DE3437628C1 - Verfahren zum Vulkanisieren von hohlen Gegenständen, insbesondere Gummireifen - Google Patents

Description

3 Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn- 30 lung.

zeichnet, daß mittels eines Strahlverdichters eine Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein VerVerdichtung mit dem unter Druck stehenden inerten fahren anzugeben, das mit vertretbarem Aufwand an Gas erfolgt. gasförmigem Heizmedium für die Wärmezufuhr in den

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Formkörper eine einwandfreie und störungsfreie Vulkadadurch gekennzeichnet, daß das dem Pufferspei- 35 nisation ermöglicht.

eher entnommene Gas beim Einleiten in die Mem- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost,

bran verdichtet wird. daß fur die Wärmezufuhr in den Formkörper aus-

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn- schließlich inertes Gas verwendet wird, das Gas aus dem zeichnet, daß mittels eines Strahlverdichters eine Formkörper zunächst in einen Pufferspeicher entspannt Verdichtung mit unter Druck stehendem inerten 40 wird und nach dem Erreichen des Gleichgewichtsdrucks Gas erfolgt. ^alJf Unterdruck entspannt und zum erneuten Füllen des

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Formkörpers zunächst Gas bis zürn Gleichgewichtsdadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Gas- druck aus dem Pufferspeicher entnommen wird. strahl-Vakuumpumpe das Absaugen des restlichen Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird als heißes Gases aus dem Formkörper mit unter Druck stehen- 45 Medium ausschließlich inertes Gas, insbesondere Stickder Luft erfolgt ^stoff- verwendet. Stickstoff bietet sich als am wenigsten

aufwendiges Gas an. Die Verwendung eines inerten

Gases hat den Vorteil, daß die Wanddicke der Membran

verhältnismäßig klein gewählt werden kann, ohne daß 50 die Gefahr vorzeitiger Störungen durch Beschädigun-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum gen der Formkörperwände besteht. Wie bereits ausge-Vulkanisieren von hohlen Gegenständen, insbesondere führt, hängt der Wärmeübergang von der Wanddicke Gummireifen, bei dem der Rohling aus Natur- oder Syn- des Formkörpers (Membran, Balg o.dgl.) ab und ist nathesekautschuk in eine Vulkanisierform eingelegt wird, turgemäß günstiger bei kleiner Wanddicke. Auch der in den Hohlraum des Rohlings ein dem Hohlraum an- 55 Energieaufwand wird dadurch reduziert, paßbarer Formkörper aus elastisch verformbarem Ma- Eine Verwendung von Stickstoff ohne weitere MaIl-

terial eingeführt wird, nach geschlossener Vulkanisier- nahmen würde zu aufwendig sein, da nach jedem Vulkaform für die Wärmezufuhr in den Formkörper erwärm- nisiervorgang die gesamte für einen Produktionsvortes inertes Gas, insbesondere Stickstoff, unter Druck in gang notwendige Gasmenge in die Atmosphäre entlasden Formkörper eingeleitet wird und nach Beendigung 60 sen würde. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nun des Vulkanisiervorgangs vor dem Entfernen des vulka- vor, daß nach Beendigung des Vulkanisiervorgangs das «τ, nisierten Gegenstands das Gas in dem Formkörper mit- Gas zunächst in einem Pufferspeicher entspannt wird.

ί i tels einer Vakuumpumpe auf Unterdruck entspannt Nachdem eine gewisse Gasmenge in den Pufferspeicher

l*j _wj_rcj geströmt ist, stellt sich ein Gleichgewichtsdruck ein, der

IX Gummireifen für Automobile und dergleichen wer- 65 - abhängig von dem Füllungsgrad des Pufferspeichers

Y den zumeist in einer zweiteiligen Vulkanisierform her- - erheblich unter dem Betriebsdruck in der Vulkani-

H gestellt Innerhalb des Formhohlraums befindet sich ei- sierform liegt. Nach einer gewissen Anzahl von Vulkani-

B ne aufweitbare Membran, in die während des Vulkani- siervorgängen liegt dieser Druck etwa auf der Hälfte

des üblichen Drucks in der Vulkanisierform. Dieser bewegt sich zwischen 16 und 30 bar. Bei einem erneuten Vulkanisiervorgang wird dann die Vulkanisierform zunächst aus dem Pufferspeicher gespeist, und zwar wiederum bis zum Gleichgewichtsdruck, bevor aus der Inertgasdruckquelle eine weitere Gaszufuhr bis zum Betriebsdruck erfolgt

Auf diese Weise ist es möglich, eine merkliche Verringerung der benötigten Gasmenge zu erzielen.

Eine größere Gasmenge läßt sich in den Pufferspeicher hinein und aus diesem heraus in die Vulkanisierform leiten, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung das dem Formkörper entnommene Gas beim Einleiten in den Pufferspeicher verdichtet wird. Besonders vorteilhaft ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, wenn mittels eines Strahlverdichters eine Verdichtung mit dem unter Druck stehenden inerten Gas erfolgt Strahlverdichter oder auch sogenannte Injektoren, sind an sich bekannt Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das inerte Gas aus der Gasdruckquelle als Treibergas verwendet das das Gas aus der Vulkanisierform abzieht und in den Pufferspeicher drückt Auf diese Weise ist es möglich, die der Vulkanisierform zu entnehmende und wiederverwendbare Gasmenge merklich zu erhöhen, ohne daß Verluste auftreten.

Aufgrund des höheren Druckniveaus im Pufferspeicher läßt sich bei einem neuen Vulkanisiervorgang eine größere Gasmenge aus dem Pufferspeicher in die Vulkanisierform eintragen. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß das dem Pufferspeicher entnommene Gas beim Einleiter in dem Formkörper verdichtet wird. Auch hier kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mittels eines Strahl Verdichters eine Verdichtung mit unter Druck stehendem inerten Gas erfolgen. Es läßt sich mithin eine relativ große im Puffer gespeicherte Gasmenge wieder in die Vulkanisierform zurückbringen. Dadurch wird die Gesamtmenge des in die Atmosphäre zu entlassenden Gases merklich verringert. Insgesamt kann eine Einsparung von etwa 30% erzielt werden gegenüber einer Gasmenge ohne Rückgewinnung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Es wurde bereits erwähnt, daß eine Vakuumpumpe notwendig ist, um nach Beendigung des Vulkanisiervorgangs in der Membran einen Unterdruck zu erzeugen. In diesem Zusammenhang sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß mittels eines Strahlverdichters das Absaugen des restlichen Gases aus der Membran mit unter Druck stehender Luft erfolgt. Strahlverdichter sind außerordentlich unaufwendig. Druckluft steht normalerweise in Fabrikationsstätten zur Herstellung von Gummireifen und ähnlichem ausreichend zur Verfügung. Mit Hilfe der vorgeschlagenen Maßnahme läßt sich daher auf besonders wirtschaftliche Weise dieser Verfahrensschritt durchführen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein Fließschema einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bevor auf die in der Zeichnung dargestellten Einzelheiten näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der beschriebenen Merkmale für sich oder in Verbindung mit Merkmalen der Ansprüche von erfindungswesentlicher Bedeutung ist.

Eine nicht gezeigte Stickstoffquelle unter Druck, z. B. zwischen 16 und 30 Bar ist, über eine Leitung 10 mit einer Vulkanisierform 11 über ein Druckregelventil 12 und ein Schaltventil 13 verbunden. Die Vulkanisierform 11 dient z.B. zur Herstellung von Gummireifen. Die Leitung 10 ist mit einer inneren, als Formkörper dienenden, flexiblen Membran verbunden, die in den Hohlraum des Rohlings eingelegt wird. An die Membran ist eine zweite Leitung 14 angeschlossen, in der ein Schaltventil 15 sitzt Die Leitung 14 zweigt sich in zwei Leitungen 16 und 17 auf. In der Leitung 17 sitzen zwei Schaltventile 18,19. Die Leitung 17 führt zu einem Pufferspeicherbehälter 20. Das Fassungsvermöge.«* des Behälters 20 ist ein Vielfaches des Volumens der Membran in der Vulkanisierform 11. Es kann z. B. zehnfach höher liegen. Die Leitung 16 ist über ein Schaltventil 21 an die Treiberdüse eines Strahlverdichters 22 angeschlossen. Der Diffusor des Strahlverdichters 22 ist über ein Schaltventil 23 und eine Leitung 24 an die Leitung 10 angeschlossen. Die Saugdüse des Strahlverdichters 22 ist über ein Schaltventil 25 an eine Leitung 26 angeschlossen, die in eine Leitung 27 mündet, die ebenfalls in den Speicherbehälter 20 führt In der Leitung 27 sind zwei Schaltventile 28 und 29 angeordnet Sie ist mit der Leitung 24 verbunden, und zwar auf der dem Verdichter 22 abgewandten Seite.

In einer Abzweigleitung 30, die von der Leitung 24 abgeht, ist ein Schaltventil 31 angeordnet. Die Leitung 30 führt zur Treiberdüse eines zweiten Strahlverdichters 32, dessen Diffusor mit einer Leitung 33 verbunden ist, die über ein Schaltventil 34 an die Leitung 17 angeschlossen ist. An die Leitung 17 ist zwischen den Schaltventilen 15 und 16 eine Abzweigleitung 35 angeschlossen, in der ein Schaltventil 36 liegt. Die Leitung 35 führt zur Saugdüse des Strahlverdichters 32.

Eine nicht gezeigte Druckluftquelle ist über eine Leitung 37 und ein Schaltventil 38 mit der Treiberdüse einer Gasstrahl-Vakuumpumpe 39 verbunden, deren Diffusor über eine Leitung 40 und ein Schaltventil 41 an Atmosphäre liegt. Die Saugdüse der Strahlpumpe 39 liegt über eine Leitung 42 und ein Schaltventil 43 an der Leitung 16 zwischen den Schaltventilen 15 und 21.
Die beschriebene Anlage arbeitet wie folgt.

Es sei zunächst angenommen, daß der Pufferspeicher 20 leer ist.

Nachdem der Rohling in die Vulkanisierform 11 eingelegt ist und die Membran sich im Hohlraum des Rohlings befindet und die Form wieder geschlossen ist, werden die Ventile 12 und 13 geöffnet. Alle übrigen Ventile sind geschlossen. Dadurch strömt Stickstoff in die Membran ein und baut entsprechend der Stellung des Regelventils 12 einen vorgegebenen Druck auf, der zwischen 16 und 30 bar liegen kann. Der zugeführte Stickstoff

so wird außerdem erwärmt, was hier aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt ist. Nachdem sich der Betriebsdruck aufgebaut hat, werden die Ventile 12, 13 geschlossen.

Nach Beendigung des Vulkanisiervorgangs werden die Ventile 15,18 und 19 geöffnet. Dadurch strömt eine gewisse Stickstoffmenge aus der Vulkanisierform in den Speicherbehälter 20, bis sich Gleichgewichtsdruck einstellt. Dieser kann mit einem nicht dargestellten Druckaufnehmer gemessen und in eine Steuervorrichtung gegeben werden. Nachdem der Gleichgewichtsdruck erreicht worden ist, wird das Ventil 18 geschlossen. Statt dessen werden die Ventile 31,34 und 36 geöffnet. Ferner wird das Ventil 12 geöffnet. Dadurch strömt Stickstoff unter Druck durch den Strahlverdichter und saugt eine weitere Gasmenge aus der Vulkanisierform 11 und drückt sie in den Behälter 20, bis ein weiterer nicht gezeigter Druckfühler den Grenzdruck in der Leitung 33 ermittelt. Bis auf das Ventil 15 werden anschließend

die erwähnten Ventile geschlossen. Statt dessen werden die Ventile 38, 43 und 41 geöffnet. Auf diese Weise arbeitet der Strahlverdichter 39 als Vakuumpumpe und saugt mit Hilfe von über die Leitung 37 zugeführter Druckluft den restlichen Stickstoff aus der Membran bis zu einem vorgegebenen Unterdruck. Nur diese Gasmenge wird in die Atmosphäre entlassen. Nur diese relativ kleine Gasmenge ist unwiederbringlich verloren.

Nach Beendigung des Absaugvorgangs werden die Ventile 38,43 und 41 wieder geschlossen.

Nachdem der Formling aus der Vulkanisierform 11 entnommen und ein neuer Rohling eingelegt und die Membran plaziert ist, werden nach dem Schließen der Vulkanisierform 11 die Ventile 19, 18 und 15 geöffnet. Auf diese Weise wird aus dem Speicherbehälter 20 eine vorgegebene Gasmenge in die Vulkanisierform 11 geleitet bis Gleichgewichtsdruck zwischen der Membran und dem Behälter 10 besteht. Danach werden die Ventile 19 und 18 geschlossen. Das Ventil 15 bleibt geöffnet. Ferner werden die Ventile 21, 23 und 12 geöffnet. Der Strahlverdichter 12 saugt mit Hilfe des unter Druck stehenden Stickstoffs eine weitere Gasmenge aus dem Speicherbehälter 20 und drückt sie in die Vulkanisierform 11. Dieser Vorgang wird beendet, bis in der Leitung 35, festgestellt durch einen Druckfühler, ein Grenzdruck erreicht ist. Durch Aussteuerung der entsprechenden Ventile wird der Strahlverdichter 32 abgeschaltet. Anschließend wird die restliche Gasmenge bis zum Betriebsdruck in der Vulkanisierform aus der Stickstoffquelle eingespeist Durch entsprechende Schaltung der Ventile wird verhindert, daß dabei Stickstoff in den Speicher 20 strömt. Die anschließenden Vorgänge laufen wie oben beschrieben ab.

Es versteht sich, daß die beschriebenen Vorgänge völlig automatisch ablaufen und durch die entsprechenden Steuervorrichtungen gesteuert werden können. Zu diesem Zwecke können sämtliche Ventile mit einem Verstellantrieb versehen werden. Die erwähnten Druckmeßfühler sorgen für die Einhaltung der vorgegebenen Drücke durch Abgabe entsprechender Drucksignale an die Steuervorrichtung, die dann entsprechende Stellsignale für die einzelnen Ventile abgibt.

Nach einer bestimmten Anzahl von Vulkanisiervorgängen stellt sich im Speicherbehälter 20 ein um einen mittleren Druckwert leicht schwankender Druck ein, der etwa auf der Hälfte des Betriebsdruckes in der Vulkanisierform 11 liegt

Durch geeignete Schaltungen kann die Anzahl der Strahlverdichter verringert werden, theoretisch auf einen einzigen. Es sind dann zusätzliche Leitungen und Ventile notwendig, um die verschiedenen Funktionen zu übernehmen. Ferner können die Strahlverdichter 22,23 durch übliche motorgetriebene Kompressoren ersetzt werden, was insbesondere bei der Versorgung einer größeren Anzahl von Vulkanisierformen zweckmäßig sein kann. Auch hier kann ein einziger Kompressor durch geeignete Schaltungen mehrere Funktionen übernehmen, soweit sie zeitlich nacheinander ablaufen. Ferner kann die Gasstrahl-Vakuumpumpe durch eine andere Vakuumpumpe ersetzt werden. In jedem Fall dürfte der Energieaufwand bei motorgetriebenen Kompressoren bzw. Pumpen höher liegen als bei Verwendung von Injektoren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 siervorgangs heißes Medium unter Druck eingeleitet Patentansprüche: wird. Auf diese Weise wird von innen ein Druck auf den Rohling ausgeübt, der dadurch gegen die Wandungen

1. Verfahren zum Vulkanisieren von hohlen Ge- der Formhälften gepreßt wird. Das erhitzte Medium genständen, insbesondere Gummireifen, bei dem der 5 sorgt für eine Beheizung des Rohlings von innen, wäh-Rohling aus Natur- oder Synthesekautschuk in eine rend von außen über die Formhälften Wärme zugeführt Vulkanisierform eingelegt wird, in den Hohlraum wird.

des Rohlings ein dem Hohlraum anpaßbarer aufblas- Es ist bekannt, als warmes Medium Wasserdampf

barer Formkörper aus elastisch verformbarem Ma- und/oder heißes Wasser zu verwendea Der hierfür erterial eingeführt wird, nach geschlossener Vulkani- io forderliche Energiebedarf ist verhältnismäßig hoch. Ausierform für die Wärmezufuhr in den Formkörper ßerdem wird die Membran mechanisch stark beanerwärmtes inertes Gas, insbesondere Stickstoff, un- spmcht und muß daher mit einer ausreichenden Wandter Druck in den Formkörper eingeleitet wird und dicke versehen werdea Eine verhältnismäßig große nach Beendigung des Vulkanisiervorgangs vor dem Wanddicke stört jedoch den Wärmeübergang vom Me-Entfernen des vulkanisierten Gegenstandes das Gas 15 dium auf den Rohling.

in dem Formkörper mittels einer Vakuumpumpe auf Es ist auch bekannt, während eines ersten Zyklusab-

Unterdruck entspannt wird, dadurch gekenn- schnittes Dampf in den Reifenhohlraum einzuführen zeichnet daß für die Wärme7ufuhr in den Form- und in einem zweiten Zyklusabschnitt inertes Gas körper ausschließlich inertes Gas verwendet wird, (DE-PS 25 14 274). Das Inertgas wird als Leckprüfmedidas Gas aus dem Formkörper zunächst in einen Puf- 20 um verwendet, um Druckänderungen, die sich aus der ferspeicher entspannt wird und nach dem Erreichen Kondensation des Dampfes ergeben, fur erne Leckandes Gleichgewichtsdrucks auf Unterdruck entspannt zeige zu unterdrücken.

wird und zum erneuten Füllen des Formkörpers zu- Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art zum

nächst Gas bis zum Gleichgewichtsdruck aus dem Stand der Technik wird in den Formkörper inertes Gas, Pufferspeicher entnommen wird. 25 zum Beispiel Stickstoff, eingetragen (DE-OS 33 40 630).

2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Das inerte Gas dient nicht maßgeblich als Warmetrager, zeichnet, daß das dem Formkörper entnommene sondern im wesentlichen als Druckmedium. Die eigent-Gas beim Einleiten in den Pufferspeicher verdichtet liehe Wärmezufuhr zum Rohling erfolgt in Form elektri_wird scher Energie durch Wärmeleitung oder Wärmestrah-