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Dokumentenidentifikation DE4420198A1 14.12.1995
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fahrzeugluftreifen
Anmelder SP Reifenwerke GmbH, 63450 Hanau, DE
Erfinder Unseld, Klaus, Dr., 63456 Hanau, DE
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner, 80538 München
DE-Anmeldedatum 09.06.1994
DE-Aktenzeichen 4420198
Offenlegungstag 14.12.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.12.1995
IPC-Hauptklasse B29C 35/08
Zusammenfassung Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugluftreifen mit sich zwischen zwei Wulstringen erstreckender Karkasse und einem zwischen Karkasse und Lauffläche angeordneten Gürtel, wobei der jeweilige Reifenrohling unter ausschließlicher Verwendung von nichtmetallischen Bestandteilen aufgebaut und im Verlauf der unter Einwirkung von Wärme und Druck erfolgenden Vulkanisation und Formgebung zumindest ein Teil der erforderlichen Wärmeenergie in Form von Mikrowellenenergie in den Reifen eingebracht wird, wobei zur Verbesserung der Reifenqualität, insbesondere zur Vermeidung von Defektstellen aufgrund falscher Wärmebehandlung die im Reifen herrschende Temperatur, insbesondere in Abhängigkeit von der Temperaturentwicklung in verschiedenen Reifenbereichen und unterschiedlich für verschiedene Reifenbereiche gesteuert bzw. geregelt wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugluftreifen mit sich zwischen zwei Wulstringen erstreckender Karkasse und einem zwischen Karkasse und Lauffläche angeordneten Gürtel nach der Patentanmeldung P 43 29 145.7 sowie eine Vorrichtung zur Verwendung in einem solchen Verfahren.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, das Verfahren nach der Hauptanmeldung weiter zu verbessern und eine geeignete Vorrichtung zur Verwendung in einem solchen Verfahren anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.

Erfindungsgemäß wird die während der Behandlung des Reifens im Reifen herrschende Temperatur gesteuert bzw. geregelt. Auf diese Weise wird eine optimale Wärmebehandlung des Reifens gewährleistet. Die Wärmebehandlung kann insbesondere in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Temperaturentwicklung in verschiedenen Reifenbereichen erfolgen. Hierzu können Temperaturfühler am und/oder im Reifen vorgesehen sein. Die Temperaturfühler können aber auch in der den Reifen aufnehmenden Heiz- bzw. Preßform untergebracht sein, wobei insbesondere auch Infrarot-Temperaturfühler Verwendung finden können.

Die Temperaturregelung bzw. -steuerung kann insbesondere dadurch erfolgen, daß die Mikrowellenenergie, die in bestimmte Reifenbereiche eingebracht wird, gezielt verändert wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Kühlung bestimmter Reifenbereiche vorzusehen. Auf diese Weise kann sehr schnell auf auftretende bzw. drohende Überhitzungen reagiert werden, die andernfalls zu Defektstellen führen könnten.

Die Steuerung bzw. Regelung der Temperatur während der Reifenbehandlung kann insbesondere auch zeitabhängig erfolgen, d. h. der Reifen kann für bestimmte Zeiten jeweils auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden. Dies kann auch für die einzelnen Reifenbereiche unterschiedlich erfolgen, beispielsweise kann der Wulstbereich für eine längere Zeit auf einer höheren Temperatur gehalten werden als die übrigen Reifenbereiche. Die Kühlung bestimmter Reifenbereiche kann insbesondere auch dadurch erfolgen, daß die Wärme von solchen Bereichen abgeführt und zu anderen Bereichen des Reifens hingeführt wird, so daß die vorhandene Wärme nicht verlorengeht. Es findet also eine Art Wärmetausch innerhalb des Reifens statt.

Die Steuerung der Heiztemperatur kann auch dadurch erfolgen, daß der Heizform spezifische Erwärmungseigenschaften im Mikrowellenfeld zugeordnet werden, so daß die durch Wärmeleitung eingebrachte Energie variiert werden kann. Beispielsweise kann die Heizform aus einem Grundmaterial aufgebaut sein, dem geeignete Füllstoffe beigemengt werden, die der Heizform die gewünschte Erwärmungseigenschaft verleihen, also eine bestimmte Energieaufnahmefähigkeit aus dem Mikrowellenfeld. Als solcher Füllstoff kann beispielsweise Ruß verwendet werden, der in Kunststoff als Grundmaterial eingebettet wird. Durch die Menge und/oder die Art des eingebrachten Rußes kann die Erwärmungseigenschaft der Heizform variiert werden, und zwar auch unterschiedlich in bestimmten Reifenbereichen.

Als Grundmaterial wird bevorzugt ein oberhalb der Heiztemperatur von Reifen schmelzbares Material verwendet, beispielsweise ein Polyamid, ein Keramikmaterial oder auch Mischungen verschiedener Materialien. Das Einbringen des Füllstoffes im geschmolzenen Zustand des Grundmaterials bewirkt vorteilhafterweise eine gleichmäßige Verteilung des Füllstoffes über den gewünschten Bereich. Eine Beeinflussung der Erwärmungseigenschaften kann nicht nur durch die Füllstoffmenge erfolgen, sondern auch über den Füllstofftyp, insbesondere über den Rußtyp. Auf diese Weise können Temperaturunterschiede über den Reifen erzielt werden, beispielsweise Unterschiede von zwischen 20°C und 30°C.

Zur Kühlung können in der Heizform Kanäle vorgesehen sein, durch welche Kühlflüssigkeit bzw. Wärmetauscherflüssigkeit geleitet wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Steuerung bzw. Regelung eines unterschiedlichen Energieeintrags in verschiedenen Reifenbereichen durch eine entsprechende Geometrie des Mikrowellenfeldes, welche insbesondere durch geeignete Reflexion und Brechung, beispielsweise zur Erzeugung von stehenden Wellen, erzielt werden kann. Zur Erzeugung von stehenden Wellen können die Mikrowellenhohlleiter und Mikrowellengefäße eine solche Geometrie aufweisen, daß sie ganzzahlige Vielfache der Wellenlänge, der halben Wellenlänge oder eines Viertels der Wellenlänge wiedergeben. Selbstverständlich können auch Mikrowellen unterschiedlicher Wellenlänge gleichzeitig verwendet werden. Der unterschiedliche Energieeintrag kann aber auch durch zumindest zeitweises Abdecken bestimmter Reifenbereiche erfolgen. Hierzu können Abschirmungen verwendet werden, welche die Mikrowellenstrahlung reflektieren und so von den gewünschten Reifenbereichen fernhalten. Die Abschirmungen können klappbar oder mit verschließbaren Öffnungen gestaltet sein, um die Abschirmung zeitlich zu beschränken und wahlweise einsetzbar zu gestalten.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Erwärmungseigenschaften der Heizform vor der Behandlung von Reifen in Tests festgestellt, indem Temperaturfühler in und/oder an einem Reifen und/oder in der Heizform angeordnet werden und die Erwärmungseigenschaften gemessen werden. Die Temperaturverteilung kann so durch Anpassen der Heizform bzgl. des Materials bzw. der Kühlvorrichtungen optimiert werden. In Testreihen werden also die Prozeßparameter bestimmt, die nachher bei der Behandlung von Reifen angewendet werden.

Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren gemäß der Hauptanmeldung so angewendet, daß ein Reifenrohling zunächst konventionell oder durch Mikrowellenenergie vorgewärmt wird. Anschließend wird der Reifen in einer Heizpresse mit Druck beaufschlagt und erwärmt. Schließlich wird der Reifen unter Druck aus der Heizpresse entnommen und in einer Mikrowellenanlage ausvulkanisiert. Hierdurch wird die Zeit, in der der Reifen in der Heizpresse behandelt wird, verkürzt, so daß die relativ teueren Heizpressen einen erhöhten Durchsatz haben. Es kann hierfür eine spezielle Druckform vorgesehen sein, die selbstverständlich mikrowellengeeignet sein muß. Diese Druckform kann den Reifenrohling vollständig umgeben und an die Stelle der konventionell verwendeten Membran treten. Alternativ kann auch eine Vorrichtung verwendet werden, die den über die Membran auf den Reifen aufgebrachten Druck aufrechterhält.

Die Behandlung in der Heizpresse kann unter einem Druck von bis zu ca. 30 bar erfolgen, sowie bei einer Temperatur von 110°C und beispielsweise 4 bis 5 Minuten dauern. Die Ausvulkanisation in einer Mikrowellenanlage kann dann beispielsweise bei einer Temperatur von 260°C erfolgen. Hierbei steht der Reifen noch unter einem Druck von bevorzugt mindestens 10 bis 12 bar. Hierdurch wird gewährleistet, daß während der Vulkanisation keine Blasen entstehen, die zu einem mangelhaften Reifen führen könnten.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Behandlung der Fahrzeugreifen mit einem rotationssymmetrischen Mikrowellenfeld, welches den Reifen bevorzugt in radialer Richtung durchstrahlt. Durch diese Ausgestaltungen werden Unterschiede der Reifenqualität in Reifenumfangsrichtung vermieden, die zu späteren Reifendefekten oder zumindest zu einer Qualitätsverminderung führen können.

Bevorzugt werden die Mikrowellenstrahlen axial in das Zentrum des Reifens bzw. der Reifenheizform eingeleitet und von dort durch entsprechende Umlenkvorrichtungen in radialer Richtung durch den Reifenrohling geführt. Das radiale Mikrowellenfeld kann auch dadurch erzeugt werden, daß ein Feldaustritt der zentral in den Reifen bzw. die Reifenform eingeleiteten Mikrowellenenergie nur in radialer Richtung möglich ist. Bevorzugt sind hierzu axial beidseits des Reifens bzw. der Reifenform mikrowellenreflektierende Platten vorhanden, zwischen denen die axial eingeleitete Mikrowellenenergie hin und her reflektiert wird. In radialer Richtung können die Mikrowellen dagegen austreten und den Reifenrohling durchdringen. Sie werden frühestens von der Reifenheizform, sofern diese aus mikrowellenreflektierenden Material besteht, reflektiert, und so innerhalb der Mikrowellenanlage eingeschlossen. Anstelle der Reifenheizform kann aber auch eine extra hierfür vorgesehene Vorrichtung vorgesehen sein, um die Mikrowellen in der Anlage einzuschließen.

Die beiden mikrowellenreflektierenden Platten können relativ zueinander beweglich sein, wobei dies bevorzugt zur Reifenmittelebene symmetrisch erfolgt. Auf diese Weise ändert sich das Reflexions- und Beugungsbild, so daß eine gezielte Verteilung der Mikrowellenenergie über den Reifen bzw. eine Vergleichmäßigung der Verteilung der Mikrowellenenergie erfolgen kann.

Insgesamt ist durch das erfindungsgemäße Verfahren angestrebt, wie bereits oben ausgeführt, ein rotationssymmetrisches Mikrowellenfeld zu erzeugen. Hierzu ist also eine Vergleichmäßigung der Verteilung der Mikrowellenenergie erforderlich, da diese naturgemäß zur Ungleichverteilung neigt. In Mikrowellenhohlleitern und Mikrowellengefäßen, welche die Plattenanordnung zusammen mit der Reifenform bzw. der separaten Vorrichtung bildet, können stehende Wellen auftreten, die zu einer periodischen Verteilung der Mikrowellenenergie führen. Um eine solche Ungleichverteilung zu vermeiden, werden die entsprechenden Mikrowellenleiter und -gefäße so ausgebildet, daß möglichst keine stehenden Wellen auftreten können. Alternativ können stehende Wellen aber auch gezielt einsetzbar sein, indem dadurch die Mikrowellenenergie in bestimmten Reifenbereichen verstärkt eingebracht wird.

Es ist auch möglich, durch Bewegung des Reifens relativ zum Mikrowellenfeld oder durch Bewegung des Mikrowellenfeldes relativ zum Reifen eine Vergleichmäßigung der eingebrachten Mikrowellenenergie in den Reifen zu erzielen, wobei dies sowohl mit stehenden als auch ohne stehende Wellen erfolgen kann. Wichtig ist in jedem Falle, daß eine Ungleichverteilung entweder über die Zeit ausgeglichen wird oder aber nur in gewollter Weise eingesetzt wird. Gewollte Ungleichverteilungen des Energieeintrags treten jedoch hauptsächlich in axialer Richtung auf, insbesondere im Wulstbereich des Reifens kann ein stärkerer Energieeintrag vorgesehen sein als in den übrigen Reifenbereichen. Auch dies kann durch entsprechende Relativbewegungen des behandelten Reifens relativ zum Mikrowellenfeld bzw. des Mikrowellenfeldes relativ zum behandelten Reifen erfolgen.

Eine Möglichkeit der Relativbewegung besteht darin, den behandelten Reifen mitsamt Reifenform im radialen Mikrowellenfeld zu rotieren und gegebenenfalls in axialer Richtung hin und her zu bewegen, wobei die Axialbewegung so erfolgen kann, daß Verweilzeiten in bestimmten Bereichen, insbesondere im Wulstbereich, größer sind als in anderen Bereichen.

Eine andere Möglichkeit der Vergleichmäßigung bzw. des gezielten Energieeintrages besteht darin, das zentral in den Reifen bzw. die Reifenform eingebrachte Mikrowellenfeld rotieren zu lassen, indem der Mikrowellenhohlleiter im Reifenzentrum mindestens eine radiale Mündung aufweist, welche um die Reifenachse rotierbar ist. Der Mikrowellenhohlleiter ist hierzu im Zentrum der Reifenform abgewinkelt bzw. weist ein T-förmiges oder ein- oder mehrfach gekreuztes Endstück mit entsprechend orientierten Austrittsöffnungen für die Mikrowellenstrahlung auf. Das Endstück bzw. die Mündungen können auch axial hin- und herbewegbar oder zur Radialrichtung neigbar bzw. geneigt sein, um wiederum eine Verteilung und gezielte Einbringung der Mikrowellenenergie in axialer Richtung zu bewirken.

Die Orientierung der Mikrowellen über die Mündung des einleitenden Hohlleiters oder über Reflektoren kann auch derart erfolgen, daß sich die Austrittsrichtung bzw. Reflexionsrichtung längs einer Spiralbahn verändert. Auch hierdurch wird eine Vergleichmäßigung und eine gezielte Einbringung der Mikrowellenenergie in bestimmte Reifenbereiche ermöglicht.

Anstelle eines Mikrowellenhohleiters mit radialer Mündung kann auch ein axial mündender Hohlleiter vorgesehen sein, vor dessen Mündung eine rotierbare, mikrowellenreflektierende Anordnung, insbesondere ein Mikrowellenquirl, vorhanden ist. Bei Rotation dieser Anordnung werden die Mikrowellen in Reifenumfangsrichtung gleichmäßig verteilt. Es können auch mehrere solche Anordnungen, auch in anderen Bereichen der Mikrowellenanordnung, vorhanden sein.

In einer besonderen Ausgestaltung weist die mikrowellenreflektierende Anordnung um ihre Längsachse verdrehbare Flügel auf als Reflektoren für die Mikrowellenenergie. Durch Veränderung des Stellwinkels der Flügel dieser Anordnung kann die Mikrowellenenergie in bestimmte Bereiche des Reifens gelenkt werden. Es kann aber auch einfach eine Vielzahl von Flügeln vorhanden sein, die zumindest zum Teil einen unterschiedlichen Stellwinkel aufweisen, um dadurch die gewünschte Verteilung der Mikrowellenenergie über den Reifen zu erzielen. Wohlgemerkt wird hierbei die Verteilung der Mikrowellenenergie in axialer Richtung des Reifens beeinflußt, während die Rotationssymmetrie der eingebrachten Mikrowellenenergie über die Zeit durch Rotation der jeweiligen Anordnung um die Reifenachse gewährleistet ist.

Eine weitere Möglichkeit, die Verteilung der Mikrowellenenergie zu beeinflussen, besteht darin, über die Geometrie und die Oberflächengestaltung der Anordnung gezielt Streueffekte der Mikrowellen einzusetzen. Eine Vielzahl von Streueinrichtungen führt dabei, insbesondere in Verbindung mit einer Vielfachreflexion, zu einer Vergleichmäßigung der räumlichen Verteilung der eingebrachten Mikrowellenenergie.

Schließlich können auch allgemein alle Wände des Mikrowellengefäßes, welches den behandelten Reifen umgibt, verstellbar, insbesondere neigbar und im Abstand zueinander veränderbar sein, um eine gezielte Verteilung bzw. Vergleichmäßigung der eingebrachten Mikrowellenenergie zu erreichen.

Eine weitere Möglichkeit, eine radiales Mikrowellenfeld in den Reifen einzubringen, besteht grundsätzlich darin, die Mikrowellenenergie von außen in radialer Richtung in Richtung auf das Reifenzentrum einzubringen. Hierbei muß selbstverständlich die Reifenform mikrowellendurchlässig sein. Auf der gegenüberliegenden Seite der Reifenform ist dann bevorzugt eine mikrowellenreflektierende Vorrichtung vorhanden, um eine Konzentration der Mikrowellenenergie im Reifen sicherzustellen. Die mikrowelleneinleitende Anordnung oder der Reifen sind wiederum um die Achse des Reifens rotierbar, um eine Rotationssymmetrie der eingebrachten Mikrowellenenergie über die Zeit sicherzustellen. Eine gezielte Verteilung der Mikrowellenenergie über den Reifen kann über die oben beschriebenen Maßnahmen entsprechend bewirkt werden, insbesondere durch ein Hin- und Herbewegen, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Verweilzeiten, in axialer Richtung oder durch Neigung der Mündung des Mikrowellenleiters relativ zur Radialrichtung.

Selbstverständlich sind alle Maßnahmen auch mit den vorher beschriebenen Maßnahmen der Temperatursteuerung bzw. -regelung über Aufbau und Material der Mikrowellenform kombinierbar.

Die Mikrowellenform bzw. der behandelte Reifen kann sich erfindungsgemäß innerhalb oder außerhalb der oben beschriebenen Plattenanordnung befinden. Die Plattenanordnung kann dabei auch so ausgestaltet sein, daß sich die Öffnung in radialer Richtung nach außen erweitert in Art eines Hornstrahlers. Hierdurch wird für eine weitere Vergleichmäßigung des radialen Feldes gesorgt. In diesem Falle befindet sich der Reifen bevorzugt im bzw. außerhalb des Hornbereiches.

Schließlich kann die gesamte Anordnung als geschlossenes System ausgebildet sein, welches mit Druck beaufschlagbar ist. Hierdurch kann der Reifen unter Druck gesetzt bzw. unter Druck gehalten werden. Im zweiten Falle kann der Reifen zuvor in einer Presse unter Druck gesetzt worden sein. Anschließend wird er unter Aufrechterhaltung des Druckes beispielsweise über eine Form in die Mikrowellenanordnung gebracht, welche ihrerseits unter Druck steht.

Die beschriebenen Mikrowellenanordnungen können auch in eine konventionelle Heizpresse eingebaut werden. Dies ist kostengünstig und platzsparend. Außerdem wird der Herstellungsprozeß beschleunigt, da kein zusätzliches Einlegen in die Mikrowellenform erforderlich ist.

In der Zeichnung sind verschiedene Mikrowellenanordnungen dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Variante einer Mikrowellenanordnung,

Fig. 2 eine zweite Variante einer Mikrowellenanordnung,

Fig. 3 eine dritte Variante einer Mikrowellenanordnung,

Fig. 4 eine vierte Variante einer Mikrowellenanordnung,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des mündungsseitigen Endes eines Mikrowellenhohlleiters,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Variante des Mikrowellenhohlleiters,

Fig. 7 eine Draufsicht auf ein Endstück eines Mikrowellenhohlleiters,

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Variante des Endstücks eines Mikrowellenhohlleiters,

Fig. 9 eine weitere Variante einer Mikrowellenanordnung und

Fig. 10 noch eine Variante einer Mikrowellenanordnung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Mikrowellenanordnung befindet sich der Reifen (nicht dargestellt) samt Reifenheizform 1 zwischen zwei parallelen kreisförmigen mikrowellenreflektierenden Platten 2, deren Ebenen sich senkrecht zur Axialrichtung des Reifens erstrecken. Die Platten 2 besitzen jeweils eine zentrale Durchtrittsöffnung, an welche sich jeweils nach außen ein Mikrowellenhohlleiter 3 anschließt. Die Mikrowellenhohlleiter 3 weisen zusätzliche Mikrowelleneinkuppelstellen 4 auf.

Über die Hohlleiter 3 werden Mikrowellen axial in das Zentrum der Reifenform 1 eingeleitet und zwischen den parallelen Platten 2 hin und her reflektiert. Ein Austritt der Mikrowellen ist nur in radialer Richtung möglich, wobei die Mikrowellen den in der Reifenform 1 vorhandenen Reifen radial durchdringen und auf diesen Energie zur Aufheizung übertragen.

Bei der Variante gemäß Fig. 2 sind die beiden parallen mikrowellenreflektierenden Platten 2, welche axial beidseits der Reifenheizform 1 vorhanden sind, an ihrem radial äußeren Ende in axialer Richtung hornartig erweitert. Die Reifenheizform 1 befindet sich bei dieser Variante im Hornbereich. Sie kann aber auch außerhalb des Hornbereichs vorgesehen sein, ebenso wie sie sich bei der Variante von Fig. 1 radial außerhalb der beiden Platten befinden kann.

Bei der Variante von Fig. 3 ist die Mikrowellenanlage durch ein Gehäuse 5 umschlossen, welches einerseits einen Mikrowellenaustritt verhindert und andererseits als Druckraum ausgebildet sein kann. Die beiden parallelen Platten 2 bilden dabei jeweils eine Begrenzungsfläche des Gehäuses 5.

In Fig. 4 ist eine weitere Variante dargestellt, bei welcher die radialen Begrenzungsflächen des Mikrowellengehäuses 5 neigbar und im Abstand zueinander veränderbar sind. Dies ist durch die seitlichen Keile 6 angedeutet. Desweiteren ist in dieser Variante vor der Austrittsöffnung des Mikrowellenhohlleiters 3 im Zentrum der Reifenheizform 1 ein um die Reifenachse rotierbarer Mikrowellenquirl 7 vorhanden, der zum einen bevorzugt in axialer Richtung hin und her bewegbar ist und zum anderen in ihrer Neigung verstellbare Flügel 8 aufweist. Die Flügel bestehen aus mikrowellenreflektierendem Material und sorgen für eine Verteilung der über den Hohlleiter 3 eingebrachten Mikrowellenstrahlung. Der Mikrowellenquirl dreht sich um die Reifenachse um eine Rotationssymmetrie der eingebrachten Mikrowellenenergie über-die Zeit zu gewährleisten.

Fig. 5 zeigt das mündungsseitige Ende 10 einer Variante des Hohlleiters 3, welches sich im Zentrum der Reifenheizform 1 befindet. In dem dargestellten Beispiel ist das mündungsseitige Ende 10 des Mikrowellenhohlleiters 3 T-förmig ausgebildet mit zwei in radialer Richtung weisenden Austrittsöffnungen 9, welche zur Vermeidung von Beugungen dem Mikrowelle hornartig erweitert sind. Die Mündungen 9 sind um die Reifenachse rotierbar und in Axialrichtung hin- und herbewegbar oder zur Radialrichtung neigbar ausgebildet.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Variante des Hohlleiters 3 sind im Bereich der radialen Austrittsöffnungen 9 mikrowellenabsorbierende bzw. -reflektierende Klappen 11 vorgesehen, mit welchen bestimmte Reifenbereiche abgeschirmt werden können. Durch Ausklappen der Klappen 11 wird die Beaufschlagung dieser Bereiche mit Mikrowellenenergie verhindert, so daß auf diese Weise der Energieeintrag in bestimmte Reifenbereiche steuerbar ist. Die Klappen 11 können entweder während der gesamten Behandlungsdauer oder aber nur während einer bestimmten Zeit ausgeklappt werden, um den gewünschten Energieeintrag in den betroffenen Bereichen zu erzielen. Die Pfeile 12 in Fig. 6 geben die Richtung an, in welcher die Klappen 11 wegklappbar sind. Hier, ebenso wie in Fig. 5, ist der Querschnitt der Austrittsöffnung 9 des Hohlleiters 3 größer als die Breite des behandelten Reifens bzw. der Reifenheizform 1.

In Fig. 7 und 8 sind zwei Varianten der Endstücke 10 des Hohlleiters 3 in Draufsicht dargestellt, die alternativ zu dem T-förmigen Endstück des Hohlleiters 3 von Fig. 5 verwendet werden können. Fig. 7 zeigt zwei gekreuzte, in einer Ebene liegende Hohlleiterabschnitte mit vier jeweils in entgegengesetzter Richtung weisenden Austrittsöffnungen 9 für die Mikrowellenstrahlung. Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die radialen Austrittsöffnungen 9 verschiedene Neigungswinkel zwischen 0° und 90° zur Radialrichtung aufweisen. Hierdurch können verschiedene Reifenbereiche gezielt mit Mikrowellenenergie beaufschlagt werden. Die in den Fig. 7 und 8 dargestellten Endstücke 10 des Hohlleiters 3 sind ebenso mit diesem um die Achse I rotierbar wie die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Varianten, um auch hier eine Rotationssymmetrie zu erreichen.

Fig. 9 zeigt eine weitere Mikrowellenanordnung mit parallelen Platten 2, zwischen denen die Reifenheizform 1 angeordnet ist und die zentrale Ausnehmungen zur axialen Zuleitung der Mikrowellenenergie über Hohlleiter 3 aufweisen. Zwischen den Platten 2 sind weitere zu diesen parallele Platten 13 aus mikrowellenreflektierendem Material vorhanden, die ebenfalls eine zentrale Ausnehmung aufweisen. Jeweils zwei dieser Platten 13 sind miteinander über mit den Durchtrittsöffnungen fluchtende Hohlzylinder 14 ebenfalls aus mikrowellenreflektierendem Material verbunden. Auf diese Weise entsteht ein speziell strukturierter Hohlraum, in welchem sich die Mikrowellen ausbreiten können, um gezielt in bestimmte Reifenbereiche geleitet zu werden. In diesem Hohlraum können zusätzlich Abschirmungen 15 für die Mikrowellenstrahlung vorhanden sein, welche zudem verschließbare Durchtrittsöffnungen 16 für die Mikrowellenstrahlung aufweisen können. Durch die Abschirmungen 15 sowie durch Öffnen und Schließen der Durchtrittsöffnungen 16 kann die Verteilung der Mikrowellenenergie innerhalb des genannten Hohlraums und damit der Energieeintrag in bestimmten Reifenbereichen gesteuert werden.

Fig. 10 zeigt eine Variante der Mikrowellenanordnung von Fig. 9, bei welcher anstelle der Platten 13 der Hohlleiter 3 in axialer Richtung mit aufeinanderfolgenden Endstücken 17, 18, 19 versehen ist, von denen das mittlere sich in der Ebene der Reifenheizform 1 befindet und mit radial mündenden Austrittsöffnungen 21 versehen ist. Die beiden axial äußeren Endstücke 17 und 19 weisen dagegen axial mündende, jeweils in Richtung auf die Reifenheizform gerichtete Austrittsöffnungen 20 bzw. 22 auf. Hierzu sind die Endstücke 17 und 19 gegenüber dem Hohlleiter 3 zweimal abgewinkelt und das Endstück 18 einmal.

In den Endstücken 17, 18 und 19 können wiederum Abschirmungen 15 mit verschließbaren Durchtrittsöffnungen 16 vorhanden sein, mit welchen der Durchfluß der Mikrowellenstrahlung in dem jeweiligen Endstück 17, 18 bzw. 19 gesteuert werden kann. Auch auf diese Weise wird ein gezielter Energieeintrag in bestimmten Reifenbereichen ermöglicht. Auch bei dieser Ausgestaltung sind die Endstücke 17, 18 und 19 zusammen mit dem Hohlleiter 3 um die Achse I rotierbar, um eine rotationssymmetrische Verteilung der Mikrowellenenergie zumindest über die Zeit zu erzielen.

Bezugszeichenliste

1 Reifenheizform

2 Platte

3 Hohlleiter

4 Mikrowellen-Einkuppelstelle

5 Gehäuse

6 Keil

7 Mikrowellenquirl

8 Flügel

9 Austrittsöffnung

10 Endstück

11 Klappe

12 Pfeil

13 Platte

14 Hohlzylinder

15 Abschirmung

16 Durchtrittsöffnung

17 Endstück

18 Endstück

19 Endstück

20 Austrittsöffnung

21 Austrittsöffnung

22 Austrittsöffnung

I Reifenachse


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugluftreifen mit sich zwischen zwei Wulstringen erstreckender Karkasse und einem zwischen Karkasse und Lauffläche angeordneten Gürtel, wobei der jeweilige Reifenrohling unter ausschließlicher Verwendung von nichtmetallischen Bestandteilen aufgebaut und wobei im Verlauf der unter Einwirkung von Wärme und Druck erfolgenden Vulkanisation und Formgebung zumindest ein Teil der erforderlichen Wärmeenergie in Form von Mikrowellenenergie in den Reifen eingebracht wird, nach Patentanmeldung P 43 29 145.7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Reifen herrschende Temperatur insbesondere in Abhängigkeit von der Temperaturentwicklung in verschiedenen Reifenbereichen und unterschiedlich für verschiedene Reifenbereiche gesteuert bzw. geregelt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperatursteuerung bzw. -regelung Temperaturfühler am Reifen und/oder in der den Reifen aufnehmenden Heiz- oder Preßform (1) vorgesehen sind.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturregelung oder -steuerung durch gezielte Veränderung der in bestimmte Reifenbereiche eingebrachten Mikrowellenenergie und/oder durch Kühlung bestimmter Reifenbereiche bzw. Wärmeaustausch zwischen bestimmten Reifenbereichen erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung einer unterschiedlichen Temperatur in verschiedenen Reifenbereichen zumindest auch durch Zuordnung spezifischer Erwärmungseigenschaften, also unterschiedlicher Energieaufnahmefähigkeit aus dem Mikrowellenfeld, zu den entsprechenden Heizformbereichen erfolgt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung spezifischer Erwärmungseigenschaften durch Zugabe geeigneter Füllstoffe zum Grundmaterial der Heizform erfolgt, und zwar bevorzugt im geschmolzenen Zustand des Grundmaterials.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung bzw. Regelung eines unterschiedlichen Energieeintrags in verschiedene Reifenbereiche durch eine entsprechende Geometrie des Mikrowellenfeldes, insbesondere durch geeignete Reflexion und Brechung erfolgt, und/oder durch zumindest zeitweises Abdecken bestimmter Reifenbereiche, beispielsweise durch mikrowellenreflektierende Klappen.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifischen Erwärmungseigenschaften der Heizform (1) vorab in Testreihen festgestellt werden, insbesondere unter zur Hilfenahme von Temperaturfühlern in und/oder am Reifen und/oder in der Heizform (1).
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifenrohling zunächst konventionell oder durch Mikrowellenenergie vorgewärmt, anschließend in einer Heizpresse mit Druck beaufschlagt und erwärmt und schließlich unter Druck aus der Heizpresse entnommen und in einer Mikrowellenanlage ausvulkanisiert wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen in eine spezielle Druckform gebracht wird, welche den Reifen während der Behandlung stets unter Druck hält.
  10. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrowellenfeld rotationssymmetrisch ausgebildet ist und den Reifen insbesondere radial durchstrahlt.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellenstrahlen axial in das Zentrum des Reifens eingeleitet und dort in radiale Richtung umgelenkt werden.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Relativbewegung zwischen Mikrowellenfeld und Reifen die eingebrachte Mikrowellenenergie in Reifenumfangsrichtung über die Zeit vergleichmäßigt und/oder in axialer Richtung gezielt verteilt wird.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen im Mikrowellenfeld rotiert.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrowellenfeld um die Reifenachse rotiert.
  15. 15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei parallele mikrowellenreflektierende Platten (2), zwischen welche der Reifen bzw. die Reifenheizform (1) eingebracht werden kann, wobei sich die beiden Platten (2) senkrecht zur Reifenachse (I) erstrecken und mindestens eine der Platten eine zentrale Ausnehmung aufweist, zum Einleiten der Mikrowellenstrahlung in das Zentrum des Reifens.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden mikrowellenreflektierenden Platten (2) relativ zueinander beweglich sind, insbesondere symmetrisch zur Reifenmittelebene.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (2) radial außen in axialer Richtung hornartig erweitert sind.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen im Hornbereich oder radial außerhalb desselben angeordnet ist.
  19. 19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Mikrowellenhohlleiter (3) zur Einleitung der Mikrowellenstrahlung in das Zentrum des Reifens bzw. der Reifenheizform (1), welcher mindestens eine in radialer Richtung weisende Austrittsöffnung (9) für die Mikrowellenenergie aufweist.
  20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiter (3) im Zentrum der Reifenheizform (1) abgewinkelt ist bzw. ein T-förmiges oder ein ein- oder mehrfach gekreuztes Endstück (10) mit entsprechend orientierten Austrittsöffnungen (9) für die Mikrowellenstrahlung aufweist.
  21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Austrittsöffnung (9) um die Reifenachse (I) rotierbar ist.
  22. 22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Austrittsöffnung (9) zur Radialrichtung neigbar bzw. geneigt ist.
  23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Austrittsöffnung (9) auf einer Spiralbahn um die Reifenachse (I) bewegbar ist.
  24. 24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Austrittsöffnung (9) axial hin- und herbewegbar ist.
  25. 25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Mikrowellenquirl (7) vorhanden ist.
  26. 26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Platten (2) vor der zentralen Ausnehmung zum Einleiten der Mikrowellenstrahlen mindestens ein um die Reifenachse rotierbarer Mikrowellenquirl (7) angeordnet ist.
  27. 27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrowellenquirl (7) um ihre Längsachse verdrehbare Flügel (8) aufweist.
  28. 28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrowellenquirl (7) axial hin- und herbewegbar ist.
  29. 29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellenanordnung als geschlossenes, druckdichtes System ausgebildet ist.
  30. 30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen von neigbaren und/oder relativ zueinander beweglichen mikrowellenreflektierenden Wänden umgeben ist.
  31. 31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mikrowellenanordnung Abschirmungen (11, 15) vorhanden sind, welche bevorzugt wegklappbar sind und/oder verschließbare Durchtrittsöffnungen (16) aufweisen.






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