DE2011845B2

DE2011845B2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen vulkanisieren eines strangfoermigen rohlings

Info

Publication number: DE2011845B2
Application number: DE19702011845
Authority: DE
Inventors: Wladimir Alexeewitsch; Popow Alexandr Wasiliewitsch; Schwezow Wladimir Andreewitsch; Frenkel Rafail Shaewitsch; Wolschskij; Lepotow Wasilij Alexandrowitsch Moskau; Wasiliew (Sowjetunion)
Priority date: 1970-03-12
Filing date: 1970-03-12
Publication date: 1976-09-30
Also published as: DE2011845A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine im Gattungsbegriff vorstehenden Patentanspruchs 1 genannte Vor- ^a5 richtung.

Bekannt ist das kontinuierliche Vulkanisieren von porösen und festen Gurnmierzeugnissen mittels Hindurchführens eines entsprechenden Rohlings, der aus einer vulkanisierbaren Kautschukmischung besteht, 3<> durch ein erhitzbares Bad eines Wärmeträgers. Der Wärmeträger kann aus feinkörnigem Material, wie Sand, Glaskugeln, Metallpulver oder Pulver aus Metalloxiden bestehen und durch Dampf oder Luft erhitzt werden (deutsche Patentschrift 1171602; britische Patentschriften 9 06 139 und 10 25 211).

Bekannt ist ferner das Vulkanisieren in einem hocherhitzten Wärmeträger wie Bleischmelze, eutektischer Schmelze von Metallsalzen, Schmelze von Wood-Metall oder in einer Mischung aus pulverförmigen und *° flüssigen Wärmeträgern (USA.-Patentschrift 30 72 968).

Es ist auch bekannt, auf das Bad während des Durchgangs des Erzeugnisses mit einer Kraft (Luftdruck) einzuwirken bzw. es zu belasten (französische Patentschrift 11 39 085). +5

Da jedoch der auf das Erzeugnis auf diese Weise ausgeübte Druck nicht genügend groß ist, erhält man bei festen, nicht porösen Erzeugnissen Vulkanisate niedriger Qualität.

Es liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zugründe, den auf das Erzeugnis während seines kontinuierlichen Durchganges durch das Heizbad ausgeübten Druck zu erhöhen und dadurch die Qualität des Erzeugnisses zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Wärmeträger aus einem magnetisch oder elektrisch leitfähigen Medium besteht, das zur Kraftbelastung impulsartig durch ein magnetisches Wechselfeld oder elektrisch angeregte hydraulische Schläge beaufschlagbar ist.

Die durch die erfindungsgemäße Maßnahme erreichte Wirkung ist die Darstellung des für die Vulkanisation der Kautschukmischung des Erzeugnisses neben der Temperatur technologisch notwendigen Druckes und damit die Verbesserung der Qualität des Erzeugnisses.

Zur Verbesserung der Bedingungen für das kontinuierliche Hindurchführen bzw. Verschieben oder 845

Gleiten des Erzeugnisses durch den Wärmeträger ist es vorteilhaft, daß der Wärmeträger pulverförmig ist und zusätzlich Talk enthält.

Zusätzlich werden folgende Nachteile der bisher bekannten Vorrichtungen durch die Erfindung beseitigt bzw. gemildert:

1. Großer Aufwand an Zeit und Energie beim Anfahren der Vorrichtung in den Betriebszustand (ζ. B. in Folge der großen Wärmeträgheit des Wärmeträgers);

2. Mitreißen des Wärmeträgers durch das Erzeugnis und schwieriges Absondern desselben;

3. Oxydierung des Erzeugnisses bei dessen Vulkanisation in dem Medium aus körnigen Materialien in Folge des Kontaktes des Erzeugnisses mit dem erhitzenden Luftstrom;

Schwierige Regelung der vorgegebenen Vulkanisationstemperatur;

5. Eindringen des Wärmeträgers in die Oberfläche des Erzeugnisses;

6. Schwieriges Aufrechterhalten höherer Vulkanisationstemperaturen von über 250 bis 300 C;

7. N iedriger Wirkungsgrad und hohe Kosten der Vorrichtung.

Als pulverförmige Wärmeträger, die magnetische Eigenschaften aufweisen, werden in der vorgeschlagenen Vorrichtung beispielsweise feinkörniges Gußeisenoder Stahlschrot, Ferrite wie

MnO · Fe₂O₃
NiO · Fe₂O₃
CuO · Fe₂O₃
FeO · Fe₂O₃
ZnO · Fe₂O₃
CdO · Fe₂O₃
Li.₂0-(Fe₂0₃)₅
BaO · Fe₂O₃

sowie das Pulver verwendet, das beim Magnetscheiden des bei der Schleifarbeit anfallenden Schleifpulvers anfällt.

Als elektrisch leitendes Pulver wird beispielsweise pulverförmiges Kupfer mit einer Teilchengröße von 50 bis 100 μηι und mehr verwendet.

Als eutektische Schmelzen der Metallsalze werden beispielsweise Schmelzen folgender Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) verwendet:

Zusammensetzung 1 A2 Cl₃ 22 bis 25%

A2Br₃ 78 bis 75%

Zusammensetzung 2 SbCl₃ 56 %

SbBr₃ 44%

Zusammensetzung 3 NaNO₃ 50%

KNO₃ 50%

Zusammensetzung 4 KNO₃ 53 %

KNO₂ 40%

NaNO₃ 7%

Zusammensetzung 5 A2 Cl₃ 80,7 %

NaCl" 9,7%

KCI 9,6%

Für die Verwendung der vorstehend genannten an sich bekannten magnetisch oder elektrisch leitfähigen Medien für die Vorrichtung nach der Erfindung wird kein selbständiger Schutz begehrt, sondern nur im Zusammenhang mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 oder 2.

3 T ₄

Im folgenden wird die Erfindung in der Beschrei- Teil mit fließendem Wasser 28 oder gekühltem Umbung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme lauf wasser, der obere aber mit dem flüssigen Wärmeauf die Zeichnungen naher erläutert. träger 26 gefüllt wird. Bei Entstehung von Funken-

Die Fig. 1 bis 5 zeigen Variante;; der Ausführung entladungen zwischen Elektroden 29, die an eine

von möglichen Vulkanisiervorrichtungen. 5 Impulsstromquelle 30 angeschlossen sind, werden

Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Schema wird elektrohydraulische Schläge erzeugt, die auf den ein Rohling 1 eines Erzeugnisses aus einem Extruder 2 Wärmeträger 26 und eine Formplatte 31 einwirken,
fortwährend in eine Einrichtung 3 geleitet, die mit Bei Verwendung der eutektischen Schmelze der einem Wärmeträger 4 gefüllt ist. In der Einrichtung 3 Metallsalze, beispielsweise von der Zusammensetzung ist die Erwärmung des Wärmeträgers 4 durch eine 10 53% KNO₃, 40% NaNO₂, 7% NaNO₃ als Wärme-Ohmsche oder Induktions-Erwärmungseinrichtung 5 träger 26 kann der Behälter 25 nur mit dem Wärmevorgesehen. In der Zone eines elektrischen Induktors 6, träger 26 gefüllt sein; hierbei fehlt die elastische der an eine Impulsstromquelle 7 angeschlossen ist, Membran 27.

übt der Wärmeträger 4 impulsartige Krafteinwirkun- In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsvariante der gen auf den Rohling 1 aus. Infolge der geringen Dauer 15 Vorrichtung schematisch dargestellt, in der man auf der Impulse im Bereich von Mikro- bis Millisekunden den Wärmeträger impulsartige Kraftbelastungen einkann sich der Rohling 1 fortwährend durch den er- wirken läßt, die durch ein magnetisches Wechselfeld wähnten Wärmeträger 4 verschieben. Am Ausgang aus erzeugt werden.

der Einrichtung 3 werden die Reste des Wärme- Nach diesem Schema erhält man poröse und poreriträgers 4, die von dem Erzeugnis mitgerissen werden, »o freie Erzeugnisse verschiedener Querschnittsprofile, unter Einwirkung des magnetischen Feldes eines zwei- Für poröse Erzeugnisse werden als Wärmeträger Pulten elektrischen Induktors 8, der an eine Impulsstrom- ver von Metallen oder deren Oixden verwendet, die quelle 9 angeschlossen ist, bagenommen. Der Prozeß magnetische oder elektrisch leitende Eigenschaften wird mit der Ausgabe des vulkanisierten Erzeugnisses aufweisen und eine Teilchengröße von 5 bis 100 μιη an einen Sammler 10 abgeschlossen. 25 haben. Zum besseren Gleiten des zu Rohlings im pul-

In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsvariante der verförmigen Wärmeträger und zur Erhöhung der Vorrichtung schematisch dargestellt, in der map auf Qualität des Erzeugnisses wird die Anwendung des den Wärmeträger impulsartige Kraftbelastungen ein- erwähnten Wärmeträgers mit Zusätzen von Talkum oder wirken läßt, die durch ein magnetisches Wechselfeld vermischt mit der eutektischen Schmelze der Metallerzeugt werden. 30 salze, beispielsweise folgender Zusammensetzung: 53%

Nach diesem Schema erhält man flache bewehrte KNO₃, 40% NaNO₂ und 7% NaNO₃ empfohlen. Zur

und unbewehrte porenfreie Erzeugnisse. Als Wärme- Verstärkung des Einflusses des magnetischen Feldes

träger werden die Bleischmelze, oder die Schmelze des werden als Wärmeträger die erwähnten Pulver ver-

Woodschen Metalls, oder die eutektische Schmelze mischt mit der Bleischmelze oder der Schmelze des

der Metallsalze verwendet. 35 Woodschen Metalls verwendet, was für porenfreie

Der Rohling 11 eines Erzeugnisses wird von einer Erzeugnisse von hoher Dichte empfohlen wird.
Trommel 12 auf eine Empfangstrommel 13 mit Hilfe Gemäß dem in Fig. 4 dargestellten Schema wird von Leitwalzen 14 und einem trommelartigen Preß- der Rohling 32 eines Erzeugnisses aus einem Extruder werkzeug 15 fortwährend umgewickelt. Das Preßwerk- 33 fortwährend einer Einrichtung 34 zugeführt, in der zeug 15 verschiebt fortwährend den Rohling 11 in 4° ein Wärmeträger 35 durch ein wanderndes magnetieinem der erwähnten flüssigen Wärmeträger 16, der in sches Wechselfeld längs dem geschlossenen Kreis der einem Behälter 17 untergebracht ist. Beim Fließen erwähnten Einrichtung in der Bewegungsrichtung des eines Stroms durch einen elektrischen Induktor 18, der Rohlings 32 verschoben wird. Das wandernde magnean eine Impulsstromquelle 19 angeschlossen ist, wer- tische Wechselfeld wird durch elektrische Wicklungen den in einer elektrisch leitenden Formplatte 20 und in 45 36 erzeugt, die an eine Wechselstromquelle (nicht dem Wärmeträger 16 aus Blei oder dem Woodschen mit abgebildet) angeschlossen sind. Die Erwärmung Metall Ströme induziert. In Folge der Zusammen- des Wärmeträgers 35 geschieht mittels Ohmscher Erwirkung der induzierten Ströme mit dem magnetischen wärmungseinrichtungen (nicht mit abgebildet) oder Feld des elektrischen Induktors 18 übt die Formplatte durch Wärme, die von den elektrischen Wicklungen 36 20 über den Wärmeträger 16, die eutektische Schmelze 5° selber entwickelt wird, denen zu diesem Zweck zuder Metallsalze, oder die Formplatte 20 und die sätzlich geregelter Gleichstrom zugeführt wird. Der Schmelzen von Blei oder Woodschem Metall eine Rohling 32 wird, indem er im Laufe des Vulkanisaimpulsartige Krafteinwirkung auf den Rohling 11 aus. tionsprozesses mit dem Wärmeträger 35 in Kontakt

In Fig. 3 ist das Schema einer Vorrichtung darge- tritt, vom letzteren verschoben. Am Ausgang aus der

stellt, in der man auf den Wärmeträger impulsartige 55 Einrichtung 34 wird in einer Vorrichtung 37 das

Kraftbelastungen einwirken läßt, die durch elektro- Erzeugnis unter Einwirkung des magnetischen Feldes

hydraulische Schläge erzeugt werden. Als Wärme- vom Wärmeträger 35 gereinigt. Der technologische

träger werden die Bleischmelze, oder die eutektische Prozeß schließt mit der Ausgabe des Erzeugnisses an

Schmelze der Metallsalze oder die Schmelze des Wood- einen Sammler 38 ab.

sehen Metalls verwendet. ^6o In Fig. 5 sind zwei Varianten der Verschiebung des

Gemäß dem Schema wird der Rohling 21 eines Rohlings 32 in der Einrichtung 34 dargestellt: VerErzeugnisses durch eine Spannrolle 22, Andrückwalzen Schiebung des Rohlings 32 in einem Kanal der Ein-23 und ein trommelartiges Preßwerkzeug 24 fortwäh- richtung 34 mit der Ausgabe an den Sammler 38, was rend verschoben. Hierbei passiert der Rohling 21 einen bei der Vulkanisation von Erzeugnissen komplizierter Behälter 25 mit einem erwärmten flüssigen Wärme- ⁶5 Profile der Fall ist; Verschiebung des Rohlings 32 in träger 26. Der Behälter 25 ist durch eine elastische zwei Kanälen der Einrichtung 34 (d. h. mit Wendung) Membran 27, beispielsweise aus Metall oder aus SiIi- mit nachfolgender Ausgabe an den Sammler 38, was koiiRummi, in zwei Teile geteilt, von .denen der untere bei der Vulkanisation von Erzeugnissen einfachen

Profils der Fall ist. Im letzteren Fall wird eine beträchtliche Einsparung an Produktionsfläche erreicht.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachfolgende Beispiele der Vulkanisation von Gummierzeugnissen angeführt.

Beispiel I

Die Vulkanisation eines porösen Gummierzeugnisses mit einer Dichte von 0,55 g/cm³ wurde auf einer Einrichtung vorgenommen, wie sie in Fig. 4 schema- ίο tisch dargestellt ist.

Als Wärmeträger 35 wurde das Pulver verwendet, das beim Magnetscheiden der Schleifpulver im Schleifbetrieb gewonnen wurde.

Die Kautschukmischung besaß folgende Zusammen-Setzung (Gewichtsteile):

Chloroprcn-Kautschuk 85,25

Butadien-Akrylnitriikautschuk mit einem Gehalt an Acrylnitril von

18% 14,75

MgO 7,00

ZnO 5,00

Phenyl-Zi-Naphtylamin 1,00

Vaselinöl 15,70

Gasruß 25,00 *⁵

Ofenruß 25,00

Treibmiltelgemisch aus Natriumacetat und Natriumhydrogenkarbonat im

Verhältnis 1:8 4,00

Stearinsäure 0,50

Thioharnstoff 1,50

Paraffin 2,00

Natriumacetat 0,50

Natriumhydrogenkarbonat 4,00

Orthodioxybenzol 1,00

Die Vulkanisationstemperatur betrug 200 C, die Vulkanisationsdauer 3 min und der Eleketroenergieaufwand 1 bis 2 kWh/m der Länge der Vulkanisationseinrichtung.

30

35 Bei bekannten Vulkanisationsverfahren in quasiflüssigem Sand bei deerselben Vulkanisationstemperatur (200 C) beträgt die Vulkanisationszeit 4 min und der Elektroenergieverbrauch 14 kWh/m der Länge der Vulkanisationseinrichtung.

Beispiel 2

Die Vulkanisation eines porenfreien Gummierzeugnisses wurde auf Vorrichtungen vorgenommen, wie sie in den Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt sind.

Als Wärmeträger 16 bzw. 26 wurde die eutektische Schmelze der Metallsalze folgender Zusammensetzung verwendet: 53% KNO₃, 40% NaNO₈, 7% NaNO₃.

Die Kautschukmischung besaß folgende Zusammensetzung (Gewichtsteile):

Butadien-Acrylnitrilkautschuk mit einem Gehalt an Acrylnitril von

18% 50,00

Butadien-Acrylnitrilkautschuk mit einem Gehalt an Acrylnitril von

26% 50,00

Schwefel 2,00

Zinkoxid 5,00

Dibenzothiazolyldisulfid 1,50

Phenyl-/i-Naphtylamin 2,00

Stearinsäure 1,00

Gasruß Il 5.00

Dibutylphthalat 25,00

Die Vulkanisationstemperatur betrug 143 C, die Vulkanisationsdauer 20 min und der Eleklroenergieaufwand 3 kWh/m der Länge der Vulkanisationseinrichtung.

In bekannten Vulkanisationsverfahren in einem Medium aus quasifiüssigem Sand beträgt bei derselben Vulkanisationstemperatur (143'C) die Vulkanisationsdauer 25 min und der Elektroenergieaufwand 14 kW h/m der Länge der Vulkanisationseinrichtung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

20 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Vulkanisieren eines strangförmigen Rohlings aus einer vulkanisierbaren Kautschukmischung mit einem erhitzbaren Bad eines Wärmeträgers, durch das der Rohling kontinuierlich hindurchführbar ist und das mit einer Kraft belastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger (4, 16, 26, 35) aus einem magnetisch oder elektrisch leitfähigen Medium besteht, das zur Kraftbelastung impulsarti.g durch ein magnetisches Wechselfeld oder elektrisch angeregte hydraulische Schläge beaufschlagbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger (4, 16, 26, 35) pulverförmig ist und zusätzlich Talkum enthält.