DE60210859T2

DE60210859T2 - Reifenformwerkzeug und Verfahren zur schnellen Druckentlastung desselben

Info

Publication number: DE60210859T2
Application number: DE60210859T
Authority: DE
Inventors: Clifford Jack Akron CIESA; Jean-Marc Francois Delano FORTIN; Joseph Alan Uniontown Incavo; Michael Eugene Hudson PORTER
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2022-04-11
Also published as: CN1381345A; BR0201227A; US20040208945A1; EP1252997B1; EP1252997A3; EP1252997A2; AU1884202A; MXPA02003550A; US20020153629A1; US6733702B2; JP2002370230A; CA2377072A1; DE60210859D1; CN1214904C; AU782536B2

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft Reifenformen im allgemeinen, spezieller große Formen für Geländereifen. Die Erfindung ist besonders nützlich in einer Klasse von Formen, die üblicherweise bei der Runderneuerung großer Reifen verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung
Bei der Fertigung großer Reifen für Erdbewegungs-, Bau-, und in manchen Fällen Landmaschinenreifenanwendungen, werden sehr große Formen eingesetzt, um die Reifen auszuhärten.
Zusätzlich sind diese Reifen in den meisten Anwendungen sehr gut zur Runderneuerung geeignet. Runderneuerung beinhaltet die Praxis, abgefahrene oder gebrauchte Reifen zu nehmen, die verbleibende Laufstreifenfläche abzuschleifen und eine neue Lage Laufflächenkautschuk anzubringen, die, wenn sie in einer Runderneuerungsform ausgehärtet wird, das Laufflächenprofil bildet. Dieser Erneuerungsprozess verlängert die Lebensdauer des Reifens und kann zu einer beträchtlichen Kostenersparnis für den Endverbraucher führen.
Dieser zugefügte Laufflächenkautschuk ist oft 15,24 cm bis über 30,48 cm (6 bis über 12 Zoll) dick. Zum Aushärten einer so dicken Komponente kann der Aushärtezyklus von 6 bis nahezu 24 Stunden dauern. Wenn Kautschukprodukte über einen so langen Zeitraum ausgehärtet werden, müssen sie Mindesttemperaturen auf vernünftigerweise niedrigen Drücken ausgesetzt werden, im allgemeinen unter 149°C (300°F) und unter 1.379 MPa (200 psi), vorzugsweise etwa 1.241 MPa (180 psi).
In seltenen Fällen werden beim Runderneuern eines gebrauchten Reifens flüchtige Stoffe aus dem Inneren der Karkasse ausgestoßen und mit der erhitzten Luft vermischt. Wenn eine ausreichende Menge solcher flüchtiger Stoffe in die erhitzte Luftkammer ausgestoßen wird, so kann ein Entzünden auftreten, was zu einem raschen Druckanstieg führt. Aufgrund der großen Abmessung der Formen, manchmal mit einem Durchmesser von 3 m (10 Fuß) und größer, können diese raschen Druckanstiege zu durch Aufwölben und Rissbildung beschädigten Pressen führen. In schwereren Fällen, wo kein Lecken stattfindet, kann das Formoberteil verschoben oder zerbrochen werden. Natürlich sind aufgrund der sehr großen Abmessung dieser Formen verschobene Bauteile, die mehr als eine Tonne wiegen, sehr unerwünscht.
Versuche, solche Vorkommnisse zu minimieren, haben manche dazu geführt, Stickstoff anstatt Luft zur Druckbeaufschlagung der Aushärtepresse in Betracht zu ziehen. Stickstoff wird die Verbrennung nicht unterstützen. Ein Hauptnachteil der Verwendung von Stickstoff ist, dass, wenn Menschen hohen Gehalten an Stickstoff ausgesetzt sind, dies zu Übelkeit, Kopfschmerzen und Erstickung führt. Das Eingeschlossenhalten des Kammerfluids wird als wünschenswert erachtet, jedoch zeigt die Erfahrung, dass wiederholtes Mischen des Stickstoffs mit der normalen Ausgasung des Reifens von flüchtigen Stoffen und Sauerstoff dazu führt, dass besagte Systeme konstant überwacht und nachgefüllt werden müssen.
US-A-4,721,590 offenbart ein elektronisches Druckfühlmittel in Kombination mit einem PC, um das Öffnen einer Vulkanisierpresse nach einem Ausblasen auszulösen, sobald der Innendruck in dem Balg niedrig genug ist, um das zu tun.
DE-A-19624766 offenbart einen Fahrzeugreifen und eine Felge, wobei der Reifen vor dem Vulkanisieren des Reifens auf der Felge montiert wird. Die Felge kann während des Bauens des Reifens auf der Felge ausgedehnt oder verkleinert werden.
DE-A-19803923 offenbart einen Fahrzeugreifen und ein Verfahren zur Herstellung dieses Reifens. Zur Erleichterung der Zufuhr und Abfuhr von Heißdampf während der Vulkanisation des Reifens weist eine Felge Öffnungen auf, die das Eintreten des Dampfs in den Hohlraum des zu vulkanisierenden Reifens gestattet.
Die vorliegende Erfindung strebt danach, eine Normalluftaushärtung zu erzielen, ohne so extreme Maßnahmen wie etwa Stickstoffaushärtung zu benötigen.
Die vorliegende Erfindung hat ein primäres Ziel der Verhinderung des raschen Druckanstiegen Ausgesetztseins, mit dem Zweck der Beseitigung solcher Bedingungen lange bevor sie eine Beschädigung der Formen verursachen können.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Verfahren zur raschen Druckentlastung einer Form zum Aushärten runderneuerter oder neuer Reifen wird offenbart. Die Form weist ein Formoberteil, ein Formunterteil und eine zentrale Felge zum Abdichten des Reifens an den Wülsten auf. Die zentrale Felge ist an den radial inneren Oberflächen offen zum Atmosphärendruck P₀. Die radialen Außenflächen der zentralen Felge bilden in Kombination mit dem Formoberteil und Formunterteil eine kreisringförmige Druckkammer zum Aushärten des Reifens.
Das Verfahren umfasst die Schritte des Verschaffens eines aufbrechbaren Elements, das an der kreisringförmigen Druckkammer befestigt und zu dieser hin durch eine Öffnung in der zentralen Felge offen ist, und Öffnens des aufbrechbaren Elements zu dem Atmosphärendruck P₀, wenn die Druckkammer einen vorbestimmten Druck P₁ erreicht hat, wobei P₁ größer als der Reifenkarkassendruck P_c ist.
Vorzugsweise umfasst der Schritt des Öffnens des aufbrechbaren Elements den Schritt des Brechens eines Teils des aufbrechbaren Elements auf dem vorbestimmten Druck P₁. Meistbevorzugt ist, sobald das aufbrechbare Element sich öffnet, der Kammerabfuhrstrom orthogonal in Bezug zur Befestigung zu der Felge gerichtet.
Das obige Verfahren wird in einer verbesserten Form zum Aushärten runderneuerter oder neuer Reifen praktiziert. Die Form besitzt ein Formoberteil, ein Formunterteil und eine zentrale Felge. Die zentrale Felge weist eine zum Atmosphärendruck offene radiale Innenfläche und eine radial Außenfläche auf, die in Kombination mit dem Formoberteil und dem Formunterteil eine kreisringförmige Druckkammer zum Aushärten eines Reifens bilden. Die verbesserte Form weist ein aufbrechbares Element auf, das an einer Öffnung in der zentralen Felge befestigt und an einer radial inneren Fläche der Felge angeschlossen ist. Dieses aufbrechbare Element öffnet sich zum Atmosphärendruck P₀, wenn der Kammerdruck einen vorbestimmten Druck P₁ erreicht, wobei P₁ größer als der Reifenaushärtedruck P_c ist. Vorzugsweise weist das aufbrechbare Element ein Bruchelement auf, das bei einem vorbestimmten Druck P₁ zerbrechbar ist. Meistbevorzugt liegt P₁ im Bereich von 1.379 bis 1.723 MPa (200 bis 250 psi). Das aufbrechbare Element hat einen Flussumlenker zum Umlenken des Abfuhrstroms um 90° in Bezug auf die aus der Felge austretende Bahn. Idealerweise ist der Abfuhrstrom innerhalb der zentralen Felge zentral gerichtet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht der erfindungsgemäßen Form. Die
2A und 2B sind Querschnittsansichten der erfindungsgemäßen Form.
3 ist eine Ansicht der erfindungsgemäßen Felge.
4 ist eine Draufsicht der Felge.
5 ist eine Querschnittsansicht der zentralen Felge.
6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des selbstzerlegenden Elements.
7 ist eine Teilansicht des an der Innenfläche der Felge befestigten selbstzerlegenden Elements.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf 1 ist dort eine große Landmaschinen-Runderneuerungsreifenform 2 dargestellt. Die Form 2 weist ein Formoberteil 4 und ein Formunterteil 6 auf. Zwischen das Formoberteil und das Formunterteil gesetzt ist der Reifen 20 dargestellt.
Wie in den 2A und 2B zeigt die Querschnittsansicht der Form 2 sowohl das Formoberteil 4 als auch das Formunterteil 8, einschließlich Segmenten 8, 9 zum Formen des Laufflächenprofils des Reifens. Wie in 2B gezeigt, verriegeln die unteren Segmente 9 sich mit den oberen Segmenten 8 und halten das Formober- und Formunterteil 4, 6 beide Segmente 8, 9 in einer eingeschränkten Position, wenn die Form 2 während des Aushärtens geschlossen ist.
Die Reifenkarkasse 22 und der unausgehärtete Laufflächenkautschuk 24 kommen mit den laufflächenformenden Segmenten 8, 9 in Kontakt. Die Felge 30 presst gegen den Wulstteil 26 des Reifens 20.
Unter Bezugnahme auf 3 ist die Felge 30, wie dargestellt, eine "Compression Cure^® System SuperRim" von Ohio Machine and Manufacturing Co. aus Los Angeles, Kalifornien. Die Felge 30 hat einen einstellbaren Wulstbreitenflansch 32, der Anpassungen der Breite von Wulst 26 zu Wulst 26, wie für die Form 2 erforderlich, gestattet. Dieser Typ von Felge 30 gestattet schlauchloses Aushärten. Während der spezielle Felgen- oder Formtyp für die Erfindung nicht relevant ist, ist es wichtig, dass der zentrale Kern, der den Reifen formt, eine Felge oder Felgentypstruktur ist, die in der Mitte offen zur Atmosphäre ist, wie bei weiterer Lektüre dieser Beschreibung gewürdigt werden wird.
Sobald die Form geschlossen ist, wie in der Ansicht 2B dargestellt, werden Hitze und Druck auf die Innenflächen 28 des Reifens 20 angelegt. Der Druck P_c liegt im allgemeinen im Bereich von 1.138 bis 1.379 MPa (165 bis 200 psi) und wird während des Aushärtezyklus im allgemeinen konstant gehalten. Der Aushärtezyklus kann sich von einigen Stunden bis auf über 12 Stunden oder länger belaufen.
Wie zuvor erörtert, kann der Reifen 20 in seltenen Fällen flüchtige Dämpfe ausgasen, die zu einem Entzünden führen können, welches einen raschen Druckanstieg verursacht. Dies kann zu Formbeschädigung und Produktverlust führen.
Die vorliegende Erfindung zieht einen Vorteil daraus, dass die Felge 30 einen zum Atmosphärendruck offenen zentralen Bereich aufweist. Wie in 4 dargestellt, ist ein Loch bzw. eine Öffnung 40 in dem zentralen Teil der Felge 30 zwischen den Flanschen 32, 34 plaziert. Der zentrale Teil 36 steht in direkter offener Kommunikation mit der unter Druck gesetzten erhitzten Luft in dem Reifen 20. Ein aufbrechbares Element 50 ist an der Öffnung 36 an die Felge 30 geschweißt, wie in 7 illustriert.
Unter Bezugnahme auf 7 ist das aufbrechbare Element 50 dargestellt. Diese Vorrichtung weist ein mit Gewinde versehenes erstes Flanschrohr 51-Fitting an einem mit Gewinde versehenen Flansch 52 befestigt, der an der Innenfläche 31 an die Felge 30 geschweißt ist, und ein anderes zweites mit Gewinde versehenes, mit einem Flansch versehenes Teil 53 auf, das mit einer großen Spannmutter 54 an dem ersten Teil 51 befestigt ist. Der zweite Teil 53 weist eine Endkappe 55 mit Löchern 56 zum Umlenken des Strömungsablaufs um 90° in Bezug zur Öffnung in der Felge 30 auf. Innerlich zu den zwei Teilen 51, 53 befindet sich eine Berstscheibe 60. Die Berstscheibe 60 ist spezifisch dazu gestaltet, bei einem vorbestimmten Druck P₁ zu brechen, wobei der Druck über dem Aushärtedruck P_c festgelegt ist. Sobald die Berstscheibe 60 bricht, entweicht der Kammeraushärtedruck P_c aus dem Reifen 20 und die Form 2 wird auf rasche und sichere Weise entlüftet.
Das dargestellte aufbrechbare Element 50 ist ein BS&B Union Type Sicherheitskopf. Die Fittings 51, 53, 54 sind aus Kohlenstoffstahl oder 316-Edelstahl hergestellt. Messing, Nickel-Monelaluminium und andere Typen von Metall können verwendet werden. Die Berstscheiben 60 können aus Metall oder Verbundwerkstoffen hergestellt sein und sind in einer Vielfalt von Materialien und Gestaltungsformen für die jeweilige Anwendung kommerziell erhältlich.
Während es als möglich erachtet wird, diesen Entlüftungsvorgang durch Verwendung eines Überdruckventils zu erzielen, hat dies mehrere Nachteile, wobei der erste die Zuverlässigkeit eines solchen Ventils ist. Wie die Fachleute wissen, neigen solche Ventile dazu, mit der Zeit anzuhaften und zu versagen. Die Berstscheiben 60 sind sehr zuverlässig, und sobald sie versagen, werden sie durch eine neue ersetzt, anders als Ventile, die, sobald sie aktiviert worden sind, einfach rückgestellt werden. Die Anmelder stellen weiterhin fest, dass Ventile sich verstopfen oder blockieren, wenn sie partikelförmiger Kautschukmasse ausgesetzt sind. Berstscheiben 60 sind immun für dieses Problem.
Ein Schlüsselmerkmal dieser Erfindung ist die Tatsache, dass das aufbrechbare Element 50 zu den Innenflächen des Reifens 20 hin offen sein muss. Die Verwendung von Überdruckventilen in Formen ist bekannt, jedoch neigt im Fall einer Reifenform jede an der Außenfläche des Reifens 20 vollzogene Druckentlastung zum Versagen, aufgrund dessen, dass der Reifen selbst gegen die Öffnung abdichten und dadurch das Stattfinden der Druckentlastung verhindern würde. Dann, wenn die einzigartige Kombination einer Form 2 mit einem zentralen Kern oder Felge 30, die zum Atmosphärendruck offen ist, bei dieser Art des Formens verwendet wird, kann man auf sichere und zuverlässige Weise den Aushärtedruck P_c auf die hierin beschriebene Weise entlüften.

Claims

Ein Verfahren zur raschen Druckentlastung einer Form (2) zum Aushärten runderneuerter oder neuer Reifen (20), wobei die Form (2) ein Formoberteil (4), ein Formunterteil (6) und eine zentrale Felge (30) zum Abdichten des Reifens an den Wülsten (26) aufweist, wobei die zentrale Felge an den radial inneren Flächen offen zum Atmosphärendruck ist, wobei die radial äußeren Flächen in Kombination mit dem Formoberteil und Formunterteil eine kreisringförmige Druckkammer zum Aushärten des Reifens bilden; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst des Verschaffens eines aufbrechbaren Elements (50), das an der kreisringförmigen Druckkammer befestigt und durch eine Öffnung in der zentralen Felge zu dieser offen ist; und Öffnens des aufbrechbaren Elements zum Atmosphärendruck P₀, wenn der Kammerdruck einen vorbestimmten Druck P₁ erreicht hat, wobei P₁ größer ist als der Reifenaushärtedruck P_c.
Das Verfahren von Anspruch 1, wobei der Schritt des Öffnens des aufbrechbaren Elements den Schritt des Brechens eines Teils des aufbrechbaren Elements (50) auf dem vorbestimmten Druck P₁ beinhaltet.
Das Verfahren von Anspruch 1, das weiterhin den Schritt des Lenkens des Kammerabfuhrstroms orthogonal relativ zur Befestigung zu der Felge (30) umfasst.
Eine Form (2) zum Aushärten runderneuerter oder neuer Reifen (20), wobei die Form (2) ein Formoberteil (4), ein Formunterteil (6), eine zentrale Felge (30) aufweist, wobei die zentrale Felge eine radiale Innenfläche aufweist, die zum Atmosphärendruck offen ist, und eine Außenfläche, die in Kombination mit dem Formoberteil und Formunterteil eine kreisringförmige Druckkammer zum Aushärten eines Reifens bildet; wobei die Form dadurch gekennzeichnet ist, dass ein aufbrechbares Element (50) an einer Öffnung in der zentralen Felge (36) befestigt ist und an einer radial inneren Fläche (31) der Felge angeschlossen ist, wobei das aufbrechbare Element sich zum Atmosphärendruck P₀ öffnet, wenn der Kammerdruck einen vorbestimmten Druck P₁ erreicht, wobei P₁ größer ist als der Reifenaushärtedruck P_c.
Die Form von Anspruch 4, wobei das aufbrechbare Element (50) ein auf einem vorbestimmten Druck P₁ zerbrechbares Berstelement (60) aufweist.
Die Form von Anspruch 4, wobei die Form (2) für große Geländereifen ist.
Die Form von Anspruch 4, wobei das selbstzerlegende Element (50) sich bei vorbestimmten Drücken im Bereich von 1.379 bis 1.723 MPa (200 bis 250 psi) öffnet.
Die Form von Anspruch 4, wobei das selbstzerlegende Element (50) einen Abfuhrstromumlenker zum Umlenken des Flusses um 90° in Bezug zu der aus der Felge austretenden Bahn aufweist.
Die Form von Anspruch 4, wobei alle Abfuhrströme anfänglich alle innerhalb der zentralen Felge (36) zentral gerichtet sind.