DE102018219412A1

DE102018219412A1 - Method and device for vulcanizing bodies made of elastomeric material

Info

Publication number: DE102018219412A1
Application number: DE102018219412.2A
Authority: DE
Inventors: Marcus Janz; Martin Kruppa; Behsat Karateke; Fabian Wohlgemuth
Original assignee: ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Current assignee: ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2020-05-14

Abstract

Verfahren zur Vulkanisation von Körpern aus elastomerem Werkstoff, bei dem ein zu vulkanisierender Rohling in einer den Rohling aufnehmenden metallischen Vulkanisationsform auf Vulkanisationstemperatur erwärmt wird, wobei die Erwärmung des Rohlings durch Wärmeübertragung aus der erwärmten metallischen Vulkanisationsform erfolgt, wobei die Erwärmung der Vulkanisationsform durch elektrische Heizelemente erfolgt, welche innerhalb der den Rohling umgebenden oder begrenzenden Wände der Vulkanisationsform angeordnet sind.Method for vulcanizing bodies made of elastomeric material, in which a blank to be vulcanized is heated to vulcanization temperature in a metallic vulcanization mold that receives the blank, the blank being heated by heat transfer from the heated metallic vulcanization mold, the heating of the vulcanization mold being carried out by electrical heating elements which are arranged within the walls of the vulcanization mold surrounding or delimiting the blank.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vulkanisation von Körpern aus elastomerem Werkstoff, bei dem der zu vulkanisierender Rohling in einer den Rohling aufnehmenden metallischen Vulkanisationsform auf Vulkanisationstemperatur erwärmt wird. Ebenfalls ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens offenbart sowie besondere Anwendungen des Verfahrens.The invention relates to a method for the vulcanization of bodies made of elastomeric material, in which the blank to be vulcanized is heated to the vulcanization temperature in a metallic vulcanization mold receiving the blank. A device for carrying out the method is also disclosed, as are special applications of the method.

Üblicherweise werden Produkte aus elastomerem Werkstoff unter Verwendung von heißem Dampf vulkanisiert. Dabei wird in einem Kesselhaus mit Hilfe eines Gasbrennersystems überhitzter Wasserdampf erzeugt und anschließend über ein weit verzweigtes Leitungssystem zu den Vulkanisationspressen in der Fabrik geleitet. An den Vulkanisationsanlagen/Vulkanisationspressen wird der Dampf zur Aufheizung der Vulkanisationsformen und deren Bauteile bzw. zum Spülen der Formteile verwendet. Die Erzeugung des Dampfs ist sehr teuer und durch das weit verzweigte Leitungssystem entstehen erhebliche Energieverluste, bevor der Dampf im eigentlichen Heizprozess ankommt. Hier ist es z.B. erforderlich, alle Leitungen zu isolieren, damit ausreichend thermische Energie im Prozess verbleibt. Zusätzlich wird während des gesamten Vulkanisationsprozesses frischer Dampf durch die Kanäle der Form geleitetProducts made of elastomeric material are usually vulcanized using hot steam. Overheated steam is generated in a boiler house with the help of a gas burner system and then conducted to the vulcanization presses in the factory via a widely branched pipe system. On the vulcanization systems / vulcanization presses, the steam is used to heat the vulcanization molds and their components or to rinse the molded parts. The generation of the steam is very expensive and the widely branched pipe system causes considerable energy losses before the steam arrives in the actual heating process. Here it is e.g. It is necessary to insulate all lines so that sufficient thermal energy remains in the process. In addition, fresh steam is passed through the channels of the mold during the entire vulcanization process

Zudem sind die Rüstvorgänge bei den vielen unter Dampfdruck stehenden Vorgängen sehr zeitaufwendig und es fällt eine relativ hoher Aufwand für Reparatur und Instandhaltung an, da der Dampf alle Kontaktflächen angreift und z.B. Ventile, Kondensatoren etc. nach relativ kurzer Einsatzzeit überholt werden müssen. Auch bewegliche Leitungen, wie etwas Schläuche, unterliegen hohem Verschleiß. Auch sind die zur Reparatur und Instandhaltung erforderlichen Arbeiten aufgrund der Wärme und der schweren Ausführungen der Teile sehr aufwendig und nicht ganz ungefährlich.In addition, the set-up processes for the many processes under steam pressure are very time-consuming and there is a relatively high effort for repair and maintenance because the steam attacks all contact surfaces and e.g. Valves, capacitors etc. have to be overhauled after a relatively short period of use. Movable lines, such as hoses, are also subject to high wear. The work required for repair and maintenance is also very complex and not entirely harmless due to the heat and the heavy design of the parts.

Der Verschleiß von Schlauchleitungen für Dampf direkt an den Formen ist ebenfalls hoch. Die Standzeit eines Schlauchs liegt in der Regel zwischen 14 und 30 Tagen. Danach müssen alle im Prozess verwendeten Schläuche ausgetauscht werden. Ursache dafür ist, dass die Form sich im Prozess bewegt und die Schläuche unter dieser Bewegung, dem anliegenden Druck und der Temperatur starken Beanspruchungen ausgesetzt sind.The wear of hose lines for steam directly on the molds is also high. The service life of a hose is usually between 14 and 30 days. Then all hoses used in the process must be replaced. The reason for this is that the mold moves in the process and the hoses are exposed to heavy loads under this movement, the pressure and the temperature.

Die zugehörigen Rohrleitungssysteme sind oft lange in Betrieb, so dass sich aufgrund von Korrosion und Abnutzung Verschmutzungen bilden, die bei während der Heizzyklen durch die Formen und Filteranlagen gespült werden können. In der Folge wird das Energielevel des Dampfs über die Zeit immer weiter gesenkt und sämtliche Filter und Reinigungsanlagen müssen immer öfter instandgesetzt werden.The associated piping systems are often in operation for a long time, so that due to corrosion and wear, dirt is formed which can be flushed through the molds and filter systems during the heating cycles. As a result, the energy level of the steam is reduced over time and all filters and cleaning systems have to be repaired more and more often.

Im Stand der Technik wurden daher bereits Lösungen zum Ersatz der aufwendigen Heißdampfvulkanisation durch andere Verfahren vorgeschlagen.In the prior art, solutions have therefore already been proposed for replacing the complex superheated steam vulcanization with other methods.

So offenbart die DE 881 848 bereits ein Verfahren zur Vulkanisation von Kunststoffen oder Kautschuk in einem hochfrequenten Wechselfeld, bei dem unterschiedliche elektrische Einrichtungen zur Erzeugung dieser Wechselfelder Überhitzungen des zu vulkanisierenden Produktes vermeiden sollen.So the reveals DE 881 848 already a process for the vulcanization of plastics or rubber in a high-frequency alternating field, in which different electrical devices for generating these alternating fields are to avoid overheating of the product to be vulcanized.

Die DE AS 1 054 229 zeigt ein Vulkanisationsverfahren von Bahnen aus Kautschuk auf einer Rolle bzw. in einem Wickel in einem hochfrequenten elektrischen Feld, bei dem zwischen den Bahnen ein Material mit anderen dielektrischen Kenngrößen als Kautschuk aufgewickelt ist.The DE AS 1 054 229 shows a vulcanization process of rubber webs on a roll or in a wrap in a high-frequency electric field, in which a material with different dielectric characteristics than rubber is wound between the webs.

Die DE 23 54 938 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Schläuchen für Fahrzeugreifen, bei dem die Vulkanisationswärme durch elektro-induktive Mittel erzeugt wird und metallische Formteile erwärmt, die zwischen die Schläuche gelegt werden. The DE 23 54 938 A1 discloses a method for the production of tubes for vehicle tires, in which the heat of vulcanization is generated by electro-inductive means and heats metal moldings which are placed between the tubes.

Diese zu der Dampfheizung alternativen Erwärmungsmethoden haben sich jedoch bisher schon allein aus dem Grunde nicht durchsetzen können, dass eine gleichmäßige und vollständige Durchwärmung der Kautschukprodukte nicht zufriedenstellend erreicht werden konnte.However, these heating methods, which are alternative to steam heating, have so far not been able to prevail for the sole reason that a uniform and complete heating of the rubber products could not be achieved satisfactorily.

Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, eine Alternative für die bisher mit Heißdampf arbeitende Vulkanisation und gleichzeitig ein Verfahren bereitzustellen, bei dem eine sichere Temperaturführung, ein einfacher Pressenaufbau, eine erleichterte Bedienbarkeit und ein wesentlich reduzierter Instandhaltungsaufwand erreicht werden kann.The object of the invention was therefore to provide an alternative for the vulcanization which previously worked with superheated steam, and at the same time to provide a method in which reliable temperature control, simple press construction, easier operability and significantly reduced maintenance expenditure can be achieved.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.This task is solved by the features of the main claim. Further advantageous developments are disclosed in the subclaims.

Dabei erfolgt die Erwärmung des Rohlings durch Wärmeübertragung aus der erwärmten metallischen Vulkanisationsform, wobei die Erwärmung der Vulkanisationsform erfindungsgemäß durch elektrische Heizelemente erfolgt, welche innerhalb der den Rohling umgebenden oder begrenzenden Wände der Vulkanisationsform angeordnet sind.The blank is heated by heat transfer from the heated metallic vulcanization mold, the vulcanization mold being heated according to the invention by electrical heating elements which are arranged within the walls of the vulcanization mold surrounding or delimiting the blank.

Bei dieser Verfahrensweise, bei der die Beheizung der Vulkanisationsformen mit Hilfe von elektrischen Heizelementen erfolgt, sind die genannten, einer Dampfheizung immanenten Schwierigkeiten nicht mehr vorhanden. Die Heizwiderstände werden in die Vulkanisationsform implementiert, d.h. soweit erforderlich sowohl in die äußeren als auch in die inneren Formenteile. So kann die elektrische Energie nahezu verlustfrei in Form von Wärme an die Formenteile abgegeben und an das zu vulkanisierende Gut bzw. den zu vulkanisierenden Körper weitergeleitet werden.In this procedure, in which the vulcanization molds are heated with the aid of electrical heating elements, the aforementioned ones are intrinsic to steam heating Difficulties no longer exist. The heating resistors are implemented in the vulcanization mold, ie in both the outer and inner mold parts if necessary. In this way, the electrical energy can be released to the mold parts in the form of heat with almost no loss and can be passed on to the material to be vulcanized or the body to be vulcanized.

Mit einer solchen Art der Erzeugung und Übertragung von Vulkanisationswärme entfallen die oben genannten und durch die üblicherweise im Stand der Technik genutzte Heißdampferwärmung entstehenden Handhabungs- und Instandhaltungsprobleme vollständig. Zudem ergeben sich signifikante Einsparungen an Energiekosten, da die bei einer Dampfheizung durch das weit verzweigte Leitungs- und Ventilsystem auftretenden, kumulierten Energieverluste stark reduziert werden. Die benötigte Energie zur Beheizung der Vulkanisationsform wird direkt vor Ort erzeugt bzw. über normale Stromleitungen geführt. Aufgrund der hohen Wirkungsgrade elektrotechnischer Anlagen (in der Regel größer 95%), fallen nur sehr wenige Verluste an.With such a type of generation and transfer of vulcanization heat, the handling and maintenance problems mentioned above and arising from the hot steam heating usually used in the prior art are completely eliminated. In addition, there are significant savings in energy costs, since the cumulative energy losses that occur with steam heating due to the widely branched line and valve system are greatly reduced. The energy required to heat the vulcanization mold is generated directly on site or via normal power lines. Due to the high efficiency of electrical systems (usually greater than 95%), there are very few losses.

Aufwendige Wartungs- oder Reparaturarbeiten in regelmäßigen, teilweise sehr kurzen Zeitintervallen entfallen aufgrund des Verzichts auf Wasserdampf zur Beheizung der Vulkanisationsformen. Elektrotechnische Anlagen sind dagegen in der Regel sehr wartungsarm.Complex maintenance or repair work at regular, sometimes very short time intervals is eliminated due to the fact that water vapor is not used to heat the vulcanization molds. Electrical engineering systems, on the other hand, are generally very low-maintenance.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich besonders vorteilhaft zur Vulkanisation von Hohlkörpern in Form von Luftfederbälgen einsetzen. Dabei wird ein zu vulkanisierender Balgrohling/Luftfederbalgrohling in einer den Balgrohling umgebenden metallischen Vulkanisationsform bis zur Anlage an deren Innenwand unter Innendruck gesetzt und durch Wärmeübertragung auf Vulkanisationstemperatur erwärmt. Durch die mit diesem Verfahren erreichbare besonders gleichmäßige Temperatur in der Vulkanisationsform und der entsprechend gleichmäßigen Wärmeübertragung lassen sich bei diesem relativ dünnen Hohlkörper in hervorragender Weise Überhitzungen vermeiden und es ergibt sich eine vollständige und an allen Balgbereichen gleichmäßig durchvulkanisierte Materialmatrix.The method according to the invention can be used particularly advantageously for the vulcanization of hollow bodies in the form of air bellows. In this case, a bellows blank / air spring bellows blank to be vulcanized is placed in a metallic vulcanization mold surrounding the bellows blank until it rests against its inner wall and heated to vulcanization temperature by heat transfer. Due to the particularly uniform temperature in the vulcanization mold that can be achieved with this method and the correspondingly uniform heat transfer, overheating can be avoided in an excellent manner with this relatively thin hollow body, and a complete and uniformly vulcanized material matrix results in all bellows areas.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die elektrischen Heizelemente im Wesentlichen aus gewundenen Widerstandsdrähten bestehen, deren Abstände untereinander und deren Anzahl so ausgebildet sind, dass innerhalb einzelner bzw. unterschiedlicher Teile der Vulkanisationsform eine vorbestimmte Erwärmung und Temperaturerzeugung erfolgt. Dieser einfache Aufbau und die Anordnung der Heizelemente vereinfacht die Konstruktion der Vulkanisationsform. Die Formen können zudem kleiner und kostengünstiger konstruiert werden als die derzeitigen Konstruktionen der Vulkanisationsformen für den Dampfbetrieb und können auch dünnere Wandstärken aufweisen, mit dem Effekt, dass sie schneller und mit weniger Aufwand erhitzt werden können.An advantageous further development consists in the fact that the electrical heating elements essentially consist of winding resistance wires, the distances between them and the number of which are designed such that predetermined heating and temperature generation takes place within individual or different parts of the vulcanization mold. This simple structure and the arrangement of the heating elements simplifies the construction of the vulcanization mold. The molds can also be constructed smaller and cheaper than the current designs of the vulcanization molds for steam operation and can also have thinner wall thicknesses, with the effect that they can be heated more quickly and with less effort.

Eine weitere vorteilhafte, weil sehr einfach zu realisierende Ausbildung besteht darin, dass eine Steuerung oder Regelung der Erwärmung und Temperaturerzeugung durch eine Veränderung der Stromstärke erfolgt. Neben der Stromstärke können natürlich auch in fachmännischer Weise die Stromfrequenz und die Spannung gesteuert werden, beispielsweise über einen Frequenzumrichter. Auch damit ist es möglich, die Temperatur in den einzelnen Bereichen der Form individuell und angepasst auf gewünschte Vulkanisationsabläufe und Aufheizintervalle einzustellen.Another advantageous because it is very easy to implement is that the heating and temperature generation is controlled or regulated by changing the current intensity. In addition to the current, the current frequency and the voltage can of course also be controlled in a professional manner, for example via a frequency converter. This also makes it possible to adjust the temperature in the individual areas of the mold individually and adapted to the desired vulcanization processes and heating intervals.

Eine besondere Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist als Vulkanisationspresse insbesondere für Luftfederbälge ausgebildet und weist folgende Einrichtungen und Merkmale aufweist:

a. einen Maschinenrahmen, in welchem ein Oberteil und ein Unterteil einer Vulkanisationsform zueinander verfahrbar aufgenommen sind, nämlich verfahrbar in eine voneinander beabstandete geöffnete Position und in eine geschlossene Position, insbesondere mit Hilfe eines Pressenzylinders,
b. wobei das Oberteil und das Unterteil zur Aufnahme eines zu vulkanisierenden Rohlings aus elastomerem Werkstoff ausgebildet sind und ggf. Einrichtungen aufweisen, die den Rohling in Berührungskontakt mit der Innenwandung der Vulkanisationsformteile bringen, vorzugsweise sogenannte Vulkanisationsbälge, die unter Innendruck gesetzt werden und den zu vulkanisierenden Luftfederbalg an die Innenwandung der Vulkanisationsform pressen,
c. wobei innerhalb der Wandungen des Oberteils und des Unterteils jeweils elektrische Heizelemente angeordnet sind, insbesondere Heizdrähte, die bezogen auf eine gemeinsame Längsachse von Ober- und Unterteil in koaxial zum Ober- und/oder Unterteil gespulten Windungen innerhalb der Wandung angeordnet sind,

wobei die Vorrichtung mit mindestens einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung und Regelung der Heizleistung versehen ist, mindestens zur Steuerung und Regelung der Stärke des für den Betrieb der Heizelemente erforderlichen Stroms. A special device for carrying out the method according to the invention is designed as a vulcanization press, in particular for air bellows, and has the following facilities and features:

a. a machine frame in which an upper part and a lower part of a vulcanization mold are accommodated so as to be movable relative to one another, namely movable into a spaced open position and into a closed position, in particular with the aid of a press cylinder,
b. wherein the upper part and the lower part are designed to receive a blank to be vulcanized from elastomeric material and optionally have devices that bring the blank into contact with the inner wall of the vulcanization molded parts, preferably so-called vulcanization bellows, which are put under internal pressure and the air bellows to be vulcanized press the inner wall of the vulcanization mold,
c. wherein electrical heating elements are arranged within the walls of the upper part and the lower part, in particular heating wires which are arranged within the wall in coils coaxial with the upper and / or lower part with respect to a common longitudinal axis of the upper and lower part,

the device being provided with at least one control device for controlling and regulating the heating power, at least for controlling and regulating the strength of the current required for the operation of the heating elements.

Eine solche erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine kontrollierte und genaue Temperaturerzeugung durch die Heizelemente, erlaubt deren separate Steuerung und Anordnung in den verschiedensten Formbereichen und Formteilen und ist grundsätzlich für alle Arten von Luftfedern verwendbar. Die Konstruktion einer solchen Vorrichtung ist außerdem sehr einfach und benötigt viel weniger Bauraum als die bisherigen Vorrichtungen.Such a device according to the invention enables controlled and accurate temperature generation by the heating elements, allows their separate control and arrangement in the various mold areas and molded parts and can basically be used for all types of air springs. The construction of such a device is also very simple and requires much less space than the previous devices.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, die Heizelemente durch eine Isolierung vor Wärmeverlusten an die Umgebung der Vulkanisationsform geschützt sind. Das reduziert den Stromverbrauch/Energieverbrauch und führt auch dazu, dass bei kurzen Öffnungen der Form die Temperatur leicht gehalten werden kann.Another advantageous embodiment is that the heating elements are protected from heat loss to the environment of the vulcanization mold by insulation. This reduces the power consumption / energy consumption and also means that the temperature can be easily maintained with short openings in the mold.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Heizelemente innerhalb der Wandungsteile der Vulkanisationsform vergossen sind. Eine solche Ausbildung erlaubt es, die Heizelemente gleich mit in die Herstellung der Vulkanisationsform zu integrieren, so dass keine nachträglichen umfangreichen Montageschritte nötig sind.Another advantageous embodiment consists in the fact that the heating elements are encapsulated within the wall parts of the vulcanization mold. Such a design allows the heating elements to be integrated into the production of the vulcanization mold at the same time, so that no subsequent extensive assembly steps are necessary.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass ein oder mehrere Heizelemente mit Temperaturfühlern ausgestattet sind, deren Temperatursignale in der Steuerungseinrichtung zur Steuerung und Regelung der Vulkanisationstemperatur verarbeitet werden. Mit Hilfe einer solchen durch Temperaturfühler geführten Steuerung oder Regelung ist ein einfaches Umschalten der Heiztemperatur möglich und es können vorbestimmte Temperaturkurven in der Vulkanisationsanlage durchfahren werden, so dass bestimmte Vorgaben und „Rezepte“ zur Vulkanisation besonderer Materialien einfach zu erreichen sind.Another advantageous embodiment is that one or more heating elements are equipped with temperature sensors, the temperature signals of which are processed in the control device for controlling and regulating the vulcanization temperature. With the help of such a control or regulation guided by temperature sensors, a simple switchover of the heating temperature is possible and predetermined temperature curves can be traversed in the vulcanization system, so that certain specifications and “recipes” for the vulcanization of special materials can be easily reached.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass einzelne Heizelemente oder Gruppen von Heizelementen über einen Stecker bzw. eine Schnellkupplung an die Stromversorgung angeschlossen sind. Eine solche Anordnung erlaubt ein einfaches Austauschen von Vulkanisationsformteilen, etwa zur Wartung oder bei einem Abmessungswechsel.Another advantageous embodiment is that individual heating elements or groups of heating elements are connected to the power supply via a plug or a quick coupling. Such an arrangement allows easy replacement of vulcanization molded parts, for example for maintenance or when changing dimensions.

Eine Regelung über Temperaturfühler erlaubt auch eine zeitgesteuerte, nicht konstante Beheizung der Vulkanisationsformen. Am Anfang eines Heizzyklus wird die Form konstant auf der bisherigen Temperatur gehalten. Ist die Vulkanisation an der äußeren Kontur der Luftfeder erfolgt, kann nach und nach fein die Temperatur erhöht werden. So wird vermieden, dass der Kautschuk während der Vernetzung verbrennt. Sobald erste Vernetzungen Gummi an der Außenkontur erzeugt sind, kann die Temperatur erhöht werden und in Folge dessen die inneren Konturen schneller vulkanisiert werden.Regulation via temperature sensors also allows time-controlled, non-constant heating of the vulcanization molds. At the beginning of a heating cycle, the mold is kept constant at the previous temperature. Once vulcanization has taken place on the outer contour of the air spring, the temperature can be gradually increased. This prevents the rubber from burning during crosslinking. As soon as the first cross-links of rubber are created on the outer contour, the temperature can be increased and, as a result, the inner contours can be vulcanized more quickly.

Ebenfalls vorteilhaft lässt sich das erfindungsgemäße Verfahrens zur Vulkanisation von Reifenrohlingen in metallischen Vulkanisationsformen oder zur Vulkanisation von auf einer metallischen Formtrommel aufgewickelten oder in einer zylindrischen formgebenden Vulkanisationsform aufgenommenen Rohlingen für Antriebsriemen verwenden.The method according to the invention can also be used advantageously for the vulcanization of green tires in metallic vulcanization molds or for the vulcanization of blanks for drive belts wound on a metallic molding drum or accommodated in a cylindrical shaping vulcanization mold.

Dasselbe gilt für die Vulkanisation von Transportbändern bzw. Förderbändern, wobei die Bänder segment- bzw. längenweise vulkanisiert werden, indem das Transport- oder Förderband durch eine auf die Oberseite und die Unterseite des Förderbandes einwirkende und zustellbare flache Vulkanisationspresse vulkanisiert wird. Hier werden diese Bänder in langen Schüssen oder als Endlosband durch Heizelemente in metallischen Heizplatten der Vulkanisationspresse gefahren, die Heizplatten werden dann zugestellt und danach erwärmt. Nach Abschluss dieser partiellen Vulkanisation werden die Heizplatten geöffnet, das Band um etwa eine Heizplattenlänge vorgefahren und der Prozess beginnt von neuem. Die Heizelemente sind hierbei natürlich im Wesentlichen rechteckig ober flachoval ausgebildet, entsprechend den flachen und an das Band angepassten Heizplatten der V ulkani sationspresse.The same applies to the vulcanization of conveyor belts or conveyor belts, the belts being vulcanized in segments or lengths by vulcanizing the conveyor or conveyor belt by means of a flat vulcanization press which acts on the top and bottom of the conveyor belt and can be adjusted. Here these belts are run in long shots or as an endless belt through heating elements in metallic heating plates of the vulcanization press, the heating plates are then fed in and then heated. After this partial vulcanization has been completed, the heating plates are opened, the belt is moved forward by approximately one heating plate length and the process begins again. The heating elements are of course essentially rectangular or flat oval, corresponding to the flat heating plates of the vacuum press adapted to the belt.

Bei diesen Anwendungen treten bei der bisherigen Verwendung von Heißdampf typischerweise dieselben Probleme auf wie bei dessen Verwendung zur Vulkanisation für Luftfederbälgen. Außerdem sind bei diesen Anwendungen die Vulkanisationsformen in aller Regel größer im Durchmesser und auch schwieriger in der Handhabung. These applications typically have the same problems with the use of superheated steam as when it was used for vulcanization for air suspension bellows. In addition, the vulcanization forms in these applications are generally larger in diameter and also more difficult to handle.

Zusammenfassend zeigen sich die durch die Erfindung erreichbaren Vorteile in einer signifikanten Energiekosteneinsparung, da aufgrund der hohen Wirkungsgrade elektrotechnischer Anlagen in der Regel nur wenige Verluste anfallen, in einer mit Hilfe der Heizelemente individuell und fein einstellbaren Temperaturregelung, in einer detaillierten Temperaturüberwachung mit präzise einstellbarer Temperatur. Zudem ist eine Temperaturüberwachung möglich, da jedes Heizelement mit einem Temperaturfühler ausgestattet ist. Die erfindungsgemäße Ausführung ist darüber hinaus konstruktiv leicht in die bisherigen Anlagen integrierbar. Es entfallen zudem aufwendige Wartungs- oder Reparaturarbeiten.In summary, the advantages that can be achieved by the invention are shown in a significant saving in energy costs, since due to the high efficiencies of electrical systems, there are generally only a few losses, in a temperature control that can be individually and finely adjusted with the aid of the heating elements, in a detailed temperature monitoring with a precisely adjustable temperature. Temperature monitoring is also possible because each heating element is equipped with a temperature sensor. The design according to the invention is also structurally easy to integrate into the previous systems. There is also no need for expensive maintenance or repair work.

Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein einfaches Umschalten der Heiztemperatur möglich, innerhalb kurzer Zeit kann die gewünschte Temperatur erreicht werden. Erhebliche Zeitersparnis ist die Folge dieser effizienten Beheizung, nicht nur beim Programmwechsel/Rezeptwechsel, sondern auch beim kompletten Formwechsel oder erneuten Anfahren der Maschine nach einer langen Pause. Da das mechanische Anschließen von dampfführenden Leitungen und Schläuchen über Schraubverbindungen entfällt, erfolgt ebenso eine Wartezeitreduzierung beim kompletten Wechsel einer Vulkanisationsform. Die Vulkanisationspresse kann erheblich schneller wieder zur Produktion genutzt werden aufgrund der Energiezufuhr/Stromzufuhr mit Hilfe einfacher Steckverbindungen.With the aid of the method according to the invention, a simple switchover of the heating temperature is possible; the desired temperature can be reached within a short time. This efficient heating saves a considerable amount of time, not only when changing the program / changing the recipe, but also when completely changing the mold or starting up the machine again after a long break. Since the mechanical connection of steam-carrying lines and hoses via screw connections is no longer necessary, there is also a reduction in waiting times when a vulcanization mold is completely changed. The vulcanization press can be considerable can be used again for production faster due to the energy supply / power supply using simple plug connections.

Durch das einfache Anschließen und den geringen Aufwand zur Energiebereitstellung, ist es möglich, die Form bereits vor dem Einbau auf Betriebstemperatur vorzuwärmen und so die Aufheizzeit/Stillstandszeit der Vulkanisationspresse zu verkürzen.Thanks to the simple connection and the low expenditure for the provision of energy, it is possible to preheat the mold to operating temperature before installation and thus shorten the heating up / downtime of the vulcanization press.

Anhand eines Ausführungsbeispiels, nämlich einer erfindungsgemäßen Vulkanisationspresse für die Vulkanisation von Luftfederrohlingen, soll die Erfindung näher erläutert werden. Die einzige 1 zeigt hierzu schematisch eine Vulkanisationspresse 1 zur Durchführung des Verfahrens bei der Vulkanisation von Luftfederrohlingen. 1 ist lediglich eine prinzipielle Darstellung im Längsschnitt.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment, namely a vulcanization press according to the invention for the vulcanization of air spring blanks. The only 1 shows schematically a vulcanization press 1 to carry out the process for the vulcanization of air spring blanks. 1 is only a basic illustration in longitudinal section.

In einem hier nicht näher dargestellten Maschinenrahmen ist eine erfindungsgemäße Vulkanisationsform 1 angeordnet, die im Wesentlichen aus einem Oberteil 2 und einem Unterteil 3 gebildet ist. Das Oberteil 2 ist im Maschinenrahmen verfahrbar angeordnet und wird mit Hilfe eines ebenfalls nicht näher dargestellten Pressenzylinders bewegt. Das Unterteil 3 ist fest mit dem Maschinenrahmen verschraubt.A vulcanization mold according to the invention is in a machine frame (not shown here) 1 arranged, which essentially consists of an upper part 2nd and a bottom 3rd is formed. The top 2nd is movably arranged in the machine frame and is moved with the help of a press cylinder, also not shown. The bottom part 3rd is firmly screwed to the machine frame.

Das Oberteil 2 kann in eine geöffnete Position gefahren werden, so dass der Rohling 4 des zu vulkanisierenden Luftfederbalgs eingelegt werden kann. Danach wird die Vulkanisationsform wieder geschlossen und die Vulkanisation des Luftfederrohlings, das heißt die Erwärmung der Vulkanisationsform kann beginnen. In einem solchen Zustand befindet sich beispielsweise die in der 1 im Schnitt dargestellter Vulkanisationsform 1.The top 2nd can be moved to an open position so that the blank 4th of the air bellows to be vulcanized. Then the vulcanization mold is closed again and the vulcanization of the air spring blank, that is, the heating of the vulcanization mold can begin. In such a state, for example, is in the 1 vulcanization form shown in section 1 .

Die Vulkanisationsform ist mit Einrichtungen versehen, die den Luftfederrohling in Berührungskontakt mit den Vulkanisationsformteilen bringen, nämlich mit hier nicht näher dargestellten Einrichtungen, mit denen der Luftfederrohling unter Innendruck gesetzt werden kann, so dass er sich nach dem Schließen der Presse an die Innenwand des jeweils hohlen topfförmig ausgebildeten Oberteils 2 der Vulkanisationsformen 1 anlegen kann.The vulcanization mold is provided with devices which bring the air spring blank into contact with the vulcanization molded parts, namely with devices not shown here, with which the air spring blank can be placed under internal pressure, so that it clings to the inner wall of the respective hollow after the press is closed pot-shaped upper part 2nd the vulcanization forms 1 can put on.

Innerhalb der Wandungen des Oberteils 2 und des Unterteils 3 sind jeweils Gruppen von elektrischen Heizelementen angeordnet, nämlich Gruppen von einzeln ansteuerbaren Heizdrähten 5, 6 und 7, die bezogen auf eine gemeinsame Längsachse von Ober- und Unterteil in koaxial zum Ober- und/oder Unterteil gespulten Windungen innerhalb der Wandung angeordnet sind.Inside the walls of the top 2nd and the lower part 3rd groups of electrical heating elements are arranged, namely groups of individually controllable heating wires 5 , 6 and 7 , which are arranged in relation to a common longitudinal axis of the upper and lower part in coils coaxially to the upper and / or lower part wound within the wall.

Ebenfalls nicht näher dargestellt ist eine zugehörige Steuerungseinrichtung zur Steuerung und Regelung der Stärke des für den Betrieb der Heizelemente erforderlichen Stroms.An associated control device for controlling and regulating the strength of the current required for operating the heating elements is also not shown in more detail.

Die einzelnen Gruppen von Heizelementen sind jeweils über Stecker 8, 9 an die Stromversorgung angeschlossen.The individual groups of heating elements are each via plugs 8th , 9 connected to the power supply.

Nach Schließen der Form und nach Anlage des Rohlings an die Innenwandung wird der Strom eingeschaltet und die Temperatur der Vulkanisationsform steigt dann geregelt bis zur Vulkanisationstemperatur, die über einen bestimmten vorgegebenen Zeitraum aufrechterhalten wird, bis der Rohling vollständig vulkanisiert ist.After the mold has been closed and the blank has come into contact with the inner wall, the current is switched on and the temperature of the vulcanization mold then rises in a controlled manner up to the vulcanization temperature, which is maintained for a predetermined period of time until the blank is fully vulcanized.

BezugszeichenlisteReference symbol list

(Teil der Beschreibung)

1: Vulkanisationsform
2: Oberteil der Vulkanisationsform
3: Unterteil der Vulkanisationsform
4: Balgrohling/Luftfederrohling
5: Elektrisches Heizelement
6: Elektrisches Heizelement
7: Elektrisches Heizelement
8: Stecker
9: Stecker

(Part of the description)

1: Vulcanization form
2nd: Upper part of the vulcanization mold
3rd: Lower part of the vulcanization mold
4th: Bellows blank / air spring blank
5: Electric heating element
6: Electric heating element
7: Electric heating element
8th: plug
9: plug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 881848 [0007]
DE 1054229 [0008]
DE 2354938 A1 [0009]

Claims

Method for vulcanizing bodies made of elastomeric material, in which a blank (4) to be vulcanized is heated to vulcanization temperature in a metallic vulcanization mold (1, 2, 3) which receives the blank, characterized in that the heating of the blank is carried out by heat transfer from the heated Metallic vulcanization mold (2, 3) takes place, the heating of the vulcanization mold by electrical heating elements (5, 6, 7) which are arranged within the walls of the vulcanization mold (1, 2, 3) surrounding or delimiting the blank.

Procedure according to Claim 1 for the vulcanization of hollow bodies in the form of air bellows, in which a bellows blank (4) to be vulcanized is placed under internal pressure in a metallic vulcanization mold (1) surrounding the bellows blank until it lies against its inner wall and is heated to vulcanization temperature by heat transfer.

Procedure according to Claim 1 or 2nd , in which the electrical heating elements (5, 6, 7) consist essentially of winding resistance wires, the distances between which and the number of which are designed such that a predetermined heating and temperature generation takes place within individual or different mold parts.

Procedure according to Claim 4 , in which the heating and temperature generation is controlled or regulated by changing the current strength.

Apparatus designed to perform the method as a vulcanization press, in particular for air bellows Claim 2 to 4th , which has the following facilities and features: a. a machine frame in which an upper part (2) and a lower part (3) of a vulcanization mold (1) are accommodated so as to be movable relative to one another, namely movable into a spaced open position and into a closed position, in particular with the aid of a press cylinder, b. wherein the upper part (2) and the lower part (3) are designed to receive a blank (4) to be vulcanized from elastomeric material and optionally have devices which bring the blank into contact with the inner wall of the vulcanization molded parts, c. wherein electrical heating elements (5, 6, 7) are arranged in each case within the walls of the upper part and the lower part, in particular heating wires which, in relation to a common longitudinal axis of the upper and lower part, wind in coils coaxially to the upper and / or lower part within the wall are arranged, d. and is provided with at least one control device for controlling and regulating the heating power, at least for controlling and regulating the strength of the current required for the operation of the heating elements.

Device after Claim 5 , in which the heating elements (5, 6, 7) are protected by insulation against heat loss to the environment of the vulcanization mold.

Device after Claim 5 or 6 , in which the heating elements (5, 6, 7) are cast within the wall parts of the vulcanization mold.

Device according to one of the Claims 5 to 7 , in which one or more heating elements (5, 6, 7) are equipped with temperature sensors, the temperature signals of which are processed in the control device for controlling and regulating the vulcanization temperature.

Device according to one of the Claims 5 to 8th , in which individual heating elements or groups of heating elements are connected to the power supply via a plug (8, 9) or a quick coupling.

Use of the method according to one of the Claims 1 to 4th for the vulcanization of green tires in metallic vulcanization forms.

Use of the method according to one of the Claims 1 to 4th for the vulcanization of blanks for drive belts wound on a metallic molding drum or accommodated in a cylindrical shaping vulcanization mold.

Use of the method according to one of the Claims 1 to 4th for the vulcanization of conveyor belts, the conveyor belts being vulcanized in segments or lengths by vulcanizing the conveyor belt by means of a flat vulcanization press which acts and can be set on the top and bottom of the conveyor belt.