Verfahren zur Vulkanisierung von endlosen Riemen aus Gummi mit Textileinlagen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vulkanisierung von endlosen Riemen aus Gummi mit Textileinlagen.
Bei der Vulkanisierung von endlosen Riemen und Bändern ergibt sich eine Reihe von Aufgaben, zu deren Lösung schon verschiedene Vorschläge mit mehr oder weniger guten Erfolgen gemacht wurden. Die schwierigsten Probleme ergeben sich einerseits aus dem Umstand, dass es sich bei Riemen gewöhnlich um Erzeugnisse grösserer Länge handelt, anderseits daraus, dass der Gummi in Verbindung mit Textileinlagen zu vulkanisieren ist. Diese Einlagen müssen während der Vulkanisation im Riemen eine bestimmte Lage und eine genügende Spannung behalten, da sie bei der späteren Verwendung Zugspannungen aufnehmen sollen und daher keine Krümmungen und Falten aufweisen dürfen.
Aus dem ersten Umstand ergeben sich Schwierigkeiten in bezug auf die Gleich mässigkeit der Vulkanisation, da man bei Riemen von grösserer Länge entweder eine schrittweise Vulkanisierung wählen musste, bei der sich wegen der Überlappung der Vul- kanisiergrenzen immer Unstetigkeitsstellen ergaben, oder ein Vulkanisierverfahren mit kontinuierlichem Umlauf der Riemen anwendete, das aber verhältnismässig viel Zeit erforderte und bei dem sich auch mindestens eine Unstetigkeitsstelle-zwischen dem Beginn und dem Ende der Vulkanisation am Riemen -ergab.
Der Gummi von Riemen mit Textileinlagen hat im Betrieb Druck-und Biegungs- beanspruchungen aufzunehmen ; es muss deshalb die Vulkanisation nicht nur bei einer entsprechend hohen Temperatur, sondern auch unter einem verhältnismässig hohen Press- druck erfolgen, da beim Vulkanisieren ohne genügenden Pressdruck ein mürber, schwammiger Gummikorper ohne Festigkeit entstehen würde.
Die Vulkanisierung von Riemen in Kesseln, die mit Dampf oder hei¯er Luft geheizt sind, ohne die Rohlinge in Press- formen einzuschliessen, kommt deshalb f r solche Riemen selten in Betracht ; wenn manche Arten von Flachriemen oder BÏndern auf diese Weise, also ohne Pressdruek in Kesseln oder-bei kontinuierlieher Vulkanisa- tion-beim Durchgang durch geheizte BehÏlter erzeugt werden, so handelt es sich nicht um eigentliche Gummiremen mit Textileinlagen, sondern um Erzeugnisse, bei denen der Gummi nur zur Imprägnierung dient und keineswegs ein Element darstellt, das wesentlieh an der Kraftübertragung teil- nimmt.
Man muss also zwischen Gummiriemen mit Textileinlagen, bei denen die Textil- schichten die Zugkräfte und der Gummi die Druck- und Biegungskräfte aufnehmen, und gummierten Textilriemen, bei denen nur die Textilschichten tragend sind, unterscheiden.
Der Gummi hat bei den letztern entweder die Aufgabe, die Textileinlage z. B. gegen NÏsse zu schützen (Treibriemen) oder als Unterlage für die Bef¯rderung von Werkstoffen zu dienen (Transportbänder).
Bei der Vulkanisation in Pressformen ist es aber schwer, die Textileinlagen in gespann- ter Lage zu erhalten, und das ist die Hauptschwierigkeit, die sich aus dem zweiten obenerwähnten Umstand ergibt.
Man kann die bisherigen Verfahren und Einrichtungen zur Erzeugung von endlosen Gummiriemen mit Textileinlagen iibersichtlich in folgende HauptgTuppen einteilen : 1. Die Konfektionierung der Riemen erfolgt auf Rillentrommeln durch Aufwinden von Gummi-und Textileinlagen. Die Riemen werden mittels fest aufgezogenen Bandagen in den Rillen der Trommeln eingeschlossen und dadurch einem Pressdruck ausgesetzt.
Das Ganze wird in Kessel eingebracht, und die Rohlinge werden mit Dampf oder Heissluft vulkanisiert. Die Textileinlagen behalten ihre Lage, die ihnen bei der Montierung gegeben wurde.
2. Die Konfektionierung erfolgt wie bei 1 ; der Rohling wird dann von den Trommeln heruntergenommen und in einer geheizten Presse vulkanisiert. Der Rohling kann auch samt den Trommeln in die Presse eingeführt werden. Die Textileinlagen können aber hier- bei leicht aus ihrer ursprünglichen Lage ver schoben werden.
3. Der konfektionierte Riemen wird schrittweise durch eine geheizte Presse ge- führt und abschnittweise vulkanisiert. Die Textileinlagen können sich dabei leicht verschieben, vie bei 2.
4. Der konfektionierte Riemen wird kon- tinuierlich über eine von innen geheizte Rillenwalze gef hrt, wobei ein umlaufendes äusseres Band von aussen auf den Riemen an gedrückt wird. so dass die Vulkanisation unter Pressdruck erfolgt. Die Textileinlagen halten gut ihre Lage, da sie unter Spannung stehen.
Das erste Verfahren-Vulkanisation auf Formen im Kessel-ist nur für kürzere Riemen verwendbar ; es ergibt eine durchschnitt- lich g ute Ware für nieht allzuhohe Bean- spruchungen.
Das zweite Verfahren, Vulkanisierung in ganz geschlossenen geheizten Pressformen, kommt ebenfalls nur für kurze Riemen in Betracht ; bei diesem Verfahren ist es schwer, die Lage und Spannung der Textileinlagen zu gewährleisten ; sie vertragen daher keine hohen Beanspruchungen. Wegen der Mannig- faltigkeit der Dimensionen von endlosen Riemen ist eine grosse Zahl von Formen notig ; das Verfahren ist also relativ teuer.
Die schrittweise Vulkanisation nach dem dritten Verfahren ergibt Riemen, welche ungleichmässig sind ; sie wird nur bei sehr langen, hauptsächlich flachen Riemen verwendet.
Die Vulkanisation auf geheizten Trommeln mit umlaufenden Pressdruckbändern gemäss dem vierten Verfahren ergibt gute Ware und eignet sieh besonders für Riemen g Länge. Den Nachteil der Unstetig- keitsstelle am Anfang und am Ende der Vul kanisierung trachtet man durch vorsichtige Behandlung der betreffenden Riemenstellen zu beheben. Es wurden allerdings auch sehr komplizierte Verfahren vorgeschlagen, um durch sektionsweise Heizung und Kühlung der Umlauftrommel diese Riemenstelle zu überbrücken. Das Verfahren ist wegen des nur langsamen Vorschubs der Umlauftrommel ziemlich kostspielig, aber herrscht in der Praxis vor.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich nun um eine Vervollkommnung des kontinuierlichen Umlauf-Pressverfahrens ge mäss Punkt 4 der obigen Aufzählung. Die Vulkanisierung erfolgt erfindungsgemäss nicht durch Beheizung einer der Rillentrommeln, sondern dadurch, dass der Riemen in seiner ganzen Länge auf einmal in einem abgeschlossenen Raum einem zur Vulkani- sierung geeigneten Druck und Temperatur ausgesetzt und dabei unter dauerndem Umlauf gehalten wird. Durch die Verlegung der ganzen Apparatur in einen geheizten Druckraum erreicht man, daB auch der vom Pressband nicht umschlungene Teil des Riemens zum Unterschiede von der bisherigen Umlaufpresse durchwärmt und sukzessive vulkanisiert wird.
Das Pressband dient dazu, die äussere Form des Riemens während des Vulkanisierprozesses zu bewahren und ein Schwammig- werden des Gummikörpers zu verhindern.
Bisher wurde angenommen, daB eine ein wandfreie Vulkanisation nur unter ständigem Pressdruck des Pressbandes auf den ganzen Riemen erzielt werden könne. Unsere Versuche haben aber gezeigt, dass es genügt, den Pressdruck auf einem Sektor der einen Umlauftrommel aufrechtzuerhalten, wenn der Riemen während der Vulkanisationszeit mehrmals durch die Presszone hindurchgeführt und so sukzessive durch die Pressform auf seiner ganzen Lange gleichmässig durchvulkanisiert wird. Es entstehen dann keine Unstetigkeitsstellen, weil an der Pressstelle keine Überlappung bereits durchvulkanisierter Stellen mit noch nicht vulkanisierten Stellen stattfindet, wie dies bei den bisher üblichen Pressverfahren immer der Fall ist.
Schliesslich sei erwähnt, das bei dem erfin dungsgemässen Verfahren die Riemen während der Vulkanisation wechselnden Zug-, Druck-und Biegungsspannungen ausgesetzt sind, da sie in gespannter Lage dauernd um laufen. Dies bewirkt eine wesentliche Steige- rung ihrer Güte, Festigkeit, Elastizität und
Lebensdauer, was darauf zurückzuführen ist. dass die Gummimasse bei dieser intensiven
Bewegung und wechselnder Beanspruchung während der Verflüssigung des Gummis bei der Vulkanisationstemperatur besser durch gemischt und mit den Textileinlagen inniger verbunden wird.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfah ren hergestellten Riemen weisen gegenüber den Erzeugnissen nach andern Herstellungs weisen eine grössere Biegsamkeit und Ge schmeidigkeit auf ; sie verbrauchen also weni ger Energie für die innere Reibungsarbeit, und sie erwärmen sich daher im Betrieb weniger als bekannte Gummiriemen mit Tex tileinlagen. Da die Textileinlagen während der Vulkanisation ständig unter Spannung gehalten waren, ist ihre richtige Lage und
Parallelität im fertigen Riemen gewährleistet.
Aus diesen Gründen ist die Festigkeit und die Lebensdauer dieser Riemen grösser. Weil die Vulkanisation im ganzen Riemen zugleich erfolgt, sind Zeitaufwand und demgemäss auch die Herstellungskosten der Riemen wesentlich niedriger als bei dem erwähnten bekannten kontinuierlichen Umlauf-Pressver fahren.
Zwecks Erläuterung eines Ausführungs- beispiels des erfindungsgemässen Verfahrens ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung darge stellt, das sich in der Praxis bereits gut bewährt hat.
Ein röhrenförmiger Behälter 1, der einer seits mit einem beweglichen Absehlussdeckel
2 und anderseits mit einem festen Boden deckel 3 versehen ist, trägt im Innern Lauf schienen 4, in denen ein flacher Träger 5 verschoben werden kann. Dieser Träger dient . als Stütze für die Welle 6 bezw. das Lager der Rillentrommel 7 und ist mit einem Langs schlitz 8 versehen, in dem ein Schlitten 9 gleiten und festgeklemmt werden kann, der das Lager und die Welle 10 der zweiten
Rillentrommel 11 trägt. Die beiden Trom- meln 7 und 11 sind mit einer oder mehreren Rillen versehen, die gemäss der verlangten Riemenprofile ausgebildet sind ; die Länge der zu vulkanisierenden endlosen Riemen B kann somit verschieden gross sein, da die Entfernung der Rillentrommel 11 von der Trommel 7 verändert werden kann.
Zur Formhaltung des Riemens dient das umlaufende Pressband 12, das über Führungs- rollen 13 und Pressrollen 19 geführt ist, die auf Zapfen des Joches 15 bezw. der beiden WinLelhebel 20 gelagert sind. Jeder dieser Winkelhebel 20 ist über eine Pleuelstange 16 und eine Kolbenstange 17 mit einem Kolben 18 verbunden, durch dessen Bewegung der Druck der Pressrollen 19 über das Pressband 12 gegen die Rillentrommel 7 bezw. den Riemenrohling R beherrscht wird. Diese Anordnung ergibt eine freie Verschiebbarkeit der Führungs und Pressrollen in der Spannrichtung des Riemens B.
Der Behälter 1 wird mit Dampf bestimmter Spannung durch das Rohr 26 gespeist, das zwecks Vorwärmung der Apparatur zunächst als Heizschlange 27 längs der äussern Wand des Behälters verlÏuft und bei 29 in das s Innere des Behälters einmündet ; falls man n mit Druckluft vulkanisieren will, wird der Raum 28 z. B. durch einen elektrischen Heizwiderstand erwärmt. Gegen Wärmeverluste ist der Behälter 1 durch eine isolierende Umhüllung 30 geschützt.
Die Welle 6 der Rillentrommel 7 ist durch eine nicht gezeichnete Stopfbüchse aus dem Innern des Behälters 1 herausgeführt und wird iiber eine Scheibe 25 und einen Ketten-oder Riemenbetrieb 23 von der Scheibe 24 eines Elektromotors 22 angetrie- ben. Die unter dem Motor angeordneten Vor ratsrillentrommeln dienen zur Erzeugung von verschiedenen Riemenprofilen.
Der Vulkanisierungsvorgang mit der be schriebenen Vorrichtung spielt sich folgendermassen ab : der Träger 5 wird samt den beiden Rillentrommeln aus dem BehÏlter herausgenommen, und nach der gewünschten Riemenlänge entsprechender Einstellung der Trommel 11 werden die Riemenrohlinge auf separaten Formen oder zweckmässig direkt auf den Trommeln 7 und 11 konfektioniert.
Sodann wird der Träger samt den geformten Riemenrohlingen in den BehÏlter eingeschoben, der Deckel 2 dicht abgeschlossen und der Motor vorerst mit kleiner Geschwindigkeit angelassen. Sodann wird der Dampf bezw. die Heissluft eingeschaltet und der Vulkani- sationsprozeB eingeleitet. Die Kolben 18 verschieben sich unter dem EinfluB des Innendruckes nach rechts und drücken das Press band 12 fest auf die Riemenrohlinge R. Dann wird allmÏhlich die Umlaufgeschwindigkeit sowie auch der Druck und die Temperatur im Innern des Behälters 1 gesteigert, um eine optimale Vulkanisierung bei hoher Qualität des Vulkanisates zu erreichen.