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Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von technischen Gummierzeugnissen und betrifft insbesondere Vulkanisierformen zur Herstellung von ringförmigen polymeren Erzeugnissen.
An zweckmässigsten wird die Erfindung zur Herstellung von endlosen Flachzahnriemen angewendet.
Möglich ist auch die Anwendung der Erfindung zur Herstellung anderer Erzeugnisse aus polymeren Werkstoffen.
Bekannt ist eine Einrichtung zur Herstellung von rohrförmigen, längsgezahnten Erzeugnissen aus polymeren Werkstoffen, die einen nichtlösbaren Kern mit einer profilierten Aussenfläche, auf der der Erzeugnisrohling zusammengebaut wird, sowie einen Montagedeckel mit einer Felge enthält, in der Ringnuten zum Befestigen des Anfangsteiles des Rohlings in denselben vorgesehen sind. Im Montagedeckel gibt es einen Stutzen zum Zuführen, eines unter Druck stehenden flüssigen Mediums in den Hohlraum zwischen dem Montagedeckel und dem Kern. Der Montagedeckel ist mittels einer Schraubverbindung am Kern befestigt. Die so vorbereitete Form mit dem Rohling wird in einer Vulkanisationskammer angeordnet. In der Vulkanisationskammer befindet sich eine elastische Hülle, durch die der Rohling umschlossen wird.
Die elastische Hülle ist an einem Wärmeträger angeschlossen (SU-Erfinderschein 405737).
In der oben beschriebenen Einrichtung geschieht die Abnahme des Erzeugnisses durch Verrücken des Montagedeckels, an dessen Felge ein Teil des Erzeugnisses befestigt ist. Da dieser Erzeugnisteil kein erforderliches Profil besitzt, wird er abgeschnitten und zum Abfall geleitet.
Dadurch, dass der Rohling beim Formen des Erzeugnisses mit einer elastischen Hülle umpresst wird, entsteht eine Dickenungleichmässigkeit des Erzeugnisses im Verlauf seiner Länge. Dies erfordert eine nachträgliche Bearbeitung, nämlich ein Schleifen der ebenen Erzeugnisoberfläche.
Die entstehenden Abfälle und die zusätzliche Bearbeitung komplizieren und verteuern die Herstellung von Zahnriemen aus polymeren Werkstoffen.
Bekannt ist ferner eine Pressform zur Herstellung von hohlen polymeren Erzeugnissen, die aus einem Kern, der durch längsliegende Sektoren gebildet wird, die an den Stirnseiten durch Schlösser verbunden sind, welche im zusammengebauten Zustand mittels eines zentralen Stabes zusammengehalten werden, sowie aus Matrizenhälften bestehen, die den Kern mit dem Rohling umschliessen. Die Matrizenhälften sind mit den Pressenplatten unmittelbar verbunden.
Der Kern hat an seiner Aussenseite eine profilierte Oberfläche, auf die bei der Montage des Zahnriemenrohlings ein Belagstoff gelegt, der tragende Kord aufgewickelt und eine Polymerschicht aufgebracht wird. Das Pressen des Erzeugnisses geschieht bei radialer Annäherung der Matrizenhälften. Die Zentrierung der Matrizenhälften während des Formens erfolgt mit Hilfe von kegelförmigen Einsatzstücken, die am zentralen Stab montiert sind und in entsprechende Nuten der Matrizenhälften hineingehen. (SU-Erfinderschein 905111).
Da die Matrizenhälften in der Pressform unmittelbar mit den Pressenplatten verbunden sind, werden sie das Erzeugnis mit einer Geschwindigkeit formen, die der Annäherungsgeschwindigkeit der Pressenplatten gleich ist, wobei diese Geschwindigkeit in der Regel zur Gewährleistung einer guten Qualität der zu formenden Erzeugnisse zu hoch ist, weil es für den Belagstoff nicht genug Zeit gibt, sich zu verformen und das Profil des Kernes genau zu wiederholen.
Darüber hinaus ist die Zentrierung der Matrizenhälften relativ zueinander im ersten Augenblick der Erzeugnisformung wegen der zwischen den Einsatzstücken und den Nuten der Matrizenhälften vorhandenen Spalte nicht genau, was zum intensiven Verschleiss der zusammenwirkenden Matrizenhälftenoberflächen und der Oberflächen der Einsatzstücke führt und somit eine Verschlechterung der Erzeugnisqualität zur Folge hat.
Um diesen Nachteilen abzuhelfen, wurde in der EP-AI-90601 bereits eine Vulkanisierform zur Herstellung von ringförmigen polymeren Erzeugnissen vorgeschlagen, die einen Tragkörper, auf dem ein Kern mit einer profilierten Aussenfläche zum Unterbringen eines Rohlings auf demselben angeordnet ist, sowie Presselemente enthält, die eine im Bereich der beiden Stirnflächen kegelförmig ausgebildete Aussenfläche aufweisen und um den vorspringende Endstücke aufweisenden Kern angeordnet und mit einem Kraftantrieb über zwei Zwischenglieder kinematisch verbunden sind, wobei die Zwischenglieder als Zylinder mit einer kegeligen Innenfläche, die an die jeweilige
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kegelige Aussenfläche der Presselemente anpressbar ist, ausgebildet ist.
Diese Vulkanisierform hat jedoch den Nachteil, dass die Demontage nach erfolgtem Vulkanisieren und somit die Entnahme des Erzeugnisses schwierig ist. Die Presselemente werden nämlich durch die Zwischenglieder mit hohem Druck auf den Rohling gepresst und lassen sich dann nur schwer wieder abnehmen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu beseitigen und eine Vulkanisierform zu schaffen, die einfach zu handhaben ist, so dass die Herstellungskosten der polymeren Erzeugnisse gesenkt werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in einer Vulkanisierform zur Herstellung von ringförmigen polymeren Erzeugnissen, die einen Tragkörper, auf dem ein Kern mit einer profilierten Aussenfläche zum Unterbringen eines Rohlings auf demselben angeordnet ist, sowie Presselemente enthält, die eine mindestens von einer Seite kegelförmig ausgebildete Aussenfläche aufweisen und um den vorspringenden Endstücke aufweisenden Kern angeordnet und mit einem Kraftantrieb über mindestens ein Zwischenglied kinematisch verbunden sind, wobei das Zwischenglied als Zylinder mit einer kegeligen Innenfläche, die an die kegelige Aussenfläche der Presselemente anpressbar ist, ausgebildet ist, erfindungsgemäss am Zwischenglied ein ringförmiger Vorsprung mit einer kegeligen Aussenfläche, die zur kegeligen Innenfläche des Zwischengliedes parallel ist, vorgesehen ist,
während an den Presselementen seitens der dem Zwischenglied zugewendeten Stirnseite eine Ringnut mit einer kegeligen Fläche, die an die kegelige Aussenfläche des ringförmigen Vorsprungs während der Auseinanderführung der Presselemente anpressbar ist, vorgesehen ist, wobei die Presselemente gegen Verschiebung gegenüber dem Kern in axialer Richtung fixiert sind.
Durch den ringförmigen Vorsprung und die Ringnut wird erreicht, dass die Presselemente vom Erzeugnis in radialer Richtung abgehoben werden, wenn das Zwischenstück in axialer Richtung weggeführt wird, so dass die Vulkanisierform nach dem Vulkanisieren verhältnismässig einfach auseinandergenommen werden kann. Zu diesem Zweck müssen die Presselemente in axialer Richtung fixiert sein, damit sie nicht die axiale Bewegung des Zwischenstückes mitmachen, sondern sich tatsächlich nur in radialer Richtung bewegen.
Es ist zweckmässig, im Zwischenglied und im Tragkörper kegelige Bohrungen zum Unterbringen der Endstücke des Kernes in denselben vorzusehen.
Diese Ausführung gestattet es, eine genaue Zentrierung des Kernes in bezug auf die formende Oberfläche der Presselemente zu erzielen.
Die gemäss der Erfindung ausgeführte Vulkanisierform gestattet es, bei ihrer relativ einfachen Ausführung Zahnriemen mit einem Gewebebelag der gezahnten Oberfläche von einer verhältnismässig hohen Qualität, mit niedrigen Selbstkosten bei einer relativ hohen Arbeitsleistung und Lebensdauer der Einrichtung herzustellen.
Nachstehend wird eine Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispieles der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen angeführt ; in den Zeichnungen zeigen Fig. 1 eine Vulkanisierform zur Herstellung von ringförmigen polymeren Erzeugnissen gemäss der Erfindung, in der Stellung beim Anschluss des Formungsprozesses des Erzeugnisses, im Längsschnitt, Fig. 2 dieselbe in geöffneter Stellung, Fig. 3 einen Schnitt gemäss der Linie III-III von Fig. 3, Fig. 4 einen Schnitt gemäss der Linie IV-IV von Fig. 3, Fig. 5 eine Stelle A von Fig. 3 in vergrössertem Massstab und Fig. 6 dieselbe in geöffneter Stellung.
Die Einrichtung zur Herstellung von ringförmigen polymeren Erzeugnissen enthält einen Kern --25-- mit einer profilierten Aussenfläche zur Montage eines Rohlings --19-- auf derselben, der aus einem Belagstoff, einem tragenden Kord und einer Polymerschicht besteht. Der Kern - ist durch längsliegende Sektoren--3, 4-- (Fig. 3) gebildet, die rund um einen zentralen Stab --5-- montiert und an den Stirnseiten durch Endstücke --31-- (Fig. 1) des Kerns --25-zusammengehalten sind, die am Stab --5-- durch eine Mutter --8-- festgezogen sind. Rund um den Kern --25-- sind Presselemente --15-- angebracht, die auf ihrer Aussenseite eine kegelige Aussenfläche --18-- aufweisen.
Die radiale Verschiebung der Presselemente --15-- während des Formens wird durch eine axiale Verschiebung eines Zwischengliedes --16-- herbeigeführt, das eine kegelige Innenfläche
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(zusammenführende Innenfläche) --17-- (Fig.2) hat, die mit der kegeligen Aussenfläche (auseinanderführenden Aussenfläche) --18-- der Presselemente --15-- zusammenwirkt. Die axiale Verschie-bung des Zwischengliedes erfolgt durch einen (nicht abgebildeten) Kraftantrieb einer (nicht abgebildeten) Presse.
Zum Öffnen der Einrichtung nach der erfolgten Vulkanisation eines Erzeugnisses --19-- ist am Zwischenglied --16-- ein ringförmiger Vorsprung --20-- mit einer kegeligen Aussenfläche (auseinanderführenden Aussenfläche) --21-- vorgesehen, die zur kegeligen Innenfläche - parallel liegt. An der dem Zwischenglied --16-- zugekehrten Stirnseite der Presselemente
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eines Stiftes --24-- miteinander starr verbunden sind.
Die Presselemente --15-- sind, um eine axiale Verschiebung relativ zum Kern --25-- zu verhindern, durch T-förmige Nuten in den Presselementen --15-- und entsprechende Vorsprün- ge-26- (Fig. 6) in einem Tragkörper --27--, der mit einer unteren Platte --28-- (Fig. 4) starr verbunden ist, fixiert. Das Zwischenglied --16-- ist mit einer oberen Platte --29-- der Presse starr verbunden. Zum Einbau des Kernes --25-- sind im Tragkörper --27-- und im Zwischenglied --16-- Bohrungen --30-- mit kegeligen Abschnitten zum Unterbringen von kegelig ausgebildeten Endstücken --31-- in denselben vorgesehen.
Nach dem Abführen der Presselemente --15-- mit dem Erzeugnis --19-- vom Kern --25-- werden diese in bezug auf den Tragkörper - mit Hilfe von Kugelfeststellern --32-- und Vertiefungen --33-- in den Presselementen - fixiert. Ein Schuss --34-- erfüllt die Funktion einer Führung für das Zwischenglied --16-- zu Beginn seiner Verschiebung und ist in bezug auf den Tragkörper --27-- starr befestigt.
Die in den Zeichnungen dargestellte Vulkanisierform arbeitet folgenderweise :
Am zusammengebauten Kern --25-- wird ein Rohling montiert. Hiezu wird auf die profilierte Aussenfläche des Kerns --25-- ein Belagstoff gelegt, über denselben wird der tragende Kord aufgewickelt, und auf diesen wird eine Polymerschicht aufgebracht. Mit der erfindungsgemässen Einrichtung lassen sich auch Erzeugnisse ohne Belagstoff und Kord herstellen. Danach wird der Kern --25-- im Tragkörper --27-- so angeordnet, dass der Kern --25-- mit dem Rohling
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Oberfläche seines Endstückes --31-- in die Bohrung --30-- des Tragkörpers --27-- hineingeht.
Bei zwangsweiser Zusammenführung der unteren und oberen Platte --28 und 29-- der Presse, an denen der Tragkörper --27-- und das Zwischenglied --16-- befestigt sind, geht das Zwischenglied --16-- in den zylindrischen Schuss --34-- hinein, der auf dem Tragkörper --27-- angeord- net und daran befestigt ist. Zusammen mit dem Zwischenglied --16-- senkt sich auch der ringförmi-
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--20--.fläche --18-- der Presselemente --15-- zusammen, wodurch diese eine radiale Verschiebung zum Zentrum der Einrichtung hin erhalten und beginnen, den Rohling --19-- gleichmässig zusammen-
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--16-- kommt- senkt sich dabei in die Ringnut --22-- der Presselemente --15-- und hat dabei Abstand zu all deren Flächen, wie dies in Fig. 5 veranschaulicht ist.
In diesem Augenblick wird der Kern --25-- durch die kegeligen Oberflächen der Endstücke --31-- in den kegeligen Abschnitten der Bohrungen --30-- im Zwischenglied --16-- und Tragkörper --27-- zentriert, die Längsspalte zwischen den Presselementen --15-- werden beseitigt, und das fertiggeformte Erzeugnis befindet sich nun in einem abgeschlossenen Raum und steht unter Druck. Das überflüssige Polymere tritt durch die (nicht abgebildeten) Bohrungen zum Austritt des überflüssigen Polymeren aus.
In dieser Stellung der Einrichtung findet die Vulkanisation des Erzeugnisses statt.
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wirkt dabei über die auseinanderführende kegelige Aussenfläche --21-- des ringförmigen Vorsprungs --20- mit der entsprechenden auseinanderführenden kegeligen Oberfläche --23-- der Ring- nut --22-- der Presselemente --15-- zusammen, wodurch die Presselemente --15-- vom Zentrum
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erfüllt der Vorsprung --26-- die Funktion einer radialen Ausrichtung der Presselemente --15-- bei deren Zusammen- und Auseinanderführen.
Nach dem Heben des Zwischengliedes --16-- um einen Betrag H (Fig. 8) der der maximalen Absenkungstiefe des ringförmigen Vorsprunges --20-- in die Ringnut --22-- der Presselemente --15-- entspricht, werden die letzteren mit Hilfe von Feststellen --32-- und Vertiefungen - fixiert, die sich unter einem jeden der Presselemente --15-- befinden. Die Fixierung der Presselemente --15-- gewährleistet ihre richtige Lage in bezug auf die zusammenführende kugelige Innenfläche --17-- des Zwischengliedes --16--, was einen Bruch der Einrichtung beim nächsten Formungsvorgang verhindert.
Nach dem beendeten Vulkanisationsvorgang und dem Auseinanderführen der Platten-28, 29- der Presse wird der Kern --25-- mit dem Erzeugnis - aus der Einrichtung herausgenommen.
Nach dem Auseinandernehmen des Kernes --25-- wird das fertige Erzeugnis von ihm abgenommen. Danach wiederholt sich der Zyklus der zur Herstellung des Erzeugnisses --19-- in dieser Einrichtung erforderlichen Operationen.
Die Anwendung des Funktionsprinzips der Keilmechanismen zum mechanischen radialen Zusammen- und Auseinanderführen von rund um das zu formende Erzeugnis angeordneten Presselementen in der erfindungsgemässen Einrichtung gestattet es, eine relativ hohe Verformungsgeschwindigkeit des Rohlings zu erzielen und hiedurch eine verhältnismässig hohe Qualität des Erzeugnisses bei einer relativ hohen Arbeitsleistung bei der Herstellung der polymeren Erzeugnisse zu gewährleisten. Bei der Anwendung von erfindungsgemässen Einrichtungen entfällt dank einer relativ hohen Bearbeitungsgüte der zylindrischen formenden Oberfläche der Presselemente, die mit der profilierten Kernoberfläche gleichachsig ist, ein nachträgliches Schleifen der glatten Erzeugnisoberfläche, wodurch sich ein relativ niedriger Gestehungspreis des Erzeugnisses ergibt.
Durch Verwendung steifer Presselemente an Stelle einer elastischen Presshülle, wird es in Kombination mit einer relativ einfach herstellbaren und betriebszuverlässigen Konstruktion ermöglicht, eine Vulkanisierform zur Herstellung von ringförmigen polymeren Erzeugnissen von einer relativ hohen Lebensdauer zu erhalten.
Die Prototypen der Vulkanisierform wurden erprobt. Es wurden Zahnriemen mit einem Modul von 1 bis 4 mm und 800 mm Länge erzeugt ; diese hatten um eine 3- bis 5fache längere Betriebsdauer als die Betriebsdauer ähnlicher Riemen, die mit einer Vulkanisierform mit einer elastischen Presshülle hergestellt wurden.
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