JP7109425B2 - タイヤを硫化するための方法と装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤを硫化する方法に関するもので、この方法では、硫化されるタイヤがタイヤ加熱プレスの範囲の型に置かれ、該型が加熱され、伝熱流体はタイヤの内表面の範囲に導かれる。
本発明は更に、タイヤを硫化する装置に関するもので、この装置は、硫化されるタイヤのために少なくとも１つの加熱可能な型と、伝熱するための流体に対する導管装置とを備えて構成され、導管装置はベローズに接続可能である。

これまで既知の加熱プレスはベローズとしてフレキシブルな膨張可能クッション要素を有している。膨張は典型的には圧縮空気及び／又は熱蒸気を用いてなされる。硫化中のベローズの内圧はしばしば、１０バール～３０バールの範囲にある。

ベローズはタイヤの外径よりも小さな径を有する。内圧によって生じる力は、ベローズの表面全体によって加熱プレスの型に伝えられ、しばしば数百メトリックトンの圧締圧を要する。これは、加熱プレスの既知の非常に安定した構造と、これに伴う製造コストに行き着く。

実際に、半径方向外側に位置したベローズの周囲の小さな周回リング部分だけがタイヤブランクを支持するのに用いられる。トレッドプロファイルを備えたタイヤのために、このプロファイルは型に押し込むことによって生じる。したがって、硫化プロセスの完了後に、タイヤトレッドの、型の対応プロファイルとの嵌め合わせが存在する。これは、ツーピースの型が僅かなトレッドプロファイル付けを備えたタイヤの場合にだけ用いられ得ることを意味する。大き目のトレッドプロファイル付けの場合、タイヤ加熱プレスの型には、硫化によって生じる型嵌め合いを除去するために、半径方向に互いに離れるように動き得る複数のセグメントが備えられる。

本発明が解決しようする第１の課題は、タイヤ加熱プレスの必要な閉鎖力を相当に減少することができるような装置を構成することにある。

本発明が解決しようとする第２の課題は、タイヤ加熱プレスの必要な閉鎖力を相当に減少するようなタイヤ製造のための方法を定義することにある。

したがって、本発明が解決しようとする第３の課題は、システムが装填と取り外しに関して、並びに硫化を遂行するプロセス時間に関して最適化されるような方法と装置を構成することにある。

第１の課題は、本発明にしたがって、クッション状のベローズを用いるのではなく、ベローズが放射状に取り囲むホース、あるいは放射状両側で挟持される圧力パッドから構成されることで解決される。この放射状に取り囲む圧力パッド又はベローズはリム状の内側構造周りに放射状に延びる。このリムの内側領域は圧力がなく、それゆえに閉鎖力を要しない。

第２の課題は、本発明にしたがって、膨張可能なベローズのためのリング形状の担体が用いられることで解決される。

第３の課題は、本発明にしたがって、ベローズと担体とから成るユニットが有利な実施形態において搬送可能に構成され、タイヤが加熱プレスの可動コンポーネントしてのベローズリングシステム（Ring-Balgsystem）において硫化可能であることで、解決される。

ベローズは伸縮性のある材料から作られる一方、担体構造は金属のような堅い材料から構成される。

構造的な具現化に応じて、閉鎖力を減らし、それゆえ加熱プレスの機械的安定性も１０％程度に減らすことが可能である。これによって製造コストの著しい減少がもたらされる。

リム状の担体を備えたリング形状の担体の使用によって、加熱プレスの装填と取り外しのための時間を最適化することが可能となる。今のところ、装填システムと取り外しシステムはしばしば永続的に加熱プレスに割り当てられている。プロセス時間の少なくとも８０％が、硫化を遂行するのに必要とされ、２０％だけが装填と取り外しに必要とされる。それゆえ、装填と取り外しのシステムは硫化プロセスの間、作動していない。

搬送可能なユニットしてのベローズと担体の構成において、複数の加熱プレスに、ベローズを備えた担体に対応する生タイヤを配置する共通の載置装置を割り当てることが可能である。同様に、ベローズと担体から成るユニットの戻りで共通の取り外しシステムが完成した硫化タイヤのために実現され得る。

加熱プレスの領域において、装填、取り外し及び硫化の十分な自動遂行若しくは遂行可能性が、本発明の方法と本発明の装置の有利な実施形態に対して、考察される。

本発明に係る方法は、加熱プレスの取り囲みベローズリングシステム（ＣＯＲ）を用いて、車両タイヤの製造に供される。優先的に、該方法は、自転車、バイク、スクータのような２輪タイヤに向けられている。更に、自家用車やトラックのタイヤの製造のような他の領域における適用も考えられる。

タイヤブランクは経常的に非常に不安定であり、既知の技術で容易に取り扱うことができない。したがって、本発明にしたがって、機能ユニットにおいて成形、搬送、硫化、更なる搬送及び型からの取り去りに利用され得るベローズリングシステムが用いられる。

本発明に係るベローズリングシステムは、本発明の方法の有利な実施形態では循環あるいは巡回において用いられる。オペレータは循環を監視し、手動でブランクをベローズリングシステムに移す。代替的に、ベローズリングシステム上へのブランクの自動設置も可能である。各加工ステーションで、ベローズリングシステムは必要な媒体（空気、硫化媒体（スチーム／Ｎ２／熱水）、真空）に接続可能である。ベローズリングシステムでのブランクの搬送は媒体としての空気でなされ得る。

本発明に係る方法と装置の利点は、既述した技術的タスクの改善された遂行に加えて、タイヤブランクのより穏やかな取り扱い、危険な動きから作業者を大きく隔たらせることによる安全規則の遵守、プロセスにおける、特に２輪タイヤの製造に関する手動での介在の必要性の排除、プロセスに関連したオペレータによる直接的な品質コントロールの可能性と後の品質保証に際しての更なる不合格品の回避、及び他のタイヤサイズのためのベローズリングシステムの組み合わせ可能性である。

以下において、本発明に係る方法と本発明に係る装置とを、例示的な実施形態において説明する。

本発明に係るベローズリングシステムの斜視図である。 本発明に係るベローズリングシステムの横断面図である。 本発明に係る方法の循環図である。 本発明に係る方法の装填ステップの図である。 本発明に係る方法の搬送ステップの図である。 本発明に係る方法の硫化ステップの図である。 硫化プロセス後の本発明に係る方法の搬送ステップの図である。 本発明に係る方法の取り外しステップの図である。

図１は、本発明に係るベローズリングシステム１の有利な実施形態の斜視図である。リム状の担体構造２は、４本のスポーク状のストラット４によって中央部品５に接続されているリング３から構成される。その外側の面で、リング３は、ベローズ７が収縮状態で位置する周回溝６を有する。

図２は、図１に示された本発明に係るベローズリングシステム１の実施形態を貫く断面図である。ベローズ７は周回溝６内にあり、固定構造８によってリング３に確保されている。ストラット４はデザイン的に管状で、それによりリング３の空洞９を中央部品５の空洞１０に接続する。このように画定された管路系によって、プロセスステップに要する媒体は接続部品１１を介して担体を通ってベローズ７に導かれ得る。ベローズ７は管路系における超過圧力によって膨張可能で、ベローズ７は低圧若しくは真空によって収縮され、溝６に埋められ得る。管路系はタイヤ加熱プレスの要求に対応する堅固さを有さなければならない。

担体２のリング３を上部と下部とに分離することも考えられ、その間隔は、ベローズリングシステム１の装填プロセス及び取り外しステップを容易にするために、例えばネジ付きロッドによって調整可能である。

図３は、本発明に係る硫化方法の有利な実施形態を循環として示すものである。第１ステップ１２において、タイヤ成形機械（ＴＢＭ：Tire-Building-Machine）から来る生タイヤ１８は、加熱プレスの本発明に係るベローズリングシステム１に装填・積載される。第２ステップ１３は、ベローズリングシステム１のタイヤブランクを硫化ステップ１４に搬送することである。硫化ステップでは、タイヤの硫化が加熱プレスにて行われる。次のステップ１５において、ベローズリングシステム１で硫化されたタイヤは取り外しステップ１６に搬送される。このステップ１５で、本発明に係る方法の有利な実施形態におけるタイヤは、ベローズリングシステム１での硫化後に内側から圧縮空気によって膨張される（ＰＣＩ：Post-Cure-Inflator）。ＰＣＩは、加熱プレスの型から除去した後の、硫化タイヤの圧縮空気支持のための装置である。代替的に、ベローズリングシステム１での硫化タイヤはＰＣＩステップ１５なしでも取り外しステップ１６に搬送することが可能である。取り外しステップ１６において、タイヤはベローズリングシステム１から取り外される。この後、本発明に係る方法の叙述された実施形態の循環において装填ステップ１２を今一度開始するために、タイヤなしの、ベローズリングシステム１の更なる搬送ステップ１７が続く。

図４は、本発明に係るベローズリングシステム１の装填１２を概略的に示す。生タイヤ１８はベローズリングシステム１に引き開けられ、調整される。その際、生タイヤ１８のトレッドの中央はベローズリングシステム１上で中心に位置決めされることになる。ベローズリングシステム１の外側輪郭は、図示の有利な実施形態において上下での先細り１９によって、生タイヤ１８を調整するのに有利である。

図５において、本発明に係るベローズリングシステム１は生タイヤ１８を積載あるいは装填し、搬送ステップ１３において搬送される。搬送ステップ１３中、ベローズリングシステム１のベローズ７が膨張可能であることによって、タイヤブランクの予備形成が可能である。予備形成に加えて、膨張したベローズ７はベローズリングシステム１での搬送中、生タイヤ１８を確保する。本発明に係る方法の有利な実施形態において、１バールから１０バールの圧力で１０℃から１００℃の温度の、媒体としての空気がベローズリングシステム１に圧送される。本発明に係る方法の特に有利な実施形態において、３バールから７バールの圧力や２０℃と５０℃の間の温度がプロセスステップ１３のために用いられる。

図６は、硫化ステップ１４と硫化装置２０を概略的に示す。硫化装置２０は、ベローズリングシステム１のほかに、少なくとも１つの上部型２１と下部型２２を備えて構成され、これらはタイヤの外側輪郭を生み出す。硫化プロセスに要する温度を生じるために、過剰圧力下の加熱された硫化媒体が接続部品１１を介してベローズ７内に導入可能である。必要な温度と必要な圧力の生成が加熱プレス２０の不図示の部分においてなされ得る。

硫化ステップ１４は、タイヤ加熱プレス２０においてタイヤブランク１８を備えた本発明に係るベローズリングシステム１の位置決めと、接続部品１１の硫化媒体の循環への接続と、タイヤ加熱プレス２０の型２１，２２の閉鎖と、ベローズ７へ過剰圧力で供給された媒体によってタイヤブランク１８の形成／造形と、硫化媒体を用いて熱を適切に与えることによる生タイヤ１８の硫化とを内容とする。本発明に係る方法の有利な実施形態において圧力は１０バールから３０バールの範囲にあり、温度は１００℃と２００℃の間である。

本方法の特に有利な実施形態では、硫化媒体のために１５バールと２５バールの間の圧力と１２０℃と１８０℃の間の温度が用いられる。本来の硫化プロセスの終了後、ベローズ７内の媒体の圧力と温度は下げられ、加熱プレス２０の型２１，２２が開けられる。

図７は、本発明に係る方法のＰＣＩを備えた搬送ステップ１５における本発明に係るベローズリングシステム１を示す。タイヤの硫化後、タイヤとその形状を確かなものにするために、空気が過剰圧力でベローズ７内に圧送される。有利な実施形態におけるこのプロセスでの圧力と温度は、ステップ「生タイヤの搬送」１３で述べた値に対応する。

図８に、取り外しステップ１６における本発明に係るベローズリングシステム１が示される。取り外しステップ１６は、例えば、ＰＣＩを備えた搬送ステップ１５におけるベローズリングシステム１へ場合によっては圧送される空気を用いて、ベローズリングシステム１にある媒体の押し出しを内容とする。これによって、ベローズ７は低圧のために収縮して、最終的にベローズリングシステム１の周回溝６に引き寄せられ、タイヤを解放する。そしてタイヤとベローズリングシステム１は分離される。

本発明に係る方法と本発明に係る装置によって、特に硫化プロセスで必要とされるような、圧力と熱の形態でのエネルギーの際立って効率的な利用と、例えば残りのタイヤ加熱プレスのような、タイヤ製造に要するリソースのより効率的な利用とが実現可能である。更に、タイヤブランクの形状の不安定性が、本発明に係るベローズリングシステム１での搬送によって、防止される。

１ ベローズリングシステム
２ 担体
７ ベローズ
１１ 接続部品
１８ 生タイヤ
２０ タイヤ加熱プレス
２１，２２ 型

Claims (9)

1. タイヤ加熱プレス（２０）の領域にて型（２１，２２）にタイヤを置き、前記型（２１，２２）を加熱するステップと、
   前記タイヤの内側表面の領域に伝熱のための流体を導くステップと、及び、
   環状形状を有する担体（２）で膨張可能なベローズ（７）を運び、前記流体が前記ベローズ（７）に導かれるステップと、を備えるタイヤを硫化する方法であって、
   前記ベローズ（７）及び前記担体（２）は、ベローズリングシステム（１）の一部であり、
   生タイヤ（１８）を前記ベローズリングシステム（１）に配置及び固定する前記ベローズ（７）は、前記担体（２）の円周方向に沿って延在しており、
   前記ベローズリングシステム（１）に生タイヤ（１８）を積載するステップと、
   前記ベローズリングシステム（１）で前記生タイヤ（１８）を搬送するステップと、
   前記ベローズリングシステム（１）の前記タイヤを硫化するステップと、
   前記ベローズリングシステム（１）で加硫されたタイヤを搬送するステップと、
   前記ベローズリングシステム（１）から前記加硫されたタイヤを取り外すステップと、及び、
   前記ベローズリングシステム（１）を前記タイヤなしで搬送するステップと、
   を含む方法において、
   前記ベローズリングシステム（１）のセンターハブから環状の前記担体（２）に、前記流体を放射状に導くことをさらに含む、方法。
2. 前記ベローズリングシステム（１）は、前記タイヤ加熱プレス（２０）の可動コンポーネントであり、
   製造プロセスにて、前記ベローズリングシステム（１）で前記タイヤを搬送し、前記ベローズリングシステム（１）の前記タイヤを硫化することを含むことを特徴とする、請求項１に記載のタイヤを硫化する方法。
3. 方法の個々のステップが合わさって循環を形成することを特徴とする、請求項１に記載のタイヤを硫化する方法。
4. 前記ベローズリングシステム（１）のベローズ（７）を、生タイヤ（１８）及び／又は硫化タイヤの搬送中に膨張することを含む、請求項１に記載のタイヤを硫化する方法。
5. 方法の少なくとも１つのステップのために、１バール～３０バールの圧力で１０℃～２００℃の温度の前記流体を前記ベローズリングシステム（１）に圧送するか、あるいは該ベローズリングシステム（１）から送り出すことを含む、請求項２に記載のタイヤを硫化する方法。
6. 硫化されるタイヤのための少なくとも１つの加熱可能な型（２１，２２）と、
   膨張可能なベローズ（７）と、
   伝熱をもたらす流体のための導管装置（４，９，１０）であって、前記ベローズ（７）に接続可能である導管装置（４，９，１０）と、
   膨張可能な前記ベローズ（７）のための担体（２）であって、環状形状を有する担体（２）と、を備えて構成されるタイヤ硫化装置において、
   前記ベローズ（７）と前記担体（２）は、タイヤを硫化でき、及び硫化の前後でタイヤを搬送できるベローズリングシステム（１）を形成すること、
   前記タイヤを前記ベローズリングシステム（１）に配置及び固定する前記ベローズ（７）は、前記担体（２）の円周方向に沿って延在していること、及び、
   前記ベローズリングシステム（１）のセンターハブから環状の前記担体（２）に、前記流体を放射状に導くことを特徴とする、タイヤ硫化装置。
7. タイヤ加熱プレス（２０）をさらに備え、
   前記ベローズリングシステム（１）は、前記タイヤ加熱プレス（２０）の構成要素であることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ硫化装置。
8. 前記ベローズリングシステム（１）は、センターハブを含み、
   前記導管装置（４，９，１０）は、ベローズリングシステム（１）内の前記流体のための内部導管構造を含み、接続部品（１１）から前記ベローズ（７）に至り、
   前記導管構造は、前記センターハブから環状の前記担体（２）まで放射状に延びる管状支柱を含むことを特徴とする、請求項６に記載のタイヤ硫化装置。
9. 前記ベローズ（７）は、前記流体の供給若しくは除去によって膨張若しくは収縮可能であり、前記ベローズ（７）内の前記流体は、タイヤの硫化に必要な温度を少なくとも部分的に供給することを特徴とする、請求項８に記載のタイヤ硫化装置。

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