KR20220123450A - 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법, 몰드 세그먼트 및 가황 몰드 - Google Patents

Abstract

프로파일 요소를 둘러싸거나 획정하는 채널을 형성하는 리브(3)를 가진 몰드 측면을 갖는 금속 베이스 부분(6)을 갖는, 트레드의 프로파일을 형성하기 위한 공기압 차량 타이어용 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법. 채널을 형성하는 리브(3)의 배열 및 코스와 적어도 부분적으로 대응하는 배열 및 코스를 갖는 리브(8')로 구성된 리브 골격부(8)는 베이스 부분(6)으로부터 밀링가공되고, 가장자리 프레임 부분(7b)을 갖는 인서트(7)는 적층 방법에 의해 빌드업되며, 인서트(7)가 리브 골격부(8) 내로 삽입되고 이때 프레임 부분(7b)이 리브 골격부(8)의 리브(8')를 완성하여, 채널을 형성하는 리브(3)가 형성된다.

Description

가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법, 몰드 세그먼트 및 가황 몰드

본 발명은 프로파일 블록(profile block)을 둘러싸거나 획정하는 채널을 형성하는 리브(rib)를 가진 몰드 측면을 갖는 금속 베이스 부분을 갖는, 트레드(tread)의 프로파일링을 형성하기 위한 공기압 차량 타이어용 가황 몰드의 몰드 세그먼트(mold segment)를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 금속 베이스 부분, 및 프로파일 블록을 둘러싸거나 획정하는 채널을 형성하기 위한 리브를 갖는, 공기압 차량 타이어의 트레드의 프로파일링을 형성하기 위한 공기압 차량 타이어용 가황 몰드의 몰드 세그먼트에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 몰드 세그먼트로 구성된 가황 몰드에 관한 것이다.

공기압 차량 타이어는 가열 프레스(heating press)에서 가황되고, 여기서 그린타이어가 가황 몰드 내로 삽입되고 압력 및 온도의 작용 하에서 가황된다. 타이어의 트레드는 여기서 복수의 몰드 세그먼트로 구성된 몰드 세그먼트 링에 의해 성형 및 가열되며, 몰드 세그먼트에는, 리브 및 라멜라(lamellae)와 같은 몰드 요소가 몰드 캐비티와 대면하는 몰드 측면에 제공되기 때문에, 트레드 프로파일이 또한 형성된다. 전통적으로, 몰드 세그먼트 링은 주조 방법과 후속 기계가공에 의해 또는 기계가공에 의해서만 강철 합금 또는 알루미늄 합금으로 제조된다.

또한, 적층 제조 방법, 특히 SLM(selective laser melting; 선택적 레이저 용융)에 의해 트레드에 프로파일링을 형성하는 몰드 세그먼트의 해당 부분을 제조하고, 이들을 전통적으로 제조된 다른 몰드 세그먼트 베이스 부분에 고정하는 것이 알려져 있다. 이러한 방식으로 제조된 몰드 세그먼트는 예를 들어 US 2016/039160 A1에 알려져 있다.

적층 제조 방법에 의해, 개별 몰드 요소, 예를 들어 트레드에 사이프를 형성하는 라멜라 또는 트레드에 채널을 형성하는 리브를 제조하는 것이 또한 알려져 있다. DE 10 2012 102 322 A1은 공기압 차량 타이어용 가황 몰드를 제조하기 위한 방법을 개시하고 있으며, 여기서 라멜라는 SLM에 의해 제조되는 반면, 세그먼트 베이스 부분은 주조 방법 또는 기계가공 방법에 의해 제조되고, 이어서 라멜라가 도입된다. EP 2 987 630 A1로부터, SLM에 의해 네거티브 프로파일 요소(negative profile element)와 함께 적어도 하나의 몰드 세그먼트 베이스 부분을 제조하는 것이 또한 알려져 있다.

적층 방법에 의해 완전한 몰드 세그먼트를 제조하거나, 적층 방법에 의해 리브 또는 라멜라와 같은 성형 요소와 함께 빌드업(build-up)되는 제2 세그먼트 부분에 연결되고 예를 들어 강철로 제조된 세그먼트 부분을 사용하는, 알려진 몰드 세그먼트 제조 방법에서는, 대용적 부분(large-volume part)이 적층 방법을 사용하여 빌드업되어야 한다. 따라서, 제조는 시간-소모적이고, 대형 설비를 필요로 한다. 여기서는 구성요소에 대해 병렬로 작동하고 만족스러운 품질의 구성요소를 얻기 위해 서로 정확하게 매칭되어야 하는 다중 레이저 시스템이 사용된다. 만족스러운 몰드 세그먼트를 제공하는 데 필요한 후속 밀링가공 노력은 상당하다. 또한, 적층 방법을 사용하여 제조된 대용적 구성요소는 내부 응력 발생의 결과로서 뒤틀리는 경향이 있으며, 이는 구성요소 내부의 격자 구조의 소결과 같은 특수 제조 방법을 필요하게 한다. 특히, 선택적 레이저 용융과 같은 적층 방법에 의해 제조된 몰드 세그먼트 부분의 경우 복잡한 디자인을 갖는 몰드 부분, 특히 다수의 라멜라를 갖는 몰드 부분을 제조할 수 있다는 이점이 있다. 따라서, 그러한 몰드 부분은 겨울용 타이어 및 노르딕 타이어를 가황하기 위한 가황 몰드에서 큰 관심이 있다.

본 발명이 해결하려는 문제는 상기 단점을 갖지 않는 신규하고 혁신적인 방식으로 하이브리드 몰드 세그먼트 - 적층 방법에 의해 제조된 구성 부분을 조합하여 적층 방법에 의해 제조되지 않은 구성 부분을 갖는 몰드 세그먼트 - 를 제공하는 것이며, 이때 적층 방법의 이점은 완전히 유지하고자 한다.

본 발명에 따르면, 언급된 문제는, 채널을 형성하는 리브의 배열 및 프로파일에 적어도 부분적으로 대응하는 배열 및 프로파일을 갖는 리브로 구성된 리브 골격부가 베이스 부분으로부터 밀링가공되고,

주변 프레임 부분을 갖는 인서트가 적층 방법에 의해 빌드업되며,

인서트가 리브 골격부 내로 삽입되고, 상기 프레임 부분이 리브 골격부의 리브를 완성하여, 채널을 형성하는 리브가 형성되는, 방법에 의해 해결된다.

언급된 문제는 또한, 베이스 부분이 리브로 구성된 밀링가공된 리브 골격부를 가지며, 리브의 배열 및 프로파일이 채널을 형성하는 리브의 배열 및 프로파일에 적어도 부분적으로 대응하고, 적층 방법에 의해 제조되고 주변 프레임 부분을 갖는 인서트가 리브 골격부 내로 삽입되고, 프레임 부분이 리브 골격부의 리브를 완성하여, 채널을 형성하는 리브가 형성되는, 몰드 세그먼트에 의해 해결된다.

따라서, 본 발명의 경우에, 특히 정밀한 구성을 필요로 하는 몰드 세그먼트의 성형 부분의 해당 요소 또는 구성 부분은 적층 방법에 의해 제조된다. 인서트는 작은 시스템에서의 뒤틀림 및 내부 응력 없이 저렴하게 프린팅될 수 있는 작은 구성요소이며, 각각의 인서트는 레이저로 프린팅될 수 있다. 따라서, 다중 레이저의 사용과 연관된 어려움이 제거된다. 특히, 베이스 부분은 몰드 세그먼트에 관례적인 강철 합금 또는 알루미늄 합금으로 사전제조되고 밀링가공에 의해 리브 골격부가 제조되는 부분이며, 밀링가공된 베이스 부분은 리브 골격부가 특히 정밀하게 밀링가공될 수 있으므로 높은 치수 정확도를 갖는다. 리브 골격부에는 이미 일부의 리브가 제공되어 있으므로, 리브 골격부는, 무엇보다도, 인서트가 재료의 작은 적층 부분으로 빌드업될 수 있게 하기 때문에 특히 유리하다. 또한, 베이스 부분의 재료는 인서트를 빌드업하기 위한 금속 분말을 구성하는 재료에 대응할 수 있으며, 따라서 몰드 세그먼트의 구성 부분은 동일한 재료 팽창을 갖는다. 인서트를 제조하기 위한 프린팅에 대한 경비는 종래 기술에 따른 대용적 몰드 세그먼트 부분을 프린팅하는 것보다 실질적으로 적으며, 따라서 보다 적은 시간 및 보다 적은 재료가 요구되어, 비용이 상당히 더 낮아진다. 본 발명은 또한, 인서트가 교환될 수 있으며, 예를 들어 트레드의 개발 범위 내에서 상이한 리브 디자인 또는 표면 구조가 사용 중인 차량의 가황 타이어로 테스트되도록 의도된 경우 몰드 세그먼트의 큰 구성 부분 또는 심지어 몰드 세그먼트 자체의 교환이 필요하지 않다는 점에서, 타이어 가황 몰드의 몰드 세그먼트에 대한 모듈식 개념을 제공한다.

본 방법은 인서트가 라멜라 및/또는 마이크로-라멜라와 함께 적층 빌드업되는 경우에 특히 유리하다. 특히 복잡한 라멜라와 마이크로-라멜라는 특히 정밀하게 그리고 거의 모든 작은 간격으로 프린팅될 수 있다. 따라서, 본 방법은 겨울용 또는 노르딕 타이어의 프로파일링을 위한 몰드 세그먼트의 제조에 특히 유리하다.

바람직하게는 빌드 플레이트(building plate) 상에 내부 층과 함께 적층 빌드업되는 인서트는 인서트가 빌드업된 빌드 플레이트 부분과 함께 빌드 플레이트로부터 절단되고, 그에 따라 빌드 플레이트 부분이 인서트의 하부 플레이트를 형성하거나 부분적으로 형성하며, 이 인서트는 특히 치수적으로 안정적이다. 따라서, 빌드 플레이트 부분은 인서트의 구성 부분이며, 내부 층이 적층 빌드업되는 경우 또한, 이러한 하부 플레이트와 함께 인서트를 형성한다. 내부 층은 타이어 트레드의 포지티브 표면을 형성하는 몰드 표면을 형성한다.

대안적인 실시예에서, 인서트는 내부 층과 함께 빌드 플레이트 상에 적층 빌드업되고, 이어서 인서트는 빌드 플레이트로부터 분리되며, 그에 따라 내부 층이 인서트의 하부 플레이트를 형성한다. 내부 층은, 제공된 프레임 부분과 함께, 베이스 부분에 설치되고 가능하게는 베이스 부분으로부터 제거될 때 인서트의 취급 안정성을 보장한다.

다른 대안예에서, 인서트는, 인서트에 맞춰진 빌드 플레이트 부분, 특히 빌드 플레이트로부터 소정 크기로 절단된 빌드 플레이트 부분 상에, 바람직하게는 내부 층과 함께 적층 빌드업된다. 또한 이러한 변형예에서는 치수적으로 안정적인 인서트가 얻어질 수 있다.

바람직한 개선예에 따르면, 내부 층에는 적어도 하나의 표면 구조물이 적층 빌드업될 수 있다. 인서트의 내부 층은 이러한 내부 층이 상이하게 구조화된 부분 영역으로 구성되도록 상이한 구조물을 가질 수 있고/있거나, 내부 층이 다른 인서트의 내부 층의 구조물과 상이한 구조물을 가질 수 있는 인서트가 빌드업될 수 있다.

따라서, 몰드 세그먼트는 바람직하게는 하부 플레이트를 갖는 삽입된 인서트를 가지며, 하부 플레이트 각각은 적층 빌드업된 내부 층, 또는 적층 빌드업된 내부 층 및 인서트가 빌드업된 빌드 플레이트의 일부로 구성된다. 가황될 타이어의 트레드는 트레드의 프로파일 요소의 포지티브 표면을 형성하기 위한 몰드 표면인 만곡된 외부면을 갖는 내부 층에 의해 의도된 만곡된 외부 윤곽을 얻는다.

추가의 바람직한 실시예에서, 추가 리브에 의해 세분할되거나 분할되는 인서트가 적층 빌드업된다. 예를 들어, 트레드에 블라인드 홈(blind groove)을 형성하도록 의도된 리브가 제공되는 경우, 이와 같은 인서트를 빌드업하는 것이 적절하다. 또한, 이러한 실시예는 예를 들어 프로파일 블록을 보다 작은 프로파일 블록 요소로 세분할하는 채널을 형성하는 특히 상대적으로 좁은 리브가 제공되는 경우에 유리하다. 이러한 유형의 인서트는 또한 몰드 세그먼트 경계에서 사용되는 인서트일 수 있으며, 예를 들어 몰드 세그먼트 경계에 의해 "분할된" 제2 인서트의 일부를 추가로 갖는다.

따라서, 몰드 세그먼트에는, 가황될 타이어의 트레드에 대응하는 좁고 얕은 사이프를 형성하기 위해 리브에 의해 추가로 세분할되거나 분할되고 선택적으로 마이크로-라멜라가 제공된 인서트가 제공되는 것이 바람직하다.

추가의 바람직한 실시예에서, 숄더 장식부 또는 숄더 장식 리브의 섹션을 갖는 인서트가 적층 빌드업된다. 이러한 실시예는 특히 비교적 복잡한 장식 요소 등이 실현되도록 의도될 때 고려된다.

상기 방법의 대안적인 실시예에서, 표면 장식 요소를 갖는 숄더 장식 리브는 베이스 부분에서 밀링가공된다. 알려진 바와 같이, 숄더 장식 리브는 가황될 타이어의 트레드의 해당 영역을 형성하며, 이미 트레드의 지면-접촉 부분 외측에 있고 타이어의 숄더 곡률을 따른다. 디자인에 따라, 숄더 장식 리브는 밀링가공에 의해 정밀하고 저렴하게 생성될 수 있다. 언급된 바와 같이 숄더 장식 리브의 섹션이 적층 빌드업되는 인서트는 보다 많은 경비 및 보다 높은 제조 비용을 필요로 할 수 있다. 따라서, 몰드 세그먼트는 표면에 밀링가공된 장식 요소를 가진 밀링가공된 숄더 장식 리브를 갖는 베이스 부분, 또는 숄더 장식부 또는 숄더 장식 리브의 섹션을 갖는 인서트를 갖는다.

베이스 부분에 대한 인서트의 위치설정 위치에서, 편평한 하부면을 갖는 함몰부는 바람직하게는 리브 골격부의 리브 사이에서 밀링가공되며, 베이스 부분에서의 함몰부의 배향은 가황될 타이어의 트레드의 의도된 외부 윤곽에 맞춰지고, 함몰부는 또한 인서트의 하부 플레이트의 두께에 맞는 깊이로 밀링가공된다.

따라서, 몰드 세그먼트는 바람직하게는 리브 골격부의 리브 사이 및 리브와 숄더 장식 리브 사이에 편평한 하부면을 갖는 함몰부를 갖는 상응하게 설계된 베이스 부분을 갖는다.

가황될 타이어를 가황 몰드 내로 몰딩할 때 필요한 몰드 통기를 보장하기 위해, 바람직한 실시예에서, 함몰부의 하부면 내로 도달하는 통기 구멍이 베이스 부분에 형성되고, 빌드 플레이트에는 베이스 부분의 통풍구 위치와 상관되는 위치를 갖는 통기 구멍이 제공된다. 인서트가 베이스 플레이트에 나사결합되어야 하는 경우, 나사형 보어(threaded bore)가 빌드 플레이트에 이미 생성되어 있을 수 있다. 따라서, 몰드 세그먼트의 베이스 부분은 함몰부의 하부면에 도달하는 통기 구멍을 가지며, 인서트의 하부 플레이트는 바람직하게는 통기 구멍에 의해 관통되고, 이 통기 구멍의 위치는 베이스 부분의 통기 구멍의 위치와 상관된다.

따라서, 인서트의 내부 층은 또한 바람직하게는 구멍을 비워두고 빌드업되고, 구멍의 위치는 빌드 플레이트의 통기 구멍의 위치에 대응한다.

베이스 부분에서의 밀링 작업은, 바람직한 실시예에 따르면, 베이스 부분의 함몰부에 둥근 코너 영역이 밀링가공되도록 하는 방식으로 수행되는 경우 단순화된다. 그러면, 적층 방법에 따라 빌드업되는 인서트에는 그에 상응하게 둥근 외부 코너 영역 및 또한 날카로운 에지의 내부 코너가 특히 정밀한 방식으로 적층 빌드업될 수 있다. 따라서, 바람직한 디자인의 베이스 부분에는 또한 둥근 코너 영역을 갖는 함몰부가 제공되고, 인서트는 그에 상응하게 둥근 외부 코너 영역, 및 원하는 경우 날카로운 에지의 내부 코너를 갖는다.

몰드 세그먼트의 베이스 부분이 강철 합금 또는 알루미늄 합금으로 구성되는 경우 특히 유리하며, 이는 이러한 재료가 특히 잘 밀링가공될 수 있기 때문이다.

본 발명은 또한 청구항 14 내지 25 중 어느 한 항에 따른 몰드 세그먼트를 갖는 세그먼트 링을 포함하는 공기압 차량 타이어용 가황 몰드에 관한 것이다.

이제, 본 발명의 추가 특징, 이점 및 세부사항이 예시적인 실시예를 도시하는 부분적으로 개략적인 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다. 도면에 있어서:
도 1은 삽입된 인서트와 함께 베이스 부분으로 구성된 타이어 가황 몰드의 몰드 세그먼트 부분의 도면을 도시하고,
도 2는 관련 베이스 부분의 도면을 도시하고,
도 3은 관련 인서트의 도면을 도시하고,
도 4는 빌드업 인서트를 갖는 빌드 플레이트의 개략도를 도시하고,
도 5는 빌드 플레이트로부터 절단된 인서트의 개략도를 도시하고,
도 6은 개별 인서트의 개략도를 도시하고,
도 7은 베이스 부분 내로 삽입된 인서트의 상세도를 도시한다.

하기의 설명에서, "반경방향"은 트레드 외부면을 형성하는 몰드 표면에 수직인 방향을 의미하는 것으로 이해된다. "축방향"은 가황될 타이어의 회전축과 평행한 방향을 의미하는 것으로 이해된다.

도 1은 타이어 가황 몰드의 세그먼트 링의 몰드 세그먼트의 몰드 세그먼트 부분(1)의 도면을 도시하며, 특히 내부 측면 - 몰드 캐비티와 대면하는 측면 - 이 보여질 수 있다. 종래의 세그먼트 링은 예를 들어 7 개 내지 14 개의 몰드 세그먼트로 구성되며, 몰드 세그먼트 각각은 내부 측면과 반대측에 몰드 세그먼트 스파인(mold segment spine)을 갖고, 몰드 세그먼트 스파인을 통해 몰드 세그먼트는 타이어 가황 몰드의 세그먼트 슈(segment shoe)에 자체적으로 알려진 방식으로 배열된다. 몰드 세그먼트 부분(1)은, 그 내부 측면에, 가황될 타이어의 트레드에 제공된 프로파일링에 따라 도시된 실시예에서 프로파일 네거티브 요소, 리브(3) 및 라멜라(4)인 몰드 요소를 갖는다.

몰드 세그먼트 부분(1)의 배면측은 예를 들어 단순한 원통형 표면이며, 따라서 몰드 세그먼트 부분(1)은 적절하게 설계된 어댑터에 의해 가황 몰드의 세그먼트 슈에 부착된다. 특히 몰드 세그먼트 부분(1)의 배면측 상에 나사로 고정되거나 텅-그루브(tongue and groove) 또는 도브테일(dovetail) 연결 또는 다른 포지티브 또는 물질적으로 결합된 연결을 통해 몰드 세그먼트 부분(1)에 연결되는 어댑터가 사용된다. 대안적인 실시예에서, 몰드 세그먼트 부분(1) 자체는 가황 몰드의 용기에 대한 인터페이스로서 이미 설계되어 있다.

라멜라(7)는 (새 타이어의 트레드 주변부에서) 0.4 ㎜ 내지 1.0 ㎜ 정도의 크기의 폭으로 가황될 타이어의 트레드에 사이프를 형성하고, 리브(3)는 가황될 타이어의 트레드에 채널을 형성하며, (새 타이어의 트레드 주변부에서) 채널의 폭은 1.0 ㎜ 초과, 특히 최대 6.0 ㎜이다. 또한, 트레드에 약 0.2 ㎜ 내지 0.3 ㎜의 폭 및 깊이를 갖는 좁고 얕은 사이프를 통상적으로 형성하고 마이크로-라멜라로 지칭되는 것인 라멜라를 제공하는 것이 가능하다. 도 1에 도시된 실시예에서, 리브(3) 및 라멜라(4)는 가황될 타이어의 트레드에서 전형적인 겨울용 타이어 프로파일을 형성한다. 예에서, 서로 평행하게 그리고 각각의 몰드 세그먼트 부분(1)의 내부 측면의 폭을 가로질러 연장되는 다수의 V자형 리브(3)가 또한 제공되며, 또한 몰드 세그먼트(1)의 원주방향으로 비스듬하게 연장되고 V자형 리브(3)를 세분할하는 추가 리브(3)가 있다. 숄더측(shoulder side)에는, 숄더측에서 연장되는 V자형 리브(3)의 섹션 사이의 중앙에 이들 섹션과 평행하게 존재하는 리브(3)에 의한 추가 분할이 있다. 숄더 장식 리브(2)가 몰드 세그먼트 부분(1)의 측방향 에지를 형성한다. 리브(3) 및 숄더 장식 리브(2)를 둘러싸는 모든 표면 요소에는 각각의 경우에 파형의 다수의 라멜라(4)가 있다. 타이어의 숄더 장식부를 형성하기 위한 장식 요소(5) 형태의 편평한 구조물은 숄더 장식 리브(2)의 상부 측면 - 몰드 캐비티와 대면하는 몰드 세그먼트 부분(1)의 측면 - 에 위치된다. 숄더 장식 리브(2) 사이의 V자형 리브(3)로 인해, 형성된 프로파일 네거티브는 서로에 대해 V자형 방식으로 연장되는 피치(pitch) - 몰드 세그먼트 부분의 각 절반에서 원주방향으로 동일한 방식으로 반복되는 네거티브 섹션 - 로 분할된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 몰드 세그먼트 부분(1)은 금속 재료, 특히 강철 합금 또는 알루미늄 합금으로 제조된 베이스 부분(6), 및 베이스 부분(6) 내로 삽입된 다수의 인서트(7)로 구성된다. 그 제조에 대해 하기에서 추가로 보다 상세하게 설명되는 인서트(7) 각각은 가황될 타이어의 트레드에 형성될 블록의 외부면에 따라 형성된 편평한 하측면 및 내부 측면을 갖는 하부 플레이트(7a)(도 6)를 갖는다. 하부 플레이트(7a)는 중앙보다 주변부에서 약간 더 큰 두께(d)를 갖는다. 따라서, 하부 플레이트(7a)의 내부 측면은 지면과 접촉하는 트레드의 외부면을 형성하기 위한 몰드 표면을 형성한다.

이제, 베이스 부분(6)의 디자인이 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다. 베이스 부분(6)은 측방향 에지에 밀링가공된 장식 요소(5)를 갖는 밀링가공된 숄더 장식 리브(2), 및 밀링가공된 리브 골격부(8)를 갖는 밀링가공된 부분이다. 리브 골격부(8)는 리브(8')로 구성되며, 리브(8')의 배열 및 프로파일은 리브(6)의 배열 및 프로파일에 대응하지만, 리브(8')는 리브(6)보다 좁고, 리브(6)의 플랭크 섹션(flank section)이 리브 플랭크(8'a)에는 없다. 후술하는 바와 같이, 이러한 플랭크 섹션은 인서트(7)의 프레임 부분(7b)에 의해 보완된다. 바람직한 실시예에 따르면, 리브 플랭크(8'a)는 도 2에 도시된 바와 같이 반경방향으로 배향된 편평한 표면이다. 원칙적으로, 리브 플랭크(8'a)는 언급된 인서트(7)의 위로부터의 플러시 삽입(flush insertion)이 가능하도록 하는 방식으로 밀링가공되며; 따라서, 리브 플랭크(8'a)는 예를 들어 반경방향에 대해 약간 경사질 수 있다.

리브(8')의 팁의 레벨은 리브(3)의 레벨에 대응한다. 그러나, 리브(8')는 리브(3)보다 큰 높이를 가지며, 이는 리브 골격부(8)의 리브(8')가 숄더 장식 리브(2)와 함께 숄더측에서 편평한 하부면(9)을 갖는 보다 깊게 밀링가공된 함몰부를 둘러싸기 때문이다. 함몰부의 깊이는 인서트(7)가 삽입될 때 몰드 표면을 형성하는 인서트(7)의 내부 측면이 의도된 몰드 표면 레벨에 위치되도록 하는 방식으로 인서트(7)의 하부 플레이트(7a)의 최대 두께(d)에 맞춰진다.

하부면(9)의 배향은 가황될 타이어의 트레드의 외부 측면의 원하는 라운딩 또는 윤곽에 맞춰지고, 바람직하게는 각각의 하부면(9)은 기하학적 중심점을 통해 언급된 외부 윤곽에 대해 반경방향으로 배향된 직선에 직각으로 정렬된다. 따라서, 사실상 축방향으로 배향된 하부면(9)은 베이스 부분(6)의 중앙 영역에 위치된다.

숄더 장식 리브(2) 상의 장식 요소(5)는, 예를 들어 그리고 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 리브 골격부(8)의 리브(8')로 이어지는 편평하고 좁은 융기부를 갖는다.

통기를 위해, 베이스 부분(6)은 하부면(9)과 그 배면측 사이에 천공되어 있으며, 각각의 경우에 통기를 위해 하부면(9)마다 다수의 구멍(11a)이 생성되거나(도 2), 1 개 또는 2 개의 구멍(11a)이 생성되고, 구멍(11a) 또는 구멍(11a)에 연결된 채널 네트워크 유형의 편평한 함몰부가 각각의 하부면(9)에 밀링가공된다. 구멍(11a)은 그 위치가 인서트(7)의 라멜라(4)의 위치와 일치하지 않도록 하는 방식으로 배열된다.

다수의 인서트(7)가 적층 방법, 특히 선택적 레이저 용융에 의해 빌드 플레이트 (10) 상에 빌드업된다. 빌드 플레이트(10)는 편평한 플레이트이고, 바람직한 실시예에서 플레이트의 두께는 또한 베이스 부분(6)에서의 언급된 함몰부의 요구 깊이를 결정한다. 먼저, 빌드 플레이트(10)에는 베이스 부분(6)의 구멍(11a)의 배열에 대응하는 구멍(11b)(도 4 및 도 5) 또한 제공된다. 하부면(9)에 제공될 수 있는 밀링가공된 채널 네트워크에 대응하는 채널 네트워크 형태의 함몰부가 형성될 수 있지만, 이것은 절대적으로 필요한 것은 아니며, 이는 하부면(9) 상에 밀링가공된 채널 네트워크가 통상적으로 이미 양호한 통기를 보장하기 때문이다.

빌드 플레이트(10)는 3D 프린터에 적절하게 정렬 및 위치되고, 생성된 구멍(11b)은 빌드 플레이트(10)의 상부 측면과 동일한 높이로 금속 분말 등으로 충전된다. 이어서 개별 인서트(7)는, 제공된 라멜라, 임의의 마이크로-라멜라, 다른 표면 구조물, 선택적으로 문자, 트레드웨어 인디케이터(tread wear indicator) 등과 함께, 의도된 디자인으로 층별로 빌드업된다. 통기 구멍은 빌드 플레이트(10)의 구멍(11b)의 위치에 비워져 있다. 얇은 내부 층(12)(도 4)은 바람직하게는 몰드 표면의 의도된 곡률에 대응하는 만곡된 방식으로 빌드 플레이트의 상부 측면에 빌드업된다. 인서트(7)에는 또한, 인서트(7)가 베이스 부분(6) 상의 의도된 위치에 삽입될 때 리브 골격부(8)의 리브(8')가 완전한 리브(3)를 형성하도록 보완되도록 하는 방식으로 설계된 주변 프레임 부분(7b)(도 6)이 빌드업된다. 숄더측에 위치되어야 하는 인서트(7)의 경우에, 프레임 부분(7b)은 리브(8')와 접하는 3 개의 측면에만 형성된다. 리브를 갖는 트레드 프로파일의 실제 디자인에 따라, 프로파일링을 성형하는 관련 인서트는 또한 2 개의 측면에만 프레임 부분을 가질 수 있고/있거나, 트레드에 보다 큰 프로파일 블록, 하나 초과의 프로파일 블록 또는 다른 블록-유사 구조물을 형성하도록 하는 방식으로 설계될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 빌드업된 인서트(7)는, 이들이 직접 빌드업된 빌드 플레이트 부분과 함께, 예를 들어 레이저 빔 또는 워터 제트에 의해 또는 기계적으로 빌드 플레이트(10)로부터 절단된다. 필요한 경우 정합면(mating surface)이 재작업된다. 이러한 시점에서, 통기 밸브가, 제공되는 경우, 빌드 플레이트(10) 및 내부 층(12)을 관통하는 구멍(11b)에 삽입될 수 있다. 이와 같은 인서트(7)의 하부 플레이트(7a)는 빌드 플레이트 부분 및 내부 층(12)으로 구성된다. 대안적인 실시예에서, 인서트(7)는 하부 플레이트(7a)가 내부 층(12)에 의해 형성되도록 빌드 플레이트(19)의 상부 측면을 따라 분리되고, 예를 들어 절단된다. 베이스 부분(6)의 함몰부의 밀링 깊이는 의도된 디자인에 따라 달라진다.

베이스 부분(6) 상의 위치에 인서트(7)를 위치설정 및 삽입하는 것이 후속적으로 일어난다. 인서트(7)는 삽입 전에 베이스 부분(6)을 가열함으로써, 바람직하게는 수축에 의해 베이스 부분(6)에 고정적으로 연결된다. 또한, 인서트(7)는 나사결합 또는 용접에 의해 베이스 부분(6)에 연결될 수 있다. 인서트(7)의 하부 플레이트(7b)의 구성 부분으로서 빌드 플레이트 부분을 갖는 실시예에서, 암나사산을 갖는 나사 구멍이 빌드 플레이트 및 베이스 부분에 생성될 수 있으며, 그에 따라 인서트(7)가 용이하게 교환될 수 있다.

날카로운 에지의 코너를 갖는 베이스 부분(6)의 함몰부를 밀링가공하는 것은 많은 비용이 든다. 따라서, 함몰부의 코너 영역은 바람직하게는 둥근 방식으로 밀링가공된다. 인서트(7) 상의 프레임 부분(7b) 사이의 코너 영역은 적층 빌드업 방법 동안에 함몰부의 둥근 코너 영역에 대응하여, 외부측에서 둥근 형태로 빌드업되고, 프레임 부분(7b) 사이의 내부 코너는 도 7에 도시된 바와 같이 날카로운 에지로 빌드업된다.

특히, 몰드 세그먼트 분할은 완전한 인서트가 사용될 수 있도록 하는 방식으로 이루어진다. 대안적으로, 인서트가 2 개의 부분으로 적층 빌드업되도록 적층 빌드업 방법을 위한 데이터에 인서트의 "분할"이 존재한다.

또한, 인서트(7) 자체는 예를 들어 이러한 인서트(7)를 세분할하거나 인서트 요소로 분할하는 리브를 추가로 가질 수 있다. 리브 골격부(8)는, 프로파일이 중단되고 인서트의 프레임 부분을 보완하는 리브를 가질 수 있다.

인서트의 적층 빌드업은 베이스 부분(6)에서의 밀링 작업과 마찬가지로 소프트웨어 제어에 의해 완전히 자동으로 이루어진다.

1 : 몰드 세그먼트
2 : 숄더 장식 리브
3 : 리브
4 : 라멜라
5 : 장식 요소
6 : 베이스 부분
7 : 인서트
7a : 하부 플레이트
7b : 프레임 부분
8 : 리브 골격부
8' : 리브
8'a : 리브 플랭크
9 : 하부면
10 : 빌드 플레이트
11a, 11b : 구멍
12 : 내부 층
d : 두께

Claims (27)

1. 프로파일 요소를 둘러싸거나 획정하는 채널을 형성하는 리브(rib)(3)를 가진 몰드 측면을 갖는 금속 베이스 부분(6)을 갖는, 트레드(tread)의 프로파일링을 형성하기 위한 공기압 차량 타이어용 가황 몰드의 몰드 세그먼트(mold segment)를 제조하기 위한 방법으로서,
   채널을 형성하는 리브(3)의 배열 및 프로파일에 적어도 부분적으로 대응하는 배열 및 프로파일을 갖는 리브(8')로 구성된 리브 골격부(8)가 상기 베이스 부분(6)으로부터 밀링가공되고,
   주변 프레임 부분(7b)을 갖는 인서트(7)가 적층 방법에 의해 빌드업(build-up)되며,
   상기 인서트(7)가 상기 리브 골격부(8) 내로 삽입되고 상기 프레임 부분(7b)이 상기 리브 골격부(8)의 리브(8')를 완성하여, 상기 채널을 형성하는 리브(3)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 인서트(7)는 라멜라(lamellae)(4) 및/또는 마이크로-라멜라와 함께 적층 빌드업되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 인서트(7)는, 바람직하게는 내부 층(12)과 함께, 빌드 플레이트(building plate)(10) 상에 적층 빌드업되고, 상기 인서트(7)가 빌드업된 빌드 플레이트 부분과 함께 상기 빌드 플레이트(10)로부터 절단되며, 그에 따라 상기 빌드 플레이트 부분이 상기 인서트(7)의 하부 플레이트(7a)를 형성하거나 부분적으로 형성하는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인서트(7)는 내부 층(12)과 함께 빌드 플레이트(10) 상에 적층 빌드업되고, 이어서 상기 인서트(7)는 상기 빌드 플레이트(10)로부터 분리되며, 그에 따라 상기 내부 층(12)이 상기 인서트(7)의 하부 플레이트(7a)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인서트(7)는, 상기 인서트(7)에 맞춰진 빌드 플레이트 부분, 특히 빌드 플레이트(10)로부터 소정 크기로 절단된 빌드 플레이트 부분 상에, 바람직하게는 내부 층(12)과 함께 적층 빌드업되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 인서트(7)의 내부 층(12)에는 적어도 하나의 표면 구조물이 적층 빌드업되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 추가 리브에 의해 세분할되거나 분할되는 인서트(7)가 적층 빌드업되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 숄더 장식부 또는 숄더 장식 리브(2)의 섹션을 갖는 인서트(7)가 적층 빌드업되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 표면 장식 요소(5)를 갖는 숄더 장식 리브(2)가 상기 베이스 부분(6)에서 밀링가공되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 편평한 하부면(9)을 갖는 함몰부가 상기 리브 골격부(8)의 리브(8') 사이에서 밀링가공되고, 상기 베이스 부분(6)에서의 상기 함몰부의 배향은 가황될 타이어의 트레드의 의도된 외부 윤곽에 맞춰지고, 상기 함몰부는 상기 인서트(7)의 하부 플레이트(7a)의 두께에 맞는 깊이로 밀링가공되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 함몰부의 하부면(9) 내로 도달하는 통기 구멍(11a)이 상기 베이스 부분(6)에 형성되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빌드 플레이트(10)에는 상기 베이스 부분(6)의 통기 구멍(11a)의 위치와 상관되는 위치를 갖는 통기 구멍(11b) 및 선택적으로 나사형 보어(threaded bore)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인서트(7)의 내부 층(12)은 구멍을 비워두고 빌드업되고, 상기 구멍의 위치는 상기 빌드 플레이트(10)의 통기 구멍(11b)의 위치에 대응하는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 부분(6)의 함몰부에는 둥근 코너 영역이 밀링가공되고, 상기 인서트(7)에는 그에 상응하는 둥근 외부 코너 영역 및 선택적으로 날카로운 에지의 내부 코너가 빌드업되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트를 제조하기 위한 방법.
15. 금속 베이스 부분(6), 및 프로파일 요소를 둘러싸고/둘러싸거나 획정하는 채널을 형성하기 위한 리브(3)를 갖는, 공기압 차량 타이어의 트레드의 프로파일링을 형성하기 위한 공기압 차량 타이어용 가황 몰드의 몰드 세그먼트로서,
    상기 베이스 부분(6)은 리브(8')로 구성된 밀링가공된 리브 골격부(8)를 가지며, 상기 리브(8')의 배열 및 프로파일은 채널을 형성하는 리브(6)의 배열 및 프로파일에 적어도 부분적으로 대응하고, 적층 방법에 의해 제조되고 주변 프레임 부분(7b)을 갖는 인서트(7)가 상기 리브 골격부(8) 내로 삽입되고, 상기 프레임 부분이 상기 리브 골격부(8)의 리브(8')를 완성하여, 채널을 형성하는 리브(3)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트.
16. 제15항에 있어서, 상기 몰드 세그먼트는 리브에 의해 추가로 세분할되거나 분할되는 인서트(7)를 갖는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 인서트(7)는 하부 플레이트(7a)를 갖고, 상기 하부 플레이트(7a) 각각은 적층 빌드업된 내부 층(12), 또는 적층 빌드업된 내부 층(12) 및 상기 인서트(7)가 빌드업된 빌드 플레이트의 일부로 구성되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트.
18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몰드 세그먼트는 라멜라 및/또는 마이크로-라멜라가 제공된 인서트(7)를 갖는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트.
19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 층(12)은 상기 프로파일 요소의 포지티브 표면을 형성하기 위한 몰드 표면인 만곡된 외부면을 갖는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트.
20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몰드 세그먼트는 숄더 장식부 또는 숄더 장식 리브(2)의 섹션을 갖는 인서트(7)를 갖는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트.
21. 제15항에 있어서, 상기 베이스 부분(6)은 상기 표면 상에 밀링가공된 장식 요소(5)를 갖는 밀링가공된 숄더 장식 리브(2)를 갖는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트.
22. 제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리브 골격부(8)의 리브(8') 사이 및 선택적으로 상기 리브 골격부(8)의 리브(8')와 상기 숄더 장식 리브(2) 사이의 상기 베이스 부분(6) 상의 상기 리브 골격부(8)는 편평한 하부면(9)을 갖는 함몰부를 가지며, 상기 베이스 부분(6)에서의 상기 함몰부의 배향은 상기 가황될 타이어의 트레드의 의도된 외부 윤곽에 맞춰지고, 상기 함몰부는 상기 인서트(7)의 하부 플레이트(7a)의 두께에 맞는 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트.
23. 제15항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 부분(6)은 상기 함몰부의 하부면(9) 내로 도달하는 통기 구멍(11a)을 갖는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트.
24. 제15항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인서트(7)의 하부 플레이트(7a)는 통기 구멍(11b)에 의해 관통되고, 상기 통기 구멍(11b)의 위치는 상기 베이스 부분(6)의 통기 구멍(11a)의 위치와 상관되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트.
25. 제15항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 부분(6)의 함몰부는 둥근 코너 영역을 가지며, 상기 인서트(7)는 그에 상응하게 둥근 외부 코너 영역 및 선택적으로 날카로운 에지의 내부 코너를 갖는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트.
26. 제15항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 부분(6)은 강철 합금 또는 알루미늄 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 가황 몰드의 몰드 세그먼트.
27. 제15항 내지 제26항 중 어느 한 항에 청구된 몰드 세그먼트를 갖는 세그먼트 링을 포함하는, 공기압 차량 타이어용 가황 몰드.

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