DE1729623B2 - Verfahren und geraet zum vulkanisieren eines gummigegenstandes bzw. zum vernetzen eines kunststoffgegenstandes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vulkanisieren eines Gummigegenstandes bzw. zum Vernetzen eines Kunststoffgegenstandes, bei dem ein vulkanisier barer bzw. vernetzbarer Rohling erhitzt wird, die Temperatur des Rohlings an einer im Inneren des Rohlings gelegenen Temperaturbezugsstelle, an der ein bestimmter Vulkanisations- bzw. Vernetzungsgrad gewünscht wird, ermittelt wird, die dieser Temperatur bezugsstelle zugeführte Wärmemenge gezählt und über die Heizzeit summiert wird und das Erhitzen in Abhängigkeit von dem Vergleich der summierten Wärmemenge mit einer vorgegebenen, der Temperaturbezugsstelle zuzuführenden Soll-Wärrnemenge beendet wird. Die Erfindung betrifft auch ein Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens mit Vorrichtungen zum Erhitzen des Rohlings, mindestens einem an dem Rohling anwendbaren Temperaturfühler, dem eine Rechenanlage zur Errechnung und Summierung der dem Rohling zugeführten Wärmemenge an einer Temperaturbezugsstelle zugeordnet ist, und mit einer Einrichtung zur Steuerung der Vorrichtung zum Erhitzen des Rohlings in Abhängigkeit von dem Vergleich der summierten zugeführten Wärmemenge mit einer entsprechenden vorgegebenen Soll-Wärmemenge.

In einem bekannten Verfahren (DT-AS 12 24 676 und DT-PS 1164 650). das dem vorgenannten Verfahren entspricht, wird die Temperatur im Inneren des Rohlings durch Messen mittels einer in den Werkstoff des Rohlings eingesetzten Temperaturmeßsonde ermittelt. Auch geschieht die Berücksichtigung der Temperaturschwankungen, durch die der Vulkanisationsverlauf stark beeinflußt wird, nur in verhältnismäßig groben Temperaturschritten und ist demnach ungenau.

Ziel der Erfindung ist die Vermeidung der vorgenannten Nachteile beim Vulkanisieren bzw. Vernetzen eines Gegenstandes. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß das Ermitteln der Temperatur an der Temperaturbezugsstelle durch Messen der Temperatur am wenigstens zwei beidseits der Temperaturbezugsstelle gelegenen Außenflächen des Rohlings in Zeitintervallen und durch Errechnen der sich aus diesen Meßwerten ergebenden Temperatur an der Temperaturbezugsstelle erfolgt. Vorzugsweise wird mit dem Summieren der zugeführten Wärmemenge erst begonnen, nachdem die errechnete Temperatur an der Temperaturbezugsstelle einen vorgegebenen Mindesiwert erreicht hat. Dieser Mindestwert ist bei Anwendung des Verfahrens auf einen Kautschukrohling vorteilhafterweise 115° C.

Wird das Verfahren beim Vulkanisieren eines Luftreifenrohlings angewandt, so ist das Messen der Temperatur im Bereich einer der Schultern des Rohlings an der Lauffläche und an der Innenfläche der Karkasse zu empfehlen. Das Messen kann mit Vorteil auch im Bereich einer der Schultern des Rohlings an der Lauffläche und an der diesem Bereich benachbarten Oberfläche eines im Inneren des Rohlings angeordneten Heizbalges erfolgen.

Das Gerät der eingangs beschriebenen Gattung zeichnet sich zur Durchführung des Verfahrens erfindungsgemaß dadurch aus, daß der Rechenanlage mindestens zwei an Außenflächen des Rohlings ansetzbare Temperaturfühler zugeordnet sind und die Rcchenanlage zusätzlich zur Errechnung der Temperatur an einer zwischen den Temperaturfühlern gelegenen Temperaturbezugsstelle programmierbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Eteispielen näher erläutert.

Während des Form- und Vulkanisiervorganges bei der Herstellung von Gummiluftreifen werden dampfbeheizie Vulkanisierformen verwendet; der Vulkanisationsgrad jedes Reifens wird durch einen Rechner bestimmt, der für die Anzahl von Vulkanisiereinheilen programmiert ist, die für eine angemessene Vulkanisation an dem im Reifen liegenden Bezugspunkt erforderlich sind, um den Reifen aus der Form herausnehmen zu können. Dieser Punkt wird so ausgewählt, daß auch der gesamte Reifen nach seiner Abkühlung angemessen vulkanisiert isi, wenn eine befriedigende Vulkanisation im Bezugspunkt erreicht ist

Dieser Bezugspunkt kann zwischen der Karkasse und dem Laufstreifen oder zwischen dem Laufstreifen und den Laufstreifenverstärkungseinlagen im Schulterbe reich des Reifens liegen, das heißt, an einer Stelle, wo normalerweise eine minimale Vulkanisation erwartet wird. Ein solcher Punkt liegt zwischen zwei Außenflächen des Reifens, die von der Oberfläche der _M Innengumierung und der Laufstreifenoberfläche gebildet werden, wobei die eine Fläche zweckmäßigerweise im Schulterbereich liegt. Dm die Temperatur im Bezugspunkt während des Form- und Vulkanisiervorganges zu ermitteln, wird die Temperatur von Temperaturfühlern an den Reifenaußenflächen abgefühlt. Am Beginn eines jeden Zeitabschnittes aus einer Reihe vorbeslimnuer und in gleichen Abständen folgender Zeitabschnitte werden die Temperaturwerte der Außenflächen gemessen. Die Dauer der Zeitabschnitte hängt von der Gummiwanddicke zwischen den Flächen und auch von der Wärmeleitfähigkeit, dem spezifischen Gewicht und der spezifischen Wärme des Gummis ab.

Zur Ermittlung der Temperatur der Bezugsstelle wird jede Gruppe von gemessenen Temperaturwenen einem Rechner zugeführt, der die Temperatur der Bezugsstelle für das Ende des Zeitabschnittes vorausberechnet und je nach Zweckmäßigkeit die Umgebungs- oder Vorheiztemperatur berücksichtigt. Eine durch Rechnung gewonnene Temperatur der Bezugsstelle entspricht somit je einer Gruppe der gemessenen Außenflächentemperaturen. Der Rechner vergleicht die errechnete Temperatur mit einer festgelegten Bezugsvulkanisationstemperatur; die Vulkanisierdauer wird zur Bestimmung des Vulkanisationsgrades ebenfalls berücksichtigt. Der Vulkanisationsgrad wird in einer Gesamtzahl von Vulkanisiereinheiten ausgedrückt. Mit seiner Berechnung wird erst begonnen, wenn eine festgelegte Mindesttemperatur, von 115° C an der Bezugsstelle erreicht ist. Wenn die für den angemessenen Vulkanisationsgrad errechnete Gesamtzahl von Vulkanisiereinheiten erreicht ist, wird die Vulkanisation beendet.

Für verschiedene Reifentypen werden unterschiedliche Vulkanisationsabläufe angewendet, je nachdem, ob sie z. B. Polyamid-, Kunstseide- oder Stahldrähte in der Laufstreifenverstärkungseinlage oder in der Karkasse haben.

Beim Vulkanisieren eines Reifens, dessen Karkasse beispielsweise aus gummierten Kunstseidecordfäden aufgebaut ist, wird das öffnen der Vulkanisierpresse eingeleitet, wenn der Vergleich der berechneten Temperatur mit der Bezugsvulkanisationstemperatur und der verflossenen Vulkanisierzeit anzeigt, daß ein Vulkanisationsgrad erreicht ist, bei dem der Reifen beim Wegnehmen des Druckes in der Presse nicht mehr porös wird. Dieser angemessene Vulkanisationsgrad ist ausgedrückt in einer bestimmten Anzahl von Vulkani- siereinheiten, die in einem Programm vorgesehen sind, mit dem der Rechner vor Anlaufen des Vulkanisationszyklu:» programmiert wird.

Wird jedoch ein Reifen mit einer aus gummierten Polyamidcordfäden aufgebauten Karkasse vulkanisiert, muß der Reifen gekühlt werden, ehe der Druck in der Presse aufgehoben wird, um Verformungen oder ein Wachsen des Reifens zu verhindern, solange das Polyamid noch heiß und plastisch ist. In diesem Falle wird die berechnete Temperatur für die (normalerweise nicht in der Karkasse liegende) Bezugsstelle wieder mit der Bezugsvulkanisationstemperatur verglichen und die verflossene Vulkanisierzeit berücksichtigt, bis der Rechner anzeigt, daß ein befriedigender Vulkanisationsgrad an der Bezugsstelle erreicht ist. Am Ende des Vulkanisiervorganges wird zum Abkühlen des Reifens ein Kühlmittel in die Presse eingeleitet, und die Temperatur eines gewünschten Punktes (in der Karkasse) wird aus den Außenflächentemperaturen berechnet. Wenn diese berechnete Karkasstemperauir auf den gewünschten Wert gefallen ist. wird das Öffnen der Presse eingeleitet. Wiederum ist ein ausreichender Vulkanisationsgrad, ausgedrückt in ein^r bestimmten Anzah¹ vci Vulkanisiereinheilen programmiert und 111 den Rechner eingegeben; zusätzlich ist die erwünschte, der Abkühlung entsprechende Temperatur der Karkasse eingegeben.

Wenn jedoch beim Vulkanisieren von Karkassen aus gummiertem Polyamid eine Nachbehandlung erfolgt, bei der der Reifen unter Innendruck außerhalb der Form abgekühlt wird, braucht kein Kühlmittel in die Presse eingeleitet z-u werden, weil der heiße Reifen zum Abkühlen auf Umgebungstemperatur aus der Form genommen, schnell auf eine An Felge geset/i und aufgebläht wird.

Bei diesem Verfahren, bei dem die Presse ohne Nachteil für den Reifen geöffnet werden darf, wird der angemessene Vulkanisationsgrad in derselben Weise bestimmt wie bei Karkassen mit gummierten Kunstseidecordfäden.

Wenn ein Reifen mit einer aus gummierten Slahldrähten gebildeten Karkasse vulkanisiert wird, ist es üblich, den Reifen in der Presse zu kühlen. In diesem Falle wird die Temperatur an einer Stelle im Reifen bestimmt, die unter dem Gesichtspunkt der befriedigenden Haftung des Gummis am Stahldraht ausgewählt wird. Die beim Vulkanisieren verstrichene Zeit wird berücksichtigt und das Kühlmittel wird wie im Falle der Polyamidkarkasse eingeleitet, sobald der zufriedenstellende Vulkanisationsgrad erreicht ist. Dann wird jedoch die Temperatur für dieselbe Stelle im Reifen aus den Außenflächentemperaturen berechnet, bis die Temperatur auf einen Wert gefallen ist. der das Öffnen der Presse zuläßt.

Mittels eines Rechners kann die Temperatur an beliebigen Stellen im Reifen zwischen zwei oder mehr als zwei Außenflächen berechnet werden. Wenn es sich auch als zweckmäßig erwiesen hat. als radial innere Fläche die Innengummierung des Reifens in seinem Schulterbereich zu wählen, so kann man doch auch dazu die innere oder äußere Fläche eines beim Vulkanisieren verwendeten Heizschlauches oder -balges im Schulterbereich des Reifens verwenden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vulkanisieren eines Gummigegenstcndes bzw. zum Vernetzen eines Kunststoffge- genstandes, bei dem ein vulkanisierbarer bzw. vernetzbarer Rohling erhitzt wird, die Temperatur des Rohlings an einer im Inneren des Rohlings gelegenen Temperaturbezugsstelle, an der ein bestimmter Vulkanisation- bzw. Vernetzungsgrad gewünscht wird, ermittelt wird, die dieser Temperaturbezugsstelle zugeführte Wärmemenge gezählt und über die Heizzeit summiert wird und das Erhitzen in Abhängigkeit von dem Vergleich der summierten Wärmemenge mit einer vorgegebenen, der Temperaturbezugsstelle zuzuführenden Soll-Wärmemenge beendet wird, dadurch gekenn zeichnet, daß da:, Ermittein der Temperatur an der Temperaturbezugsstelle durch Messen der Temperatur an wenigstens zwei beidseits der Temperaturbezugsstelle gelegenen Außenflächen des Rohlings in Zeitintervallen und durch Errechnen der sich aus diesen Meßwerten ergebenden Temperatur an der Temperaturbezugsstelle erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Summieren der zugeführten Wärmemenge erst begonnen wird, nachdem die errechnete Temperatur an der Temperaturbezugsstelle einen vorgegebenen Mindesiwert erreicht hat.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Summieren bei einem Kautschukrohling erst nach Erreichen von 115° C an der Tempera lurbezugsstelle erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Messen der Temperatur an einem Luftreifenrohling im Bereich einer der Schultern des Rohlings an der Lauffläche und an der Innenfläche der Karkasse erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Messen der Temperatur an einem Luftreifenrohling im Bereich einer der Schultern des Rohlings an der Lauffläche und an der diesem Bereich benachbarten Oberfläche eines im Inneren des Rohlings angeordneten Heizbalges erfolgt.

6. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit Vorrichtungen zum Erhitzen des Rohlings, mindestens einem an dem Rohling ansetzbaren Temperaturfühler, dem eine Rechenanlage zur Errechnung und Summierung der dem Rohling zugeführten Wärmemenge an einer Temperaturbezugsstelle zugeordnet ist, und mit einer Einrichtung zur Steuerung der Vorrichtung zum Erhitzen des Rohlings in Abhängigkeit von dem Vergleich der summierten zugeführten Wärmemenge mit einer entsprechenden vorgegebenen Soll-Wärmemenge, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenanlage mindestens zwei an Außenflächen des Rohlings ansetzbare Temperaturfühler zugeordnet sind und die Rechenanlagc zusätzlich zur Errechnung der Temperatur an einer zwischen den Temperaturfühlern gelegenen Temperaturbezugsstcllc programmierbar ist.