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Verfahren und Einrichtung zum Vulkanisieren von Gegenständen aus Kautschuk
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Vulkanisieren von insbesondere flachen,
dünnwandigen Gegenständen aus Kautschuk wie beispielsweise Matten, Bodenbelagplatten,
Kotflügeln für Kraftfahrzeuge u. dgl., unter Verwendung eines verschließbaren Kessels,
in dem die vorzugsweise durch Unterdruck auf Formenplatten gehaltenen Rohlinge der
Einwirkung von Dampf oder eines anderen gegenüber der Außenatmosphäre unter aber
druck stehenden Heizmittels ausgesetzt werden, sowie auf Einrichtungen zum Durchführen
solcher Verfahren.
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Die Fertigvulkanisierung solcher und ähnlicher technischer Gummiartikel,
für die keine geschlossenen Formen benötigt werden1 wurde bisher in aller Regel
in feststehenden Druckkesseln oder Autoklaven vorgenommen, wobei das mit Uberdruck
in die geschlossenen Kessel eingelassene lleizmittel - meistensampf - die auf regalartig
unterteilten Formenträgern befindlichen Rohlinge unmittelbar beaufschlagt. Die mögliche
Vielzahl der mit jedem Zyklus gleichzeitig zu vulkanisierenden Gegenstände bedingt
einen erheblichen Zeitaufwand sowohl für das Auflegen der Rohlinge auf die vakuumbeaufschlagten
Formenplatten bzw. das Beschicken der Formenträger als auch das Abnehmen der fertigvulkanisierten
Gegenstände und das Entleeren der Formenträger. Von Sonderausführungen etwa mit
Längsteilung des zylindrischen Druckkessels oder senkrechter Aufstellung abgesehen,
hat sich die Verlegung der Beschickungsöffnung an ein Stirnende des waagerecht liegenden
Kessels als zweckmäßig erwiesen. Die zugeordnete Stirnwand bildet in diesem Falle
einen um Scharniere abschwenkbauen oder durch Hebezeuge abhebbaren Verschlußdeckel,
und die Formenträger können auf Führungsschienen in Richtung der Längsachse des
Kessels in den Kesselinnenraum hinein und in umgekehrter Richtung verfahren werden.
Da zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Vulkanisationszyklen die herausgefahrenen
Formenträger entleert und wieder neu beschickt
werden müssen, steht
der Kessel stets über längere Zeiträume leer, so daß seine Aufnahmekapazität nur
schlecht genutzt und der Gesamtwirkungsgrad der Einrichtung durch den Zeitfaktor
erhebliche Einbußen erleidet. Zudem ist auch das Abnehmen und Wiederanbringen der
schweren Verschlußdeckel mit einem beträchtlichen Bedienungsaufwand verbunden, wozu
als weiterer störender Umstand noch der verhältnismäßig hohe Anteil an unvermeidlicher
manueller Tätigkeit in Erscheinung tritt. Es bestand daher schon seit längerem der
Wunsch nach Vereinfachungen in der Bedienung solcher Druckkessel und allgemein nach
einer einschneidenden Senkung des Zeitaufwandes und einer wirtschaftlicheren Gestaltung
des Verfahrens. Die weitgehende Erfüllung dieser in der Praxis entstandenen Forderungen
ist als Aufgabe der Erfindung anzusehen, Nach der Erfindung wird die gestellte Aufgabe
bei Verfahren der eingangs geschilderten Art dadurch gelöst, daß mehrere die Formenplatten
aufnehmende Formenträger wechselweise durch eine gleiche Anzahl aufeinanderfolgendet
Behandlungsstationen hindurchgeführt werden, wobei sich beiderseits eines von dem
Druckkessel umschlossenen Formenträgers jeweils gleichzeitig ein vorlaufender Formenträger
auf einer zum Kühlen und Entleeren der Formenplatten und ein nachlaufender Formenträger
auf einer zum Beschicken der Formenplatten eingenommenen Station befindet.
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In der Durchführung des Verfahrens könnten die Formenträger geradlinig
mit Richtungsumkehr oder Rückführung auf anderem Wege durch die verschiedenen Behandlungsstationen
hindurchgeführt werden. Vorteilhaft werden sie aber schrittweise in Bogenwinkeln
zwischen den in diesem Falle auf einem Kreisbogen verteilten Stationen bewegt, weil
sich damit für die Ausbildung der zum Durchführen des Verfahrens verwendeten -Einrichtung
die besonders günstigen Möglichkeiten einer Drehbeschickung eröffnen. So ist nach
wichtigen Teilmerkmalen der Erfindung vorgesehen, die Formenträger in gleichen Bogenabständen
um eine gemeinsame Drehachse verteilt anzuordnen und sie in radialer Ausrichtung
an einem zu der Drehachse konzentrischen und in Drehrichtung antreibbarer Drehgestell
anzubringen. Im Hinblick a;f die grundsätzliche Dreiilung der.
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Behandlungsschritte - nämlich Beschicken der Formenträger, Vulkanisieren
und Entleeren der Formenträger - empfiehlt sich 5ne gleickartige Gliederung
der
Einrichtung, wobei drei Behandlungsstationen drei um jeweils 1200 gegeneinander
versetzten Formenträgern entsprechen. Die mechanische Zusammenfassung mehrerer Formenträger
führt zu einem weiteren kennzeichnenden Merkmal der erfindungsgemäßen Einrichtung,
wonach der Druckkessel in bezug auf die Drehachse der Formenträger radial verschiebbar
und durch jeweils einen mit jedem der Formenträger zusammenhängenden, an dem Drehgestell
fest angebrachten Deckel verschließbar ist. Die Zu- und Ableitungen des Heizmittels
werden dabei zweckmäßig durch mittels Drehgelenken gegeneinander winkelbewegliche
Rohre oder biegsame Schläuche aufweisende Anschlußleitungen hergestellt.
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Die Erfindung geht von der üblichen Einzelbeschickung stationärer
Druckkessel ab und ermöglicht mit den neuartigen Verfahrensschritten anstelle einer
Aufeinanderfolge die gleichzeitige Abwicklung der wichtigen Arbeitsvorgänge. Während
eine vollständige Kesselcharge der Vulkanisation unterzogen wird, kann der Inhalt
der voraufgegangenen Füllung schon außerhalb des Kessels auskühlen und von den Formenträgern
abgenommen, gleichzeitig aber auch die nächstfolgende Charge vorbereitet und auf
die gleichsam in Wartestellung befindlichen Formenträger aufgelegt werden. Der Wechsel
der einzelnen Formenträger zwischen den verschiedenen Behandlungsstationen nimmt
nur kurze Zeit in Anspruch: Sobald nach Absinken des Kesselinnendruckes die Verriegelung
mit dem Verschlußdeckel gelöst ist, kann der Kessel zurückgefahren und nach dem
anschließenden Verschwenken des Drehgestell es unverzüglich wieder über den dann
auf die Vulkanisierstation vorgerückten frisch belegten Formenträger vorgeschoben
und mit dem hierzu gehörigen Verschlußdeckel verriegelt werden. Die Totzeiten zwischen
aufeinanderfolgenden Vulkanisationszyklen werden dadurch außerordentlich kurz, und
mit der wesentlich verbesserten Nutzung der Kesselkapazität ist auch eine erhebliche
Steigerung des Fertigungsausstoßes verbunden. Die drastisch eingeschränkten Öffnungszeiten
des Kessels haben wiederum geringere Wärmeverluste beim Neuaufheizen und damit weitere
Verbesserungen der Gesamtwirtschaftlichkeit zur Folge.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung liegt daneben
in ihrer vereinfachten Bedienung und der Möglichkeit, die aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte
nach einem vorgegebenen Programm automatisch ablaufen zu lassen, wobei jeweils nur
der erste Schritt durch einen willkürlich oder durch Zeituhren ausgelösten Schaltimpuls
eingeleitet zu werden braucht.
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Die Erfindung ist grundsätzlich auf die Herstellung aller in Druckkesseln
vulkanisierten Gummiartikel unabhängig von deren Form und Gestaltung anwendbar,
wenngleich sie gerade in Verbindung mit vakuumbeaufschlagten Formenplatten ihre
vielfältigen Vorteile gegenüber bekannten Verfahren am deutlichsten offenbart. Der
erzielbare Gewinn wird noch größer, wenn für die Vulkanisation höhere Dampfdrücke,
etwa in der Größenordnung von 10 oder 12 atü und darüber benötigt werden; denn die
in diesem Falle wesentlich längeren Auskühlzeiten würden bei Anwendung der konventionellen
Einzelbeschickung zu untragbar langen Totzeiten führen und die Wirtschaftlichkeit
der Fertigung völlig in Frage stellen. Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Einrichtung
an keine Druckgrenze gebunden. Sie eröffnet dadurch neuartige Fertigungstechniken
für Spezialartikel und vergrößert damit gleichzeitig noch ihren Abstand hinsichtlich
ihrer Wirtschaftlichkeit zu den bestehenden Vulkanisiereinrichtungen.
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Die Erfindung ist anhand der Grundrißdarstellung einer Vulkanisiereinrichtung
als Ausführungsbeispiel in der Zeichnung verdeutlicht.
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Für die gezeichnete Einrichtung sind drei mit den allgemeinen Bezugszeichen
I, II und III gekennzeichnete Behandlungsstationen vorausgesetzt, wobei in Station
I das Beschicken der Formenträger, in Station II die Vulkanisation und in Station
III das Entleeren der Formenträger vor-0 genommen wird. Die Lage der um jeweils
120 gegeneinander versetzten Stationen tritt optisch für I und III durch erhöhte,
begehbare Bedienungsbühnen 1 und für II durch einen Druckkessel 2 in Erscheinung.
Der Anzahl der Behandlungsstationen'entsprechend sind ebenfalls drei Formenträger
3 vorgesehen. Die Formenträger sind in an sich bekannter Weise aus regalartig übereinander
angeordneten und zur Vereinfachung der Bedienung
teilweise winkelig
verschwenkbaren Aufnahmegestellen für die Formenplatten bzw. die zu vulkanisierenden
Gegenstände aufgebaut. Mit dem im vorliegenden Zusammenhang hierfür verwendeten
Begriff "Formenträger" soll keine Beschränkung auf eine bestimmte konstruktive Gestaltung
ausgedrückt werden. Zum Verschwenken der Aufnahmegestelle können zwischen den Bedienungabühnen
1 der beiden Stationen I und III besondere Schwenkvorrichtungen 6 mit über geeignete
Getriebemittel wirksamen Druck mittelzylindern in ortsfester Aufstellung vorgesehen
sein. Die Formenträger 3 sind fest an einem um eine senkrecht stehende Welle 4 gelagerten
und durch nicht gezeichnete elektrisch oder druckmittelbetätigte Antriebsmittel
in Drehrichtung antreibbaren Drehgestell 5 angebracht, und zwar so, daß sie in bezug
auf die Welle 4 strahlenförmig in Längs-0 richtung mit Bogenabständen von jeweils
120 orientiert sind. Zwischen den Formenträgern 3 trägt das Drehgestell 5 drei unter
sich gleiche radiale Ansätze 7 mit nach außen offenen keilförmigen Schlitzen 8,
in die das gleichartig gestaltete, relativ zu der Welle 4 hin- und herbewegliche
Druckstück 16 eines Arretierzylinders 9 einfassen kann. Die durch den Antrieb des
Drehgestelles 5 angesteuerten Arbeitsstellungen der Formenträger 3 lassen sich mit
Hilfe dieser Vorrichtung genau festlegen und formschLüssig fixieren.
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Die Formenträger 3 befinden sich in fester Anordnung an der Innenseite
von dem Druckkessel 2 zugeordneten Verschlußdeckeln 11, die ihrerseits in zur Welle
4 parallelen Ebenen fest an dem Drehgestell 5 angebracht sind. ueber einen nicht
weiter dargestellten Rotoranschluß können mit Unterdruck beaufschlagbare Leitungen
durch die Verschlußdeckel hindurch unmittelbar an die Formenträger 3 herangeführt
werden. Der an seiner dem Drehgestell 5 zugekehrten offenen Stirnseite mit den üblichen
Ver riegelungsmitteln versehene Druckkessel 2 ist auf Führungsschienen 12 in Radialrichtung
relativ zur Welle 4 beweglich gelagert. Durch einen langhubigen Zweikammer-Druckmittelzylinder
13 kann er von der gezeichneten Öffnungsstellung, in der der vorher umschlossene
Formenträger 3 tollständig freigegeben ist, geradlinig bis zum Anlaufen an einen
der Verschlußdeckel 11 und in umgekehrter Richtung verfahren werden. Uber seitliche
Anschlüsse 14 in der Kesselwand und winkelbewegliche Rohrleitungen 15 mit eingefügten
Drehgelenken 16 wird das Heizmittel, z. B.
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Dampf, in das Kesselinnere zugeführt und wieder abgeleitet.
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Mit dem Einsatz der so weit beschriebenen Einrichtung laufen die verschiedenen
Behandlungsvorgänge taktmäßig gleichzeitig nebeneinander ab. Während auf der Station
I der leere Formenträger 3 neu beschickt wird und die Formenplatten mit Rohlingen
belegt werden, kühlen die fertig ausvulkanisierten Gegenstände auf dem in die Station
III eingeschwenkten Formenträger schon aus, um-anschließend von den Formenplatten
abgenommen zu werden. Die damit verbundenen Arbeiten auf beiden Stationen lassen
sich durch Ausfächern der Aufnahmegestelle in den Formenträgern unter der Wirkung
der Vorrichtungen 6 wesentlich erleichtern. Zur gleichen Zeit wird der auf der Station
II angelangte Formenträger 3 von dem vorlaufenden Druckkessel 2 umschlossen, der
am Ende seiner Hubbewegung sich selbsttätig mit dem Verschlußdeckel 11 verriegelt
und anschließend über die Rohrleitungen 15 mit Dampf beaufschlagt wird. Die Dauer
der darauf einsetzenden Vulkanisation wird durch Zeituhren überwacht, wobei mit
dem Abschluß der Vulkanisation gleichzeitig auch Schaltimpulse zum Aufheben der
Kesselverriegelung, Zurücklaufen des Kessels 2 und Verschwenken des Drehgestelles
5 um einen weiteren Bogenwinkel von 1200 gegeben werden können. Die Betätigung des
Verriegelungszylinders 9, die Steuerung der Unterdruckbeaufschlagung, der Schwenkvorrichtungen
6 und andere Bewegungsvorgänge lassen sich ähnlicher Weise in ein vorgegebenes Programm
einbauen.