DE4033677A1 - Nozzle for transfer press - has hollow annular space filled with liq. to cool it and reduce deposits - Google Patents

Nozzle for transfer press - has hollow annular space filled with liq. to cool it and reduce deposits

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Abstract

The nozzle of a transfer press for the mfr. of rubber articles has an annular space contg. a liq. which evaporates to cool the lower part of the space. It condenses in the upper, cooler part of the space and then runs back into the lower part. The liq. can be water and can fill about 1/3 of the space which can have a total volume of 1-20 cubic cm. The base plate consists of two sheets which are sepd. by an insulating layer. The nozzle has a liner and an outer wall which together form a hollow space sealed by a ring. The rubber mixt. in the die adjacent to the lower plate can reach up to 150 deg.C. Water boils at 100 deg.C to cool the lower section and the vapour condenses in the relatively cooler region in contact with the upper plate. The insert including the mouth piece is kept below the vulcanisation temp. so that deposits are avoided. USE/ADVANTAGE - Keeps the temp. below the vulcanisation temp. and prevents premature vulcanisation resulting in contaminating deposits. (0/1)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kon­ stanthaltung der Temperatur in der Düse einer Transfer- Presse für die Herstellung und Ausvulkanisation von Gum­ mi-Formartikeln; wobei die unvulkanisierte Kautschukmi­ schung im Transferzylinder vorgewärmt und mittels des Transfer-Kolbens durch die Düse in das Formennest trans­ feriert wird, sowie eine isotherme Transfer-Düse zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for Kon maintaining the temperature in the nozzle of a transfer Press for the production and vulcanization of gum mi molded articles; being the unvulcanized rubber preheated in the transfer cylinder and by means of the Transfer piston through the nozzle into the mold cavity is refined, as well as an isothermal transfer nozzle Performing this procedure.

Beim Transfer-Verfahren wird üblicherweise die für eine Füllung der Formennester erforderliche Menge der ent­ sprechenden Kautschukmischung im oberen Teil der Vulkani­ sierform in den Transferzylinder eingelegt und anschlie­ ßend über die Düse in die Formennester transferiert. Da­ bei verbleibt stets eine 2-4 mm starke Kautschukmatte im Transferzylinder und im Düsenkanal, die mit ausvulka­ nisiert, da die Bodenplatte des Transferzylinders die gleiche Temperatur annimmt wie die eigentlichen Formen­ nester. Selbst wenn man den unteren Bereich des Transfer­ zylinders gesondert kühlen und auf einer Temperatur un­ terhalb der Vulkanisationstemperatur des Kautschuks hal­ ten würde, würde dann immer noch der Kautschuk im Düsen­ kanal aus- oder anvulkanisieren und die Düse verstopfen. Insgesamt ergibt sich also durch den verbleibenden Kautschuk im Transferzylinder und in der Düse ein relativ hoher Materialverlust, abgesehen von den zeitlichen Ver­ zögerungen bei den einzelnen Vulkanisationszyklen durch erforderliches Entfernen der vulkanisierten Reste.The transfer method is usually the one Filling the mold cavities required amount of the ent speaking rubber compound in the upper part of the Vulkani sierform inserted in the transfer cylinder and then ß transferred to the mold nests via the nozzle. There a 2-4 mm thick rubber mat always remains in the transfer cylinder and in the nozzle channel, which with ausvulka nized because the base plate of the transfer cylinder takes on the same temperature as the actual shapes nests. Even if you look at the bottom of the transfer cool the cylinders separately and at a temperature un below the vulcanization temperature of the rubber hal the rubber would still be in the nozzle Vulcanize or vulcanize the channel and clog the nozzle. Overall, the result is the remaining one Rubber in the transfer cylinder and in the nozzle a relative high material loss, apart from the temporal ver  delays in the individual vulcanization cycles necessary removal of the vulcanized residues.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zur Konstanthaltung der Temperatur in der Düse und im Transferzylinder auf einem relativ niedrigen Niveau anzugeben, wodurch eine Temperatur gehalten wird, die un­ terhalb der Vulkanisationstemperatur der Kautschukmi­ schung liegt und damit sicher gewährleistet, daß die in der Düse und im Transferzylinder befindlichen Mischungs­ anteile nicht vorzeitig an- oder ausvulkanisieren.The invention is therefore based on the object, a Ver drive to keep the temperature in the nozzle and constant in the transfer cylinder at a relatively low level specify what maintains a temperature that is un below the vulcanization temperature of the rubber compound research and thus ensures that the in the nozzle and the mixture in the transfer cylinder Do not vulcanize or vulcanize parts prematurely.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der untere Bereich der Düse im Bereich der Austritts­ öffnung zum Formennest von einer in einem abgeschlossenen Ringraum enthaltenen Flüssigkeit gekühlt wird, die bei Temperaturanstieg verdampft und im kälteren, oberen Teil des Ringraumes wieder kondensiert und zum Flüssigkeitsbe­ reich zurückläuft.To achieve this object, the invention provides that the lower area of the nozzle in the area of the outlet opening to the mold nest from one in a closed Liquid contained in the annulus is cooled, which Temperature rise evaporates and in the colder, upper part of the annulus again condensed and to the liquid runs back richly.

Durch diese nahezu isotherme Verdampfung und Rückkonden­ sation wird die Düsenwandung praktisch auf der Verdamp­ fungstemperatur der Flüssigkeit gehalten, die allein ab­ hängig ist von dem sich über der Flüssigkeit einstellen­ den Dampfdruck und damit auch vom Volumenanteil des flüs­ sigkeitsfreien Ringraumes oberhalb des Flüssigkeitsspie­ gels.Due to this almost isothermal evaporation and recondensation The nozzle wall is practically on the evaporator the temperature of the liquid is kept alone depending on which is above the liquid the vapor pressure and thus the volume fraction of the river liquid-free annular space above the liquid spike gels.

Zweckmäßigerweise wird als Flüssigkeit Wasser verwendet, da diese Flüssigkeit eine hohe Verdampfungsenthalpie auf­ weist, damit der Düsenwandung ein Optimum an Wärme ent­ zieht und darüber hinaus in einem Temperaturbereich ver­ dampft, der sicher unterhalb der Vulkanisationstemperatur der Kautschukmischung liegt. Appropriately, water is used as the liquid, because this liquid has a high enthalpy of vaporization has, so that the nozzle wall ent optimum heat pulls and also ver in a temperature range vapors safely below the vulcanization temperature the rubber compound.  

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine ent­ sprechende isotherme Transfer-Düse zur Durchführung des genannten Verfahrens. Dabei ist erfindungsgemäß vorgese­ hen, daß oberer und unterer Bereich der Bodenplatte des Transferzylinders voneinander isoliert sind und ein die Bodenplatte durchsetzender Düseneinsatz konzentrisch und mit Abstand von einer zweiten Wandung umgeben ist derart, daß zwischen dem Düseneinsatz und der zweiten Wandung ein abgeschlossener, druckdichter Hohlraum gebildet ist und daß dieser Hohlraum teilweise mit Wasser gefüllt ist.The invention also relates to an ent speaking isothermal transfer nozzle for performing the mentioned procedure. It is vorese according to the invention hen that upper and lower area of the bottom plate of the Transfer cylinders are isolated from each other and a die Bottom plate penetrating nozzle insert concentric and is surrounded at a distance by a second wall, that between the nozzle insert and the second wall closed, pressure-tight cavity is formed and that this cavity is partially filled with water.

Dabei ist es im einzelnen zweckmäßig, wenn die Bodenplat­ te horizontal in eine obere und eine untere, durch eine Isolierschicht voneinander getrennte Platte unterteilt ist und daß zwischen unterer Platte und äußerer Wandung des Düseneinsatzes eine weitere Isolierschicht vorgesehen ist.It is useful if the floor plate te horizontally into an upper and a lower, through a Insulating layer divided separate plate is and that between the lower plate and the outer wall a further insulating layer is provided for the nozzle insert is.

Die äußere Wandung kann sich stufenweise verengend die Bodenplatte auf ihrer gesamten Höhe durchsetzen und mit ihrem unteren Ende das Düsenmundstück bilden, auf das innen der konisch zulaufende Düseneinsatz flüssigkeits­ dicht aufgesetzt ist.The outer wall can gradually narrow the Push through the base plate at its entire height and with at its lower end form the nozzle mouthpiece onto which inside the tapered nozzle insert liquid is placed tightly.

Zweckmäßigerweise ist der Hohlraum zwischen äußerer Wan­ dung und Düseneinsatz am oberen Ende mit einem eingesetz­ ten Ring flüssigkeitsdicht abgeschlossen.The cavity between the outer wall is expedient dung and nozzle insert at the top end with one inserted th ring sealed liquid-tight.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn der Hohlraum zu etwa 1/3 mit Wasser gefüllt ist.It has proven to be particularly useful if the Cavity is filled to about 1/3 with water.

Dabei sollte der Hohlraum ein Volumen von etwa 1-20 cm3 aufweisen.The cavity should have a volume of about 1-20 cm 3 .

Anhand einer schematischen Zeichnung ist Aufbau und Funk­ tion einer isothermen Transfer-Düse nach der Erfindung näher erläutert.Based on a schematic drawing is structure and radio  tion of an isothermal transfer nozzle according to the invention explained in more detail.

Dabei zeigt die einzige Figur einen Teillängsschnitt durch die Bodenplatte eines Transferzylinders mit der eingesetzten Transfer-Düse.The only figure shows a partial longitudinal section through the base plate of a transfer cylinder with the used transfer nozzle.

Wie man aus der einzigen Figur ersieht, ist die Boden­ platte 1 in zwei horizontale Platten 2 und 3 unterteilt, die durch eine Isolierschicht 4 voneinander getrennt sind. Die obere Platte 2 bildet die Stirnfläche des nicht näher dargestellten Transferzylinders mit dem Transfer­ kolben, während die untere Platte 3 die eigentlichen, ebenfalls nicht näher dargestellten Formennester nach oben abschließt.As can be seen from the single figure, the bottom plate 1 is divided into two horizontal plates 2 and 3 , which are separated by an insulating layer 4 . The upper plate 2 forms the end face of the transfer cylinder, not shown, with the transfer piston, while the lower plate 3 closes the actual mold nests, also not shown, at the top.

Die Platten 2 und 3 sind nunmehr von der eigentlichen Transfer-Düse 5 durchsetzt, die aus dem innenliegenden Düseneinsatz 6 sowie einer dazu in Abstand geführten außenliegenden zweiten Wandung 7 gebildet ist, die zwi­ schen sich einen Hohlraum 8 einschließen.The plates 2 and 3 are now penetrated by the actual transfer nozzle 5 , which is formed from the inner nozzle insert 6 and a spaced outer second wall 7 which enclose a cavity 8 between.

Konstruktionsmäßig kann dabei die außenliegende Wandung 7 so ausgebildet sein, daß sie sich stufenweise nach unten verengt und mit ihrem unteren Ende das eigentliche Düsen­ mundstück 9 bildet, auf das dann der Düseneinsatz 6, der sich nach oben geringfügig konisch erweitern kann, flüs­ sigkeitsdicht aufgesetzt ist. Der obere freie Spalt zwi­ schen Düseneinsatz 6 und äußerer Wandung 7 ist durch einen eingesetzten Ring 10 flüssigkeitsdicht abgeschlos­ sen. Im unteren Bereich ist die äußere Wandung 7 eben­ falls von einer Isolierschicht 11 umgeben, die eine Iso­ lierung zu der unteren, direkt an das Formennest angren­ zenden Platte 3 bildet. Structurally, the outer wall 7 can be designed so that it narrows gradually downwards and forms the actual nozzle mouthpiece 9 with its lower end, on which then the nozzle insert 6 , which can expand slightly conically upwards, is placed liquid-tight . The upper free gap between the nozzle insert's 6 and outer wall 7 is liquid-tightly closed by an inserted ring 10 . In the lower area, the outer wall 7 is just in case surrounded by an insulating layer 11 , which forms an insulation to the lower plate 3 directly adjoining the mold nest.

Der Hohlraum 8 ist nunmehr, wie aus der Zeichnung er­ sichtlich, etwa zu 1/3 mit einer Flüssigkeit 12, zweck­ mäßigerweise Wasser gefüllt.The cavity 8 is now, as can be seen from the drawing, about 1/3 filled with a liquid 12 , appropriately water.

Die Funktionsweise dieser Transfer-Düse ist etwa die fol­ gende: Die in den Transferzylinder eingelegte Kautschuk­ mischung wird etwa auf 80-120°C vorgewärmt und dann über die Düse 5 in das Formennest transferiert. Je nach Düsenform durchwärmt sich die Mischung dann noch einmal um 10-40°, so daß dann die Anfangstemperatur im Formen­ nest etwa bei 120°C liegt, aber auch bis 150°C erreicht werden können. Bei entsprechenden Temperaturen über 100°C verdampft dann das Wasser 12 im Hohlraum 8, wobei der im freien Hohlraum aufsteigende Wasserdampf an den kühleren Wandflächen im Bereich der oberen Platte 2, die ent­ sprechend temperiert ist, kondensiert und zum unteren Flüssigkeitsbereich 12 zurückläuft.The operation of this transfer nozzle is about the following: The rubber mixture inserted in the transfer cylinder is preheated to about 80-120 ° C and then transferred via the nozzle 5 into the mold cavity. Depending on the shape of the nozzle, the mixture warms up again by 10-40 °, so that the initial temperature in the mold nest is around 120 ° C, but can also be reached up to 150 ° C. At corresponding temperatures above 100 ° C, the water 12 then evaporates in the cavity 8 , the water vapor rising in the free cavity condensing on the cooler wall surfaces in the region of the upper plate 2 , which is accordingly tempered, and runs back to the lower liquid region 12 .

Damit wird also erreicht, daß über die gesamte Höhe des Düseneinsatzes 6 bis einschließlich zum Mundstück 9 die gleiche Temperatur herrscht, und zwar die Temperatur des oberen Bereiches der Platte 2. Damit bleibt der im Düsen­ kanal enthaltene Mischungsanteil sowie die Mischung im Transferzylinder stets auf einer Temperatur unterhalb der Vulkanisationstemperatur und kann somit nicht mehr vor­ zeitig aushärten.It is thus achieved that the same temperature prevails over the entire height of the nozzle insert 6 up to and including the mouthpiece 9 , namely the temperature of the upper region of the plate 2 . The mixture proportion contained in the nozzle channel and the mixture in the transfer cylinder thus always remain at a temperature below the vulcanization temperature and can therefore no longer cure prematurely.

Der wesentliche Vorteil dieses Verfahrens liegt vor allem in der Materialeinsparung und der guten Durchwärmung der Mischung im Transferzylinder, da nach dem beschriebenen Verfahren die Mischung einen ganzen Vulkanisationszyklus im Transferzylinder verbleiben kann und dort bei einer vergleichsweise dünnen Schichtdicke völlig auf die Tem­ peratur des Transfer-Kolbens und -Zylinders aufgewärmt wird, wobei ein typischer Mittelwert etwa 110°C beträgt. The main advantage of this procedure lies above all in material savings and good warming of the Mix in the transfer cylinder, since after the described Process the mixture an entire vulcanization cycle can remain in the transfer cylinder and there at one comparatively thin layer thickness completely on the tem temperature of the transfer piston and cylinder warmed up with a typical mean value of around 110 ° C.  

Darüber hinaus ist bei höheren Transferdrücken auch eine Starttemperatur im Formennest von bis zu 150° zu er­ reichen, wodurch die Vulkanisationszeit erheblich verrin­ gert werden kann, und zwar etwa in der gleichen Größen­ ordnung wie beim bekannten Injection-Molding-Verfahren, jedoch mit erheblich geringeren Investitions- und Rüstko­ sten und einem geringeren Materialverlust beim Mischungs­ wechsel. Damit wird das Transfer-Verfahren mit nur gerin­ gem Aufwand praktisch dem Injection-Molding-Verfahren ebenbürtig.In addition, at higher transfer pressures there is also a Starting temperature in the mold cavity of up to 150 ° range, which significantly reduces the vulcanization time can be about the same size order as in the known injection molding process, however, with significantly lower investment and set-up costs and less material loss during mixing change. This means that the transfer process is only a problem practically the injection molding process equal.

Claims (8)

1. Verfahren zur Konstanthaltung der Temperatur in der Düse einer Transfer-Presse für die Herstellung und Ausvulkanisation von Gummi-Formartikeln, wobei die unvul­ kanisierte Kautschukmischung im Transferzylinder vorge­ wärmt und mittels des Transfer-Kolbens durch die Düse in ein Formennest transferiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich der Düse im Bereich der Austritts­ öffnung zum Formennest von in einem abgeschlossenen Ring­ raum enthaltener Flüssigkeit gekühlt wird, die bei Tem­ peraturanstieg verdampft und im kälteren, oberen Teil des Ringraumes wieder kondensiert und zum Flüssigkeitsbereich zurückläuft.1. A method for maintaining the temperature in the nozzle of a transfer press for the production and vulcanization of molded rubber articles, wherein the unvulcanized rubber mixture is preheated in the transfer cylinder and transferred by the transfer piston through the nozzle into a mold cavity, characterized is that the lower portion of the nozzle in the area of the exit opening to the mold cavity space in a closed ring contained liquid cooled, the temperature gauge rose evaporated at Tem and condenses again in the colder, upper part of the annular space and flows back to the liquid area. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß als Flüssigkeit Wasser verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in net that water is used as liquid. 3. Isotherme Transfer-Düse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberer und unterer Bereich der Bodenplatte (1) des Trans­ ferzylinders voneinander isoliert sind und ein die Boden­ platte (1) durchsetzender Düseneinsatz (6) konzentrisch und mit Abstand von einer zweiten Wandung (7) umgeben ist derart, daß zwischen dem Düseneinsatz (6) und der zweiten Wandung (7) ein abgeschlossener, druckdichter Hohlraum (8) gebildet ist und daß dieser Hohlraum (8) teilweise mit Wasser (12) gefüllt ist. 3. Isothermal transfer nozzle for performing the method according to claim 1, characterized in that the upper and lower region of the base plate ( 1 ) of the trans ferzylinders are isolated from each other and a bottom plate ( 1 ) penetrating nozzle insert ( 6 ) concentrically and at a distance is surrounded by a second wall ( 7 ) such that a closed, pressure-tight cavity ( 8 ) is formed between the nozzle insert ( 6 ) and the second wall ( 7 ) and that this cavity ( 8 ) is partially filled with water ( 12 ) . 4. Isotherme Transfer-Düse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (1) horizontal in eine obere und eine untere, durch eine Isolierschicht (4) getrennte Platte (2, 3) unterteilt ist und daß zwischen unterer Platte (3) und äußerer Wandung (7) des Düsenein­ satzes (5) eine weitere Isolierschicht (11) vorgesehen ist.4. Isothermal transfer nozzle according to claim 3, characterized in that the base plate ( 1 ) is horizontally divided into an upper and a lower, by an insulating layer ( 4 ) separate plate ( 2 , 3 ) and that between the lower plate ( 3 ) and the outer wall ( 7 ) of the nozzle insert ( 5 ) a further insulating layer ( 11 ) is provided. 5. Isotherme Transfer-Düse nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wandung (7) sich stufenweise verengend die Bodenplatte (1) auf ihrer ge­ samten Höhe durchsetzt und mit ihrem unteren Ende das Dü­ senmundstück (9) bildet, auf das innen der konisch zulau­ fende Düseneinsatz (6) flüssigkeitsdicht aufgesetzt ist.5. Isothermal transfer nozzle according to claim 3 and 4, characterized in that the outer wall ( 7 ) gradually narrowing the bottom plate ( 1 ) passes through at its entire height and with its lower end forms the nozzle senmundstück ( 9 ) the inside of the tapered nozzle insert ( 6 ) is fitted in a liquid-tight manner. 6. Isotherme Transfer-Düse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (8) zwischen äußerer Wandung (7) und Düseneinsatz (6) am oberen Ende mit einem eingesetzten Ring (10) flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist.6. Isothermal transfer nozzle according to claim 5, characterized in that the cavity ( 8 ) between the outer wall ( 7 ) and nozzle insert ( 6 ) at the upper end with an inserted ring ( 10 ) is liquid-tight. 7. Isotherme Transfer-Düse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (8) zu etwa 1/3 mit Was­ ser (12) gefüllt ist.7. Isothermal transfer nozzle according to claim 3, characterized in that the cavity ( 8 ) is filled to about 1/3 with water ( 12 ). 8. Isotherme Transfer-Düse nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (8) ein Volumen von etwa 1-20 cm3 aufweist.8. Isothermal transfer nozzle according to claim 3 and 7, characterized in that the cavity ( 8 ) has a volume of about 1-20 cm 3 .
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