DE102008038322A1 - Heating sleeve as a component of a vulcanization device, in particular for producing an endlessly closed drive belt - Google Patents
Heating sleeve as a component of a vulcanization device, in particular for producing an endlessly closed drive belt Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Heizmanschette (1) als Bauteil einer Vulkanisationsvorrichtung zur Herstellung eines schlauchförmigen Artikels, insbesondere in Form eines endlos geschlossenen Antriebsriemens, mit einem Grundkörper aus einem vulkanisierbaren Werkstoff, wobei die Heizmanschette (1) aus einem unter Vulkanisationsbedingungen beständigen polymeren Werkstoff besteht, wobei erfindungsgemäß die Heizmanschette (1) wenigstens eine Innenschicht (2) und eine Außenschicht (3) aufweist, wobei die Innenschicht (2) aus einem härteren Werkstoff besteht als die Außenschicht (3). Die Innenschicht (2) der Heizmanschette (1) hat in der Vulkanisationsphase vorzugsweise eine größere Härte in Shore A als der zu vulkanisierende Artikel, was insbesondere bei Antriebsriemen der Fall ist. Die Innenschicht (2) besteht vorzugsweise aus einer schwefelvernetzten oder peroxidisch vernetzten EPDM-Mischung mit einer Härte von 82 bis 89 Shore A bei einer Schichtdicke von 5 bis 7 mm. Die Außenschicht (3) besteht insbesondere aus einer harzvernetzten Butylkautschukmischung mit einer Härte von 64 bis 75 Shore A bei einer Schichtdicke von 1,5 bis 4 mm. Es werden weitere Gestaltungsvarianten der Heizmanschette vorgestellt.The invention relates to a heating sleeve (1) as a component of a vulcanization device for producing a tubular article, in particular in the form of an endless drive belt, comprising a base body of a vulcanizable material, wherein the heating sleeve (1) consists of a polymer material which is stable under vulcanization conditions, wherein According to the invention, the heating sleeve (1) has at least one inner layer (2) and one outer layer (3), wherein the inner layer (2) consists of a harder material than the outer layer (3). The inner layer (2) of the heating sleeve (1) in the vulcanization phase preferably has a higher hardness in Shore A than the article to be vulcanized, which is the case in particular in drive belts. The inner layer (2) preferably consists of a sulfur-crosslinked or peroxidically crosslinked EPDM mixture having a hardness of 82 to 89 Shore A at a layer thickness of 5 to 7 mm. The outer layer (3) consists in particular of a resin-crosslinked butyl rubber mixture having a hardness of 64 to 75 Shore A at a layer thickness of 1.5 to 4 mm. Further design variants of the heating jacket are presented.
Description
Die Erfindung betrifft eine Heizmanschette als Bauteil einer Vulkanisationsvorrichtung zur Herstellung eines schlauchförmigen Artikels mit einem Grundkörper aus einem vulkanisierbaren Werkstoff, wobei die Heizmanschette aus einem unter Vulkanisationsbedingungen beständigen polymeren Werkstoff besteht.The The invention relates to a heating sleeve as a component of a vulcanization device for producing a tubular article with a base body made of a vulcanizable material, with the heating sleeve off a polymer resistant to vulcanization conditions Material exists.
Als
schlauchförmiger Artikel wird hier ein Schlauch, Luftfederbalg,
Kompensator, Endlosband, Endlosgurt oder Endlosriemen bezeichnet,
wobei der Endlosriemen in Form eines Antriebsriemens von besonderer
Bedeutung ist. Diesbezüglich wird insbesondere auf folgende
Patentliteratur verwiesen:
Die Elastizität des schlauchförmigen Artikels unter Einbezug der Biegeelastizität, was insbesondere bei Antriebsriemen von Bedeutung ist, wird dadurch erreicht, dass der Grundkörper aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften besteht, wobei hier die beiden Werkstoffgruppen Elastomere und thermoplastische Elastomere (TPE) zu nennen sind. Zumeist kommen Elastomere auf der Basis vulkanisierbarer Kautschukmischungen, umfassend wenigstens eine Kautschukkomponente (z. B. EPM, EPDM, HNBR, FKM) sowie Mischungsingredienzien, zum Einsatz. Die Mischungsingredienzien umfassen dabei wenigstens einen Vernetzer oder ein Vernetzersystem (Vernetzungsmittel und Beschleuniger). Weitere Mischungsingredienzien sind zumeist noch ein Füllstoff und/oder ein Verarbeitungshilfsmittel und/oder ein Weichmacher und/oder ein Alterungsschutzmittel sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe (z. B. Fasern, Farbpigmente). Diesbezüglich wird auf den allgemeinen Stand der Kautschukmischungstechnologie verwiesen.The Elasticity of the tubular article below Inclusion of bending elasticity, which is especially true for drive belts is important, is achieved by the fact that the main body consists of a polymeric material with elastic properties, Here, the two material groups elastomers and thermoplastic Elastomers (TPE) are mentioned. Most elastomers come on the basis vulcanizable rubber mixtures comprising at least one Rubber component (eg EPM, EPDM, HNBR, FKM) as well as mixture ingredients, for use. The mixture ingredients comprise at least a crosslinker or a crosslinker system (crosslinking agent and Accelerator). Other mixture ingredients are mostly still a filler and / or a processing aid and / or a plasticizer and / or an aging inhibitor and optionally other additives (eg fibers, color pigments). In this regard, becomes the general state of rubber compounding technology directed.
Der elastische Grundkörper des schlauchförmigen Artikels ist zumeist noch mit einem eingebetteten Festigkeitsträger bzw. Zugträger versehen, der ein- oder mehrlagig ausgeführt sein kann.Of the elastic basic body of the tubular article is still mostly with an embedded strength element or Zugträger provided running one or more layers can be.
Die Heizmanschette als schlauchförmiges bzw. hülsenförmiges Gebilde ist ein Bauteil der Vulkanisationsvorrichtung. Ihre Aufgabe besteht in dem Abdichten des Kesselsystems gegen Dampfeintritt in den Vulkanisatbereich. Darüber hinaus soll sie zur Glättung des Artikelrückens, insbesondere Riemenrückens, beitragen. Die Heizmanschette besteht dabei aus einem unter Vulkanisationsbedingungen (130 bis 200°C) beständigen polymeren Werkstoff. Bisher wurden die Heizmanschetten einschichtig aus mehreren Lagen einer Butylkautschuk-Kalanderplatte gefertigt. Hiermit sind jedoch insbesondere folgende Nachteile verbunden:
- – geometrische Instabilität, beispielsweise durch Schrumpfung in der Höhe und durch Umfangszunahme;
- – mangelnde Standfestigkeit;
- – zu geringe Härte in Verbindung mit Rückenwelligkeitseffekten, insbesondere bei Antriebsriemen, insbesondere wiederum bei Zahnriemen.
- Geometric instability, for example due to shrinkage in height and by increase in circumference;
- - lack of stability;
- - Too low hardness in conjunction with back ripple effects, especially in drive belts, especially in turn with timing belt.
Im Hintergrund dieser Gesamtproblematik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Heizmanschette bereitzustellen, mit der ein sicheres Abdichten des Kesselsystems gegen Dampfeintritt in den Vulkanisatbereich gewährleistet ist. Darüber hinaus soll die Heizmanschette zu einer zuverlässigen Glättung der Rückenstruktur eines Artikels, insbesondere eines Antriebsriemens, beitragen.in the Background of this overall problem is the object of the invention to provide a heating jacket, with a safe Sealing of the boiler system against steam entry into the Vulkanisatbereich is guaranteed. In addition, the heating jacket should to a reliable smoothing of the back structure an article, in particular a drive belt contribute.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die Heizmanschette wenigstens eine Innenschicht und eine Außenschicht aufweist, wobei die Innenschicht aus einem härteren Werkstoff besteht als die Außenschicht.Solved This object is achieved in that the heating jacket at least one Inner layer and an outer layer, wherein the Inner layer of a harder material than the Outer layer.
Die Heizmanschette gelangt insbesondere bei der Herstellung eines Schlauches, insbesondere eines Kurzschlauches, eines Luftfederbalges (Axialbalg, Kreuzlagenbalg), eines Kompensators, eines Endlosbandes, Endlosgurtes oder Endlosriemens zur Anwendung. Von herausragender Bedeutung ist der Einsatz der neuen Heizmanschette bei der Herstellung eines endlos geschlossenen biegeelastischen Antriebsriemens, der konstruktiv als Flachriemen, Keilriemen, Keilrippenriemen oder Zahnriemen ausgebildet sein kann.The Heating jacket passes in particular in the manufacture of a hose, in particular a short tube, a bellows (Axialbalg, Kreuzlagenbalg), a compensator, an endless belt, endless belt or endless belt for use. Of paramount importance is the Use of the new heating jacket in the production of an endless closed flexural elastic drive belt, constructive designed as a flat belt, V-belt, V-ribbed belt or toothed belt can be.
Die Innenschicht der Heizmanschette steht dabei in einem Kontakt zum Artikelrücken bzw. in Bezug auf den Einsatzschwerpunkt zum Riemenrücken. Bei der Vulkanisation des Artikelrohlings bzw. Riemenrohlings wird durch die Hart-Weich-Kombination der Heizmanschette eine wirksame Glättung der Rückenstruktur des Artikels bzw. Riemens erzielt, und zwar bei gleichzeitiger Abdichtung gegen Dampfeintritt in den Vulkanisatbereich.The Inner layer of the heating sleeve is in contact with the Article back or in relation to the main application to the back of the belt. In the vulcanization of the article blank or belt blanks is due to the hard-soft combination of the heating jacket an effective smoothing of the back structure of the Or belt achieved, with simultaneous sealing against steam entry into the Vulkanisatbereich.
Hinsichtlich der Innenschicht und der Außenschicht der Heizmanschette gelten vorzugsweise folgende Werkstoffparameter:Regarding the inner layer and the outer layer of the heating jacket the following material parameters preferably apply:
Innenschichtinner layer
Die Innenschicht weist eine Härte von > 80 Shore A, insbesondere von 81 bis 95 Shore A, insbesondere wiederum von 82 bis 89 Shore A, auf.The Inner layer has a hardness of> 80 Shore A, in particular from 81 to 95 Shore A, in turn, from 82 to 89 Shore A, on.
Zum Einsatz gelangt eine vulkanisierte Kautschukmischung, wobei die Kautschukkomponente ein Ethylen-Propylen-Mischpolymerisat (EPM) oder ein Ethylen-Propylen-Dien-Mischpolymerisat (EPDM) sein kann. Die bevorzugte Kautschukkomponente ist dabei EPDM. Die Kautschukmischung ist insbesondere schwefelvernetzt oder peroxidisch vernetzt. Neben dem Vernetzer können noch weitere Mischungsingredienzien in die Kautschukmischung eingemischt sein, nämlich ein Füllstoff und/oder ein Verarbeitungsmittel und/oder ein Weichmacher und/oder ein Alterungsschutzmittel sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe (z. B. Fasern). Diesbezüglich wird auch hier auf die allgemeine Kautschukmischungstechnologie verwiesen.A vulcanized rubber mixture is used, wherein the rubber component may be an ethylene-propylene copolymer (EPM) or an ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM). The preferred rubber component is EPDM. The rubber mixture is especially crosslinked with sulfur or peroxide crosslinked. In addition to the crosslinker, other mixture ingredients may also be mixed into the rubber mixture, namely a filler and / or a processing agent and / or a plasticizer and / or an aging inhibitor and optionally further additives (eg fibers). In this regard, reference is also made here to the general rubber mixing technology.
Außer den vorgenannten Kautschukkomponenten können auch andere Kautschuktypen, die auf eine Härte von > 80 Shore A getrimmt wurden, eingesetzt werden. Zu nennen sind hier insbesondere ein (teil)hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR), Butylkautschuk (IIR), Fluorkautschuk (FKM) oder Silikonkautschuk (MVQ).Except the aforementioned rubber components may also others Rubber grades trimmed to a hardness of> 80 Shore A. become. Particularly noteworthy here are a (partially) hydrogenated nitrile rubber (HNBR), butyl rubber (IIR), fluororubber (FKM) or silicone rubber (MVQ).
Die Schichtdicke der Innenschicht beträgt 3 bis 10 mm, insbesondere 5 bis 7 mm.The Layer thickness of the inner layer is 3 to 10 mm, in particular 5 to 7 mm.
Außenschichtouter layer
Die Außenschicht weist eine Härte von < 80 Shore A, insbesondere von 60 bis 79 Shore A, insbesondere wiederum von 64 bis 75 Shore A, auf.The Outer layer has a hardness of <80 Shore A, in particular from 60 to 79 Shore A, especially again from 64 to 75 Shore A, up.
Zum Einsatz gelangt ebenfalls eine vulkanisierte Kautschukmischung, wobei hier insbesondere eine gasdichte Kautschukkomponente, die Butylkautschuk (IIR), Brombutylkautschuk (BIIR) oder Chlorbutylkautschuk (CIIR) sein kann, zum Einsatz gelangt. Die bevorzugte Kautschukkomponente ist dabei IIR. Die Kautschukmischung ist insbesondere harzvernetzt, beispielsweise mittels eines Phenolharzes. Hinsichtlich der weiteren Mischungsingredienzien gilt das gleiche wie bei der Innenschicht.To the Insert also gets a vulcanized rubber compound, in which case in particular a gas-tight rubber component, the Butyl rubber (IIR), bromobutyl rubber (BIIR) or chlorobutyl rubber (CIIR) is used. The preferred rubber component is IIR. The rubber mixture is in particular resin crosslinked, for example by means of a phenolic resin. Regarding the others Mixture ingredients is the same as the inner layer.
Die Schichtdicke der Außenschicht beträgt 1 bis 7 mm, insbesondere 1,5 bis 4 mm.The Layer thickness of the outer layer is 1 to 7 mm, in particular 1.5 to 4 mm.
Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten der Heizmanschette werden im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung erwähnt.Further Design options of the heating jacket are in Mentioned in connection with the description of the figures.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The Invention will now be based on embodiments below Referring to schematic drawings explained. Show it:
Die
Heizmanschette
Die
Unterbauoberfläche
Die
Decklagenoberfläche
Das
Aufbringen der Beschichtungen
Bei
der Vulkanisation des Riemenrohlings hat die Innenschicht
Die
Innenschicht
Im
Folgenden werden weitere vorteilhafte Gestaltungsvarianten der Heizmanschette
Die
Heizmanschette
Chemosil (Henkel, Lord)
Chemlock (Chemetall)
Megum
(Chemetall)
Thixon (Morton)
Cilbond (Cil)
Parlock
(Lord)The heating sleeve
Chemosil (Henkel, Lord)
Chemlock (Chemetal)
Megum (Chemetal)
Thixon (Morton)
Cilbond (Cil)
Parlock (Lord)
Nach
Die
Absatzdimension des Absatzes
Bezüglich der geometrischen Form der Heizmanschette gibt es viele Gestaltungsvarianten. Die Variationen beziehen sich auf Umfangslänge, Höhe, mit oder ohne einen verstärkten Absatz, mit oder ohne Verstärkungsprofilstreifen im oberen und/oder unteren Fünftel. Alle diese hier genannten Gestaltungsvarianten können dabei mit oder ohne Zwischenschicht eingesetzt werden.In terms of The geometric shape of the heating jacket, there are many design options. The variations refer to perimeter length, height, with or without a reinforced heel, with or without reinforcing profile strips in the upper and / or lower fifth. All these mentioned here Design variants can be with or without an intermediate layer be used.
- 11
- Heizmanschette (Vulkanisationsmanschette)Heating jacket (Vulkanisationsmanschette)
- 22
- Innenschichtinner layer
- 33
- Außenschichtouter layer
- 44
- schlauchförmiger Artikel in Form eines endlos geschlossenen Antriebsriemenstubular Article in the form of an endlessly closed drive belt
- 55
- Decklage (Riemenrücken)topsheet (Back of the belt)
- 66
- DecklagenoberflächeLiner surface
- 77
- Zugträger (Zugstrang)tension members (Tension member)
- 88th
- Unterbausubstructure
- 99
- Unterbauoberfläche (Kraftübertragungszone)base surface (Power transmission zone)
- 1010
- Beschichtungcoating
- 1111
- Beschichtungcoating
- 1212
- Zwischenschicht (Verbindungsschicht)interlayer (Compound layer)
- 1313
- Absatz an den Stirnseiten (Dichtflächen) der Heizmanschetteparagraph at the end faces (sealing surfaces) of the heating sleeve
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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