EP3755528A1 - Verfahren zur herstellung von formsegmenten einer segmentierten vulkanisierform für fahrzeugreifen und formsegment für eine segmentierte vulkanisierform - Google Patents

Verfahren zur herstellung von formsegmenten einer segmentierten vulkanisierform für fahrzeugreifen und formsegment für eine segmentierte vulkanisierform

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EP3755528A1
EP3755528A1 EP19700038.3A EP19700038A EP3755528A1 EP 3755528 A1 EP3755528 A1 EP 3755528A1 EP 19700038 A EP19700038 A EP 19700038A EP 3755528 A1 EP3755528 A1 EP 3755528A1
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EP
European Patent Office
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segment
mold
mould
carrier element
manufacturing process
Prior art date
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Pending
Application number
EP19700038.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Nicholas Hoppe
Randomil Celadnik
Fabian Blömer
Jürgen DZICK
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Continental Reifen Deutschland GmbH
Original Assignee
Continental Reifen Deutschland GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a method for producing mold segments of a
  • a segmented Vulkanisierform for vehicle tires wherein the mold segments are assembled into a ring and wherein each mold segment has a cavity facing away from the Vulkanisierform segment back, with which the mold segment in a vehicle tire suitable device, preferably a segment shoe of the Vulkanisierform to arrange, and wherein each mold segment a mold side facing the cavity of the vulcanizing mold, which has the negative profile of the
  • FaufstMakes includes and where the negative profile by means of a generative adversary.
  • the tire vulcanization is carried out in heating presses, in which the green tire is inserted into a suitable Vulkanisierform and vulcanized under the action of heat and pressure.
  • the mold segments shape and heat the finned strip of the green tire and shape its furring profile.
  • the invention relates to any type of heating press
  • Mold segments are traditionally produced by casting processes with subsequent machining or exclusively by machining.
  • the invention has for its object to provide a process for the preparation of
  • Component distortion can be produced and with which complex profile geometries can be realized.
  • the invention is also based on the object to provide a corresponding mold segment and a vehicle tire available.
  • this object is achieved according to the invention by selecting a carrier element serving as a segment back and applying the mold side together with the negative profile facing the cavity of the vulcanizing mold to this carrier element by means of the additive manufacturing process, so as to form a hybrid mold segment receives.
  • Carrier element and mold side are cohesively connected to each other and inseparable from each other and thus form a hybrid piece with respect to their production and / or their materials.
  • the mold side is applied cohesively to the carrier element element and thus forms the carrier element with the mold side of a hybrid mold segment, takes the
  • a carrier element is a by conventional methods (eg. Urformen,
  • Forming, cutting and cutting or joining produced semi-finished products such as a milled plate.
  • the complete form side is made by the generative process. These include, for example, tread grooves, profile elements, specific features such as abrasion indicator, end surfaces and also arranged in the interior of the mold side structures, such as serving for bleeding structures. Therefore, this method is suitable both for the production of mold segments for trial / or
  • mold side is to be understood as meaning the entire volume which is applied to the carrier element by means of one or a combination of several generative methods and which faces the cavity of the mold segment in the state of the mold segment mounted in the vulcanizing mold.
  • the mold side contains the complete negative profile of the tread with all its configurations.
  • At least the negative of the complete tire profile is generated generatively on the side of a conventionally produced carrier element facing the cavity of the vulcanization mold.
  • the generatively generated material content remains permanently in the
  • Segment body on the side facing away from the cavity of the vulcanization mold side is designed as a segment back.
  • the carrier element is made of the same material or of a material which is similar in its physical properties to the material to be generatively produced. This ensures a secure material connection and a material compatibility. For example, any metals, metal alloys, as well as plastics and other materials that are suitable for the stated use in a tire mold and a corresponding processing are suitable.
  • Tire mold segments which are manufactured according to the described manufacturing way of aluminum or aluminum alloys or steel or steel alloys, can be used due to the conventionally produced tire mold segments comparable physical product properties in the existing infrastructure while maintaining standardized processes.
  • Titanium or a titanium alloy is likewise suitable as the building material, as a result of which good mechanical properties are obtained with a low weight of the component.
  • the support element such that it has the shape of an approximately square plate or the shape of a contra-segment back or the final contour of a segment back and that subsequently on the
  • Segment back to obtain the final contour of the segment back post-processed.
  • the creation of a final contour of the segment back having support element is temporally and spatially independent and separable from the generative structure of the form side.
  • the support plate can be brought before or after the generative application of the form side in the final contour as segment back, whereby the production of the mold segment is flexible.
  • the surface of the carrier element lying opposite the segment back is guided flat and the mold side is brought onto the planar surface.
  • a flat surface is according to the current state of the art for the Generative manufacturing processes of the powder bed based laser melting process necessary. This method is known, for example, under the name "Selective Laser Melting".
  • the surface of the support element lying opposite the segment back is already made as a curved surface in accordance with the curved contour of the mold side, and the mold side is brought onto this curved surface.
  • a curved surface can be printed by means of the so-called "build-up welding" as a generative manufacturing process.
  • Form page is about the same size or larger than the volume of the segmented back located in the final contour.
  • the carrier element such that it is composed of one or more components and / or of one or more materials.
  • the support element made of steel may have an aluminum core for better thermal conductivity.
  • Abrasion indicators, snowflake symbol and venting elements by means of generative manufacturing process applies.
  • the form side can be converted into the final state by the generative manufacturing process and substitute any subsequent introduction of described design elements and corresponding processes and process steps required for this purpose. This results in time and cost advantages as well as reduced manufacturing complexity.
  • the object is achieved in that it is produced according to one or more of the abovementioned method steps.
  • the mold segment is characterized in that it consists of a carrier element and a mold side, wherein the mold side by means of a generative
  • Carrier element is connected and form a hybrid mold segment with respect to their production and / or their materials.
  • Fig. 1 is a sectional view of a part of a tire vulcanization mold in the closed state
  • FIG. 2 shows a molding segment in a three-dimensional view
  • Fig. 1 shows schematically the essential components of a conventional
  • Vulcanization mold or heating mold for a pneumatic vehicle tire for passenger cars The Vulkanisierform is located within a heating press, whose components are not shown.
  • a heating press usually comprises a press top and a press bottom and has the corresponding mechanisms for positioning the tire to be vulcanized, for operating the components of the vulcanization mold, for introducing the heating media and for removing the finished vulcanized tire.
  • the vulcanization mold is a multipart container shape with a lower heating plate 1, a lower side wall shell 2, an upper heating plate 3, an upper one
  • a locking ring 9 is arranged, which has a beveled inner surface which cooperate with bevelled outer surfaces of the segment shoes 7 of the segment ring 6 such that when closing the vulcanization mold segment shoes 7 are moved together in the radial direction to the closed segment ring 6.
  • the upper heating plate 3 and the closing ring 9 Studkammem 10, 11, l2a, l2b, l2c contained, in which at least one heating medium, in particular saturated steam (steam) is introduced to vulcanize the tire.
  • at least one heating medium, in particular saturated steam (steam) is introduced to vulcanize the tire.
  • the green tire (not shown) is heated from the outside via the segment shoes 7, the side wall shells 2, 4 and the bead rings 5, 15, so that this heater is commonly used as
  • Exterior heating is called.
  • a conventional bladder is not shown, which is arranged in a known manner and is pressurized with at least one heating medium under pressure to center the green tire in the form from the inside, wherein the bladder is brought into a mature Torusform. After the green tire is heated from the inside via the bladder, this type of heating is called interior heating.
  • FIG. 2 shows a mold segment 8 in a three-dimensional view
  • FIG. 3 shows a ring 13 of mold segments 8 composed of a plurality of mold segments 8.
  • FIGS. 4a to 4c show in different steps the mold segment 8 to be produced by the method according to the invention. FIGS. 2 to 4 will be described together below.
  • the method according to the invention serves to produce shaped segments 8 of a segmented vulcanization mold for vehicle tires.
  • Each mold segment 8 has a segment back 17 facing away from the cavity 20 of the vulcanization mold, with which the mold segment 8 can be arranged in a segment shoe 7 of the vulcanization mold of FIG. 1 is. Furthermore, each mold segment 8 a the cavity 20 of the
  • Vulkanisierform facing mold side 14 which the negative profile of the FaufstMails Fig. 3.
  • This form side 14 is by means of one or more generative means of one or more generative means of one or more generative means of one or more generative means of one or more generative means of one or more generative means of one or more generative means of one or more generative means of one or more generative means of one or more generative means of one or more generative means of one or more generative process.
  • segment back support member 16 made of steel, which is prefabricated in Fig. 4a and already has the final contour of the segment back 17.
  • the segment back 17 opposite surface 18 is executed plan.
  • the mold side 14 is applied cohesively by means of a generative manufacturing process.
  • selective laser melting is used as an example of generative production methods
  • alignment marks are created during the additive manufacturing process.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formsegmenten (8) einer vorzugsweise segmentierten Vulkanisierform für Fahrzeugreifen, wobei die Formsegmente (8) zu einem Ring (13) zusammenfügbar sind und • - wobei jedes Formsegment (8) einen dem Hohlraum (20) der Vulkanisierform abgewandten Segmentrücken (17) aufweist, mit welchem das Formsegment (8) in einer für Fahrzeugreifen geeigneten Vorrichtung, vorzugsweise einem Segmentschuh (7) der Vulkanisierform anzuordnen ist und • - wobei jedes Formsegment (8) eine dem Hohlraum (20) der Vulkanisierform zugewandte Formseite (14) aufweist, welche das Negativprofil des Laufstreifens aufweist und • - wobei man das Negativprofil mittels eines generativen Fertigungsverfahrens aufbaut. Als Segmentrücken (17) dient ein Trägerelement (16), auf dieses man stoffschlüssig mittels des generativen Fertigungsverfahrens die dem Hohlraum (20) der Vulkanisierform zugewandte Formseite (14) aufbringt, so dass man ein hybrides Formsegment (8) erhält. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Formsegment für Vulkanisierform.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON FORMSEGMENTEN EINER SEGMENTIERTEN
VULKANISIERFORM FÜR FAHRZEUGREIFEN UND FORMSEGMENT FÜR EINE SEGMENTIERTE VULKANISIERFORM
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formsegmenten einer
vorzugsweise segmentierten Vulkanisierform für Fahrzeugreifen, wobei die Formsegmente zu einem Ring zusammenfügbar sind und wobei jedes Formsegment einen dem Hohlraum der Vulkanisierform abgewandten Segmentrücken aufweist, mit welchem das Formsegment in einer für Fahrzeugreifen geeigneten Vorrichtung, vorzugsweise einem Segmentschuh der Vulkanisierform, anzuordnen ist und wobei jedes Formsegment eine dem Hohlraum der Vulkanisierform zugewandte Formseite aufweist, welche das Negativprofil des
Faufstreifens beinhaltet und wobei man das Negativprofil mittels eines generativen
Fertigungs Verfahrens aufbaut.
Die Reifenvulkanisation erfolgt in Heizpressen, bei der der Reifenrohling in eine geeignete Vulkanisierform eingesetzt und unter Einwirkung von Wärme sowie Druck vulkanisiert wird. Die Formsegmente formen und heizen den Faufstreifen des Rohreifens und prägen dessen Faufstreifenprofil. Die Erfindung bezieht sich auf jeglichen Heizpressentyp
(Vorrichtung), vorzugsweise auf segmentierte Vulkanisierformen.
Formsegmente werden traditionell durch Gussprozesse mit anschließender spanender Bearbeitung oder ausschließlich durch spanende Bearbeitung hergestellt.
Es ist ebenfalls bekannt, das komplette Negativprofil eines Faufstreifen oder auch einzelne
Elemente des Faufstreifens, wie beispielsweise Famellen, durch generative
Fertigungs verfahren herzustellen und in der traditionell gefertigten Formfläche anzuordnen. Der Vorteil von generativen Fertigungsverfahren ist insbesondere in der zeit- und kostengünstigen Erstellung sowie in der Freiheit der Formgestaltung der Formflächen bzw. einzelner Elemente dieser Formflächen zu sehen.
Aus der FR 2939714 Bl ist es bekannt, das gesamte Negativprofil des Faufstreifens als dünnwandige Schale mittels eines generativen Fertigungsverfahrens herzustellen und diese Schale in einem Formsegment mit gegengleicher Aufnahme für diese dünnwandige Negativprofil- Schale anzuordnen. Nachteilig ist jedoch, dass die vergleichsweise dünnwandige Schale zu einem eigenspannungsinduzierten, geometrischen Bauteilverzug neigt und dass es für die passgenaue Fertigung einer komplexen und aufwendigen
Nachbearbeitung bedarf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von
Formsegmenten einer segmentierten Vulkanisierform zur Verfügung zu stellen, welches kostengünstig ist, mit welchem Formsegmente mit nur sehr geringem oder keinem
Bauteilverzug herstellbar sind und mit welchem aufwändige Profilgeometrien realisierbar sind.
Der Erfindung liegt zudem die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Formsegment sowie einen Fahrzeugreifen zur Verfügung zu stellen.
In Bezug auf das Verfahren wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass man ein als Segmentrücken dienendes Trägerelement auswählt und dass man auf dieses Trägerelement stoffschlüssig mittels des generativen Fertigungs Verfahrens die dem Hohlraum der Vulkanisierform zugewandte Formseite samt Negativprofil aufbringt, so dass man ein hybrides Formsegment erhält.
Erfindungswesentlich ist, dass man ein geeignetes Trägerelement wählt, auf welches man mittels eines generativen Fertigungsverfahrens die Formseite aufbringt. Trägerelement und Formseite sind stoffschlüssig miteinander und unlösbar voneinander verbunden und bilden somit bezüglich ihrer Fertigung und/oder ihrer Materialen ein hybrides Stück. Dadurch, dass die Formseite stoffschlüssig auf das Trägerelementelement aufgebracht wird und somit das Trägerelement mit der Formseite ein hybrides Formsegment bildet, nimmt die
Trägerplatte Spannungen mit auf und ein nachteiliger Bauteilverzug ist vermieden. Als Trägerelement eignet sich ein mittels konventioneller Verfahren (bspw. Urformen,
Umformen, Trennen und Zerspanen oder Fügen) hergestelltes Halbzeug wie beispielsweise eine gefräste Walzplatte. Die komplette Formseite ist mittels des generativen Verfahrens gefertigt. Hierzu zählen beispielsweise Profilrillen, Profilelemente, spezifische Merkmale wie Abriebindikator, Abschlussflächen und auch im Inneren der Formseite angeordnete Strukturen, wie beispielsweise zur Entlüftung dienende Strukturen. Daher eignet sich dieses Verfahren sowohl zur Herstellung von Formsegmenten für Versuchs-/ oder
Ausstellungsreifen als auch für Serienreifen.
Unter dem Begriff„Formseite“ ist das gesamte Volumen zu verstehen, welches mittels eines oder in Kombination mehrerer generativer Verfahren auf das Trägerelement aufgebracht wird und im in der Vulkanisierform montierten Zustand des Formsegmentes zum Hohlraum dieser weist. Die Formseite beinhaltet das komplette Negativprofil des Laufstreifens mit all seinen Ausgestaltungen.
Anders ausgedrückt: man erzeugt mindestens das Negativ des vollständigen Reifenprofils inklusive aller reifenprofil- und formseitig relevanten Merkmale generativ auf der dem Hohlraum der Vulkanisierungsform zugewandten Seite eines konventionell hergestellten Trägerelements. Der generativ erzeugte Materialanteil verbleibt dauerhaft im
stoffschlüssigen Verbund mit dem als integraler Bestanteil des hybriden Segmentkörpers ausgeführten Trägerelements, welches im Fertigstellungszustand des hybriden
Segmentkörpers auf der dem Hohlraum der Vulkanisierungsform abgewandten Seite als Segment Rücken ausgeführt ist.
Zum Druck der Formseite mittels der generativen Fertigungs verfahren sind vorab in bekannter Art und Weise entsprechende 3D-Daten erzeugt worden. Zweckmäßig ist es, wenn man das Trägerelement aus dem gleichen Material oder aus einem Material, welches dem generativ zu erzeugenden Material in seinen physikalischen Eigenschaften ähnlich ist, ausführt. Dadurch werden ein sicherer Stoffschluss sowie eine Materialverträglichkeit gewährleistet. Es eignen sich beispielsweise jegliche Metalle, Metalllegierungen sowie Kunststoffe und weitere Werkstoffe, die sich für die dargelegte Anwendung in einer Reifenform und einer entsprechenden Verarbeitung eignen.
Reifenformsegmente, welche gemäß der dargelegten Fertigungs weise aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen oder Stahl oder Stahllegierungen hergestellt werden, können aufgrund der zu konventionell hergestellten Reifenformsegmenten vergleichbaren physikalischen Produkteigenschaften in der bestehenden Infrastruktur unter Beibehaltung standardisierter Prozesse eingesetzt werden.
Als Baumaterial ist ebenfalls Titan oder eine Titanlegierungen geeignet, wodurch gute mechanische Eigenschaften bei geringem Gewicht des Bauteils erhalten sind.
Zweckmäßig ist es, wenn man das Trägerelement derart vorfertigt, dass dieses die Form einer etwa quadratischen Platte oder die Form eines kontumahen Segmentrückens oder die Endkontur eines Segmentrückens aufweist und dass man anschließend auf der dem
Segmentrücken gegenüberliegenden Fläche die Formseite aufbringt und dass man das Trägerelement bei Form einer quadratischen Platte oder bei kontumaher Form des
Segmentrückens zum Erhalt der Endkontur des Segmentrückens nachbearbeitet. Hierdurch ist die Erstellung einer die Endkontur des Segmentrückens aufweisenden Trägerelementes zeitlich und räumlich unabhängig und trennbar von dem generativen Aufbau der Formseite. Je nach Auslastung kann die Trägerplatte vor oder nach dem generativen Aufbringen der Formseite in die Endkontur als Segmentrücken gebracht werden, wodurch die Herstellung des Formsegmentes flexibel ist.
In einer bestimmten Ausführung der Erfindung führt man die dem Segmentrücken gegenüber liegende Fläche des Trägerelementes plan aus und man bringt die Formseite auf die plane Fläche auf. Eine plane Oberfläche ist nach jetzigem Stand der Technik für das generative Fertigungsverfahren des Pulverbett basierten Laserschmelzverfahrens notwendig. Dieses Verfahren ist beispielsweise unter der Bezeichnung„Selective Laser Melting“ bekannt.
In einer alternativen Ausführung der Erfindung führt man die dem Segmentrücken gegenüber liegende Fläche des Trägerelementes bereits entsprechend der gebogenen Kontur der Formseite als gebogene Fläche aus und man bringt die Formseite auf diese gebogene Fläche auf. Eine gebogene Fläche kann mittels des sogenannten„Auftragsschweißens“ als generatives Fertigungsverfahren bedruckt werden.
Zweckmäßig ist es, wenn das Volumen der mittels generativer Verfahren erzeugten
Formseite etwa gleich groß oder größer als das Volumen des in Endkontur befindlichen Segmentrückens ist.
Zweckmäßig ist es, wenn man das hybride Formsegment spanend nachbearbeitet und/oder dass man das hybride Formsegment geeigneter Wärme- und Oberflächenbehandlungs- verfahren unterzieht. Durch genannte Prozessschritte können Material- und
Oberflächeneigenschaften eingestellt und minimale Formtoleranzen eingehalten werden.
Zweckmäßig ist es, wenn man das Trägerelement derart wählt, dass dieses aus einem oder mehreren Bestandteilen und/oder aus einem oder mehreren Materialien zusammengesetzt ist. Beispielsweise kann das Trägerelement aus Stahl für eine bessere Wärmeleitfähigkeit einen Kem aus Aluminium aufweisen.
Zweckmäßig ist es, wenn man als generatives Verfahren ein Faserschmelzverfahren oder ein Sinterverfahren oder ein Auftragsschweißverfahren oder ein Schmelzverfahren oder Kombinationen der vorgenannten Verfahren oder andere vergleichbare Verfahren, welche formlose bzw. formneutrale Materialien mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse in geometrisch definierte Gestalt überführen, anwendet. Die Anwendung von generativen Fertigungsverfahren ermöglicht eine schnelle, präzise, Ressourcen schonende und von geometrischen Restriktionen befreite Fertigung komplexer Geometrien in einem hybriden Materialverbund und im wechselseitigen Einsatz mit anderen konventionellen F ertigungsmethoden.
Zweckmäßig ist es, wenn man die gesamte Formseite mit sämtlichen auf und in der Formseite angeordneten Elemente wie das Negativprofil, Entlüftungsbohrungen,
Abriebindikatoren, Schneeflockensymbol und Entlüftungselementen mittels des generativen Fertigungsverfahrens aufbringt. Die Formseite kann durch den generativen Fertigungsprozess bis in den finalen Zustand überführt werden und eine etwaige nachträgliche Einbringung beschriebener Gestaltungselemente und entsprechende dafür benötigte Verfahren und Prozessschritte substituieren. Daraus resultieren Zeit- und Kostenvorteile sowie eine reduzierte Fertigungskomplexität.
Zweckmäßig ist es, wenn man während des generativen Fertigungsverfahrens zusätzlich Ausrichtungsmarkierungen erzeugt, mittels derer das hybride Formsegment in zur
Nachbehandlung geeigneten Vorrichtungen auszurichten ist. Hierdurch ist eine exakte und zeiteffiziente Nachbearbeitung des Formsegmentes ermöglicht.
In Bezug auf das Formsegment für eine segmentierte Vulkanisierform wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass dieses nach einer oder mehreren der vorgenannten Verfahrensschritten hergestellt ist.
Das Formsegment zeichnet sich dadurch aus, dass dieses aus einem Trägerelement und einer Formseite besteht, wobei die Formseite mittels eines generativen
Fertigungsverfahrens hergestellt ist und stoffschlüssig mit und unlösbar von dem
Trägerelement verbunden ist und bezüglich ihrer Fertigung und/oder ihrer Materialen ein hybrides Formsegment bilden.
In Bezug auf den Fahrzeugreifen wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass dieser in einer Vulkanisierform mit wenigstens einem vorgenannten Formsegment vulkanisiert ist. Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnungen, welche Ausführungsbeispiele darstellen, näher beschrieben.
Dabei zeigt die
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Teils einer Reifenvulkanisationsform im geschlossenen Zustand;
Fig. 2 ein Formsegment in dreidimensionaler Ansicht;
Fig.3 einen Segmentring aus Formsegmenten;
Fig. 4a bis 4c das herzustellende Formsegment in verschiedenen Schritten des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Fig. 1 zeigt schematisch die wesentlichen Bestandteile einer üblichen
Vulkanisationsform bzw. Heizform für einen Fahrzeugluftreifen für Personenkraftwagen. Die Vulkanisierform befindet sich innerhalb einer Heizpresse, deren Bestandteile nicht dargestellt sind. Eine solche Heizpresse umfasst üblicher Weise einen Pressenoberteil und einen Pressenunterteil und weist die entsprechenden Mechanismen zum Positionieren des zu vulkanisierenden Reifens, zur Betätigung der Bestandteile der Vulkanisationsform, zum Einbringen der Heizmedien und zum Entfernen des fertig vulkanisierten Reifens auf.
Die Vulkanisationsform ist eine mehrteilige Containerform mit einer unteren Heizplatte 1 , einer unteren Seitenwandschale 2, einer oberen Heizplatte 3, einer oberen
Seitenwandschale 4, einem unteren Wulstring 5 und einem oberen Wulstring 15. Zu jenen Bestandteilen der Vulkanisationsform, die zum Öffnen und Schließen in senkrechter Richtung (Pfeil Pl) bewegt werden, gehören die obere Heizplatte 3 mit der an dieser angeordneten oberen Seitenwandschale 4. Die Vulkanisationsform weist ferner einen Segmentring 6 auf, welcher üblicher Weise aus sieben bis elf ringförmig verlaufenden Segmentschuhen 7 zusammengesetzt ist, welche die formgebenden Formsegmente 8 haltern. Bei Sonderformenbau kann die Anzahl der Formsegmente bei 12 bis 120 liegen. Die Segmentschuhe 7 werden beim Öffnen der Vulkanisationsform radial, in Richtung des Pfeiles P2 in Fig.l, auseinander gefahren und geben derart den fertig vulkanisierten Reifen frei. An der Innenseite des gezeigten Segmentschuhes 7 ist ein Formsegment 8 erkennbar, welches den profilierten Laufstreifen des Reifens formt. An der oberen Heizplatte 3 ist ein Schließring 9 angeordnet, welcher eine abgeschrägte Innenfläche aufweist, die mit abgeschrägten Außenflächen der Segmentschuhe 7 des Segmentringes 6 derart zusammen wirken, dass beim Schließen der Vulkanisationsform die Segmentschuhe 7 in radialer Richtung zum geschlossenen Segmentring 6 zusammengefahren werden. In der unteren Heizplatte 1, der oberen Heizplatte 3 und im Schließring 9 sind Heizkammem 10, 11, l2a, l2b, l2c enthalten, in welche zum Vulkanisieren des Reifens zumindest ein Heizmedium, insbesondere Sattdampf (Wasserdampf) eingeleitet wird. Auf diese Weise wird der Rohreifen (nicht dargestellt) von außen über die Segmentschuhe 7, die Seitenwandschalen 2, 4 und die Wulstringe 5, 15 beheizt, sodass diese Heizung üblicherweise als
Außenheizung bezeichnet wird.
Ein üblicher Heizbalg ist nicht dargestellt, welcher in bekannter Weise angeordnet ist und mit zumindest einem Heizmedium unter Druck befällt wird, um den Rohreifen in der Form von innen her zu zentrieren, wobei der Heizbalg in eine reifengemäße Torusform gebracht wird. Nachdem der Rohreifen über den Heizbalg von innen erhitzt wird, wird diese Art der Heizung als Innenheizung bezeichnet.
Die Fig. 2 zeigt ein Formsegment 8 in dreidimensionaler Ansicht, während die Fig. 3 einen aus mehreren Formsegmenten 8 zusammengesetzten Ring 13 aus Formsegmenten 8 zeigt. Die Fig. 4a bis 4c zeigen in verschiedenen Schritten das durch das erfindungsgemäße Verfahren herzustellende Formsegment 8. Die Fig. 2 - 4 werden nachfolgend gemeinsam beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung von Formsegmenten 8 einer segmentierten Vulkanisierform für Fahrzeugreifen. Mehrere Formsegmente 8 sind zu einem Ring 13 aus Formsegmenten 8 zusammenfügbar, vergl. Fig. 3. Jedes Formsegment 8 weist einen dem Hohlraum 20 der Vulkanisierform abgewandten Segmentrücken 17 auf, mit welchem das Formsegment 8 in einem Segmentschuh 7 der Vulkanisierform der Fig. 1 anzuordnen ist. Weiterhin weist jedes Formsegment 8 eine dem Hohlraum 20 der
Vulkanisierform zugewandte Formseite 14 auf, welche das Negativprofil des Faufstreifens aufweist, Fig. 3. Diese Formseite 14 wird mittels eines oder mehrerer generativen
Fertigungs Verfahrens aufgebaut.
Hierzu wählt man ein als Segmentrücken 17 dienendes Trägerelement 16 aus Stahl, welches in der Fig. 4a vorgefertigt ist und bereits die Endkontur des Segmentrückens 17 aufweist. Die dem Segmentrücken 17 gegenüberliegenden Fläche 18 ist plan ausgeführt. Auf diese plane Fläche 18 des Trägerelementes 16 wird die Formseite 14 stoffschlüssig mittels eines generativen Fertigungs Verfahrens aufgebracht. Hierzu wird exemplarisch stellvertretend für generative Fertigungsverfahren das Selective Laser Melting
Fertigungs verfahren angewendet, vergl. Fig. 4b. Hierdurch erhält man ein hybrides Formsegment 8, wobei der Segmentrücken 17 fest und unlösbar mit der Formseite 14 verbunden ist, vergl. Fig. 4c. Es ist die gesamte Formfläche 14 mit sämtlichen auf und in der Formseite 14 angeordneten Elemente wie das Negativprofil, Entlüftungsbohrungen, Abriebindikatoren, Schneeflockensymbol und Entlüftungskanälen (die vorgenannte Elemente sind nicht dargestellt) mittels des generativen Fertigungsverfahrens aufgebracht. Optional bearbeitet man das hybride Formsegment 8 spanend nach und/oder man unterzieht das hybride Formsegment 8 geeigneter Wärme- und Oberflächenbehandlungsverfahren.
Um das hybride Formsegment 8 optimal in den nachbearbeiteten Vorrichtungen
positionieren zu können, erzeugt man während des generativen Fertigungsverfahrens zusätzlich Ausrichtungsmarkierungen (nicht dargestellt).
Bezugszeichenliste
1 . untere Heizplatte
2. untere Seitenwandschale
3 . obere Heizplatte
4. obere Seitenwandschale
5 . unterer Wulstring
6. Segmentring
7. Segmentschuh
8. Formsegment
9. Schließring
10 . untere Heizkammer
11 . obere Heizkammer l2a . Heizkammer
l2b . Heizkammer
l2c . Heizkammer
13 . Ring aus Formsegmenten
14 . Formseite
15 . oberer Wulstring
16 . Trägerelement
17 . Segmentrücken
18 . Fläche
20 . Hohlraum der Yulkanisierform

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Formsegmenten (8) einer vorzugsweise
segmentierten Vulkanisier form für Fahrzeugreifen, wobei die Formsegmente (8) zu einem Ring (13) zusammenfügbar sind und
wobei jedes Formsegment (8) einen dem Hohlraum (20) der Vulkanisierform abgewandten Segmentrücken (17) aufweist, mit welchem das Formsegment (8) in einer für Fahrzeugreifen geeigneten Vorrichtung, vorzugsweise einem Segmentschuh (7) der Vulkanisierform anzuordnen ist und
wobei jedes Formsegment (8) eine dem Hohlraum (20) der Vulkanisierform zugewandte Formseite (14) aufweist, welche das Negativprofil des Laufstreifens beinhaltet und
wobei man das Negativprofil mittels eines generativen Fertigungs Verfahrens aufbaut,
dadurch gekennzeichnet,
dass man ein als Segmentrücken (17) dienendes Trägerelement (16) auswählt und dass man auf dieses Trägerelement (16) stoffschlüssig mittels des generativen Fertigungs Verfahrens die dem Hohlraum (20) der Vulkanisierform zugewandte Formseite (14) samt Negativprofil aufbringt,
so dass man ein hybrides Formsegment (8) erhält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Trägerelement (16) aus dem gleichen Material oder aus einem Material, welches dem generativ zu erzeugenden Material in seinen physikalischen Eigenschaften ähnlich ist, ausführt, wie Metalle, Metalllegierungen, Kunststoffe.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man das
Trägerelement (16) derart vorfertigt, dass dieses die Form einer quadratischen Platte oder die Form eines kontumahen Segmentrückens (17) oder die Endkontur eines Segmentrückens (17) aufweist und dass man anschließend auf der dem
Segmentrücken (17) gegenüberliegenden Fläche (18) die Formseite (14) aufbringt und dass man das Trägerelement (16) bei Form einer quadratischen Platte oder bei kontumaher Form des Segmentrückens (17) zum Erhalt der Endkontur des
Segmentrückens (17) nachbearbeitet.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die dem Segmentrücken (17) gegenüber liegende Fläche (18) des
Trägerelementes (16) plan ausführt und dass man die Formseite (14) auf die plane Fläche (18) aufbringt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass man die dem Segmentrücken (17) gegenüber liegende Fläche (18) des Trägerelementes (16) bereits entsprechend der gebogenen Kontur der Formseite als gebogene Fläche ausführt und dass man die Formfläche (14) auf diese gebogene Fläche (18) aufbringt.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das hybride
Formsegment (8) spanend nachbearbeitet und/oder dass man das hybride
Formsegment (8) geeigneter Wärme- und Oberflächenbehandlungsverfahren unterzieht.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass man das Trägerelement derart wählt, dass dieses aus einem oder mehreren Bestandteilen und/oder aus einem oder mehreren Materialien zusammengesetzt ist.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass man als generatives Verfahren ein Faserschmelzverfahren oder ein Sinterverfahren oder ein Auftragsschweiß verfahren oder ein
Schmelzverfahren oder Kombinationen der vorgenannten Verfahren oder andere vergleichbare Verfahren, welche formlose bzw. formneutrale Materialien mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse in geometrisch definierte Gestalt überführen, anwendet.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass man die gesamte Formseite (14) mit sämtlichen auf und in der Formseite (14) angeordneten Elemente wie das Negativprofil,
Entlüftungsbohrungen, Abriebindikatoren, Schneeflockensymbol mittels des generativen Fertigungsverfahrens aufbringt.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass man während des generativen Fertigungs Verfahrens zusätzlich Ausrichtungsmarkierungen erzeugt, mittels derer das hybride Formsegment (8) in zur Nachbehandlung geeigneten Vorrichtungen auszurichten ist.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass man während des generativen Fertigungsverfahrens zusätzliche funktionale Strukturen im generativ erzeugten Volumen der Formseite (14) generiert.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man ein als Segmentschuh (7) und Segmentrücken (17) dienendes Trägerelement (16) auswählt und dass man auf dieses Trägerelement (16) stoffschlüssig mittels des generativen Fertigungs Verfahrens die dem Hohlraum (20) der Vulkanisierform zugewandte Formseite (14) samt Negativprofil aufbringt, so dass man ein hybrides Segment erhält.
12. Formsegment für eine segmentierte Vulkanisierform, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist.
13. Fahrzeugreifen, welcher in einer Vulkanisierform mit einem Formsegment (8) nach Anspruch 12 vulkanisiert ist.
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