DE102015223917A1 - Vulkanisationsform zur Herstellung eines Heizbalgs - Google Patents

Abstract

Vulkanisationsform zur Herstellung eines Heizbalgs aus einem torusförmigen Heizschlauchrohling, wobei der Heizbalg für die Innenbeheizung während der Vulkanisation von Hohlkörpern aus elastomeren Materialien, insbesondere für die Innenbeheizung während der Vulkanisation von Luftfederrohlingen ausgebildet ist, wobei die Enden eines extrudierten und/oder aufgebauten Heizschlauchrohlings zu einem Torus verbunden werden, dieser torusförmige Heizschlauchrohling in die Vulkanisationsform eingelegt und dort unter Innendruck vulkanisiert wird, wobei die Vulkanisationsform mindestens teilweise auf ihrer Innenwand mit einer Beschichtung versehen ist, die eine Reibung zwischen Innenwand und Heizschlauchrohling bzw. Heizbalg verhindert bzw. verringert.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vulkanisationsform zur Herstellung eines Heizbalgs aus einem torusförmigen Heizschlauchrohling, wobei der Heizbalg für die Innenbeheizung während der Vulkanisation von Hohlkörpern aus elastomeren Materialien, insbesondere für die Innenbeheizung während der Vulkanisation von Luftfederrohlingen ausgebildet ist, wobei die Enden eines extrudierten und/oder aufgebauten bzw. konfektionierten Heizschlauchrohlings zu einem Torus verbunden werden, dieser torusförmige Heizschlauchrohling in die Vulkanisationsform eingelegt und dort unter Innendruck vulkanisiert wird.
• Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung eines Heizschlauchs mit einer solchen Vulkanisationsform offenbart.
• Bei der Vulkanisation von Hohlkörpern aus elastomeren Materialien, wie etwa Reifen, Luftfederbälge etc., ist es üblich, dass die Hohlkörper in eine Heizform eingelegt werden, die sie von außen umgibt, und zusätzlich von ihrer Innenseite mit Heizmedium beaufschlagt werden, um eine gleichmäßige, innen- und außenseitige und vollständige Heizung auf Vulkanisationstemperatur zu erreichen.
• Je nach Form der Hohlkörper sind hierzu Heizbälge oder Heizschläuche seit langem bekannt, die dann für die Innenbeheizung genutzt werden, wenn die Hohlkörper aus elastomeren Materialien nicht direkt von ihrer Innenseite mit dem Heizmedium, in der Regel Heißdampf, beaufschlagt werden sollen. Dabei wird der Heizbalg oder Heizschlauch in den zu vulkanisierenden Hohlkörper eingebracht und dann innen mit heißem Dampf unter Druck befüllt, so dass sich der Heizbalg an die Innenwandung des zu vulkanisierenden Hohlkörpers anlegt und die Vulkanisationswärme so auf den Hohlkörper übertragen wird.
• Heizbälge oder Heizschläuche bestehen dabei üblicherweise ebenfalls aus elastomeren Materialien, in der Regel aus dampf- und wärmebeständigem Elastomer.
• Solche Heizschläuche aus Elastomeren werden bisher in der Art hergestellt, dass ein gerade extrudierter endlicher Schlauch aus nicht vulkanisiertem Gummimaterial zu einem Torus zusammengelegt wird und die beiden Enden ineinander geschoben und in noch unvulkanisiertem, ggf. teilvulkanisiertem Zustand zusammengedrückt und durch ihre natürliche Klebrigkeit miteinander verbunden werden. Das ist der Heizschlauchrohling. Weiterhin gibt es fertigungstechnisch die auch Möglichkeit, bei Reifeninnenschläuchen beispielsweise, dass die beiden Enden stumpf aneinandergelegt werden. Anschließend erfolgt die Vulkanisation des Heizschlauches und damit auch der Nahtstelle.
• Der extrudierte und/oder konfektionierte und torusförmig vorgeformte Heizschlauchrohling wird dann in eine Vulkanisationsform gegeben, in der Regel in eine geteilte und mit Trenn/Schmiermittel versehene Form/Vulkanisationsform eingebracht und anschließend werden die Formteile/Formhälften geschlossen. Der Heizschlauchrohling wird dann innen mit Druck beaufschlagt, so dass er sich an die innere Kontur der Vulkanisationsform anlegt und der Torus die geometrische Innenkontur der Vulkanisationsform annimmt. Dann beginnt der Vulkanisationsprozess in einem Autoklaven.
• Nachteiligerweise ergeben sich bei der oben beschriebenen Methode insbesondere bei komplizierten Formen, etwa mit Hinterschnitten, bei großen Wandstärken und kleineren Biegeradien Knickstellen im Torus, die bei der Vulkanisation nicht verlaufen oder verschwinden. Da bei solchen komplizierten Formen die geometrische Kontur der Vulkanisationsform sehr stark von der Torusform des mit seinen Enden verbundenen Heizschlauchrohlings abweicht, muss sich der Rohling bei der Druckbeaufschlagung sehr stark verformen. Es kommt zu Dehnungen und insbesondere zu Schiebungen im Heizschlauchrohling, da der Rohling teilweise an der Vulkanisationsform anliegt und nun an den Wänden der Form gleiten muss, was zu Problemen durch die starke Haftung führt. Dazu wurde bisher die Vulkanisationsform sehr stark mit einem Gleit.- bzw. Schmiermittel eingerieben. Diese Mittel erfüllen ihre Funktion nicht immer zufriedenstellend. Es kann durch die Schmiermittel auch zu Verlaufsfehlern bei der Vulkanisation kommen. Der Schlauch bekommt dann aufgrund der geometrischen Verhältnisse in der Form Knicke, welche bei der Vulkanisation nicht verfließen können, da sich nun das Trennmittel in diesen Falten befindet. Das kann zu Fehlstellen bzw. Ausschuss führen.
• Die genannten Nachteile fallen natürlich dann verstärkt auf, wenn Heizschläuche für die Innenheizung von besonders kompliziert gestalteten Hohlkörpern eingesetzt werden, beispielsweise für die Vulkanisation von Luftfederbälgen mit relativ großen Hinterschnitten oder mit vorgeformten/angeformten Rollbereichen bzw. Rollfalten.
• Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, eine Vulkanisationsform bereitzustellen, mit der auf einfache Weise einen Heizschlauch ohne die genannten Nachteile herzustellen ist, die zudem leicht und kostengünstig herzustellen ist und sich im Fertigungsprozess von Heizschläuchen ohne großen Aufwand an Stelle der bisherigen Formen einsetzen lässt.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
• Dabei ist die Vulkanisationsform mindestens teilweise auf ihrer Innenwand mit einer Beschichtung versehen ist, die eine Reibung zwischen Innenwand und Heizschlauchrohling bzw. Heizbalg verhindert bzw. verringert. Damit wird die Haftreibung an den Formwänden nahezu eliminiert, wodurch sich der Einsatz von Gleit/Trenn- oder Schmiermitteln stark reduziert oder gar nicht mehr erforderlich wird. So werden unzulässige Dehnungen bzw. Beschädigungen des Rohlings bei Druckbeaufschlagung verhindert. Gleichzeitig ist eine leichte Entformung des fertigen Heizbalgs am Ende der Vulkanisation gewährleistet und der Heizschlauchrohling kann fehlerfrei zu einem Heizbalg vulkanisiert werden.
• Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vulkanisationsform besteht darin, dass deren Innenwand mindestens teilweise mit einer inerten Gleitbeschichtung versehen ist, vorzugsweise mit einer Beschichtung aus Polytetrafluorethylen (PTFE). Die Gleiteigenschaften einer PTFE-Innenwandbeschichtung im Zusammenwirken mit ihrer Hitzebeständigkeit lassen diese Beschichtung für eine Vulkanisation bei ca. 150 bis 200° Celsius besonders geeignet werden.
• Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Vulkanisationsform mehrteilig ausgebildet ist, vorzugweise zweiteilig mit einer über den Umfang der Vulkanisationsform horizontalen Teilung. Dadurch erhält man eine gute Entformbarkeit und vermeidet Nacharbeiten.
• Besonders geeignet auch in schwierigen Fällen komplizierter Luftfederformen ist ein Verfahren zur Vulkanisation eines torusförmigen Heizschlauchrohlings zu einem Heizbalg für Luftfederrohlinge, wobei die Enden eines extrudierten und/oder aufgebauten Schlauchrohlings zu einem Torus verbunden werden, der Torus in eine erfindungsgemäße Vulkanisationsform eingelegt und dort unter Innendruck vulkanisiert wird, wenn vor der Vulkanisation, also vor dem Schließen der Form ein Trennmittel und/oder Gleitmittel auf die Innenwand der Vulkanisationsform aufgebracht wird. Dabei kann man die oben bereits genannten Vorteile der Innenwandbeschichtung mit Teflon noch einmal erhöhen. Natürlich fallen dann wieder zu entsorgende Schmiermittel an, jedoch ist dies bei bestimmten komplizierten Geometrien akzeptabel.
• Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.
• Die einzige 1 zeigt im oberen Teil rein schematisch eine Hälfte einer Vulkanisationsform 1 zur Herstellung eines Heizbalgs aus einem torusförmigen Heizschlauchrohling 2 für die Innenbeheizung während der Vulkanisation von Luftfederrohlingen.
• Darunter ist ebenfalls schematisch die Form eines torusförmigen Heizschlauchrohlings 2 dargestellt, zur Verdeutlichung in perspektivischer Ansicht.
• Die Form ist im Querschnitt dargestellt. Der zylindrische Teil 3 der Vulkanisationsform 1 weist den max. Innendurchmesser der Form auf, dieser kann durchaus 700–800 mm betragen. Hier ist der auf der linken Seite befindliche äußere Bereich der Form dargestellt. Die Form besitzt noch ein mittleres Teil, das hier nicht dargestellt ist. Die vertikale Mittellinie 7 der zusammengesetzten Form befindet sich also etwas rechts neben der Skizze. Die Form ist 2-teilig ausgebildet und weist eine horizontale Trennungsebene 6 auf. Dargestellt ist also die geschlossene komplette Form im Querschnitt bis auf das Teil in der Mitte, der natürlich als massiver Zylinder ausgebildet ist, damit ein Torus entsteht. Dieses mittige Teil ist nicht dargestellt, es kann geometrisch unterschiedlich ausgebildet sein.
• Auf der rechten Seite der Vulkanisationsform schließt sich an das mittlere Teil eine hier ebenfalls nicht dargestellte spiegelbildliche Fortsetzung der Form an. Die in der 1 dargestellte Kontur dient lediglich der Vereinfachung und entspricht üblichen Fertigungsvorgaben für solche Formen.
• Die Geometrie der Vulkanisationsform 1 entspricht dabei im Wesentlichen auch der Form des später mit dem ausvulkanisiertem Heizbalg zu vulkanisierenden Luftfederrohlings. Man erkennt deutlich einen relativ geraden und zylinderförmig ausgebildeten Bereich 3 der Vulkanisationsform 1 sowie den Bereich 4 der Rollfalte, der sich im fertigen Heizbalg und dementsprechend später auch am Luftfederbalg ausbildet und vulkanisiert wird.
• In die Heizform/Vulkanisationsform 1 wird der torusförmiger Heizschlauchrohling 2 eingelegt, der z.B. dadurch hergestellt wurde, dass ein entsprechend extrudierter oder konfektionierter Gummischlauch mit seinen beiden Enden verbunden wird.
• Der Torus wird in die Vulkanisationsform eingelegt und dort unter Innendruck gesetzt und vulkanisiert. Der Innendruck bewirkt, dass sich der Torus an die Innenwand 5 der Vulkanisationsform anlegt. Die Vulkanisation erfolgt dann dadurch, dass die Form und der Innenbereich der Form für bis zu einer Stunde auf ca. 160 bis 190° C erhitzt werden.
• Damit der torusförmige Heizschlauchrohling sich soweit verformen kann, dass er sich an die Innenwand Vulkanisationsform anlegt kann, müssen nun erhebliche Verformungsbewegungen erfolgen, die natürlich zur Relativbewegungen zwischen Heizschlauchrohling und Innenwand der Vulkanisationsform führen.
• Die Vulkanisationsform ist dazu auf ihrer Innenwand 5 mit einer Beschichtung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) versehen, wodurch eine Reibung zwischen Innenwand und Heizschlauchrohling fast völlig verhindert wird.
• Bezugszeichenliste

1

Vulkanisationsform zur Vulkanisation von Heizschlauchrohlingen zu Heizbälgen

2

Heizschlauchrohling

3

zylinderförmig ausgebildeter Bereich

4

Rollfaltenbereich

5

Innenwand

6

Horizontale Trennebene der Form

7

Mittellinie der zusammengesetzten Form

Claims (4)

1. Vulkanisationsform (1) zur Herstellung eines Heizbalgs aus einem torusförmigen Heizschlauchrohling (2), wobei der Heizbalg für die Innenbeheizung während der Vulkanisation von Hohlkörpern aus elastomeren Materialien, insbesondere für die Innenbeheizung während der Vulkanisation von Luftfederrohlingen ausgebildet ist, wobei die Enden eines extrudierten und/oder aufgebauten Heizschlauchrohlings zu einem Torus verbunden werden, dieser torusförmige Heizschlauchrohling in die Vulkanisationsform eingelegt und dort unter Innendruck vulkanisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vulkanisationsform mindestens teilweise auf ihrer Innenwand (5) mit einer Beschichtung versehen ist, die eine Reibung zwischen Innenwand (5) und Heizschlauchrohling (2) bzw. Heizbalg verhindert bzw. verringert.
2. Vulkanisationsform nach Anspruch 1, deren Innenwand (5) mindestens teilweise mit einer Gleitbeschichtung versehen ist, vorzugsweise mit einer Beschichtung aus Polytetrafluorethylen (PTFE).
3. Vulkanisationsform nach Anspruch 1, die mehrteilig ausgebildet ist, vorzugweise zweiteilig mit einer über den Umfang der Vulkanisationsform horizontalen Teilung.
4. Verfahren zur Vulkanisation eines torusförmigen Heizschlauchrohlings (2) zu einem Heizbalg für die Innenbeheizung während der Vulkanisation von Luftfederrohlingen, wobei die Enden eines extrudierten und/oder aufgebauten Schlauchrohlings zu einem Torus verbunden werden, der Torus in eine Vulkanisationsform (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 eingelegt und dort unter Innendruck vulkanisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Vulkanisation ein Trennmittel und/oder Gleitmittel auf die Innenwand (5) der Vulkanisationsform (1) aufgebracht wird.

Images