DE19623447A1 - Verfahren zum Herstellen von stahlverstärkten Elastomerkörpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von stahlverstärkten Elastomerkörpern, nach einem solchen Verfahren hergestellte stahlver­ stärkte Elastomerkörper sowie die Verwendung des Herstellungsverfah­ rens.

Gummi und Stahl sind seit Jahrzehnten als nahezu ideale Werkstoffpaa­ rung zur Herstellung von Verbundkörpern bekannt und im Gebrauch.

Als kritisch für die Langzeitbeständigkeit solcher Gummi-Stahl-Verbund­ körper, allgemein Gummi-Metall-Verbundkörper, hat sich jedoch immer wieder die Korrosionsanfälligkeit der verwendeten Metalle und Metallegie­ rungen, insbesondere die Korrosionsanfälligkeit der Stähle, erwiesen. Dies gilt bei Verbundkörpern, deren zuverlässige Haltbarkeit über Jahre und Jahrzehnte hinweg auch im Bereich aggressiver Flüssigkeiten ausgelegt seien müssen, selbst für Edelstähle.

So ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 32 47 452 C1 ein Dichtring bekannt, bei dem ein Elastomerringprofil durch einen Spreizring aus Stahl in einer Rohrmuffe fixiert ist. Bei Verwendung solcher Ringe in erdverlegten Abwasserleitungen ist der Werkstoff des Spreizringes unkon­ trollierbaren Grundwassereinflüssen und Oberflächenwassereinflüssen ausgesetzt, die unvorhersehbare Korrosionsbedingungen schaffen kön­ nen. Dementsprechend muß die langfristige Zuverlässigkeit solcher Gummi-Metall-Verbundkörper mit offenliegendem Stahlring als ernst kri­ tisch angesehen werden.

Um solchen unerwünschten Korrosionen zu begegnen, ist es weiterhin seit langem bekannt, die Stahlteile solcher Gummi-Metall-Verbundkörper be­ reits beim Vulkanisieren der Elastomerkomponenten unmittelbar in den Elastomerkörper einzubetten. Hierzu wird in der Praxis das Stahlteil, bei Dichtringen also beispielsweise ein Stahlring, zunächst in das Formwerk­ zeug eingelegt, aus dem der Elastomerkörper, beispielsweise des Dichtringes für Muffenverbindungen im Abwasserbereich, hergestellt wird. Um dabei beim Einbringen der noch unvernetzten heißen flüssigen Elasto­ mermischung die Stahleinlageteile kontrolliert im Formnest fixieren zu kön­ nen, weisen die Formwerkzeuge Haltestifte und Haltestege auf, mit denen die Stahleinlegeteile im Formnest fixiert werden.

Bei solcher Art hergestellten stahlverstärkten Elastomerkörpern ist zwar der korrosionsempfindliche Stahl vom chemisch auch langfristig praktisch vollkommen inerten Elastomer umschlossen, jedoch liegen diejenigen Oberflächenabschnitte des Stahleinlageteils frei und jeglicher Korrosion ausgesetzt, an denen die Halter des Formwerkzeugs das Stahleinlageteil beim Einspritzen der Elastomermischung in den Formhohlraum gehalten hatten.

Um auch diese Korrosionsanfälligkeit von Gummi-Metall-Verbundkörpern aufzuheben, ist weiterhin aus dem landläufigen Stand der Technik seit lan­ gem bekannt, solcherart hergestellte stahlverstärkte Elastomerkörper, spe­ ziell mit einem Stahlring verstärkte Dichtringe aus Gummi, dadurch auszu­ schalten, daß in einem zweiten Formgebungstakt, bei dem der nahezu fer­ tiggestellte Elastomerkörper die Stahleinlage, auch ohne zusätzliche Fixie­ rung vom Formwerkzeug ausreichend fixiert hält, nunmehr auch die noch offenliegenden Abschnitte des Stahleinlageteils ergänzend mit dem inerten Elastomer umspritzt werden.

Auf diese Weise lassen sich zwar seit langem beispielsweise über viele Jahrzehnte hinaus absolut korrosionsbeständige und zuverlässige Dichtringe mit Stahlringeinlage herstellen, jedoch sind die so hergestellten Dichtringe wegen der erforderlichen langen Herstellungstaktzeit, der auf­ wendigen Werkzeugkinematik und einer damit einhergehenden Beschrän­ kung der Anzahl der in einem Werkzeug unterzubringenden Nester so teuer in der Gesamtherstellung, daß Dichtringe dieser Art bislang keine nennenswerte praktische Anwendung im Kanalbau gefunden haben.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von stahlverstärkten Elastomer­ körpern zu schaffen, mit dem stahlverstärkte Elastomerkörper selbst bei Verwendung von einfachem und billigem Kohlenstoffstahl über viele Jahr­ zehnte hinweg selbst in korrosiver Umgebung zuverlässig und langfristig funktionssichernd korrosionsbeständig bleiben und dabei zu Kosten her­ stellbar sind, die solcherart hergestellte stahlverstärkte Elastomerkörper tatsächlich auch wirtschaftlich nutzbar und anwendbar werden lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen sowie einen stahlverstärkten Ela­ stomerkörper, der nach diesem Verfahren hergestellt ist und zusätzlich die Merkmale der Ansprüche 2 bis 5 aufweist.

Durch die Verwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung lassen sich Dichtringe für Rohrsteckverbindungen für die Abwassertechnik, insbeson­ dere für erdverlegte Kanalleitungen, herstellen, die nicht nur von der Praxis als "bezahlbar" angenommen werden, sondern gleichzeitig auch in aggres­ siver Umgebung eine jahrzehntelange Korrosionsbeständigkeit gewährlei­ sten.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur, nämlich die

Fig. 1 im sogenannten Schnurquerschnitt ein Ausführungsbeispiel zur Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

In der Fig. 1 ist im Schnurquerschnitt ein Stahlring 1 gezeigt, auf dem ein Abstandhalter 2 aufgeclipst ist. Der Stahlring 1 besteht aus einem einfa­ chen Kohlenstoffstahl, während der Abstandhalter 2 aus Polypropylen her­ gestellt ist.

Der Abstandhalter 2 hat im wesentlichen die Gestalt und Funktion einer fe­ derelastischen Klammer mit einem U-Profil, das profilkomplementär zum Stahlring 1 profiliert und dimensioniert und mit profilhintergreifenden Rast­ nasen 3, 3′ versehen ist. Drei oder mehr solcher klammerartigen Abstand­ halter sind in gleichen Winkelabständen voneinander auf den Stahlring 1, gegebenenfalls unter Verwendung eines Haftklebers, aufgedrückt.

Der so ausgerüstete Stahlring 1 kann dann unmittelbar und ohne weitere Hilfsmaßnahmen in ein Formnest eingelegt werden, dessen Innenkontur 4 und dessen Trennebene 5 in der Fig. 1 durch unterbrochen dargestellte Linien angedeutet sind.

Nach dem Füllen des Formnestes mit der Elastomermischung und dem Vernetzen kann unmittelbar ein stahlverstärkter Elastomerdichtring ent­ formt werden, bei dem der einvulkanisierte Stahlring 1 vollständig von dem korrosionsbeständigen Elastomer umschlossen ist und nur im Bereich der Abstandhalterklammern der punktförmige Bereich 6 des hier kegelförmigen Abstandselementes 7 des Abstandhalters 2 in der äußeren Elastomer­ oberfläche frei liegt, die während des Ausformens des Elastomerringes an der Innenwand 4 des Formnestes angelegen hat. Dieser freiliegende Flä­ chenbereich besteht jedoch nicht aus Stahl, sondern aus einem ebenfalls korrosionsbeständigen Kunststoff, hier Polypropylen, der beim Vernetzen des Elastomers mit diesem einen der Korrosion entgegenwirkenden mi­ grationsfesten Stoffverbund bildet.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen von stahlverstärkten Elastomerkörpern mit mindestens einer vom Elastomer umschlossenen einvulkanisierten Stahleinlage, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahleinlageteil zum Positionieren und Fixieren in einem Formnest mit mindestens einem Abstandhalter aus einem inerten, insbesondere korrosionsbeständigen Werkstoff verbunden, dann in das Formnest eingelegt, und anschließend, nach dem Schließen des Formwerkzeugs, die zu vernetzende Elastomermischung in einem einzigen Füllvorgang in das Formnest eingebracht wird.

2. Stahlverstärkter Elastomerkörper, hergestellt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Abstandhalter (2) aus Kunststoff, der am Stahleinlageteil (1) durch Aufstecken, Anklemmen, Anclipsen, Anschweißen oder Ankleben befestigt sind.

3. Stahlverstärkter Elastomerkörper nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Abstandhalter (2), dessen Abstandselemente (7) mit nur punktförmiger oder linienförmiger Abstützfläche (6) in der Oberfläche des Elastomerkörpers freiliegen.

4. Stahlverstärkter Elastomerkörper nach einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Elastomerkörper mit einer ringformigen Stahleinlage.

5. Stahlverstärkter Elastomerkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen Abstandhalter (2) aus einem Kunststoff, der durch Stoffschluß mit dem Elastomer verbunden ist.

6. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Dichtringen mit einem einvulkanisierten Stahlring für die Kanaltechnik.