DE2341482A1 - METHOD AND DEVICE FOR MOLDING - Google Patents
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Description
DR, MÜLLER-BORE DIPL-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL DIPL.-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOWDR, MÜLLER-BORE DIPL-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL DIPL.-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW
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München, den 1 ·· AÜ3. 1973 Eo/Cr - D 1465Munich, 1st AÜ3. 1973 Eo / Cr - D 1465
DUHiOP ΙΖΜΓΕΕΒ
Ryder Street, St. James's London S.W.1 / EnglandDUHiOP ΙΖΜΓΕΕΒ
Ryder Street, St. James's London SW1 / England
Verfahren und Vorrichtung zum FormenMethod and device for molding
Die Erfindung betrifft das Formen von Röhren aus fliessfähigen und aushärtbaren elastomeren Materialien. Sie betrifft insbesondere, aber nicht ausschliesslich, Schläuche von Reifen und stellt eine Weiterbildung des Gegenstandes der Patentanmeldung P 21 58 055.2 dar.The invention relates to the molding of tubes from flowable and curable elastomeric materials. In particular, it concerns but not exclusively, tubes of tires and represents a further development of the subject matter of the patent application P 21 58 055.2.
Die Hauptanmeldung beschreibt ein Verfahren zum Formen eines hohlen Gummiartikels, bei dem der Artikel zunächst in zwei Hälften geformt wird. Dabei wird jede Hälfte in einer Formmatrix aus Kautschuk im unvulkanisierten Zustand ausgeformt, wobei jede Hälfte mit einem die lage fixierenden Angussstück versehen wird, das ein Verrutschen der Hälfte verhindert. Daraufhin wird die Form unter Druck gesetzt, und dann werden die beiden Hälften des Gegenstandes in Berührung gebracht und unter Hitze und Druck zusammengefügt·The parent application describes a method for forming a hollow rubber article, in which the article is first divided into two Halves is formed. Each half is molded in a mold matrix made of rubber in the unvulcanized state, Each half is provided with a sprue that fixes the position and prevents the half from slipping. The mold is then put under pressure and then the two halves of the object are brought into contact and assembled under heat and pressure
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines sehlauehförmigen, aufblasbaren Gegenstandes zur Verfugung gestellt, bei der der Gegenstand zunächst inAccording to the present invention there is a method of production a sehlaueh-shaped, inflatable object is made available, in which the object is initially in
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zwei Hälften ausgeformt wird, wobei a'ede Hälfte in einer Formmatrix aus Kautschuk in einem unvulkanisierten Zustand ausgeformt wird, wobei jede Hälfte mit einem die Lage fixierenden Angussstück versehen ist, welches ein Verrutschen der Hälfte verhindert, woraufhin die Form unter Druck gesetzt wird und die beiden Hälften des Gegenstandes sodann in Berührung gebracht und unter Hitze und Druck zusammengefügt werden. Dabei werden die Hälften in einer Querschnittsform ausgeformt, bei der die öffnung der Fonnmatrix kürzer und ihre Tiefe grosser ist als dann, wenn die endgültige Form ausgeformt werden sollte, die der Gegenstand annehmen soll. In diesem Zustand werden die beiden Hälften zusammengefügt.two halves is formed, with each half in one Molding matrix made of rubber is molded in an unvulcanized state, each half with a fixing the position Sprue is provided, which prevents slipping of the half, whereupon the mold is put under pressure and the two halves of the object are then brought into contact and joined together under heat and pressure. The halves are shaped in a cross-sectional shape in which the opening of the shape matrix is shorter and its Depth is greater than when the final shape is formed that the subject should accept. In this state the two halves are joined together.
Die Erfindung erlaubt eine Mehrzahl von Artikeln in einem Formprozess herzustellen, bei dem nur ein einziger hergestellt werden könnte, wenn die endgültige Form ausgeformt würde.The invention allows a plurality of articles in one Create a molding process where only a single one could be made if the final shape were molded.
Vorzugsweise sind die Artikel, die ausgeformt werden, Schläuche für Reifen, die in Aufsicht eine ringförmige Gestalt haben. In diesem Falle können mehrere Schläuche in einer Form in einer konzentrischen Anordnung ineinandergeschachtelt werden, so dass gleichzeitig drei Schläuche von z.B. etwa elliptischem Querschnitt und von verschiedenen Innendurchmessern ausgeformt werden, anstatt eines einzigen Schlauches von kreisförmigem Querschnitt.Preferably, the articles that are molded are tubes for tires that are annular in shape when viewed from above. In in this case, a plurality of tubes can be nested in one form in a concentric arrangement, so that at the same time three hoses with e.g. an approximately elliptical cross-section and with different inside diameters are formed instead of a single tube of circular cross-section.
JSs leuchtet ein, dass solche elliptische Schläuche wegen ihrer hohen Elastizität die Form des Reifeninnern. genauso annehmen, wie ein konventioneller Schlauch für einen Reifen, wenn sie beim Gebrauch aufgeblasen sind.JSs understand that such elliptical tubes are because of their high elasticity the shape of the inside of the tire. just assume like a conventional tube for a tire when inflated in use.
Damit stellt die vorliegende Erfindung zugleich einen SchlauchThe present invention thus also provides a hose
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für einen Reifen zur Verfugung, der gemäss der Formen sich in Umfangsrichtung erstreckende Nähte und einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt besitzt und bei dem die kleinere Ellipsenachse senkrecht auf der Drehachse, des Schlauches steht.available for a tire that, according to the shapes, is in Seams extending in the circumferential direction and one essentially has an elliptical cross-section and in which the smaller axis of the ellipse is perpendicular to the axis of rotation of the hose.
Der Schlauch kann jedes elastomere, kreuzvemetzbare Polymermaterial sein, z.B. natürlicher Kautschuk, Butylkautschuk, SBE, Neopren, Äthylen-Propylen-Kautschuk und Nitril-Kaütscliuk. Die Art des benutzten Kautschuks hängt natürlich von den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes ab und die Wahl eines geeigneten Kautschuks für irgendeinen bestimmten Zweck ist im Gebiet der Kautschuktechnologie ein wohlbekanntes Vorgehen.The tube can be any elastomeric, crosslinkable polymeric material e.g. natural rubber, butyl rubber, SBE, neoprene, ethylene-propylene rubber and nitrile rubber. The type of rubber used depends of course on the one you want Properties of the end product and the choice of a suitable rubber for any particular purpose is im In the field of rubber technology is a well-known practice.
Obwohl der Kautschuk im wesentlichen nicht vulkanisiert ist, wenn er dazu benützt wird, die Hälften' auszuformen, so ist doch vorzuziehen, ihn vor den Ausformschritten einem bestimmten Mass von Verformung auszusetzen, damit sein "Nerv" oder· "Gedächtnis11 zerstört wird. Eine geeignete Verformung kann z.B. erfolgen durch Mahlen, Extrusion oder andere mechanische Behandlung oder Wärmebehandlung. Aber dieses sollte nicht ausreichen, den Vulkanisierzyklus des Kautschuks beginnen zu lassen. In anderen Worten: Obwohl der Kautschuk vorteilhafterweise einer gewxssen Energiemenge ausgesetzt worden ist und warm ist, ist er doch noch im wesentlichen unvulkanisiert, wenn er dazu benutzt wird, die Hälften auszuformen. Dies ist realisierbar, aufgrund des allgemeinen Verlaufs der Rheometer^ kurve von Vulkanisierrate über der Temperatur für die meisten Kautschukverbindungen, welche ein Anfangsplateau zeigen, in dem die Vulkanisierrate mit wachsender Temperatur bis zu einem Temperaturgrenzwert, bei dem die Vulkanisierrate steil ansteigt, sehr klein bleibt. Damit muss bei dieser Erfindung dafür Sorge getragen werden, dass der verwendete Kautschuk nicht so viel verformt wird, dass seine Temperaturschwelle erreicht wird. Sobald es bewerkstelligt werden kann, werdenAlthough the rubber is essentially not vulcanized when it is used to shape the halves, it is preferable to subject it to some degree of deformation prior to the molding steps so that its "nerve" or "memory" 11 is destroyed suitable deformation can be by milling, extrusion or other mechanical treatment or heat treatment, but this should not be sufficient to start the vulcanization cycle of the rubber. In other words, although the rubber has advantageously been exposed to a certain amount of energy and is warm, it is but still essentially unvulcanized when it is used to form the halves. This is realizable because of the general course of the rheometer curve of vulcanization rate versus temperature for most rubber compounds, which shows an initial plateau in which the vulcanization rate increases with increasing temperature up to a temperature limit at which the rate of vulcanization increases steeply, remains very small. With this invention, care must therefore be taken that the rubber used is not deformed so much that its temperature threshold is reached. As soon as it can be done, it will be
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die ausgeformten Hälften nach ihrer Ausformung zusammengebracht, so lange der Kautschuk immer noch in dem verformten, bzw. bearbeiteten aber nicht vulkanisierten Zustand ist.the molded halves brought together after their molding, as long as the rubber is still in the deformed, or machined but not vulcanized state.
Die zum Formen der Hälften benützte !Form oder Formen wird oder werden durch Einführung von Druckluft oder eines anderen geeigneten Gases, wie z.B. Stickstoff, unter einen geeigneten Druck gesetzt. Vorzugsweise wird ein Druck von wenigstens 0,35 kg/cm2 (5 pounds per square inch p.s.i·) angewandt, aber es können wesentlich höhere Drucke angewandt werden, wenn dies erwünscht ist. Der Gasdruck kann allgemein zwei Zwecken dienen: Er wird in die Form an einer solchen Stelle eingeführt, dass das Gas nicht zwischen der ausgeformten Hälfte und der Oberfläche der lorminatrix fliessen kann, da das die Lage sichernde "Angussstück so geeignet geformt ist, dass ein gasdichter Verschluss um die Formmatrizenaussparung herum erhalten wird. Auf diese Weise hält der Gasdruck die ausgeformte Fläche gegen die Oberfläche der Fommatrix, wenn die Form geÖffn£ wird. Der Gasdruck wirkt ebenfalls jeglicher Neigung des warmen Kautschuks entgegen, bä Öffnung der Form Gas abzugeben. Die Abgabe von Gas wird dadurch hervorgerufen, dass sich bei öffnung der Form Flüssigkeit im Kautschuk verflüchtigt, und führt zu einer unerwünschten Porosität im Kautschuk und einer unansehnlichen Oberflächenbeschaffenheit.The shape or shapes used to shape the halves becomes or by introducing compressed air or another suitable gas, such as nitrogen, under a suitable Pressure set. Preferably, a pressure of at least 0.35 kg / cm2 (5 pounds per square inch p.s.i ·) is applied, but much higher pressures can be used if so desired. The gas pressure can generally serve two purposes serve: it is inserted into the mold in such a place that the gas does not get between the molded half and the surface of the lorminatrix can flow, since that the Position securing "sprue is suitably shaped so that a gas-tight seal around the molding die recess is obtained. In this way, the gas pressure holds the formed surface against the surface of the mold matrix when the Form is opened. The gas pressure also counteracts any tendency of the warm rubber to open the mold To release gas. The release of gas is caused by the fact that liquid in the rubber evaporates when the mold is opened, and leads to undesirable porosity in the rubber and an unsightly surface finish.
Bei der Produktion von Schläuchen für Reifen können nach dieser Methode z.B. bis zu drei Schläuche gleichzeitig ausgeformt werden. Der innere Durchmesser des Schlauches wie er ausgeformt wird, ist vorzugsweise derselbe wie der eines Schlauches entsprechender Grosse mit kreisförmigem Querschnitt. Dabei ist die Länge des Umfangs des Querschnitts des Reifens dieselbe wie die des entsprechenden Schlauches mit kreisförmigem Querschnitt.In the production of inner tubes for tires you can use this Method e.g. up to three hoses formed at the same time will. The inner diameter of the hose as it is formed is preferably the same as that of a hose Corresponding size with a circular cross-section. Here is the length of the circumference of the cross section of the tire the same as that of the corresponding tube of circular cross-section.
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In einer wahlweise zur üfecfügung stehenden Arbeitsweise können die Hälften des Gegenstandes jedoch zusammengefügt werden und schon vor Beendigung des Vulkanisiervorganges aus der anfänglichen Form herausgenommen und in einer grösseren Form aufgeblasen werden, in der der Vulkanisiervorgang abgeschlossen wird· und dem Gegenstand seine endgültigen Abmessungen gegeben werden. Falls gewünscht, kann die grössere Form einen grösseren inneren Durchmesser haben als die anfängliche Form, In diesem Fall wird der Gegenstand dazu gebracht, sich in die grössere Form auszudehnen· Derart können von einer ersten Form verschiedene Grossen und innere Durchmesser einesEndproduktes hergestellt werden, wobei die zweite Form, in der die endgültige Vulkanisierung stattfindet, nur eine relativ leichte Konstruktion zu sein braucht, die dem Druck zum Aufblasen des Schlauches standhält.In a working method that is optionally available However, the halves of the object are joined together and from the initial one before the end of the vulcanization process The mold can be removed and inflated into a larger mold in which the vulcanization process is completed and the object will be given its final dimensions. If desired, the larger shape can be one have a larger inner diameter than the initial shape, in this case the object is made to move into the In this way, sizes and inner diameters of an end product can be different from a first form The second mold, in which the final vulcanization takes place, is only a relative one needs to be lightweight construction that can withstand the pressure to inflate the tube.
Falls gewünscht, braucht die anfängliche Formmatrix in Aufsicht nicht kreisförmig zu sein, sondern sie kann auch einen verschlungenen oder sonst gewundenen Verlauf annehmen, um einen Schlauch zu formen, der einen grösseren Durchmesser als den äusseren Durchmesser der Formmatrix besitzt· Falls gewünscht, kann ein solcher Schlauch auch nach Zusammenfügen der Hälften, aber vor Beendigung des Vulkanisierens aus der ersten Form herausgenommen und in einer kreisförmigen Form geeigneter Grosse aufgeblasen werden, in der die Vulkanisierung abgeschlossen wird.If desired, the initial shape matrix need not be circular in plan, but can be assume a tortuous or otherwise tortuous course in order to form a tube with a larger diameter than the outer diameter of the mold matrix · If desired, such a hose can also be used after joining of the halves, but removed from the first mold and in a circular shape prior to the completion of vulcanization suitable size are inflated in which the vulcanization is completed.
Falls erwünscht, können während des Ausformens der Hälften die Ventile in geeignete Hälften der Schläuche eingeformt werden.If desired, during the molding of the halves, the valves can be molded into suitable halves of the tubing will.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erläutert, wobeiThe invention will now be explained using an exemplary embodiment and with reference to the accompanying drawings, wherein
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Pig. 1 einen Schlauch für einen Reifen zeigt, der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt ist;Pig. Fig. 1 shows a tube for a tire made according to the method according to the invention;
Fig. 2 einen Schlauch von gleichem inneren Durchmesser und kreisförmigen Querschnitt zeigt;Figure 2 shows a hose of the same internal diameter and circular cross-section;
Fig. 5 zeigt einen Satz von drei ineinandergeschachtelten Schläuchen mit eingeformten Ventilen, wie er nach der Erfindung hergestellt wird;Figure 5 shows a set of three nested Hoses with molded-in valves, as made according to the invention;
Fig. 4 und 5 zeigen zum Vergleich eine seitliche Ansicht und einen Schnitt von Schläuchen entsprechender Grosse, wobei einer ein Schlauch mit kreisförmigem Querschnitt ist und der andere gemäss dieser Erfindung eine im wesentlichen elliptische Gestalt hat 4FIGS. 4 and 5 show a side view and for comparison a section of hoses of corresponding size, one being a hose with a circular And the other according to this invention is a substantially elliptical shape has 4
Fig. 6 und 7 zeigen mögliche nicht kreisförmige Formen, zuFigures 6 and 7 show possible non-circular shapes, too
denen Schläuche dieser Erfindung geformt werden könnten.which tubing of this invention could be molded.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat der Schlauch 1 nach dieser Erfindung so wie er ausgeformt ist, eine abgeflachte Querschnittsform, deren äusserer Durchmesser beträchtlich kleiner ist als der eines Schlauches 5 (vgl. Fig. 2) mit kreisförmigem Querschnitt und gleichem inneren Durchmesser. In einer der Hälften des Schlauches ist ein Ventil zum Aufblasen 2 angebracht und die Umfangsverbindungslinien 3, 4- erstrecken sich sowohl auf den inneren als auch den äusseren Enden um den Äquator des Schlauches herum.As shown in Fig. 1, the hose 1 according to this invention as it is shaped, a flattened cross-sectional shape, the outer diameter of which is considerably smaller is than that of a hose 5 (see. Fig. 2) with a circular cross-section and the same inner diameter. In one of the A valve for inflation 2 is attached to halves of the hose and the circumferential connection lines 3, 4- extend on both the inner and outer ends around the equator of the tube.
Die Weite r in radialer Hichtung eines Schlauches mit abge-The width r in the radial direction of a hose with
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flachter Querschnittsform ist somit auch beträchtlich kleiner als die Weite r1 in radialer Richtung eines Schlauches mit kreisförmigem Querschnitt, gleichem innerem Durchmesser (I/D) und gleicher Länge des Umfangs des Querschnitts« Dies wird schematisch in den Fig. 4 und 5 erläutert.The flat cross-sectional shape is therefore also considerably smaller than the width r 1 in the radial direction of a hose with a circular cross-section, the same internal diameter (I / D) and the same length of the circumference of the cross-section. This is illustrated schematically in FIGS.
Logischerweise ist die axiale Ausdehnung a eines Schlauches mit abgeflachtem Querschnitt grosser als die axiale Ausdehnung a' eines Schlauches mit kreisförmigem Querschnitt, gleichem inneren Durchmesser und gleicher Länge des Umfangs des Querschnitts (vgl. wiederum Fig. 4· und 5)· Diese Ausdehnung ist jedoch von geringerer Bedeutung, denn der die Kosten am meisten beeinflussende Faktor bei einem Formverfahren der betrachteten Art ist der erfordoöLiche Durchmesser der Presse. Der Faktor, der durch die axiale Ausdehnung a des Schlauches beeinflusst wird, ist die Ziehtiefe in der Form. Unter Beibehaltung eines abgeflachten Querschnitts kann diese Tiefe, fal^Ls gewünscht j vermindert werden, indem Schlauchhälften ausgeformt werden, die im Querschnitt die Form eines "W" anstatt der oben beschriebenen Form eines 11U" oder eine andere solche gewellte Form haben.Logically, the axial extension a of a hose with a flattened cross-section is greater than the axial extension a 'of a hose with a circular cross-section, the same inner diameter and the same length of the circumference of the cross-section (see again FIGS. 4 and 5) of lesser importance, because the most cost-influencing factor in a molding process of the type under consideration is the required diameter of the press. The factor that is influenced by the axial extension a of the hose is the depth of draw in the mold. While maintaining a flattened cross-section of this depth fal ^ Ls desired j be reduced, by making tube halves are formed, which have the shape of a "W" instead of the above-described form of a 11 U "or other such corrugated shape in cross section.
Fig. J zeigt, wie in einer Form von ähnlichem äusseren Durchmesser, wie sie benötigt wird, um einen Schlauch mit kreisförmigem Querschnitt und dem gleichen inneren Durchmesser,· mit dem des kleinsten Schlauches des Satzes herzustellen, ein Satz mehrerer Schläuche mit abgeflachtem Querschnitt ausgeformt werden kann. In einer einzigen Form können gleichzeitig drei Schläuche 6, 7 und 8 ausgeformt und zusammengefügt werden. Die Iquatorlinien der Schläuche liegen in derselben Ebene 9» die der Schliessfläche einer zweiteiligen Form zur Herstellung der Schläuche entspricht, deren jede Hälfte drei konzentrisch angeordnete Formatrizen enthält* Infolge des zunehmenden inneren Durchmessers der ausgeformten Schläuche nimmt auch dieFig. J shows how in a shape of similar outer diameter, as it is needed to make a hose with circular Cross-section and the same inner diameter as that of the smallest hose in the set Set of several hoses with a flattened cross-section can be shaped. In a single form you can have three at the same time Hoses 6, 7 and 8 are molded and joined together. The equator lines of the tubes lie in the same plane 9 »the corresponds to the closing surface of a two-part mold for the production of the tubes, each half of which is three concentric contains arranged format dies * As a result of the increasing inner diameter of the formed tubes, the
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axiale Ausdehnung der Schläuche zu, wobei hinsichtlich dieser beiden Punkte der !Schlauch 6 der kleinste Schlauch ist und Schlauch 8 der grösste. Somit wird die Teife der Formmatrizen in den Formhälften zur Herstellung der Schläuche mit dem Durchmesser der Matrize zunehmen. Dies hat den Vorteil, dass Aufblasventile (10, 11 und 12) in Fig. 3 in die Schläuche eingeformt werden können, obwohl zwischen ihnen nur ein beschränkter Platz zur Verfugung steht.axial expansion of the hoses, with the hose 6 being the smallest hose with regard to these two points and Tube 8 is the largest. This increases the depth of the molding dies increase in the mold halves for the production of the tubes with the diameter of the die. This has the advantage that inflation valves (10, 11 and 12) in Fig. 3 molded into the hoses although there is limited space between them.
Figuren 6 und 7 erläutern die Aufsicht von möglichen nichtkreisförmigen Formen, zu denen ein Schlauch von abgeflachtem Querschnitt ausgeformt werden könnte. Auf diese Weise kann das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des aufgeblasenen Schlauches und dem äusseren Durchmesser der Formmatrize, in der er hergestellt wird, z.B. bis in die Gegend 1,6 bis 1 gewählt werden.Figures 6 and 7 illustrate the top view of possible non-circular shapes to which a tube of flattened Cross section could be shaped. In this way the ratio between the diameter of the inflated Hose and the outer diameter of the molding die in which it is manufactured, e.g. up to 1.6 to 1 to get voted.
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