-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Ausformen und Vulkanisieren von Reifen für Fahrzeugräder.
-
Das
Verfahren weist in seinem allgemeinen Aspekt die folgenden Schritte
auf: Anordnen eines herzustellenden Reifens auf einem toroidförmigen Träger, der
eine Außenfläche hat,
die im Wesentlichen komplementär
zu einer Innenfläche
des Reifens ist, Einschließen
des Reifens und des toroidförmigen Trägers in
einem Formhohlraum, der in einer Vulkanisierform ausgebildet ist
und Wände
hat, die zu einer Außenfläche des
Reifens nach Abschluss des Vulkanisierens komplementär sind,
Pressen der Außenfläche des
Reifens gegen die Wände
des Formhohlraums und Anlegen von Wärme an den herzustellenden
Reifen, um eine molekulare Vernetzung herbeizuführen.
-
Bei
herkömmlichen
Herstellungsverfahren müssen
die Bauelemente des Reifens, wie die Karkassenlagen, Aufbauten zur
Festlegung des Ringwulstes, der Gurtaufbau, Seitenwände, die
Lauffläche
usw., zunächst
im Wesentlichen getrennt voneinander ausgebildet und dann während des
Aufbauprozesses des Reifens zusammengefügt werden.
-
Die
Anmelderin neigt gegenwärtig
dazu, Produktionsverfahren zu verwenden, die es möglich machen,
die Produktion und Lagerung der Bauelemente, die gewöhnlich als
Halbfabrikate bekannt sind, zu minimieren oder eventuell auszuschließen.
-
In
der Praxis hat sich die Forschung und Entwicklung zu neuen Prozessgestaltungen
ausgerichtet, die es ermöglichen,
dass die Bauelemente direkt in dem herzustellenden Reifen in einer
vorgegebenen Sequenz ausgebildet werden.
-
Diesbezüglich wurden
kürzlich
durch die Anmelderin in einigen Fällen Produktionsprozesse vorgeschlagen
und entwickelt, bei denen die Bauelemente während des Aufbaus auf einem
starren toroidförmigen
Träger
zusammengefügt
werden, der dann in eine Vulkanisierform zusammen mit dem Rohreifen
eingebracht wird. Nach Abschluss der Vulkanisierung wird der toroidförmige Träger aus
der Vulkanisiereinheit herausgezogen und aus dem Reifen entfernt.
-
Damit
dieses Entfernen erfolgen kann, wird normalerweise ein kollabierbarer
oder zerlegbarer toroidförmiger
Träger
verwendet, der aus einer Vielzahl von Umfangssektoren besteht, die
beispielsweise einzeln in Radialrichtung zur Drehachse des Reifens zurückgezogen
werden können,
so dass sie aus ihrem Eingriff mit dem Reifen durch anschließendes Hindurchführen durch
den Raum gelöst
werden können,
der zwischen den Wulsten des Reifens gebildet wird.
-
Ein
toroidförmiger
Träger
dieser Bauweise hat insbesondere eine Vielzahl von Sektoren, die
am Umfang um eine geometrische Bezugsachse herum angeordnet sind,
um eine Außenfläche zu bilden,
die im Wesentlichen die Innenform des herzustellenden Reifens wiedergibt,
einen Flansch, der wenigstens ein Verbindungselement für den Eingriff
mit einer Handhabungsvorrichtung trägt, einen Gegenflansch, der
für seine
Funktion in einer Position in Eingriff gebracht werden kann, die
dem Flansch axial gegenüberliegt,
sowie Eingriffselemente, die die Sektoren zwischen dem Flansch und
dem Gegenflansch festhalten können.
-
Bezogen
auf den Vulkanisierprozess beschreibt die
EP 976 533 (im Namen der Anmelderin) ein
Verfahren, das dadurch ausgeführt
wird, dass wenigstens ein Fluid (beispielsweise eine Mischung aus Stickstoff
und Wasserdampf) mit hoher Temperatur und hohem Druck in einem Raum
eingespritzt wird, der zwischen der Innenfläche des Reifens und der Außenfläche des
toroidförmigen
Trägers
gebildet wird. Das Fluid wird durch geeignete Zuführkanäle zugeführt, die
durch den toroidförmigen
Träger
hindurch ausgebildet sind und an seiner Außenfläche münden. Dieses Fluid überträgt Wärme und
Druck direkt auf die Innenfläche
des Reifens, die mit einer Bahn aus undurchlässigem Kautschuk abgedeckt
ist, die auf diesem Gebiet als "Auskleidung" bekannt ist, was
dazu führt,
dass die Abdeckung an der Krone mit dem gewünschten Betrag expandiert,
wodurch eine zufrieden stellende Ausformung erreicht wird.
-
Insbesondere
erfolgt die Vulkanisierung bei einem konstanten Volumen in den Seitenwänden, während an
der Krone eine variable Expansion in der Größenordnung von 0,5% bis 5%
vorhanden ist, was von der Art des herzustellenden Reifens abhängt, um den
Materialien die richtige Dehnung zu geben, die für das Verhalten des Reifens
wesentlich ist, wenn er sich im Einsatz befindet.
-
Die
undurchlässige
Bahn (Auskleidung) wird auf der Trommel dadurch ausgebildet, dass
am Umfang um sie herum eine Bahn aus elastomerem Material gewickelt
wird, die vorzugsweise im Augenblick der Ablage extrudiert wird
und die sich von einer Seite der Trom mel zur anderen in einer Vielzahl
von axial benachbarten und/oder teilweise überlappenden Windungen erstreckt.
-
Die
Anmelderin hat erkannt, dass die Verwendung des Vulkanisierfluids
mit hohem Druck und hoher Temperatur in direktem Kontakt mit der
Oberfläche
der Auskleidung leichte Fehler im Aussehen des vulkanisierten Reifens
erzeugen kann, beispielsweise Blasen oder andere Oberflächenmängel in
der Masse der Auskleidung, die, obwohl sie keinen Einfluss auf das
Verhalten und die Betriebssicherheit des Reifens im Einsatz haben,
eine Aussonderung des Produkts verursachen, weil sein Aussehen für den Markt
nicht akzeptabel ist, was zu einer Reduzierung des Ausstoßes des
Systems und zu einer Erhöhung
der Kosten des Endprodukts führt.
-
Die
Verwendung der bekannten Vulkanisierbalgen ist jedoch bei einem
automatischen System der oben beschriebenen Art nicht machbar.
-
Der
Grund dafür
besteht darin, dass der bekannte Vulkanisierbalg, der sich von einem
Wulst zum anderen über
der radial äußeren Fläche des
toroidförmigen
Trägers
erstreckt, eine solche geometrische Auslegung hat, die automatische
Vorgänge
der Festlegung des Balgs an dem Träger oder sein Entfernen von
dem Träger
nicht zulässt,
der, wie oben erwähnt,
demontierbar gebaut sein muss.
-
Die
Anmelderin hat erkannt, dass die vorstehenden Probleme dadurch gelöst werden
können, dass
zwischen die Kronenfläche
des toroidförmigen Trägers und
die innere Reifenfläche
eine flexible Membran eingelegt wird, die wärmewiderstandsfähig, chemisch
inert, elastisch und für
Vulkanisierfluid undurchlässig
ist.
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich deshalb hauptsächlich auf
eine anspruchsgemäße Vorrichtung
zum Ausformen eines Rohreifens.
-
Vorzugsweise
ist die Membran mit Vorrichtungen zum Festlegen auf dem Träger versehen,
die sich längs
der Ränder
des Bandes befinden. Besonders bevorzugt ist sie mit wenigstens
einer Koppelungsvorrichtung versehen, die im Wesentlichen aus einem
langgestreckten Schenkel besteht, der senkrecht von seiner radial
inneren Fläche
vorsteht, die in ein entsprechendes Loch eingeführt werden kann, das in dem
Träger
ausgebildet ist, und eine solche Länge hat, dass sich die Membran
von der radial äußeren Fläche des
Trägers
wegbewegen kann.
-
Im
Rest der Beschreibung und in den Ansprüchen bezeichnet der Ausdruck "Ausformen", wenn es nicht anders
spezifiziert ist, sowohl den eigentlichen Ausformprozess als auch
den ihn begleitenden Vulkanisierprozess.
-
Der
Ausdruck "Kronenfläche" bezeichnet den Teil
des toroidförmigen
Trägers,
von dem sich der Rohreifen während
des Ausformprozesses wegbewegt. Diese Fläche wird auch "Expansionsausformungs"-Fläche wegen
der Bewegung des Volumens des entsprechenden Teils des Reifens innerhalb
des größeren Volumens
des Ausformhohlraums genannt. Es ist diese Bewegung, die die vorstehend
erwähnte Expansion
des Kronenabschnitt des Reifens ermöglicht. Umgekehrt sind Flächen, die "Konstantvolumenausformungs"-Flächen genannt
werden, solche Flächen,
bei denen das Volumen des Reifens während des Ausformens im Wesentlichen
identisch zu dem Volumen ist, das zwischen den Fläche begrenzt wird.
Diese Flächen
befinden sich im Wesentlichen sowohl an der Form als auch an dem
toroidförmigen Träger auf
der Position der Seitenwände.
-
Vorzugsweise
ist das Material der Membran Butyl-, Natur- oder Siliconkautschuk
oder Mischungen davon. Das Material kann fakultativ mit Faserfüllstoffen
verstärkt
werden, beispielsweise Aramid-(Polyethylenterephthalat-)Feinfasern,
insbesondere um der Membran anisotrope Eigenschaften zu geben.
-
Die
Dicke der Membran liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5 mm einschließlich der
Enden.
-
Die
Elastizitätseigenschaften
der erfindungsgemäßen Membran
weisen bei einem Anbringen auf dem toroidförmigen Träger vorzugsweise eine Quer-(Axial-)Dehnung
im Bereich von 1 % bis 5% inklusive und eine Längs-(Umfangs-)Dehnung im Bereich
von 3% bis 15% inklusive auf.
-
Die
erfindungsgemäße Membran
ist mit wenigstens einer, vorzugsweise drei Verbindungseinrichtungen,
und besonders bevorzugt mit sechs Verbindungseinrichtungen zur Festlegung
an dem toroidförmigen
Träger
versehen. Die Verbindungseinrichtungen sind in entsprechende Löcher einzuführen, die
in dem gleichen Sektor des toroidförmigen Trägers ausgebildet sind. Bevorzugt
sind sie paarweise angeordnet, wobei die Elemente eines jeden Paars
in Axialrichtung ausgerichtet sind und jedes Paar in einer unterschiedlichen
Radialschnittebene des toroidförmigen
Trägers
liegt.
-
Die
Verbindungseinrichtungen haben die Form von langgestreckten Schenkeln
der Membran, die in einem geeignet erweiterten Abschnitt enden, dessen
Abmessungen größer als
diejenigen des entsprechenden Lochs sind, das in der Oberfläche des toroidförmigen Trägers vorhanden
ist.
-
Die
Befestigungseinrichtungen, die sich längs der Ränder der erfindungsgemäßen Membran befinden,
haben die Form von Verdickungen, die zu Führungen komplementär sind,
die nachstehend erörtert
werden und in dem toroidförmigen
Träger
vorhanden sind. Jede der Befestigungseinrichtungen hat ein Volumen,
das etwas größer ist
als der Hohlraum einer jeden der Führungen. Vorzugsweise hat sie
auch eine Umfangserstreckung, die kleiner ist als die jeder der
Führungen.
-
Der
starre demontierbare toroidförmige
Träger
zum Aufbau eines Reifens besteht aus Sektoren, die mit Kanälen für den Durchgang
des Vulkanisierfluids und mit zwei Führungen an den Enden der Kronenfläche versehen
sind, die parallel zur Umfangsrichtung des toroidförmigen Trägers sind
und die an jedem Sektor so angeordnet sind, dass sie zwei fortlaufende
Umfangsnuten auf der Oberfläche
des Trägers
bilden.
-
Einer
der Sektoren hat wenigstens ein Loch für das Einführen einer entsprechenden Verbindungseinrichtung
der oben beschriebenen Membran.
-
Von
dieser Stelle aus nach außen
wird der Sektor des toroidförmigen
Trägers,
der das vorstehend erwähnte
Loch für
die Verbindung mit der erfindungsgemäßen Membran hat, kurz "Tragsektor" genannt.
-
Gemäß einem
anderen Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Montagestation für eine Vorrichtung
zum Ausformen eines Rohreifens nach Anspruch 29.
-
Vorzugsweise
hat der darin erwähnte
Schaft entlang seiner Längserstreckung
in einer von der Tangentialebene an die Seite des toroidförmigen Trägers getrennten
Position ein Element, das seine Längsdurchgängigkeit unterbrechen kann,
beispielsweise eine spezielle Ausgestaltung seiner Erstreckung oder
ein Zubehör,
das geeignet an der Längserstreckung
des Schafts angebracht ist.
-
Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Ausformung eines Rohreifens nach Anspruch 12.
-
Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zum Entfernen einer Ausformvorrichtung nach Anspruch 19.
-
Vorzugsweise
geht dem Entfernen des Tragsektors das Entfernen des Sektors voraus,
der diametral gegenüberliegt.
Stärker
bevorzugt wird, dass das Entfernen eines Sektors auf das Entfernen
des Sektors folgt, der ihm diametral gegenüberliegt. Besonders bevorzugt
folgt auf das Entfernen eines Sektors das Entfernen eines daran
nicht angrenzenden Sektors.
-
Das
zwischen dem toroidförmigen
Träger und
der erfindungsgemäßen Membran
erzeugte Vakuum ist so beschaffen, dass die Membran zum Anhaften
an der Oberfläche
des toroidförmigen
Trägers gebracht
wird, von dem sie als Folge des Radialdrucks weg bewegt worden ist,
der durch das Fluid während
der Vulkanisierung ausgeübt
wird. Das Vakuum reicht nicht aus, um die Oberfläche des vulkanisierten Reifens
anzuziehen. Vorzugsweise liegt dieses Vakuum in der Größenordnung
von –400 mm/Hg.
-
Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zum Montieren der Ausformvorrichtung nach Anspruch 26.
-
Das
Verfahren kann fakultativ den Schritt aufweisen, den Schaft während oder
nach Schritt e) zu entfernen.
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun unter Bezug auf die folgende Beschreibung
und die beiliegenden Figuren näher
veranschaulicht, die insgesamt allein zur Erläuterung und ohne Beschränkung der
Erfindung aufgeführt
werden. In den Zeichnungen zeigt:
-
1 in
einem schematischen Radialschnitt die Ausformvorrichtung nach der
Erfindung, die mit dem zu vulkanisierenden Rohreifen versehen ist,
der in die Vulkanisierform herkömmlicher
Bauweise eingelegt ist,
-
2 in
einem schematischen Radialschnitt die Vorrichtung von 1 in
dem Zustand, in dem sie den Reifen gegen die radial innere Fläche der
Vulkanisierform presst,
-
3 eine
schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung von 1,
bevor die erfindungsgemäße Membran
an ihr aufgepasst wird,
-
4 eine
schematische Ansicht der Vorrichtung von 1 während des
Aufpassens der erfindungsgemäßen Membran
auf einen der Sektoren des toroidförmigen Trägers, und
-
5 eine
schematische Ansicht eines Schritts der Montage einer Vorrichtung
nach der Erfindung in der entsprechenden Station.
-
Gemäß 1 hat
das erfindungsgemäße System
zur Ausformung und Vulkanisierung eines Reifens zunächst eine äußere Form
und einen toroidförmigen
Träger,
der den zu vulkanisierenden Rohreifen trägt, der in die Form eingelegt
ist. Die Vulkanisierform ist eine herkömmliche Form in Zentripetalbauweise
mit zwei koaxialen ringförmigen
Mänteln (8b),
die axial bezüglich
einander beweglich sind und auf die Seitenwände des Reifens (7)
einwirken können,
und mit einem Umfangsring von Formstücken (8a), die die
negativen Einpressungen des Laufflächenmusters tragen und die
in beide Richtungen bezogen auf die Achse der Form radial beweglich
sind, wobei der Ring in der Lage ist, auf den Kronenabschnitt des
Reifens einzuwirken.
-
In
die Form wird ein starrer, demontierbarer toroidförmiger Träger eingelegt,
an dem ein Rohreifen während
vorhergehender Arbeitsstufen, beispielsweise nach dem Verfahren
ausgebildet worden ist, das in der
EP
928 680 (im Namen der Anmelderin) beschrieben ist.
-
Der
erwähnte
toroidförmige
Träger
hat eine Vielzahl von Umfangssektoren (10) [1 zeigt
insbesondere den Tragsektor 10a] mit einer konvexen, radial äußeren Fläche, die
im Wesentlichen an die radial innere Fläche des Reifens angepasst ist.
Jeder Sektor (10) hat in seinem Kronenabschnitt wenigstens
einen, vorzugsweise jedoch eine Vielzahl von Kanälen (9) zum Einspritzen
des Vulkanisierfluids, das aus dem Inneren des toroidförmigen Trägers in einen
Raum zugeführt
wird, der zwischen der radial äußeren Fläche des
Trägers
und der radial inneren Fläche
einer Membran (1) erzeugt wird, die den Träger abdeckt.
-
An
der radial äußeren Fläche eines
jeden Sektors (10) ist in dem Übergangsbereich zwischen dem
Seitenwandabschnitt und dem Kronenabschnitt eine Führung (6)
mit einer Umfangserstreckung ausgebildet, die zusammen mit den ähnlichen
Führungen
benachbarter Sektoren eine fortlaufende Umfangsnut auf jeder Seite
des toroidförmigen
Trägers bildet.
-
Insbesondere
sind die Führungen
(6) an den seitlichen Flächen des Sektors (10)
in einer Position ausgebildet, die innerhalb des Seitenwandabschnitts liegt,
der bei konstantem Volumen geformt wird.
-
Vorzugsweise
haben die Sektoren (10) nicht die gleiche Umfangserstreckung,
sondern sind in zwei Gruppen mit unterschiedlichen Erstreckungen unterteilt
und unterscheiden sich im Aufbau des Trägers in einer Folge von langen
Sektoren und kurzen Sektoren.
-
Den
toroidförmigen
Träger
deckt eine flexible Membran 1 ab. Sie ist zweckmäßigerweise
aus elastischem Material hergestellt, das wärmewiderstandsfähig, chemisch
inert und für
das Vulkanisierfluid undurchlässig
ist. Sie hat die Form eines Umfangsbandes mit solchen Abmessungen,
dass sie wenigstens die Kronenfläche
abdecken kann. Für
diesen Zweck besteht das Material der Membran vorzugsweise aus Butyl-,
Natur- oder Siliconkautschuk oder aus Mischungen davon.
-
Das
Material kann fakultativ geeignete Verstärkungsfüllstoffe aufweisen, vorzugsweise
Faserfüllstoffe,
wie natürliche
oder synthetische, organische oder anorganische Fasern oder Kombinationen von
diesen, beispielsweise Rayon, Nylon, Kohlenstoff-Glas oder Stahl,
vor allem um der Membran anisotrope Eigenschaften zu geben. Die
Anmelderin sieht es als vorteilhaft an, Aramid-(Polyethylenterephthalat-)Feinfasern
zu verwenden, die unter dem Warennamen Kevlar® – eine eingetragene
Marke von DuPont – bekannt
ist.
-
Die
Elastizitätseigenschaften
der Membran weisen, gemessen nach der Montage auf dem toroidförmigen Träger, vorzugsweise
eine Quer-(Axial-)Dehnung im Bereich von 1% bis 5% inklusive und eine
Längs-(Umfangs-)Dehnung
im Bereich von 8% bis 10% inklusive auf.
-
Die
Membran ist mit wenigstens einer Verbindungseinrichtung (3)
zum Befestigen an dem Tragsektor (10a) versehen. Die Verbindungseinrichtung
(3) ist vorzugsweise ein langgestreckter Angusszapfen aus
dem Material der Membran (1), der in eine im Wesentlichen
senkrechte Richtung aus der radial inneren Fläche der Membran (1)
vorsteht und in ein entsprechendes Loch 5 eingeführt ist,
das in dem Tragsektor (10a) ausgebildet ist. Der Anhang endet
in einem geeignet vergrößerten Ende
(2) mit Abmessungen, die größer sind als diejenigen des Lochs
(5), um das Lösen
der Membran (1) von dem tragenden Sektor (10a)
zu verhindern. Der Angusszapfen hat eine solche Länge, dass
die Membran sich von der radial äußeren Fläche des
Trägers
unter der Wirkung des Vulkanisierfluids wegbewegen kann, das zwischen
den Träger
und die Membran (1) durch die erwähnten Kanäle (9) eingespritzt
wird.
-
Wie
nachstehend näher
erläutert
wird, muss die Membran (1) zyklisch von den Sektoren (10)
des Trägers
entfernt und danach auf sie aufgepasst werden, wobei sie, wenn sie
aufgepasst ist, in der Lage sein muss, infolge des Einspritzens
des Vulkanisierfluids zu expandieren, ohne die Befestigung an dem toroidförmigen Träger zu verlieren.
Für diesen Zweck ist
die Membran (1) vorzugsweise mit Befestigungseinrichtungen
(4) versehen, die sich längs der seitlichen Abschnitte
befinden, die nachstehend als "Ränder" des Bandes bezeichnet
werden, die mit den Führungen
(6) zusammenwirken, die in den Sektoren des toroidförmigen Trägers vorhanden
sind. Vorzugsweise haben die Befestigungseinrichtungen (4)
Verdickungen an den Rändern
des Bandes, die eine komplementäre
Form zu der der Führungen
(6) aufweisen. Vorzugsweise, wenn sich die Membran in Ruhe befindet,
haben die Verdickungen ein Volumen, das etwas größer ist als das Volumen der
Führungen
(6). Vorzugsweise haben sie auch eine Umfangserstreckung,
die kleiner ist als die der Führungen
(6).
-
Wenn
also die Membran (1) gedehnt wird, was nachstehend erläutert wird,
um sie auf den toroidförmigen
Träger
aufzupassen, wird das Volumen der vorstehend erwähnten Befestigungseinrichtungen
(4) etwas kleiner als das der entsprechenden Führungen
(6), so dass sie in die Führungen ohne besondere Schwierigkeit
eingeführt
werden, während,
wenn sie in den Führungen
(6) aufgenommen sind, sie einem Kompressionszustand unterliegen, der
ihren Austritt aus den Führungen
behindert.
-
Das
Querschnittsprofil der Führungen
(6) ist mit dem Profil der Membran (1) an der
Position der seitlichen Verdickungen derart kombiniert, dass ein Profil
der äußeren Fläche des
toroidförmigen
Trägers mit
einer im Wesentlichen fortlaufenden Krümmung erzeugt wird, die Ausformfehler
des entsprechenden Abschnitts der radial inneren Fläche des
Reifens verhindert.
-
1 zeigt
die Membran (1) aufgebracht auf den Tragsektor (10a),
der seinerseits bereits ein integrales Teil eines starren, demontierbaren
toroidförmigen
Trägers
ist, auf dem der Rohreifen (7) ausgebildet worden ist.
Das Ganze wird in eine Ausformkammer eingelegt, die dadurch gebildet
wird, dass die äußere Form
(8a, 8b) mit dem toroidförmigen Träger (dem inneren Teil) gekoppelt
wird. Die Figur zeigt, wie das Volumen des Ausformhohlraums zwischen
der Oberfläche
der Mäntel
(8b) und der der Seite des toroidförmigen Trägers gebildet wird, das im
Wesentlichen identisch zum Volumen des Teils des darin enthaltenen
Reifens ist, so dass in dem Hohlraum das Ausformen des Reifens bei
konstantem Volumen erfolgt. Andererseits ist das Volumen des Ausformhohlraums,
der zwischen der radial inneren Fläche der Formstücke (8a)
und dem Kronenabschnitt des toroidförmigen Trägers gebildet wird, größer als
das Volumen des Abschnitts des darin enthaltenen Reifens, so dass
in diesem Hohlraum das Ausformen des Reifens durch Expansion des
Reifens gegen die radial innere Fläche der Formstücke (8a)
erfolgt. Diese Expansion, die in dem Bereich von etwa 0,5% bis 5% variabel
ist, was von der Art des zu vulkanisierenden Reifens abhängt, gibt
den Materialien und der Struktur des Reifens die genaue Dehnung,
die für
das Reifenverhalten im Einsatz wesentlich sind.
-
2 zeigt
die oben erwähnte
Expansion. Die Einspritzung des Vulkanisierfluids durch die Kanäle (9)
drückt
die Membran (1) und den entsprechenden Kronenabschnitt
des Reifens (7) gegen die Innenfläche der Form. Die Membran (1)
darf sich von der Fläche
des Tragsektors (10a) durch die Verschiebung der Verbindungseinrichtung
(3) durch das Loch (5) wegbewegen. Vorzugsweise
wird die Erstreckung des Angusszapfens so gewählt, dass der vergrößerte Kopf
(2) der Verbindungseinrichtung (3) die Innenfläche des
Tragsektors (10a) während
der Bewegung der Membran (1) weg von der Außenfläche des
Sektors (10a) nicht trifft.
-
Nachdem
nun die Formvorrichtung nach der Erfindung offenbart worden ist,
können
wir einige Aspekte des Zyklus der Vorgänge veranschaulichen, die mit
dem Ausformverfahren des Reifens und mit der Bewegung des toroidförmigen Trägers in
dem Ausmaß verbunden
sind, dass sie spezifisch von der Verwendung dieser Vorrichtung
beeinflusst werden. Der Ausformprozess, der in seinen Gesamteigenschaften
bekannt ist, wird beispielsweise so ausgeführt, wie es in der Patentanmeldung
EP 976 533 im Namen der vorliegenden
Anmelderin gelehrt wird, so dass bestimmte Einzelheiten, die für die vorliegende Erfindung
nicht relevant sind, weggelassen wurden.
-
Der
Rohreifen (
7) wird direkt auf dem toroidförmigen Träger ausgebildet,
der mit der Membran (
1) versehen ist. Der Aufbauprozess,
der in seinen allgemeinen Eigenschaften bekannt ist, wird beispielsweise
so ausgeführt,
wie es in der Patentanmeldung
EP
928 680 im Namen der vorliegenden Anmelderin gelehrt wird,
und wird im Einzelnen hier nicht beschrieben, da er für die vorliegende
Erfindung nicht relevant ist.
-
Der
toroidförmige
Träger,
der mit dem Rohreifen (7) versehen ist, wird in die Vulkanisierform
eingelegt, wo das Ausformen und Vulkanisieren des Reifens in der
oben erwähnten
Weise erfolgen. Am Ende des Vulkanisierzyklus, nachdem das Vulkanisierfluid
aus dem toroidförmigen
Träger
abgeführt worden
ist, bleibt die Membran insgesamt an der Innenfläche des vulkanisierten Reifens
(7) haften. Der nächste
Schritt besteht in der Schaffung eines Vakuums in dem Raum zwischen
dem toroidförmigen
Träger
und der Membran (1) mit Hilfe der Kanäle (9), vorzugsweise
während
die Form geschlossen bleibt. Dieses Vakuum hat aufgrund des in der
Membran (1) als Folge der vorhergehenden Expansion vorhandenen
Spannungszustands die Wirkung, die Membran von der Innenfläche des
Reifens (7) abzulösen
und sie auf der Außenfläche des
toroidförmigen
Trägers zusammenzuziehen.
Die Stärke des
Vakuums ist nicht so groß,
dass eine Verformung der radial inneren Fläche des vulkanisierten Reifens
verursacht würde.
-
Dann
wird der Träger
aus der Form herausgezogen und in einer Demontierstation angeordnet, wo
der Träger
aus dem Reifen herausgezogen wird, der zu den folgenden Inspektions-
und Endbearbeitungsvorgängen
transportiert wird.
-
Insbesondere
werden die einzelnen Sektoren (10), die den Träger bilden,
nacheinander herausgezogen, vorzugsweise mit einem Wechsel der Sektoren,
die unterschiedliche Umfangserstreckungen haben, wobei der Tragsektor
(10a) bis zuletzt verbleibt. Vorzugsweise ist der Tragsektor
(10a) ein Sektor mit einer kurzen Umfangserstreckung. Er bleibt
bis zuletzt, da das Vorhandensein der an ihm befestigten Membran
(1) das genaue Herausziehen des Tragsektors aus dem Reifen
behindern würde, während andere
Sektoren an Ort und Stelle blieben. In der Praxis wird entweder
die Membran von dem Tragsektor gelöst, oder sie reißt. Das
könnte
auch darauf folgende Vorgänge
der Neumontage der Formvorrichtung behindern.
-
Insbesondere
beginnt die Demontage mit dem Sektor, der dem Tragsektor (10a)
diametral gegenüberliegt,
und setzt sich dann mit einem der Sektoren angrenzend an den Tragsektor
(10a) und dann mit dem diametral gegenüberliegenden Sektor usw. in
einer "Nicht angrenzend/gegenüberliegend"-Folge fort, bis
der Tragsektor (10a) entfernt wird.
-
Alternativ
kann die Demontage mit jedem Sektor außer dem Tragsektor (10a)
beginnen und sich fortsetzen in einer Sequenz "nicht angrenzend/gegenüberliegend" oder "gegenüberliegend/nicht
angrenzend".
-
Die
Sektoren (10) werden aus dem Reifen durch eine Radialbewegung
zu der Achse des Reifens hin herausgezogen, bis jeder Sektor von
der Beeinflussung durch die Wulste frei ist, und dann in der Axialrichtung
entfernt und in einer benachbarten Montagestation platziert, wo
die Ausformvorrichtung wiedermontiert wird.
-
5 zeigt
schematisch die erwähnte
Montagestation. Diese hat eine Basis (100), an der ein Flansch
(101) positioniert ist, der wenigstens ein Befestigungselement
für den
Eingriff mit einer Vorrichtung zur Handhabung des Trägers (102)
hält, an
dem die Sektoren (10) des toroidförmigen Trägers angebracht sind, wenn
sie aus dem vulkanisierten Reifen herausgezogen sind, vorzugsweise
in der gleichen Sequenz wie bei der Demontage. Wenn alle Sektoren
(10) an dem Flansch (101) positioniert sind, wird die
Membran (1), wie nachstehend im Einzelnen erörtert, aufgepasst,
wonach ein entsprechender Gegenflansch in einer Position axial gegenüber dem Flansch
(101) so befestigt wird, dass er die Vielzahl von Sektoren
(10) zu einem starren toroidförmigen Träger (102) mit Hilfe
von Eingriffselementen arretiert und kompaktiert, die die Sektoren
fest zwischen dem Flansch und dem Gegenflansch halten.
-
An
der Basis (100) ist innerhalb des Umfangs, der von dem
Satz von Sektoren (10) begrenzt ist, ein Schaft (103)
angebracht, vorzugsweise in einer Position, die derjenigen diametral
gegenüberliegt,
die von dem Tragsektor (10a) besetzt wird. Der Schaft (103),
der sich axial über
die Tangentialebene an die Seite des Trägers hinaus erstreckt, steht
in einer bestimmten Entfernung auf der Seite vor, die der Basis
bezogen auf den Ring von Sektoren (10) axial gegenüberliegt.
Vorzugsweise hat er auf seiner Längserstreckung
in einer Position entfernt von und angehoben über die Tangentialebene an
die Seite des toroidförmigen
Trägers
ein Element, das seine Längserstreckung
unterbrechen kann und das in dem gezeigten Fall vorteilhafterweise
aus einer Kurvenform besteht.
-
Der
Fachmann versteht, dass diese Form, deren Zweck in der folgenden
vorliegenden Beschreibung erläutert
wird, alternativ durch eine andere Form oder ein anderes Zubehör ausgetauscht
werden kann, beispielsweise einen Stopfen oder einen Ring, der in
geeigneter Weise an der geraden Längserstreckung des Schafts
angebracht ist.
-
In
der Nähe
der Station ist wenigstens ein Robotarm (104) für das Einwirken
auf die Sektoren (10) und insbesondere für ihr Aufnehmen
aus der Demontagestation und für
ihr Positionieren in der Montagestation vorgesehen.
-
3 zeigt
schematisch in der Draufsicht den wiedermontierten toroidförmigen Träger in der Montagestation,
bevor die Membran (1) auf dem Ring von Sektoren (10)
aufgepasst wird.
-
Der
Tragsektor (10a) ist bereits in einer speziellen Position
in dem Ring von Sektoren (10) eingefügt, die Membran (1)
liegt jedoch noch lose auf der Seitenfläche des toroidförmigen Trägers, die
der Basis (100) axial gegenüberliegt.
-
Da
der Aufbau der Montagestation bekannt ist, lässt sich das Montageverfahren
der Sektoren (10) und das Aufpassen der Membran (1)
auf den entsprechenden Träger
leicht verstehen.
-
Wie
oben erwähnt,
nimmt der Robotarm (104) die Sektoren (10) einzeln
in Folge von der Demontagestation aus auf und platziert sie vorzugsweise
in der gleichen Sequenz an der Montagestation.
-
Der
letzte aufzunehmende Sektor ist der Tragsektor (10a), der
mit der Membran (1) versehen ist, die während der Überführung lose von der radial äußeren Fläche des
Sektors herabhängt.
Der Robotarm (104) bewegt den Sektor (10a) mit
Hilfe eines Satzes von Dreh- und/oder
Translationsbewegungen im Raum derart, dass er einer Bahn folgt,
längs der die
Membran (1) den Schaft (103) kontaktiert und von ihm
gehalten wird, während
der Tragsektor (10a) sich weiter der spezifizierten Position
in dem Ring von Sektoren (10) annähert.
-
In
dieser Position befindet sich der Sektor (10a) auf einer
Höhe über der
des Rings von Sektoren und wird dann vertikal zu dem toroidförmigen Träger derart
abgesenkt, dass er in den Ring eingefügt ist, während die Membran, die von
der speziellen Form des Schaftes (103) gehalten wird, in
einer angehobenen Position über
dem Ring von Sektoren (10) bleibt, wodurch eine Störung und
ein mögliches Einzwicken
zwischen Sektoren verhindert wird.
-
Zu
diesem Zeitpunkt führt
der Robotarm (104) oder ein anderer Robotarm ein Schichtwerkzeug,
vorzugsweise ein gekrümmtes
Werkzeug, in dem von der Membran gebildeten Umfang in der Nähe des Tragsektors
(10a) ein. Das Schichtwerkzeug hat die Form einer gekrümmten Spatula,
auf die nachstehend als "Spatel" (105) (siehe 4)
Bezug genommen wird und die eine Krümmung, die im Wesentlichen
gleich zu der des Trägers
ist, eine Längserstreckung,
die im Wesentlichen gleich zu der axialen Abmessung der Kronenfläche der
Sektoren (10) ist, und Ecken (Verbindungswinkel zwischen
benachbarten Flächen)
hat, die im Wesentlichen abgerundet sind. Um das Verschieben der
Membran auf ihrer Außenfläche zu erleichtern,
besteht sie vorzugsweise aus oder ist abgedeckt mit einem Antifriktionsmaterial,
wie Teflon® (Polytetrafluorethylen).
-
Die
Spatel (105) bewegt die Wand der Membran (1) radial
nach außen,
bis sie außerhalb
der Kronenfläche
des Trägers
(102) gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Spatel
(105) axial längs
der Kronenfläche
bewegt, bis sie diese vollständig
abdeckt, wobei sie die Wand der Membran (1) mit sich zieht.
-
Der
Robotarm (104) bewegt dann die Spatel (105) längs der
radial äußeren Fläche des
toroidförmigen
Trägers
(102) über
eine praktisch vollständige Umdrehung
um die Fläche
herum, d.h. über
einen Winkel von im Wesentlichen gleich 360°, wodurch die Membran (1)
auf diese Oberfläche
aufgepasst wird.
-
Diese
Winkelbewegung der Spatel (105) versetzt die von dem Schaft
(103) gehaltene Membran (1) in den Zustand einer
elastischem Umfangsspannung, wodurch eine Volumenverringerung der
Dicken herbeigeführt
wird, die dann, wenn sich die Spatel (105) von jedem Sektor
(10) wegbewegt, leicht in den Führungen (6) aufgenommen
werden. Der Vorgang des Aufpassens der Membran (1) wird
durch die Tatsache unterstützt,
dass die Sektoren (10) des toroidförmigen Trägers (102) noch nicht
während
der Winkelbewegung des Robotarms (104) arretiert sind und deshalb
das zwischen ihnen durch Fehlen der Arretierung zulässige Spiel
das kombinierte Positionieren der Membran (1) und des Trägers (102)
erleichtert.
-
Wenn
die Spatel (105) während
ihrer Drehung den Schaft (103) passiert hat, kann letzterer
in eine andere Position bewegt werden, so dass er die darauf folgenden
Vorgänge
des Arretierens des Trägers
(102) nicht stört.
Die Neupositionierung des Schafts (103) wird dadurch ermöglicht,
dass die Membran (1) nun fest über wenigstens der Hälfte ihrer
Umfangserstreckung durch den entsprechenden Abschnitt des Trägers (102)
gehalten wird, auf den sie aufgepasst worden ist. Der Schaft (103)
wird jedoch vorzugsweise am Ende des Aufpassvorgangs mit Hilfe des
Robotarms (104) entfernt, der vorher die Spatel (105)
bewegt hat.
-
Nach
dem Abschluss des Aufpassvorgangs wird die Spatel (104)
herausgezogen, und der Robotarm (104) wird von der Montagestation
wegbewegt, bevor der toroidförmige
Träger
(102) zwischen dem Flansch und dem Gegenflansch, wie oben
erwähnt, arretiert
wird, wobei dieser Vorgang durch Eingriffseinrichtungen ausgeführt wird,
die die Vielzahl von Sektoren (10) zu einem starren toroidförmigen Träger (102)
kompaktieren.
-
Zusammenfassend
gehören
zum Montagevorgang des toroidförmigen
Trägers
(102) die folgenden Schritte: Der Tragsektor (10a)
wird bis zuletzt für die
Montage aufbewahrt, mit anderen Worten, bis alle anderen Sektoren
(10) bereits in ihren Gehäusen mit der gleichen Sequenz
wie diejenige positioniert sind, der während des Vorgangs der Demontage
des toroidförmigen
Trägers
(102) nach Abschluss der Vulkanisierung gefolgt wird. Der
Tragsektor (10a), an dem die Membran (1) hängt, die
mit ihm mit Hilfe der Befestigungseinrichtungen (4) und
der Verbindungseinrichtungen (3) verbunden ist, hängt lose
nach unten und wird zu ihrer Einfuhrstelle im Wesentlichen längs eines
Wegs, der den Schaft (103) trifft, so gebracht, dass die
Membran (1) vor dem Schaft (103) abgefangen und
gehalten wird. Der Tragsektor (10a) nähert sich weiter der entsprechenden
Einführstelle
an. Dadurch nimmt die Membran (1), die von dem Schaft (103)
eingefangen durch das Element gehalten wird, das die Längskontinuität des Schafts
unterbricht, eine Position ein, die im Wesentlichen parallel zur Tan gentialebene
an die Seite des toroidförmigen
Trägers
(102) ist, während
sie lose bleibt. Das Positionieren des Tragsektors (10a)
in seinem Gehäuse führt dazu,
dass die gesamte Membran (1) über die Seite des toroidförmigen Trägers (102)
mit Ausnahme des Abschnitts rutscht, der direkt mit der Krone des
Tragsektors (10a) durch die Befestigungseinrichtungen (4)
und die Verbindungseinrichtungen (3) verbunden ist. Zu
diesem Zeitpunkt greift der Robotarm (104) ein, der die
Spatel (105) trägt,
die zwischen die radial innere Fläche der Membran (1)
und die radial äußere Fläche eines
an den Tragsektor (10a) angrenzenden Sektors (10)
eingeführt
wird. Die Drehung des Robotarms (104) um den Träger (102) über einen
Winkel, der im Wesentlichen gleich 360° ist, führt dazu, dass die Membran
(1) mit den Führungen (6)
aller Sektoren (10) des toroidförmigen Trägers (102) verbunden
wird. Nach Abschluss des Aufpassvorgangs wird der Robotarm (104),
der die Spatel (105) trägt,
wegbewegt, und die Sektoren (10) des Trägers (102) werden
durch Verfahren arretiert, die bereits veranschaulicht worden sind.
Das Entfernen des Schafts (103) kann während der Drehung des Robotarms
(104) genau dann erfolgen, wenn der Arm sich über einen
Winkel von mehr als 180° bewegt
hat, oder alternativ wird der Schaft (103) nach Abschluss des
Aufpassens entfernt.
-
Die
erfindungsgemäße Membran
kann für eine
Vielzahl von Ausformvorgängen
verwendet werden. Wenn sie verschlissen ist, kann sie auf dem Tragsektor
ohne Schwierigkeiten ausgetauscht werden, indem die Verbindungsvorrichtung
aus dem entsprechenden Loch gelöst
und die Verbindungsvorrichtung einer neuen Membran in das Loch eingeführt wird.
-
Wie
oben erwähnt,
ermöglicht
es die Verwendung der erfindungsgemäßen Membran, einen Rohreifen
in einem automatisierten System auszuformen, wobei ein starrer toroidförmiger Träger für den Aufbau
des Rohreifens und ein Vulkanisierfluid verwendet werden, wodurch
Probleme aufgrund von Korrosion oder Eindringen des Fluids in den
Rohreifen verhindert werden.
-
Aufgrund
ihres einfachen Aufbaus und ihrer einfachen Betätigung sowie der niedrigen
Kosten der Materialien, aus der sie hergestellt werden kann, stellt
außerdem
die Verwendung dieser Membran keine Komplizierung der automatischen
Reifenfertigung dar und verbessert tatsächlich die Gewinnträchtigkeit
des Fertigungsprozesses im Hinblick auf das Verhältnis zwischen erzeugten und
ausgesonderten Gegenständen.