DE60108688T2

DE60108688T2 - Heizvorrichtung für Rohreifen

Info

Publication number: DE60108688T2
Application number: DE60108688T
Authority: DE
Inventors: Hisashi Takasago-shi Mitamura; Shigeto Takasago-shi Adachi; Kazuto Nishi-ku Okada; Hirohiko Nishi-ku Fukumoto; Kenichi Nishi-ku Inoue
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2021-07-13
Also published as: EP1177872A2; US20020015746A1; DE60108688D1; US20050016995A1; KR20020010860A; US6818872B2; EP1177872B1; JP3839228B2; US7078660B2; JP2002036244A; EP1177872A3; KR100473071B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(GEBIET DER ERFINDUNG)
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erhitzen eines Grünreifens während des Vulkanisierprozesses oder des diesem vorausgehenden Prozesses.
(BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK)
Ein durch eine Formmaschine gebildeter Grünreifen wird herkömmlicherweise bei Zimmertemperaturbedingungen in einem Aufbewahrungsregal aufbewahrt, das sich innerhalb eines Gebäudes einer Vulkanisierwerkstätte befindet, und beruhend auf einem Produktionsplan aus dem Regal genommen, um einer Vulkanisiermaschine zugeführt zu werden. Wenn der Grünreifen von einer Vulkanisiermaschine wie einer Vulkanisiermaschine der Blasenbauart aufgenommen wird, wird der Grünreifen in eine Form eingebracht, die dann verklemmt wird, und wird dann einer Blase, die in das Reifenloch eingeführt wurde, unter hoher Temperatur und hohem Druck ein Heizmedium zugeführt, sodass sich die Blase ausdehnt und eng an einer Innenwandfläche des Reifens anliegt. Indem die Innenwandfläche des Reifens erhitzt wird, während sie über die Blase in Richtung der Form unter Druck gesetzt wird, wird außerdem in einem Laufflächenabschnitt des Grünreifens ein Reifenprofil gebildet. Da der Grünreifen zudem mit Hilfe der erhitzten Form und der mit dem Heizmedium hoher Temperatur in Kontakt stehenden Blase so von innen und außen erhitzt wird, dass die Temperatur des Grünreifens frühzeitig auf eine Vulkanisieraktivierungstemperatur (mindestens 100~120°C) erhöht wird, lässt sich der Vulkanisierprozess zudem innerhalb kurzer Zeit abschließen.
Wenn der Grünreifen jedoch bei dem oben beschriebenen Stand der Technik lange Zeit bei Zimmertemperaturbedingungen aufbewahrt wird, nimmt der Grünreifen ungefähr die Zimmertemperatur von beispielsweise 25°C an, sodass die Temperatur des Grünreifens beim Vulkanisieren des Grünreifens in der Vulkanisiermaschine von Zimmertemperatur auf die Anfangstemperatur für die Vulkanisierung erhöht werden muss. Bei dem oben beschriebenen Stand der Technik wird der Vulkanisierprozess zwar innerhalb kurzer Zeit abgeschlossen, da der Grünreifen unter Verwendung der Form und der Blase von innen und außen geheizt wird, doch enthält der Grünreifen als Hauptbestandteil Gummi, dessen Wärmedurchgangszahl gering ist, sodass zwar die Temperatur an der Oberfläche des Grünreifens innerhalb kurzer Zeit ansteigt, sich aber der Temperaturanstieg eines inneren Mittelstücks, insbesondere in einem dicken Abschnitt der eine große Dicke aufweisenden Lauffläche und in einem Wulstabschnitt deutlich verzögert. Der Vulkanisierprozess muss also selbst dann, wenn die Vulkanisation der Oberflächenseite des Grünreifens bereits abgeschlossen ist, so lange fortgesetzt werden, bis sich die Temperatur im Inneren des Grünreifens so weit erhöht hat, dass die Vulkanisation abgeschlossen ist. Das führte zu dem Problem, dass der Vulkanisierprozess nicht in ausreichend kurzer Zeit abgeschlossen werden konnte.
Darüber hinaus kommt ein Verfahren zum Einsatz, bei dem ein Grünreifen während seiner Aufbewahrung mit Mikrowellen bestrahlt wird, um den Grünreifen vor dem Vulkanisierprozess vorzuheizen. Allerdings heizen die Mikrowellen bei diesem Verfahren hauptsächlich die Oberflächenseite des Grünreifens (vor) und lässt sich das Reifeninnere, in dem der Temperaturanstieg bei der Vulkanisation am meisten verzögert wird, nicht ausreichend vorheizen, weswegen dies keine grundsätzliche Lösung darstellt, um den Vulkanisierprozess innerhalb kurzer Zeit abschließen zu können.
Abgesehen davon treten solche Probleme bei verschiedenen Bauarten von Vulkanisiermaschinen auf, etwa bei der Blasenbauart, einer blasenlosen Bauart usw., wobei die Probleme insbesondere bei einer Vulkanisiermaschine der Blasenbauart schwerwiegender sind, da die Blase selbst aus Gummi gebildet ist, das eine niedrige Wärmedurchgangszahl hat.
Außerdem offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 7-96525 eine Technik, bei der ein Grünreifen mit einem Wulst und einer Gürtelschicht aus leitendem Material von innen erhitzt wird, indem in dem Abschnitt des Wulstes und der Gürtelschicht ein Magnetfeld erzeugt wird, um durch elektromagnetische Induktion einen Überstrom zu induzieren und dadurch Wärme zu erzeugen. Allerdings wurden keine Untersuchungen dahingehend durchgeführt, wie eine effizient heizende Vorrichtung aufgebaut sein muss, wenn dieses Heizverfahren bei der Vulkanisation von Grünreifen Anwendung finden soll.
Die Druckschrift JP 2000-061963-A beschreibt ebenfalls eine Vorrichtung zum Erhitzen eines Grünreifens unter Verwendung elektromagnetisch induzierter Energie.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen zur Verfügung zu stellen, die unter Verwendung eines mittels elektromagnetischer Induktion erfolgenden Heizverfahrens effektiv einen Grünreifen erhitzt, um dadurch die unter Erhitzen stattfindende Ausbildung eines Grünreifens in ausreichend kurzer Zeit abzuschließen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Um das obige Problem zu lösen, sieht die Erfindung eine Vorrichtung zum Erhitzen eines Grünreifens durch Wärmeerzeugung in einem in dem Grünreifen eingebetteten Metallbauteil mittels elektromagnetischer Induktion vor, mit: einem Haltemechanismus zum Halten des Grünreifens, einer lokalen Heizspule zum Bilden eines hochfrequenten Magnetfelds entlang eines Abschnitts in Verlaufsrichtung des Metallbauteils; einer Hochfrequenzenergieversorgung zur Versorgung der lokalen Heizspule mit Hochfrequenzenergie; einer Bewegungseinrichtung zur Relativbewegung der lokalen Heizspule in Verlaufsrichtung des Metallbauteils; und einer Presseinrichtung zum Pressen gegen das Innere des von dem Haltemechanismus zu haltenden Grünreifens.
Da die lokale Heizspule bei dem obigen Rufbau entlang eines Abschnitts in Verlaufsrichtung des Metallbauteils ein hochfrequentes Magnetfeld erzeugt, verstärkt sich die Wärme erzeugende Wirkung auf den Abschnitt des Metallbauteils. Gleichzeitig ist es möglich, das ganze Metallbauteil effizient zu erhitzen, wenn die lokale Heizspule und das Metallbauteil relativ zueinander bewegt werden.
Die lokale Heizspule kann dabei das hochfrequente Magnetfeld entlang eines stirnseitig verlaufenden Abschnitts eines gürtelringförmigen, in einem Laufflächenabschnitt des Grünreifens eingebetteten Metallbauteils oder entlang eines in Umfangsrichtung verlaufenden Abschnitts eines drahtringförmigen, in einem Wulstabschnitt des Grünreifens eingebetteten Metallbauteils bilden.
Außerdem kann die lokale Heizspule einen Zentralkern, einen Seitenkern und eine Spule umfassen, wobei der Zentralkern, der Seitenkern und/oder die Spule einen Verformungsabschnitt haben können, der so geformt ist, dass er ein hochfrequentes Magnetfeld auf den Laufflächenabschnitt oder einen von dem Laufflächenabschnitt ausgehenden Schulterabschnitt konzentriert.
In einigen Fällen befindet sich der Schulterabschnitt an beiden Enden des gürtelringförmigen Metallbauteils und ist der Schulterabschnitt in Breitenrichtung gekrümmt oder dicker als der Laufflächenabschnitt. In solchen Fällen nimmt die Notwendigkeit zu, den Schulterabschnitt zu erhitzen. Bei dem obigen Aufbau konzentriert der Verformungsabschnitt den Magnetfluss an den beiden in Breitenrichtung des gürtelringförmigen Metallbauteils angeordneten Enden, die sich am Schulterabschnitt befinden, sodass die Wärmeerzeugungseffizienz an diesen Abschnitten gesteigert werden kann.
Der angesprochene Zentralkern kann als eine gekrümmte Fläche oder in Stufenform ausgebildet sein, sodass er dem Umfang des Grünreifens folgt.
Da der Zentralkern bei dem obigen Aufbau als gekrümmte Fläche oder in Stufenform ausgebildet ist, was einer R-Form in Umfangsrichtung des Grünreifens entspricht, lässt sich der Magnetfluss leicht entlang der Umfangsrichtung des gürtelringförmigen Metallbauteils ausbilden und kann die Wärmeerzeugungseffizienz des ringförmigen Metallbauteils verbessert werden.
Die angesprochenen lokale Heizspule kann in Breitenrichtung des Laufflächenabschnitts getrennt eingebaut und so aufgebaut sein, dass sie einen Einbauabstand hat, der sich abhängig von der Grünreifengröße ändern lässt.
Bei dem obigen Aufbau kann der Magnetfluss in der gesamten Breitenrichtung ausgebildet werden, wenn der Einbauabstand der lokalen Heizspule abhängig von der Größe der Breitenrichtung des gürtelringförmigen Metallbauteils eingestellt wird.
Die angesprochene lokale Heizspule kann so aufgebaut sein, dass sie eine Spiralspule und einen an einer Seite der Spiralspule angeordneten Kern umfasst.
Bei dem obigen Aufbau wird das hochfrequente Magnetfeld entlang der Umfangsrichtung des drahtringförmigen Metallbauteils gebildet, sodass das drahtringförmige Metallbauteil effizient erhitzt wird.
Die Spiralspule kann eine dem drahtringförmigen Metallbauteil folgende ungefähr elliptische Form haben und der Kern eine dem drahtringförmigen Metallbauteil folgende Viereckform.
Bei dem obigen Aufbau bildet die Spiralspule mit ungefähr elliptischer Form ein Magnetfeld, das effizient dem drahtringförmigen Metallbauteil folgt.
Die angesprochene Bewegungseinrichtung kann ein Drehantriebsmechanismus zum Drehen des Grünreifens um seine Mittelachse sein.
Mit dem obigen Aufbau ist es möglich, effizienter eine gleichmäßige Erwärmung des gesamten Metallbauteils zu realisieren.
Darüber hinaus kann sich die lokale Heizspule zwischen einem Paar Grünreifen befinden, sodass sie dieses Paar Grünreifen gleichzeitig erhitzen kann.
Die lokale Heizspule kann so bereitgestellt sein, dass sie einen einzelnen Grünreifen erhitzt, wobei auf der der lokalen Heizspule gegenüberliegenden Seite des Grünreifens ein Ferritkern angeordnet sein kann.
Bei dem obigen Aufbau läuft der Magnetfluss auf der gegenüberliegenden Seite des Grünreifens zusammen, sodass die Heizeffizienz gesteigert werden kann.
Die Vorrichtung kann außerdem einen Hilfskern enthalten und der Hilfskern so angeordnet sein, dass er die Dichte des hochfrequenten Magnetfeldes des Schulterabschnitts erhöht.
Bei dem obigen Aufbau wird der Magnetfluss an beiden Enden in Breitenrichtung des gürtelringförmigen Metall bauteils am Schulterabschnitt konzentriert, sodass die Heizeffizienz an diesem Abschnitt erhöht werden kann.
Darüber hinaus ist eine Vorrichtung zum Erhitzen eines Grünreifens durch Wärmeerzeugung in einem in dem Grünreifen eingebetteten Metallbauteil mittels elektromagnetischer Induktion vorgesehen, mit: einer Heizspule zum Bilden eines hochfrequenten Magnetfelds entlang eines Abschnitts in Verlaufsrichtung des Metallbauteils, wobei die Heizspule so aufgebaut ist, dass sie in ein Reifenloch des Grünreifens eingeführt werden kann; und einer Hochfrequenzenergieversorgung zur Versorgung der Heizspule mit Hochfrequenzenergie, wobei die Heizspule so angeordnet ist, dass sich ihre beiden Enden in der Nähe beider Wulstabschnitte des Grünreifens befinden.
Bei dem obigen Aufbau erhitzt ein hochfrequentes Magnetfeld, das mittels Induktion von einer durch das Reifenloch hindurch eingeführten säulenförmigen Heizspule erzeugt wird, ein Metallbauteil des Laufflächenabschnitts und ein Metallbauteil des Wulstabschnitts, sodass sich ausreichend eine Vorerwärmung durchführen lässt, insbesondere des Reifeninneren des eine große Dicke aufweisenden Laufflächenabschnitts und Wulstabschnitts, wo sich der Temperaturanstieg verzögert. Da die Metallbauteile des Laufflächenabschnitts und Wulstabschnitts unter Verwendung lediglich einer säulenförmigen Heizspule durch Induktion erhitzt werden können, lassen sich zudem Bauteilkosten und Montagekosten sparen.
Darüber hinaus ist eine Vorrichtung zum Erhitzen eines Grünreifens durch Wärmeerzeugung in einem in den Grünreifen eingebetteten Metallbauteil mittels elektromagnetischer Induktion vorgesehen, mit: einer Heizspule zum Bilden eines hochfrequenten Magnetfelds entlang eines Abschnitts in Verlaufsrichtung des Metallbauteils; einer Hochfrequenzenergieversorgung zur Versorgung der Heizspule mit Hochfrequenzenergie; und einem Bauteil aus magnetischem Material, um das von der Heizspule gebildete hochfrequente Magnetfeld in das Metallbauteil zu induzieren.
Da bei dem obigen Aufbau das von der Heizspule zu erzeugende hochfrequente Magnetfeld durch das Metallbauteil hindurchgeht und auf dem Magnetmaterial zusammenläuft, ist die durch das Metallbauteil gehende Magnetflussdichte hoch und kann das Metallbauteil effizient durch Induktion erhitzt werden.
Darüber hinaus ist eine Vorrichtung zum Erhitzen eines Grünreifens durch Wärmeerzeugung in einem in dem Grünreifen eingebetteten Metallbauteil mittels elektromagnetischer Induktion vorgesehen, mit: einer Heizspule zum Bilden eines hochfrequenten Magnetfelds entlang eines Abschnitts in Verlaufsrichtung des Metallbauteils; einer Hochfrequenzenergieversorgung zur Versorgung der Heizspule mit Hochfrequenzenergie; und einer Frequenzänderungseinrichtung zur Änderung der Frequenz der durch die Hochfrequenzenergieversorgung zugeführten Energie.
Der Aufbau des im Inneren des Reifens eingebetteten Metallbauteils ist abhängig von der Bauart oder Größe des Reifens verschieden. Da bei dem obigen Aufbau die Frequenz geeignet abhängig von dem Drahtdurchmesser oder der Stromeindringtiefe geändert werden kann, lässt sich das Metallbauteil effizient durch Induktion erhitzten.
Die Vorrichtung kann dabei außerdem einen Kondensator enthalten, um in der Heizspule einen Resonanzstrom zu erzeugen.
Da bei dem obigen Aufbau mit Hilfe des Kondensators der Resonanzstrom erzeugt wird, kann die Wärmeerzeugungseffizienz der gesamten Vorrichtung und der Leistungsfaktor verbessert werden und lässt sich das Metallbauteil effizient durch Induktion erhitzen.
Darüber hinaus kann die Vorrichtung einen Spannungsdetektor enthalten, um die an beide Enden des Kondensators angelegte Spannung zu erfassen, und kann die Frequenzänderungseinrichtung die Frequenz der von der Hochfrequenzenergieversorgung zugeführten Energie auf Grundlage des von dem Spannungsdetektor erfassten Spannungswerts ändern.
Darüber hinaus ist eine Vorrichtung zum Erhitzen eines Grünreifens durch Wärmeerzeugung in einem in dem Grünreifen eingebetteten Metallbauteil mittels elektromagnetischer Induktion vorgesehen, mit: einer Heizspule zum Bilden eines hochfrequenten Magnetfelds entlang eines Abschnitts in Verlaufsrichtung des Metallbauteils; einer Hochfrequenzenergieversorgung zur Versorgung der Heizspule mit Hochfrequenzenergie; und einer Relativabstand-Einstelleinrichtung, die den Abstand zwischen der Heizspule in dem Metallbauteil einstellen kann.
Da bei dem obigen Aufbau die durch das Metallbauteil gehende Magnetflussdichte abhängig von der Materialbeschaffenheit oder der Formgebung des Metallbauteils eingestellt werden kann, lässt sich das Metallbauteil effizient durch Induktion erhitzen.
Es ist vorzuziehen, dass die Vorrichtung zum Heizen eines Grünreifen als eine Vorheizvorrichtung verwendet wird, um ein Vorheizen durchzuführen, bevor der Grünreifen in eine Grünreifenvulkanisiervorrichtung gelangt.
Bei dieser Erfindung wird die Temperatur eines Abschnitts großer Dicke, dessen Temperatur sich nur schwer erhöhen lässt, vorläufig um ein gewisses Maß erhöht, sodass sich ein späterer Vulkanisierprozess wirksam in kürzerer Zeit abschließen lässt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein besseres Verständnis der obigen und weiterer Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung, die in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist. Es zeigen:
1 schematisch im Querschnitt eine Seite einer Vulkanisiermaschine in einem Aufbewahrungsprozess;
2 schematisch einen Herstellungsprozess für einen Reifen;
3 schematisch im Querschnitt eine Seite einer Vulkanisiermaschine in einem Vulkanisierprozess beim Einbringen eines Grünreifens;
4 schematisch im Querschnitt eine Seite einer Vulkanisiermaschine im Aufbewahrungsprozess beim Verklemmen einer Grünreifenform;
5 schematisch im Querschnitt eine Seite einer Vulkanisiermaschine im Aufbewahrungsprozess nach Abschluss des Verklemmens einer Grünreifenform;
6 schematisch im Querschnitt eine Reifenform und einen Grünreifen während der Vulkanisation;
7 eine auseinandergezogene Perspektivansicht wesentlicher Teile des Grünreifens;
8 eine erläuternde Darstellung eines Aufbewahrungszustands des Grünreifens, während er im Aufbewahrungsprozess vorgeheizt wird, wobei (a) eine Draufsicht und (b) ein Schnitt entlang der Linie X-X in (a) ist;
9 eine erläuternde Darstellung eines Aufbewahrungszustands des Grünreifens, während er im Aufbewahrungsprozess vorgeheizt wird, wobei (a) eine Draufsicht und (b) ein Schnitt entlang der Linie X-X in (a) ist;
10 eine erläuternde Darstellung eines Aufbewahrungszustands des Grünreifens, während er im Aufbewahrungsprozess vorgeheizt wird, wobei (a) eine Draufsicht und (b) ein Schnitt entlang der Linie X-X in (a) ist;
11 eine erläuternde Darstellung eines Aufbewahrungszustands des Grünreifens, während er im Aufbewahrungsprozess vorgeheizt wird, wobei (a) eine Draufsicht und (b) ein Schnitt entlang der Linie X-X in (a) ist;
12 eine erläuternde Darstellung eines Aufbewahrungszustands des Grünreifens, während er im Aufbewahrungsprozess vorgeheizt wird, wobei (a) eine Draufsicht und (b) ein Schnitt entlang der Linie X-X in (a) ist;
13 eine erläuternde Darstellung eines Aufbewahrungszustands des Grünreifens, während er im Aufbewahrungsprozess vorgeheizt wird, wobei (a) eine Draufsicht und (b) ein Schnitt entlang der Linie X-X in (a) ist;
14 eine erläuternde Darstellung eines Aufbewahrungszustands des Grünreifens, während er im Aufbewahrungsprozess vorgeheizt wird, wobei (a) eine Draufsicht und (b) ein Schnitt entlang der Linie X-X in (a) ist;
15 schematisch eine Grünreifenvorheizvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
16 eine erste Spuleneinrichtung, die an einem gürtelringförmigen Metallbauteil ein stirnseitig verlaufendes hochfrequentes Magnetfeld bildet;
17 eine zweite Spuleneinrichtung, die an einem drahtringförmigen Metallbauteil ein in Umfangsrichtung verlaufendes hochfrequentes Magnetfeld bildet;
18 ein Beispiel für eine andere Formgebung des Zentralkerns der ersten Spuleneinrichtung;
19 ein Beispiel für eine andere Formgebung des Zentralkerns der ersten Spuleneinrichtung;
20 ein Beispiel für eine andere Formgebung des Seitenkerns der ersten Spuleneinrichtung;
21 ein Beispiel für eine andere Formgebung einer Spule der ersten Spuleneinrichtung;
22 ein weiteres Beispiel für die erste Spuleneinrichtung;
23 ein weiteres Beispiel für die erste Spuleneinrichtung;
24 ein weiteres Beispiel für die erste Spuleneinrichtung;
25 ein Beispiel für eine in Breitenrichtung getrennte erste Spuleneinrichtung;
26 ein Beispiel für eine in Breitenrichtung getrennte erste Spuleneinrichtung;
27 grafisch ein Beispiel für das Erhitzen eines Laufflächenabschnitts durch die erste Spuleneinrichtung; und
28 grafisch ein Beispiel für das Erhitzen eines Wulstabschnitts durch die zweite Spuleneinrichtung.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Wie in 2 gezeigt ist, ist die erfindungsgemäße Grünreifenvorheizvorrichtung Bestandteil eines Aufbewahrungsprozesses. Der Aufbewahrungsprozess findet zwischen einem Formprozess zum Ausbilden eines Grünreifens 4 und einem Vulkanisierprozess zum Vulkanisieren des Grünreifens 4 statt, wobei der Grünreifen 4 vor dem Vulkanisierprozess beruhend auf einem Produktionsplan vorübergehend aufbewahrt wird. Die Betriebsweise der Grünreifenvorheizvorrichtung im Aufbewahrungsprozess und das Verfahren zum Vorheizen des Grünreifens durch die Vorrichtung werden später erläutert.
Der Vulkanisierprozess, dem der Grünreifen 4 von dem Aufbewahrungsprozess aus zugeführt wird, ist mit einer Vulkanisiermaschine zum Vulkanisieren des Grünreifens 4 ausgestattet. Wie in 3 gezeigt ist, hat die Vulkanisiermaschine 1 eine in einer vorbestimmten Höhe eingerichtete Formbefestigungseinheit 2 und eine Formhebeeinheit 3, die sich bezüglich der Formbefestigungseinheit 2 nach oben und unten bewegt. Wie außerdem in 7 gezeigt ist, hat der Grünreifen 4 einen an seinen beiden Enden gebogenen Karkassenaufbau 51, einen metallischen Wulstdraht 52, der in dem gebogenen Abschnitt des Karkassenaufbaus 51 vorgesehen ist, eine Gummiinnenverkleidung 53, die mit einer Innenumfangsfläche des Karkassenaufbaus 51 verklebt ist, ein Gummilaufflächenbauteil 54 und ein Seitenwandbauteil 55, die mit einer Außenumfangsfläche bzw. Seitenumfangsfläche des Karkassenaufbaus 51 verklebt sind, und ein metallisches Gürtelbauteil 56, das zwischen dem Laufflächenbauteil 54 und dem Karkassenaufbau 51 vorgesehen ist, sodass sich bei diesem Aufbau die Metallbauteile (der Wulstdraht 52, das Gürtelbauteil 56) innerhalb des Reifens befinden, d.h. in dem Laufflächenabschnitt 4a und in den Wulstabschnitten 4c, 4c' großer Dicke.
Wie in 3 gezeigt ist, enthält die Formhebeeinheit 3 eine obere Form 25, die mit einer oberen Seitenwand 4b' des Grünreifens in Kontakt zu bringen ist, eine zusammengesetzte Form 26, die sich in der Umfangsrichtung des Laufflächenabschnitts 4a des Grünreifens 4 befindet, eine erste Formhebeeinrichtung 27, um die obere Form 25 und ein Gleitelement 26a der zusammengesetzten Form 26 nach oben und unten zu bewegen, einen oberen Heizmechanismus 28, um die obere Form 25 auf eine vorbestimmte Temperatur zu erhitzen, eine zweite Formhebeeinrichtung 29, um den oberen Heizmechanismus 28 und einen ortsfesten Ring der zusammengesetzten Form 26 nach oben und unten zu bewegen, sowie ein Stützbauteil 30 zum Abstützen dieser Mechanismen 27~29.
Der obere Heizmechanismus 28 enthält eine scheibenförmige obere Spannplatte 32. Die obere Spannplatte 32 hat einen Innenraum, dem Hochtemperaturdampf zugeführt wird und in dem durch den ihm zugeführten Dampf Wärme erzeugt wird, um die obere Form 25 stirnseitig zu erhitzen. Darüber hinaus enthält der obere Heizmechanismus 28 eine Spannplattenstütze 33, um die obere Spannplatte 32 abzustützen und eine zwischen der oberen Spannplatte 32 und der Spannplattenstütze 33 liegende Isolierplatte 34, damit die Wärme der oberen Spannplatte 32 nicht auf die Spannplattenstütze 33 übertragen wird.
Darüber hinaus ist durch den Mittelabschnitt des oberen Heizmechanismus 28 ein stabförmiges Bauteil 35 der ersten Formhebeeinrichtung 27 eingeführt, das sich nach oben und unten bewegen kann. Wie in 3 gezeigt ist, ist an einem unteren Ende des stabförmigen Bauteils 35 eine scheibenförmige Gleitplatte 36 vorgesehen. An der Unterseite des Mittelabschnitts der Gleitplatte 36 ist mittig die obere Form 25 befestigt. Am Innenumfang der oberen Form 25 ist ein oberer Wulstring 40 ausgebildet, der gegen den oberen Wulstabschnitt 4c' des Grünreifens 4 stößt. Innerhalb des oberen Wulstrings 40 ist eine ringförmige dritte Induktionsheizspule 41 vorgesehen. Außerdem ist mit der dritten Induktionsheizspule 41 die in 6 gezeigte Hochfrequenzenergieversorgung 24 verbunden und bringt die dritte Induktionsheizspule 41 durch die Versorgung mit Hochfrequenzenergie auf den oberen Wulstabschnitt 4c' des Grünreifens 4 ein intensives hochfrequentes Magnetfeld auf, sodass in erster Linie einen Wulstdraht 52 des oberen Wulstabschnitts 4c' durch Induktion erhitzt wird.
An der Unterseite des Außenumfangs der Gleitplatte 36 ist das Gleitsegment 26a vorgesehen, das eine Vielzahl aus unmagnetischen Materialien wie Aluminium oder dergleichen gebildeter Segmentformen 26a' hat. Die Gleitsegmente 26a sind um die obere Form 25 herum jeweils auf dem gleichen Umkreis in gleichmäßigen Abständen angeordnet und stehen so miteinander im Eingriff, dass sie sich in die Mitte bewegen können. Außerhalb dieser Gleitelemente 26a ist ein aus unmagnetischen Materialien gebildeter feststehender Ring 26b angeordnet. Der feststehende Ring 26b ist an einer Unterseitenrandkante der oberen Spannplatte 32 befestigt und so ausgelegt, dass er das Gleitsegment 26a radial vorwärts und rückwärts bewegt, während er mit einer Außenfläche des Gleitsegments 26a im Eingriff steht. Außerdem bildet das Gleitsegment 26a eine röhrenförmige Form, die dem Laufflächenabschnitt 4 des Grünreifens 4 entspricht, wenn es durch den feststehenden Ring 26b in die Mitte bewegt worden ist.
Die Formbefestigungseinheit 2 ist auf der Unterseite der Formhebeeinheit 3 angeordnet. Die Formbefestigungseinheit 2 enthält eine untere Form 5, die mit einer unteren Seitenwand 4b des Grünreifens 4 in Kontakt zu bringen ist, einen unteren Heizmechanismus 9, um die untere Form 5 auf eine vorbestimmte Temperatur zu erhitzen, einen Zentriermechanismus 10, der an einem Mittelabschnitt des unteren Heizmechanismus 9 und der unteren Form 5 vorgesehen ist, und einen Unterbau 11, um den Zentriermechanismus 10 und den unteren Heizmechanismus 9 abzustützen. Der untere Heizmechanismus 9 enthält eine scheibenförmige untere Spannplatte 6, um die untere Form 6 stirnseitig abzustützen. Die untere Spannplatte 6 hat einen Innenraum, dem Hochtemperaturdampf zugeführt wird und in dem durch den ihm zugeführten Dampf Wärme erzeugt wird, um die untere Form 5 stirnseitig zu erhitzen.
Außerdem enthält der untere Heizmechanismus 9 eine Spannplattenstütze 7, um die untere Spannplatte 6 abzustützen, und eine zwischen der unteren Spannplatte 6 und der Spannplattenstütze 7 liegende Isolierplatte 8, damit die Hitze der unteren Spannplatte 6 nicht auf die Spannplattenstütze 7 übertragen wird. Außerdem ist in dem Mittelabschnitt des dermaßen aufgebauten unteren Heizmechanismus 9 der Zentriermechanismus 10 vorgesehen, der mit einem Haltemechanismus 71 als Hauptteil ausgestattet ist.
Der Haltemechanismus 71 kann an der Formbefestigungseinheit 2 (dem unteren Heizmechanismus 9 und der unteren Form 5) angebracht und von ihr gelöst werden und enthält, wie in den 1 und 3 gezeigt ist, eine Blase 20, einen unteren Ringmechanismus 12, der eine Unterkante der Blase 20 hält, einen oberen Ringmechanismus 19, der eine Oberkante der Blase 20 hält, und eine Mittelstange 22, die durch einen Mittelabschnitt des unteren Ringmechanismus 12 und des oberen Rings 19 hindurchgeht und beide Ringe 12, 19 unter Einhaltung des im Folgenden beschriebenen Verbindungs- und Lagezusammenhangs fest koppeln kann.
Und zwar enthält der untere Ringmechanismus 12 einen unteren Wulstring 13, der so ausgebildet ist, dass er gegen den unteren Wulstabschnitt 4c des Grünreifens 4 stößt, einen unteren Blasenring 14, der an der Oberseite des unteren Wulstrings 13 vorgesehen ist und zusammen mit dem unteren Wulstring 13 eine dazwischen liegende Unterkante der Blase 20 abstützt, und eine Klemmringnabe 15, die an einer Innenumfangsseite des unteren Blasenrings 14 vorgesehen ist. Innerhalb der Klemmringnabe 15 sind Verteilerkanäle 15a, 15a ausgebildet, um ein unter Druck stehendes Heizmedium wie Dampf, Stickstoffgas usw. durch strömen zu lassen. Diese Verteilerkanäle 15a, 15a stehen dabei mit einer oberen Endfläche und einer unteren Endfläche der Klemmringnabe 15 in Verbindung, wobei die Verteilerkanäle 15a, 15a an dem unteren Ende über Leitungen 17a, 17a und Schaltventile 17b, 17b mit einer (nicht gezeigten) Vorrichtung zur Zufuhr eines unter Druck stehenden Heizmediums verbunden sind.
Darüber hinaus ist innerhalb des unteren Wulstrings 13 eine ringförmige erste Induktionsheizspule 18 vorgesehen. Mit der ersten Induktionsheizspule 18 ist trennbar die in 6 gezeigte Hochfrequenzenergieversorgung 24 zur Versorgung mit Hochfrequenzenergie verbunden. Außerdem bringt die erste Induktionsheizspule 18 bei der Versorgung mit Hochfrequenzenergie ein intensives hochfrequentes Magnetfeld auf den unteren Wulstabschnitt 4c des Grünreifens 4 auf, sodass in erster Linie ein Wulstdraht 52 des unteren Wulstabschnitts 4c durch Induktion erhitzt wird.
In dem Mittelabschnitt des unteren Ringmechanismus 12 ist aufrecht die Mittelstange 22 vorgesehen, die vertikal gleiten kann. An einem oberen Ende der Mittelstange 22 ist ein oberer Ring 19 vorgesehen. Der obere Ring 19 enthält einen oberen Blasenring 21, der eine Oberkante der Blase 20 abstützt. Gleichzeitig ist trennbar an einem unteren Ende der Mittelstange 22 eine (nicht gezeigter) Stangenhebemechanismus gekoppelt, um die Mittelstange 22 auf eine beliebige Höhe auf und ab bewegen zu können, wobei der Stangenhebemechanismus 22 zusammen mit dem Haltemechanismus 71 den Zentriermechanismus 10 bildet. Der Stangenhebemechanismus hebt die Oberkante der Blase 20, um die Mittelstange 22 auf eine obere Grenzposition anzuheben und die Blase 20 auf einen kleineren Durchmesser als das Loch des Grünreifens 4 einzustellen, wenn der Reifen nach Abschluss der Vulkanisation ausgebracht wird, wohingegen er die Mittelstange 22 senkt, um die Blase auf einen Durchmesser zu vergrößern, mit dem sie die Innenwandfläche des Grünreifens 4 berühren kann.
Die Blase 20, die durch die Mittelstange 22 zusammengezogen und vergrößert werden kann, drückt beim Vulkanisieren des Grünreifens 4 in Formrichtung gegen die Reifeninnenwandfläche, wenn das unter Druck stehende Medium zugeführt wird, und hat als einen Bestandteil ein Material geringer Dehnung, das auch hohen Temperaturen widersteht. Das Material geringer Dehnung ist so geformt, dass es eine ähnliche Formgebung wie die Reifeninnenwandfläche hat, wenn die Vulkanisation durch Vulkanisieren des Grünreifens 4 beendet worden ist. Und zwar setzt, wie in 6 gezeigt ist, die Blase 20 das Material geringer Dehnung ein, das auch hohen Temperaturen widersteht, wobei sie einen Blasenkörper 20a, dessen Formgebung der Formgebung der Reifeninnenwandfläche des Reifens nach beendeter Vulkanisation entspricht, sowie eine Vielzahl von Magnetbauteilen 20b aufweist, die in gleichmäßigen Abständen auf der Oberfläche des Blasenkörpers 20a vorgesehen sind. Das Magnetbauteil 20b umfasst einen dünnen Metallfilm mit Magnetismus, etwa ein Metallnetz, einen metallischen Abscheidungsfilm usw., und ist so geformt, dass der dem Laufflächenabschnitt 4a des Grünreifens 4 entsprechende Abschnitt eine größere Fläche als die anderen Abschnitte hat.
Das Material geringer Dehnung ist ein Material, dessen Dehnung unter der hohen Vulkanisationstemperatur eine geringere Dehnung als herkömmliches Gummi (beispielsweise Butylgummi) hat, wobei unter einer hohen Temperatur von 200°C eine Dehnung im Bereich von 5%~15% besonders bevorzugt wird. Der Grund dafür, warum der obige Dehnungsbereich bevorzugt wird, ist der, dass bei einer Dehnung von weniger als 5% die Kraft nachlässt, die gleichmäßig gegen den gesamten Grünreifen 4 drückt, sodass die Plastizität bei der Vulkanisation unzureichend ist, und dass es bei einer Dehnung von mehr als 15% schwierig ist, den Grünreifen 4 so präzise wie mit herkömmlichem Blasengummi (beispielsweise Butylgummi) zu vulkanisieren.
Als Material geringer Dehnung, das auch hoher Temperatur widersteht, kann ein Gewirk oder Gewebe aus beispielsweise Polyester, Nylon, Aramid, Polyparaphenylenbenzobisoxazol (PBO) oder ein Netzmetall- oder Hochpräzisionsgewebe, ein kohlenstoffhaltiges Gewebe, ein metallbeschichtetes Gewebe oder ein harzbeschichtetes Gewebe eingesetzt werden, wobei auch ein Material eingesetzt werden kann, das durch Mischen mindestens einer Art der oben angegebenen Materialien gebildet wird. Als Mischform kommen ein Laminataufbau, der durch Aufschichten eines Netzmetalls auf einem Polyesterfilm oder durch Abscheiden eines Metallfilms auf einem Polyesterfilm gebildet wird, und eine Form in Frage, bei der lokal, aber dennoch gleichmäßig verteilt mit Metall beschichtetes Gewebe und Hochpräzisionsgewebe verwoben sind. Damit Luftdichtheit erreicht wird, ist auch eine Form möglich, bei der ein Substrat wie das oben erwähnte Gewirk oder Gewebe mit mindestens einem der Stoffe Fluor, einem Harz wie Silikon oder Elastomer imprägniert oder beschichtet wird. Außerdem werden diese Formen passend entsprechend den Gestaltungsspezifikationen der Blase ausgewählt (ob Wärme durch Induktionserhitzen erzeugt wird, Intensität usw.).
Innerhalb der Blase ist eine zweite Induktionsheizspule 23 angeordnet. Die zweite Induktionsheizspule 23 ist um die Mittelstange 22 herum vorgesehen und ist auf eine Spulenhöhe eingestellt, die kleiner als der Abstand ist, wenn sich der obere Blasenring 21 und der untere Blasenring 13 am meisten angenähert haben, und auf einen Spulendurchmesser eingestellt, der kleiner als der Außendurchmesser beider Ringe 21, 14 ist, um nicht die zusammengezogene Blase 20 zu berühren. Darüber hinaus ist die zweite Induktionsheizspule 23 so angeordnet, dass sie die beiden Ringe 21, 14 auch dann nicht berührt, wenn der obere Blasenring 21 auf eine untere Grenzposition gesenkt worden ist. Außerdem ist mit der zweiten Induktionsheizspule 23 trennbar eine Hochfrequenzenergieversorgung 24 verbunden, und bringt die zweite Induktionsheizspule 23 bei der Versorgung mit Hochfrequenzenergie ein intensives hochfrequentes Magnetfeld auf die Blase 20 auf, wodurch durch Induktion in erster Linie die Magnetbauteile 20b der Blase 20 erhitzt werden.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der Haltemechanismus 71 so ausgelegt, dass er durch die Transportvorrichtung 43 in 1 zwischen dem Vulkanisierprozess, dem Aufbewahrungsprozess und dem Formprozess transportiert werden kann. Darüber hinaus dient der Haltemechanismus 71 im Formprozess als eine Formtrommel und im Vulkanisierprozess als ein Hauptteil des oben angesprochenen Zentriermechanismus 10 und dient im Aufbewahrungsprozess oder beim Transport zwischen den Vorgängen dazu, eine Verformung des Grünreifens 4 und eine Verschiebung der abstützenden Mitte zu verhindern.
In dem Formprozess ist eine einstufige Reifenformmaschine 61 vorgesehen. Die Reifenformmaschine 61 kann jedoch auch zweistufig sein. Wie in 2 gezeigt ist, hat die Reifenformmaschine 61 eine erste Antriebsvorrichtung 62 und eine zweite Antriebsvorrichtung 63. Die erste Antriebsvorrichtung 61 und die zweite Antriebsvorrichtung 62 sind mit einem ersten Spanfuttermechanismus 64 bzw. zweiten Spanfuttermechanismus 65 ausgestattet. Diese Spanfuttermechanismen 64, 65 haben Spanfutterbauteile 64a, 65a, die jeweils die Mittelabschnitte des oberen Rings 19 und des unteren Ringmechanismus 12 des Haltemechanismus 71 halten können. Außerdem liegen die beiden Spanfuttermechanismen 64, 65 einander so gegenüber, dass die Drehwelle auf der gleichen Geraden liegt, und sind so miteinander verbunden, dass sie sich mit der gleichen Drehgeschwindigkeit drehen und bei dem gleichen Drehwinkel anhalten. Darüber hinaus ist der erste Spanfuttermechanismus 64 auf der einen Seite so ausgelegt, dass er sich in Drehachsenrichtung vorwärts und rückwärts bewegen kann und den Ringabstand zwischen dem oberen Ring 19 und dem unteren Ringmechanismus 12 des Haltemechanismus 71 vergrößern und verkleinern kann, wenn der Grünreifen 4 ausgebildet und herausgenommen wird. Außerdem hat der Reifenformmechanismus 61 eine (nicht gezeigte) Druckgaszufuhrvorrichtung, um der Blase 20 Druckgas zuzuführen, wenn der Grünreifen 4 entnommen wird usw.
Wie in 2 gezeigt ist, wird der in dem Formprozess angefertigte Rohreifen 4, während er von dem Haltemechanismus 71 gehalten wird, abtransportiert und dem späteren Aufbewahrungsprozess oder Vulkanisierprozess zugeführt. Der Aufbewahrungsprozess beinhaltet ein Aufbewahrungslager 80. Das Aufbewahrungslager 80 enthält eine Vielzahl von Aufbewahrungsabschnitten 81, die den Grünreifen 4 aufbewahren, während er von dem Haltemechanismus 71 gehalten wird. Jeder Aufbewahrungsabschnitt 81 ist mit einer Grünreifenvorheizvorrichtung ausgestattet, wie sie in 1 gezeigt ist. Die Grünreifenvorheizvorrichtung hat einen zylinderförmigen Beladetisch 82, der so ausgebildet ist, dass er die Unterseite des unteren Ringmechanismus 12 berührt, eine Induktionsvorheizspule 83, die den Grünreifen 4 auf dem Beladetisch 82 umgibt, und eine Hochfrequenzenergieversorgung 84, um die Induktionsvorheizspule 83 mit Hochfrequenzenergie zu versorgen. Außerdem bringt die Vorheizspule 83 bei der Versorgung mit Hochfrequenzenergie von der Hochfrequenzenergieversorgung 84 ein intensives hochfrequentes Magnetfeld auf den Laufflächenabschnitt 4a des Grünreifens 4 auf, wodurch in erster Linie das Gürtelbauteil 56 des Laufflächenabschnitts 4a durch Induktion erhitzt wird.
Für den obigen Aufbau wird nun anhand der Betriebsweise der Grünreifenvorheizvorrichtung ein Grünreifenvorheizverfahren erläutert.
Wie in 2 gezeigt ist, wird durch die Reifenformmaschine 61 in dem Formprozess zunächst der Grünreifen 4 geformt, der mehrere Schichten mit dem Gürtel 56 und dem Wulstdraht 52 in seinem Inneren umfasst, und werden dann der obere Ring 19 und der untere Ringmechanismus 12 des Haltemechanismus 71 so gekoppelt, dass sie von der Mittelstange 22 fixiert werden, und wird der erste Spanfuttermechanismus 64 von dem oberen Ring 19 gelöst. Nachdem der Mittelabschnitt des oberen Rings 19 durch die Transportvorrichtung 43 von 1 gegriffen wurde, wird der Spanfuttermechanismus 65 von dem unteren Ring 12 gelöst und der Haltemechanismus 71 nach oben herausgezogen, wodurch der Haltemechanismus 71 zusammen mit dem Grünreifen 4 aus der Reifenformmaschine 61 entfernt wird. Wenn es dann bis zum Vulkanisieren des Grünreifens 4 zu einer Wartezeit kommt, wird der Grünreifen 4 zu der Grünreifenvorheizvorrichtung im Aufbewahrungsprozess transportiert, während der Grünreifen 4 durch den Haltemechanismus im ausgedehnten Zustand gehalten wird, und wird der Grünreifen 4 aufbewahrt, während er durch den unten beschriebenen Prozess vorgeheizt wird. Und zwar wird der den Grünreifen 4 haltende Haltemechanismus 71, wie in 1 gezeigt ist, oberhalb des Beladetisches 82 in der Grünreifenvorheizvorrichtung positioniert. Dann wird der Haltemechanismus 71 abgesenkt, um auf dem Beladetisch 82 abgeladen zu werden, wobei der Grünreifen 4 durch den Haltemechanismus 71 zusammengehalten wird. Indem danach der Vorheizspule 83 von der Hochfrequenzenergieversorgung 84 Hochfrequenzenergie zugeführt wird, wird auf den Laufflächenabschnitt 4a des Grünreifens 4 das intensive hochfrequente Magnetfeld aufgebracht, um das Gürtelbauteil 56 des Laufflächenabschnitts 4a durch Induktion zu erhitzen. Darüber hinaus erhitzt das von der Vorheizspule 83 erzeugte hochfrequente Magnetfeld auch den Wulstdraht 52 der Wulstabschnitte 4c, 4c' durch Induktion. Obwohl der Grünreifen 4 bei Zimmertemperatur aufbewahrt wird, sinkt daher, weil der Laufflächenabschnitt 4a und die Wulstabschnitte 4c, 4c' des Grünreifens 4, die eine große Dicke haben, durch die Grünreifenvorheizvorrichtung von der Innenseite des Reifens aus erhitzt werden, die Temperatur des Grünreifens 4 nicht ab und erhöht sich die Temperatur entsprechend dem Ausmaß, mit dem das hochfrequente Magnetfeld aufgebracht wird, auf beinahe die Vulkanisationstemperatur.
Im Falle der Vulkanisation des Grünreifens 4 wird der Grünreifen 4 als nächstes zu dem Vulkanisierprozess transportiert, während er von dem Haltemechanismus 71 gehalten wird, und wird der Grünreifen durch die im folgenden beschriebenen Vorgänge vulkanisiert. Und zwar wird zunächst die Formhebeeinheit 3, wie in 3 gezeigt ist, durch Anheben der Formhebeeinheit 3 oberhalb der Formbefestigungseinheit 2 positioniert. Danach wird der Grünreifen 4 durch die Transportvorrichtung 43 zusammen mit dem Haltemechanismus 71 zwischen die Formbefestigungseinheit 2 und die Formhebeeinheit 3 transportiert. Wie in 4 gezeigt ist, wird der Haltemechanismus 71 oberhalb des Mittelabschnitts der Formbefestigungseinheit 2 positioniert, indem der Haltemechanismus 71 abgesenkt wird, und wird der Haltemechanismus 71 mit der Formbefestigungseinheit 2 in Eingriff gebracht. Nachdem die Kopplung zwischen dem oberen Ring 19 und dem unteren Ringmechanismus 12 mittels der Mittelstange 22 gelöst worden ist, wird die Mittelstange 22 des Haltemechanismus 71 mit einem (nicht gezeigten) Stangenhebemechanismus gekoppelt und werden die Schaltventile 17a, 17b und die Induktionsheizspulen 18, 23, 41 mit einer (nicht gezeigten) Gasversorgungsvorrichtung bzw. der Hochfrequenzenergieversorgung 24 von 6 verbunden, wodurch sie als der Zentriermechanismus 10 fungieren.
Indem wie in 3 gezeigt ein Zylinderstab 38a aus einem zweiten Zylinderbauteil 38 vorgeschoben wird und ein stabförmiges Bauteil 35 aus einem ersten Zylinderbauteil 37 vorgeschoben wird, werden als nächstes der obere Heizmechanismus 28 und die Gleitplatte 36 so abgesenkt, dass sie sich voneinander trennen, und wird das Gleitsegment 26a in Außenumfangsrichtung bewegt. Wie die Punkt-Strich-Linie in 4 zeigt, wird danach durch das Senken der Formhebeeinheit 3 unter gleichzeitiger Beibehaltung der Trennung des oberen Heizmechanismus 28 und der Gleitplatte der Grünreifen 4 an der Innenumfangsseite des Gleitsegments 26a positioniert und wird dann das Gleitsegment 26a mit Hilfe des feststehenden Rings 26b in die Mitte bewegt. Wie in 5 gezeigt ist, sind die Gleitsegmente 26a jeweils miteinander verbunden, sodass sie eine röhrenförmige Form bilden, die dem Laufflächenabschnitt 4a des Grünreifens 4 entspricht, und berühren die obere Form 25 und die untere Form 5 den oberen Abschnitt bzw. unteren Abschnitt der Form, wodurch die Formverklemmung abgeschlossen wird.
Der oberen Spannplatte 32, der unteren Spannplatte 6 und dem feststehenden Ring 26b der zusammengefügten Form 26 wird Hochtemperaturdampf zugeführt und, indem die obere und untere Form 25, 5 mit Hilfe der beiden Spannplatten 6, 32 sowie durch die Wärmeerzeugung in dem Gleitsegment 26a der zusammengefügten Form 26 erhitzt werden, wird in dem von diesen Formen 25, 5, 26a umgebenen Grünreifen 4 von seiner Außenseite aus Wärme erzeugt. Indem außerdem über die Gasleitung 17a mit hoher Temperatur und hohem Druck ein Druckmedium wie Dampf oder Stickstoffgas in die Blase 20 eingeleitet wird, wird der Grünreifen 4 außerdem durch die Blase gegen die Innenwandfläche der Form gedrückt. Indem die Hitze des unter hoher Temperatur und hohem Druck stehenden Druckmediums über die Blase 20 auf den Grünreifen 4 übertragen wird, wird der Grünreifen 4 auch von seiner Innenseite her erhitzt.
Wie in 6 gezeigt ist, wird außerdem jede der Induktionsheizspulen 18, 23, 41, 39 von der Hochfrequenzenergieversorgung 25 mit Hochfrequenzenergie versorgt. Die mit Hochfrequenzenergie versorgte erste Induktionsheizspule 18 und dritte Induktionsheizspule 41 bringen auf den unteren Wulstabschnitt 4c bzw. den oberen Wulstabschnitt 4c' des Grünreifens ein intensives hochfrequentes Magnetfeld auf, wodurch in erster Linie die Wulstdrähte 52, 52 innerhalb der beiden Wulstabschnitte 4c, 4c' durch Induktion erhitzt werden. Da die zusammengefügte Form 26 aus unmagnetischem Material besteht, bringt auch die vierte Induktionsheizspule 39 ein intensives hochfrequentes Magnetfeld auf den Laufflächen abschnitt 4a des Grünreifens 4 auf, wodurch in erster Linie das Gürtelbauteil 56 innerhalb des Laufflächenabschnitts 4a erhitzt wird. Da auf diese Weise neben dem Erhitzen der Außenfläche und der Innenfläche des Grünreifens 4 auch in den eine große Dicke aufweisenden Wulstabschnitten 4c, 4c' und dem Laufflächenabschnitt 4a das Innere des Reifens erhitzt wird, erhöht sich die Temperatur des gesamten Reifens in kurzer Zeit auf die Vulkanisationstemperatur.
Wenn der Grünreifen 4 von dem Aufbewahrungsprozess weitertransportiert wird, wird der gesamte Grünreifen 4 auch dann wenn der Reifen zuvor lange Zeit bei Zimmertemperatur aufbewahrt wurde, nach Beginn des Vulkanisationserhitzens in sehr kurzer Zeit auf die Vulkanisationstemperatur gebracht, da die Wulstabschnitte 4c, 4c' und der Laufflächenabschnitt 4a großer Dicke bereits auf etwa die Vulkanisationstemperatur vorgeheizt wurden.
Während der Zeitdauer bis zum Beginn der Vulkanisation kann ein Prozess vorgesehen werden, der die Temperatur des durch Induktion erhitzten Grünreifens 4 hält. Genauer gesagt wird der vorgeheizte Grünreifen 4 von einem Temperaturhaltekasten aufgenommen und wird dann das Erhitzen fortgesetzt, um den Grünreifen 4 bis kurz vor Erreichen des Vulkanisierprozesses nahe der Vorheiztemperatur zu halten. Dadurch wird verhindert, dass der Grünreifen 4, der das Vorheizen auf eine vorbestimmte Temperatur durchlaufen hat, durch Wärmeabstrahlung Temperatur verliert, und kann die Aufheizgleichmäßigkeit des Grünreifens 4 verbessert werden.
Die mit Hochfrequenzenergie versorgte zweite Induktionsheizspule 23 bringt auf die magnetischen Bauteile 20b der Blase 20 ein intensives hochfrequentes Magnetfeld auf, wodurch von der Blase 20 selbst Wärme erzeugt wird. Wenn der Wärmewert des Druckmediums über die Blase 20 auf den Grünreifen 4 übertragen wird, wird dadurch, dass die Verzögerung der Wärmeübertragungszeit durch die Blase 20 minimiert wird, die Temperatur des Grünreifens 4 in kürzerer Zeit auf die Vulkanisationstemperatur erhöht. Die Vulkanisation des Grünreifens 4 erfolgt dann, während der Grünreifen 4 bei der Vulkanisationstemperatur gehalten wird.
Während der Vulkanisation des Grünreifens 4 drückt die Blase 20 den Grünreifen 4 in der Formrichtung, um den Grünreifen auszuformen. Da die Blase 20 aus einem Material geringer Dehnung gebildet ist, das eine ähnliche Formgebung wie die Innenwandfläche des Grünreifens nach der Vulkanisation hat, lässt sich die Formgebung der Innenwandfläche des Grünreifens nach der Vulkanisation auch dann feststellen, wenn sich der Druck des Druckmediums in gewissem Maße ändert. Wenn also die Blase 20 gegen den Grünreifen 4 drückt, um den Formprozess durchzuführen, wird mit Abschluss der Vulkanisation ein hochpräzise ausgebildeter Reifen erzielt.
Wenn also ein vulkanisierter Reifen erzielt wurde, wird, nachdem die Form durch einen umgekehrten Prozess wie den zuvor beschriebenen Prozess geöffnet wurde, die Mittelstange 22 wie in 4 gezeigt angehoben, um die Blase 20 zusammenzulegen. Dann wird erst der vulkanisierte Reifen 4' aus dem Haltemechanismus 71 entfernt und nach außen entnommen und dann der Haltemechanismus 71 nach außen entnommen, wobei der vulkanisierte Reifen 4' dann zu einem späteren Prozess und der Haltemechanismus 71 zum Formprozess transportiert wird. Danach wird mittels des oben beschriebenen Prozesses ein neuer Grünreifen 4 eingebracht, um die Vulkanisation zu wiederholen, wobei bei der Wiederholung dieser Vulkanisation das Material geringer Ausdehnung der Blase 20 seine ursprünglichen Eigenschaften beibehält, da es auch einer hohen Temperatur widersteht. Da die Blase 20 auch bei einer großen Anzahl an Wiederholungen der Vulkanisation sicherstellt, dass sich die Formgebung der Innenwandfläche des vulkanisierten Reifens einstellt, kann die Blase 20 lange Zeit verwendet werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird wie gesagt vor dem Vulkanisieren des Grünreifens 4 mit den darin eingebetteten Metallbauteilen wie in 1 gezeigt das Vorheizverfahren für den Grünreifen durch Induktionsheizen des Metallbauteils durchgeführt, sodass während des Vorheizens das Innere des Grünreifens, dessen Temperaturanstieg sich beim Vulkanisieren am meisten verzögert, vorgeheizt wird, wodurch die Vulkanisation in kurzer Zeit abgeschlossen werden kann. Und zwar wird mindestens eines der im Inneren des Reifens eingebetteten Metallbauteile Gürtelbauteil 56 und Wulstdraht 52 bzw. der Laufflächenabschnitt 4a und/oder der Wulstabschnitt 4c, 4c' durch Induktion erhitzt, sodass insbesondere das Innere des Reifens bzw. der Laufflächenabschnitt 4a und die Wulstabschnitte 4c, 4c' großer Dicke vorgeheizt werden, wodurch die Vulkanisation sicherer in kurzer Zeit abgeschlossen werden kann. Abgesehen davon wurde zwar bei diesem Ausführungsbeispiel der Fall behandelt, dass das Metallbauteil in dem Laufflächenabschnitt 4a und den Wulstabschnitten 4c, 4c' eingebettet ist, doch ist die besprochene Vorrichtung nicht auf diesen Fall beschränkt und kann auch bei einem Fall Anwendung finden, bei dem das Metallbauteil in einem beliebigen Abschnitt mit großer Dicke eingebettet ist. Falls die Metallbauteile z.B. in den Seitenwänden 4b, 4b' eingebettet sind, die zu den Seitenwandabschnitten werden, kann mindestens eines der in dem Laufflächenabschnitt 4a, den Wulstabschnitten 4c, 4c' und den Seitenwänden 4b, 4b' eingebetteten Metallbauteile durch Induktion erhitzt werden.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Grünreifenvorheizverfahren durch eine Grünreifenvorheizvorrichtung praktiziert, die einen Beladetisch 82 (Reifenstützeinrichtung), der den Grünreifen 4 lösbar in einer vorbestimmten Lage abstützt, und eine Vorheizspule 83 enthält, die auf den von dem Beladetisch 82 (Reifenstützeinrichtung) abgestützten Grünreifen 4 ein hochfrequentes Magnetfeld aufbringt, um durch das hochfrequente Magnetfeld das Metallbauteil des Grünreifens 4 durch Induktion zu erhitzen.
Die Grünreifenvorheizvorrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel so aufgebaut, dass durch die um den Grünreifen 4 herum angeordnete Vorheizspule 83 die Metallbauteile des Laufflächenabschnitts 4a und der Wulstabschnitte 4c, 4c' durch Induktion erhitzt werden, sodass sie vorgeheizt werden, während der Grünreifen 4 von seinem Inneren aus durch den Haltemechanismus 71 gehalten wird, doch ist die besprochene Vorrichtung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt und kann so aufgebaut sein, dass lediglich der Grünreifen 4 aufbewahrt und vorgeheizt wird, sodass sie bei einer Vulkanisiermaschine der Blasenbauart oder einer blasenfreien Vulkanisiermaschine Anwendung finden kann.
Die Grünreifenvorheizvorrichtung kann demnach einen wie in den 8 bis 16 gezeigten Aufbau haben.
Es wird nun ausführlich der Aufbau der 8(a) und 8(b) erläutert. Die Grünreifenvorheizvorrichtung enthält einen Beladetisch 90 zum Aufladen des Grünreifens 4 und eine Vorheizspule 91 für den Laufflächenabschnitt, die entlang des Laufflächenabschnitts 4a des Grünreifens 4 auf dem Beladetisch 90 angeordnet ist, um ein hochfrequentes Magnetfeld zu erzeugen. Mit dem Mittelabschnitt der Unterseite des Beladetisches 90 ist über eine Drehwelle 95 eine (nicht gezeigte) Drehantriebsvorrichtung gekoppelt, die den Grünreifen 4, wenn er aufbewahrt wird, zusammen mit dem Drehtisch 90 horizontal dreht. Innerhalb des Beladetisches 90 ist eine Vorheizspule 92 für den unteren Wulstabschnitt vorgesehen, die entlang des unteren Wulstabschnitts 4c angeordnet ist, um auf den Wulstdraht 52 (Metallbauteil) des unteren Wulstabschnitts 4c ein intensives hochfrequentes Magnetfeld aufzubringen.
Darüber hinaus ist in dem Mittelabschnitt der Oberseite des Beladetisches 90 vertikal ein Stützbauteil 93 vorgesehen. Das Stützbauteil 93 stützt eine Vorheizspule 94 für den oberen Wulstabschnitt, deren Spulendurchmesser kleiner als das Loch des Grünreifens 4 eingestellt ist. Die Vorheizspule 94 für den oberen Wulstabschnitt ist dabei entlang des oberen Wulstabschnitts 4c' auf ungefähr der gleichen Höhe wie der obere Wulstabschnitt 4c' angeordnet, um auf den Wulstdraht 52 (Metallbauteil) des oberen Wulstabschnitts 4c' ein intensives hochfrequentes Magnetfeld aufzubringen.
Bei dem obigen Aufbau wird während der Aufbewahrung des Grünreifens 4 der Grünreifen durch eine (nicht gezeigte) Transportvorrichtung horizontal bewegt, um oberhalb des Beladetisches 90 positioniert zu werden, und dann vertikal absenkt, um die Vorheizspule 94 für den oberen Wulstabschnitt durch das Reifenloch hindurch einzuführen, und auf dem Beladetisch 90 abgeladen. Danach werden der Beladetisch 90 und der Grünreifen 4 über die Drehwelle 95 horizontal durch die (nicht gezeigte) Drehantriebsvorrichtung gedreht und wird jede der Vorheizspulen 91, 92, 94 von der (nicht gezeigten) Hochfrequenzenergieversorgung mit Hochfrequenzenergie versorgt.
Die mit Hochfrequenzenergie versorgte Vorheizspule 91 für den Laufflächenabschnitt bringt auf den Laufflächenabschnitt 4a mit einer hohen Magnetflussdichte ein hochfrequentes Magnetfeld auf, um das Gürtelbauteil 56 des Laufflächenabschnitts 4a effizient durch Induktion zu erhitzen. Gleichzeitig bringen die jeweiligen Vorheizspulen 92, 94 für den Wulstabschnitt mit hoher Magnetflussdichte ein hochfrequentes Magnetfeld auf die jeweiligen Wulstabschnitte 4c, 4c' auf, um den Wulstdraht 52 des jeweiligen Wulstabschnitts 4c, 4c' effizient durch Induktion zu erhitzen. Dadurch kann das Innere des Reifens, insbesondere der Laufflächenabschnitt 4a und die Wulstabschnitte 4c, 4c' mit großer Dicke, deren Temperaturanstieg sich bei der Vulkanisation verzögert, ausreichend vorgeheizt werden.
Da sich der Grünreifen 4 horizontal dreht, befinden sich die Vorheizspule 91 für den Laufflächenabschnitt und die Vorheizspule 94 für den oberen Wulstabschnitt in einem Zustand, in dem sie sich relativ entlang des Grünreifens 4 bewegen. Dementsprechend kann auch dann, wenn die Vorheizspulen 91, 94 das hochfrequente Magnetfeld aufgrund einer geringen Genauigkeit bei der Montage oder dem Arbeitsablauf ungleichmäßig auf den Laufflächenabschnitt 4a und den oberen Wulstabschnitt 4c' des Grünreifens 4 aufbringen, das hochfrequente Magnetfeld über den gesamten Grünreifen 4 gleichmäßig aufgebracht werden, um ihn durch Induktion zu erhitzen. Dadurch ist es nicht notwendig, die Vorheizspulen 91, 94 mit hoher Genauigkeit zusammenzubauen oder zu verarbeiten und können die Montage- und Verarbeitungsvorgänge erleichtert werden.
Es wird nun ausführlich der Aufbau der 9(a) und 9(b) erläutert.
Die Grünreifenvorheizvorrichtung hat einen Beladetisch 96 zum Abladen des Grünreifens 4. Der Beladetisch 96 wird von einem Stütztisch 97 abgestützt und ist daran befestigt. Außerdem ist in dem Mittelabschnitt des Beladetisches 96 ein Durchgangsloch 96a ausgebildet, durch das drehbar eine Drehstützwelle 98 eingeführt ist. Im oberen Abschnitt der Drehstützwelle 98 oberhalb des Beladetisches 96 ist eine säulenförmige Vorheizspule 99 befestigt. Der Spulendurchmesser der säulenförmigen Vorheizspule 99 ist kleiner als das Reifenloch des Reifens 4 eingestellt, um durch das Loch des Reifens 4 eingeführt werden zu können. Darüber hinaus ist die säulenförmige Vorheizspule 99 so ausgebildet und angeordnet, dass sich ihre beiden Enden an den beiden Wulstabschnitten 4c, 4c' befinden, um ein intensives hochfrequentes Magnetfeld auf den Wulstdraht 52 (Metallbauteil) der jeweiligen Wulstabschnitte 4c, 4c' und das Gürtelbauteil 56 (Metallbauteil) des Laufflächenabschnitts 4a aufzubringen. Gleichzeitig ist das untere Ende der Drehstützwelle 98 an eine (nicht gezeigte) Drehantriebsvorrichtung gekoppelt, und dreht die Drehantriebsvorrichtung die Drehstützwelle 98, sodass sich die säulenförmige Vorheizspule 99 innerhalb des Grünreifens 4 drehen lässt.
Im Fall der Aufbewahrung des Grünreifens 4 wird der Grünreifen 4 durch eine (nicht gezeigte) Transportvorrichtung horizontal bewegt, um oberhalb des Belade tisches 96 positioniert zu werde, und dann vertikal abgesenkt, um die säulenförmige Vorheizspule 99 durch das Reifenloch hindurch einzuführen, und auf dem Beladetisch 96 abgeladen. Danach wird die säulenförmige Vorheizspule 99 durch die (nicht gezeigte) Drehantriebsvorrichtung über die Drehstützwelle 98 innerhalb des Grünreifens zum Drehen gebracht und die säulenförmige Vorheizspule 99 von der (nicht gezeigten) Hochfrequenzenergieversorgung mit Hochfrequenzenergie versorgt.
Die mit Hochfrequenzenergie versorgte säulenförmige Vorheizspule 99 bringt mit hoher Magnetflussdichte ein hochfrequentes Magnetfeld auf den Laufflächenabschnitt 4a und die Wulstabschnitte 4c, 4c' auf, um den Wulstdraht 52 der jeweiligen Wulstabschnitte 4c, 4c' sowie das Gürtelbauteil 56 des Laufflächenabschnitts 4a effizient durch Induktion zu erhitzen. Dadurch kann das Innere des Reifens, insbesondere der Laufflächenabschnitt 4a und die Wulstabschitte 4c, 4c' mit großer Dicke, deren Temperaturanstieg sich bei der Vulkanisation verzögert, ausreichend vorgeheizt werden.
Da sich die säulenförmige Vorheizspule 99 um die Drehstützwelle 98 herum dreht, gelangt die säulenförmige Vorheizspule 99 in einen Zustand, in dem sie sich relativ zum Grünreifen 4 bewegt. Dementsprechend kann das hochfrequente Magnetfeld auch dann, wenn die säulenförmige Vorheizspule 99 das hochfrequente Magnetfeld aufgrund einer geringen Genauigkeit bei der Montage oder Verarbeitung ungleichmäßig auf den Laufflächenabschnitt 4a und die Wulstabschnitte 4c, 4c' des Grünreifens 4 aufbringt, gleichmäßig über den gesamten Grünreifen 4 aufgebracht werden, um ihn durch Induktion zu erhitzen. Dadurch ist es nicht notwendig, die säulenförmige Vorheizspule 99 mit hoher Genauigkeit zusammenzubauen oder zu verarbeiten, und können die Montage- und Verarbeitungsvorgänge erleichtert werden.
Es wird nun ausführlich der Aufbau der 10(a) und 10(b) erläutert. Die Grünreifenvorheizvorrichtung hat einen Beladetisch 90 zum Aufladen des Grünreifens 4. An dem Mittelabschnitt der Unterseite des Beladetisches 90 sind über eine Drehwelle 95 eine Drehantriebsvorrichtung und eine Hebevorrichtung gekoppelt, die nicht gezeigt sind, wobei die Drehantriebsvorrichtung den Grünreifen 4 während der Aufbewahrung des Grünreifens 4 zusammen mit dem Beladetisch 90 horizontal dreht. Außerdem hebt die Hebevorrichtung den Beladetisch 90 auf die von der durchgezogenen Linie angegebene Aufbewahrungsposition an, wenn der Grünreifen aufbewahrt wird, und senkt den Grünreifen 4 auf die von der Punkt-Strich-Linie angegebene Einbring- und Ausbringposition, wenn der Grünreifen 4 eingebracht und ausgebracht wird.
Innerhalb des Beladetisches 90 ist eine Vorheizspule 92 für den unteren Wulstabschnitt vorgesehen, die entlang des unteren Wulstabschnitts 4c angeordnet ist, um auf den Wulstdraht 52 (Metallbauteil) des unteren Wulstabschnitts 4c ein intensives hochfrequentes Magnetfeld aufzubringen. Gleichzeitig ist oberhalb des Beladetisches 90 eine Vorheizspule 100 für den oberen Wulstabschnitt angeordnet. Der Spulendurchmesser der Vorheizspule 100 für den oberen Wulstabschnitt ist auf ungefähr den Reifendurchmesser des Grünreifens 4 eingestellt. Außerdem ist die Vorheizspule 100 für den oberen Wulstabschnitt entlang des oberen Wulstabschitts 4c' oberhalb und in der Umgebung des oberen Wulstabschnitts 4c' angeordnet, um auf den Wulstdraht 52 (Metallbauteil) des oberen Wulstabschnitts 4c' ein intensives hochfrequentes Magnetfeld aufzubringen.
Darüber hinaus hat die Grünreifenvorheizvorrichtung eine lokale Vorheizspule 101 in Form eines umgedrehten U. Wenn der Grünreifen 4 auf dem Beladetisch 90 abgeladen und auf die (von der durchgezogenen Linie angegebene) Aufbewahrungsposition angehoben wird, ist die lokale Vorheizspule 101 so angeordnet, dass sie mit einem Teil des Laufflächenabschnitts 4a des Grünreifens 4 zusammenpasst. Außerdem ist die lokale Vorheizspule 101 mit einer Hochfrequenzenergieversorgung 102 verbunden und bringt durch die Energieversorgung von der Hochfrequenzenergieversorgung 102 ein hochfrequentes Magnetfeld auf den Laufflächenabschnitt 4a auf.
Im Fall der Aufbewahrung des Grünreifens 4 wird der Beladetisch 90 auf die Einbring- und Ausbringposition abgesenkt und wird der Grünreifen 4 dann durch eine (nicht gezeigte) Transportvorrichtung bewegt, um zwischen dem Beladetisch 90 und der Vorheizspule 100 für den oberen Wulstabschnitt positioniert zu werden. Außerdem wird der Grünreifen 4 vertikal abgesenkt, um auf dem Beladetisch 90 abgeladen zu werden. Danach nähert sich der Grünreifen 4 auf dem Beladetisch 90 durch Anheben des Beladetisches 90 auf die von der durchgezogenen Linie angegebene Aufbewahrungsposition der lokalen Vorheizspule 101 und der Vorheizspule 100 für den oberen Wulstabschnitt.
Wenn der Grünreifen 4 auf diese Weise auf die Aufbewahrungsposition gesetzt worden ist, wird der Grünreifen 4 über den Beladetisch 90 horizontal von der (nicht gezeigten) Drehantriebsvorrichtung gedreht und werden die Vorheizspulen 92, 100, 101 jeweils von der Hochfrequenzenergieversorgung 102 mit Hochfrequenzenergie versorgt. Die mit Hochfrequenzenergie versorgte Vorheiz spule 92 für den unteren Wulstabschnitt und die Vorheizspule 100 für den oberen Wulstabschnitt bringen mit hoher Magnetflussdichte ein hochfrequentes Magnetfeld auf die gesamten Wulstabschnitte 4c, 4c' auf, um den gesamten Wulstdraht 52 der Wulstabschnitte 4c, 4c' effizient durch Induktion zu erhitzen.
Darüber hinaus erhitzt die lokale Vorheizspule 101 durch Induktion effizient einen Teil des Gürtelbauteils 56 des Laufflächenabschnitts 4a, und zwar den am nächsten an der Spule 101 gelegenen Teil. Da sich der Grünreifen 4 horizontal dreht, gelangt die lokale Vorheizspule 101 gleichzeitig in einen Zustand, in dem sie sich relativ zum Laufflächenabschnitt 4a des Grünreifens 4 bewegt. Dementsprechend gelangt die lokale Vorheizspule 101 auch dann, wenn sie einen Teil des Laufflächenabschnitts 4a erhitzt, durch die Drehung des Grünreifens 4 in einen Zustand, der dem Fall entspricht, dass das hochfrequente Magnetfeld für das Induktionserhitzen gleichmäßig über den gesamten Laufflächenabschnitt 4a aufgebracht wird. Infolge dessen kann die lokale Vorheizspule 101 verglichen mit dem Fall, dass die Vorheizspule so ausgebildet ist, dass sie den gesamten Laufflächenabschnitt 4a umgibt, kleiner ausgeführt werden, sodass die Grünreifenvorheizvorrichtung kompakt und mit geringem Energieverbrauch gestaltet werden kann.
Da sich der Grünreifen 4 dreht, gelangt auch die Vorheizspule 100 für den oberen Wulstabschnitt in einen Zustand, in dem sie sich relativ zum Grünreifen 4 bewegt. Dementsprechend kann das hochfrequente Magnetfeld für das Induktionserhitzen auch dann, wenn die Vorheizspule 100 für den oberen Wulstabschnitt das hochfrequente Magnetfeld aufgrund einer geringen Genauigkeit bei der Montage oder Verarbeitung ungleichmäßig auf den oberen Wulst abschnitt 4c' des Grünreifens 4 aufbringt, gleichmäßig über den gesamten Grünreifen 4 aufgebracht werden. Es ist daher nicht notwendig, die Vorheizspule 100 für den oberen Wulstabschnitt mit hoher Genauigkeit zusammenzubauen oder zu verarbeiten, wobei die Montage- und Verarbeitungsvorgänge erleichtert werden können.
In der Grünreifenvorheizvorrichtung der 8 und 10 wird zwar von der (nicht gezeigten) Drehantriebsvorrichtung oder der Drehwelle 95 usw. ein Bewegungsmechanismus zur Drehung entweder des Grünreifens 4 oder der Vorheizspule (Vorheizspule 94 für den oberen Wulstabschnitt usw.) gebildet, doch ist die besprochene Vorrichtung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Und zwar kann der Bewegungsmechanismus einen Aufbau mit einer Bewegungseinrichtung haben, die eine Drehbewegung des Beladetisches 90 oder eine Drehbewegung der Vorheizspule durchführt, um die Vorheizspule relativ zum Grünreifen 4 auf dem Beladetisch 90 (Reifenstützeinrichtung) in Umfangsrichtung des Grünreifens 4 zu bewegen.
Wie in 11 gezeigt ist, kann innerhalb des Grünreifens 4 eine lokale Vorheizspule 111 angeordnet sein. Der Unterschied zu 10 ist der, dass die lokale Vorheizspule 111 für die Lauffläche des Grünreifens 4 innerhalb der Grünreifens 4 angeordnet ist, sodass sie einem Teil des Laufflächenabschnitts 4a entspricht. Die anderen Merkmale entsprechen denen von 10, sodass die gleichen Bezugszahlen vergeben und auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wurde. Wenn der Beladetisch 90 mit dem darauf abgeladenen Grünreifen 4 auf eine (von der durchgezogenen Linie angegebene) Aufbewahrungsposition angehoben worden ist, wird die lokale Vorheizspule 111 nach außen bewegt und innerhalb des Grünreifens 4 so angeordnet, dass sie einem Teil des Laufflächenabschnitts 4 des Grünreifens 4 entspricht.
Wie in 10 gezeigt ist, kann dann, wenn die lokale Vorheizspule 101 außerhalb des Grünreifens 4 angeordnet ist, abhängig von der Bauart des Reifens der Fall auftreten, dass der Abstand zwischen der Spule 101 und dem Metallgürtelbauteil 56 größer wird. Im Gegensatz zu der dicken Laufflächenschicht an der Außenseite des Grünreifens hat der Innenverkleidungsabschnitt an der Innenfläche des Grünreifens 4 einen ausreichend dünnen Aufbau und eine geringe Dickenänderung. Indem also die lokale Vorheizspule 111 wie in 11 gezeigt so innerhalb des Grünreifens angeordnet wird, dass sie einem Teil des Laufflächenabschnitts 4a des Grünreifens entspricht, verringert sich der Abstand zwischen der Spule 111 und dem Metallgürtelbauteil 56 und kann ein ausreichendes Wechselmagnetfeld auf das Gürtelbauteil (Metallbauteil 56) aufgebracht werden.
Um das von der lokalen Vorheizspule 101 zu bildende hochfrequente Magnetfeld in dem Metallgürtelbauteil 56 zu induzieren, kann auch das magnetische Material 112, 112 so angeordnet werden, dass es einem Teil des Laufflächenabschnitts 4a des Grünreifens entspricht. Da das um die lokale Vorheizspule 111 herum erzeugte Wechselmagnetfeld mit Hilfe der magnetischen Materialien 112, 112 durch das Metallgürtelbauteil 56 innerhalb des Grünreifens 4 hindurchgeht, wird die durch das Metallgürtelbauteil 56 hindurchgehende Magnetflussdichte erhöht und der Umfangsteil des Gürtelbauteils 56 des Laufflächenabschnitts 4a effizient durch Induktion erhitzt. Da sich der Grünreifen 4 dreht, gelangen gleichzeitig die lokale Vorheizspule 111 und das magnetische Material 112 in einen Zustand, in dem sie sich relativ zum Lauf flächenabschnitt 4a des Grünreifens 4 bewegen. Dementsprechend gelangt die lokale Vorheizspule 111 auch dann, wenn sie nur einen Teil des Laufflächenabschnitts 4a erhitzt, durch die Drehung des Grünreifens 4 in einen Zustand, der dem Zustand entspricht, dass das hochfrequente Magnetfeld für das Induktionserhitzen gleichmäßig über den gesamten Laufflächenabschnitt 4a aufgebracht wird.
Wie in 12 gezeigt ist, ist es möglich, den relativen Lagezusammenhang zwischen der lokalen Vorheizspule usw. und dem Grünreifen zu ändern. Der Unterschied zu 10 ist der, dass eine lokale Vorheizspule 121, eine Vorheizspule 122 für den unteren Wulstabschnitt und eine Vorheizspule 123 für den oberen Wulstabschnitt jeweils mit einem hydraulischen Stellglied 125, 126, 127 verbunden sind, das eine Einrichtung zur Einstellung des relativen Abstands darstellt. Die anderen Merkmale entsprechen denen von 10, sodass die gleichen Bezugszahlen vergeben wurden und auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wurde. Indem die hydraulischen Stellglieder 125, 126, 127 betätigt werden, kann die lokale Vorheizspule 121 in Radialrichtung des Grünreifens 4 und können die Vorheizspule 122 für den unteren Wulstabschnitt und die Vorheizspule 123 für den oberen Wulstabschnitt jeweils vertikal bewegt werden.
Dabei ändern sich die Magnetflussdichten des am Umfang der Induktionsheizspule zu erzeugenden Wechselmagnetfelds abhängig von dem Abstand von der Induktionsheizspule. Indem durch Bewegung der jeweiligen Vorheizspule der Abstand von dem Grünreifen eingestellt wird, kann dementsprechend die durch das jeweilige Metallbauteil gehende Magnetflussdichte passend abhängig von der Materialbeschaffenheit und der Form eingestellt werden, sodass der Grünreifen effizient erhitzt werden kann.
Als Einrichtung für die Einstellung des relativen Abstands in 12 werden zwar die hydraulischen Stellglieder 125, 126, 127 verwendet, doch kann ihre Gestaltung geeignet geändert werden, indem beispielsweise ein Mechanismus verwendet wird, der einen Motor mit einer Zahnstange und ein Ritzel kombiniert. Darüber hinaus bewegen sich in diesem Ausführungsbeispiel die Spulen 121, 122, 123 bezüglich des Grünreifens 4, doch kann sich umgekehrt auch der Grünreifen 4 bezüglich der Spulen 121, 122, 123 bewegen, indem der Grünreifen 4 mit einer Einrichtung zur Einstellung des relativen Abstands ausgestattet wird.
Wie in 13 gezeigt ist, kann die Frequenz in der lokalen Vorheizspule oder dergleichen geändert werden. Der Unterschied zu 10 ist der, dass eine Hochfrequenzenergieversorgungsschaltung mit einer Hochfrequenzänderungseinrichtung für die lokale Vorheizspule 101 gezeigt ist. Die anderen Merkmale entsprechen denen von 10, sodass die gleichen Bezugszahlen vergeben wurden und auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wurde. Die Hochfrequenzenergieversorgungsschaltung 131 setzt sich aus einer Wechselstromquelle 132, einer Gleichrichterschaltung 133, einem Gleichstrom-Wechselstrom-Konverter 134, einem Treiber 135, einem Spannungsdetektor 136 und einem Resonanzkondensator 137 zusammen.
Der Wechselstrom der Wechselstromquelle 132 wird durch die Gleichrichterschaltung 133 in einen Gleichstrom umgewandelt und durch Ein- und Ausschalten des Schaltelements des Gleichstrom-Wechselstrom-Konverters 134 in einen Wechselstrom umgewandelt. Das Ein- und Ausschalten des Schaltelements des Gleichstrom-Wechselstrom-Konverters 134 wird durch den Treiber 135 gesteuert. Und zwar kann der Treiber 135 die Frequenz über einen großen Bereich ändern. Durch den Treiber 135, der eine Frequenzwechseleinrichtung darstellt, kann die Wechselstromfrequenz vorzugsweise in einem Bereich von 50Hz~100kHz und besser noch in einem Bereich von 10~30kHz geändert werden. Da der Aufbau des Metallgürtelbauteils 56 abhängig von der Größe und Bauart des Grünreifens verschieden ist, kann durch Änderung und Einstellung einer geeigneten Frequenz entsprechend dem Drahtdurchmesser und der Stromeindringtiefe die Wärmeerzeugungseffizienz verbessert werden und eine Änderung der Wärmeerzeugung in dem Gürtelbauteil 56 unterdrückt werden.
Da das Gürtelbauteil 56 innerhalb des Isoliermaterials liegt und als ein feines Metallnetz oder eine Metallplatte geformt ist, ist die Querschnittsfläche, auf die das von der lokalen Vorheizspule 101 abgegebene Magnetfeld gerichtet ist, gering und fließt nur schwer ein Induktionsüberstrom. Es ist also der Leistungsfaktor der Hochfrequenzenergieversorgungsschaltung 131 gering. Daher ist es wünschenswert, mit der lokalen Vorheizspule 101 parallel oder in Reihe den Kondensator 137 zu verbinden, um einen Resonanzstrom zu erzeugen. Wenn die Schaltfrequenz des Gleichstrom-Wechselstrom-Konverters 134 beispielsweise f0 beträgt, ist die elektrostatische Kapazität des Kondensators 137 so bestimmt, dass die Resonanzfrequenz des Kondensators 137 f1 = f0 × n (ganze Zahl größer 2) beträgt. Dann ist der durch die Spule 101 fließende Strom i1 mehr als zweimal so groß wie der Strom i0 am Gleichstrom-Wechselstrom-Konverter und ist die Strommenge der Verdrahtung zum Gleichstrom-Wechselstrom-Konverter 134 und Kondensator 137 gering, sodass die Erzeugung von Wärme unterdrückt wird, was den Leistungs faktor der gesamten Hochfrequenzenergieversorgungsschaltung 131 verbessert.
Es wurde zwar ein Verfahren zur Bestimmung der jeweiligen Resonanzfrequenz f1 des Kondensators 137 anhand der Frequenz f0 des Gleichstrom-Wechselstrom-Konverters 134 erläutert, doch kann auch ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem ein Spannungsdetektor 136 vorgesehen wird, um die Spannung des Kondensators 137 zu erfassen, und eine Übereinstimmung mit einer beliebigen Frequenz des Gleichstrom-Wechselstrom-Konverters 134 erzielt wird. Der Spannungsdetektor 136 misst die Spannung an beiden Enden des Kondensators 137 in Echtzeit, wobei das Ein- und Ausschalten des Schaltelements des Gleichstrom-Wechselstrom-Konverters 134 durch den Regelwert des Spannungswerts erfolgt. Genauer gesagt erfolgt die Steuerung so, dass der Gleichstrom-Wechselstrom-Konverter nahe dem Zeitpunkt eingeschaltet wird, an dem ein Resonanzzyklus zwischen dem Kondensator 137 und der Spule 101 abgeschlossen ist.
Es wurde zwar eine Hochfrequenzenergieversorgungsschaltung dargestellt, die mit der Einrichtung zur Änderung der Frequenz der lokalen Vorheizspule 101 für die Profilfläche ausgestattet ist, doch lässt sich die gleiche Wirkung auch erreichen, wenn eine Hochfrequenzenergieversorgungsschaltung gebildet wird, die mit einer Einrichtung zur Änderung der Frequenz der lokalen Vorheizspule 101 für den Wulstabschnitt ausgestattet ist.
Unter Bezugnahme auf 14 werden nun bevorzugte Formen für das Induktionserhitzen beschrieben. Es wird nun ausführlich der Aufbau der 14(a) und 14(b) erläutert. Die Grünreifenvorheizvorrichtung hat einen Beladetisch 140 zum Abladen des Grünreifens 4, eine Vorheizspule 144 für den Laufflächenabschnitt, die so angeordnet ist, dass sie dem Laufflächenabschnitt 4a des Grünreifens 4 auf dem Beladetisch 140 entspricht, um ein hochfrequentes Magnetfeld zu erzeugen, und Vorheizspulen 146, 147 für den Wulstabschnitt, die so angeordnet sind, dass sie den Wulstabschnitten 4c, 4c' des Grünreifens 4 entsprechen, um ein hochfrequentes Magnetfeld zu erzeugen. Mit dem Mittelabschnitt der Unterseite des Beladetisches 140 ist über eine Drehwelle 141 eine (nicht gezeigte) Drehantriebsvorrichtung gekoppelt, die den Grünreifen bei der Aufbewahrung des Grünreifens 4 zusammen mit dem Beladetisch 140 dreht. Außerdem ist oberhalb des Beladetisches 140 ein Stützbauteil 142 angeordnet und ist an dem Mittelabschnitt der Oberseite des Stützbauteils 142 über eine Stützwelle 143 eine (nicht gezeigte) Hebevorrichtung gekoppelt.
Die Vorheizspule 144 für den Laufflächenabschnitt ist so außerhalb des Grünreifens angeordnet, dass sie einem Teil des Laufflächenabschnitts 4a des Grünreifens 4 entspricht. Die Vorheizspule 144 für den Laufflächenabschnitt ist eine spiralförmig gewickelte Spule und hat einen darin angeordneten Kern (magnetisches Material). Außerdem hat die Vorheizspule 144 für den Laufflächenabschnitt eine Formgebung, die der Formgebung des Laufflächenabschnitts 4a entspricht. Die Vorheizspule 144 für den Laufflächenabschnitt ist dabei so angeordnet, dass die Magnetfeldrichtung des um die Vorheizspule 144 für den Laufflächenabschnitt herum zu bildenden hochfrequenten Magnetfelds mit der Richtung zusammenfällt, die einem Teil der Umfangsrichtung des Metallgürtelbauteils 56 des Laufflächenabschnitts 4a folgt.
Die Vorheizspule 146 für den unteren Wulstabschnitt ist entlang des unteren Wulstabschnitts 4c unterhalb und in der Umgebung des unteren Wulstabschnitts 4c angeordnet, um auf den Wulstdraht 52 (Metallbauteil) des unteren Wulstabschnitts 4c ein intensives hochfrequentes Magnetfeld aufzubringen. Die Vorheizspule 146 für den unteren Wulstabschnitt ist eine Spule, die stirnseitig spiralförmig gewickelt ist, wobei sich die Spiralspule dadurch ergibt, dass der mit einer Spule gebündelte elektrische Draht so gewickelt wird, dass er den zentralen Durchgangsabschnitt umgibt. Dabei hat die Vorheizspule 146 für den unteren Wulstabschnitt eine elektrische Drahtwicklung von mehr als 60 mm und einen zentralen Durchgangsabschnitt, dessen Breite ungefähr die gleiche wie die der elektrischen Drahtwicklung ist.
Andererseits ist entlang des oberen Wulstabschnitts 4c' oberhalb und in der Umgebung des oberen Wulstabschnitts 4c' die obere Vorheizspule 147 für den oberen Wulstabschnitt angeordnet, um auf den Wulstdraht 52 (Metallbauteil) des oberen Wulstabschnitts 4c' ein intensives hochfrequentes Magnetfeld aufzubringen. Für die Vorheizspule 147 des oberen Wulstabschnitts wird eine Spule verwendet, die die gleiche Formgebung wie die Vorheizspule 146 für den unteren Wulstabschnitt hat.
An der Innenfläche und Außenfläche des Laufflächenabschnitts des Grünreifens 4 ist jeweils ein Temperatursensor 148 angeordnet. Indem unter Verwendung des Temperatursensors 148 die Temperatur der Innenfläche und der Außenfläche des Grünreifens 4 erfasst wird, kann durch Schätzung der Temperatur des Metallgürtelbauteils 56 des Laufflächenabschnitts 4a eine Steuerung zum Halten der gewünschten Temperatur vorgenommen werden. Dabei kann die Anzahl und die Anordnung der zum Erfassen der Außenflächentemperatur des Grünreifens 4 vorgesehenen Temperatursensoren geeignet geändert werden. Darüber hinaus kann sowohl ein berührender als auch ein berührungsfreier Temperatursensor verwendet werden. Außerdem kann der Temperatursensor nicht nur für die Steuerung, sondern auch zur Fehlererfassung verwendet werden. So kann z.B. durch Erfassen eines Temperaturanstiegs (ΔT°C) nach 2~3 Minuten vom Beginn des Vorheizens an entschieden werden, ob der Vorheizzustand gut ist oder nicht.
Darüber hinaus ist eine Führungsrolle 149 angebracht, die die Außenfläche des Grünreifens 4 berührt. Wenn sich der Grünreifen 4 während der Aufbewahrung zusammen mit dem Beladetisch 140 und dem Drehstützbauteil 142 horizontal dreht, dreht sich der Grünreifen 4, während seine Außenfläche von der Führungsrolle 149 geführt wird. Es ist auch möglich, die Führungsrolle 149 so anzuordnen, dass sie die Innenfläche des Grünreifens berührt.
Die Vorheizspule 144 für den Laufflächenabschnitt ist zwischen dem Grünreifen 4 und einem gegenüber dem Grünreifen 4 angeordneten Grünreifen 4' angeordnet, wobei sie entlang eines Teils der jeweiligen Laufflächenabschnitte 4a, 4a' des Grünreifens 4 und des Grünreifens 4' angeordnet ist.
Bei dem obigen Aufbau wird der Grünreifen während der Aufbewahrung des Grünreifens 4 horizontal durch eine (nicht gezeigte) Transportvorrichtung bewegt, um oberhalb des Beladetische 140 positioniert zu werden, und wird dann durch vertikales Absenken des Stützbauteils 142 auf dem Beladetisch 140 abgeladen. Danach werden der Beladetisch 140 und der Grünreifen 4 über die Drehwelle 141 horizontal durch die (nicht gezeigte) Drehantriebsvorrichtung gedreht und werden die Vorheizspulen 144, 146, 147 jeweils mit Hochfrequenzenergie von der (nicht gezeigten) Hochfrequenzenergieversorgung versorgt.
Die mit Hochfrequenzenergie versorgte Vorheizspule 144 für den Laufflächenabschnitt bringt mit einer hohen Magnetflussdichte ein hochfrequentes Magnetfeld auf den Laufflächenabschnitt 4a auf, um das Gürtelbauteil 56 des Laufflächenabschnitts 4a effizient durch Induktion zu erhitzen. Und zwar ist dann, wenn das hochfrequente Magnetfeld in Umfangsrichtung des Metallgürtelbauteils 56 des Laufflächenabschnitts 4a ausgebildet wird, dadurch, dass das hochfrequente Magnetfeld entlang des Metallgürtelbauteils 56 ausgebildet wird, die durch das Metallgürtelbauteil 56 gehende Magnetflussdichte hoch und kann der Umfangsteil des Gürtelbauteils 56 des Laufflächenabschnitts 4a effizient durch Induktion erhitzt werden.
Gleichzeitig bringen die jeweiligen Vorheizspulen 146, 147 für den Wulstabschnitt mit hoher Magnetflussdichte ein hochfrequentes Magnetfeld auf die jeweiligen Wulstabschnitte 4c, 4c' auf, um den Wulstdraht 52 der jeweiligen Wulstabschnitte 4c, 4c' effizient durch Induktion zu erhitzen. Und zwar wird dann, wenn die spiralförmigen Vorheizspulen 146, 147 für den Wulstabschnitt verwendet werden, ein hochfrequentes Magnetfeld entlang der Umfangsrichtung des Wulstdrahts 52 (Metallbauteil) des unteren Wulstabschnitts 4c und des oberen Wulstabschnitts 4c' gebildet. Dementsprechend kann auch dann, wenn die Außenfläche des Grünreifens und die Spule voneinander getrennt sind, ein ausreichendes Wechselmagnetfeld aufgebracht werden, und zwar insbesondere auf den Wulstdraht 52 der Wulstabschnitte 4c, 4c' mit großer Dicke, deren Temperaturanstieg sich bei der Vulkanisation verzögert.
Da sich der Grünreifen 4 horizontal dreht, gelangen die Vorheizspule 144 für den Laufflächenabschnitt, die Vorheizspule 146 für den unteren Wulstabschnitt und die Vorheizspule 147 für den oberen Wulstabschnitt in einen Zustand, in dem sie sich relativ zum Grünreifen 4 bewegen. Dementsprechend kann das hochfrequente Magnetfeld auch dann, wenn die Vorheizspulen 144, 146, 147 das hochfrequente Magnetfeld für das Induktionserhitzen aufgrund einer geringen Genauigkeit bei der Montage oder Verarbeitung ungleichmäßig auf den Laufflächenabschnitt 4a, den unteren Wulstabschnitt 4c und den oberen Wulstabschnitt 4c' des Grünreifens 4 aufbringen, gleichmäßig über den gesamten Grünreifen 4 aufgebracht werden. Es ist daher nicht notwendig, die Vorheizspulen 144, 146, 147 mit hoher Genauigkeit zusammenzubauen oder zu verarbeiten, wobei die Montage- und Verarbeitungsvorgänge vereinfacht werden können.
Da außerdem die Führungsrolle zum Führen der Außenfläche des Grünreifens 4 vorgesehen ist, wird der relative Abstand zwischen dem Metallgürtelbauteil 56 des Laufflächenabschnitts 4a und der Vorheizspule 144 für den Laufflächenabschnitt konstant gehalten und kann die Magnetflussdichte des durch das Gürtelbauteil 56 gehenden Magnetfelds konstant gehalten werden, sodass Temperaturunregelmäßigkeiten des Heizabschnitts verringert werden können.
Darüber hinaus ist die Vorheizspule 144 für den Laufflächenabschnitt zwischen dem Grünreifen 4 und dem Grünreifen 4' angeordnet und dreht sich, sodass gleichzeitig die Metallgürtelbauteile 56 der Laufflächenabschnitte 4a, 4a' des Grünreifens 4 und des Grünreifens 4a' durch Induktion erhitzt werden können. Dadurch, dass eine Vielzahl von Spulen mit einer einzigen Hochfrequenz energieversorgung verbunden ist, kann außerdem die Vielzahl der Grünreifenvorheizvorrichtungen einheitlich gesteuert werden. Bei dem obigen Aufbau können Kosten für die Grünreifenvorheizvorrichtung gespart werden, da es nicht nötig ist, die Hochfrequenzenergieversorgung und die Spule bezüglich jeder Grünreifenvorheizvorrichtung einzeln anzubringen.
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wurde die Heizvorrichtung in erster Linie im Hinblick auf eine Vorheizvorrichtung erläutert, doch kann sie bei geeigneter Änderung ihrer Formgebung auch bei einer Vulkanisiervorrichtung Anwendung finden.
Unter Bezugnahme auf 15 wird nun eine Grünreifenvorheizvorrichtung und ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. 15(a) ist eine Draufsicht auf einen Hauptteil der Grünreifenvorheizvorrichtung 201 und 15(b) ein seitlicher Schnitt durch den Hauptteil der Grünreifenvorheizvorrichtung 201.
Es wird nun der Aufbau der in 15 gezeigten Vorrichtung erläutert. Die Grünreifenvorheizvorrichtung 201 umfasst einen Haltemechanismus 211, um einen Grünreifen 204 drehbar zu halten, eine lokale Vorheizspule 212 für einen Laufflächenabschnitt (erste Spuleneinrichtung), eine lokale Vorheizspule 213 für ein Paar Wulstabschnitte (zweite Spuleneinrichtung) und eine Presseinrichtung 214, um gegen das Innere des von dem Haltemechanismus 211 zu haltenden Grünreifens 214 zu pressen.
In 15 enthält der Haltemechanismus 211 eine obere Stützplatte 221 für einen oberen Wulstabschnitt 204c des Grünreifens 204, eine untere Stützplatte 222 für einen unteren Wulstabschnitt 204c des Grünreifens 204, eine Stützwelle 223 für die obere Stützplatte 221 und eine Drehwelle 224 für die untere Stützplatte 222. An der Stützwelle 223 ist eine (nicht gezeigte) Hebevorrichtung gekoppelt, wobei die obere Stützplatte 221 so ausgelegt ist, dass sie sich frei nach oben und unten bewegt, wenn der Grünreifen 204 angebracht und gelöst wird. Mit der Drehwelle 224 ist eine (nicht gezeigte) Drehantriebsvorrichtung gekoppelt, und die Drehwelle kann den Grünreifen 204 horizontal drehen. Die Presseinrichtung 214 besteht aus einem zentralen Durchgang 225 durch die Drehwelle 224 und einer Druckfluidversorgungsquelle 226 zum Durchgang 225. Wenn das Druckfluid über den Durchgang 225 in das Innere des fest von einem Teil des Wulst abschnitts 204c gehaltenen Grünreifens 204 eingebracht wird, dehnt sich der Grünreifen 204 auf eine vorbestimmte Form aus und entsteht keine Verformung.
Die lokale Vorheizspule 212 für den Laufflächenabschnitt 204a (erste Spuleneinrichtung) ist außerhalb des Grünreifens 204 entlang eines Teils des Laufflächenabschnitts 204a des Grünreifens 204 angeordnet. Wie in 16 gezeigt ist, enthält die lokale Vorheizspule 212 eine Spule 231, einen Zentralkern 232 und Seitenkerne 233, 233. Die Spule 231 ist um den flachen Zentralkern 232 gewickelt, wobei ihre beiden Enden einen hohlkernförmigen vergrößerten Abschnitt bzw. einen Verformungsabschnitt 231a bilden, der zu einem Seitenwandabschnitt 204b hin ausgebuchtet ist. Die Seitenkerne 233, 233 sind breiter, als der Zentralkern 232 dick ist, und sind mit einem vorspringenden Abschnitt bzw. einem Verformungsabschnitt 233a, 233a ausgebildet, der zum Schulterabschnitt 204 hin vorragt. Das hochfrequente Magnetfeld von der Spule 231 wird über den Zentralkern 232 und die Seitenkerne 233, 233 in Umfangsrichtung dachförmig ausgebildet. In Umfangsrichtung des Grünreifens 204 befindet sich ein Stahlgürtel 205, entlang dem sich das hochfrequente Magnetfeld bildet, sodass sich das Magnetfeld auf den Stahlgürtel 205 konzentriert, um effizient elektromagnetisches Induktionserhitzen durchzuführen.
Die beiden Enden in Breitenrichtung des Stahlgürtels 205 verlaufen bis zur Mitte des Schulterabschnitts am Ende des Seitenwandabschnitts 204b, wobei sich das Aufheizen des Schulterabschnitts am Ende des Seitenwandabschnitts 204b bei gleichmäßiger Wärmeerzeugungsdichte des Stahlgürtels 205 verglichen mit dem mittleren Abschnitt des Laufflächenabschnitts 204a tendenziell verzögert. Außerdem ist der Stahlgürtel 205 selbst in Breitenrichtung gekrümmt und ist der Abstand zwischen den Enden in Breitenrichtung der Spule 231 und dem Stahlgürtel 205 am Schulterabschnitt am Ende des Seitenwandabschnitts 204b, verglichen mit dem mittleren Abschnitt des Laufflächenabschnitts 204a, größer. Daher muss die Magnetflussdichte an beiden Enden in Breitenrichtung des Stahlgürtels 205 erhöht werden und das Erhitzen des Schulterabschnitts am Ende des Seitenwandabschnitts 204b unterstützt werden, weswegen das obere und untere Ende der Spule 231 einen vergrößerten Abschnitt bzw. Verformungsabschnitt bilden und sich das hochfrequente Magnetfeld zum Seitenwandabschnitt 204b hin krümmt. Aufgrund des vorspringenden Abschnitts bzw. Verformungsabschnitts 233a, 233a der Seitenkerne 233, 233 ist der Magnetfluss im Schulterabschnitt am Ende des Seitenwandabschnitts 204b ebenfalls größer als am mittleren Abschnitt des Laufflächenabschnitts 204a. Durch den vergrößerten Abschnitt bzw. den Verformungsabschnitt 231a der Spule 231 und/oder den vorspringenden Abschnitt bzw. Verformungsabschnitt 233a, 233a der Seitenkerne 233, 233, die den Magnetfluss an dem Schulterabschnitt am Ende des Seitenwandabschnitts 204b gegenüber dem mittleren Abschnitt des Laufflächenabschnitts 204a erhöhen, ist es als solches möglich, die Breitenrichtung des Grünreifens 204 gleichmäßig zu erhitzen und Temperaturunregelmäßigkeiten zu verringern. Auch dann, wenn der Schulterabschnitt am Ende des Seitenwandabschnitts 204b dicker als der mittlere Abschnitt des Laufflächenabschnitts 204a ist, wie etwa bei einem Reifen für Campingfahrzeuge oder Lastwagen/Busse, kann der Schulterabschnitt durch ein weiteres Erhöhen des Magnetflusses am Schulterabschnitt stärker als der mittlere Abschnitt des Laufflächenabschnitts 204a erhitzt werden.
Es wird erneut auf 15 Bezug genommen, in der ein Paar lokaler Vorheizspulen 213 (zweite Spuleneinrichtung) für den Wulstabschnitt 204c gezeigt ist, das entlang des unteren Wulstabschnitts 4c unterhalb und in der Umgebung des unteren Wulstabschnitts 204c angeordnet ist, um auf den Wulstdraht 206 (Metallbauteil) des unteren Wulstabschnitts 204c ein intensives hochfrequentes Magnetfeld aufzubringen, beziehungsweise entlang des oberen Wulstabschnitts 4c oberhalb und in der Umgebung des oberen Wulstabschnitts 204c angeordnet ist, um auf den Wulstdraht 206 (Metallbauteil) des oberen Wulstabschnitts 204c ein intensives hochfrequentes Magnetfeld aufzubringen. Wie in 17 gezeigt ist, hat die lokale Vorheizspule 213 für den Wulstabschnitt einen Aufbau, bei dem die Spule 235 stirnseitig spiralförmig gewickelt ist und an einer Fläche der Spule 235 ein Kern 236 gelegen ist.
Die spiralförmige Spule 235 besteht aus einer elektrischen Drahtwicklung, die so mit einer Spule gebündelt ist, dass sie den zentralen Durchgangsabschnitt umgibt. Die elektrische Drahtwicklung der Spule beträgt dabei nicht mehr als 60 mm und die Breite des zentralen Durchgangsabschnitts ist etwa die gleiche wie die der elektrischen Drahtwicklung. Die elektrische Drahtwicklung hat eine elliptische Form und ist so angeordnet, dass ihre lange Achse in Verlaufsrichtung des Wulstabschnitts 204c liegt. Der Kern 236 hat eine längliche Form, die entlang der langen Achse der spiralförmig aufgewickelten elliptischen Spule 235 verläuft und auf der Seite der kurzen Achse der Spule 235 frei liegt. Wie in 17(b) gezeigt ist, hat der Kern 236 Vertiefungen 236a, 236a, durch die die Spule 235 hindurchgeht. Mit Hilfe der spiralförmig gewickelten elliptischen Spule 235 und des länglichen Kerns 236 mit den Vertiefungen 236a, 236a wird entlang des in dem Wulstabschnitt 204c eingebetteten Wulstdrahts 206 ein hochfrequentes Magnetfeld gebildet. Die Spule 234 kann eine kreisförmige Spiralform haben und der Kern 236 eine kreisförmige Platte mit einer ringförmigen Vertiefung darstellen. Allerdings ist die Heizeffizienz höher, wenn die elliptische Spiralspule 235 und der längliche Kern 236 kombiniert werden. Auch dann, wenn der Kern 236 kein einstückiger Körper ist, sondern in einen Zentralkern 236b, Mittelkerne 236c, 236c und Seitenkerne 236d, 236d unterteilt ist, erhöht sich die Magnetflussdichte entlang des Wulstdrahts 206 und kann der Wulstdraht 206 effizienter erhitzt werden.
Unter Bezugnahme auf 15 wird für den obigen Aufbau der Heizprozess für den Grünreifen 204 erläutert. Der Grünreifen 204 wird von einer (nicht gezeigten) Transportvorrichtung horizontal bewegt, um oberhalb der unteren Stützplatte 222 positioniert zu werden, und dann durch vertikales Absenken der oberen Stützplatte 221 zwischen der oberen und der unteren Stützplatte 221, 222 gehalten. Als nächstes wird der Grünreifen 204 durch die (nicht gezeigte) Drehantriebsvorrichtung über die Dreh welle 224 horizontal gedreht und strömt das Druckfluid von der Druckfluidversorgungsquelle 226 über den Durchgang 225 in den Grünreifen 204, wodurch der Grünreifen 204 auf eine vorbestimmte Form ausgedehnt wird.
Als nächstes wird die lokale Vorheizspule 212 für den Laufflächenabschnitt 204a (die erste Spuleneinrichtung) zum Grünreifen 204 vorgerückt. Gleichzeitig wird durch die Führungsrolle 215 an beiden Seiten der lokalen Vorheizspule 212 für eine Führungseinrichtung gesorgt und wird der Abstand zwischen der lokalen Vorheizspule 212 und dem Laufflächenabschnitt 204a bzw. dem Stahlgürtel 205 konstant gehalten. Außerdem werden die lokalen Vorheizspulen 213, 213 (die zweite Spuleneinrichtung) für den oberen und unteren Wulstabschnitt 204c, 204c zum Grünreifen 204 vorgerückt.
Darüber hinaus werden die jeweiligen Vorheizspulen 212, 213, 213 von der (nicht gezeigten) Hochfrequenzenergieversorgung mit Hochfrequenzenergie versorgt. Die mit Hochfrequenzenergie versorgte lokale Vorheizspule 212 für den Laufflächenabschnitt bringt mit einer hohen Magnetflussdichte ein hochfrequentes Magnetfeld auf den Laufflächenabschnitt 204a auf, um den Stahlgürtel 205 des Laufflächenabschnitts 204a effizient durch Induktion zu erhitzen. Und zwar ist dadurch, dass in der Ebene in Breitenrichtung bezüglich des metallischen Stahlgürtels 205 des Laufflächenabschnitts 204a ein hochfrequentes Magnetfeld gebildet wird, die durch den metallischen Stahlgürtel 205 gehende Magnetflussdichte hoch und wird die Umfangsrichtung des Stahlgürtels 205 des Laufflächenabschnitts 204a effizient durch Induktion erhitzt.
Gleichzeitig bringen die lokalen Vorheizspulen 213, 213 für den Laufflächenabschnitt jeweils mit hoher Magnet flussdichte ein hochfrequentes Magnetfeld auf den oberen und unteren Wulstabschnitt 204c, 204c auf, um den Wulstdraht 206 des oberen und unteren Wulstabschnitts 204c, 204c effizient durch Induktion zu erhitzen. Und zwar wird dann, wenn die spiralförmigen lokalen Vorheizspulen 213, 213 verwendet werden, entlang der Umfangsrichtung des Wulstdrahts 206 (Metallbauteil) des oberen und unteren Wulstabschnitts 204c, 204 ein hochfrequentes Magnetfeld ausgebildet. Indem auf den Wulstdraht 206 ein ausreichendes Wechselmagnetfeld aufgebracht wird, können demnach die Wulstabschnitte 204c, 204c mit großer Dicke, wo sich bei der Vulkanisation der Temperaturanstieg verzögert, ausreichend vorgeheizt werden.
Da sich der Grünreifen 204 horizontal dreht, gelangen die lokale Vorheizspule 212 für den Laufflächenabschnitt 204a und die lokalen Vorheizspulen 213, 213 für die Wulstabschnitte 204c, 204c in einen Zustand, in dem sie sich relativ zum Grünreifen bewegen. Demnach kann das hochfrequente Magnetfeld für das Induktionserhitzen auch dann, wenn die lokalen Vorheizspulen 212, 213, 213 nicht richtig positioniert sind und das hochfrequente Magnetfeld ungleichmäßig auf den Laufflächenabschnitt 204a und den oberen und unteren Wulstabschnitt 204c, 204c des Grünreifens 204 aufgebracht wird, gleichmäßig über den gesamten Grünreifen 204 aufgebracht werden. Es ist daher nicht nötig, die Vorheizspulen 212, 213, 213 mit hoher Genauigkeit zusammenzubauen oder zu verarbeiten, wobei die Montage- und Verarbeitungsvorgänge erleichtert werden können.
Wie in 15 gezeigt ist, wird bei diesem Ausführungsbeispiel vor der Vulkanisation des Grünreifens 204 mit den darin eingebetteten Metallbauteilen wie dem gürtelringförmigen Stahlgürtel 205 oder dem drahtringförmigen Wulstdraht 206 das Vorheizverfahren für den Grünreifen durchgeführt, indem zum Induktionserhitzen ein hochfrequentes Magnetfeld mit hoher Genauigkeit entlang der Metallbauteile gebildet wird, wodurch während des Erhitzens das Innere des Grünreifes, wo sich der Temperaturanstieg bei der Vulkanisation am meisten verzögert, vorgeheizt wird, sodass die Vulkanisation in kurzer Zeit abgeschlossen werden kann. Und zwar wird mindestens eines der jeweils im Inneren des Reifens eingebetteten Metallbauteile gürtelringförmiger Stahlring 205 und drahtringförmiger Wulstring 206 bzw. der Laufflächenabschnitt 204a und/oder die Wulstabschnitte 204c, 204c durch Induktion erhitzt, sodass insbesondere das Innere des Reifens, und zwar der Laufflächenabschnitt 204a und der Wulstabschnitt 204c, 204c mit großer Dicke, effizient vorgeheizt werden, wodurch die Vulkanisation sicherer in kurzer Zeit abgeschlossen werden kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde zwar der Fall besprochen, dass die Metallbauteile in dem Laufflächenabschnitt 204a und den Wulstabschnitten 204c, 204c eingebettet sind, doch ist die besprochene Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt und kann auch bei einem Fall Anwendung finden, bei dem das Metallbauteil in einem beliebigen Abschnitt großer Dicke eingebettet ist. So kann z.B. in dem Fall, dass die Metallbauteile in den Seitenwänden 204b, 204b eingebettet sind, zumindest eines der in den Laufflächenabschnitt 204a, den Wulstabschnitten 204c, 204c und den Seitenwänden 204b, 204b eingebetteten Metallbauteile durch Induktion erhitzt werden.
Bei der in 15 gezeigten Vorheizvorrichtung 201 bildet die nicht gezeigte Drehantriebsvorrichtung eine Bewegungseinrichtung zum Drehen des Grünreifens 204, doch ist die besprochene Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Und zwar kann die Bewegungseinrichtung einen Aufbau mit einer Bewegungseinrichtung haben, die die lokale Vorheizspule relativ in Umfangsrichtung des Grünreifens 204 bewegt.
Darüber hinaus ist in 15 die lokale Vorheizspule 212 für die Lauffläche (die erste Spuleneinrichtung) zwischen einem Paar der Grünreifen 204, 204 gelegen und so ausgebildet, dass sie diese gleichzeitig vorheizt. Allerdings ist es auch möglich, mit Hilfe der gleichen lokalen Vorheizspule 212 nur einen Grünreifen 204 vorzuheizen. Wenn dabei an der zum Grünreifen 204 entgegengesetzte Seite der lokalen Vorheizspule 212 ein Ferritkern angeordnet ist, konzentriert sich der Magnetfluss an der entgegengesetzten Seite vom Grünreifen, sodass die Heizeffizienz erhöht werden kann.
Die Formgebung und Anordnung der lokalen Vorheizspule 212 für den Laufflächenabschnitt 204a in der Grünreifenheizvorrichtung 210 kann wie in den 16 bis 26 ausgeführt sein.
Wie in 18 gezeigt ist, kann durch die Hinzufügung eines Verformungsabschnitts zu der Formgebung des Zentralkerns das Erhitzen des Schulterabschnitts 204d gefördert werden. In 18(a) hat der Zentralkern 241 an seinem oberen und unteren Ende vorspringende Abschnitte 241a, 241a, die zum Grünreifen 204 hin verlaufen und hat das hochfrequente Magnetfeld in Breitenrichtung des Stahlgürtels 205 nahe dem Schulterabschnitt 204d eine hohe Dichte. Darüber hinaus sind in 18(b) zusätzlich zu dem Zentralkern 241 mit den vorragenden Abschnitten 241a, 241a bzw. zusätzlich zu dem Magnetfluss von den vorspringenden Abschnitten 241a, 241a an dem Schulterabschnitt 204d Hilfskerne 242, 242 installiert. Mit Hilfe der Hilfskerne hat das hochfrequente Magnetfeld in Breitenrichtung des Stahlgürtels 205 nahe dem Schulterabschnitt 204d eine höhere Dichte.
Wie in 19 gezeigt ist, hat der Zentralkern 243 eine Kurven- oder Stufenform mit einem dicken Abschnitt 243a und einem dünnen Abschnitt 243d, die zu der R-Form des Außendurchmessers des Grünreifens 204 passt. Durch die effektive Nutzung des von der Spule 244 gebildeten Magnetfelds, die die Wärmeerzeugungseffizienz des Stahlgürtels 204 erhöht, kann der Grünreifen 204 effizient erhitzt werden.
Wie in 20 gezeigt ist, kann durch die Hinzufügung des Verformungsabschnitts zur Formgebung des Seitenkerns das Erhitzen des Schulterabschnitts 204d usw. gefördert werden. Der in 20(a) gezeigte Seitenkern 233 hat vorspringende Abschnitte 233a, 233a, die, ähnlich wie in 16 erläutert, zum Grünreifen hin verlaufen, während der in 20(b) gezeigte Seitenkern 245 vorspringende Abschnitte 245a, 245a hat, die in Umfangsrichtung des Grünreifens verlaufen. Da der in 20(c) gezeigte Seitenkern 246 vorspringende Abschnitte 246a hat, die in der Mitte der Breitenrichtung zum Grünreifen 204 verlaufen, kann das Erhitzen ähnlich wie beim Schulterabschnitt 204d auf den Mittelabschnitt des Laufflächenabschnitts 204a des Grünreifens 204 konzentriert werden. Darüber hinaus kann dadurch, dass bei dem in 20(d) gezeigten Seitenkern 247 in Breitenrichtung lediglich in der Mitte ein vorspringender Abschnitt 247a ausgebildet ist, das Erhitzen auf den Mittelabschnitt des Laufflächenabschnitts 204a des Grünreifens 204 konzentriert werden. Indem bei den Seitenkernen 233, 245, 246, 247 einfach als solches ein geeigneter vorspringender Abschnitt vorgesehen wird, damit das hochfrequente Magnetfeld der Oberflächenrichtung des Stahlgürtels 205 des Grünreifens 204 entspricht, kann der Erhitzungsgrad des Laufflächenabschnitts 204a und des Schulterabschnitts 204d des Grünreifens 204 eingestellt werden.
Als nächstes wird ausführlich die in 21 gezeigte lokale Vorheizspule 250 für den Laufflächenabschnitt erläutert. Der elektrische Spulendraht 250a an dem Hohlkernabschnitt hat die Form einer sektorförmig gestalteten Lamelle, um dazwischen einen großen Abstand zu schaffen. Dadurch wird die Wärmeabstrahlungsfläche des elektrischen Spulendrahts 250a erhöht, sodass die Erzeugung von Wärme durch den Strom von dem elektrischen Spulendraht 250a verringert werden kann.
Bei dem in 22 gezeigten Aufbau wird in Umfangsrichtung des Grünreifens 204 ein hochfrequentes Magnetfeld gebildet. Durch Anordnung von mit einer Spule 251 umwickelten rechteckigen Kernen 252 mit einem vorbestimmten Abstand in Umfangsrichtung wird eine Spuleneinrichtung 253 gebildet. Die Wicklungsrichtungen der beiden Kerne 252 sind zueinander entgegengesetzt, wobei zwischen den beiden Kernen 252 ein hochfrequentes Magnetfeld gebildet wird, das in Umfangsrichtung des Grünreifens 204 verläuft.
In 23 wird durch die Anordnung eines wie in 22 gezeigten Kernpaars 252 mit einem vorbestimmten Abstand in Breitenrichtung des Grünreifens 204 eine Spuleneinrichtung 254 gebildet. Zwischen den beiden Kernen 252 wird ein hochfrequentes Magnetfeld gebildet, das in Breitenrichtung des Grünreifens 204 verläuft. In 24 hat eine um den in 23 gezeigten Kern 205 gewickelte Spule 255 eine Spiralform und wird dadurch, dass die Wicklungsrichtungen bei dem oberen und unteren Kern 252 verschieden sind, eine Spuleneinrichtung 256 gebildet. Zwischen den beiden Kernen 252 wird ein hochfrequentes Magnetfeld gebildet, das in Breitenrichtung des Grünreifens 204 verläuft.
In den 22 bis 24 können die beiden Spuleneinheiten der Spuleneinrichtung 253, 254, 256 auch schräg zwischen der Umfangsrichtung und der Breitenrichtung angeordnet werden. Und zwar werden, wie in 7 gezeigt ist, dadurch, dass das Metallnetz des Stahlgürtels 205 in Umfangsrichtung unter einem Winkel von 10~30° angeordnet ist, die beiden Spuleneinheiten in eben dieser Richtung angeordnet und kann in Richtung des Metallnetzes ein hochfrequentes Magnetfeld erzeugt werden. Da das Metallnetz so angeordnet ist, dass es die Umfangsrichtung mit einem Winkel von ±10~30° schneidet, kann das hochfrequente Magnetfeld perfekt mit der Umfangsrichtung des Metallnetzes des Stahlgürtels 204 in Übereinstimmung gebracht werden, wenn mit einem vorbestimmten Abstand zwei Sätze Spuleneinrichtungen 253, 254, 256 bezüglich des Grünreifens 204 in Umfangsrichtung in verschiedenen Richtungen angeordnet werden.
Es wird nun ausführlich die in 25 gezeigte lokale Vorheizspule 204a für den Laufflächenabschnitt erläutert. Die Zentralkerne 261, 261 sind in einen oberen und einen unteren Kern aufgeteilt, um die jeweils in derselben Richtung spiralförmig eine Spule 262 gewickelt ist, wobei die beiden gleichen Spuleneinheiten dann oberhalb und unterhalb parallel zueinander angeordnet wurden. Selbst dann, wenn sich bei dem obigen Aufbau die Größe des Grünreifens 204 und die Breite des Metallbauteils des gürtelringförmigen Stahlgürtels 205 ändert, kann die Breite des hochfrequenten, in Umfangsrichtung des Grün reifens 204 verlaufenden Magnetfelds durch eine Relativbewegung der getrennten Spuleneinheiten U1, U2 in Breitenrichtung des Grünreifens 204 eingestellt werden, sodass die Arbeit entfällt, die lokale Vorheizspule jedes Mal austauschen zu müssen, wenn sich die Größe des Grünreifens 204 ändert, und kann der Grünreifen 204 effektiv durch Induktion erhitzt werden.
26 zeigt ein Beispiel, wie andere Breiteneinstellungen der lokalen Vorheizspule des Laufflächenabschnitts 204a bewerkstelligt werden können. In 26(a) sind in Breitenrichtung des Grünreifens 204 zwei Spuleneinheiten U11, U12 angeordnet und wird der Abstand zwischen den Spuleneinheiten U11, U12 entsprechend der Größenänderung des Grünreifens 204 eingestellt. In 26(b) ist die Formgebung des Zentralkerns 206 gegenüber 25 abgeändert und verformt sich zum Schulterabschnitt 204d hin, sodass sich zwar der Vertikalabstand zwischen den Spuleneinheiten ändert, nicht aber die Erhitzungskonzentration des Schulterabschnitts 204d. In 26(c) ist der Zentralkern 263 so verformt, dass er sich entlang des Schulterabschnitts 204d krümmt, sodass sich zwar der Vertikalabstand zwischen den Spuleneinheiten ändert, nicht aber die Erhitzungskonzentration des Schulterabschnitts 204d. In 26(d) sind drei Spuleneinheiten gezeigt, und zwar eine obere, eine mittlere und untere Einheit, wobei die Position der mittleren Spuleneinheit U21 nicht geändert wird, wohl aber der Abstand zwischen der oberen und unteren Spuleneinheit U22, U23 und der mittleren Spuleneinheit U21, sodass sich zwar durch die Größenänderung des Grünreifens 204 die Position der Spuleneinheiten U22, U23 ändert, sich nicht aber das Erhitzen des Laufflächenabschnitts 204a durch die Spuleneinheit U21 verringert.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht darauf beschränkt und können zum Beispiel wie folgt abgewandelt werden.

(1) In 15 ist die lokale Vorheizspule 212 nicht nur auf einen Satz Grünreifen 204 beschränkt, wobei durch Anordnen mindestens zweier Sätze lokaler Vorheizspulen 212 auf dem Außenumfang des Grünreifens 204 beinahe auf dem ganzen Außenumfang des Grünreifens 204 ein hochfrequentes Magnetfeld ausgebildet werden kann. Außerdem sind die lokalen Vorheizspulen 213, 213 für die Laufflächenabschnitte nicht nur auf einen Satz für den oberen und unteren Wulstabschnitt 204c, 204c beschränkt, sondern es können mindestens zwei Sätze der lokalen Vorheizspulen 213, 213 für den Wulstabschnitt entlang des oberen und unteren Wulstabschnitts 204c angeordnet werden. Indem die Anzahl der Spulen so geändert wird, dass die lokalen Vorheizspulen 212 für die Lauffläche einen Satz und die lokalen Vorheizspulen 213, 213 für die Wulstabschnitte mindestens zwei Sätze umfassen, lässt sich außerdem die Vorheizung für den Laufflächenabschnitt 204a und die Wulstabschnitte 204c aufeinander abstimmen. Wenn die lokale Vorheizspule 212 lediglich für einen Grünreifen 204 verwendet wird, ist es außerdem vorzuziehen, den Magnetfluss an der gegenüberliegenden Seite durch einen Ferritkern zu konzentrieren.
(2) Darüber hinaus wird die Frequenz für die Hochfrequenzenergieversorgung, die auf die Spulen der lokalen Vorheizspule 212 für die Lauffläche und die lokale Vorheizspule 213 für den Wulstabschnitt aufgebracht werden soll, passend in einem Bereich von 50Hz~100kHz und vorzugsweise 10~50kHz eingestellt. Da der Aufbau des inneren Stahlgürtels 205 und des Wulstes 206 abhängig von der Bauart oder Größe des Grünreifens 204 verschieden ist, wird in dem obigen Bereich die Frequenz gewählt, die zur Ausbildung eines hochfrequenten, in Verlaufsrichtung des Metallbauteils verlaufenden Magnetfeldes geeignet ist.

Bei den obigen Ausführungsbeispielen wurde die erfindungsgemäße Heizvorrichtung hauptsächlich mit Blick auf eine Vorheizvorrichtung erläutert, aber sie kann auch durch geeignete Änderung ihrer Formgebung bei einer Vulkanisiervorrichtung Anwendung finden.
[Beispiel]
Als der Grünreifen mit Hilfe der ersten Spuleneinrichtung von 16 durch elektromagnetisches Induktionserhitzen bei 30 kHz erhitzt wurde, ergab sich an einem Mittelabschnitt des Laufflächenabschnitts 204a und an der Gürtelkante des Schulterabschnitts 204d die in 27 gezeigte Temperaturanstiegskurve. Da der Seitenkern 233 der Spuleneinrichtung von 16 die vorspringenden Abschnitte 233a, 233a hat, liegt die Temperaturanstiegskurve an der Gürtelkante oberhalb der Temperaturanstiegskurve am Mittelabschnitt. Wenn der Seitenkern 233 nicht die vorspringenden Abschnitte 233a, 233a hat, verhalten sich die Temperaturanstiegskurve an der Gürtelkante und die Temperaturanstiegskurve am Mittelabschnitt umgekehrt. Entsprechend dem Ausmaß, mit dem die Abschnitte 233a, 233a des Seitenkerns 233 vorspringen, kann der Grünreifen 204 also gleichmäßig in Breitenrichtung erhitzt werden.
Als der Grünreifen mit Hilfe der zweiten Spuleneinrichtung von 17 durch elektromagnetisches Induktionserhitzen bei 30 kHz erhitzt wurde, ergab sich an der Spulenseite des Wulstabschnitts 204c und der Reifenseite die in 28 gezeigte Temperaturanstiegskurve. Es stellte sich heraus, dass trotz der Verwendung des drahtringförmigen Metallbauteils ein Aufheizen realisiert werden kann, bei dem die Temperaturdifferenz zwischen der Innenseite und der Außenseite gering ist.

Claims

Vorrichtung (201) zum Erhitzen eines Grünreifens (205) durch Wärmeerzeugung in einem in dem Grünreifen eingebetteten Metallbauteil (205, 206) mittels elektromagnetischer Induktion, mit: einem Haltemechanismus (211) zum Halten des Grünreifens (204); einer lokalen Heizspule (212, 213) zum Bilden eines hochfrequenten Magnetfelds entlang eines Abschnitts in Verlaufsrichtung des Metallbauteils (205, 206); einer Hochfrequenzenergieversorgung zur Versorgung der lokalen Heizspule (212, 213) mit Hochfrequenzenergie; und einer Bewegungseinrichtung zur Relativbewegung des Metallbauteils (205, 206) und der lokalen Heizspule (212, 213), gekennzeichnet durch eine Presseinrichtung (214) zum Pressen gegen das Innere des von dem Haltemechanismus (211) zu haltenden Grünreifens (204).
Vorrichtung (201) nach Anspruch 1, bei der die Presseinrichtung (214) eine Druckfluidversorgungsquelle (226) zur Versorgung des Inneren des Grünreifens (204) mit Druckfluid umfasst, um den Grünreifen (204) auf eine vorbestimmte Form auszudehnen.
Vorrichtung (201) nach Anspruch 2, bei der der Haltemechanismus (211) eine Stützplatte (221, 222) für einen Wulstabschnitt (204c) des Grünreifens (204) hat; die Bewegungseinrichtung eine an eine Drehwelle (224) des Haltemechanismus (211) gekoppelte Drehantriebsvorrichtung zum Drehen des Grünreifens (204) relativ zur lokalen Heizspule (212, 213) ist; und die Druckfluidversorgungsquelle (226) das Druckfluid durch einen zentralen Durchgang (225) der Drehwelle (224) zuführt, wobei der Grünreifen (204) an einem Teil des Wulstabschnitts (204c) festgehalten wird.
Vorrichtung (201) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Metallbauteil ein in einem Laufflächenabschnitt (204a) des Grünreifens (204) eingebettetes ringgürtelförmiges Metallbauteil (205) ist und die lokale Heizspule (212) entlang eines stirnseitig verlaufenden Abschnitts des ringgürtelförmigen Metallbauteils (205) ein hochfrequentes magnetisches Feld bildet.
Vorrichtung (201) nach Anspruch 4, bei der die lokale Heizspule (212) einen Zentralkern (232; 241), einen Seitenkern (233) und eine Spule (231) umfasst, wobei der Zentralkern, der Seitenkern und/oder die Spule einen Verformungsabschnitt (231a, 233a; 241a) hat/haben, der so geformt ist, dass er ein hochfrequentes Magnetfeld auf den Laufflächenabschnitt (204a) oder einen von dem Laufflächenabschnitt (204a) ausgehenden Schulterabschnitt (204d) konzentriert.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Zentralkern (241) als eine gekrümmte Fläche oder in Stufenform (241a) ausgebildet ist, so dass er dem Umfang des Grünreifens (204) folgt.
Vorrichtung zum Erhitzen eines Grünreifens nach Anspruch 5, mit einem Hilfskern (242), der so angeordnet ist, dass er mit hoher Genauigkeit die Dichte des hochfrequenten Magnetfelds des Schulterabschnitts (204d) erhöht.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die lokale Heizspule (212) in Breitenrichtung des Laufflächenabschnitts (204a) getrennt eingebaut ist und so aufgebaut ist, dass sie einen Einbauabstand hat, der sich abhängig von der Grünreifengröße ändern lässt.
Vorrichtung (201) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Metallbauteil ein in einem Wulstabschnitt (204c) des Grünreifens (204) eingebettetes drahtringförmiges Metallbauteil (206) ist und die lokale Heizspule (213) entlang eines in Umfangsrichtung verlaufenden Abschnitts des drahtringförmigen Metallbauteils (206) ein hochfrequentes Magnetfeld bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die lokale Heizspule (213) eine Spiralspule (235) und einen an einer Seite der Spiralspule (235) angeordneten Kern (236) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Spiralspule (235) eine dem drahtringförmigen Metallbauteil (206) folgende ungefähr elliptische Form hat und der Kern (236) eine dem drahtringförmigen Metallbauteil (206) folgende Viereckform hat.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Bewegungseinrichtung ein Drehantriebsmechanismus zum Drehen des Grünreifens (204) um seine Mittelachse ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der sich die lokale Heizspule (212) zwischen einem Paar Grünreifen (204) befindet, so dass sie dieses Paar Grünreifen gleichzeitig erhitzen kann.
Vorrichtung zum Erhitzen eines Grünreifens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die lokale Heizspule (212) so bereitgestellt ist, dass sie einen einzelnen Grünreifen (204) erhitzt, und auf der der lokalen Heizspule (212) gegenüberliegenden Seite des Grünreifens (204) ein Ferritkern angeordnet ist.