Verfahren zur Herstellung von unregelmässig geformten Dichtungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von unregelmässig geformten Dichtungen, die aus einem unvulkanisierten Dichtungsmaterial geschnitten werden, welches, wenn es nicht festgehalten wird, beim Vulkanisieren einer Schrumpfung und Verzerrung unterworfen ist, und die nach dem Schneiden vulkanisiert werden.
Solche Dichtungen, insbesondere aus kautschukhaltigem Material, können z. B. verwendet werden als Automobilzylinderkopfdichtungen, Zylinderkopfhaubendichtungen, Ölwannendichtungen, Kettenabdeckungsdichtungen und Verteilerdichtungen.
Während vieler Jahre wurden Kork- und beträchtliche Mengen Kork enthaltende Massen für die Herstellung von Dichtungen verwendet, obwohl bekannt war, dass in vielen Fällen eine Dichtung auf der Grundlage von Kautschuk den gestellten Ansprüchen besser gerecht wird, als eine Dichtung auf der Grundlage von Kork. Trotz ihrer überlegenen Eigenschaften haben jedoch Dichtungen auf der Grundlage von Kautschuk nur begrenzte Anwendung gefunden, weil sie erheblich kostspieliger sind.
Die verhältnismässig hohen Kosten von Kautschukdichtungen beruhen sowohl auf den hohen Kosten für das Material als auch auf dem hohen Aufwand bei ihrer Erzeugung. Ein Grund für die hohen Materialkosten ist in den hohen Kosten der Rohmaterialien und in der Tatsache zu erblicken, dass nur ein Bruchteil des gebildeten kautschukartigen Folienmaterials tatsächlich in dem als Endprodukt erhaltenen Dichtungsmaterial enthalten ist, während 80 O/o oder mehr als Abfall anfallen. Um diesem Zustand abzuhelfen, werden Dichtungen nunmehr aus unvulkanisiertem statt aus vulkanisiertem kautschukhaltigem Dichtungsmaterial zu der für den fertigen Gegenstand gewünschten Form geschnitten, so dass praktisch das gesamte Abfallmaterial erneut verarbeitet werden kann.
Wenn das Material bereits vor dem Zuschneiden vulkanisiert wird, dann kann der vulkanisierte Abfall nicht ohne weiteres und direkt mit dem unvulkanisierten Rohmaterial erneut verarbeitet werden, sondern muss einer besonderen Behandlung unterworfen werden.
Einer der Nachteile, die mit dem vorherigen Zuschneiden von Dichtungen auf die Form des fertigen Gegenstandes aus unvulkanisiertem Material verbunden sind, ist auf den Umstand zurückzuführen, dass die unvulkanisierten Dichtungen, wenn sie nicht festgehalten oder fixiert werden, dazu neigen zu schrumpfen (manchmal bis zu 5 bis 20 ovo und mehr) und ihre Form während der nachfolgenden Vulkanisierung zu verändern, was vermutlich wenigstens teilweise auf Spannungen infolge vorheriger mechanischer Bearbeitung und der Neigung, insbesondere bei erhöhten Temperaturen in die früheren Orientierungen zurückzukehren, beruht.
Dieses Problem wird im Fall von unregelmässig geformten Dichtungen, d. h. von Dichtungen, die nicht rein geradlinig sind, sehr kritisch wegen der komplexen Spannungen, die während des Vulkanisierens auftreten, und der sich daraus ergebenden, nicht immer berechenbaren Festigkeitsbeanspruchungen, insbesondere an Krümmungen. Es wurden Vulkanisierungsformen entwikkelt, um diese Veränderung zu steuern, doch sind diese Formen so kostspielig, dass die Verwendung derartiger Werkzeuge für die Herstellung aus wirtschaftlichen Gründen gewöhnlich nur im Fall einer Massenerzeugung in Betracht kommt. Ausserdem lässt sich die Verwendung von Vulkanisierungsformen für Dichtungen nicht ohne weiteres an automatisierte oder kontinuierliche Erzeugungsweisen mit grossem Ausstoss anpassen.
Zur Vermeidung dieser Nachteile zeichnet sich das Verfahren nach der Erfindung dadurch aus, dass die Dichtungen nach dem Schneiden aus dem Dichtungsmaterial in direkter Berührung getragen werden von einer im wesentlichen starren, nicht glatten Oberfläche, die einen Reibungskoeffizienten hat, der so hoch ist, dass Drücke, die geringer sind als solche, die ein Verdrücken der unvulkanisierten Dichtungen zur Folge hätten, dieselben beim Vulkanisieren gegen Schrumpfung und Verzerrung festhalten.
Die nicht vulkanisierte Masse wird also durch Schneiden zunächst in die für die fertige Dichtung erwünschte Form gebracht und dann durch Reibungskontakt festgehalten und die so festgehaltene Masse vulkanisiert, wodurch die Dichtung in ihrer Form nach Abmessungen und räumlicher Anordnung fixiert wird, während sie der Vulkanisierung unterworfen ist. Alle bei der Formgebung der Dichtung anfallende, nicht vulkanisierte Abfallmasse wird vorteilhaft zur direkten Wiederverarbeitung zurückgeführt, wo sie gewöhnlich mit weiterer unvulkanisierter Masse vereinigt und erneut verwendet wird.
Als Rohmaterial wird in der Regel eine Folie aus unvulkanisierter, kautschukhaltiger Masse verwendet, die gewöhnlich einen Vulkanisierungsbeschleuniger, Aktivator, Katalysator und/oder dgl. aus der Folienherstellung enthält, d. h. einer Verarbeitungsstufe, wobei die kautschukhaltige Masse mit Zusatzstoffen versehen und/oder zu einem Blatt der gewünschten Stärke geformt wird. Der Arbeitsgang der Blattbildung oder Folienherstellung kann auch noch die vorhergehenden Stufen der Zubereitung oder Vorbehandlung der Masse einschliessen, beispielsweise in einem Innenmischer (z. B. einem Banbury-Innenmischer) oder auf einer offenen Mühle, sowie anschliessende Stufen, z. B. Kalandrieren, Extrudern (z. B.
Auspressen mittels Walzen oder Mischextruder) und/ oder dgl.
Bei einer bevorzugten Ausführung wird die unvulkanisierte Dichtung zwischen aneinandergereihte Platten eingelegt, die gegenüber den damit in Berührung stehenden Oberflächen der Dichtung einen beträchtlichen Reibungskoeffizienten besitzen, wobei es sich bei diesen Oberflächen gewöhnlich um parallele Oberflächen der Dichtung handelt, die in der Regel an den zu dichtenden Flächen anliegen. Die Platten sind vorzugsweise Metallfolien, z. B. aus Aluminium, Stahl, Kupfer u. dgl., doch können sie auch nichtmetallische Materialien, z. B. wärmebeständige Kunststoffe, Glasfaser- und Kunststoffmassen enthalten oder aus Kombinationen der genannten Metalle und Nichtmetallmaterialien bestehen.
Unter beträchtlicher Reibungskoeffizient ist ein Reibungskoeffizient zu verstehen, der unter dem jeweils angewandten Druck (der nicht so gross sein darf, dass übermässiges Quetschen oder In-die Breite-Drücken der Dichtung eintritt) ausreicht, um die Dichtung so durch Reibungskontakt festzuhalten, dass die während des Vulkanisierens erfolgenden Be anspruchungen nicht zu einer merklichen Verzerrung führen. Dieser beträchtliche Reibungskoeffizient lässt sich leicht und ohne besonderen Aufwand erzeugen, wenn man eine Anordnung in Lagen ( Sandwich > ) mit aneinandergereihten Platten verwendet, die eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweisen, z. B. scharfe Spitzen, oder die aufgerauhte, unebene oder unregelmässige Oberflächen haben. Typische Beispiele für derartige Platten werden weiter unten in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben.
Die Auswahl der jeweils geeigneten Plattenoberflächen für jeden besonderen Fall der Dichtungsmasse und -form bietet bei Berücksichtigung der vorliegenden Beschreibung keinerlei Schwierigkeiten.
Die gebildete Lagenanwendung, die in vielen Fällen aus einer Reihe von im Wechsel angeordneten Dichtungen und Platten, die einen Stapel bilden, bestehen kann, wird dann Vulkanisierungsbedingungen, häufig unter erhöhten Temperaturen, während solcher Zeit unterworfen, dass der Kautschuk in der Masse vulkanisiert wird. Die angewandten Vulkanisiserungstemperaturen, die im Bereich von Zimmertemperaturen, gewöhnlich jedoch von 93" C aufwärts liegen, z. B. 93 bis 370" C betragen, und die angewandten Zeitspannen, die von Sekunden bis mehrere Stunden betragen können, sind auf diesem Gebiet allgemein bekannt und hängen zum Teil von der jeweiligen kautschukhaltigen Mischung, der Stärke des angewandten Blatts und dergleichen ab.
Die Vernetzung oder Vulkanisation des unvulkanisierten Kautschuks kann beispielsweise in einer Vulkanisierungszone durchgeführt werden, in der Gasbrenner, Dampf, Infrarotstrahlen, elektrische Induktionserhitzung, eine dielektrische Erhitzung oder dergleichen angewandt werden. Die Vulkanisierung kann auch unter Verwendung beheizter Förderbänder durchgeführt werden. Ferner kann sie unter Verwendung eines wärmeliefernden, fliessfähigen Mediums erfolgen, d. h. nicht nur von heissen Gasen, sondern auch von Flüssigkeiten, die zweckmässigerweise bei den jeweils erwünschten erhöhten Vulkanisierungstemperaturen angewandt werden, z.
B. geschmolzene Metalle, nichtmetallische Flüssigkeiten, die bei den gewünschten Vulkanisierungstemperaturen wärmebeständig sind, Kombinationen aus geschmolzenen Metallen (als untere Schicht) und nichtmetallischen wärmebeständigen Flüssigkeiten (also obere Schicht) oder dergl. Die Auswahl eines geeigneten Mediums oder geeigneter Medien bietet unter Berücksichtigung der vorliegenden Beschreibung keine Schwierigkeiten.
Ein typisches Beispiel für ein niedrig schmelzendes Metall, das bei einer geeignet hohen Vulkanisierungstemperatur, z. B. bei etwa 3150 C verwendet werden kann, ist das eutektische Gemisch aus 58 O/o Wismuth und 42 ovo Zinn (z. B. Asarcolo 281, American Smelting and Refining Co.). Ein weiteres Beispiel ist eine Legierung aus 52 O/o Wismuth, 40 O/o Blei und 8 0/0 Cadmium. Bei Verwendung solcher Metalle kann die Dichtung mit einem Staub (Talkum oder Piotin oder Saponit) oder einem < 5lüberzug versehen werden, um zu verhindern, dass das geschmolzene Metall an der Dichtung anhaftet.
Das gewählte, nichtmetallische, wärmebeständige, fliessfähige Medium kann ein Öl auf der Basis eines Erdöls mit hohem Flammpunkt sein, ist jedoch vorzugsweise eine wasserlösliche organische Flüssigkeit z. 3. ein Polyalkylenglycol, das ein wärmestabilisierendes Oxydationsschutzmittel (z. B. Ucon > 50-HB-280-X, Carbide and Carbon Chemicals Co., vorzugsweise bei etwa 200 bis 260 C verwendbar) enthält.
Derartige organische Flüssigkeiten können beispielsweise eine Kombination aus Polyäthylenglycol und Butyläthern des Polyäthylenglycols sein, wobei die genauen Mengenverhältnisse von der gewünschten Viskosität abhängen. Die Eigenschaft der Wasserlöslichkeit ist vorteilhaft, weil nach dem Vulkanisieren etwa noch vorhandene Flüssigkeit durch die einfache Anwendung eines Wasserbads, einer Wasserwäsche oder dergleichen leicht entfernt werden kann.
Bei der Verwendung solcher metallischen und nichtmetallischen fliessfähigen Medien und verhältnismässig dünner Dichtungen liegen die Vulkanisierungstemperaturen gewöhnlich im Bereich von 176 bis 3700 C, z. B. bei 200 bis 3200 C, wobei die Kontaktzeiten in manchen Fällen so kurz wie eine Minute oder sogar noch weniger, z. B. 10 Sekunden bis 3 Minuten sind. Im allgemeinen nimmt mit steigender Vulkanisierungstemperatur die erforderliche Kontaktzeit ab.
Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens kann die vulkanisierte, kautschukhaltige Masse gewöhnlich vor dem Zuschneiden oder Stanzen zu der jeweiligen Gestalt der Dichtung einer Gefrierstufe unterworfen werden. Die Temperatur der Masse kann insbesondere bis auf einen Punkt gesenkt werden, wo sie im wesentlichen steif und hart wird, so dass nach dem Zuschneiden oder Stanzen der Gestalt der Dichtung daraus die Masse ihre Form beibehält, bis sie für die Vulkanisierungsstufe durch Reibungskontakt festgestellt wird.
Auf diese Weise kann die gegebene Gestalt der Dichtung manuell oder mechanisch hantiert werden, ohne dass sie verändert wird. Durch die Gefrierstufe wird damit die Notwendigkeit umgangen, die Dichtung sorgfältig zwischen die genannten Platten einzulegen und dazwischen einzurichten, damit sie die gleiche Form oder Gestalt besitzen, die durch die Schneidmaschine oder Stanzmaschine erzeugt worden ist. Bei der praktischen Anwendung kann die gefrorene Masse wie eine Metallfolie hantiert werden und die eingefrorene Gestalt der Dichtung kann aus der Stanzstufe zu der Stufe, wo das Festhalten durch Reibung erfolgt, gestossen oder sonstwie befördert werden. Die jeweilige Temperatur, auf die die Dichtung während der Gefrierstufe gebracht wird, hängt zum Teil von der Zusammensetzung der Masse ab.
Normalerweise ist eine Temperatur von 170 C oder darunter, gewöhnlich eine tiefere Temperatur, z. B. im Bereich von etwa -17 bis -740 C erforderlich. Zum Erreichen derartig tiefer Temperaturen können die verschiedensten bekannten Arbeitsweisen angewandt werden.
Es können sowohl gasförmige als auch fliessfähige Medien zum Gefrieren verwendet werden. Das jeweilige Medium wird aus mehreren brauchbaren gewöhnlich mit Rücksicht auf apparative und wirtschaftliche Gegebenheiten ausgewählt. So kann beispielsweise, wenn keine extremen Temperaturen erforderlich sind, Kaltluft angewandt werden. In anderen Fällen kann man flüssigen Sauerstoff, flüssigen Stickstoff oder dergleichen verwenden. Man kann aber auch statt dessen Flüssigkeiten mit sehr niedrigem Gefrierpunkt, z. B. verschiedene übliche Frostschutzmittel, wie Äthylalkohol, einsetzen, wobei die Temperatur beispielsweise durch Kühlschlangen oder durch Einführung von festem Kohlendioxyd (Trokkeneis) gesteuert werden kann.
Die Gefriermedien hängen selbstverständlich von der Zusammensetzung des Materials, seiner Dicke, der gewünschten zu erreichenden Temperatur und dergleichen ab und können ohne Schwierigkeiten durch einfachen Vorversuch für den jeweiligen Fall ermittelt werden.
Nach einer anderen besonderen Ausfübrungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird in kontinuierlichem Betrieb gearbeitet. So wird beispielsweise eine endlose Folie aus nicht vulkanisiertem kautschukhaltigem Material, gegebenenfalls nachdem sie einer Gefrierstufe unterworfen worden ist, kontinuierlich zu einer Schneidmaschine oder Stanzmaschine geführt, worin die Form der Dichtung kontinuierlich aus der Masse ausgeschnitten oder ausgestanzt wird. Bei Anwendung stationärer Formschneid- oder Stanzmaschinen für den letztgenannten Arbeitsgang soll die kontinuierlich zugeführte Bahn etwas schlaff gehalten werden, damit das momentane Anhalten der Bahn unter der Schneid- oder Stanzvorrichtung für den Schneid- oder Stanzarbeitsgang ermöglicht und kompensiert wird.
Statt dessen kann insbesondere dann, wenn die Masse einer Gefrierstufe unterworfen worden war, die Zuführung zu der Schneid- oder Stanzvorrichtung intermittierend kontinuierlich erfolgen, wobei die Intervalle zwischen den einzelnen Bewegungsschritten von der Geschwindigkeit des Schneid- oder Stanzarbeitsgangs abhängen. Derartige Arbetisweisen für das Schneiden von biegsamen und nichtbiegsamen Materialien sind allgemein bekannt.
Die mittleren Teile oder Durchbrüche, die bei der Ausbildung des Innenrands der Dichtung ausgestanzt werden, und die äusseren, noch verbleibenden Teile, die entfernt werden, um den Aussenrand auszubilden, können kontinuierlich in den Bahnbildungsarbeitsgang zurückgeführt werden, wo das Abfallmaterial erneut verarbeitet wird. Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann der nach dem Ausschneiden verbleibende Aussenteil als kontinuierliches Materialgebilde zurückgeführt werden.
Gemäss einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann das kontinuierliche Zuschneiden auf einer Schneidvorrichtung mit einer drehenden Trommel durchgeführt werden. Hierbei befinden sich die Formschneideeinrichtungen oder Stanzen auf der Oberfläche einer rotierenden Trommel und eine Bahn des ungehärteten Dichtungsmaterials wird zwischen der Trommel und einer Gegenfläche oder -walze hindurchgeleitet. Nach dem Schneiden werden die Dichtungen ausgestossen. Das Abfallmaterial wird zur erneuten Verformung zu Bahnen und zur erneuten Verwendung zurückgeführt.
Die bei dem Stanz- oder Schneidarbeitsgang gebildeten Dichtungen werden dann kontinuierlich zwischen einander gegenüberliegende, sich bewegende Platten oder Flächen zum Festhalten eingeführt und während sie sowohl gegen eine Lageveränderung als auch gegen Beeinflussung durch Wärme, insbesondere gegenüber den Verzerrungstendenzen infolge der beim Härtungsvorgang auftretenden Spannungen festgestellt sind, Härtungsbedingungen unterworfen.
Die gehärteten Dichtungen können dann automatisch nach üblichen Arbeitsweisen entnommen, verpackt, gelagert oder versandt werden.
Die beigefügten Zeichnungen sollen die Erfindung beispielsweise näher erläutern:
In Fig. 1 ist die Buch -Ausführungsform der Vorrichtung, die bei der praktischen Durchführung der Erfindung angewandt werden kann, dargestellt, wobei eine Vielzahl der Platten zum Festhalten, die scharniergelagert sind, und die Dichtungen bei der Vorbereitung für die Härtung wechselweise aufeinandergeschichtet werden.
In den Fig. 2, 2a, 3, 3a, 3b, 4, 5, 6, 6a und 7 sind typische Beispiele für die verschiedenen Arten von Oberflächen dargestellt, die die Platten zum Festhalten bei solchen Ausführungsformen aufweisen können, wobei das Festhalten durch unterbrochene oder rauhe Oberflächen erzielt wird.
In Fig. 8 wird eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäss verwendbaren Vorrichtung dargestellt, wobei eine Mehrzahl von Platten zum Festhalten und Dichtungen wechselweise in einem Halterahmen aufgeschichtet sind, der anschliessend in eine Vulkanisierungszone für die Durchführung der Härtung der festgestellten Dichtungen eingebracht wird.
In Fig. 9 wird in schematischer Form eine Ausführungsform einer Vorrichtung dargestellt, die bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens in kontinuierlicher Arbeitsweise angewandt werden kann.
Wie erwähnt, ist in Fig. 1 eine sogenannte Buch -Ausführungsform der erfindungsgemäss verwendbaren Vorrichtung dargestellt, wobei die Platten zum Festhalten auf einer Seite in Scharniere eingehängt sind. Die Vorrichtung besteht aus einer Basis 10 mit Scharnierstützen lla und 1 ib, die durch Scharnierösen 12a, 12b, 12a', 12b', 12a", 12b" usw. geführt werden. Zwei der Scharnierösen sind an jeweils einer Kante jeder Platte 13, 13' (die zur besseren Veranschaulichung teilweise entfernt ist), 13" usw. befestigt. Bei dieser speziellen Ausführungsform sind die Platten aus Aluminium, doch - wie bereits erwähnt - können sie auch andere Metalle oder Nichtmetalle enthalten, z. B. aus Folien aus Polytetrafluoräthylen ( Teflon , E.I. du Pont de Nemours & Co.) bestehen.
Zwischen den Platten zum Festhalten wird eine Vielzahl der unregelmässig geformten, unvulkanisierten kautschukhaltigen Dichtungen 14a, 14b usw. eingelegt, die anschliessend Vulkanisierungsbedingungen unterworfen werden.
Beispielsweise können die unregelmässig geformten, ungehärteten Dichtungen Zylinderkopfdichtungen für Automobile mit einer Stärke von etwa 3 175+0 254 mm sein. Eine derartige Dichtung kann durch Vermischen der folgenden Rohstoffe zubereitet werden.
Bestandteile Gew.-Teile Butadien-Acrylnitril-Kautschuk 100 Russ 200 Lignin 25 Paraffinwachs 2 Phenyl-ss-naphthylamin 1,5 Zinkoxyd 5 Stearinsäure 1,5 Schwefel 1,3 Weichmacher (aromatisches Erdölderivat) 22,5 Benzothlazyldisulfid 1,3 Tetramethylthiurammono sulfid 0,5 para-Cumaron-Tnden-Harz (F.=40" C) 12,5
Es sei darauf hingewiesen, dass die vorstehende Mischung lediglich ein Beispiel darstellt, auf das die Erfindung nicht beschränkt ist. Verschiedenartige Mischungen, die natürliche und/oder synthetische Kautschuksorten einschliesslich der neueren substituierten Kautschuksorten, z. B. Kautschuk auf Silicon- oder Borbasis, enthalten, eignen sich für die praktische Durchführung der Erfindung.
Der Kautschukgehalt der Mischung, die fest sein oder im geschäumten oder schwammigen Zustand vorliegen kann, liegt ungefähr im Bereich von 10 bis 95 Gew. O/o.
Damit die Platten 13, 13', 13" usw. einen Reibungskoeffizienten aufweisen, der ausreicht, um die Dichtungen 14a, 14b usw. festzuhalten, ist wenigstens eine Oberfläche dieser Platten mit Unebenheiten versehen, wie dies durch die Punkte auf den Platten in Fig. 1 dargestellt ist. Bei Anwendung solcher Unebenheiten, die in Vergrösserung ausschnittsweise in Fig. 2 und 2a dargestellt sind, muss nicht notwendigerweise ein zusätzliches Gewicht auf den Stapel der wechselweise angeordneten Platten zum Festhalten und Dichtungen angewandt werden, da das Gewicht der Platten selbst in manchen Fällen ein ausreichendes Festhalten durch Reibungskontakt ergibt, um eine Formveränderung der Dichtungen während der nachfolgenden Vulkanisierung zu verhüten. Dies gilt insbesondere für die Dichtungen im unteren Teil des Stapels.
In manchen Fällen hat es sich als zweckmässig erwiesen, am oberen Ende des Stapels zusätzliches Gewicht anzuwenden, damit die Last ausreicht, um die Dichtungen am oberen Ende genügend zu fixieren.
Eine rauhe (und/oder klebende) Oberfläche auf wenigstens einer Seite der Platten zum Festhalten ist bei der praktischen Durchführung der Erfindung von Bedeutung. Gewicht allein auf glatten Platten vermag zwar die Dichtungen während der Vulkanisation festzuhalten, doch ist die Anwendung von reinem Gewicht allein in manchen Fällen von einer unerwünschten und übermässig starken (beträchtlich mehr als etwa 20 O/o) Quetschung der Dichtung begleitet. Die Stärke der Dichtung kann daher geringer sein als erwünscht und das damit einhergehende Breitdrücken der der Dichtung kann ihren Innen- und Aussenrand in unerwünschtem Masse bleibend verändern.
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung wird eine derartige bleibende Formveränderung durch Anwendung von unglatten (und/oder klebenden) Oberflächen für das Festhalten der Masse durch Reibungskontakt sowie durch die Vermeidung einer Formveränderungen hervorrufenden Belastung ausgeschaltet. Wird eine Mehrzahl der übereinander angeordneten Platten in einem Stapel angewandt, kann eine übermässige Last auf den Dichtungen, insbesondere im unteren Teil des Stapels, dadurch vermieden werden, dass Vorsorge dafür getroffen wird, dass die volle Last der darüberliegenden Platten und Dichtungen sich nicht auf die Dichtungen im unteren Teil auswirkt, indem man beispielsweise Abstandhalter oder dergleichen zwischen den unglatten Platten anwendet.
Die Ausbildung der rauhen Oberfläche auf einer oder beiden Seiten der Platten zum Festhalten kann ganz unterschiedlich sein. Beispielsweise kann eine Platte durch die einfache Massnahme erzeugt werden, dass eine Mehrzahl von ausgezackten Perforationen in einer Metallfolie ausgebildet wird. In ähnlicher Weise kann die Platte aus einem Drahtsieb erzeugt werden, worin das wellenartige Ineinandergreifen der Drähte selbst eine ausreichende Reibung schafft.
Weitere Beispiele für geeignete Oberflächen für die Platten zum Festhalten sind in den Fig. 2 bis 7 dargestellt.
Nach den Fig. 2 und 2a, worin die bei der Ausführung nach Fig. 8 (die weiter unten erläutert wird) vorzugsweise angewandte Art der Oberfläche dargestellt ist, wird die Platte 15 aus 0,813 mm starkem Blattaluminium hergestellt, worin die vorstehenden Anteile oder Zinken 16 eine Höhe von etwa 0,635 mm besitzen, was zu einer Gesamtstärke von 1,447 mm von dem Plattengrund 15 bis zur Spitze der Zinken 16 führt. Die Zinken 16 sind in Abständen von etwa 4,47 mm, gemessen von Mittelpunkt zu Mittelpunkt, angeordnet. Die Zinken 16 gemäss Fig. 2 und 2a sind zwar nur in einer Richtung gestanzt, doch können sie auch in entgegengesetzter Richtung gestanzt werden. Stattdessen können zwei Folien mit Zinken 16, die nur in einer Richtung gestanzt sind, Rücken an Rücken miteinander verbunden werden (wie dies bei der Ausführungsform nach Fig. 8 der Fall ist).
Gemäss Fig. 3, 3a und 3b stehen die Zinken 17 insofern im Gegensatz zu denen nach Fig. 2 und 2a, als sie bis zu einer höheren Ebene über der Platte 18 aufgezogen und im wesentlichen spitz sind und auch sonst sich in ihrer Gestaltung etwas unterscheiden.
Solche spitze Zinken können mit Vorteil in Verbindung mit einer besonderen Ausführungsform der Erfindung angewandt werden, wobei die geformte Dichtung durch einfaches Auflegen auf eine einzige Platte zum Festhalten ohne Anwendung einer darüberliegenden Platte festgehalten wird, d. h. bei der einseitig offenen Ausführungsform im Gegensatz zu der mehrschichtigen, gedeckten Ausführungsform. Selbstverständlich eignen sich auch Platten mit anders ausgebildeten Oberflächen für die Durchführung der einseitig offenen Ausführungsform.
Nach Fig. 4 wird der Gittereffekt auf der Platte 19 durch kreuzweise angeordnete, vorstehende Teile 20 erzeugt. Nach Fig. 5 wird die unglatte Oberfläche der Platte 21 durch Aufrauhen der Oberfläche mit einem groben Schleifstein hergestellt, was zu einer Vielzahl feiner Streifungen führt. Gemäss Fig. 6 und 6a ist die Platte 23 mit rechteckigen Öffnungen 24 in einer Richtung und 25 in der entgegengesetzten Richtung versehen. Gemäss Fig. 7 besitzen beide Seiten der Platte 26 Erhebungen 27, die einen Waffeleffekt hervorrufen (ohne dass ein Auslaufen verursachende, kontinuierliche Kanäle entstehen). Dies sind nur einige wenige Beispiele für viele Arten von unglatten Oberflächen, die für die erfindungsgemässen Zwecke brauchbar sind.
In vielen Fällen führen zwar die erhöhten Teile auf den Festhalteplatten oder -folien nach der Vulkanisiserung zu entsprechenden Eindrücken in der Oberfläche der Dichtung, doch wurde überraschenderweise gefunden, dass solche Eindrücke in manchen Fällen einen nicht vorhersehbaren Vorteil aufweisen. Insbesonders führt die mit Eindrücken versehene Oberfläche zu Flächen grösseren örtlichen Drucks, wodurch Komprimierbarkeit und die Fähigkeit, geringfügige Unregelmässigkeiten in den zu dichtenden Flächen abzudichten, erhöht wird.
In Fig. 8 ist eine weitere absatzweise arbeitende Vorrichtung für die Durchführung der Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung umfasst einen Halterahmen 28 mit aufrechtstehenden Führungen 28a, 28b, 28c und 28d und mehreren Traggriffen, von denen nur der mit 28e bezeichnete in der perspektivischen Ansicht zu sehen ist. Jede einzelne der Platten zum Festhalten 29, 30 etc. besteht aus zwei Platten, beispielsweise den in Fig. 2 und 2a dargestellten, die Rücken an Rücken zueinander angeordnet und mit tels ungebörtelter Ränder 29', 30' etc. verbunden sind.
Bei einer besonderen Ausführungsform der in Fig. 8 dargestellten Vorrichtung ist der Rahmen etwas über 30 cm breit und etwa 90 cm lang.
Die aufrechtstehenden Teile 28a bis 28d sind etwa 30 cm hoch, so dass genügend Raum für etwa 40 bis 60 oder mehr der Platten zum Festhalten zur Verfügung steht, von denen jede etwa 1,7 kg wiegt und zwischen denen unregelmässig geformte Dichtungen festgehalten werden, die die oben beschriebene Zusammensetzung und eine Stärke von etwa 3,175 + in254 mm aufweisen.
Um eine übermässige Quetschung der Dichtungen, insbesondere in den unteren Schichten, zu vermeiden, sind Abstandshalter an den inneren und äusseren Rändern der Dichtungen vorgesehen. Diese Abstandshalter sind beispielsweise Streifen aus der gleichen Kautschukmasse, jedoch in gehärtetem Zustand, mit einer Stärke von etwa 2,362 mm. Um einen ausreichenden Druck in den oberen Schichten zu gewährleisten, wird ein Gewicht, z. B. eine flache Stahlplatte, von einer Form, die etwa der der Platten zum Festhalten entspricht, und einem Gewicht von etwa 40 kg auf die oberste Platte aufgelegt.
Zur Vulkanisierung wird der Trägerrahmen und der Stapel mit den Dichtungen in eine Dampfvulkanisiervorrichtung oder einen Autoklaven eingebracht, wobei 4,2 atü Dampf (etwa 153 C) angewandt werden. Die Härtungszeit beträgt etwa eine Stunde, doch können auch Zeitspannen von nur 20 Minuten bei dieser Temperatur mit gutem Erfolg angewandt werden. Auch trockene Wärme kann in Verbindung mit dieser Ausführungsform angewandt werden.
Die Fig. 9 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugt angewandten kontinuierlichen Arbeitsweise, die sich für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eignet. Das Förderband 32 führt eine endlose Bahn aus unvulkanisiertem, kautschukhaltigem Material 33, das gegebenenfalls zu einem steifen oder harten Zustand eingefroren ist, zu einer Formschneid- oder Stanzvorrichtung 34, worin die in die gewünschte Form gebrachten Dichtungen 35 aus der endlosen Bahn 33 ausgestanzt werden.
Die Abfall darstellenden Innenteile oder Durchbrüche 36 fallen in einen Abfallbehälter 37, die vorzugsweise fortlaufend in den vorhergehenden Arbeitsgang der Bahnbildung (nicht dargestellt) zur Wiederverarbeitung (nach auftauen, wenn gefroren) zurückgeführt werden. In entsprechender Weise wird ein endloses Gebilde aus Abfallmaterial 38 gleichfalls zur Wiederverarbeitung zum Arbeitsgang der Bahnbildung zurückgeführt, so dass praktisch keine Verluste durch Abfall auftreten.
Die in die gewünschte Form gebrachten Dichtungen 35 werden auf das s chen, beschrieben, doch sei darauf hingewiesen, dass die Dichtungen auch unter Verwendung einer glatten Oberfläche fixiert werden können, die mit einer klebenden Substanz oder einem vulkanisierbaren Bindemittel überzogen ist, um so eine Haftung der Dichtung daran wenigstens während der Vulkanisierung zu erzielen. Für diese Zwecke soll das Bindemittel vorzugsweise das gleiche Grundpolymere enthalten, wie die Dichtung selbst, und dieses Mittel kann gegebenenfalls auch auf die Oberflächen der Dichtung statt auf die der Platten angewandt werden.
Beispielsweise kann das klebende Bindemittel bei Verwendung der oben für die Dichtungen beschriebenen Mischung vorzugsweise nach der Dichtung unter den angewandten Vulkanisierungsbedingungen vulkanisieren und 100 Gew.-Teile flüssigen Butadienacrylnitrilkautschuk, 30 Teile Russ, 2 Teile Paraffinwachs, 1,5 Teile Phenyl-p-naphthylamin, 5 Teile Zinkoxyd, 1,0 Teil Stearinsäure, 4 bis 6 Teile Schwefel und 0,75 Teile Tetramethyltiurammonosulfid enthalten.