DE69715738T2

DE69715738T2 - Reifenvulkanisierungsformwerkzeug und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69715738T2
Application number: DE69715738T
Authority: DE
Inventors: Takehiro Kata
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2017-06-26
Also published as: DE69715738D1; EP0818290A3; JP3606411B2; US5866171A; JPH1024423A; EP0818290B1; EP0818290A2; ES2186842T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Form für die Reifenvulkanisation und auf ein Herstellungsverfahren, insbesondere auf eine Form für die Reifenvulkanisation, mittels der ein Reifen mit einem ausgezeichneten Aussehen erhalten werden kann, und die Produktion von, fehlerhaften Reifen während der Vulkanisation vermindert werden kann.
Als eine herkömmliche Form für die Reifenvulkanisation, wie, in der Fig. 4 der beigefügten Zeichnungen wiedergegeben, ist eine Form vom sogenannten Einsetzsegmenttyp gut bekannt, bei der eine Vielzahl von Stücken 8, die ein unebenes Inneres haben, das den Stollenbereichen und den Rillenbereichen von mindestens dem Laufflächenbereich eines Reifenproduktes entspricht, aneinandergrenzend angeordnet ist und auf einem Block 3 als Tragmittel angebracht ist, um ein Segment 2 zu bilden, und weiterhin die Segmente 2 aneinandergrenzend angeordnet sind, mit anderen Worten, zu einem Ring zusammengefügt sind, um eine vorgegebene innere Konfiguration zu bilden, wie in der Fig. 3 gezeigt ist.
In dem Fall der herkömmlichen Form vom Einsetzsegmenttyp, bei der, wie in der Fig. 4 gezeigt, eine Vielzahl von Stücken 8 auf einem Block 3 als Tragmittel angeordnet ist, um ein Segment 2 zu bilden, und die Segmente zu einem Ring zusammengefügt sind, ist es notwendig, daß ein unvulkanisierter Reifen gegen das Innere der Form gepreßt wird und durch Aufblasen eines Balges daran angepaßt wird. Daher wird die Luft zwischen der äußeren Oberfläche des unvulkanisierten Reifens und dem Inneren der Form über die Grenzbereiche 7 zwischen den aneinandergrenzenden Stücken 8 ausgetrieben.
Zum Austreiben der Luft zwischen dem Reifen und der Form sollte der Grenzbereich 7 zwischen den aneinandergrenzenden Stücken 8 bei der Position vorgesehen werden, bei der die Luft während der Reifenvulkanisation zurückbleibt, und daher die Tendenz besteht, daß leichter Punktausfall erzeugt wird; der Ausdruck "leichter Punktausfall" bezieht sich auf einen unvollständig geformten Bereich auf einer vulkanisierten Reifenoberfläche, der durch Luft oder Wasser zwischen dem unvulkanisierten Reifen und der Form hervorgerufen wird. Wenn die Grenzbereiche bei allen Positionen, bei denen die Tendenz besteht, daß leichter Punktausfall erzeugt wird, vorgesehen werden, nehmen jedoch die Kosten für die Form zu infolge der Zunahme der Anzahl der Stücke oder der Schwierigkeit der Herstellung eines Stücks.
Außerdem wird auf die Dokumente GB-A-2026376, EP-A-0451832 und DE-A-19 65 121 hingewiesen. Insbesondere, wird in GB-A-2026376 ein Formsegment für eine Reifenvulkanisationsform beschrieben, wobei dieses Segment aus einem Metall mit einem relativ niedrigen Schmelzpunkt, wie einer Aluminiumlegierung, gegossen ist, und integral gegossene Lamellen hat, die aus einem Metall mit einem relativ hohen Schmelzpunkt, wie Blechstahl, bestehen, und die durch die Wand des Formsegments hindurchgehen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Form vom Einsetzsegmenttyp für die Reifenvulkanisation zu verwirklichen, mittels der ein Reifen mit einem ausgezeichneten Aussehen erhalten werden kann, und die Produktion von fehlerhaften Reifen während der Vulkanisation vermindert werden kann, und ein Herstellungsverfahren zu verwirklichen, ohne Erhöhung der Anzahl der Formstücke und ohne Erhöhung der Kosten infolge der Kompliziertheit der Grenzlinienkonfiguration zwischen den Stücken.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Form für die Reifenvulkanisation verwirklicht, aufweisend eine Vielzahl von Segmenten, die einen Teil eines kreisförmigen Inneren bilden, das komplementär zu Stollenbereichen und Rillenbereichen des Laufflächenbereichs eines Reifenprodukts ist, und die in der Reifen-Umfangsrichtung voneinander trennbar sind, wobei jedes der Segmente eine Vielzahl von Stücken aufweist, die diesen kreisförmigen inneren Teil bilden, und einen Block aufweist, der die Stücke trägt, wobei jedes der Stücke eine Kombination aus einem Grundmetall und einem Kern aufweist, wobei der Kern aus einem anderen Material als das Grundmetall besteht, und der Kern in das Grundmetall eingepaßt ist und einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Grundmetall hat, und wobei bei normaler Temperatur kein Zwischenraum zwischen dem Grundmetall und dem Kern vorhanden ist, und bei einer Erhöhung der Formtemperatur während der Vulkanisation ein Zwischenraum erzeugt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Form hat das Grundmetall ein Durchgangsloch, und der Kern ist in das Durchgangsloch eingepaßt.
Vorzugsweise ist die Abmessung des Kerns eine Funktion der Temperatur der Reifenvulkanisation und der Wärmeausdehnungskoeffizienten des Grundmetalls und des Kerns, um während der Reifenvulkanisation einen wünschenswerten Zwischenraum zwischen dem Grundmetall und dem Kern zu erzeugen.
Der während der Reifenvulkanisation zwischen dem Grundmetall und dem Kern erzeugte Zwischenraum beträgt in zweckmäßiger Weise 0,01 bis 0,03 mm.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Stücks eines Segments bei einer Form für die Reifenvulkanisation gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung verwirklicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmetall um den Kern herum gegossen wird, wobei der Kern einen höheren Schmelzpunkt als das Grundmetall hat.
Bei dem Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird beim Gießen des Grundmetalls jedes Stücks das Grundmetall um den Kern aus verschiedenem Material herum gegossen, der einen höheren Schmelzpunkt und einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Grundmetall hat, und daher wird das Grundmetall beim Gießen nicht auf dem Kern abgeschieden.
Bei der Form für die Reifenvulkanisation gemäß der vorliegenden Erfindung ist bei normaler Temperatur kein Zwischenraum zwischen dem Grundmetall und dem Kern aus verschiedenem Material vorhanden, obwohl mit ansteigender Temperatur der. Form bei der Reifenvulkanisation infolge der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten ein Zwischenraum erzeugt wird. Der obige Zwischenraum bewirkt die Austreibung der Luft zwischen der Form und dem unvulkanisierten Reifen bei den Grenzbereichen der Stücke. Außerdem wird der Kern, um den das Grundmetall bei dem Stück gegossen wird, bei einer wahlfreien Position angeordnet, und daher kann er absichtlich bei der Position angeordnet werden, wo die Tendenz besteht, daß die Luft zwischen der Form und dem unvulkanisierten Reifen verbleibt, und die Luft kann durch den Zwischenraum und den Grenzbereich der Stücke wirksam ausgetrieben werden. Als Folge davon gibt es keinen leichten Punktausfall bei dem Stollenbereich, und daher kann ein Reifen mit einem ausgezeichneten Aussehen erhalten werden, und die Produktion eines fehlerhaften Produkts bei der Reifenvulkanisation kann vermindert werden.
Die Erfindung wird nun nur mittels eines Beispiels weiter beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die Folgendes darstellen:
Die Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Segments einer Form für die Reifenvulkanisation gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 2 ist eine vergrößerte, schematische perspektivische Ansicht eines Stücks eines Segments einer Form gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 3 ist eine Draufsicht einer Form für die Reifenvulkanisation, wobei die Form eine Vielzahl von Segmenten aufweist.
Die Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Segments einer herkömmlichen Form für die Reifenvulkanisation.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich erklärt.
Die Fig. 3 ist eine Draufsicht, die ein Modell einer bevorzugten Ausführungsform einer Form 1 für die Reifenvulkanisation gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergibt. Die Form 1 weist eine Vielzahl von Segmenten 2 auf. Die obigen Segmente 2 werden bei der Vulkanisation eines unvulkanisierten Reifens zu einem Ring zusammengefügt, wie in der Fig. 3 gezeigt ist, und dann wird das kreisförmige Innere gebildet, das eine zu den Stollenbereichen und den Rillenbereichen der Lauffläche des Reifenproduktes komplementäre Form hat.
Wie in der Fig. 1 gezeigt ist, weist das Segment 2 der vorliegenden Ausführungsform einen Block 3 und eine Vielzahl von auf dem Block 3 angeordneten Stücken 4 auf. Der Block 3 hat eine Konfiguration, die dem befestigten Bereich des Stücks 4 entspricht, und jedes Stück 4 ist an dem Block 3 angebracht, wie in der Figur gezeigt ist, und daher ist eine Vielzahl von Stücken 4 als Ganzes an dem Block 3 angebracht, um ein Segment 2 zu bilden. Die Segmenten 2 bilden einen Teil eines kreisförmigen Inneren, das komplementär zu den Stollenbereichen und den Rillenbereichen des Laufflächenbereichs eines Reifenproduktes ist.
Wie üblich, sind zehn bis zwanzig Stücke 4 auf jedem Block 3 vorgesehen.
Bei der vorliegenden Erfindung weist jedes Stück 4 eine Kombination aus einem Grundmetall 5 und einem aus einer verschiedenen Art von Material bestehendem Kern 6 auf, der in ein Durchgangsloch des Grundmetalls 5 eingepaßt ist und einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Grundmetall 5 hat, wie in der Fig. 2 gezeigt ist. Das Grundmetall kann in zweckmäßiger Weise. Aluminium sein, und in diesem Fall ist der aus einer verschiedenen Art von Material bestehende Kern vorzugsweise aus Eisen oder einer Eisenlegierung. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Kombination begrenzt.
Bei dem Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem beim Gießen des Grundmetalls 5 als Kern 6 aus einer verschiedenen Art von Material ein Material verwendet wird, das einen höheren Schmelzpunkt als das Grundmetall 5 hat, und das Grundmetall 5 um den Kern 6 herum gegossen wird, um ein Stück 4 herzustellen, ist es besonders wünschenswert, eine Kombination aus Aluminium als Grundmetall, und Eisen oder eine Eisenlegierung als Kern aus einer verschiedenen Art von Material zu verwenden. Bei dem obigen Herstellungsverfahren wird der Kern 6 angeordnet, und das Grundmetall wird bei der Position, bei der leichter Punktausfall erzeugt werden muß, um den Kern herum gegossen. Mit anderen Worten, obwohl der Grenzbereich zwischen den aneinandergrenzenden Stücken 4 in erster Linie bei der Position angeordnet werden sollte, bei der bei der Reifenvulkanisation leichter Punktausfall erzeugt werden muß, ist es schwierig, den Grenzbereich bei allen obigen Positionen anzuordnen. Daher wird der Kern 6 vorzugsweise bei der obigen Position angeordnet, und das Grundmetall wird darum herum gegossen.
Als eine Ausführungsform gemäß der Erfindung wurde ein Stück 4, wie in der Fig. 2 wiedergegeben, nach einem Verfahren hergestellt, bei dem Aluminium als Grundmetall 5 um SS400, eine Art von Eisen oder Eisenlegierung als Kern 6 aus einer verschiedenen Art von Metall, herum gegossen wird. Bei dieser Ausführungsform beträgt der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient von Aluminium als Grundmetall 5 ungefähr 2,2 · 10&supmin;&sup5;, und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient von SS400 als Kern beträgt ungefähr 1,1 · 10&supmin;&sup5;. Daher ist bei normaler Temperatur kein Zwischenraum zwischen dem Grundmetall 5 und dem Kern 6 vorhanden, und mit zunehmender Temperatur der Form bei der Reifenvulkanisation wird ein Zwischenraum erhalten, dessen Größe dem Wert 1,1 · 10&supmin;&sup5;, das heißt, dem Unterschied zwischen den jeweiligen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten, dem Unterschied zwischen der Temperatur der Reifenvulkanisation und der normalen Temperatur, und der halben Länge einer Seite des Kerns 6 entspricht, wobei diese Größen miteinander multipliziert werden.
Wenn zum Beispiel die normale Temperatur 20ºC ist, die Reifenvulkanisationstemperatur 160ºC ist, und die Länge einer Seite des Kerns 20 mm ist, wird ein Zwischenraum bei der Reifenvulkanisation von ungefähr 0,015 mm erhalten, der gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet wird: 1,1 · 10&supmin;&sup5; · (160 - 20) · 20/2. Der obige Zwischenraum bewirkt eine Austreibung der Luft, ohne daß bei der Reifenvulkanisation Gratgummi auf der Reifenoberfläche erzeugt wird.
Die Größe des Zwischenraums, der bei der Reifenvulkanisation erhalten wird, kann durch Änderung des Unterschiedes der linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wozu das Material des Grundmetalls 5 und/oder des Kerns 6 geändert werden kann, durch Änderung der Konfiguration des Kerns 6, usw. leicht geändert werden.
Wie oben erklärt wurde, kann mittels der Form für die Reifenvulkanisation und des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ein Reifen mit einem ausgezeichneten Aussehen erhalten werden, ohne einen leichten Punktausfall auf dem Stollenbereich des Reifens zu erzeugen. Die Form und das Verfahren der Erfindung können an eine Änderung des Reifenentwurfs leicht angepaßt werden, und sie können weiterhin die Produktion von fehlerhaften Reifen bei der Reifenvulkanisation vermindern.

Claims

1. Form (1) für die Reifenvulkanisation, aufweisend eine Vielzahl von Segmenten (2), die einen Teil eines kreisförmigen Inneren bilden, das komplementär zu Stollenbereichen und Rillenbereichen des Laufflächenbereichs eines Reifenprodukts ist, und die in der Reifen-Umfangsrichtung voneinander trennbar sind, wobei jedes der Segmente (2) eine Vielzahl von Stücken (4) aufweist, die diesen kreisförmigen inneren Teil bilden, und einen Block (3) aufweist, der die Stücke (4) trägt, wobei jedes der Stücke (4) eine Kombination aus einem Grundmetall (5) und einem Kern (6) aufweist, wobei der Kern aus einem anderen Material als das Grundmetall besteht, und der Kern in das Grundmetall eingepaßt ist und einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Grundmetall hat, und wobei bei normaler Temperatur kein Zwischenraum zwischen dem Grundmetall und dem Kern vorhanden ist, und bei einer Erhöhung der Formtemperatur während der Vulkanisation ein Zwischenraum erzeugt wird.

2. Form wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmetall (5) ein Durchgangsloch hat, und der Kern (6) in das Durchgangsloch eingepaßt ist.

3. Form wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß während der Reifenvulkanisation der Zwischenraum zwischen dem Grundmetall (5) und dem Kern (6) erzeugt wird, der eine Funktion der Differenz zwischen den jeweiligen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Grundmetalls und des Kerns und/oder der Differenz zwischen der Temperatur der Reifenvulkanisation und der normalen Temperatur und/oder der Abmessung des Kerns ist.

4. Form wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Grundmetall (5) und dem Kern (6) während der Reifenvulkanisation erzeugte Zwischenraum 0,01 bis 0,03 mm beträgt.

5. Form wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmetall (5) Aluminium ist und der Kern (6) Eisen oder eine Eisenlegierung ist.

6. Form wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des Grundmetalls (5) ungefähr 2,2 · 10&supmin;&sup5; ist, und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des Kerns (6) ungefähr 1,1 · 10&supmin;&sup5; ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Stücks eines Segments bei einer Form für die Reifenvulkanisation wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmetall (5) um den Kern (6) herum gegossen wird, wobei der Kern einen höheren Schmelzpunkt als das Grundmetall hat.