JP2018507797A - 抗張部材を備えたゴム製無限軌道を製造する装置および方法 - Google Patents

Abstract

抗張部材を備えたゴム製無限軌道を製造する装置および方法。本発明は、ゴム製無限軌道（３）の内側輪郭を形成するための円筒状内型（１）であって、円筒状マンドレル（１０）であって、内歯用未加硫成形要素（３０）を受け入れる複数の凹部（１１）をその径方向外側の円周方向（Ｕ）に有する円筒状マンドレル（１０）を有する円筒状内型（１）を有し、かつゴム製無限軌道（３）の外側輪郭を形成するための円筒状外型（２）であって、複数の外型セグメント（２１）を円周方向（Ｕ）に有する円筒状外型（２）を有する、抗張部材（３３）を備えたゴム製無限軌道（３）を製造する装置に関する。外型セグメント（２１）は、それぞれ外歯用未加硫成形要素（３１）を受け入れる凹部をその径方向内側に有する。本発明は、抗張部材を備えたゴム製無限軌道を製造する方法に更に関する。

Description

本発明は、請求項１の前文に記載の、抗張部材を備えたゴム製無限軌道を製造する装置と、請求項６に記載の、前記種類の装置を使用してゴム製無限軌道を製造する方法とに関する。

既知の陸上車両用駆動機構には、特に無限軌道が含まれる。これらの無限軌道は、軍事部門においてだけでなく、農作業用車両および不整地での輸送用の他の車両にも利用される場合がある。無限軌道は、一般的に、内方に突出した歯要素を無限軌道の内側に、好ましくは中心に有し、無限軌道の歯要素によって無限軌道を車両の駆動輪などに係合させて、この駆動輪などで推進され得る。無限軌道は、一般的に、地面をより良好にグリップするための輪郭部を無限軌道の外側に有する。例えば、トラクタ用タイヤと同様に前記輪郭部を実現してもよく、換言すれば、輪郭部は、前記無限軌道の走行方向に対して斜めに無限軌道上に配設される梁状の径方向隆起部を有してもよい。内部に位置する歯要素と外部に位置する輪郭部要素とが、無端の閉形状を有する無限軌道本体により共通接続される。

無限軌道は、ゴムで製造されてもよく、その結果、ゴム製無限軌道と呼ばれる。無限軌道は、無端の閉構成または開構成を有するように製造されてもよい。無限軌道は、引張力を伝達するための、例えば鋼製ケーブルの形態の抗張部材を有してもよく、無限軌道の抗張部材は、走行方向に数回周回するように配設されてもよい。無限軌道の幅にわたって力を伝達するのを補助する横方向補強材が設けられてもよい。抗張部材および／または横方向補強材は、通常、例えば無限軌道本体への加硫により無限軌道本体に封入される。

ゴム製無限軌道を製造するために、未加硫ゴム要素が円筒状内型の対応する開口内に配置されることが例えば欧州特許第１０７５３８５Ｂ１号明細書で知られており、この未加硫ゴム要素は、ゴム製無限軌道の内歯を後に形成するように意図されたものである。次いで、引張材料が未加硫ゴム中に埋め込まれた、未加硫ゴムで作られた無限軌道本体は、未加硫内歯または内型の外面を覆うように、例えば巻き付けにより貼り付けられる。ここで、無限軌道本体は、外側輪郭部を径方向外側の未加硫材料で形成できるように厚みのある構造を径方向外方向に有する。これは、内側に輪郭部の外側輪郭を有する円筒状外型と未加硫ゴム製無限軌道とが互いに押し当てられ、結果として、外部に位置する未加硫材料が変形して輪郭部を形成することによって行われる。次いで、加硫がプレス型内で行われる。

欧州特許第１１３５２４８Ｂ１号明細書に記載のゴム製無限軌道の製造時、内歯は未加硫ゴム要素として形成され円筒状内型の対応する開口内に配置される。ゴム製無限軌道の他の本体は、未加硫の形態で別個に構築され、次いで内型に配置される。内型と外型とが一緒に押圧されることにより、内歯が内側からゴム製無限軌道の本体に押し当てられ、かつゴム製無限軌道の外側では外側成形セグメントが圧力により形成される。次いで、加硫がプレス型内で行われる。ここで、内型および外型はセグメント構造を有し、セグメントは、まず円周方向に互いに離間して配設され、かつ加硫の過程で、円筒状閉形状をもたらすように一緒に押圧される。

上記の２つの方法の欠点は、ゴム製無限軌道の未加硫本体を押圧することによりゴム製無限軌道の外側輪郭が形成されることである。しかしながら、抗張部材がゴム製無限軌道の未加硫本体内に配設され、かつ未加硫材料の押圧により前記材料がゴム製無限軌道の本体の径方向外側領域でほぼ例外なく変形するため、未加硫材料の変形により、抗張部材がこれらの部材の元の配置から変位する。このように、加硫後、抗張部材がもはや円周方向に張った状態になく、中間位置に配設されない場合があり、これにより、ゴム製無限軌道の長手方向に引張力を伝達する抗張部材の作用が制限されることがある。これは、ゴム製無限軌道の破断を招き、かつゴム製無限軌道の耐用年数を縮める可能性がある。

独国特許出願公開第２５１７４３０Ａ１号明細書は、両面歯付ベルトを製造する成形型および方法に関する。両面歯付ベルトの内歯を形成するための、外側に開口を備えた内型は、ここではマンドレルと呼ばれる。外型はセグメント形態を有し、各セグメントは、２つの歯半部と、外歯の隣り合う２つの歯間の空間とを形成することができる。セグメントは、変形可能なジャケットによって一緒に保持され、かつこれによって円周方向に閉じられる外型を形成するように一緒に押圧されることも可能である。セグメントは短手方向に突出したペグを有し、ペグにより、これらを内型に形成された径方向スロット内へと内型に対して径方向に案内することができる。内歯と外歯とを形成するための開口は、同じ大きさを有するように形成される。

両面歯付ベルトを形成するために、円周方向に無端の閉形態を有する両面歯付ベルトの本体が内型の外面上に構築され、この場合にも抗張部材が両面歯付ベルトの本体内に配設される。次いで、外型のセグメントがジャケットにより一緒に圧縮され、これによって外型が閉じられる。成形型の閉鎖の結果として、封入されたエラストマー材料は、内部流れ工程によって内型および外型の開口に圧力下で圧入され、これによって両面歯付ベルトの歯を形成する。次いで、加硫がプレス型内で行われる。ここで、余分なエラストマー材料または封入された空気は、圧力によりピニオン間でセグメントを形成するピニオンを通って漏出することができ、これにより、セグメントの分布が方法により選択されるべきである。

この製造工程では、抗張部材の変位も起こり得るが、少なくとも内歯と外歯とがほぼ同じ大きさを有する場合には予期されず、その結果、圧入されるエラストマー材料が引張材料の位置に対して径方向内方および径方向外方に均一に押し付けられ、その結果、抗張部材の位置が変化しないかまたは大幅に変化しない。

しかしながら、これは、内歯および外歯が実質的に同じ大きさを有する場合または前記歯を形成するための内型および外型の開口が同じ大きさを有する場合にのみ適用できる。なぜなら、その場合に初めて、エラストマー材料の圧力が均一に分布できるからである。したがって、独国特許出願公開第２５１７４３０Ａ１号明細書の方法は、ゴム製無限軌道の場合、比較的小さい内歯および比較的大きい外側輪郭が形成されるため、欧州特許第１０７５３８５Ｂ１号明細書および欧州特許第１１３５２４８Ｂ１号明細書に関して記載されている欠点のみを伴うゴム製無限軌道の製造に適用することができる。更に、内歯は概して狭い中央領域に配設され、かつ外側輪郭はゴム製無限軌道の全幅にわたり、通常は走行方向に対して斜めに延びる。

したがって、ゴム製無限軌道の製造用に使用される、独国特許出願公開第２５１７４３０Ａ１号明細書の成形型へのエラストマー材料の圧入が抗張部材の元の配置からの極めて過度の変位につながり、これに対応する不利点を伴う。欧州特許第１０７５３８５Ｂ１号明細書および欧州特許第１１３５２４８Ｂ１号明細書の製造方法では、２つの成形型が一緒に押圧される際にエラストマー材料が既に開口内に存在しているため、抗張部材のこうした変位は、前記方法の場合における変位よりも更に過度のものであり、これに対して、独国特許出願公開第２５１７４３０Ａ１号明細書の場合、前記エラストマー材料を２つの成形型の開口に圧力下で圧入しなければならならず、これは、抗張部材の変位の可能性および度合いを大いに高める。

また、径方向高さがおよそ３〜５ｍｍである両面歯付ベルトの歯は、ゴム製無限軌道の歯または農業用車両用の歯よりもかなり小さい形状を有する。ここで、歯は、例えば７０ｍｍの径方向高さを有してもよい。したがって、独国特許出願公開第２５１７４３０Ａ１号明細書の方法がゴム製無限軌道に適用された場合、圧入されたエラストマー材料の非常に長い流路も生じ、その結果、抗張部材のより過度の変位が起こり得る。

欧州特許第１０７５３８５Ｂ１号明細書 欧州特許第１１３５２４８Ｂ１号明細書 独国特許出願公開第２５１７４３０Ａ１号明細書

したがって、本発明の目的は、冒頭に記載した種類の抗張部材を有するゴム製無限軌道を製造する装置および方法を提供することであり、それにより、製造工程中に抗張部材が変位する可能性なしに抗張部材を備えたゴム製無限軌道を容易かつ安価に製造することができる。抗張部材の変位を低減できることが少なくとも求められる。

この目的は、本発明によれば、請求項１に記載の特徴を有する、抗張部材を備えたゴム製無限軌道を製造する装置と、請求項６に記載の特徴を有する、ゴム製無限軌道を製造する方法とによって達成される。有利な発展形態は従属請求項に記載される。

したがって、本発明は、請求項１の前文に記載の抗張部材を備えたゴム製無限軌道を製造する装置に関し、この装置は、外型セグメントがそれぞれ外歯用未加硫成形要素を受け入れる開口を径方向内側に有することを特徴とする。

本発明は、ゴム製無限軌道の本体の未加硫材料から外側輪郭部を押圧することによってよりも、輪郭成形要素を用いてゴム製無限軌道の外歯を容易かつ安価に製造できるという認識に基づいている。１種類のゴム製無限軌道用の同一の成形要素のこうした製造は、大量に、したがって安価に行うことができる。

加硫用無限軌道が歯としての成形要素で構築される結果として、押圧力を最小限に抑えることができ、かつオートクレーブ中でジャケットによって得ることができることも有利である。したがって、加硫をオートクレーブ中で行うことができ、これにより、製造コストを大幅に低減することができる。

成形型への成形部品の圧入またはエラストマー材料の圧入が省略された結果として、成形型内でのエラストマー材料の流れを原因とする抗張部材の変位を低減または防止できることが特に有利である。ここで、抗張部材は、ゴム製無限軌道の走行方向に無端状に巻き付けられた閉じた鋼製ケーブルと、横方向における横方向補強材などとの両方を意味するものと理解されるべきである。これにより、ゴム製無限軌道の耐久性および寿命を改善することができる。

ここで、外側セグメントは、円周方向に延在する閉じたチェーンを形成するように互いに組み付けられてもよく、さもなければ、個々に円周方向に弛みを有する状態でかつ／または互いに短手方向に隣接して配設されてもよい。ここで、外側セグメントは、いずれの場合も幅全体にわたり、連続するように形成されるかまたは複数の部分にのみ形成されてもよく、その結果、短手方向に隣り合う複数の外側セグメントがゴム製無限軌道の本体の幅を覆うことができる。同一の外側セグメントまたは異なる外側セグメントを互いに対して使用することが可能であり、その結果、このように外歯の輪郭部の構成を構成することができる。

本発明の一態様によれば、外型セグメントは、円周方向に一緒に保持され、かつ変形可能なジャケットにより径方向外側から一緒に押圧され得る。このように、外型セグメントを互いに対して適所に保持することができる。また、ジャケットによって外型セグメントに圧力を加えることができる。

本発明の更なる態様によれば、外型セグメントは、内型に対して径方向に移動可能であるように取り付けられる。これにより、外型セグメントがジャケットの押圧作用下で径方向内方に移動することが可能となる。更に、このように個々の成形要素間の製造上のばらつきを補正することができる。

本発明の更なる態様によれば、外型セグメントは、径方向に外側に向いた開口部を有する。前記開口部は、外型セグメントが一緒に押圧される際の均圧化に役立ち、換言すれば、必要に応じて外歯用成形要素の未加硫材料が径方向外方に開口部を通って漏出することができる。次いで、成形型要素の径方向外面は、ジャケットの内側に押し当たることができ、その結果、前記漏出が抑制される。ゴム製無限軌道の前記側面が使用時に摩耗し、したがって、余分な長さの部分が磨滅するため、加硫外歯のこの径方向の余分な長さは、ゴム製無限軌道の品質に影響を及ぼさない。

径方向以外へのエラストマー材料の動きにより抗張部材の変位が生じ得るため、前記開口部は、径方向以外へのエラストマー材料の移動を防止するために、好ましくは面状の設計を有する。

本発明の更なる態様によれば、開口部は、外歯用未加硫成形要素の径方向外面と実質的に一致する。このように、径方向以外へのエラストマー材料の移動を防止することができる。

本発明はまた、上に記載したような装置を使用してゴム製無限軌道を製造する方法に関し、この方法は、請求項６に記載のステップを有する。このように、ゴム製無限軌道の製造に本発明による装置の利点を利用することができる。

以下、本発明の例示的な実施形態および更なる利点を以下の図と併せて説明する。

ゴム製無限軌道なしの本発明による装置の概略斜視図である。 内歯用未加硫成形要素とゴム製無限軌道の未加硫本体とが挿入された状態の図１の図を示す。 外歯用未加硫成形要素が配置された状態の図２の図を示す。 外型セグメントを備えた図３の図を示す。 ジャケットが離間配置された状態の図４の図を示す。 ジャケットが一緒に圧縮された状態の図５の図を示す。

本発明による装置は、円筒形状を有し、かつ幅Ｂ全体にわたって円周方向Ｕに延びる内型１を有する。内型１は円筒状マンドレル１０を有し、その短手方向外面には、ゴム製無限軌道３の内歯用未加硫成形要素３０を受け入れる複数の開口１１が中央において径方向Ｒに形成される。マンドレル１０の径方向外面は、径方向スロット１３をそれぞれ有する短手方向境界部１２により、幅Ｂに関して短手方向の境界が定められる。

本発明による装置は、一緒に円筒状配置を形成する複数の外型セグメント２１を有する外型２を更に有する。外型セグメント２１が変形可能なジャケット２０により径方向外側から保持され、前記ジャケットにより外型セグメント２１を径方向内方向に一緒に押圧することができる。各外型セグメント２１は、外歯用未加硫成形要素３１の輪郭と一致する開口２２を有する。ここで、外型セグメント２１は、外歯用未加硫成形要素３１の外面が前記開口部２４から径方向外方に突出でき、そこで、ジャケット２０の内面に接触できるように、径方向外方向に面状に開放した形態を有する。

外型セグメント２１の案内のために、これらのセグメント２１は、外型セグメント２１から幅方向Ｂに延び、かつ短手方向境界部１２の径方向スロット１３内に係合するペグ２３の形態のガイド要素２３をそれぞれ有する。このように、外型セグメント２１は、円周方向Ｕに移動することが防止され、したがって、前記方向に位置決めされる。しかしながら、スロット１３内での可動性が径方向Ｒにもたらされ、その結果、径方向Ｒにおける高さの補正が可能である。

ここで、本発明による装置により、抗張部材３３を備えたゴム製無限軌道３を以下の通り製造することができる。

内歯用未加硫成形要素３０が内型１０の開口１１に挿入され（図１参照）、その結果、前記成形要素が前記開口を満たし、かつ径方向外側ではマンドレル１０の外面とできるだけ面一に終端する。次いで、マンドレル１０の前記外面上には、ゴム製無限軌道３の未加硫本体３２がエラストマー材料とエラストマー材料中に埋め込まれた抗張部材３３との層で構築され、その結果、内歯用未加硫成形要素３０および未加硫本体３２が可能な限り互いに完全面接触する（図２参照）。

同時に、外型セグメント２１は、ゴム製無限軌道３の未加硫本体３２の外面の外周と一致してチェーンを形成するように組み付けられ、かつ外歯用未加硫成形要素が開口２２に挿入される。次いで、外型セグメント２１の前記チェーンが回されてゴム製無限軌道３の未加硫本体３２上を前進させられ、その結果、ペグ２３が径方向スロット１３内に係合する（図３および図４参照）。

次いで、ジャケット２０が外型セグメント２１の周囲に載置されて（図５参照）、その後、一緒に圧縮され（図６参照）、その結果、内歯用未加硫成形要素３０、ゴム製無限軌道３の未加硫本体３２、および外歯用未加硫成形要素３１が互いに径方向に押し当てられて前記状態で保持される。ここで、外歯の成形要素３１のずれを補正するために、外型セグメント２１の開口部２４により、外歯の未加硫成形要素３１のエラストマー材料をジャケット２０の内側に対して径方向外方に押し当てることができる。

この状態で、未加硫ゴム製無限軌道３を加硫することができ、この加硫は、本発明による装置および対応する方法によると、ゴム製無限軌道３を成形する目的で未加硫要素３０、３１、３２に高い圧力を加える必要がないため、オートクレーブ中で行うことができる。また、未加硫材料を成形型１、２に圧入する必要もない。このように、中間位置などの所望の位置から抗張部材３３を移動させ得る、これらの抗張部材３３の変位が成形型内でのエラストマー材料の流れにより生じるのを防止することができる。

むしろ、本発明によれば、未加硫要素３０、３１、３２を、加硫工程中に互いに対する接触面が確実に接合された状態を維持する程度でのみジャケット２０の圧力により圧縮し、したがって、加硫工程により密着結合することができる。しかしながら、ジャケット２０の前記圧力は、予め成形された未加硫要素３０、３１および３２内のエラストマー材料の流れを生じさせ、それにより抗張部材３３の比較的大きい変位を生じさせるにはあまりに低く、その結果、本発明によってかかる変位を回避することができる。

Ｂ 幅
Ｒ 径方向、半径
Ｕ 円周方向
１ 内型
１０ マンドレル
１１ マンドレル１０の開口
１２ 短手方向境界部
１３ 短手方向境界部１２の径方向スロット
２ 外型
２０ ジャケット
２１ 外型セグメント、ジャケットセグメント
２２ 外型セグメント２１の開口
２３ 外型セグメント２１のガイド要素またはペグ
２４ 外型セグメント２１の開口部
３ ゴム製無限軌道
３０ 内歯用未加硫成形要素、歯状リブ、内歯
３１ 外歯用未加硫成形要素、輪郭形状リブ、外歯、輪郭部
３２ ゴム製無限軌道３の未加硫本体
３３ 抗張部材

Claims (6)

1. 抗張部材（３３）を備えたゴム製無限軌道（３）を製造する装置であって、
   前記ゴム製無限軌道（３）の内側輪郭を形成するための円筒状内型（１）であって、円筒状マンドレル（１０）であって、内歯用未加硫成形要素（３０）を受け入れる複数の開口（１１）をその径方向外側の円周方向（Ｕ）に有する円筒状マンドレル（１０）を有する円筒状内型（１）と、
   前記ゴム製無限軌道（３）の外側輪郭を形成するための円筒状外型（２）であって、複数の外型セグメント（２１）を前記円周方向（Ｕ）に有する円筒状外型（２）と
   を有する装置において、
   前記外型セグメント（２１）が、それぞれ外歯用未加硫成形要素（３１）を受け入れる開口（２２）をその径方向内側に有することを特徴とする装置。
2. 前記外型セグメント（２１）が前記円周方向（Ｕ）に一緒に保持され、かつ変形可能なジャケット（２０）により径方向外側から一緒に押圧され得る、請求項１に記載の装置。
3. 前記外型セグメント（２１）が前記内型（１）に対して径方向に移動可能であるように取り付けられる、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記外型セグメント（２１）が、径方向に前記外側に向いた開口部（２４）を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記開口部（２４）が外歯用未加硫成形要素（３１）の径方向外面と実質的に一致する、請求項４に記載の装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置を使用してゴム製無限軌道（３）を製造する方法であって、
   内歯用未加硫成形要素（３０）を前記内型（１）の前記マンドレル（１０）の前記対応する開口（１１）に挿入するステップと、
   抗張部材（３３）を備えた前記ゴム製無限軌道（３）の未加硫本体（３２）を前記内歯用成形要素（３０）と前記マンドレル（１０）の前記径方向外側とに貼り付けるステップと、
   外歯用未加硫成形要素（３１）を前記外型（２）の対応する開口（２２）に挿入するステップと、
   前記内型（１）と前記外型（２）とを組み合わせるステップと、
   前記ゴム製無限軌道（３）の前記本体（３２）を内歯用成形要素（３０）および外歯用成形要素（３１）と共に加硫するステップと
   を有する方法。

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