteilen gebildet wird und an seiner Oberfläche mit
einer Vielzahl von überstehenden
Teilen versehen ist, ist ein schwieriger Vorgang, der erfordert,
dass die Luft, die zwischen einem Reifenrohling (d. h. einem Luftreifen
in seinem nicht geformten und nicht vulkanisierten Zustand) und
der Form eingeschlossen ist; entfernt wird. Wenn nicht die gesamte
eingeschlossene Luft entfernt wird, besteht die Gefahr, dass sich an
der Oberfläche
des Luftreifens Fehler bilden (beispielsweise Gegenwart von Hohlräumen an
der Oberfläche
des Luftreifens und/oder nicht abgeformte Teile). Es ist zuweilen
möglich
und sogar ohne dass dies an der Oberfläche des Luftreifens zu sehen ist,
dass die Komponenten des Luftreifens nicht mit einem geeigneten
Kontaktdruck in ausreichender Weise gegeneinander gedrückt wurden,
was durch eine schlechte Kohäsion
des Ganzen und gegebenenfalls durch die Trennung verschiedener Komponenten
beim Abrollen des Luftreifens zum Ausdruck kommen kann. Um dieses
Problem der Entlüftung
zu lösen
und zu einem zufrieden stellenden Abformen zu gelangen, wurden verschiedene
Kunstgriffe entwickelt. Es ist beispielsweise der Durchstich einer
Vielzahl von Belüftungsöffnungen
mit geringem Querschnitt in den Formelementen zu nennen, wobei diese Öffnungen
dazu vorgesehen sind, die eingeschlossene Luft unter der Einwirkung
des Drucks in dem Rohling entweichen zu lassen.
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Diese
Lösung
ist zwar effizient, um die eingeschlossene Luft zu entfernen, sie
führt jedoch
zur Bildung einer Vielzahl von "Kautschukspitzen", die an der Oberfläche des
geformten Luftreifens hervorstehen, wobei die Spitzen dadurch entstehen,
dass die noch nicht vulkanisierte Kautschukmischung in das Innere
der Entlüftungslöcher eindringt.
Diese Spitzen werden oft als Fehler des Aussehens der Oberfläche angesehen
und es kann ein zusätzlicher
Arbeitsgang nötig
werden, um sie für
ein ästhetisches
Aussehen nach dem Abformen zu entfernen. Es hat sich insbesondere
beim Abformen von Reifen für
Mountainbikes, die eine Vielzahl von Profilelementen aufweisen,
herausgestellt, dass das ästhetische
Aussehen durch die Gegenwart dieser Gummispitzen stark beeinträchtigt wird.
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Eine
von der Anmelderin vorgeschlagene Lösung bestand darin, nach dem
Durchbohren verschiedener Bauteile, die die Form bilden, mit einer Vielzahl
von Öffnungen
diese Öffnungen
mit einem Material wieder zu verschließen, das sich von dem Material
der Form unterscheidet. Diese Technik ist insbesondere günstig, wenn
die Bildung von feinen Spitzen auf den geformten Oberflächen vermieden und
gleichzeitig eine sachgerechte Entlüftung gewährleistet werden soll.
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Die
Kosten für
die Herstellung einer solchen Form werden jedoch wegen der verschiedenen
erforderlichen Arbeitsgänge
deutlich erhöht:
Durchstich (meistens in sehr schwer zugänglichen Bereichen), Verschließen. Im
Falle von Luftreifen, die für
Zweiräder
vorgesehen sind, machen die speziellen Abmessungen der Luftreifen
in Kombination mit ihren Profileigenschaften, die in der Regel für diese
Luftreifen verwendet werden, die Entwicklung einer neuen Form erforderlich,
die geringe Herstellungskosten mit einer sachgerechten Entlüftung der
zwischen dem Rohling und der Form eingeschlossenen Luft vereint, ohne
dass Oberflächenfehler
ausgebildet werden (wegen der Größe gibt
es vergleichsweise sehr viel mehr Spitzen in der Lauffläche eines
Laufstreifens für einen
Luftreifen für
Zweiräder
als für
alle anderen Typen von Luftreifen).
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In
der Druckschrift GB 840 833 ist eine Form für Luftreifen beschrieben worden,
die mindestens ein mikroporöses
Metallelement umfasst, das dazu vorgesehen ist, die zwischen dem
Luftreifen und der Form eingeschlossene Luft hindurchtreten zu lassen. Um
das Verstopfen der im direkten Kontakt mit dem zu formenden Luftreifen
befindlichen Poren zu verhindern, wird vorgeschlagen, dieses Element
in einer geringen Dicke mit einem nichtmetallischen und luftdurchlässigen Material
zu überziehen,
wobei dieser Überzug
das Verstopfen der Poren verhindert, damit die Ableitung durch das
mikroporöse
Element wirksam bleibt. Die Mehrkosten für die Herstellung der in dieser
Druckschrift beschriebenen Form erhöht die Kosten des hergestellten
Luftreifens deutlich und erfordert, dass nach einer mehr oder weniger
großen Zahl
von Abformvorgängen
der Überzug
erneuert werden muss.
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Es
besteht ein Bedürfnis,
die Abformtechnik für
Luftreifen und insbesondere Luftreifen für Zweiräder (MTB) zu verbessern, um
korrekt abformen zu können
und außerdem
zu einem erwartungsgemäßen ästhetischen
Aussehen zu gelangen, ohne dass die Herstellungskosten der Formen
erhöht
werden, und um die Instandhaltungskosten für die Formen zu senken.
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Die
erfindungsgemäße Form,
die zum Abformen eines Luftreifens vorgesehen ist, der eine äußere Oberfläche aufweist,
die mit mindestens einem Profil versehen ist, weist im formbereiten
Zustand ein Innenvolumen auf, das von einer Formoberfläche begrenzt
wird, welche geeignet ist, die äußere Oberfläche des
Luftreifens zu formen, wobei die Formoberfläche mit einer Vielzahl von
Reliefelementen zum Abformen des Profils auf der äußeren Oberfläche des Luftreifens
versehen ist. Diese Form umfasst:
- – eine äußere Hülle der
Form mit einer Steifigkeit, die zum Ausgleich der Kräfte geeignet
ist, die sich aus dem in dem Rohling (d. h. dem Luftreifen in seiner
nicht geformten und nicht vulkanisierten Konfiguration) ansteigenden
Innendruck ergeben, wobei der Druck zum Formen dient, da der Rohling
gegen die Formoberfläche
gedrückt
wird,
- – mindestens
einen Einsatz, der aus einem Siliconelastomer hergestellt wurde
und im Inneren der äußeren Hülle der
Form angebracht ist, sodass er mindestens einen Teil des durch die äußere Hülle abgegrenzten
Innenvolumens ausfüllt,
wobei der Einsatz eine Formoberfläche aufweist, die mindestens
einen Teil der Formoberfläche
der Form bildet, um an der äußeren Oberfläche des
Luftreifens ein Profil abzuformen,
und sie ist dadurch gekennzeichnet,
dass
- – der
Einsatz geeignet ist, die zwischen dem zu formenden Luftreifen und
der Formoberfläche
des Formwerkzeugs eingeschlossene Luft während des Formvorgangs fast
vollständig
zu absorbieren.
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Unter
einem Profil wird entweder ein Profil verstanden, das an dem Laufstreifens
eines Luftreifens realisiert ist (d. h. der Teil des Luftreifens,
der mit der Straße
in Kontakt kommen soll) oder ein Profil, das an einer Reifenflanke
gebildet ist.
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Unter
dem Ausdruck "befähigt, die
zwischen dem zu formenden Luftreifen und der Formoberfläche der
Form eingeschlossene Luft während
des Formvorgangs fast vollständig
zu absorbieren" wird verstanden,
dass die Speicherkapazität
für die
in dem gesamten Einsatz eingeschlossene Luft im Wesentlichen dem
Volumen der eingeschlossenen Luft entspricht; diese Kapazität liegt
vorzugsweise über diesem
Volumen. Die eingeschlossene Luft wird dann natürlich an den Grenzflächen zwischen
den Einsätzen
und der äußeren Hülle der
Form und auch über
die nach dem Entformen freien Oberflächen abgegeben.
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Das
für die
Herstellung des Einsatzes verwendete Siliconelastomer besitzt im
Wesentlichen eine Härte
von 40 bis 60 Shore A. Diese Härte
beträgt
vorteilhaft 50 Shore A.
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Die
Verwendung einer solchen Form ermöglicht überraschend das Abformen und
Vulkanisieren eines Luftreifens, der mit einem Laufstreifen mit
Profil versehen ist, wobei durch das Abformen keine Oberflächenfehler
auftreten, die gewöhnlich
bei Formen festgestellt werden, die keine speziellen Entlüftungseinrichtungen
aufweisen oder Entlüftungsöffnungen besitzen.
Durch die Geschmeidigkeit des Materials, das den Einsatz bildet,
kann die eingeschlossene Luft außerdem besser in Richtung der
Fugen der Form strömen,
die natürlich
Entlüftungswege
bilden.
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Der
erfindungsgemäße Einsatz
kann in bekannter Weise durch Abformen einer Gegenform hergestellt
werden (beispielsweise positives Abbild des Profils des Laufstreifens
des Luftreifens); er kann außerdem
aus einer Vielzahl von Elementen gebildet sein, die sich über die
gesamte Breite des Laufstreifens und in Umfangsrichtung nur über einen
Teil der Länge
des Laufstreifens erstrecken, wobei im formbereiten Zustand jedes
Element in Umfangsrichtung von zwei anderen Elementen eingerahmt
ist.
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Das
für die
Herstellung eines Laufstreifenprofils Gesagte trifft natürlich mit
identischen Vorteilen in gleicher Weise für das Abformen von Profilelementen
an den Flanken der Luftreifen zu.
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Um
während
dem Formvorgang die Entlüftung
noch zu verbessern, ist es vorteilhaft, in dem Material, das den
Einsatz bildet, eine Vielzahl von Schnitten anzubringen, beispielsweise
mit einem Schneidwerkzeug, um eine Art von fiktiven Stoßflächen zu
bilden, in die die zwischen dem Rohling und dem Einsatz eingeschlossene
Luft eindringen kann. Diese Schnitte werden vorzugsweise in Bereichen des
Einsatzes realisiert, die sich für
eine zufrieden stellende Entlüftung
als besonders schwierig erwiesen haben. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Form besteht
darin, dass die Schnitte zu beliebigen Zeitpunkten angebracht werden
können,
insbesondere nachdem lokal eine mangelnde Entlüftung festgestellt wurde.
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Die
Erfindung wird anhand der Zeichnungen noch besser verständlich,
die im Schnittbild zwei Ausführungsformen
für eine
erfindungsgemäße Form
zeigen:
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die 1 zeigt
im Meridianschnitt ein Reifenformwerkzeug für Zweiräder im formbereiten Zustand;
und
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die 2 zeigt
im Schnitt einen Teil eines Reifenformwerkzeuges, dessen Oberfläche mit
einer Siliconelastomerschicht bedeckt ist.
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Die 1 zeigt
eine erfindungsgemäße Form
zum Abformen eines Luftreifens vom Typ MTB (d. h. für ein Mountainbike)
im Meridianschnitt, die einen starren Bereich, der eine äußere Hülle 1 der Form
bildet, und einen Bereich umfasst, der einen Einsatz 5 bildet.
In der 1 ist zu sehen, dass sich die äußere Hülle 1 aus drei zusammengefügten Teilen
zusammensetzt: zwei Teile bilden die Formschalen 3 und 4 und
dienen zum Abformen der Flanken des Luftreifens 8 und ein
dritter Teil bildet eine zylindrische Hülle 2, die radial
an der Außenseite
der Schalen 3 und 4 angeordnet ist. Im gezeigten
formbereiten Zustand weisen die Schalen 3 und 4 und
die zylindrische Hülle 2 nach
der Montage ein Innenvolumen auf, das von einer inneren Oberfläche 11 begrenzt
ist. Außerdem
ist im Inneren dieses Innenvolumens ein Ring angebracht, der den
Einsatz 5 bildet, der aus einem Siliconelastomer hergestellt
ist (in diesem Beispiel wurde das Siliconelastomer mit der Referenz
RTV 1552 von Silicone Rhodia verwendet). Der Einsatz 5 ist
im Inneren der äußeren Hülle 1 so angebracht,
dass ein Teil seiner Oberfläche,
die mit Reliefelementen 6 versehen ist, einen Teil der
Formoberfläche 7 der
Form bildet, die dazu vorgesehen ist, die äußere Oberfläche des Luftreifens 8 abzuformen.
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Die 1 zeigt
den Luftreifen 8 im formbereiten Zustand, wobei auf die
innere Oberfläche 9 des Luftreifens
ein Abformdruck p ausgeübt
wird, um den Laufstreifen 10 gegen die Reliefelemente des
Einsatzes 5 abzuformen. Ein Luftreifen vom Typ MTB, der mit
einer Vielzahl von relativ hohen Reliefelementen ausgestattet ist,
wirft in aller Regel Probleme hinsichtlich der Ästhetik auf (Gegenwart von
sehr vielen Spitzen, die sich durch die Entlüftung ergeben und zuweilen
unzulängliches
Abformen), die hier durch die Gegenwart des Einsatzes 5 aus
Siliconelastomer vollständig
gelöst
werden, der eine homogene Entlüftung
der anfänglich
zwischen dem Rohling und der Formoberfläche vorhandenen Luft und gleichzeitig eine
hohe Qualität
des Oberflächenzustandes
des geformten Luftreifens möglich
macht.
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Bequemlichkeitshalber
kann die Herstellung eines Einsatzes aus Siliconelastomer aus mehreren unterschiedlichen
Elementen in Betracht gezogen werden, die jeweils Sektoren bilden
und beim Anbringen im Inneren der starren äußeren Hülle montiert werden sollen;
die so gebildeten Stoßflächen sind
für die
Entlüftung
günstig.
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Für das den
Einsatz bildende Material wird eine Steifigkeit von 40 bis 60 Shore
A bevorzugt, um lokal Verformungen des Materials beim Abformen zu ermöglichen,
insbesondere in der Phase der Entlüftung der zwischen der Form
und dem Rohling befindlichen Luft (eine geringe Härte begünstigt nämlich die Zirkulation
der eingeschlossenen Luft). Der getestete Wert beträgt 50 Shore
A.
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Eine
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Formwerkzeugs
besteht darin, nach Herstellung der Form aus einem starren metallischen
Material, wobei die Form an ihrer Formoberfläche mit Reliefelementen versehen
ist, die Oberfläche
und die Elemente mit einer Schicht aus einem Siliconelastomer in
einer geeigneten Dicke zu bedecken. Unter einer geeigneten Dicke
wird eine Schicht verstanden, deren Luftabsorptionskapazität ausreichend
ist, damit fast das gesamte zwischen dem zu formenden Luftreifen
und der Form einge schlossene Luftvolumen absorbiert wird (dies ist
für die
in dem Beispiel der oben genannten Druckschrift GB 840 883 beschriebenen Überzüge absolut
nicht der Fall).
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Diese
Ausführungsform
ist in der 2 gezeigt, in der im Schnitt
ein Teil einer Form 20 zu sehen ist, die zum Abformen eines
dekorativen Elements an einer Reifenflanke vorgesehen ist.
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Dieser
Bereich der Form 20 weist an seiner Formoberfläche 21 ein
dekoratives Element auf, das aus einer Vielzahl von Reliefelementen 22 gebildet wird;
dieser Bereich 20 wird durch Abformen an einer Form – die nicht
gezeigt ist – hergestellt,
die die Reliefelemente aufweist, die an der äußeren Oberfläche der
Reifenflanke erhalten werden sollen. An diesem Bereich der Form 20 wurde
durch Gravitationsguss ein Siliconelastomer in einer bestimmten
Dicke abgeschieden, wobei eine Schicht 23 von im Wesentlichen
gleichförmiger
Dicke gebildet und die gesamten Reliefelemente der Form bedeckt
werden. Die freie Oberfläche 24 dieser
Schicht 23 bildet eine neue Formoberfläche, gegen die die äußere Oberfläche des
Luftreifens geformt wird.
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Es
wird außerdem
ein Verfahren zur Herstellung einer Form angegeben, die zum Abformen
eines Luftreifens vorgesehen ist:
- – wobei
die Form mit einer Formoberfläche
versehen ist, die mindestens ein Profil aufweist, wobei das Profil
aus einer Vielzahl von Reliefelementen besteht und wobei die Form
eine Steifigkeit aufweist, die geeignet ist, damit die Kräfte ausgeglichen
werden können,
die durch den Druckanstieg in dem Reifenrohling auftreten, der dazu
dient, den Reifenrohling gegen die Formoberfläche abzuformen;
wobei
das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen Schritt
umfasst, in dem:
- – die
Formoberfläche
zumindest im Bereich des Profils mit einem Siliconelastomer beschichtet wird,
um eine Schicht zu bilden, deren freie Oberfläche dazu vorgesehen ist, eine
neue Formoberfläche
zu bilden, gegen die der Reifenrohling geformt wird, wobei die Schicht
befähigt
ist, die zwischen dem zu formenden Luftreifen und der Formoberfläche der
Form eingeschlossene Luft während
des Formvorgangs fast vollständig
zu absorbieren.
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Gemäß dem angegebenen
Verfahren kann der Fachmann nach seinen allgemeinen Kenntnissen die
Dicke wählen,
die für
die Elastomerschicht am besten geeignet ist, damit optimale Bedingungen
für die
Entlüftung
eingestellt werden, wobei er natürlich die
ursprünglichen
Abmessungen der starren Form berücksichtigen
wird.
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Das
Verfahren zur Verbesserung der Entlüftung eines Reifenformwerkzeugs
kann noch verbessert werden, indem in der Schicht des Siliconelastomers
eine Vielzahl von Schnitten angebracht wird.
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Die
Hauptvorteile der erfindungsgemäßen Form
bestehen in den geringen Kosten bei der Herstellung der Form (die
Siliconelastomere haben geringe Gestehungskosten, wobei diese durch
die Vermeidung der Bildung von Belüftungsöffnungen bei weitem kompensiert
werden), und der einfachen Herstellung wegen der physikalischen
Eigenschaften der Siliconelastomere (gießbares und leicht formbares Material).
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Es
wird darauf hingewiesen, dass es auch interessant ist, dass nach
einer mehr oder weniger großen
Zahl von Abformungen vom Luftreifen die Einsätze aus Siliconelastomer durch
einfaches Aufbringen oder Formen an einer Grundform erneuert werden können; dies
hat sich als sehr wirksam erwiesen, damit eine hervorragende Oberflächenqualität der geformten
Luftreifen aufrechterhalten bleibt, was für Formen des Standes der Technik
nicht immer zutrifft, an denen eine Verschmutzung der Elemente und
der Belüftungsöffnungen
festgestellt wird, die eine kostenintensive und gleichzeitig schwierige
Erneuerung mit sich bringt.
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Das
hier Gesagte kann vom Fachmann ohne Schwierigkeiten auf die Herstellung
von Laufstreifen übertragen
werden, die beispielsweise zur Runderneuerung von Luftreifen vorgesehen
sind.