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Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug für sogenannte "flache"
Laufflächen von Reifenmänteln, das heißt solche, die dazu bestimmt sind,
in flachem Zustand abgeformt zu werden, besonders für die
Runderneuerung von Reifenmänteln.
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Die Erfindung betrifft mehr im einzelnen ein Formwerkzeug, das
einen ersten und einen zweiten, abformenden Teil aufweist, die
jeweils die Außenoberfläche und die Innenoberfläche der Lauffläche
definieren, wobei mindestens einer der Teile zwischen zwei Lagen
versetzbar ist, die dem Öffnen und dem Schließen des Formwerkzeugs
entsprechen.
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Die Veröffentlichung EP-A-0 403 443 beschreibt ein Formwerkzeug
für Laufflächen, mit einem ersten und einem zweiten, abformenden
Teil jeweils für die Bildung der Außen- und der Innenoberfläche der
Lauffläche, wobei diese abformenden Teile den Abformhohlraum der
Lauffläche begrenzen.
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Um einen ausreichenden und gleichförmigen Druck auf der
Lauffläche sicherzustellen/ist es notwendig, den Abformhohlraum auf das
Volumen der genannten Laumäche einzustellen. Aber die
Abformphase beginnt im allgemeinen schon vor dem vollständigen Schließen des
Formwerkzeugs, was Gefahren des Fließens von Gummi, der der
Lauffläche entstammt, zwischen den beiden abformenden Teilen nach
sich zieht. Diese Gummizonen, die zwischen den abformenden Teilen
"eingeschlossen" sind, bilden am Auslaß des Formwerkzeugs Fehler,
die üblicherweise "Grate" genannt werden und die von Hand entfernt
werden müssen.
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Die Veröffentlichung JP Nr. 64-77390 bietet ein Formwerkzeug für
eine flache Lauffläche dar, das es gestattet, den Vorgang des
Entfernens der Grate auf der Lauffläche zu erleichtern. In diesem
Formwerkzeug sind außen neben den seitlichen Rändern des abformenden
Teils, das die Außenoberfläche der Lauffläche definiert. Hohlräume
zur Aufnahme eines gegebenenfalls vorliegenden Überschusses an
Gummi angeordnet. Die seitlichen Ränder bieten außerdem
abgeschrägte Flächen dar, damit die Grate, die dem Abformvorgang
entstammen, eine deutliche Rille aufweisen, die die gewünschte Kontur
der Lauffläche begrenzt.
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Die Herstellung eines solchen Formwerkzeugs vereinfacht demnach
den Vorgang der Entfernung von Graten, befaßt sich aber nicht mit
der Quelle des Problems, das darin besteht, die Bildung der Grate zu
verhindern. Tatsächlich bilden diese selbst bei einem erleichterten
Vorgehen zum Entfernen der Grate einen Verlust von Zeit und
Material.
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Im übrigen kann in einem völlig steifen Formwerkzeug die
volumetrische Ausdehnung der Laumäche im Augenblick der Vulkanisierung
eine beträchtliche Erhöhung des Drucks und wesentliche
Beeinträchtigungen auf bestimmten Teilen des Formwerkzeugs hervorrufen.
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Eine Lösung besteht darin, eine Druckkontrolle durchzurühren, die
es, wenn eine bestimmte Schwelle erreicht ist, gestattet, die beiden
abformenden Teile sehr leicht auseinanderspreizen zu lassen,
beispielsweise durch eine Verringerung des Außendrucks, der auf den
versetzbaren, abformenden Teil ausgeübt wird, und so eine
Ausdeh
nung das Abformhohlraums in einer Richtung parallel zu einer
Querebene der Lauffläche herzustellen. Während einer solchen
Ausdehnung kann jedoch Gummi, der der Lauffläche entstammt, in den
Übergangsbereich der beiden abformenden Teile fließen, was von
neuem das Auftreten von Graten hervorruft.
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Die Erfindung zielt darauf ab, der Gesamtheit der vorgenannten
Schwierigkeiten abzuhelfen.
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In der Folge wird man mit "geschlossene Lage des Formwerkzeugs"
die vollständige Schließlage des Formwerkzeugs und mit "leicht
geöffnete Lage des Formwerkzeugs" eine Lage des Formwerkzeugs
bezeichnen, die ein wenig von der Schließlage des Formwerkzeugs in einer
Richtung parallel zu einer Querebene des Lauffläche entfernt ist,
wobei der Ausdruck "leicht entfernt sein" einem Öffnen des
Formwerkzeugs in der Größenordnung von einigen Millimetern entspricht.
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Erfindungsgemäß weist das Formwerkzeug für flache Laufflächen von
Reifenmänteln einen ersten und einen zweiten, abformenden Teil auf,
die jeweils die Außenoberfläche und die Innenoberfläche einer
Lauffläche definieren, wobei mindestens eines der beiden abformenden Teile
zwischen zwei Lagen versetzbar ist, die dem Öffnen und dem
Schliessen des Formwerkzeugs entsprechen, und ist so, daß eines der
abformenden Teile, das auf einer Pressenplatte befestigt ist, mindestens
ein elastisch verformbares Element trägt, das das Abformen der
Längsränder der betreffenden Oberfläche der Lauffläche sicherstellt
und in der Lage ist, eine dichte Verbindung zwischen den beiden
abformenden Teilen zwischen der geschlossenen Lage und der leicht
ge
öffneten Lage herzustellen und aufrechtzuerhalten, wobei das
elastisch verformbare Element unter Vorspannung zum anderen
abformenden Teil hin mittels Druckmitteln angebracht ist, die zwischen
dem genannten, verformbaren Element und der Pressenplatte
befestigt sind.
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So gestattet es dieses Formwerkzeug, Laufflächen ohne Grate
zwischen den abformenden Teilen zu erhalten, was auch deren Ursprung
sein mag: ob sie dem Abformen beim Schließen der Form oder der
Vulkanisation entstammen. Es wird ausdrücklich darauf
hingewiesen, daß es für die optimale Funktion des Formwerkzeugs wesentlich
ist, eine große Genauigkeit zu haben, wie eine Toleranz von mehr oder
weniger 1,5% des Volumens aus Gummi, das in die Form eintritt.
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Die Erfindung hat demnach ein Formwerkzeug zum Gegenstand, das
eine dichte Verbindung der abformenden Teile dank der elastischen
Verformung eines Abformelementes während des Schließens des
Formwerkzeugs herstellt, das heißt, schon bei Beginn des
Abformvorganges und demnach vor dem vollständigen Schließen des
Formwerkzeugs, und wenn man mit einer leichten Abspreizung eines der
abformenden Teile im Augenblick der Vulkanisierung fortfährt.
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Andere Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden aus der Lektüre
eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Formwerkzeugs
ersichtlich, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, in
denen:
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Fig. 1 ein Teil-Querschnitt des Formwerkzeugs in geschlossener
Lage ist, und
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Fig. 2 ein Teil-Querschnitt des in Fig. 1 dargestellten
Formwerkzeugs in leicht geöffneter Lage ist.
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Nach Fig. 1 weist das Formwerkzeug 1 zwei abformende Teile 2 und 3
auf, die fest mit einer unteren Pressenplatte 4 bzw. einer oberen
Pressenplatte 5 verbunden sind. Der erste, untere, abformende Teil 2
bildet die Außenoberfläche der Lauffläche, während der zweite, obere,
abformende Teil 3 die Innenoberfläche der Laumäche bildet.
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Die Form des Abformhohlraumes, der in Fig. 1 dargestellt ist,
entspricht der Formgebung einer Lauffläche mit seitlichen "Flügeln".
Diese Formen der Formgebung sind jedoch nur als Beispiel vorgelegt und
sollen nicht eine Beschränkung der Erfindung bilden, wobei die
Erfindung sich tatsächlich auch auf das Abformen von flachen Laufflächen
erstrecken kann, die Längsränder mit oder ohne seitliche "Flügel"
haben, und wie deren Form auch sein mag.
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Herkömmliche, nicht dargestellte Mittel, wie Systeme aus Schraube
und Mutter, gestatten es, jeden abformenden Teil fest mit der
entsprechenden Pressenplatte zu verbinden, und sind regelmäßig längs
der abformenden Teile verteilt, um eine gute Verbindung zwischen
den genannten, abformenden Teilen und den Platten sicherzustellen.
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In vorteilhafter Weise kann man jedes abformende Teil in Form
aneinandergefügter Sektoren herstellen, die jeweils mit der entsprechenden
Platte gekoppelt sind.
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Die untere Platte 4 ist fest, während die obere Platte 5 parallel zu
einer Querebene P1 versetzbar ist, das heißt, in den Figuren vertikal,
um das Öffnen und das Schließen des Formwerkzeugs sowie das
Erreichen von Zwischenlagen durch Versetzen des oberen, abformenden
Teils 3 zu gestatten. Um die Bewegung der oberen Platte 5 zu
erreichen, verwendet man in herkömmlicher Weise alle geeigneten Mittel,
wie mechanische, hydraulische oder pneumatische Zylinder bzw.
Hubeinrichtungen.
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Es wird aus der Lektüre der folgenden Beschreibung deutlich
ersichtlich, daß man ebensogut ein oberes, festes, formgebendes Teil und ein
unteres, bewegliches, formgebendes Teil vorsehen kann, ohne daß
man die Anordnung oder das Prinzip der Funktion der Erfindung
modifizieren muß.
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Das Formwerkzeug 1 ist bezüglich der Mittel-Längsebene P2
symmetrisch, und man beschränkt sich darauf, eine der Seiten des
Formwerkzeugs 1 zu beschreiben, die bezüglich der Ebene P2 auf der
linken Seite gelegen ist, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, wobei sich
die andere Seite des Formwerkzeugs dann mühelos durch Symmetrie
ergibt.
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Für jeden Längsrand der Abformung der Laumäche weist das
Formwerkzeug 1 ein elastisch verformbares Element 8 auf, das vom
oberen, formgebenden Teil 3 getragen ist und imstande ist, zwischen den
beiden, formgebenden Teilen 2 und 3 eine dichte Verbindung in
geschlossener Lage des Formwerkzeugs 1 herzustellen sowie diese
dich
te Verbindung bis zur leicht geöffneten Lage des Formwerkzeugs
aufrechtzuerhalten, ob es nun während der Schließtätigkeit des
Formwerkzeugs oder während des erneuten, leichten Öffnens des
Formwerkzeugs erfolgt. Dieses elastisch verformbare Element 8 stellt
ausserdem das Abformen der Längsränder der betreffenden Oberfläche
der Lauffläche sicher.
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Die Anordnung des elastisch verformbaren Elements auf Höhe der
Längsränder des Formwerkzeugs bietet den Vorteil, die Dicke der
Längsränder der Lauffläche trotz Veränderung des Volumens des
Hohlraums 6 nur in sehr geringer Weise zu verändern.
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Man könnte auch darauf abzielen, daß die verformbaren Elemente
vom unteren, formgebenden Teil 2 getragen sind und so das
Abformen der Längsränder der Außenoberfläche der Laumäche festlegen.
Jedoch erfordert die Außenoberfläche der Laumäche im allgemeinen
eine größere Genauigkeit des Profils, und Verformungen auf Höhe der
Längsränder der Außenoberfläche würden Gefahr laufen, sich auf die
Mittelzone der genannten Oberfläche zu übertragen. Demzufolge
scheint es zu bevorzugen zu sein, das Abformen der Außenoberfläche
der Lauffläche nicht zu ändern, indem man durch die Anwesenheit
der verformbaren Elemente 8 einen Teil des unteren, abformendem
Teilääs 2 beweglich macht.
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Das elastisch verformbare Element 8 bildet gänzlich den abformenden
Teil 3, mit einer zentralen Zone 81, die starr an der oberen
Pressenplatte 5 befestigt ist, und Längsrändern 82, die bezüglich der
genannten Pressenplatte flexibel sind. Man kann sich jedoch auch vorstellen,
daß sich zwei elastisch verformbare Elemente jeweils an die Stelle der
Längsränder des abformenden Teils 3 versetzen, wobei sie mit einer
zentralen Zone dieses letztgenannten verbunden sind.
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Das Ende 82 des elastisch verformbaren Elements 8 trägt eine
Oberfläche 821 zur Berührung mit einer Oberfläche 141, die von einem
Träger 14 getragen ist, der den unteren, abformenden Teil 2
verlängert. Der Träger 14 und der untere, abformende Teil 2 arbeiten durch
ihre jeweiligen Schultern 142 und 22 zusammen. Man kann, worauf
ausdrücklich hingewiesen wird, auch ins Auge fassen, daß der Träger
14 und der abformende Teil 2 ein einziges Teil bilden.
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Das Ende 82 weist mindestens einen Hohlraum 83 auf, in dessen
Innerem Druckmittel angeordnet sind, wie etwa elastische
Druckscheiben 15, die zwischen der Innenoberfläche des Hohlraums 83 und der
oberen Platte 5 angebracht sind. Diese Scheiben 15 üben einen Druck
gegen den unteren, abformenden Teil 2 hin aus und gestatten so, daß
das Ende 82 derart vorgespannt wird, daß in der Ruhelage, die der
offenen Lage des Formwerkzeugs 1 entspricht, das Ende 82 zum
unteren formgebenden Teil 2 hin gebogen ist. Die Druckmittel garantieren
die Positionierung des verformbaren Elements, um die Abdichtung
sicherzustellen.
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Um gegebenenfalls den Austritt der Scheiben 15 während des
Ausbaus des oberen, formgebenden Teils 3 zu vermeiden, kann man eine
Abdeckplatte 3' vorsehen, die auf dem genannten Element 3 befestigt
ist.
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Bevorzugt trägt das elastisch verformbare Element 8 solche
Hohlräume 83 gleichmäßig über seine Länge verteilt, damit die Verformung
des Endes 82 über seine gesamte Länge gleichmäßig ist.
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Außerdem sieht man vorteilhafterweise einen Längshohlraum 84
längs des Elements 8 vor, um einen Verbiegungsraum 10 zwischen
der Platte 5 (oder der Abdeckplatte 3', je nachdem) und dem
formgebenden Teil 3 abzugrenzen. Diese Anordnung begünstigt die Biegung
eines jeden Endes 82, das sich in Höhe des Hohlraums 84 in Form
einer elastischen Zunge darbietet.
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Im folgenden wird man knapp die Funktion des Formwerkzeugs 1
zwischen dem Beginn des Abformens einer Laumäche und dem Ende
der Vulkaniksation unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 und für
einen einzige Längsrand der Lauffläche beschreiben. Es ist jedoch
klar, daß die Wirkungsweise des Formwerkzeugs auf der anderen
Seite der Längsmittelebene P2 symmetrisch und gleichzeitig zu der
erfolgt, die nun beschrieben wird.
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Diese Beschreibung wird unter Berücksichtigung der Tatsache
vorgenommen, daß das verwendete Gummivolumen innerhalb der unteren
Grenzen der zulässigen Toleranz liegt (-1,5%), wobei die Funktion für
die anderen Volumina, während man innerhalb der Toleranzgrenzen
verbleibt, sich mühelos aus diesem Grenzfall ableitet.
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Nachdem ein and aus Gummi im Formwerkzeug 1 abgelegt wurde,
fährt man mit dem Schließen des genannten Formwerkzeugs fort,
indem man den oberen, formgebenden Teil 3 mittels mechanischer,
hy
draulischer oder pneumatischer Mittel absinken läßt, die vorher
angesprochen wurden und sich auf die obere Platte 5 auswirken.
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Während der Absinkbewegung des oberen, formgebenden Teils 3
gelangt die Oberfläche 821 des Endes 82 in Berührung mit der
Oberfläche 141 des Trägers 14, indem man eine dichte Verbindung zwischen
den beiden, formgebenden Teilen 2 und 3 vor dem Schließen des
Formwerkzeugs 1 herstellt; die Phase der Druckerhöhung an den
Enden der Lauffläche hat noch nicht begonnen und wird daher nicht die
Bildung von Graten verursachen.
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Der formgebende Teil 3 wird dann in seine geschlossene Lage in
Auflage auf dem Gummi mitgenommen, in welcher die Verformung des
Endes 82 verringert wurde, weil die Scheiben 15 ja
zusammengedrückt sind, wie dies die Fig. 1 zeigt.
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Wenn der Druck des Gummi anzusteigen beginnt und wenn der
Abformvorgang beginnt, kann der Gummi demnach nicht zwischen die
abformenden Teile 2 und 3 einfließen.
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Infolge des Schließens des Formwerkzeugs 1 wird der Gummi einer
Erhöhung der Temperatur bis zur Vulkanisationstemperatur
unterzogen, die in der Größenordnung von 160ºC liegen kann. Das
Gummivolumen im Hohlraum 6 entspricht im wesentlichen dem Volumen
des genannten Hohlraums, und die Aufweitung des Gummi führt eine
progressive Erhöhung des Innendrucks im Hohlraum 6 nach sich.
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Jenseits eines gegebenen Schwellenwerts für den Druck ermöglicht
man durch jede geeignete Vorrichtung eine leichte
Rückwärtsbewegung des oberen, formgebenden Teils 3 nach oben bis zur leicht
geöffneten Lage, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Abdichtung der Berührungen
zwischen den formgebenden Teilen wird mittels des Endes 82
aufrechterhalten, das in Berührung mit dem Träger 14 bleibt, und zwar
unter Kraftwirkung der Druckscheiben 15 und infolge der
Reststeifigkeit der elastischen Zunge, die das Element 8 auf Höhe des
Hohlraumes 84 bildet.
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So erfolgt alles, als wenn die Platte 8 der Rückwärtsbewegung des
oberen, formgebenden Teils 3 folgen würde, wobei es aber fortfährt,
die Abdichtung zwischen den beiden formgebenden Teilen
sicherzustellen, und wobei man eine vertikale Aufweitung des Volumens des
Hohlraums 6 herstellt, wie dies Fig. 2 zeigt, ohne daß aber Gummi
zwischen den beiden formgebenden Teilen 2 und 3 ausfließen könnte.
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Die erhaltene, gratfreie Lauffläche weist eine Innenoberfläche auf, die
eine leichte Konvexheit aufweist, die aber keine spezielle Schwierigkeit
bei ihrem Auftrag auf der Reifenkarkasse zu stellen scheint.