DE4033677C2

DE4033677C2 -

Info

Publication number: DE4033677C2
Application number: DE19904033677
Authority: DE
Inventors: Volker Dr. 8034 Germering De Haertel
Original assignee: Metzeler Gimetall AG
Current assignee: Metzeler Gimetall AG
Priority date: 1990-10-23
Filing date: 1990-10-23
Publication date: 1993-04-29
Also published as: DE4033677A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine isotherme Transfer-Düse für eine Transfer-Presse für die Herstellung und Ausvulkanisation von Gummi-Formartikeln, wobei die unvulkanisierte Kautschukmischung im Transferzylinder vorgewärmt und mittels des Transferkolbens durch die Düse in ein Formnest transferiert wird. The invention relates to an isothermal transfer nozzle for a transfer press for manufacturing and vulcanization of rubber molded articles, the unvulcanized rubber mixture preheated in the transfer cylinder and by means of the transfer piston is transferred through the nozzle into a mold cavity.

Bei einem solchen Transfer-Verfahren verbleibt üblicherweise eine 2 bis 4 mm starke Kautschukmatte im Transferzylinder und im Düsenkanal, die mit ausvulkanisiert, da die Bodenplatte des Transferzylinders die gleiche Temperatur annimmt wie die eigentlichen Formennester. Selbst wenn der untere Bereich des Transferzylinders gesondert gekühlt und auf einer Temperatur unterhalb der Vulkanisationstemperatur des Kautschuks gehalten würde, würde immer noch Kautschuk im Düsenkanal aus- oder anvulkanisieren und die Düse verstopfen. Damit ergibt sich also ein relativ hoher Materialverlust, abgesehen von den zeitlichen Verzögerungen bei den einzelnen Vulkanisationszyklen durch erforderliches Entfernen der vulkanisierten Reste.Such a transfer process usually remains a 2 to 4 mm thick rubber mat in the transfer cylinder and in the nozzle channel, which vulcanized with, since the base plate of the transfer cylinder assumes the same temperature as that actual mold nests. Even if the bottom of the Transfer cylinders separately cooled and at one temperature kept below the vulcanization temperature of the rubber would, would still vulcanize or vulcanize rubber in the nozzle channel and clog the nozzle. So this results in a relatively high loss of material, apart from the time Delays in the individual vulcanization cycles due to necessary Remove the vulcanized residues.

Zur Lösung dieser Problematik sind beispielsweise aus der Zeitschrift "Kunststoff-Journal", 7/80, Seite 23 sog. Wärmeleitungsröhren bekannt geworden, die für Spritzgießwerkzeuge eine bessere Temperaturkontrolle ergeben und damit Werkzeugkosten sowie auch die Taktzeit verringern. Damit ist über kurze Strecken, die üblicherweise in derartigen Pressen großen Temperatursprüngen bzw. Temperaturunterschieden unterliegen, die Konstanthaltung der Temperatur und damit eine Kühlung in gefährdeten Bereichen möglich.To solve this problem are, for example, from the magazine "Kunststoff-Journal", 7/80, page 23 so-called heat conduction tubes become known for injection molding tools result in better temperature control and thus tool costs as well as reduce the cycle time. That is about short Routes that usually have large temperature jumps in such presses or subject to temperature differences that Keeping the temperature constant and thus cooling in endangered Areas possible.

Darüberhinaus sind aus der Zeitschrift "Kunststoffe-Plastics", 11/1982, Seiten 13 bis 18, verschiedene Maßnahmen zum Temperieren von Spritzgießformen beschrieben, die von einem ähnlichen Prinzip ausgehen.In addition, from the magazine "Kunststoffe-Plastics", 11/1982, pages 13 to 18, various measures for tempering of injection molds described by a similar Going out principle.

Ausgehend von diesem Stande der Technik hat die Erfindung die Aufgabe, die konstruktive Gestaltung einer solchen isothermen Transfer-Düse anzugeben, mit der die Temperatur in der Düse und im Transferzylinder auf einer Temperatur gehalten wird, die unterhalb der Vulkanisationstemperatur der Kautschukmischung liegt und damit sicher gewährleistet, daß die in der Düse und im Transferzylinder befindlichen Mischungsanteile nicht vorzeitig an- oder ausvulkanisieren.Based on this state of the art, the Invention the task, the design to specify such an isothermal transfer nozzle with which the Temperature in the nozzle and in the transfer cylinder at one temperature is kept below the vulcanization temperature the rubber mixture lies and thus safely ensures that the mixture proportions in the nozzle and in the transfer cylinder do not vulcanize or vulcanize prematurely.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, 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 unter Bildung eines abgeschlossenen, druckdichten Hohlraums umgeben ist und dieser Hohlraum teilweise mit Wasser zur Verdampfung im unteren Teil und Kondensation im kälteren, oberen Teil gefüllt ist.To solve this problem, the invention provides that upper and lower area of the base plate of the transfer cylinder are isolated from each other and a penetrating the bottom plate Nozzle insert concentric and at a distance of one second wall to form a closed, pressure-tight Cavity is surrounded and this cavity partially Water for evaporation in the lower part and condensation in the colder, upper part is filled.

Durch die damit erreichte isotherme Verdampfung und Rückkondensation wird die Düsenwandung praktisch auf der Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit gehalten, die allein abhängig ist von dem sich über der Flüssigkeit einstellenden Dampfdruck und damit auch vom Volumenteil des flüssigkeitsfreien Ringraumes oberhalb des Flüssigkeitsspiegels.Due to the isothermal evaporation and back condensation achieved the nozzle wall is practically at the evaporation temperature of the fluid that is dependent on the vapor pressure arising above the liquid and thus also from the volume part of the liquid-free annular space above the liquid level.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Bodenplatte horizontal in eine obere und eine untere, durch eine Isolierschicht getrennte Platte unterteilt ist und zwischen unterer Platte und äußerer Wandung der Düse eine weitere Isolierschicht vorgesehen ist.It is useful if the bottom plate is horizontal in an upper and a lower one, separated by an insulating layer Plate is divided and between lower plate and outer Wall of the nozzle, another insulating layer is provided.

Dabei kann die äußere Wandung 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 flüssigkeitsdicht aufgesetzt ist.The outer wall can gradually narrow the Push through the base plate at its entire height and with your form the lower end of the nozzle mouthpiece onto which the inside of the conical tapered nozzle insert is placed liquid-tight.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Hohlraum zwischen äußerer Wandung und Düseneinsatz am oberen Ende mit einem eingesetzten Ring flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist.It is also useful if the cavity between the outer Wall and nozzle insert at the top with an inserted one Ring is liquid-tight.

Dieser Hohlraum sollte etwa zu einem Drittel mit Wasser gefüllt sein, wobei der Hohlraum zweckmäßigerweise ein Volumen von etwa 1 bis 20 cm³ aufweist.This cavity should be about a third filled with water be, the cavity expediently a volume of about 1 to 20 cm³.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. The following is an embodiment of the invention explained.

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. In terms of construction, the outer wall 7 can be designed so that it narrows gradually downwards and forms the actual nozzle mouthpiece 9 with its lower end, onto which the nozzle insert 6 , which can expand slightly conically upwards, is then placed liquid-tight . The upper free gap between the nozzle insert's 6 and the outer wall 7 is closed liquid-tight 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 erwärmt 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 heats up again by 10-40 °, so that the initial temperature in the mold nest is approximately 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

1. Isothermal transfer nozzle for a transfer press for the production and vulcanization of molded rubber articles, the unvulcanized rubber mixture being preheated in the transfer cylinder and transferred by means of the transfer piston through the nozzle into a mold cavity, characterized in that the upper and lower region of the Base plate ( 1 ) of the transfer cylinder are insulated from one another and a nozzle insert ( 6 ) passing through the base plate ( 1 ) is concentrically and at a distance from a second wall ( 7 ) to form a closed, pressure-tight cavity ( 8 ) and this cavity ( 8 ) partially filled with water ( 12 ) for evaporation in the lower part and condensation in the colder, upper part.

2. Isothermal transfer nozzle according to claim 1, 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 a further insulating layer ( 11 ) is provided on the outer wall ( 7 ) of the nozzle ( 5 ).

3. Isothermal transfer nozzle according to claim 1 and 2, characterized in that the outer wall ( 7 ) gradually narrowing penetrates the bottom plate ( 1 ) over its entire height and with its lower end forms the nozzle mouthpiece ( 9 ) on the inside the tapered nozzle insert ( 6 ) is fitted in a liquid-tight manner.

4. Isothermal transfer nozzle according to claim 3, 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.

5. Isothermal transfer nozzle according to claim 1, characterized in that the cavity ( 8 ) is filled to about a third with water ( 12 ).

6. Isothermal transfer nozzle according to claim 1 and 5, characterized in that the cavity ( 8 ) has a volume of about 1 to 20 cm³.