DE1729623C3

DE1729623C3 - Method and device for vulcanizing a rubber object or for crosslinking a plastic object

Info

Publication number: DE1729623C3
Application number: DE19671729623
Authority: DE
Inventors: Edward Paul Birmingham Gould Eric Gordin Sutton Coldfield Warwick Davis (Großbritannien)
Original assignee: Dunlop Holdings Ltd
Current assignee: Dunlop Holdings Ltd
Priority date: 1967-06-07
Filing date: 1967-06-07
Publication date: 1977-07-07

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vulkanisieren eines Gummigegenstandes bzw. zum Vernetzen eines Kunststoffgegenstandes, bei dem ein vulkanisierbarer bzw. vernetzbarer Rohling erhitzt wird, die Temperatur des Rohlings an einer im Inneren des Rohlings gelegenen Temperaturbe/ugsslelle, an der ein S bestimmter Vulkanisations- bzw. Vcrnet/.ungsgrad gewünscht wird, ermittelt wird, die dieser Temperatur· bezugssteile zugel'ührte Wärmemenge gezählt und über die I leizzeit summiert wird und das Erhitzen in Abhängigkeit von dem Vergleich der summierten ίο Wärmemenge mit einer vorgegebenen, der Temperaturbezugsstclle zuzuführenden Soll-Wärmemenge 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 zugcführlen Wärmemenge an einer Temperaturbczugsstelle zugeordnet ist, und mit einer Einrichtung zur Steuerung der Vorrichtung zum Erhitzen des Rohlings in Abhängigkeit von dem Vergleich der summierten /ugeführten Wärmemenge mit einer entsprechenden vorgegebenen Soll-Wärmemenge. The invention relates to a method for vulcanizing a rubber article or for crosslinking a plastic object in which a vulcanizable or crosslinkable blank is heated, the Temperature of the blank at a temperature control point located inside the blank at which a S a certain degree of vulcanization or curing is required, is determined that this temperature The amount of heat supplied to the parts of the purchase is counted and added up over the idle time and the heating in Depending on the comparison of the total ίο amount of heat with a given, the temperature reference point The target amount of heat to be supplied is ended. The invention also relates to a device for Implementation of this method with devices for heating the blank, at least one on the Blank applicable temperature sensor, which is a computer system for calculating and totaling the is assigned to the blank Zugcführlen amount of heat at a temperature reference point, and with a Device for controlling the device for heating the blank as a function of the Comparison of the totalized / supplied amount of heat with a corresponding predetermined target amount of heat.

In einem bekannten Verfahren (DT-AS 12 24 b7b 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.In a known process (DT-AS 12 24 b7b and DT-PS 1164 650) following the aforementioned procedure corresponds to, the temperature inside the blank is measured by means of an in the material of the blank is determined. Temperature fluctuations are also taken into account, by which the course of vulcanization is strongly influenced, only in a relatively coarse manner Temperature steps and is therefore imprecise.

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 Gaining dadurch gelöst, daß das Ermitteln der Temperatur an der Temperaturbczugsstelle durch Messen der Temperatur am wenigstens zwei beidseils der Temperaturbezugsstelle gelegenen Außenflächen des Rohlings in Zeitintervallen und durch Errechnen der sich aus diesen Meßwerten ergebenden Temperatur an der Tempcraturbezugssielle erfolgt. Vorzugsweise wird mit dem Summieren der zugeführten Wärmemenge erst begonnen, nachdem die errechnete Temperatur an der Temperaturbezugsstelle einen vorgegebenen Mindestwert erreicht hat. Dieser Mindestwert ist bei Anwendung des Verfahrens auf einen Kautschukrohling vorteilhafterweise 115" C.The aim of the invention is to avoid the aforementioned disadvantages when vulcanizing or crosslinking a Subject. [This object is achieved according to the invention in a method of the type described at the outset Gaining is achieved by determining the temperature at the temperature reference point Measuring the temperature on at least two outer surfaces on both ropes of the temperature reference point of the blank in time intervals and by calculating the temperature resulting from these measured values the temperature reference factor takes place. Preferably, only when the amount of heat supplied is added up started after the calculated temperature at the temperature reference point has reached a predetermined minimum value has reached. This minimum value is when the method is applied to a rubber blank advantageously 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.If the method is used to vulcanize a green tire, the measurement is the Temperature in the area of one of the shoulders of the blank on the running surface and on the inner surface of the Carcass to be recommended. The measurement can also be carried out with advantage in the area of one of the shoulders of the blank on the Running surface and on the surface adjacent to this area, one arranged in the interior of the blank Heating bellows take place.

Das Gerät der eingangs beschriebenen Gattung zeichnet sich zur Durchführung des Verfahrens erfindungsgemäß dadurch aus, daß der Rcchenanlage mindestens zwei an Außenflächen des Rohlings ansetzbare Temperaturfühler zugeordnet sind und die Rechenanlage zusätzlich zur Errechnung der Temperatür an einer zwischen den Temperaturfühlern gelegenen Temperaturbezugsstelle programmierbar ist.The device of the type described at the beginning is characterized by the implementation of the method according to the invention characterized in that the back system has at least two on the outer surfaces of the blank attachable temperature sensors are assigned and the computer system in addition to calculating the temperature is programmable at a temperature reference point located between the temperature sensors.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of examples.

Während des Form- und Vulkanisiervorganges bei tier Herstellung von Gummiluflrcifen werden dampfbeheizte Vulkanisicrfornien verwendet; der Vulkanisalionsgrad jedes Reifens wird durch einen Rechner bestimmt, der für die Anzahl von Viilkani.siereinheiien 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 ist, wenn eine befriedigende Vulkanisation im Be/ugspunkl erreicht ist.During the molding and vulcanizing process at For the manufacture of rubber tires, steam-heated vulcanization molds are used; the degree of vulcanization each tire is determined by a computer that counts for the number of Viilkani.siereinheiien programmed for adequate vulcanization at the reference point in the tire are required to remove the tire from the mold. This point becomes like this is selected that the entire tire is also adequately vulcanized after it has cooled, if one Satisfactory vulcanization is achieved in the inflection point.

Dieser Bezugspunkt kann /wischen der Karkasse und dem Laufstreifen oder /wischen dem Laufsirc^:!on und den Laufstreifenverstürkungse'mlagen im Sehiilterbereich des Reifens liegen, das heißt, an cinei Stelle, wo normalerweise eine minimale Vulkanisation erwartet wird. FJn solcher Punkt liegt zwischen zwei Außenflächen des Reifens, die von der Oberfläche der Inncngumierung und der Laiifsircifenoberfüicbe gebildet werden, wobei die eine Fläche zweckmälJigerweise im Schulterbereich liegt, lim die Tempe-aiur im Bezugspunkt während des Form- und Vulkanisicrvorganges zu ermitteln, wird die Temperatur von Temperaturfühlern an den Reifenaultenfläclien abgefiihlt. Am Beginn eines jeden Zeitabschnittes aus einer Reihe vorbestimmter und in gleichen Abständen folgender Zeitabschnitte werden die Temperalurwerie der Außenflächen gemessen. Die Dauer der Zeitabschnitte hängt von der Gummiwanddicke /wischen den Flächen und auch von der Wärmeleitfähigkeit, dem spezifischen Gewicht und ύ<:( spezifischen Wärme des Gummis ab.This reference point can / wipe the carcass and the tread and / or wipe the ^Laufsirc: on and Laufstreifenverstürkungse'mlagen in Sehiilterbereich of the tire are, that is, to cinei place where normally a minimum vulcanization is expected. At such a point lies between two outer surfaces of the tire, which are formed by the surface of the inner lining and the surface of the tire, the surface of which is expediently in the shoulder area, so that the temperature can be determined at the reference point during the molding and vulcanization process sensed by temperature sensors on the tire outer surfaces. At the beginning of each time segment from a series of predetermined time segments that follow at equal intervals, the temperature of the outer surfaces is measured. The duration of the time periods depends on the rubber wall thickness / wipe the surfaces and also on the thermal conductivity, the specific weight and ύ <:( specific heat of the rubber.

Zur Frmiulung der Temperatur der Bezugsstelle wird jede Gruppe von gemessenen Temperaturwerten einem Rechner zugeführt, der die Temperatur der Be/ugsstelle für das Ende des Zeitabschnittes vorausberechnet und je nach Zweckmäßigkeit die Umgebungs- oder Vorheiztemperatur berücksichtigt. Eine durch Rechnung gewonnene Temperatur der Be/ugsstelle entspricht somit je einer Gruppe der gemessenen Außenflächeutemperaturen. Der Rechner vergleicht die errechnete Temperatur mit einer festgelegten Be/ugsvulkanisationstemperatur; die Vulkanisierdauer wird zur Bestinimung des Vulkanisalionsgrades ebenfalls berücksichtigt. Der Vulkanisationsgrad wird in einer Gesamtzahl von Vulkanisiereinheilen ausgedrückt. Mit seiner Berechnung wird erst begonnen, wenn eine festgelegte Mindesttemperatur, von 115" C an der Be/ugsstelle erreicht ist. Wenn die für den angemessenen Vulkanisationsgrad errechnete Gesamtzahl von Vulkanisiereinheiten erreicht ist, wird die Vulkanisation beendet.To define the temperature of the reference point, each group of measured temperature values becomes one Computer supplied, which calculates the temperature of the control point for the end of the period in advance and each the ambient or preheating temperature is taken into account as appropriate. One won by calculation The temperature of the infiltration point therefore corresponds to a group of the measured external surface temperatures. The computer compares the calculated temperature with a fixed vulcanization temperature; the vulcanization time is also taken into account to determine the degree of vulcanization. The degree of vulcanization is expressed in a total number of vulcanization units. With his calculation is only started when a specified minimum temperature of 115 "C at the control point is reached. If the total number of vulcanization units calculated for the appropriate degree of vulcanization is reached, the vulcanization is ended.

Für verschiedene Reifentypen werden unterschiedliche Vulkanisationsabläufc angewendet, je nachdem, ob sie z. B. Polyamid-. Kunstseide- oder Stahldrähte in der Laufstreifenverstärkungseinlage oder in der Karkasse haben.Different vulcanization processes are used for different types of tires, depending on whether she z. B. polyamide. Rayon or steel wires in the tread reinforcement or in the carcass to have.

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 Vulkanisiereinhciten, die in einem Programm vorgesehen sind, mit dem der Rechner vor Anlaufen des Vulkanisalions-Zyklus programmiert wird.When vulcanizing a tire whose carcass is made of rubberized rayon cord, for example is set up, the opening of the vulcanizing press is initiated when the comparison of the calculated Temperature with the reference vulcanization temperature and the elapsed vulcanization time indicates that a The degree of vulcanization has been reached at which the tire ceases to operate when the pressure in the press is removed becomes porous. This appropriate degree of vulcanization is expressed in a certain number of vulcanization units that are provided in a program, with the computer before starting the vulcanization cycle programmed.

Wird jedoch ein Reifen mit einer aus gummierten Poiyamidcordfäden 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 Vulkanisieren berücksichtigt, bis der Rechner anzeigt, daß ein befriedigender Vulkanisationsgrad an der Be/ugsstelle erreicht ist. Am Ende des Vulkanisiervorgange«, wird zum Abkühlen des Reifens ein Kühlmittel in die Presse eingeleitet, und die Temperatur eines gewünschten Punktes (in der Karkasse) wird aus ύνη AuUcnl'lüchentempcraturen berechnet. Wenn diese berechnete Karkasstemperatur auf den gewünschten Weil gefallen ist, wird das Öffnen der Presse eingeleitet. Wiederum ist ein ausreichender Vulkanisutionsgrad, ausgedrückt in einer bestimmten Anzahl von Vulkaiiisic; einheilen programmiert und in den Rechner eingegeben; zusätzlich ist die erwünschte, der Abkühlung entsprechende Temperatur der Karkasse eingegeben.However, when a tire is vulcanized with a carcass made up of rubberized polyamide cords, the tire must be cooled before the pressure in the press is released in order to prevent deformation or growth of the tire while the polyamide is still hot and plastic. In this case, the calculated temperature for the reference point (which is normally not in the carcass) is compared with the reference vulcanization temperature and the vulcanization that has taken place is taken into account until the computer indicates that a satisfactory degree of vulcanization has been reached at the joint. At the end of the vulcanization process, a coolant is introduced into the press to cool the tire, and the temperature of a desired point (in the carcass) is calculated from outside temperatures. When this calculated carcass temperature has fallen to the desired point, the opening of the press is initiated. Again, a sufficient degree of vulcanization, expressed in terms of a certain number of Vulkaiiisic; healing programmed and entered into the computer; In addition, the desired carcass temperature corresponding to the cooling is entered.

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 zu werden, weil der heiße Reiten /um Abkühlen auf Umgebungstemperatur aus der Form genommen, schnell auf eine Art Felge gesetzt und aufgebläht wird.If, however, an aftertreatment is used when vulcanizing carcasses made of rubberized polyamide, in which the tire is cooled under internal pressure outside the mold, no coolant is required in the Press to be initiated because of the hot riding / around Cooling to ambient temperature, taken out of the mold, quickly placed on a kind of rim and becomes bloated.

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 Kunstseideeordfiiden. In this process, in which the press can be opened without any disadvantage for the tire, the The appropriate degree of vulcanization is determined in the same way as for carcasses with rubberized rayon corrugated foils.

Wenn ein Reifen mit einei aus gummierten Stahldrähten gebi'deten 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 Außenfläehentemperaturen berechnet, bis die Temperatur auf einen Wert gefallen ist, der das öffnen der Presse zuläßt.When a tire is vulcanized with a carcass formed from rubberized steel wires it is common practice to cool the tire in the press. In this case the temperature is at one point in the tire determined, which is selected from the point of view of satisfactory adhesion of the rubber to the steel wire will. The time elapsed in vulcanizing is taken into account and the coolant becomes as in the case of Polyamide carcass initiated as soon as the satisfactory degree of vulcanization has been reached. Then however will the temperature for the same place in the tire is calculated from the outer surface temperatures until the temperature has fallen to a value that allows the press to be opened.

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.Using a computer, the temperature can be set anywhere in the tire between two or more can be calculated as two outer surfaces. Even if it has proven to be useful, as radially inner Area to choose the inner rubber coating of the tire in its shoulder area, you can also do so the inner or outer surface of a heating hose or bellows used during vulcanization in the shoulder area of the tire.

Claims

Pa 1e η Ia ns check c:

1. Procedure for vulcanizing a rubber object b / .w. for crosslinking a plastic object in which a vulcanizable resp. crosslinkable blank is heated, the temperature of the blank at one inside the blank temperature reference points at which a certain degree of vulcanization or crosslinking is desired, is determined, the amount of heat supplied to this temperature reference point is counted and is summed over the heating time and the heating as a function of the comparison of the Summed up amount of heat with a given setpoint amount of heat to be supplied to the temperature reference chamber is ended, characterized in that the determination of the temperature the temperature reference point by measuring the temperature on at least two sides of the Temperature reference point located outer surfaces of the blank in time intervals and by calculation the temperature resulting from these measured values takes place at the temperature reference point.

2. The method according to claim I, characterized in that that the totaling of the amount of heat supplied is only started after the The calculated temperature at the temperature reference point has reached a predetermined minimum.

J. The method according to claim 2, characterized in that the summing in the case of a rubber blank only takes place after reaching 115 "C at the temperature reference point

4. The method according to any one of claims I to 3, characterized in that the measuring of the Temperature on a blank air tube in the area one of the shoulders of the blank takes place on the tread and on the inner surface of the carcass.

5. The method according to any one of claims 1 to i, characterized in that the measurement of the temperature on a pneumatic tire blank takes place in the area of one of the shoulders of the blank on the tread and on the surface of a bladder arranged inside the blank adjacent to this area.

6. Device / ur implementation of the method according to one of claims I to 5, with devices for Heating the blank, at least one temperature sensor that can be attached to the blank, the one Rake system for calculating and adding up the amount of heat supplied to the blank on one Temperalurbczugstelle is assigned, and with a device for controlling the device for heating the blank depending on the comparison of the total amount of heat supplied with a corresponding predetermined target amount of heat, characterized in that the Computing system assigned at least two temperature sensors that can be attached to the outer surfaces of the blank are and the computer system in addition to calculating the temperature at one between the Temperature reference point located temperature sensors is programmable.