DE102016217588A1 - Process for bellows-free vulcanization and multi-part vulcanization mold for it - Google Patents
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Abstract
Verfahren und mehrteilige Form zur balglosen Vulkanisation eines Rohlings eines torusförmigen elastomeren Körpers, vorzugsweise eines im Wesentlichen zylindrischen oder konischen Luftfederbalgs, wobei der Rohling in einem inneren Ringraum einer aus mehreren Formteilen bestehenden, schließbaren Vulkanisationsform positioniert und dann vulkanisiert wird, wobei der Rohling zunächst auf einen innenliegenden Vorsprung bzw. Fortsatz eines Formteiles aufgeschoben wird, dann die anderen Formteile zur Bildung des den Rohling aufnehmenden Ringraums zu einer geschlossenen Vulkanisationsform vertikal und horizontal zusammengefahren werden, wonach die den Rohling umgebende Formteile aufgeheizt werden und der Rohling durch Wärmeübertragung und unter Austrieb überschüssigen Materials im Ringraum vulkanisiert wird, und wobei nach der Vulkanisation die Formteile aufgefahren und der vulkanisierte elastomere Körper entnommen wird.Method and multi-part mold for the bellows-free vulcanization of a blank of a toroidal elastomeric body, preferably a substantially cylindrical or conical air spring bellows, wherein the blank is positioned in an inner annulus of a multi-mold, closable vulcanization mold and then vulcanized, the blank initially on a inner protrusion or extension of a molded part is pushed, then the other mold parts are moved together to form the blank receiving annular space to a closed Vulkanisationsform vertically and horizontally, after which the blank surrounding moldings are heated and the blank by heat transfer and spewing excess material in the Annulus is vulcanized, and wherein after the vulcanization, the moldings are driven up and the vulcanized elastomeric body is removed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur balglosen Vulkanisation eines Rohlings eines torusförmigen elastomeren Körpers, vorzugsweise eines im Wesentlichen zylindrischen oder konischen Luftfederbalgs. Ebenfalls offenbart ist eine mehrteilige Vulkanisationsform zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for the bellows-free vulcanization of a blank of a toroidal elastomeric body, preferably a substantially cylindrical or conical bellows. Also disclosed is a multi-part vulcanization mold for carrying out the process.
Bei der Vulkanisation von Hohlkörpern aus elastomeren Materialien, wie etwa Reifen, torusförmigen Luftfederbälgen 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 Elastomer/nach Werkstoff erfolgt die Vulkanisation bei einer Temperatur zwischen 160 und 200°C. In aller Regel beträgt die Vulkanisationszeit, ebenfalls abhängig vom Werkstoff, etwa 6 bis 12 Minuten.In the vulcanization of hollow bodies of elastomeric materials, such as tires, toroidal bellows, etc., it is common that the hollow bodies are placed in a heating mold, which surrounds them from the outside, and are additionally supplied with heating medium from its inside to a uniform To achieve inside and outside and complete heating to vulcanization temperature. Depending on the elastomer / material vulcanization is carried out at a temperature between 160 and 200 ° C. In general, the vulcanization time, also depending on the material, about 6 to 12 minutes.
Je nach Art des zu vulkanisierenden Werkstücks kann die Innenseite oder die Außenseite direkt mit einem Heizmedium beaufschlagt werden oder mit einem Stützbalg/Heizbalg versehen sein, der das zu vulkanisierender Werkstück vom Heizmedium trennt. Als Heizmedium wird normalerweise heißer Dampf verwendet. Die Verwendung von Heizbälgen ist nicht ganz unproblematisch, da hier ein separates Bauteil vorgehalten werden muss, dass aufgrund starker Belastung nur eine begrenzte Lebensdauer hat.Depending on the nature of the workpiece to be vulcanized, the inside or the outside can be acted upon directly with a heating medium or provided with a support bellows / bladder which separates the workpiece to be vulcanized from the heating medium. The heating medium normally used is hot steam. The use of bladders is not without problems, since here a separate component must be maintained that due to heavy load has only a limited life.
Durch die Wärmeübertragung über ein zusätzliches Bauteil ist natürlich der Energieaufwand höher. Außerdem ist bei der Dampfheizung, insbesondere bei der Befüllung größerer Balginnenräume, ein aufwändiges Leitungs- und Ventilsystem für die Zufuhr und Abfuhr des Heißdampfs erforderlich, welches entsprechend gewartet werden muss.By the heat transfer via an additional component of course, the energy consumption is higher. In addition, in the steam heating, especially in the filling of larger Balginnenräume, a complex line and valve system for the supply and removal of superheated steam required, which must be maintained accordingly.
Ein wesentlicher Nachteil der direkten oder auch indirekten Dampfbeheizung liegt aber darin, dass entsprechend der Dampfdruckkurve für Wasser der Druck des verwendeten Sattdampfs abhängig von der Temperatur ist und somit Vulkanisationsdruck und Vulkanisationstemperatur nicht unabhängig und beliebig voneinander eingestellt werden können.However, a significant disadvantage of direct or indirect steam heating is that, according to the vapor pressure curve for water, the pressure of the saturated steam used is dependent on the temperature and thus vulcanization pressure and vulcanization temperature can not be set independently and arbitrarily.
Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vulkanisationsform zur balglosen Vulkanisation für torusförmige elastomere Hohlkörper bereitzustellen, welches eine vereinfachte Vulkanisation bei einer guten Energieausnutzung und eine unabhängige Einstellung von Vulkanisationsdruck und Vulkanisationstemperatur erlaubt.Thus, the object of the invention was to provide a method and a vulcanization mold for bellows-free vulcanization for toroidal elastomeric hollow bodies, which permit simplified vulcanization with good energy utilization and independent setting of vulcanization pressure and vulcanization temperature.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.This object is achieved by the features of the main claim. Further advantageous embodiments are disclosed in the subclaims.
Dabei wird der Rohling in einem inneren Ringraum einer aus mehreren Formteilen bestehenden, schließbaren Vulkanisationsform positioniert und dann vulkanisiert, wobei
- a) der Rohling zunächst auf einen zu seinem Innenraum komplementären, konzentrischen Vorsprung bzw. Fortsatz eines Formteiles aufgeschoben wird,
- b) dann die mehreren Formteile zur Bildung des den Rohling aufnehmenden Ringraums zu einer geschlossenen Vulkanisationsform vertikal und horizontal zusammengefahren werden,
- c) wonach ein oder mehrere den Rohling umgebende Formteile der Vulkanisationsform aufgeheizt werden und der Rohling durch Wärmeübertragung und unter Austrieb überschüssigen Materials im Ringraum vulkanisiert wird,
- a) the blank is first pushed onto a complementary to its interior, concentric projection or extension of a molded part,
- b) then the plurality of mold parts for formation of the blank receiving annular space are moved together to a closed mold vulcanization vertically and horizontally,
- c) after which one or more moldings of the vulcanization mold surrounding the blank are heated and the blank is vulcanized by heat transfer and expulsion of excess material in the annular space,
Dadurch, dass bei diesem Verfahren die Wärmeübertragung nicht direkt durch Sattdampf erfolgt, sondern durch das Aufheizen ein oder mehrerer Formteile, die den Rohling umgeben und ihre Wärme auf letzteren übertragen, vermeidet man die gemäß Dampfkurve zwangsläufig vorhandene Abhängigkeit zwischen Druck und Temperatur bei der Vulkanisation. Man kann den Druck im Vulkanisationsraum/Ringraum durch das Zusammenfahren der Formteile steuern und die Temperatur unabhängig davon in den einzelnen Formteilen einstellen. Die Formteile können hierzu Kanäle enthalten, in denen wiederum Dampf als Heizmedium verwendet wird. Da aber kein direkter Kontakt zum vulkanisierten Rohling besteht, unterliegt dieser auch nicht der oben genannten Abhängigkeit.The fact that in this method, the heat transfer is not directly by saturated steam, but by heating one or more moldings surrounding the blank and transfer their heat to the latter, avoids the inevitable according to the vapor curve dependence between pressure and temperature during vulcanization. You can control the pressure in Vulkanisationsraum / annulus by the collapse of the moldings and set the temperature regardless of the individual moldings. For this purpose, the moldings may contain channels in which steam is used as the heating medium. However, since there is no direct contact with the vulcanized blank, this is not subject to the above-mentioned dependence.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass bei dem im Schritt a) der Rohling vorzugsweise mit Hilfe von Druckmedium, vorzugsweise Druckluft, auf seiner Innenseite so beaufschlagt wird, dass eine leichte Bombage des Rohlings erfolgt und ein Mediumspolster zwischen der Innenwand des Rohlings und der Außenwand des Fortsatzes aufgebaut wird. Das erleichtert das Einbringen des Rohlings in die Form bzw. das Aufgleiten/Aufschlüpfen des Rohlings auf den Formteil, der seinen Innenraum ausfüllt, d. h. auf den Vorsprung bzw. Fortsatz. Der Innenraum des Rohlings ist nun durch einem in aller Regel metallischen Formteil abgestützt, welches den Rohling von innen aufnimmt und seinen Innenraum ausfüllt, und nicht mehr mit Dampf beaufschlagt oder durch einen mit Dampf beaufschlagten Balg ausgefüllt. Das innenliegende Formteil wird dann verfahrensgemäß beheizt und führt dann die zur Vulkanisation erforderliche Wärme auch von innen zu.An advantageous development is that in the step a) the blank preferably by means of pressure medium, preferably compressed air, is acted upon on its inner side so that a slight camber of the blank takes place and a medium cushion between the inner wall of the blank and the outer wall of the Extension is built. This facilitates the introduction of the blank into the mold or the sliding / slipping of the blank on the molding, which fills its interior, ie on the projection or extension. The interior of the blank is now supported by a metallic part as a rule, which receives the blank from the inside and fills its interior, and no longer acted upon by steam or filled by a vapor-loaded bellows. The internal molding is then heated according to the method and then performs the heat required for vulcanization from the inside too.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass bei dem im Schritt b) die mehreren Formteile kraftgesteuert vertikal und horizontal zusammengefahren werden. Durch eine solche Steuerung wird der entsprechende Druck (Vulkanisationsdruck) auf den zu vulkanisierenden Rohling aufgebracht, ohne dass die Temperatur dazu verändert bzw. erhöht werden muss. Die Abhängigkeit zwischen Temperatur und Dampfdruck ist somit aufgehoben.A further advantageous embodiment consists in that, in the step b), the plurality of molded parts are moved together in a force-controlled manner vertically and horizontally. By means of such control, the corresponding pressure (vulcanization pressure) is applied to the blank to be vulcanized without the temperature having to be changed or increased. The dependence between temperature and vapor pressure is thus eliminated.
Besonders geeignet zur Durchführung des Verfahrens ist eine mehrteilige Vulkanisationsform, deren mehrere Teile komplementär ausgebildet und zur balglosen Vulkanisation unter Bildung eines Ringraumes zur Aufnahme eines zu vulkanisierenden Rohlings eines torusförmigen elastomeren Körpers durch eine primär vertikale Bewegung zu einer geschlossenen Vulkanisationsform zusammenfahrbar sind. Die Vulkanisationsform weist dabei folgende Teile auf:
- a) ein vertikal in Richtung der Formenachse verfahrbares Formenoberteil mit einer konzentrisch innenliegenden Vertiefung zur Aufnahme des oberen Bereiches eines äußeren Formenmittelteils
- b) ein vertikal in Richtung der Formenachse verfahrbares, mehrteiliges torusförmiges äußeres Formenmittelteil, dessen Innenwandung die äußere Wand des Ringraumes zur Aufnahme des zu vulkanisierenden Rohlings bildet,
- c) ein Formenunterteil mit einem zum Torusinnenraum des äußeren Formenmittelteils komplementär ausgebildeten und in dem Torusinnenraum aufnehmbaren konzentrischen Fortsatz, dessen Außenwandung die innere Wand des Ringraumes zur Aufnahme des zu vulkanisierenden Rohlings bildet,
- a) a vertically movable in the direction of the mold axis upper mold part with a concentric inner recess for receiving the upper portion of an outer mold center part
- b) a vertically movable in the direction of the mold axis, multi-part torus-shaped outer mold middle part whose inner wall forms the outer wall of the annular space for receiving the blank to be vulcanized,
- c) a lower mold part with a complementary to the Torusinnenraum the outer mold center part and can be accommodated in the Torusinnenraum concentric extension whose outer wall forms the inner wall of the annular space for receiving the blank to be vulcanized,
Mit der erfindungsgemäßen Vulkanisationsform und ihren horizontal und vertikal verfahrbaren Teilen/Segmenten kann dann ein von allen Seiten gleichmäßig wirkender beliebiger Druck auf den zu vulkanisierenden Rohling ausgeübt werden, der unabhängig von der Temperatur des Heizmediums ist.With the vulcanization mold according to the invention and its horizontally and vertically movable parts / segments, it is then possible to exert a uniform pressure acting uniformly on all sides on the blank to be vulcanized, which is independent of the temperature of the heating medium.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass das Formenmittelteil horizontal geteilt und/oder segmentförmig vertikal geteilt ist. Solch eine mehrfache Teilung erleichtert die horizontale und vertikale Bewegung, mit der die einzelnen Teile der Vulkanisationsform geschlossen werden. Dies wird unterstützt durch eine weitere vorteilhafte Ausbildung, die darin besteht, dass die einzelnen Teile des Formenmittelteils gegeneinander gelenkig und/oder federnd abgestützt sind.An advantageous development is that the mold center part is divided horizontally and / or segmentally divided vertically. Such a multiple division facilitates the horizontal and vertical movement with which the individual parts of the vulcanization mold are closed. This is supported by a further advantageous embodiment, which consists in that the individual parts of the mold center part are mutually articulated and / or resiliently supported.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die segmentförmig vertikalen Teile in Bezug auf den konzentrischen Fortsatz des Formenunterteils kippbar gelagert sind und die Kippbewegung um eine senkrecht zur Formenachse liegende Achse erfolgt. Auch dies unterstützt die oben bereits genannte sichere Verschlussbewegung der Vulkanisationsform und das Aufbringen eines gleichmäßigen Drucks auf den zu vulkanisierenden Rohling.A further advantageous embodiment is that the segment-shaped vertical parts are tiltably mounted with respect to the concentric extension of the mold base and the tilting movement takes place about an axis perpendicular to the mold axis. This also supports the above-mentioned safe closure movement of the vulcanization mold and the application of a uniform pressure on the blank to be vulcanized.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das Formenoberteil oder das Formenunterteil eine Druckluftzuführung aufweisen, mit der Druckluft in den Innenraum des zu vulkanisierenden Rohlings bzw. zu dessen Aufgleiten auf den konzentrischen Fortsatz zwischen Außenwandung des Fortsatzes und den zu vulkanisierenden Rohling eingeleitet werden kann. Hier kann beispielsweise bei einer erst teilweise geschlossenen Vulkanisationsform ein so genannter Bombage-Raum für den Rohling vorgesehen werden, in welchem der Rohling leicht aufgebläht werden kann und unter Austreten von Druckmedium an seiner Unterseite auf das Formteil (Vorsprung oder Fortsatz am Formunterteil) aufgleiten kann, welches seinen Innenraum ausfüllt.A further advantageous embodiment is that the upper mold part or the lower mold part have a compressed air supply, can be introduced with the compressed air into the interior of the blank to be vulcanized or to its sliding onto the concentric extension between the outer wall of the extension and the blank to be vulcanized. Here, for example, in the case of a partially closed vulcanization mold, a so-called camber space can be provided for the blank in which the blank can easily be inflated and slip onto the molded part (projection or extension on the lower mold part) on its underside as the print medium emerges. which fills its interior.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der zu vulkanisierende Rohling, der Ringraum zu dessen Aufnahme und der Fortsatz gleichsinnig konisch ausgebildet sind mit jeweils zum Formenunterteil sich vergrößernden Durchmesser. Damit lassen sich auf einfache Weise konische Bälge herstellen/vulkanisieren.A further advantageous embodiment is that the blank to be vulcanized, the annular space for receiving it and the extension are formed conically in the same direction with each increasing the diameter of the mold base. Conical bellows can be easily produced / vulcanized in this way.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das Formenoberteil, das Formenmittelteil und das Formenunterteil Kammern bzw. Räume für überschüssigen Gummiaustrieb des zu vulkanisierenden Rohlings aufweisen, wobei die einzelnen Formteile zur Ausbildung der Kammern bzw. Räume gegebenenfalls zusammenwirken. So kann überschüssiger Gummiaustritt nach der Vulkanisation leicht entfernt werden.A further advantageous embodiment consists in that the upper mold part, the middle mold part and the lower mold part have chambers or spaces for excess rubber ejection of the blank to be vulcanized, wherein the individual molded parts optionally cooperate to form the chambers or spaces. Thus, excess rubber leakage after vulcanization can be easily removed.
Anhand eines Ausführungsbeispiels, nämlich einer erfindungsgemäßen Vulkanisationspresse zur balglosen Vulkanisation von Luftfederrohlingen, soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen hierzu schematisch eine Vulkanisationspresse zur Durchführung des Verfahrens für die Vulkanisation von Luftfederrohlingen. Es zeigenReference to an embodiment, namely a vulcanization of the invention for bellows vulcanization of air spring blanks, the invention will be explained in more detail. The figures show schematically a vulcanization press to carry out the process for the vulcanization of air spring blanks. Show it
Die
Die Vulkanisationspresse ist in verschiedenen Phasen des Beladungs- und Vulkanisationvorgangs dargestellt und besteht hier aus Formenoberteil
Alle einzelnen Formteile sind komplementär zusammenwirkend und zusammenpassend ausgebildet und unter Bildung eines Ringraumes zur Aufnahme eines zu vulkanisierenden Rohlings
Das mehrteilige torusförmige äußere Formenmittelteil
Das Formenunterteil
Formenoberteil
Das Formenmittelteil
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- FormenoberteilMold top
- 22
- FormenmittelteilForm midsection
- 33
- FormenunterteilMold part
- 44
- Heizkanalheating duct
- 55
- zu vulkanisierender Rohlings eines torusförmigen elastomeren Körpersto be vulcanized blank of a toroidal elastomeric body
- 66
- Formachsemold axis
- 77
- Innenliegende VertiefungInner recess
- 88th
- Innenwandunginner wall
- 99
- TorusinnenraumTorusinnenraum
- 1010
- Fortsatz/VorsprungProjection / projection
- 1111
- Außenwandungouter wall
- 1212
- Obere AnlaufflächeUpper contact surface
- 1313
- Untere AnlaufflächeLower starting surface
- 1414
- Federelementspring element
- 1515
- Innenraum/Bombage-RaumInterior / camber room
- 1616
- Kammer für überschüssiges Gummi/für GummiaustrittExcess rubber chamber / for rubber outlet
Claims (10)
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Legal Events
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