Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vulkanisieren von Reifen bei dem der zu vulkanisierende Reifen im Bereich einer Reifenheizpresse in eine Form eingesetzt wird und bei dem die Form beheizt wird und bei dem in den Bereich der innenliegenden Oberfläche des Reifens ein Fluid zur Wärmeübertragung geleitet wird.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zum Vulkanisieren von Reifen, die mindestens eine beheizbare Form für den zu vulkanisierenden Reifen sowie eine Leitvorrichtung für ein zur Wärmeübertragung vorgesehenes Fluid aufweist, wobei die Leitvorrichtung an einen Balg anschließbar ist. Bislang bekannte Heizpressen besitzen als Balg ein kissenartig aufblasbares flexibles Element. Das Aufblasen erfolgt typischerweise mit Druckluft und/oder Heißdampf. Ein Innendruck des Balges während des Vulkanisierens liegt häufig in einem Bereich von 10 bar bis 30 bar.

Der Balg besitzt einen Durchmesser ähnlich zum Außendurchmesser des Reifens. Von der gesamten Oberfläche des Balges werden die durch den Innendruck erzeugten Kräfte auf die Formen der Heizpresse übertragen und machen einen Schließdruck von oft mehreren 100 Tonnen erforderlich. Dies führt zu den bekannten sehr stabilen Konstruktionen von Heizpressen und den hieraus resultierenden Herstellungskosten.

Tatsächlich genutzt zur Abstützung des Reifenrohlings wird nur ein ringförmig umlaufender kleiner Bereich des in radialer Richtung außenliegenden Umfanges des Balges. Für Reifen mit einem Laufprofil wird dieses Profil durch das Hineindrücken in die Form erzeugt. Nach dem Abschluss des Vulkanisiervorganges liegt deshalb eine Verzahnung der Lauffläche des Reifens mit dem Gegenprofil der Form vor. Dies führt dazu, dass zweiteilige Formen nur bei Reifen mit geringer Profilierung verwendet werden können. Bei stärkeren Profilierungen werden die Formen der Reifenheizpresse mit radial auseinander fahrbaren Segmenten versehen, um den durch die Vulkanisierung erzeugten Formschluss aufzuheben.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung derart zu gestalten, dass die erforderlichen Schließkräfte einer Reifenheizpresse wesentlich reduziert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass kein kissenartiger Balg verwendet wird, sondern dass der Balg entweder aus einem radial umlaufenden Schlauch oder aus einem radial zweiseitig festgeklemmten Druckkissen besteht. Dieses radial umlaufende Druckkissen oder der Balg erstrecken sich radial umlaufend auf einer felgenartigen Innenkonstruktion. Der Innenbereich dieser Felge ist drucklos und macht somit keine Schließkräfte erforderlich. Der Balg ist aus einem elastischen Material gefertigt, während die Trägerkonstruktion aus einem festen Material, beispielsweise Metall, gefertigt ist.

In Abhängigkeit von der konstruktiven Realisierung ist es möglich, die Schließkräfte und somit auch die mechanische Stabilität der Heizpresse auf etwa zehn Prozent zu reduzieren. Dies hat erhebliche Verringerungen bei den Herstellungskosten zur Folge.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Reifenherstellung derart zu definieren, dass die erforderlichen Schließkräfte einer Heizpresse wesentlich reduziert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein ringförmiger Träger für einen expandierbaren Balg benutzt wird.

Die Verwendung eines derartigen ringförmigen Balges mit einem felgenartigen Träger ermöglicht es, die Zeiten für die Beladung und die Entladung der Heizpresse zu optimieren. Derzeit sind häufig die Beladesysteme und die Entladesysteme fest einer Heizpresse zugeordnet. Mindestens 80 Prozent der Prozesszeit werden für die Durchführung der Vulkanisierung benötigt, nur 20 Prozent für das Beladen und das Entladen. Während des Vulkanisiervorganges sind somit die Systeme zum Beladen und zum Entladen untätig.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung derart zu gestalten, dass die Systeme in Bezug auf ihre Be- und Entladezeit sowie die Prozesszeit für die Durchführung der Vulkanisierung optimiert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die aus Balg und Träger bestehende Einheit in einer vorteilhaften Ausführungsform transportabel ausgeführt ist und dass der Reifen auf dem Ring-Balgsystem als mobilem Bestandteil einer Heizpresse vulkanisierbar ist. Bei einer Ausbildung von Balg und Träger als transportable Einheit ist es möglich, mehreren Heizpressen eine gemeinsame Bestückungseinrichtung zuzuordnen, die auf dem Träger mit Balg einen entsprechenden Rohreifen anordnet. Ebenfalls kann ein gemeinsames Entladesystem für fertig vulkanisierte Reifen mit einer Rückführung der Einheit aus Balg und Träger realisiert werden.

Im Bereich der Heizpresse ist für eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung an eine voll automatische Durchführung bzw. Durchführbarkeit von Beladung, Entladung und Vulkanisation gedacht.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Herstellen von Fahrzeugreifen mit einem zirkulierendem Ring-Balgsystem (COR) der Heizpresse. Vorrangig ist das Verfahren für Zweirad-Reifen, beispielsweise für Fahrräder, Motorräder oder Roller, gedacht. Es ist aber auch eine Anwendung in anderen Bereichen, beispielsweise in der PKW- oder der LKW-Reifenherstellung, denkbar.

Reifenrohlinge sind sehr formunstabil und lassen sich mit bekannter Technik nicht einfach handhaben. Deshalb wird erfindungsgemäß ein Ring-Balgsystem verwendet, das in einer Funktionseinheit für Einformen, Transport, Vulkanisation, Nachbehandlung und Entformen genutzt werden kann.

Das erfindungsgemäße Ring-Balgsystem wird in einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Kreislauf benutzt. Ein Bediener überwacht den Kreislauf und legt manuell den Rohling um das Ring-Balgsystem. Alternativ ist auch an eine automatisierte Aufbringung des Rohlings auf das Ring-Balgsystem gedacht. In jeder Bearbeitungsstation ist das Ring-Balgsystem an das erforderliche Medium (Luft, Vulkanisiermedium (Dampf/N2/Heißwasser), Vakuum) anschließbar. Der Transport des Rohlings auf dem Ring-Balgsystem kann mit Luft als Medium erfolgen. Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind neben der verbesserten Erfüllung der genannten technischen Aufgaben eine schonende Behandlung des Reifenrohlings, die Einhaltung von Sicherheitsregeln durch größere Abstände von Personal zu gefährlichen Bewegungen, der Entfall der Notwendigkeit manueller Eingriffe in den Prozess insbesondere im Hinblick auf die Produktion von Zweirad-Reifen, die Ermöglichung einer direkten Qualitätskontrolle durch den Bediener im Anschluss an den Prozess und damit die Vermeidung von zusätzlichem Ausschuss bei nachgeschalteter Qualitätssicherung sowie die Kombinier- barkeit von Ring-Balgsystemen für andere Reifengrößen.

Im Folgenden werden das erfindungsgemäße Verfahren und die Erfindungsgemäße Vorrichtung in beispielhafter Ausführungsform erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ring-Balgsystems,

Fig. 2 einen Schnitt des erfindungsgemäßen Ring-Balgsystems,

Fig. 3 eine Darstellung des Kreislaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 4 eine Darstellung des Beladungsschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 5 eine Darstellung des Transportschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 6 eine Darstellung des Vulkanisierschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 7 eine Darstellung des Transportschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem Vulkanisiervorgang und

Fig. 8 eine Darstellung des Entladeschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ring-Balgsystems (1 ) gezeigt. Die felgenartige Trägerkonstruk ^¬ tion (2) besteht aus einem Ring (3), der mittels vier speichenartiger Streben (4) mit einem Mittelstück (5) verbunden ist. An seiner außenliegenden Seite weist der Ring (2) eine umlaufende Nut (6) auf, in der der Balg (7) in einem kontrahierten Zustand liegt.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ring-Balgsystems (1). Der Balg (7) liegt in der umlaufenden Nut (6) und ist mit Hilfe einer Befestigungsstruktur (8) am Ring (3) befestigt. Die Streben (4) sind rohrartig ausgeführt, sodass sie einen Hohlraum (9) im Ring (3) mit einem Hohlraum (10) im Mittelstück (5) verbinden. Über das dadurch definierte Leitungssystem kann das für einen Prozessschritt benötigte Medium über ein Anschlussstück (1 1) durch den Träger zum Balg (7) geleitet werden. Mithilfe eines Überdruckes im Leitungssystem lässt sich der Balg (7) expandieren, durch einen Unterdruck bzw. ein Vakuum lässt sich der Balg (7) kontrahieren und in der Nut (6) versenken. Das Leitungssystem muss eine den Anforderungen der Reifenheizpresse entsprechende Dichtigkeit aufweisen.

Es ist auch daran gedacht, den Ring (3) des Trägers (2) in einen oberen und einen unteren Teil zu separieren, deren Abstand sich zum Beispiel über Gewindestangen einstellen lässt, um den Be- und Entladevorgang des Ring-Balgsystems (1 ) zu erleichtern.

Fig. 3 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vulkanisationsverfahrens als Kreislauf. Im ersten Schritt (12) wird der Rohreifen (18), von der Reifenaufbaumaschine (TBM: Tire-Building-Machine) kommend, auf das erfindungsgemäße Ring-Balgsystem (1) einer Heizpresse geladen. Schritt zwei (13) ist der Transport des Rohlings auf dem Ring-Balgsystem (1 ) zum Vulkanisationsschritt (14), in dem die Vul ^¬ kanisation des Reifens in einer Heizpresse vorgenommen wird. In einem folgenden Schritt (15) wird der vulkanisierte Reifen auf dem Ring-Balgsystem (1 ) zum Entlade ^¬ schritt (16) transportiert. In diesem Schritt (15) wird der Reifen in einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der Vulkanisation auf dem Ring-Balgsystem (1) von innen mithilfe von Druckluft expandiert (PCI: Post-Cure-Infla- tor). Es handelt sich bei dem PCI um eine Einrichtung zur Druckluftabstützung des vulkanisierten Reifens nach seiner Entnahme aus der Form der Heizpresse. Alternativ kann der vulkanisierte Reifen auf dem Ring-Balgsystem (1) auch ohne PCI-Schritt (15) zum Entladeschritt (16) transportiert werden. Im Entladeschritt (16) wird der Reifen von dem Ring-Balgsystem (1) entladen. Anschließend folgt ein weiterer Transportschritt (17) des Ring-Balgsystems (1 ) nun ohne Reifen, um im Kreislauf der gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wieder mit dem Beladungsschritt

(12) beginnen zu können.

Fig. 4 zeigt schematisch das Beladen (12) des erfindungsgemäßen Ring-Balgsystems (1 ). Der Rohreifen (18) wird auf das Ring-Balgsystem (1 ) aufgezogen und ausgerichtet. Dabei ist die Mitte der Lauffläche des Rohreifens (18) mittig auf dem Ring-Balgsystem (1) zu positionieren. Die äußere Kontur des Ring-Balgsystems (1) begünstigt die Ausrichtung des Rohreifens (18) in der gezeigten vorteilhaften Ausführungsform durch eine Verjüngung (19) nach oben und unten.

In Fig 5. ist das erfindungsgemäße Ring-Balgsystem (1 ) mit einem Rohreifen (18) beladen und wird in einem Transportschritt (13) transportiert. Während des Transportschritts (13) wird eine Vorformung des Reifenrohlings (18) dadurch ermöglicht, dass der Balg (7) des Ring-Balgsystems (1) expandierbar ist. Zusätzlich zur Vorformung sichert ein expandierter Balg (7) den Rohreifen (18) während des Transports auf dem Ring-Balgsystem (1 ). In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Medium Luft mit einem Druck von 1 bar bis 0 bar und einer Temperatur von 10°C bis 100°C in das Ring-Balgsystem (1 ) gepumpt. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Druck von 3 bar bis 7 bar und eine Temperatur zwischen 20°C und 50°C für den Prozessschritt

(13) verwendet.

Fig. 6 zeigt schematisch den Vulkanisationsschritt (14) und die Vulkanisationsvorrichtung (20). Die Vulkanisationsvorrichtung (20) besteht neben dem Ring-Balgsystem (1) aus mindestens einer oberen (21 ) und einer unteren Form (22), die das äußere Profil des Reifens vorgeben. Zur Erzeugung der für den Vulkanisationsprozess erforderlichen Temperaturen ist über das Anschlussstück (1 1 ) ein beheiztes Vulkanisationsmedium unter einem Überdruck in den Balg (7) einleitbar. Die Erzeugung der benötigten Temperatur und des benötigten Druckes kann in einem nicht gezeigten Teil der Heizpresse (20) erfolgen.

Der Vulkanisationsschritt (14) beinhaltet das Positionieren des erfindungsgemäßen Ring-Balgsystems (1 ) mit Reifenrohling (18) in einer Reifenheizpresse (20), die Verbindung des Anschlussstücks (1 1) mit dem Kreislauf des Vulkanisationsmediums, das Schließen der Formen (21 , 22) der Reifenheizpresse (20), die Formung des Reifenrohlings (18) durch ein mit Überdruck zugeführtes Medium in den Balg (7) und das Vulkanisieren des Rohreifens (18) durch entsprechende Zufuhr von Hitze mithilfe des Vulkanisationsmediums. Der Druck liegt in einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Bereich von 10 bar bis 30 bar und die Temperatur liegt zwischen 100°C und 200°C.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens nutzt einen Druck zwischen 15 bar und 25 bar und eine Temperatur zwischen 120°C und 180°C für das Vulkanisationsmedium. Nach Abschluss des eigentlichen Vulkanisationsvorganges werden Druck und Temperatur des Mediums im Balg (7) reduziert und die Formen (21 , 22) der Heizpresse (20) werden geöffnet.

Fig. 7 zeigt das erfindungsgemäße Ring-Balgsystem (1) im Transportschritt (15) mit PCI des erfindungsgemäßen Verfahrens. Nach der Vulkanisation des Reifens wird mit Überdruck Luft in den Balg (7) gepumpt, um den Reifen und dessen Form zu sichern. Druck und Temperatur entsprechen in diesem Prozessschritt (15) in vorteilhafter Ausführung den im Schritt„Transport des Rohreifens" (13) genannten Werten.

In Fig. 8 ist das erfindungsgemäße Ring-Balgsystem (1) im Entladeschritt (16) dargestellt. Der Entladeschritt (16) beinhaltet das Abpumpen von dem im Ring-Balgsystem (1 ) befindlichen Medium, beispielsweise von möglicherweise im Transportschritt mit PCI (15) in das Ring-Balgsystem (1) gepumpter Luft, sodass der Balg (7) durch einen Unterdruck kontrahiert, schließlich in die umlaufende Nut (6) des Ring-Balgsystems (1 ) gesaugt wird und den Reifen freigibt. Reifen und Ring-Balgsystem (1 ) werden daraufhin getrennt.

Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich somit eine wesentlich effizientere Nutzung der insbesondere im Vulkani- sationsprozess benötigten Energie in Form von Druck und Hitze sowie eine effizientere Nutzung der in der Reifenherstellung benötigten Ressourcen, wie zum Beispiel der restlichen Reifenheizpresse, realisieren. Zudem wird der Forminstabilität der Reifenrohlinge durch deren Transport auf dem erfindungsgemäßen Ring-Balgsystem (1 ) entgegengewirkt.