DE60214071T2 - Reifenformwerkzeug - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Formwerkzeug für einen Gummireifen, im Spezielleren eine Entlüftungsstruktur, die besonders geeignet für eine Reifenseitenwand ist, die aus einem dünnen Seitenwandgummi an der Karkasse hergestellt ist.
  • Im Allgemeinen wird während einer Herstellung eines Luftreifens ein Rohreifen in einem Formwerkzeug vulkanisiert. Wenn die Oberfläche des Rohreifens in engen Kontakt mit den Formflächen des Formwerkzeugs tritt, wird der Reifen mit einer entworfenen gewünschten Form versehen. Daher sind, um die Luft zwischen dem Formwerkzeug und dem Rohreifen auszutragen, kleine Entlüftungslöcher, üblicherweise mit einem Durchmesser von 0,1 bis 2 mm in den Formflächen ausgebildet. Solche Entlüftungslöcher verursachen mehr oder weniger Austriebe auf der Oberfläche des vulkanisierten Reifens.
  • Wenn Austriebe an der Lauffläche gebildet werden, wäre dies nicht von großer Bedeutung, da sie beim Fahren und verborgen durch die Unebenheit der Lauffläche auf Grund von Laufflächenrillen einfach entfernt würden. Solch ein/e Wirkung und Effekt kann jedoch nicht in Bezug auf die Austriebe an der Seitenwand erwartet werden. Daher ist das Erscheinungsbild des Reifens verschlechtert.
  • Ein Reifenformwerkzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der US 5 382 402 bekannt. Weitere Reifenformwerkzeuge sind aus der JP 63-264 308, DE 199 23 952 , JP 63-021 112, EP 0 451 832 und US 5 431 873 bekannt.
  • Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Reifenformwerkzeug bereitzustellen, welches das Erscheinungsbild des Reifens durch Verhindern des Auftretens von Austrieben verbessern kann. Dieses Ziel wird durch die Merkmale von Anspruch 1 erreicht.
  • Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Schnittansicht eines Reifenformwerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Entlüftungsstruktur, die nicht zu der vorliegenden Erfindung gehört.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels der Entlüftungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist eine perspektivische Teilansicht einer Reifenseitenwand, die Prägemuster zeigt.
  • 5 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung der Entlüftungsstruktur, die verwendet werden kann, um eines der in 4 gezeigten Prägemuster zu bilden.
  • 6 ist eine perspektivische Teilansicht einer Reifenseitenwand, die weitere Beispiele der Prägemuster zeigt.
  • 7 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines eingesetzten Teils, das verwendet werden kann, um eines der in 6 gezeigten Prägemuster zu bilden.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht, die eine Abwandlung der in 2 gezeigten Entlüftungsstruktur zeigt.
  • 9 ist eine perspektivische Darstellung zur Erklärung einer herkömmlichen Entlüftungsstruktur auf der Basis von Entlüftungslöchern.
  • In den Zeichnungen umfasst ein Reifenformwerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Laufflächenring 3, ein Paar Seitenwandplatten 2 und ein Paar Wulstringe 6. Die Seitenwandplatten 2 sind mit dem Laufflächenring 3 an der radialen Außenseite davon und die Wulstringe 6 an der radialen Innenseite davon verbunden.
  • Das Reifenformwerkzeug 1 dient zum Vulkanisieren und Formen eines Luftreifens T.
  • Ein Luftreifen T umfasst einen Laufflächenabschnitt mit einer Lauffläche D, ein Paar axial beabstandeter Wulstabschnitte B, ein Paar Seitenwandabschnitte S, die sich dazwischen erstrecken, eine Karkasse, die sich zwischen den Wulstabschnitten erstreckt und um einen Wulstkern in jedem Abschnitt herum umgeschlagen ist, und einen Gürtel, der radial außerhalb der Karkasse in dem Laufflächenabschnitt angeordnet ist.
  • Wie in 1 gezeigt, wird ein Rohreifen in das Formwerkzeug eingesetzt und die Innenseite des Reifens wird unter Verwendung eines aufgeblasenen Heizbalgs (nicht gezeigt) unter Druck gesetzt, um die Außenseite des Reifens auf die Formfläche oder Innenseite des Formwerkzeugs zu pressen, die mit einem bestimmten Profil und verschiedenen Mustern versehen ist. Und während des Pressens wird der Reifen erhitzt, um die Rohmaterialien zu vulkanisieren.
  • Der Wulstring 6 dient zum Halten und Formen des Wulstabschnitts B und ist daher mit einer Wulstformfläche zum Formen der Basis und einer axialen Außenseite des Wulstabschnitts B versehen. Der Wulstring 3 besteht aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung getrennten Segmenten 3a, die ringförmig in der Umfangsrichtung angeordnet sind, um dadurch kollektiv eine in Umfangsrichtung kontinuierliche Laufflächenformfläche 7 zu definieren, um zumindest die Lauffläche D des Reifens T zu formen.
  • Die Seitenwandplatte 2 ist mit einer Seitenwandformfläche 4 zum Formen des Seitenwandabschnitts S versehen.
  • In dieser Ausführungsform sind diese Teile aus demselben metallischen Material auf Eisenbasis hergestellt, obwohl sie aus anderen metallischen Materialien hergestellt sein können.
  • Um das Formwerkzeug zum Einlegen oder Herausnehmen des Reifens zu öffnen, sind die Segmente 3a des Laufflächenrings 3 beweglich in der radialen Richtung des Reifens gehalten und die Seitenwandplatten 2 sind beweglich in der Reifenaxialrichtung gehalten.
  • Jede der Seitenwandplatten 2 in diesem Beispiel ist als ein in Umfangsrichtung kontinuierliches einstückiges Teil ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, dass jede Platte 2 aus in Umfangsrichtung getrennten Segmenten besteht.
  • Jede der Seitenwandplatten 2 ist in der Seitenwandformfläche 4 mit einer Entlüftungsstruktur versehen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Entlüftungsstruktur ein Loch 11 und ein eingesetztes Teil 2b, das in dem Loch 11 angeordnet ist.
  • Das Loch 11 weist ein offenes Ende in der Seitenwandformfläche 4 auf und ist in dieser Ausführungsform an dem Hauptabschnitt 2a der Seitenwandplatte 2 ausgebildet. Das eingesetzte Teil 2b besitzt eine Form, die in das Loch 11 passen kann. Das Teil 2b kann in der Öffnung des Loches 11 in der Seitenwandformfläche 4 eingesetzt werden und ist durch Ziehen von diesem abnehmbar.
  • 2 zeigt ein Beispiel der Entlüftungsstruktur, wobei die Innenfläche 13 des Loches 11 einen Abschnitt 14 aufweist, der unter einem kleinen Winkel Tetha 1 in Richtung der tiefen Richtung ausgehend von dem axial inneren Ende davon über die Länge des eingesetzten Teils 2b hinaus verjüngt ist. Andererseits ist die Außenfläche 12 des eingesetzten Teils 2b mit einem Abschnitt 15 versehen, der unter einem kleineren Winkel Tetha 2 auf dieselbe Weise wie der oben erwähnte verjüngte Abschnitt 14 verjüngt ist, um den verjüngten Abschnitt 14 durch Einsetzen des Teils 2b in das Loch 11 von der Innenseite des Formwerkzeugs einzupassen. In diesem Beispiel erstreckt sich demgemäß der verjüngte Abschnitt 15 über die gesamte Länge. Vorzugsweise sind die Verjüngungswinkel Tetha 1 und Tetha 2 in einem Bereich von nicht mehr als 3 Grad in Bezug auf die Normalrichtung N auf die Seitenwandformfläche 4, aber nicht weniger als 0 Grad festgelegt (eine umgekehrte Verjüngung ist nämlich ausgeschlossen).
  • 3 zeigt ein weiteres Beispiel der Entlüftungsstruktur, wobei der oben erwähnte Winkel Tetha 1 null ist, die Innenfläche 13 des Loches 11 weist nämlich keinen verjüngten Abschnitt auf. Andererseits besitzt die Außenfläche 12 des eingesetzten Teils 2b einen verjüngten Abschnitt 24, der unter einem kleinen Winkel Tetha 2 verjüngt ist, um den Spalt zwischen den Flächen 24 und 13 zu erhöhen, und einen nicht verjüngten Abschnitt 23, um die nicht verjüngte Innenfläche 13 für eine kurze Länge einzupassen.
  • Der nicht verjüngte Abschnitt 23 ist zwischen dem inneren Ende des Teils 2b und dem inneren Ende des verjüngten Abschnitts 24 ausgebildet und die Länge des nicht verjüngten Abschnitts 23 ist derart festgelegt, dass sie nicht mehr als 1 mm, beispielsweise etwa 0,5 mm beträgt. Der Verjüngungswinkel Tetha 2 ist vorzugsweise in einem Bereich von nicht mehr als 3 Grad aber nicht weniger als 0 Grad in Bezug auf die Normalrichtung N auf die Seitenwandformfläche 4 festgelegt.
  • In jedem Fall besteht die Seitenwandformfläche 4 aus zumindest der Fläche 4a des Hauptabschnitts 2a der Seitenwandplatte 2 und den Flächen 4b der eingesetzte Teile 2b.
  • Zwischen der Fläche 4b von jedem der eingesetzten Teile 2b und der umgebenden Fläche 4a des Seitenwandplatten-Hauptabschnitts 2a ist ein Mikrospalt 10 ausgebildet, durch den die Luft strömen kann. Vorzugsweise ist der Mikrospalt 10 im Wesentlichen kontinuierlich um die Fläche 4b herum ausgebildet.
  • Der Mikrospalt 10 ist in einem Bereich von nicht mehr als 100 Mikrometern, vorzugsweise 5 bis 10 Mikrometern ausgebildet. Somit ist der Mikrospalt 10 extrem klein im Vergleich mit der Größe von herkömmlichen Entlüftungslöchern, Entlüftungsrillen und dergleichen.
  • Wenn der Mikrospalt größer als 100 Mikrometer ist, dringt der erweichte Kautschuk während des Vulkanisierens in den Spalt ein und das Erscheinungsbild des Reifens wird verschlechtert. Wenn der Mikrospalt 10 kleiner als 5 Mikrometer ist, ist es schwierig, die Luft durch den Spalt zu entlüften.
  • Der Mikrospalt 10 kann gebildet werden, indem die Größe des eingesetzten Teils 2b einfach kleiner festgelegt wird als das Loch 11. Es wird jedoch bevorzugt, dass der Mikrospalt 10 gebildet wird, indem die Innenfläche 13 des Lochs 11 und/oder die Außenfläche 12 des eingesetzten Teils 2b (genau genommen zumindest ein Abschnitt, in dem sie miteinander in Kontakt stehen) mit einer speziellen Rauigkeit versehen werden, die die gleiche Größenordnung aufweist wie der Spalt oder geringfügig kleiner als der Spalt ist. In diesem Fall kann der Mikrospalt 10, der sich um die innere Fläche 4b herum erstreckt, auf Grund der Rauigkeit stabil gebildet werden.
  • In jedem Fall wird bevorzugt, da der Mikrospalt 10 einen größeren Widerstand gegenüber einer Luftströmung im Vergleich mit dem/der herkömmlichen Entlüftungsloch oder -rille aufweist, dass der Austrag von Luft durch den Mikrospalt 10 durch Verwenden einer mit dem Loch 11 verbundenen Saugpumpe unter Zwang gesetzt wird.
  • Soweit der Mikrospalt 10 wie oben gebildet wird ist es nicht notwendig, die innere Form des Loches 11 und die äußere Form des Teils 2b auf eine spezielle Form zu beschränken. Es wird jedoch bevorzugt, dass der Makrospalt 10 durch Koppeln mit Prägemustern in der Reifenseitenwand S gebildet wird, unabhängig davon, ob diese Ornamente oder von praktischer Bedeutung sind.
  • In der Reifenseitenwand S sind viele Prägemuster oder -formen wie z.B. Buchstaben, Markierungen, Zeichen und dergleichen vorhanden, die ein Markenname, ein Herstellername, Angaben der Reifengröße, -belastung, -drehrichtung und dergleichen sein können.
  • Konkret werden das oben erwähnte Loch 11 und das eingesetzte Teil 2b in dieselbe Form gebracht wie ein Prägemuster und das eingesetzte Teil 2b wird bei einer bestimmten Tiefe (d) entsprechend der Höhe des Prägemusters angeordnet.
  • 4 zeigt Beispiele von Prägemustern 15, die eine Markierung und Buchstaben „R" und „E" sind. Diese Markierung wird auf die Reifenseitenwand S unter Verwendung des in 5 gezeigten Loches 11 und eingesetzten Teils 2b geprägt, wobei das Loch 11 und das eingesetzte Teil 2b dieselbe Form wie der Umriss der Markierung aufweisen und das Teil 2b bis zu einer bestimmten Tiefe (d) eingesetzt ist. Der oben erwähnte Mikrospalt 10 wird kontinuierlich entlang des Umrisses der Markierung gebildet. Wenn in der Fläche des Musters 15 eine frei stehende Vertiefung wie z.B. der in 4 gezeigte Buchstabe „R" vorhanden ist, wird ein frei stehender, vorstehender Abschnitt an der Fläche 4b des eingesetzten Teils 2b gebildet, der dieser entspricht.
  • In dem in 4 gezeigten Reifen ist jedes der Prägemuster 15 ein flaches Prägemuster 15A, dessen Fläche im Gegensatz zu dem unten erwähnten Umrissmuster 15B flach ist.
  • Wenn der Flächeninhalt solch einer flachen Fläche im Fall von herkömmlichen Entlüftungslöchern 21 mehr als 100 mm2 beträgt, ist es notwendig, ein oder mehrere Entlüftungslöcher vorzusehen wie in 9 gezeigt. In dem Fall des Mikrospalts 10 jedoch, in dem der Flächeninhalt bis zu etwa 500 mm2 vergrößert ist, kann die Luft ohne Entlüftungslöcher 21 auszubilden wirksam ausgetragen werden. Somit wird in dem Fall eines Prägemusters 15A mit einer flachen Fläche wie in 4 gezeigt bevorzugt, den Flächeninhalt der inneren Fläche 4b eines eingesetzten Teils 2b in einem Bereich von nicht mehr als 500 mm2, vorzugsweise nicht mehr als 300 mm2, aber nicht weniger als 50 mm2 zu begrenzen. Demgemäß ist es besser, wenn eine breite, flache Fläche erforderlich ist, das eingesetzte Teil 2b entsprechend zu unterteilen.
  • 6 zeigt einen weiteren Typ von Prägemustern 15, und zwar ein Umrissmuster 15b, wobei nur der Umriss davon auf die Reifenseitenwand S geprägt ist. Beispielsweise kann in dem Fall von 5 durch Ändern des eingesetzten Teils 2b zu dem in 7 gezeigten solch ein Umrissmuster einfach gebildet werden.
  • In jedem Fall besteht eine große Wahrscheinlichkeit, dass, wenn die Tiefe (d) mehr als 3,5 mm beträgt, Formfehler auftreten. Daher ist die Tiefe (d) oder die Höhe des Prägemusters 15 in einem Bereich von 0,1 bis 3,5 mm, vorzugsweise 0,2 bis 2,0 mm, noch bevorzugter 0,5 bis 1,5 mm festgelegt.
  • In dem Fall, in dem die Fläche 4b des eingesetzten Teils 2b von der Fläche 4a vertieft ist, wie oben erwähnt, kann die Kante 11e des Loches 11 abgefast sein, wie in 2 gezeigt, d.h., die Ecke zwischen der Fläche 4a und der Innenfläche 13 ist um einen Krümmungsradius Ra abgerundet, der kleiner als die Tiefe (d) ist und z.B. in einem Bereich von 0,1 bis 3 mm, vorzugsweise 0,2 bis 2,0 mm liegt.
  • In 8, die eine Abwandlung des in 2 gezeigten Beispiels zeigt, ist das Abfasen der Kante 11e weggelassen, aber ein Kerbzahnprofil 25 um das Loch 11 herum ausgebildet.
  • Das in 3 gezeigte Loch 11 besitzt einen Boden zum Anhalten der Bewegung des eingesetzten Teils 2b in Richtung des Bodens und um dadurch die Fläche 4b des eingesetzten Teils 2b an der richtigen Stelle zu positionieren. Obwohl der Boden zum Positionieren verwendet werden kann, wird auch bevorzugt, eine Einstellschraube für eine Positionierung an einer geeigneten Position wie z.B. in dem Boden des Loches 11, das tiefer ausgebildet ist als das veranschaulichte, vorzusehen.
  • In 2 ist das Loch 11 tiefer und erstreckt sich über das Ende des eingesetzten Teils 2b hinaus. In diesem Fall wird die Bewegung des eingesetzten Teils 2b in Richtung des Bodens durch den engen Kontakt zwischen den verjüngten Flächen des Loches 11 und dem Teil 2b gestoppt. Es ist jedoch auch möglich, einen Anschlag oder eine Einstellschraube zum Positionieren der Fläche 4b vorzusehen.
  • Des Weiteren, wie in 1 gezeigt, ist es möglich, dass das Loch 11 durch den Hauptabschnitt 2a von der Innenseite zu der Außenseite des Formwerkzeugs hindurch dringt, um so in der Lage zu sein, das eingesetzte Teil 2b gegen die Eingriffskraft zwischen den verjüngten Abschnitten heraus zu drücken.
  • Wie oben stehend erklärt, kann es möglich sein, wenn das eingesetzte Teil 2b unterteilt ist, dieses derart zu unterteilen, dass die unterteilten Abschnitte verschachtelt sind. Wenn ein unabhängiger vorstehender Abschnitt an der Fläche 4b des eingesetzten Teils 2b wie oben beschrieben hergestellt wird, ist es möglich, neben dessen Herstellung als ein einstückiges Teil, dieses derart auszubilden, dass der vorstehende Abschnitt und der Rest verschachtelt sind. Da die Verschachtelung erfolgt, um den Mikrospalt 10 zu bilden, muss der Spalt durch das Loch 11 zu einem Entlüftungsweg verlängert werden, der mit der oben erwähnten Saugpumpe verbunden ist.
  • Durch Verwenden der oben beschriebenen Entlüftungsstruktur wird es möglich sein, herkömmliche Entlüftungslöcher von der Seitenwandform fläche zu beseitigen, wodurch es möglich sein wird, die Anzahl von Austrieben an der Seitenwand auf null zu bringen.
  • Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Reifenformwerkzeuge angewendet werden, kann aber geeigneterweise auf ein Formwerkzeug für einen Luftreifen, dessen Seitenwandgummi sehr dünn ist, die Gummidicke z.B. 1–2 mm beträgt, angewendet werden.

Claims (17)

  1. Reifenformwerkzeug (1) mit einer Formfläche (4, 7) zum Formen der Außenseite eines Reifens (T) und einer Entlüftungsstruktur, wobei die Entlüftungsstruktur ein Loch (11) mit einer Öffnung in der Formfläche, ein eingesetztes Teil (2b), das in dem Loch (11) derart angeordnet ist, dass die Fläche (4b) des eingesetzten Teils (2b) einen Teil der Formfläche (4) definiert, und einen Mikrospalt (10) von 100 Mikrometern oder weniger, der zwischen einer Außenfläche (12) des eingesetzten Teils (2b) und einer Innenfläche (13) des Loches (11) ausgebildet ist und zulässt, dass Luft hindurchströmt, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass: die Außenfläche (12) des eingesetzten Teils (2b) mit einem nicht verjüngten Abschnitt (23), der sich von dem inneren Ende in Richtung des äußeren Endes des eingesetzten Teils (2b) erstreckt, und mit einem verjüngten Abschnitt (24) versehen ist, der sich verjüngt von dem nicht verjüngten Abschnitt (23) in Richtung des äußeren Endes des eingesetzten Teils (2b) erstreckt, um so den Spalt (10) zwischen der Außenfläche (12) und der Innenfläche (13) des Loches (11) zu vergrößern, wobei die Länge (L) des nicht verjüngten Abschnitts (23) in der tiefen Richtung des Loches nicht mehr als 1 mm beträgt und in dem nicht verjüngten Abschnitt (23) der Mikrospalt (10) in einem Bereich von 5 bis 10 Mikrometern liegt.
  2. Reifenformwerkzeug nach Anspruch 1, wobei der Flächeninhalt der Fläche des eingesetzten Teils in einem Bereich von 50 bis 500 mm2 liegt und die Fläche frei von Entlüftungslöchern ist.
  3. Reifenformwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine von der Außenfläche (12) und der Innenfläche (13) mit einer Rauigkeit versehen ist, um den Mikrospalt (10) dazwischen zu bilden, und die Rauigkeit die gleiche Größenordnung wie der Spalt (10) aufweist oder geringfügig kleiner als der Spalt (10) ist.
  4. Reifenformwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Tiefe (d) der Fläche (4b) des eingesetzten Teils (2b) in dem Loch (11) 3, 5 mm oder weniger beträgt.
  5. Reifenformwerkzeug nach Anspruch 4, wobei die Tiefe (d) im Wesentlichen null beträgt.
  6. Reifenformwerkzeug nach Anspruch 4, wobei die Tiefe (d) ein positiver Wert ist.
  7. Reifenformwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen, die aus dem positiven Wert resultieren, derart angeordnet sind, dass sie ein Prägemuster (15) auf der Oberfläche des geformten Reifens (T) bilden.
  8. Reifenformwerkzeug nach Anspruch 7, wobei das Prägemuster (15) ein Buchstabe an einer Reifenseitenwand (S) ist.
  9. Reifenformwerkzeug nach Anspruch 7, wobei das Prägemuster (15) eine Markierung an einer Reifenseitenwand (S) ist.
  10. Reifenformwerkzeug nach Anspruch 7, wobei das Prägemuster (15) ein Ornament an einer Reifenseitenwand (S) ist.
  11. Reifenformwerkzeug (1) nach Anspruch 1, wobei das eingesetzte Teil (2b) derart unterteilt ist, dass die Fläche (4b) des eingesetzten Teils (2b) ebenfalls unterteilt ist, und ein Mikrospalt (10) von 100 Mikrometern oder weniger auch entlang der Teilungslinie der unterteilten Fläche ausgebildet ist.
  12. Reifenformwerkzeug nach Anspruch 11, wobei die unterteilten Abschnitte des eingesetzten Teils (2b) nebeneinander angeordnet sind.
  13. Reifenformwerkzeug nach Anspruch 11, wobei die unterteilten Abschnitte des eingesetzten Teils (2b) verschachtelt sind.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Reifens gekennzeichnet durch Verwenden eines Reifenformwerkzeugs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend die Schritte: Einlegen eines Rohreifens (T) in das Reifenformwerkzeug (1), Austragen der Luft durch den Mikrospalt (10) durch Verwenden einer Saugpumpe, und Vulkanisieren und Formen des Reifens (T) durch Erhitzen des Reifens (T), während ein Druck auf die Innenseite des Reifens (T) aufgebracht wird.
  15. Reifenformwerkzeug nach Anspruch 1, wobei das Loch (11) einen Boden aufweist, der mit dem Ende des eingesetzten Teils (2b) in Kontakt steht, um die Fläche (4b) des eingesetzten Teils (2b) zu positionieren.
  16. Reifenformwerkzeug nach Anspruch 1, wobei das Loch (11) in dem Boden mit einer Einstellschraube zum Positionieren des eingesetzten Teils (2b) versehen ist.
  17. Reifenformwerkzeug nach Anspruch 1, wobei der Verjüngungswinkel des verjüngten Abschnitts (23) nicht mehr als 3 Grad beträgt.
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