DE963725C

DE963725C - Reifenvulkanisierpresse mit eingebauter Vulkanisierkammer

Info

Publication number: DE963725C
Application number: DEP12810A
Authority: DE
Inventors: Antonio Pacciarini
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1953-10-09
Filing date: 1954-10-05
Publication date: 1957-05-09
Also published as: US2728105A; DE963275C; GB757011A; FR1116441A

Description

AUSGEGEBEN AJM 9. MAI 1957

P 12810 X/3pa

In der Technik der Reifenherstellung· ist es bekannt, daß die Karkasse, wenn die von der Reifenaufbaumaschine abgenommen wird, als langgestreckter Zylinder, wie in Fig. ι dargestellt, erscheint, der eine Höhe H und einen Durchmesser D entsprechend demjenigen der Wulstringe aufweist; dieser Zylinder ist dem Formvorgang zu unterwerfen.

In einer Formvorrichtung wird der Reifen langsam zwischen zwei parallelen Planscheiben in Achsrichtung zusammengepreßt, während seinem Innern Druckluft zugeführt wird; die Karkasse ändert dabei allmählich ihre ursprünglich zylindrische Gestalt, bis sie eine Gestalt annimmt, die annähernd derjenigen des fertigen Reifens ähnlich ist.

In einem bestimmten Augenblick des Form-Vorganges wird ein Vulkanisierschlauch aus verhältnismäßig starkwandigem Gummi, das dem, Innern des fertigen Reifens entsprechend geformt ist, durch eine große, mittlere Öffnung der unteren Platte der Formvorrichtung hindurch in den Reifen eingeführt.

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung des Reifens i, wenn er aus der Formvorrichtung herausgenommen ist und den Vulkanisierschlauch 2 enthält. Seine

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Höhe hat sich dann von dem Wert H von Fig. ι auf den Wert h verkleinert, während sein 'Sitzdurchmeaser unverändert bleibt. Der Reifen ist nun zur Vulkanisierung vorbereitet.

Fig. 3 zeigt schematisch im Schnitt diesen letzteren Herstellungsvorgang; ia dieser Figur bezeichnet ι den Reifen, 2 den Vulkanisierschlauch, 3 und 4 die Obere bzw. untere Matrizenhälfte,· der Körper der Vulkanisierpresse ist nicht mitdaxgestellt. Es wird heißes Wasser oder Dampf durch die Öffnung A in die Vulkanisierkammer eingeführt und der Reifen in diesem Zustand während einer vorbestimmten Zeitspanne und bei einer geeigneten Temperatur in der Vulkanisierpresse gehalten. Am Ende dieser Zeitspanne ist der Reifen vulkanisiert und behält seine Form bei; sodann wird der fertige Reifen aus der Matrize herausgenommen. 'Schließlich wird mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen der Vulkanisierschlauch aus dem Reifen 'herausgezogen. Zum Vulkanisieren von Reifen wurden bisher verschiedene Matrizen aufeinandergesetzt; der so erhaltene Stapel wurde in einer Autoklavpresse eingesetzt, in welcher die Vulkanisierung durchgeführt wurde. Am Ende dieses Vorgangs wurden die Matrizen, eine nach der anderen, aus der Autoklavpresse unmittelbar durch den Bedienungsmann mittels einer geeigneten . Herausziehvorrichtung herausgezogen.

Wenn diese Arbeitsweise auch die gleichzeitige Vulkanisation verschiedener Reifen ermöglichte, so war sie doch zeitraubend und mühsam wegen der Notwendigkeit, fortgesetzt mit den schwellen Matrizen zu hantieren.

Die gegenwärtig allgemein übliche Methode ist die, jeden Reifen ^einzeln in einer Vulkanisierpresse zu behandeln.

Eine solche Vulkanisierpresse hat kleinere Abmessungen als die vorher erwähnten Autoklavpressen und vulkanisiert jeden Reifen für sich. Die Matrize, welche in diesem Falle fest mit der Vorrichtung verbunden ist, wird auf mechanischem Wege geöffnet und geschlossen; der Bedienungs^ mann braucht nur den vorgeformten Reifen mit dem darin befindlichen Vulkanisierschlauch in die Vulkanisierpresse einzulegen und aus ihr herauszunehmen.

In manchen neueren Vulkanisierpressen wird außer dem Vulkanisiervorgang auch der Vorgang des Formens ausgeführt.

Der Reifen, der noch die zylindrische Form (Fig. 1) hat, wenn er aus der Reifenaufbaumaschine herausgenommen wird, wird über eine zylindrische Membran im Innern der Vulkanisierpresse geschoben, deren Durchmesser und Höhe enger.bzw. höher sind als diejenigen des Reifens. Wenn die Vulkanisierpresse sich schließt, wird der Reifen nach und nach zusammengepreßt, und die Membran (in die ein Druckmittel eingeführt wird) bewirkt seine Formung. Sobald die Matrize vollständig schließt, wirkt die gleiche Membran als Vulkanisierkammer entsprechend dem vorher beschriebenen Vulkanisierschlauch. Sobald die für die Vulkanisierung· erforderlichen Zustandsbedingungen von Temperatur, Druck und Zeit erfüllt sind, öffnet sich die Vulkanisierpresse, der innere Schlauch 6g bzw. die Kammer nimmt wieder seine bzw. ihre zylindrische Gestalt an, und der vulkanisierte Reifen wird herausgenommen, indem man ihn von dem Zylinder abzieht.

Die vorerwähnte Methode 'ergibt zwei bemerkenswerte Vorteile im Vergleich zu den Vulkanisierpresisen, welche 'die Reifen nicht formen: Vor allem einmal befindet sich die Vulkanisierkam'iner stets innerhalb der Vulkanisierpresse selbst; daher ist es nicht erforderlich, die Arbeiten des Einfühnens und anschließenden Ab Streifens an getrennten Maschinen mit entsprechendem Zeitverlust und Arbeitsaufwand durchzuführen; außerdem 'ermöglicht diese Kammer, da sie beständig warm ist (insofern als sie aus einem Teil mit der Vulkanisierpresse besteht) und dünne Wandungen hat, eine rasche Hitzeübertragung und daher eine Herabsetzung der für die Vulkanisierung erforderlichen Zeit.

Diese Art von Vulkanisierpressen ist allerdings) komplizierter als mit getrennter Formvorrichtung, da sie in sich auch die Formvorrichtung zusammen mit allen damit verbundenen Einrichtungen enthält. Außerdem hat der bewegliche, obere Matrizenteil der Vulkanisierpresse einen verhältnismäßig langen vertikalen Arbeitsweg zurückzulegen, um zu ermöglichen, daß der Reifen über die Vulkanisierkammer gestülpt und von ihr abgenommen werden kann. Mit Rücksicht darauf, daß die Vulkanisierpressen getrennte Formvorrichtungen haben, muß der längere Arbeitsweg gleich dem Betrag H—h (s. Fig. ι und 2) sein.

Die Erfindung bezweckt hauptsächlich, eine besonders vorteilhafte Bauart einer Reifenvulkanisierpresse zu schaffen, welche eine besonders raumsparend ausgebildete Vulkanisierkammer nebst Betätigungsvorrichtung in ihrem inneren Teil aufweist und darüber hinaus alle wesentlichen Vorteile der neueren Vulkanisierpressien aufweist, die vorstehend beschrieben wurden.

Wie schon erwähnt, sind -bereits Reifenvulkanisiefpreissen bekannt, deren Vulkanisierkammer aus einer elastischen Membran gebildet ist, die an ihrem oberen und unteren Ende durch parallele) Bauelemente in Form von Scheiben abgeschlossen ist.-

Die Erfindung bezieht sich auf diese Gattung von Reifenvulkanisierpressen. Ihre Besonderheit besteht darin, daß die beiden Bauelemente um die gleiche Achse relativ zueinander drehbar sind, derart, daß ihre Relativdrehung eine Schrumpfung bzw. Ausdehnung der Vulkanisierkammer durch Aufwickeln bzw. Abwickeln begünstigt.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung beisteht darin, daß nur eines der beiden Bauelemente, welche die Kammer zwischen sich aufnimmt, drehbar angeordnet ist, während das andere. Bauelement fest- iao steht.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß durch ein die Relativdrehung der die Kammer abschließenden Bauelemente steuerndes Verbindungsgestänge von solcher Ausbildung und Anordnung, daß selbsttätig und gleichzeitig mit

der Öffnungs- und Schließbewegung der Presse das Auf- bzw. Abwickeln der Membran der Vulkanisierkammer bewirkt wird.

Ein weiterer Vorschlag besteht darin, daß die Ausbildung der die Vulkanisierkammer bildenden Membran eine solche ist, daß diese bei der Schrumpfung eine etwa zylinderartige Forni mit nach innen gewölbtem Mantel annimmt.

Ein Verfahren-zum Betrieb einer Rieifenvulkanisierpresse gemäß der Erfindung besteht darin, daß die 'Schrumpfung der Vulkaiüsierkammer außer durch Relativdrehung der beiden Bauelemente noch durch Hinauslassen des vorher in die Kammer eingeführten Druckmittels bewirkt wird.
Eine weitere Ausgestaltung dieses Verfahrens besteht darin, daß die Schrumpfung der Vulkanisier kammer ausschließlich durch die Relativdreihung der beiden die Kammer abschließenden Bauelemente ohne Herabsetzung des Innendruckes bewirkt wird.

Im folgenden wird das Prinzip der Erfindung an Hand der Fig. 4 und 5 der Zeichnungen beispielsweise erläutert. Es zeigt schematisch

Fig. 4 einen Querschnitt der geschlossenen VuI-kanisierpresse und

Fig. 5 einen Längsschnitt der geöffneten Vulkanisierpresse.

Die Vulkanisierpresse ist gemäß der Erfindung zusammengesetzt aus einem Unterteil 5 und einem glockenförmigen Oberteil Sa, die mittels' zweier Seitenhebel 13 zusammengeschlossen · sind, welche gemeinsam mit einem Hebel 13a, der als Verstrebung wirkt, einen Kurbeltrieb darstellen, der in der Lage ist, den Druck zu vervielfachen, der durch eine Schließvorrichtung, beispielsweise einen hydraulischen Zylinder oder einen Elektromotor (nicht dargestellt in den Figuren), auf ihn übertragen wird.

Zwisichen dem glockenförmigen Oberteil $_a und dem Unterteil 5 befinden sich die untere Matrizenhälfte 4 und die obere Matrizenhälfte 3, in denen der Reifen, wenn sie geschlossen sind, vulkanisiert wird. Zwischen den Matrizenteilen befindet sich die Vorrichtung, mit welcher die Vulkanisierkammer verbunden ist, d. h. die 'Scheibe 15, auf welche der Ring ι Sb durch Schrauben 1 S_a befestigt ist, und die Scheibe 16, auf welche der Ring 161, durch Schrauben 16_S befestigt ist. An den Frontseiten der Scheiben 15 und 16, welche die Ringe ι Sb und 16z, berühren, sind zwei ringförmige Rillen vorgesehen, worin die Wulstringe 19, 20 liegen und nach unten und nach oben eine zylindrische oder toroidförmige Kautschukmembran begrenzen, welche die Vuikanisierkammer darstellt.

Wie aus der Fig. 4 zu ersehen ist, kann die Vulkanisierkammer sich unter der Wirkung des Druckmittels ausdehnen, das in ihr Inneres durch die Öffnung 17 eingeführt wird, bis der zu vulkanisierende Reifen 1 gegen die Matrizenwandungen 3 und 4 gepreßt wird; da die für die Vulkanisierkammer erforderliche Ausdehnungsmöglichkeit des Kautschuks sehr begrenzt ist, müßte die zylindrische oder toroidförmige Kammer eigentlich eine sehr viel größere Höhe haben als der Abstand zwischen den zwei Scheiben 15 und 16 beträgt.

Die untere Scheibe 16 ist an dem unteren Teil der Matrize befestigt, während die obere Scheibe 15 an einer- vertikalen Welle 1 o, die in einer Buchse 9 drehbar und mit einer Stopfbüchse 18 versehen ist, befestigt ist. An dem unteren Ende der vertikalen WeEe 10 befindet sich ein Kegelrad 12, dessen Zähne mit den Zähnen eines zweiten Kegelrades auf der horizontalen Welle 7 kämmen, die mit den unteren Enden der beiden SchHeßhebel 13 zusammen drehbar ist. Wenn die Vulkanisierpresse sich öffnet, bewirkt die Winkelbewegung der beiden Hebel 13 eine Drehung der Welle 7 und über die Kegelräder 11, 12 die Drehung der oberen 'Scheibe 15 um einen gewissen Winkel in bezug auf die untere Scheibe 16. Die zylindrische oder toroidförmige Kammer, welche an ihrem Boden mit dem Umfang der Scheibe 16 und an ihrem oberen Ende mit dem Umfang der Scheibe 15 verbunden ist, wird so veranlaßt, sich um die vertikale Welle 10 zu wickeln, und ihre Mantellinien, welche senkrecht verlaufen, wenn die Vulkanisierpresse geschlossen ist, nehmen dabei, wenn die Vulkanisierpresse sich öffnet und die Scheibe 15 in bezug auf die Scheibe 16 umläuft, allmählich eine Neigung proportional dem Drehwinkel der Scheibe 15 in bezug auf die Scheibe 16 an.

Wenn die beiden äußersten Punkte einer jeden Mantellinie sich in diametral entgegengesetzten 'Stetlungen auf beiden Seiten der vertikalen Welle befinden, so zeigen die Mantellinien das Bestreben, die Mittelachse des zwischen den beiden Scheiben eingeschlossenen Bereichs zu schneiden.

Die zylindrische Kammer bildet infolgedessen zahlreiche Falten, welche sich, wie in Fig. 5 gezeigt, der Achse der beiden Scheiben nähern und den idealen Zylinder, der zwischen dem äußeren Durchmesser der beiden Scheiben 'eingeschlossen ist, zu durchdringen suchen.

Auf Grund des Vorstehenden wird im folgenden die Arbeitsweise der angegebenen Vulkanisierpresse im einzelnen erläutert:

Der Reifen 1, der auf einer besonderen Maschine vorgeformt ist, kann ohne weiteres über die elastische Membran 14 gelegt werden, die sich, wie in Fig. 5 dargestellt, in zusammengefallener Stellung befindet; die Scheiben 15 und 16 haben einen kleineren Durchmesser als er dem Reifensitz entspricht. Sobald der Reifen auf der unteren Matrizenhälfte 4· aufliegt, beginnt der Oberteil der Vulkanisierpresse seine Schließbewegung; die Hebel 13 drehen sich zusammen mit der Welle 7, welche mit ihnen fest verbunden ist, um einen bestimmten Winkel und übertragen über die Kegelräder 11 und 12 und die Welle 10 eine Drehung in der Richtung, welche das Schrumpfen der elastischen Membran 14 begünstigt, auf die lobere Scheibe 15. Gleichzeitig wird Druckmittel durch die Einlaßöffnung 17 in das Innere der Kammer eingelassen, und anschließend bläht sich infolge der kombinierten Wirkung der Drehung der oberen Scheibe 15 und des Druckes die elastische Membran allmählich und gleichmäßig auf, ohne dabei schädlichen Spannungen ausgesetzt

zu sein, bis sie völlig expandiert ist und alle ihre Mantellinien, die nun eine toroidförmige Gestalt angenommen haben, auf vertikalen Ebenen, die durch die Drehachse der Welle ι ο (s. Fig. 4) hin-S durchgehen, liegen. Diese Bedingung entspricht der vollständigen Schließung der Vulkanisierpresse und bleibt für die ganze Zeitdauer unverändert, während welcher die Vulkanisation durchgeführt wird.

Sobald die Vulkanisation beendet ist, wird der Oberteil angehoben, d. h., die Hebel 13 drehen sich im entgegengesetzten Sinn wie bei der Phase des Schließens und übertragen auf die Scheibe 15 über die Welle 7, die Kegelräder 11 und 12 und die Welle 10 eine Drehung im entgegengesetzten Sinn wie vorhin. Gleichzeitig wird die Öffnung 17 mildem Auslaß in Verbindung gebracht, so daß das Druckmittel aus der Vulkanisierkammer frei abgelassen werden kann.

Infolge Drehung der Scheibe 15 und des Druckrückganges innerhalb der Kammer schrumpft die elastische Membran 14 und dreht sich zusammen, während ihre Mantellinien sich längs Schraubenlinien mit abnehmender Steigung zusammenlegen. Wenn der Oberteil der Vulkanisierpresse völlig offen ist, ist die Membran vollständig zusammengelegt und erscheint als gestreifte Oberfläche, deren mittlerer Bereich, wie in Fig. 5 dargestellt, stark geschrumpft ist. Da der äußere Durchmesser der Scheibe 15, wie schon gesagt, kleiner ist als der Innendurchmesser der Reifenwülste, kann nun der vulkanisierte Reifen von der Vulkanisierpresse abgenommen und durch einen neuen, vorgeformten, aber noch nicht vulkanisierten Reifen ersetzt werden. Damit die Membran schrumpfen kann, ist es nicht erforderlich, im Innern der Vulkanisierkammer einen Unterdruck zu schaffen; die Drehung der Scheibe 15 ist ausreichend, um das Druckmittel ungehindert aus der Kammer entweichen zu lassen.

Um zu erreichen, daß die stärkste Schrumpfung der Membran bei Voller Öffnung der Vulkanisierpresse und die maximale Ausdehnung der Membran bei vollständiger Schließung der Presse erfolgt, kann ein geeignetes Übersetzungsverhältnis der Kegelräder 11 und 12 gewählt werden. Auf diese Weise ergibt sich eine selbsttätigie Arbeitsweise der ganzen Vorrichtung, die genau mit dem Öffnen und Schließen der Matrize synchronisiert ist.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die baulichen Einzelheiten der Vorrichtung zur 'Steuerung der Drehung der oberen Scheibe der Kammer auch abgeändert werden können, ohne daß das Prinzip der vorliegenden Erfindung.verlassen wird.

Die Drehung einer Scheibe der Vulkanisierkammer in bezug auf die andere hat grundsätzliche Bedeurung für die Arbeitsweise der Maschine. Wenn das Druckmittel in die Kammer eingeführt würde, ohne daß die Drehung ausgeführt würde, so könnte die Ausdehnung der Kammer in einer unregelmäßigen und willkürlichen Weise unter Bildung dicker FaI-ten und demzufolge nur unter erheblicher Reibung der Membran stattfinden, was nach kurzer Zeit zu ihrem Verschleiß führen würde. Ebenso würde eine allein durch Hervorrufen von Unterdruck innerhalb der Kammer bewirkte Schrumpfung der Membran, wenn auch in weniger beträchtlichem Ausmaß, zu Schwierigkeiten führen.

Die neue Vulkanisierpresse mit eingebauter Vulkanisierkammer zeigt außerdem im Vergleich zu den mit besonderen, ortsveränderlichen Schläuchen arbeitenden Vulkanisierpressen, d. h. Vulkanisierpressen, bei welchen der Reifen schon mit einem eingesetzten Vulkanisierschlauch eingelegt wird, den Vorteil, daß die Arbeiten des Einführens und Abstreifens des Vulkanisierschlauches von dem Reifen nicht auf getrennten Maschinen durchgeführt zu werden brauchen und daß die für das Vulkanisieren benötigte Zeit verkürzt wird, da die Kammer heiß bleibt und eine dünne Wandung aufweist, welche leicht die Hitze des darin enthaltenen Vulkanisiermittels überträgt. Ferner kann die Vulkanisierpresse gemäß der Erfindung eine Kammer von verkürzter Höhe haben, gleich oder sehr ähnlich derjenigen der Vulkanisierpressen mit beweglichem Schlauch. Sie erfordert daher einen nur kleinen Arbeitsweg für das Öffnen der Matrize. Dies in Verbindung" mit der Einfachheit der dem Vulkanisierschlauch entsprechenden Vorrichtung erlaubt die leichte Umwandlung von Vulkanisierpressen bekannter Bauart mit besonderen, ortsveränderlichen Vulkanisierschläuchen zu Vulkanisierpressen mit einer eingebauten Vulkanisierkammer der hier neu angegebenen Art gemäß der Erfindung.

Claims

Patentansprüche:

1. Reifenvulkanisierpresse mit eingebauter Vulkanisierkammer, welche eine elastische Membran von zylindrischer oder torroidförmiger Gestalt aufweist, die an ihrem oberen und unteren Ende durch parallele Bauelemente abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß (die beiden Bauelemente um die gleiche Achse relativ zueinander drehbar sind, derart, daß ihre Relativdrehung eine Schrumpfung bzw. Ausdehnung der Vulkanisierkammer durch Aufwickeln bzw. Abwickeln begünstigt.

2. Reifenvulkanisierpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur eines der beiden Bauelemente, welche'die Kammer zwischen sich aufnimmt, drehbar angeordnet ist, während das andere Bauelement feststeht.

3. Reifenvulkanisierpresse nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein die Relativdrehung der die Kammer abschließenden Bauelemente steuerndes Verbindungsgestänge von solcher Ausbildung und Anordnung, daß selbsttätig und gleichzeitig mit der Öffnungs- und Schließbewegung der Presse das Auf- bzw. Abwickeln der Membran der Vulkanisierkammer bewirkt wird.

4. Reifenvulkanisierpresse nach einem der Ansprüche ι bis 3, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der die Vulkanisierkammer bildenden Membran, daß diese bei der Schrumpfung eine etwa zylinderartige Form mit nach innen gewölbtem Mantel annimmt.

5· Verfahren zum Betrieb einer Itetfen vulkanisierpresse nach Anspruch ι oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, 'daß die Schrumpfung der Vulkanisierkammer außer durch Relativdrehung der beiden Bauelemente noch durch Hinauslassen des vorher in die Kammer eingeführten Druckmittels bewirkt wird.

6. Verfahren zum Betrieb einer Reifenvulkanisierpresse nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die 'Schrumpfung ■der Vulkanisierkammer ausschließlich durdh: die Relativdrehung der beiden die Kammer abschließenden Bauelemente ohne Herabsetzung des Innendruckes bewirkt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 848 568;. britische Patentschrift Nr. 691 173.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

θ 609 708/338 11.56 709 513/280 5.57