DE2005493A1

DE2005493A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Vulkanisierzustandes vulkanisierbarer Artikel

Info

Publication number: DE2005493A1
Application number: DE19702005493
Authority: DE
Inventors: Eric Gordin Sutton Coldfield Warwickshire; Davis Edward Paul Yardley Birmingham; Gould (Großbritannien). M B29J 5-04
Original assignee: Dunlop Co Ltd
Current assignee: Dunlop Co Ltd
Priority date: 1969-02-06
Filing date: 1970-02-06
Publication date: 1970-11-26
Also published as: JPS5829230B1; SE386619B; DE7004182U; DE2005493B2; MY7400150A; IE33707B1; US3718721A; FR2033979A5; IE33707L; GB1293941A

Description

DR. MOLLER-BORe · DR. MANITZ ■ DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD . DIPL-INQ. GRÄMKOW

8 MÜNCHEN 22, ROBERT-KOCH-βΤΒ. I

TELEFON 226110

München, den 6. 2. 1970 Gs/Hu - D 1106

The Dunlop Company Limited, Ryder Street, St. James's, London, S.W. 1, England

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Vulkanisierzustandes vulkanisierbarer Artikel

Die Erfindung betrifft das Vulkanisieren vulkanisierbarer Artikel und insbesondere das Steuern des Vulkanisierzustandes von Kautschukartikeln·

Bei der Herstellung von Kautschukartikeln, bei denen der Artikel aus einer vulkanisierbaren Kautschukmischung hergestellt ist oder eine vulkanisierbare Kautschukmischung enthält, ist es notwendig, die Mischung durch Erhitzen zu vulkanisieren, um eine Vulkanisation zu bewirken« Ein optimaler Vulkanisationszustand für eine gegebene Kautschukmischung j st erreichbar, wobei din physikalischen Eigenschaften dos vulkanifl'erton KautsohukH durch wesentliche Über- oder Untervulkanisation ungünstig beeinflußt werden·

Übervulkanisation oder Uiitervulkanisation wird während einer Vulkanisation einer vorbestimmten Dauer manchmal aufgrund von

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Veränderungen in der Temperatur des für das Aufheizen der Formen benützten Dampfes, in denen Kautschukartikel vulkanisiert werden, erreicht. Die Veränderung der Formtemperatur kann ebenso vorkommen infolge der Veränderung der Umgebungstemperatur, der Veränderung der Temperatur des Heizmediums und der Wärmeübertragung von diesem auf einen zu vulkanisierenden Artikel, des Benützungsgrades, dem die Form unterworfen ist, d.h. dem Wärmebetrag, der der Form pro Zeiteinheit entzogen wird.und der Zeitdauer, während der die Form zwischen den VuI-kanisationsvorgängen offengelassen wird. Deshalb ist es erwünscht, ein Verfahren oder eine Vorrichtung zum Steuern des Vulkanisationszustandes des Artikels zur Verfügung zu haben.

Gemäß der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Steuern des Vulkanisierzustandes von wenigstens einem Teil eines vulkanisierbaren Artikels während dessen Heißvulkanisation in einer Form die Anbringung nines Temperaturfühlers an einer vorbestimmten Stelle innerhalb des Artikels, der den Vulkanisierkreislauf durch Zuführen von Wärme auf den Artikel in Gang setzt, die Überwachung der örtlichen Temperatur der Stelle als Funktion der Zeit, das Errechnen hieraus des gesamten Vulkanisierzustandes dieses Artikelteils als Funktion der Zeit und das Be-j enden der Wärmezufuhr, wenn ein vorbestimmter Vulkanisierzu- ;

ι stand erreicht worden ist.

Der Vulkanisationszustand kann durch Angabe einer Anzahl von Vulkanisationseinheiten festgelegt werden, wobei eine Vulkanisationseinheit als diejenige Vulkanisation definiert ist, die bei dem betrachteten Punkt im Artikel erreicht wird, wenn sie bei einer festgesetzten Bezugsteinperatur für eine Minute aufrecht erhalten werden kann.

Das Vulkanisierverfahren ist eine chemische Reaktion, dessen

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Grad von der Temperatur abhängt. Die Beziehung zwischen der Temperatur und dem Reactionsgrad kann experimentell bestimmt werden und es kann gezeigt werden, daß die Beziehung durch die Arx-heiiius-Gleichung in folgender Weise ausgedrückt werden kann S

t ^E

JIl = exp ( - (JL-JL

t_o τ τ

wob τ R= min verseile Gaskonstante

E = Aktivierungsenergie ο Diese wird aus der Steigung einer Kurve des log (Zeit) gegen den reziproken Wert der absoluten Temperatur bestimmt. Eine typische Zahl ist 20 kcal/mol

t ist die Zeit bis zu dem gewünschten Vulkanisationszustand bei einer konstanten Temperatur T

t ist die Zeit bis zu demselben Vulkanisationszustand bei einer konstanten Temperatur T .

Auf diese Weise kann, wenn die Zeit t zum Erreichen eines gewünschten Vullcanisationszustandes bei einer festgesetzten , Bezugstemperatur bekannt ist, die Zeit berechnet werden, um denselben VuIlanisationszustand bei anderen Temperaturen zu erreichen.

Bei praktischen Vulkanisationen ist die wirkliche Kautschuktemperatur gewöhnlich nicht konstante Jedoch kann die Vulkanisationszeit bei der Bezugstemperatur T , die gleich der wirklichen Vulkanisationszeit t ist, während der sich die Temperatur verändert hat, berechnet werden, wenn man eine Methode · der numerischen Integration anwendet. Diese besteht im Aufteilen der Zoit-Tomperatur-Kurve für die wirkliche Vulkanisation

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in kleine Zeiteinheiten dt, im Schätzen der Durchschnittstemperatur während des Zeitintervalls dt und im Übertragen dieser auf dio gleichwertige Vulkanisationszoit bei der Bezugstemperatur T . Diese kleinen Differentiale der Vulkanisation wrrden dann au ^summiert, un die äquivalente Gn samt viii l<&- r».i sa tionszeit bei der Be-zu es temperatur T₁ d.h. dem Vulkanisationszu^tand, zu ergeben.

Vulkanisationszeit bei T = ^²V"' exp. (-7: ("™ - ¹ST" ) ) dt,

1 v^ κι χ

wobei T die Mitteltemperatur während jedes Zeitintervalls ist.

Anstatt der Arrhenius-Gleichung ist es möglich, empirische Gleichungen anzuwenden,die für die beobachteten Daten geeignet sind,
z.B.

^T2 - ^T1 )

wobei C und Y Konstanten sind.

Für eine ausgewählte Bezugsteniperatur von l62 C (287 F) wird der Vulkanisationszustand bei jeder Temperatur T C ( F) nach einer verstrichenen Vulkaiiisationszeit von t Minuten als t · Ci 2 - 162⁰C] Vulkanisationseinheiten ausgedrückt, wobei C und Y Konstanten sind. Der obige Ausdruck wurde experimentell bestimmt und in einem Beispiel für Natur- oder Synthetikkautsclmk-Artikel sind, C = 2,0 und Y s lfl.

Eine dritte Aliunintivo ist die Polynom-Gleichung, die die Beziehung zwischen dom Wechsel der Eigenschaften mit der Temperatur uii<! Ze i 1 ausdrücM:.

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• f ι ■ ι

- fl f · C < C

( · * f I · ftf, t *

t * I . · f I

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Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht es auf diese Weise, den Vulkanisationszustand bei dem betrachteten Punkt jeder Zeit durch Angabe einer Gesamtanzahl von Vulkanisationseinheiten zu berechnen und die Vulkanisation zu bestimmen, wenn die gewünschte Vulkanisation erhalten wurde, die einer vorbestimmten Gesamtanzahl von Vulkanisationseinheiten entspricht. Die Vulkanisationszeit, die eine festgesetzte Anzahl von Vulkanisationseinheiten vorsieht, variiert von einem Artikel xu einer anderen Probe desselben Artikels) da die Vulkanisationstemperatur unvermeidbar variiert, muß ebenso die Vulkanisationsdauer variieren, um sicherzustellen, daß jeder Artikel einen angemessenen Anteil von Vulkanisationseinheiten erhält und damit sicherzustellen, daß der fertige gekühlte Artikel nicht wesentlich über- oder untervulkanisiert ist.

Günstigerweise beginnt man mit der Abschätzung der Beziehung der wirklichen Vulkanisationstemperatur zu der vorbestimmten Vulkanisationsbezugstemperatur nicht, bis eine vorbestimmte Mindesttemperatur des betrachteten Punktes erreicht ist, wobei eine derartige Mindesttemperatur in einem Beispiel 99°C (210⁰P) für Natur- oder SyntheUkkautachukmaterialien ist, wie sie in Luftrelfenkonstruktionen verwendet werden.

Dmr gesamte Vulkanisationasustand kann direkt durch tiberwachen der örtlichen Temperatur der Stelle als Punktion der Zeit berechnet werden« In einest Beispiel wird die örtliche Temperatur an dieser Stelle bei festgelegten Zeitintervallen und entsprechenden Differentialen der Vulkanisation überwacht, die x.B· mittels eines Digitalrechners aufsummiert wurden· In einem anderen Beispiel wird die örtliche Temperatur dieser Stelle als eine kontinuierliche Zeitfunktion überwacht, und der Wechsel im gesamten Vulkanisationszustand wird in jedem Augenblick, z.D, mittels einer Analogvorrichtung, integriert, um den aufgespeicherten Vulkanisationszustand in jedem Augon-

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blick zu ergeben·

Alternativ kann der gesamte Vulkanisationszustand indirekt durch Überwachen der lokalen Temperatur der Stelle als Funktion der Zeit berechnet werden. Die lokale Temperatur der Stelle kann entweder zu festgesetzten Zeitintervallen oder kontinuierlich als eine Funktion der Zeit überwacht werden· Die Abweichung von einer vorbestimmten idealen Temperatur-Zeit-Veränderung kann mit gleichmäßigen Intervallen bzw. kontinuierlich bestimmt werden, und eine angemessene Korrektur kann durch geeignete Einstellung der Wärmezuführung vorgesehen werden, so daß der gesamte Vulkanisationszustand bezüglich der idealen Temperatur-Zeit-Veränderung berechnet werden kann.

Der vorbestimmte Vulkanisationszustand kann niedriger als der erforderte Vulkanisationszustand in dem fertigen Artikel sein, um das zusätzliche Vulkanisieren durch die in dem Artikel verbleibende Wärme auszugleichen, nachdem die Wärmezufuhr infolge des begrenzten thermischen Diffuaionsvertnögens des Artikelmnterials beendet wurde«

Zusätzlich ist es oft vorteilhaft, den Artikel in der Form > zu belassen, nachdem die Wärmezufuhr beendet worden ist, und zwar so lange, bis ein angemessenes Abkühlen dea Artikels gewährleistet wurde, um zu ermöglichen, daß der Artikel sich unter geregelten Bedingungen abkühlt« Am Bnde dea Vulkanisationskreislaufes, d.h. nachdem der Artikel genügend abgekühlt ist, wird die Form entweder manuell oder automatisch geöffnet. Das letztere Kann durch die Betätigung einer geeigneten Vorrichtung durch den Rechner auβgeführt werden, die betätigbnr an der Form befeatigt ist, um die Form zu öffnen, wnn der Temperaturfühler eine geeignete

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Temperatur anzeigt. Vorzugsweise wird der Temperaturfühler innerhalb des Artikels an einer Stelle angebracht, die, nachdem die Wärmezufuhr beendet wurde, den niedrigsten Vulkanisationszustand hat.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Steuern des Vulkanisationszustandes wenigstens eines Artikelteils !fahrend dessen Heißvulkanisation in einer Form eine Form, ein Formaufheizmittel, einen durch die Form festgelegten Formhohlraura, einen Temperaturfühler, einen im wesentlichen gradlinigen, geeignet in der Formwand angeordneten Kanal, der das Äußere der Form mit dem Formhohlraum verbindet und dafür bestimmt ist, den Temperaturfühler hindurchführen zu können, mit dem Temperaturfühler verbundene Überwachungselemente, die deren Signale als Funktion der Zeit überwachen, mit dem Überwachungselement verbundene Rochenmittel zum Berechnen des gesamten Vulkanisationszustandes des Artikelteiles und Mittel zum Abschalten des Formheizmittels, wenn ein vorbestimmter Vulkanisationszustand erreicht wurde.

Der Temperaturfühler kann mit einer Verstürkungshülle versehen werden, um diesen die notwendige Festigkeit zu geben.

Die Hülle kann aus einem Metall oder einer Legierung mit einem geeigneten Modul bestehen, wobei geeignete Ergebnisse mit rostfreien Stahl erreicht wurden.

Vorzugsweise besteht der Temperaturfühler aus einem Thermopanr, obgleich andere Temperaturfühler, z.B. ein Widerstandsthermometer für die Anwendung geeignet sein können.

Ebenso werden vorzugsweise dia TlKjrmopaaJ'anschlußleiter über die Länge do.-. Tempern tui'fühlor;; isoliert, wobei auX' diese Weise die durch Leitung übertrnt'.eno Wärm« von nicht beobachteten Bereichen «low Ar Ij hüls ouar dar Form durch die An-

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schlußleiter zu der Lötstelle des Thermopaares begrenzt ist) und wobei gefunden wurde, daß Mineralisolationen diesbezüglich besonders geeignet sind, z.B. Magnesiumoxid.

Temperaturfühler Iröuiien an uehrcro» verscuiec'juo. i> c<i'.'. '..-iu in einem einzigen Artikel angebracht werden und die Signale von allen können einem Rechner zugeführt werden, der nur die Temperaturwerte auswählt, die anzeigen, daß dieser Punkt den niedrigsten Vulkanisationszustand zu der Zeit hat, wenn die Wärmezufuhr beendet ist.

Ein Alarmsystem kann vorgesehen werden, das betriebsbereit ist, wenn einige oder alle der Faktoren, die zu einer einwandfreien Vulkanisation des Reifens beitragen, wesentlich von einem vorbestimmten Bereich der Werte abweichen.

Die Erfindung schließt ebenfalls einen Artikel ein, der durch ein Verfahren oder in einerVorrichtung gemäß der Erfindung vulkanisiert wurde, z.B. ein Luftreifen·

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben.

Ein Luftreifen 1 für ein Kfz. soll geformt und vulkanisiert werden. Der fertige Reifen hat die Größe 5»20 - 13 und ist mit einer Kreuz-Ply-Kai^kasse 2 versehen, die k Plylagen und die Lauffläche 3 aufweist. Ein unfertiger Flachbandreifen wird auf einer zerlegbaren, zylindrischen Reifenaufbauform hergestellt und dann in die Form k übertragen· Die Form k ist ein dampfbeheizter Typ. Ein gradliniger Kanal 5 ist in der Formwand in einer Lage vorgesehen, die dem unteren Schulterbereich dos zu formenden Reifens 1 entspricht, wobei der Kanal daμ Äußere der Form mit dem Formhohlraum verbindet,

der durch die Form festgelegt ist.

Der Kanal 5 nimmt einen Temperaturfühler 6 auf, der fest an einem Formsegment 7 in. einem derartigen Winkel angebracht ist, daß die Form- und Herausnahmekräfte auf ein Mindestmaß reduziert sind· Der Temperaturfühler 6 weist ein Thermopaar 8 auf, das mit einem rostfreien Stahlrohr 9 von 1 mm Durchmesser mit (nicht gezeigter) Mineralisolierung umhüllt ist, um die Thermopaardrähte elektrisch und thermisch von der Hülle zu isolieren, wobei das Thermopaar über den größten Teil seiner Länge mittels eines Stahlrohres 10 von 1,5 nun Durchmesser verstärkt wird, um die notwendige Festigkeit zu geben· Der Temperaturfühler hat eine kleine Lötstelle H₁ die an dessen Ende angebracht ist« Die verwendete Mineralisolation ist Magnesiumoxid·

Bin Thermopaar 12 ist in der Zeichnung mit gestrichelten Linien gezeigt, um eine mögliche alternative Lage für das Thermopaar zu veranschaulichen·

Die über die Lötstelle des Thermopaares erzeugte EMK wird der Singangsseite eines geeignet programmierten Analogrechners zugeführt, so daß die durch das Thermopaar aufgezeichnete Temperatur als eine kontinuierliche Funktion der Zeit überwacht werden kann· Der Rechner ist betriebsbereit mit der Wärmezufuhr verbunden und steuert den Formöffnungsmechanismus,

Beim Gebrauch wird die Form, nachdem der unfertige Flachbandreifen innerhalb der Vorm in d;Le richtige Lage gebracht wurde und nachdem nan «ie mit einer dampfbeheizten Blende (diaphragma) versehen hat, geschlossen, während der Reifen in die ringförmig« Anordnung des fertigen Reifens geformt wird. Der Formhohlraum ist in dem Bereich, der die Lauffluche

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des Reifens formt, mit einer formgebenden Matritze versehen, die Messer (blades) enthält, welche geeignet angeordnet sind, um das erwünschte Laufflächenmuster auf der Reifenlauffläche zu formen·

Der Temperaturfühler wird nach dem Formen innerhalb des unteren Schulterbereichs des nicht vulkanisiert geformten Reifen» eingelassen, wie es in der Zeichnung dargestellt ist«

Der .untere Schulterbereich eines Kreuz-Ply-Reifens wird als ein geeigneter Bereich für die Temperatur-Zeit-Bestimmung angesehen, da es der Bereich des Reifens ist, der den niedrigsten Vulkanisationszustand zu der Zeit des Entfernens aus der Form hat. Es sollte jedoch beachtet werden, daß dies nicht immer für Radialplyreifen gilt, wo angenommen wird, daß der Wulstbereich dieses Reifentyps der geeigneter· Bereich für die Beobachtung des Reifens in Übereinstimmung mit der Erfindung ist.

Die örtliche Temperatur des Schulterbereichs des Reifens wird als eine kontinuierliche Funktion der Zeit überwacht, wobei der Wechsel in dem gesamten Vulkanisationszustand kontinuierlich durch einen Analogrechner integriert wird· Venn «in vor·' bestimmter Gesamtwechsel im Vulkanisationszustand erreicht w: rd, betätigt der Rechner eine Ventilvorrichtung, die die Dampfzu· fuhr ab steuert, daß sie beendet wird· In einen derartigen Augenblick betätigt der Rechner eine Formöffnungsvorrichtung und der fertige Reifen wird entfernt.

Die Porm wixid mit einem anderen unfertigen Plachbandreifen beschickt unjd dann geschlossen, und der Rechner gewährleiate wieder das Steuern des Vulkanisationskreislaufes·

Bei einer Abwandlung der vorausgehenden AuafUhrungaforn wird

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dio Erfindung auf die Verwendung einer Form des Zwillingstyps angewandt·

Zwei unfertige Flachbandreifen werden in die zwei Teile der Foi~m gegeben. Die Foi~m wird verschlossen, die Reifen werden geformt, wobei jeder Reifen mit einem Temperaturfühler, wie in der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben, versehen ist. In diesem Beispiel werden jedoch beide Temperaturfühler mit dem Rechner verbunden, wobei der Bechner beide Signalserien erhält und der nur Signale von jenem Reifen auswählt, der den niedrigeren Vulkanisationszustand hat, wenn er aus der Presse am Ende des Vulkanisationskreislaufes herausgenommen wird und wobei die Bestimmung des gesamten Vulknnisationszustandes.auf diesen Ergebnissen beruht.

In allen anderen Beziehungen ist die Methode ähnlich der in der vorhergehenden Ausführungsforni beschriebenen.

Verschiedene Vulkanig. ioriül'.r eislaufe werden für verschiedene Reifentypkonstruktionen verwendet, z.B« ob sie Rayon-, Nylon-, oder Stahl-Cordfäden im Breaker oder in der Karkasse haben.

Wenn z.B. ein Reifen, der eine aus gummierten Rayon-Cordfäden geformte Karkasse hat, vulkanisiert wird, wird das Öffnen der Vullcitnisationspresse eingeleitet, wenn der Vergleich der gemessenen Temperatur mit der Bezugstemperatur der Vulkanisation und der verstrichenen Zeit der Vulkanisation anzeigt, daß der Vulkanisationszustand derartig ist, daß sich Iceine porösen Stellen in dem Reifen nach Druckentlastung innerhalb der Presse entwickeln. Dieser^ entsprechende Vulkanisationszustand ist natürlich in Bezeichnungen einer festgesetzten Anzahl von in einem Programm vorgesehenen Vulkanisationseinheiten vorausbestimmt, das der Rechnervorrichtung zugeführt wivd,

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bevor der Vulkanisationskreislauf eingeleitet wird.

Wenn jedoch eine aus gummierten Nylon-Cordfäden geformte Karkasse vulkanisiert wird, ist es notwendig, den Reifen zu Idihlen, bevor der Druck innerhalb der Presse zurückgenommen wird, um eine Formänderung oder ein Anwachsen des Reifens zu verhindern, während das Nyloninaterial in einem heißen, plastischen Zustand ist. In diesem Fall wird die gemessene Temperatur des betrachteten Punktes wieder mit der Bezugstemperatur der Vulkanisation verglichen, und die verstrichene Zeit der Vulkanisation aufgezeichnet, bis die Rechnervorrichtung anzeigt, daß ein einwandfreier Vulkanisationszustand an diesem Pun':t erreicht ist. Nach der Fertigstellung dieser Vulkanisation wird eine Kaltflutung innerhalb der Presse begonnen, um den Reifen zu kühlen.

Wenn die Temperatur auf den erforderlichen Wert gefallen ist, wird das Öffnen der Prcor;c veranlaßt. Wieder wird ein einwandfreier Vulkanisationszustand in Bezeichnungen einer festgesetzten Anzahl von Vul;;anisntionseinheiten in einem Programm vorgesehen, das der Rechiiervorrich Lung zugefühi't wird, und zusätzlich wird die geforderte niedrigere Temperatur in einem Programm vorgesehen, das dem Rechner zugeführt wird.

Wenn jedoch ein Nachvul lanisationsaufputnpprozeß für das Vulkanisieren pjnor ^unlinierten Nylon-Cord-Karkasse verwendet wird, ist keine Kaltflutung innerhalb der Vulkanisationspresse notwendig, da der heiße Reifen aus der Presse genommen wird und schnell auf eine Forn. montiert wird, aufgeblasen und zum Kühlen bei im wesentlichem der- Umgebungstemperatur belnsson wird» Bei ninem derarl i;:on Vorfahren wird die Bestimmung eines entsprechenden VuI am" sationfizus I andec -*,u;u Ermöglichen p:> ¹^s sichermi Offnons ilor Pvosso ar rtnr ,njlnichon Weise rusgoführ' ,

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wie es hier für eine gummierte Rayon-Cord-Karkasse beschrieben wurde.

Wenn eine aus gummierten Stahl-Cordfäden geformte Karkasse vulkanisiert wird, ist es normal, dein Reifen eine verlängerte Kaltflutung innerhalb der Presse zu geben, vw o-enrm den f«- samtfin Vil> τ τ:^: r,-1 ionsbetr.ij zu steuern und drnit einen angemessenen Kautschuk-zu-Stahl-Verband sicherzustellen_o In diesem Fall wird die Temperatur innerhalb des Reifens an einem durch Bindegegebenheiten vorgeschriebenen Punkt gemessen, die verstrichene Zeit der Vulkanisation wird aufgezeichnet und wie im Fall einer NylonTconstruktion wird eine Kaltflutung eingeleitet, wenn ein einwandfreier Vulkanisationszustand erreicht wurde. Jedoch wird bei dieser Stahl-Cordkonstruktion die Temperatur dann gemessen, bis die Temperatur auf den erforderlichen Wert bei der Zeit gefallen ist, bei der das Öffnen der Presse eingeleitet wird.

Die Temperatur kann innerhalb des Reifens an zwei oder mehr als zwei Stellen mittels einer geeigneten Temperaturfeststellvorrichtung gemessen werden.

Obgleich auf den Schulterbereich des Reifens Bezug genommen wurde, kann der betrachtete Punkt z.B. am Ächeitel der Lauffläche oder in einem Wulstbereich liegen« Ebenso ist die Erfindung nicht auf die Bestimmung des Vulkanisationszustandes während der Vulkanisation von Luftreifen beschränkt, sondern ist ebenfalls auf andere Kautschuk- oder Plastikartikel anwendbar, und die Erfindung schließt ebenfalls das Steuern des endgültig vulkanisierten Zustande» von Luftreifen oder anderen Kautschuk- oder Plastikartikeln ein.

-Pa tentansprüche-

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Steuern des Vulkanisationszustandes von wenigstens einem Teil eines vulkanisierbaren Artikels während dessen Heißvulkanisation in einer Form, dadurch gekennzeichnet , daß ein Temperaturfühler an einer vorbestimmten Stelle innerhalb des Artikels angebracht ist, der den Vulkanisationskreislauf durch Wärmezufuhr auf den Artikel einleitet, daß die örtliche Temperatur dieser Stelle als Funktion der Zeit überwacht wird, daß daraus der gesamte Vulkanisationszustand des Artikelteiles als Funktion der Zeit berechnet wird und daß die Wärmezufuhr beendet wird, wenn ein vorbestimmter Vulkanisationszustand erreicht worden ist.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic hn e t , daß der gesamte Vulkanisationszustand des Artikelteiles durch Angabe einer Anzahl von Vulkanisationseinheiten berechnet wird, daß eine Vulkanisationseinheit diejenige Vulkanisation ist, die bei dem betrachteten Punkt in dem Artikel erhalten wird, wenn sie bei einer festgesetzten Bezugstemperatur für eine Minute aufrecht erhalten wird.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Vulkanisationseinheiten mit Verwendung der Arrhenius-Gleichung berechnet wird«

k, Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennseioh-f net, daß die Anzahl der Vulkanisationseinheiten unter

T - T₁ Verwendung des Ausdrucks t»C (_I ) berechnet wird,

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der den Vulkanisationsziistand bei einer Temperatur T angibt, worin t die verstrichene Vulkanisationszeit, T die vorausbeetiramte Bezugstemperatur und C und Y Konstanten sind,

c Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet , daß der vulicanisierbare Artikel ein Natur- oder Synthetik-Kautschukartikel, C = 2.0 und Y = lö ist,

G₀ Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5i dadurch gekennzeichnet , daß die Abschätzung der Beziehung der wirklichen Vulkanisationsteniperatur mit der vorbestimmten Bezugs-Vulkanisationstemperatur nicht begonnen wird, bis eine vorbes tinnnte Mindesttemperatur des betrachteten Punktes erreicht ist,

7ο Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der gesamte Vulkanisationszustand bei der vorbestimmten Stelle direkt durch Überwachen der örtlichen. Temperatur dieser Stelle als Funktion der Zeit berechnet wird.

8, Verfahren nach Anspruch 7j dadurch g e k e η η ζ e i c hn e t , daß die örtliche Temperatur der Stelle bei festgesetzten Zeitintervallen und den entsprechenden aufsuinmierten Vulkaiiisationsdifferentialen überwacht wird.

9· Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die örtliche Temperatur der Stelle als eine koiitii-i . ". ι . Pun¹ χ-η doa Zeil; überwacht wird, und daß der Wechsel de.s gtüauK-uii Vull.anJ sationszustandes in jedem AugrsiiblicJ: durch eine Analogvorrichtung integriert wird, um <U>.n ρ ν samt an VulkanJ sation .---zus Land anzugeben.

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10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der gesamte Vulkanisationszustand indirekt durch Überwachen der örtlichen Tcr.iperatur der Stelle als Funktion der Zeit berechnet vrird, daß die örtliche Temperatur der Stelle und die Abweichung von einer vorbestimmten idealen Teiuperatur-Zeit-Veränderung bei regelmäßigen Intervallen oder kontinuierlich bestimmt wird und daß eine entsprechende Korrektur durch geeignete Einstellung der Wärniezuführung ausgeführt wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der vorbestimmte Vulkanisationszustand niedriger als der in dem fertigen Artikel geforderte Vulkanisationszustand ist, um das zusätzliche Vulkanisieren durch die in dem Artikel verbleibende Wärme auszugleichen, nachdem die Wärmezufuhr beendet wurde.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Arti: el in der Form gekühlt wird, bis die durch den Teinperaturfüliler angezeigte Tenperatur auf ainen geeigneten vorbestimmten Wi;it gefallen, ist, worauf sich die Fon.· ö~:'ret.

13· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Temperaturfühler innerhalb des Artikels an einer Stelle angebracht ist, die, nachdem die Wärmezufuhr beendet wurde, den niedrigsten Vulkaiiisationszustaiid hat.

ik, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Artikel ein Kautschukreifen ist.

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15· Verfahren nach Anspruch l4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen ein Kreuz-Ply-Reifen ist und die vorbestinnite Stelle in dem unteren Schulterbereich des Reifens ist.

16. Vorrichtung zum Steuern des Vulkanisationszustandes von wenigstens einem Teil des Artikels während dessen Heißvulkanisation in einer Form, dadurch gekennzeichnet , daß sie aufweist eine Form, ein Formaufheizmittel, einen durch die Form definierten Formhohlraum, einen Temperaturfühler, einen im wesentlichen gradlinigen, geeignet in der Formwand angebrachten Kanal, der das Äußere der Form mit dem Fonnhohlraum verbindet und angepaßt ist, den Temperaturfühler hindurchführen zu können, mit dem Temperaturfühler verbundene Mittel zum Überwachen der hiervon als eine Funktion der Zeit erhaltene" Signale , mit dem Uberwachungsmittel zusammenarbeitende liechonmittel zum Berechnen des gesamten Vulkanisationszustandes des Artikelteiles und Mittel zum Abschalten des Formheizmittels, wenn ein vorbestimmter Vul^anisationszustand erreicht worden ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet , daß der Temperaturfühler mit einer ver stärkenden Hülle versehen ist, um ihn die notwendige Festigkeit zu geben·

18. Vorrichtung nach Anspruch 171 dadurch gekennzeichnet , daß die Hülle rostfreier Stahl ist.

19· Vorrichtung nach Anspruch l6, 17 oder l8, dadurch gekennzeichnet , daß der Temperaturfühler ein Thermopaar aufweist.

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20. Vorrichtung nach Anspruch 19» dadurch g e Iv ο η η zeichnet , (/aß die Therniopaaranschlußleiter über die Länge des Temperaturfühle-s isoliert sind.

21. Vori'ichtung nacli einem der Ansprüche Io bis 20, dadurch g ο \ e η " ζ e ~- c 1- η e t , d~f di ο Fo τ.ι e""nc dr>uipfbeheizte Reifenrorm ist,

22. Vorrichtung nach einen ^er Ansprüche 16 bis 21, dpchirc¹' ge kennzeichnet , daß die Recheninittel betriebsbereit sind, einen Forniöffnungsniechanismus für die Form zu betätigen, wenn der vorbes tiiumte Vulkanisationszustand erreicht worden ist.

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