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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bändern aus Kautschuk
Es ist bei der Herstellung von Bändern aus Kautschuk bekannt, den Werkstoff in Form
einer dünnen Bahn zu spritzen, die Bahn, um sie auf die gewünschte Stärke zu bringen,
einmal oder mehrmals zwischen Kalanderwalzen zu walzen, hierauf auf einen Trägerstreifen
aufzubringen und schließlich zu vulkanisieren.
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Ferner ist es bekannt, die Kautschukstreifen zur Vulkanisation um
beheizbare Trommeln zu führen, wobei ihnen die Wärme nur von einer Seite zugeführt
wird.
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Bekannt ist es auch, einem Satz Kalanderwalzen eine beheizbare Trommel
für das Vulkanisieren nachzuschalten.
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Bei den bekannten Verfahren dieser Art wird ein Band erhalten, welches
durch seine ganze Masse hindurch gleichmäßig vulkanisiert ist.
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Demgegenüber schafft die Erfindung ein Verfahren, bei welchem der
in Form einer dünnen Bahn ausgewalzte Werkstoff derart wärmebehandelt wird, daß
das Band in seiner Dicke eine verschiedenartige Vulkanisation erfährt, d. h. derart,
daß es auf einer Seite nur teilweise vulkanisiert wird und daher auf dieser Seite
klebrig bleibt.
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Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung dem Band die Wärme für das
Vulkanisieren nur auf der mit dem Trägerstreifen versehenen Seite zugeführt und
das Band nur auf dieser Seite zur Führung unterstützt.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß den Kalanderwalzen, die in an sich bekannter Weise
vor der breiten Schlitzdüse einer Strangpresse angeordnet sind, mindestens eine
heizbare und drehbar gelagerte Trommel zum verschiedenartigen Vulkanisieren der
beiden Seiten des Bandes nachgeschaltet ist.
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Eine Kautschukband-Herstellungsmaschine wird mit einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht der vollständigen Maschine;
Fig. 2 ist eine schaubildliche Ansicht des Pastenverteilers; Fig. 3 ist in vergrößertem
Maßstab einLängsschnitt durch den mit einem Kolben versehenen Zylinder und die Speisetrommel;
Fig. 4 ist eine schematische Draufsicht auf den Pastenverteiler und einen Teil der
Kalandervorrichtung; Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Kalandervorrichtung; Fig.
6 ist eine Vorderansicht der Kalandervorrichtung.
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Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von bandförmigem Material
aus einer unvulkanisierten Kautschukmasse. Die Erfindung befaßt sich nicht mit
der
Zusammensetzung des Kautschuks, jedoch umfaßt bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Kautschuk einen Grundstoff, welcher ein organisches Di-Polysiloxan sein kann,
ein Vulkanisiermittel, das ein organisches Peroxyd sein kann, und einen Füllstoff,
der ein in der Wärme beständiges anorganisches Füllmaterial beliebiger zweckentsprechender
Art sein kann. Diese Stoffe werden miteinander gemischt, um eine Paste zu bilden,
welche die Konsistenz eines weichen Kittes hat.
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Nachdem die unvulkanisierte Kautschukpaste zur Herstellung eines
Bandes auf eine zweckentsprechende Dicke gewalzt worden ist, wird sie auf Trockenwalzen
teilweise vulkanisiert, so daß sie, nachdem sie die Maschine verlassen hat, »klebrig«
bleibt.
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Ein Paar von Speisetrommeln 10 ist vorgesehen, und jede dieser Speisetrommeln
ist an ihrem offenen Ende mit dem Vorderende eines mit Kolben versehenen Zylinders
11 durch eine lösbare Verbindung verbunden, wie in Fig. 3 allgemein bei 12 angedeutet
ist.
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Die lösbare Verbindung umfaßt einen Ring 13, der an der Außenseite
des mit Kolben versehenen Zylinders aufgeschweißt ist, einen an der Außenseite der
Speisetrommel angeschweißten Ring 14 und einen Verhindungsring 15. Der Verbindungsring
trägt einen Flansch 16, der mit dem Ring 13 im Eingriff steht, und trägt ein Schraubengewinde,
welches in ein entsprechendes Schraubengewinde an dem Ring 14 paßt.
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Augen 17 auf der Außenseite des Verbindungsringes ermöglichen ein
Drehen des Verbindungsringes.
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Das Abgabeende einer Speisetrommel ist durch eine Abgabeplatte 18
verschlossen, die an die Innenwandung der Speisetrommel geschweißt ist und welche
eine sich konisch verjüngende Fläche 19 hat, die zu einer Abgabeöffnung 20 führt.
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Ein Kolben 22 ist innerhalb des Zylinders 11 eingepaßt und wird durch
ein Antriebsmittel, z. B. ein Druckmittel, hin- und herbewegt. Eine mit dem Kolben
22 verbundene Kolbenstange 23 wird durch eine Führung 24 gestützt und trägt einen
Kolben 25, der mit einer Packung26 versehen ist, die dicht in die Speisetrommel
10 hineinpaßt und ein Hindurchsickern von weicher Paste nach rückwärts verhindert,
wenn der Kolben 25 auf die auszupressende Masse gedrückt wird.
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Aus den Fig. 2 und 4 ist ersichtlich, daß ein Paar der Speisetrommeln
10 und Zylinder 11 nebeneinander angeordnet sind und daß ein Rohr 27 sich von jeder
Speisetrommel zu der Einlaßöffnung einer Breitschlitzdüse 28 erstreckt. Eine umlaufende
Getriebepumpe 29 ist in jedem der Rohre 27 angeordnet. Der lange Schlitz 30 in der
Düse 28 ist in der Breite einstellbar, so daß die Dicke des ausgedrückten Materials
wahlweise verändert werden kann.
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Ein Lagerraum 31 ist auf der Außenseite jedes der Rohre 27 angeschweißt,
und eine Verbindungsstange 32 ist bei 33 an dem Lagerraum angelenkt. Ein an dem
äußeren Ende der Verbindungsstange getragenes Joch 34 greift über einen mit der
Speisetrommel verbundenen Ansatz 35 und ist an Ort und Stelle durch einen Stellbolzen
36 befestigt. Es ist ersichtlich, daß die Verbindungsstangen 32 von den Ansätzen
35 abgenommen und auswärts geschwenkt werden können, um das Herausnehmen der Speisetrommeln
10 zu ermöglichen.
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Die Ausstoß einrichtung, welche aus den Speisetrommeln 10, den Zylindern
11 und der Breitschlitzdüse 28 besteht, ist auf einem Gestell 37 angeordnet, das
Räder 38 trägt, die auf von der Sockelplatte 39 getragenen Schienen laufen. Die
Sockelplatte 39 ist in senkrechter Richtung in die gewünschte Höhe einstellbar.
Die Räder 38 gestatten eine Hin- und Herbewegung des Gestells 37 in einer Richtung
parallel zur Achse der Speisetrommeln 10, um so die Breitschlitzdüse 28 in eine
Stellung vorzubewegen, die nahe einer Kalandereinrichtung B liegt, oder sie rückwärts
von der Kalandereinrichtung B wegzubewegen.
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Die Kalandereinrichtung B (Fig. 5 und 6) besteht aus einer oberen
Walze 42, einer mittleren Walze 43 und einer unteren Walze 44, die insgesamt in
Seitengestellen 45 angeordnet sind. Die obere Walze 42 wird durch einen Getriebezug
42 a (Fig. 6), die mittlere Walze 43 durch einen Getriebezug 43 a und die untere
Walze 44 durch einen Getriebezug 44 a angetrieben.
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Druckmittelbeaufschlagte Zylinder 47 sind vorgesehen, um die Kalanderwalzen
gegeneinanderzudrükken. Wenn die Teile sich in der in Fig. 6 dargestellten Stellung
befinden und wenn ein Druckmittel auf die Oberseite der Kolben 48 eingelassen wird,
werden alle dei Walzen gegeneinandergedrückt.
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Der Abstand zwischen den einzelnen Walzenpaaren ist einstellbar.
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Die Vulkanisiereinrichtung C gemäß Fig. 1 umfaßt beheizbare Trommeln
55 und 56. Diese Trommeln sind in Trägern 57 gelagert und sind von einem im wesentlichen
geschlossenen Gehäuse 58 umgeben, welches die Wärme zurückhält.
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Das Band 59 tritt, wenn es aus der Kalandereinrichtung heraustritt,
in das Gehäuse 58 durch einen Schlitz 60 ein, geht über eine Leerwalze 61, von dort
rings um die Trommel 56 zur Leerwalze 62, dann zur Leerwalze 63 rings um die Trommel
55, dann aufeinanderfolgend um die nachfolgenden Leerwalzen 64, 65, 66, 67 und 68.
Anschließend verläßt das Band das Gehäuse durch den Schlitz 69 und wird um die Leerwalze
70 zur Aufnahmewalze 71 geführt. Bemerkt sei, daß die Leerwalzen so angeordnet sind,
daß sie veranlassen, daß der Gurt über einen großen Teil des Umfangs jeder der Trommeln
mit ihnen in Berührung steht.
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Jede der beheizten Trommeln wird durch eine Antriebseinrichtung 72
unter Vermittlung eines Reduktionsgetriebes 73 gedreht. Die Antriebseinrichtung
72 ist ein elektrischer Differentialantrieb bekannter Art, der eine konstante Spannung
an dem Band gewährleistet. Diese konstante Spannung trägt dazu bei, das Band gerade
und frei von Falten zu halten.
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Die Trommeln werden auf beliebige zweckentsprechende Weise, z. B.
durch Zufuhr von Dampf in ihr Inneres, beheizt. Die Temperaturen, auf die die Trommeln
erhitzt werden, hängen vom Werkstoff der Paste ab. Wenn die Paste ein Polymer mit
niedriger Plastizität ist, das eine beträchtliche Menge an flüchtigen Bestandteilen
enthält, muß das Band bei einer niedrigen Temperatur und über einen längeren Zeitraum
vulkanisiert werden, um die Bildung von Gasblasen zu verhindern. Wenn dagegen die
Paste ein Polymer mit hoher Plastizität ist, das weniger flüchtige Stoffe in sich
hat, kann das Band bei höherer Temperatur und mit einer größeren Geschwindigkeit
über die Trommeln geführt werden.
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Die Herstellung mit Trägerstreifen hinterlegter Bänder ist in Fig.
1 dargestellt. Hierzu wird eine Länge eines Trägerstreifens 74, der aus einem anorganischen
Webstoff, der einer hohen Temperatur widersteht, z. B. einem Glaswebstoff, bestehen
kann, von einer Vorratsrolle 75 abgenommen, wird über eine Leerrolle 76 und von
dort zwischen die mittlere und die untere Kalanderwalze, wo er einen tberzug aus
unvulkanisiertem Silicon-Kautschuk aufnimmt, geführt.
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Vor Beginn der Arbeitsvorgänge wurden die beiden Speisetrommeln 10
mit der Silicon-Kautschukmischung gefüllt, und der Trägerstreifen 74 wird zwischen
die Kalanderwalzen 43 und 44 eingeführt.
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Die Breitschlitzdüse wird nun in eine Stellung nahe der oberen Kalanderwalze
42 und etwa bündig mit ihrer oberen Fläche gebracht. Dies erfolgt durch Anheben
der Sockelplatte 39 und durch Bewegen des Gestells 37 in eine vordere Stellung,
in welcher die Düse 28 in der gewünschten Arbeitsstellung steht.
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Die Vorrichtung läuft nun an, um die Kautschukmischung aus einer
der Speisetrommeln 10 über die Breitschlitzdüse 28 abzugeben. Dies erfolgt durch
Beaufschlagen des Kolbens 22 durch ein Druckmittel, wodurch der Kolben 25 veranlaßt
wird, die Paste aus der Speisetrommel 10 herauszudrücken. Gleichzeitig läuft die
mit dieser Speisetrommel verbundene Zahnradpumpe 29 zum Arbeiten an. Der Kolben
25 speist so in Verbindung mit der Zahnradpumpe die Breitschlitzdüse 28 mit der
Kautschukmischung, die frei von Luftblasen ist.
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Die Breitschlitzdüse gibt ein Band aus Kautschukmischung 77, das
eine gleichförmige Dicke hat, über die gesamte Breite der Kalanderwalzen ab. Der
Schlitz in der Düse 28 ist einstellbar, und wenn ein Dreiwalzenkalander gemäß Fig.
1 verwendet wird, kann
die Dicke des Bandes 77 etwa 1/32" betragen.
Dieses Band 77 wird zur Oberseite der oberen Kalanderwalze 42 abgegeben, welche
sich im Sinne des Uhrzeigers dreht. Nach Bewegen um die rechte Seite der oberen
Walze 42 geht das Band 77 zwischen die Walzen 42 und 43, um die linke Fläche der
Walze 43 und dann zur Unterseite der Walze 43, wo es auf einen Trägerstreifen 74
aufgebracht wird. Bei dieser Arbeitsart macht das Band 77 zwei Durchgänge durch
die Kalanderwalzen, der erste Durchgang erfolgt zwischen den Walzen 42 und 43 und
der zweite zwischen den Walzen 43 und 44.
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Die beiden Werkstoffe sind nun miteinander verbunden und bilden ein
Band 59, welches in die Vulkanisiereinrichtung C geführt wird, wo die Kautschukmischung
gemäß vorstehenden Ausführungen teilweise vulkanisiert wird.
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Nachdem das Band schließlich auf die Aufnahmewalze 71 aufgewickelt
worden ist, kann es abgenommen und durch eine zweckentsprechende Schlitzmaschine
hindurchgeführt werden, um das Band für den schließlichen handelsfertigen Streifen
auf die gewünschte Breite aufzuschlitzen.
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Die Herstellung eines Bandes kann auch so durchgeführt werden, daß
der Trägerstreifen mit dem Kautschukband nicht fest verbunden ist.
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Hierzu besteht der Trägerstreifen 74 aus Werkstoff, wie Papier, das
mit Polyäthylen überzogen ist. Dieser Trägerstreifen wird vorzugsweise erst dann
von dem Band entfernt, wenn es fertig zum Gebrauch ist.
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In einigen Fällen kann es erwünscht sein, eine Länge eines Schutzmaterials
zwischen dem Band 77 aus Kautschukmischung und den Kalanderwalzen hindurchzuführen.
Diese Länge kann aus Cellophan (eingetragenes Warenzeichen) oder aus einem anderen
zweckentsprechenden Schutzstoff bestehen, welches nicht nur die Kautschukmischung
daran hindert, an den Kalanderwalzen anzuhaften, sondern der freien Oberfläche des
Bandes oder Streifens einen hohen Glanz erteilt. Eine Ausführung zur Verwendung
eines Schutzmaterials dieser Art ist in Fig. 5 dargestellt.
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Wie dargestellt, kommt die Schicht aus Schutzmaterial 79 von einer
Vorratswalze 80 und wird um eine Leerwalze 81 geführt, bevor sie über die Oberseite
der Kalanderwalze 43 läuft. Nach Durchgang rings um die linke Seite der Kalanderwalze
43 wird das Schutzmaterial auf die Oberfläche des Bandes 77 aus Kautschukmischung
aufgebracht und bewegt sich in Berührung mit der Oberfläche des Bandes 77 weiter,
bis die Schichten unter die Trennstange 82 wandern.
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Die Trennstange 82 ist ein Messer aus Ahornholz, welches eine verhältnismäßig
scharfe Kante längs seiner rechten Seite bei Betrachten der Fig. 5 hat, und
die Schicht
79 aus Schutzmaterial wird über die scharfe Kante zurückgestreift, damit das Schutzmaterial
von der verhältnismäßig weichen Kautschukmischung abgestreift werden kann, ohne
daß die Mischung an dem Schutzmaterial anhaftet. Nach Verlassen der Trennstange
82 läuft das Schutzmaterial rings um eine Leerwalze 83 und von dort auf eine Aufwickelwalze
84, wo das Schutzmaterial für Wiederverwendung aufbewahrt werden kann.
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Es kann z. B. statt der Verwendung eines Paares von SpeisetrommelnlO
nur eine einzige Trommel oder eine einzige Zufuhrkammer benutzt werden. Auch andere
Einrichtungen als der hydraulisch betätigte Kolben 25 können verwendet werden, um
die Paste aus der Zufuhrkammer herauszupressen.
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Die Kalandervorrichtung hat vorzugsweise gemäß der Darstellung drei
Walzen, um die Durchführung eines Arbeitsvorganges gemäß Fig. i zu ermöglichen.
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Es ist jedoch auch möglich, zwei Walzen zu verwenden, wie in Fig.
5 dargestellt ist, und zum Behandeln von bestimmten Arten von Materialien ist es
möglich, mehr als drei Walzen zu verwenden, falls die Erzeugnisse die zusätzliche
Ausgabe rechtfertigen.
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Weiterhin kann die Vulkanisiereinrichtung C statt zweier Trommeln
nur eine einzige Trommel aufweisen, oder es können mehr als zwei Trommeln vorgesehen
sein.
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PATENTANSPRtJCEIE: 1. Verfahren zur Herstellung von Bändern aus Kautschuk,
bei welchen der Werkstoff in Form einer dünnen Bahn gespritzt, die Bahn, um sie
auf die gewünschte Stärke zu bringen, ein oder mehrmals zwischen Kalanderwalzen
gewalzt, hierauf auf einen Trägerstreifen aufgebracht und schließlich vulkanisiert
wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Band die Wärme für das Vulkanisieren nur auf
der mit dem Trägerstreifen versehenen Seite zugeführt und das Band nur auf dieser
Seite zur Führung unterstützt wird.