DE4225047C2

DE4225047C2 - Vulkanisiervorrichtung

Info

Publication number: DE4225047C2
Application number: DE4225047A
Authority: DE
Inventors: Sin-Ichi Kaji; Hirotaka Hatai; Yoshio Morishita
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1991-08-21
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 2000-07-06
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JPH0550443A; US5312203A; JP3179152B2; DE4225047A1; ITTO920702A0; ITTO920702A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vulkanisiervorrich tung zum Vulkanisieren endloser Gummiriemen, z. B. Treib riemen.

Endlose Gummiriemen dieser Art werden dadurch herge stellt, daß Riemenbestandteile, wie unvulkanisiertes Gummiband, Leinwand, Fäden usw. um ein zylindrisches Formwerkzeug herumgewickelt werden, so daß sich ein zy lindrisches unvulkanisiertes Gummiformstück ergibt, das vulkanisiert, gekühlt, entformt und schließlich in Riemen der gewünschten Breite zerschnitten wird.

Eine typische Vulkanisiervorrichtung zum Vulkanisieren eines unvulkanisierten Gummiriemenformstücks ist eine Dichtungsvulkanisiervorrichtung, von der ein Teil in Fig. 6 im Querschnitt dargestellt ist. Am oberen und unteren Ende eines Formwerkzeugs 51 ist jeweils ein ring förmiges Kappenteil 52 und 53 in der Weise befestigt, daß die Kappenteile sowohl das obere als auch das untere Ende eines unvulkanisierten Gummiriemenformstücks A ab decken, das um den Umfang des Formwerkzeugs 51 zwischen den Kappenteilen 52 und 53 herumgeformt worden ist. Dann wird die gesamte Anordnung in eine Metallhülse 55 einge führt. Die Metallhülse 55 enthält eine Gummihülse 54, deren oberes und unteres Ende am inneren Umfang der Me tallhülse 55 befestigt sind. Durch eine Rohrleitung wird unter Druck stehender Dampf in den Raum zwischen der Gummihülse 54 und der Metallhülse 55 eingelassen, um auf das Formstück A Druck auszuüben und es zu erwärmen, so daß eine Vulkanisation bewirkt wird. Diese Vulkani siervorrichtung wird in einem (nicht dargestellten) ab dichtbaren Vulkanisierbehälter angeordnet, und der unter Druck stehende Dampf wird in den Vulkanisierbehälter geleitet. Eine der beschriebenen Vorrichtung ähnliche Vorrichtung ist beispielsweise in der US-Patentschrift 4 095 480 dargestellt.

Die erwähnte herkömmliche Vulkanisiervorrichtung ist jedoch in folgenden Punkten verbesserungswürdig:

1. Zum Vulkanisieren müssen die Kappenteile 52 und 53 entsprechend der Größe des Formwerkzeugs 51 und der Dicke des unvulkanisierten Gummiriemen-Formstücks A gewählt werden. Der Austausch der Kappenteile ent sprechend der jeweiligen Größe ist Zeit- und arbeits aufwendig.
2. Der zweite Punkt betrifft das vulkanisierte Produkt. Die Kappenteile 52 und 53 bestehen aus Metall und werden daher beim Einführen des unter Druck stehenden Dampfes rasch erwärmt. Infolgedessen haben der obere und untere Abschnitt X (siehe Fig. 5b) des unvulka nisierten Gummiriemen-Formstücks A eine größere Vulkani siergeschwindigkeit als die dazwischenliegenden Abschnitte Y und Z, wie es durch die Kurve X' in Fig. 5a veranschau licht ist, die den Grad der Vulkanisation darstellt, so daß die Abschnitte X zu stark aushärten. Der obere und der un tere Abschnitt X des unvulkanisierten Gummiriemen- Formstücks A schrumpfen und verhindern, daß das im Gummi riemen-Formstück A freigesetzte Gas entweichen kann. Das Gas verbleibt daher in Form von Blasen im Gummiriemen. Die Blasen verursachen Nadel-Löcher oder beeinträchtigen die Qualität des Gummiriemens.

Darüber hinaus befindet sich ein Spalt zwischen dem Formwerk zeug 51 und den Kappenteilen 52 und 53. Beim Vulkanisieren schmilzt ein Teil des unvulkanisierten Gummiriemen-Formstücks A und fließt in den Spalt. Demzufolge müssen der obere und untere Teil des Gummiriemens als Abfall behandelt werden, da die Form dieser Teile unregelmäßig ist. Der Ertrag ist daher gering.

Durch die DE 26 26 506 B2 ist eine Vulkanisiervorrichtung be kannt, zur Herstellung endloser Gummiriemen, wobei die Vulkani siervorrichtung aufweist:

- einen abdichtbaren Vulkanisierbehälter mit einem Deckel auf seinem einen Ende,
- ein Formwerkzeug zum Einführen in den Vulkanisierbehälter,
- Dampfzu- und Auslaßleitungen, die am Vulkanisierbehälter an geschlossen sind, um einem das Formwerkzeug in dem Vulkani sierbehälter umgebenden Raum und dem Innenraum des Formwerk zeugs Dampf zuzuführen und diesen wieder abzulassen,
- eine Gummihülse, deren Länge so bemessen ist, daß die Gummi hülse das Formstück abdeckt, das das Formwerkzeug umgibt, wobei die Gummihülse etwas länger als das Formwerkzeug ist, so daß beide Enden der Gummihülse, wenn sie das Formstück abdeckt, geringfügig über beide Enden des Formwerkzeugs hin rausragen,
- einen ringförmigen Haltesitz, der im unteren Teil des Vulka nisierbehälters angeordnet ist, und
- einen ringförmigen Preßsitz, der dem Haltesitz ähnlich und auf der Innenseite des Deckels vorgesehen ist.

Hierbei werden die Formstücke (Formlinge) im Vulkanisierbehäl ter ebenfalls durch den Dampf an ihren axial äußeren Enden oder die axial äußeren Formstücke insgesamt über den Preßsitz bzw. eine Bodenplatte und den Haltesitz, die jeweils aus Metall be stehen, stärker erwärmt, als die axial weiter innen liegenden Abschnitte der axial äußeren Formstücke oder als die axial wei ter innen liegenden Formstücke. Daher treten auch hier unter schiedliche Vulkanisiergeschwindigkeiten in den Formstücken und die daraus entstehenden, vorstehend erwähnten Schwierigkeiten auf. Ferner sind der Preßsitz und der Haltesitz durch eine Stange formschlüssig und lösbar verbunden. Um den Vulkanisier behälter neu zu beschicken, müssen daher in arbeitsaufwendiger Weise die Stange und der Preßsitz gelöst und entfernt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vulkani siervorrichtung für endlose Gummiriemen anzugeben, bei der die erwähnten Kappenteile entfallen, ein Wechsel der Einrichtung bei einem Wechsel der Gummiriemengröße entfällt, das Öffnen des Vulkanisierbehälters und der Vulkanisiervorgang einfacher ist, die Gummiriemenqualität verbessert ist und der Ertrag höher ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe enthält eine erfindungsgemäße Vulka nisiervorrichtung für ein endloses Formstück, das zur Herstel lung endloser Gummiriemen verwendet wird, einen abdichtbaren Vulkanisierbehälter mit einem Deckel auf seinem Ende, ein Form werkzeug zum Einführen in den Vulkanisierbehälter, Dampfzu- und auslaßleitungen, die am Vulkanisierbehälter angeschlossen sind, um einem das Formwerkzeug in dem Vulkanisierbehälter umgebenden Raum und dem Innenraum des Formwerkzeugs Dampf zuzuführen und diesen wieder abzulassen, eine Gummihülse, deren Länge so bemessen ist, daß die Gummihülse das Formstück abdeckt, das das Formwerkzeug umgibt, wobei die Gummihül se etwas länger als das Formwerkzeug ist, so daß beide Enden der Gummihülse, wenn sie das Formstück abdeckt, geringfügig über beide Enden des Formwerkzeugs hinaus ragen, einen ringförmigen Haltesitz, der im unteren Teil des Vulkanisierbehälters angeordnet ist, einen ringförmi gen Preßsitz, der dem Haltesitz ähnlich und auf der In nenseite des Deckels vorgesehen ist, eine Schiebevorrich tung, die mit dem Deckel und dem Preßsitz verbunden ist, so daß der Preßsitz vor- und zurückgeschoben werden kann, und einen Kühlmantel auf der Innenseite des Preßsitzes für ein Kühlmittel, das in dem Preßsitz umläuft.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Haltesitz innen eben falls einen Kühlmantel aufweist, so daß ein Kühlmittel darin zirkulieren kann.

Bei dieser Vulkanisiervorrichtung wird der Deckel geöff net, um das Gummiriemen-Formstück, das das Formwerkzeug umgibt, wobei das Gummiriemen-Formstück von einer Gummi hülse umgeben ist, in den Vulkanisierbehälter einzufüh ren. Das Formwerkzeug wird auf dem Haltesitz angeordnet, und dann wird der Deckel geschlossen, um den Behälter abzudichten. Der Schieber wird vorgeschoben, so daß der Preßsitz gegen das obere Ende des Formwerkzeugs gedrückt und dieses nach unten gedrückt und zwischen dem Preßsitz und dem Haltesitz eingespannt wird. In diesem Zustand berühren die vorstehenden Teile des oberen und unteren Endes der Gummihülse jeweils den Preßsitz und den Halte sitz. Dann wird das Kühlmedium eingelassen, so daß es in dem Kühlmantel innerhalb des Preßsitzes umläuft, und gleichzeitig wird der unter Druck stehende Dampf in den Vulkanisierbehälter und das Formwerkzeug eingelassen, um das unvulkanisierte Gummiriemen-Formstück zu vulkani sieren.

Hierbei wird das unvulkanisierte Gummiriemen-Formstück vulkanisiert, während wenigstens der obere Endabschnitt gekühlt wird. Infolgedessen unterscheidet sich die Vulka nisiergeschwindigkeit des oberen Endabschnitts X gemäß Fig. 5a nicht wesentlich von der der anderen Abschnitte Y und Z. Das im unvulkanisierten Gummiriemen-Formstück freigesetzte Gas entweicht zwischen dem oberen Endab schnitt des Gummiriemenformstücks und dem Formwerkzeug oder zwischen dem Formstück und der Gummihülse. Die Bil dung von Nadellöchern oder anderen Fehlern wird daher verhindert. Sowohl das obere als auch das untere Ende des unvulkanisierten Gummiriemen-Formstücks werden vulka nisiert, während sie eng vom Formwerkzeug, von der Gummi hülse und dem Preßsitz oder Haltesitz umgeben sind. Die Form des Produkts wird daher selbst dann nicht be einträchtigt, wenn das unvulkanisierte Gummiriemen-Form stück während der Vulkanisation schmilzt.

Wenn auch der Halte- oder Stützsitz innen gekühlt wird, wird auch das untere Ende des unvulkanisierten Gummirie men-Formstücks - ebenso wie das obere Ende - durch das Einführen des Kühlmittels in den Kühlmantel des Halte sitzes beim Vulkanisieren gekühlt. Wie Fig. 5a zeigt, die den Grad der Vulkanisation darstellt, ist die Vulka nisiergeschwindigkeit des unteren Endabschnitts X weit gehend gleich derjenigen der anderen Abschnitte Y und Z. Das gesamte unvulkanisierte Gummiriemen-Formstück wird daher gleichmäßig vulkanisiert.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vulkanisiervorrichtung,

Fig. 2 den Querschnitt II-II der Fig. 1,

Fig. 3 den Querschnitt III-III der Fig. 1,

Fig. 4a einen Längsschnitt durch die linke Hälfte eines unvulkanisierten Gummiriemen-Formstücks, das das Formwerkzeug umgibt und seinerseits von einer Gummihülse umgeben ist,

Fig. 4b einen Längsschnitt durch die linke Hälfte des Formwerkzeugs, während es in der Vulkanisier vorrichtung befestigt ist,

Fig. 5a die Abhängigkeit des Vulkanisationsgrads (der Vulkanisiergeschwindigkeit) von Abschnitten X, Y und Z eines unvulkanisierten Gummiriemen-Form stücks von der Zeit,

Fig. 5b eine Darstellung der Lage der Abschnitte X, Y und Z des unvulkanisierten Gummiriemen-Formstücks A und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Teil einer bekann ten Dichtungs-Vulkanisiervorrichtung.

Nach Fig. 1 ist ein Vulkanisierbehälter 1 oben mit einem Deckel 2 versehen. Der Deckel 2 ist nach Fig. 2 von einem Dichtungsring 2a umgeben und durch ein Gelenk 2b mit dem Vulkanisierbehälter 1 verbunden.

Wie Fig. 3 deutlicher zeigt, ist im Inneren des Vulkani sierbehälters 1 ein ringförmiger Haltesitz 3 mit einer mittleren Öffnung 3a am Boden über einen zylindrischen Träger 3b befestigt.

Nach Fig. 1 enthält der Haltesitz 3 einen Kühlkanal oder Kühlmantel 3c. Mit dem Kühlmantel 3c sind eine Kühlwas ser-Zuleitung 4 und eine Kühlwasser-Auslaßleitung 5 ver bunden, die beide die Außenwand des Vulkanisierbehälters 1 durchsetzen. Im unteren Teil des Vulkanisierbehälters 1 erstreckt sich das eine Ende einer Niederdruck-Dampf zuleitung 6, die die Bodenwand des Behälters 1 durch setzt, bis zu der Öffnung 3a des Haltesitzes 3. Darüber hinaus ist eine Niederdruck-Dampfauslaßleitung 7 mit der Mitte der Bodenwand des Behälters und eine Hoch druck-Dampfauslaßleitung 8 mit dem Umfang der Bodenwand des Behälters 1 verbunden. Ferner ist eine Hochdruck- Dampfzuleitung 9 am oberen Teil der Umfangswand des Vul kanisierbehälters 1 angeschlossen.

Auf der Innenseite des Deckels 2 ist ein Preßsitz 10 vorgesehen, der mittels eines Hydraulikzylinders 11 frei hin und her schiebbar ist. Der Preßsitz 10 hat einen Ring mit einer mittleren Öffnung 10a und ist symmetrisch mit dem Haltesitz 3. Innen hat der Preßsitz 10 einen Kühlkanal oder Kühlmantel 10c; außerdem ist er am unteren Ende der durch die Mitte des Deckels 2 hindurchgeführ ten Kolbenstange 11a des Hydraulikzylinders 11 befestigt. Sodann erstrecken sich zwei Führungsteile 12 und 13, ähnlich der Kolbenstange des Hydraulikzylinders 11, durch den Deckel 2, wobei sich die Kolbenstange 11a zwischen den Führungsteilen 12 und 13 befindet. Die unteren Enden der Führungsteile 12 und 13 sind ebenfalls am Preßsitz 10 befestigt. Die Schafte der Führungsteile 12 und 13 sind jeweils mit einem Durchgangsloch 12a bzw. 13a ver sehen, und diese Löcher sind mit dem Inneren des Kühlman tels 10c verbunden. Das Führungsteil 12 bildet die Zulei tung für das Kühlwasser, und das andere Führungsteil 13 bildet die Auslaßleitung für das Kühlwasser.

Im Vulkanisierbehälter 1 wird ein Formwerkzeug 21 mit einem zylindrischen Körper angeordnet, der im oberen und unteren Ende jeweils mit einer Öffnung 21a bzw. 21b versehen ist. Um das Formwerkzeug 21 werden nacheinander ein unvulkanisiertes Gummiband, Leinwand, Fäden usw. herumgewickelt, bevor das Formwerkzeug in den Vulkani sierbehälter eingeführt wird, um ein unvulkanisiertes Gummiriemen-Formstück A zu bilden. Um das Gummiriemen- Formstück A ist eine hitzebeständige Gummihülse 22 ange ordnet. Die Gummihülse 22 ist etwas länger ausgebildet als die Höhe des Formwerkzeugs 21, so daß beide Enden der Gummihülse 22, wenn die Hülse das Formstück A umgibt, ein bißchen - um einen Betrag ΔL - über das obere und untere Ende des Formwerkzeugs 21 hinausragen, wie es in Fig. 4a dargestellt ist. Wenn daher das Formwerkzeug 21 zwischen Haltesitz 3 und Preßsitz 10 befestigt ist, werden die Enden der Gummihülse 22 verformt oder radial nach außen gedrückt, wie es in Fig. 4b dargestellt ist, so daß sie den Haltesitz 3 und den Preßsitz 10 jeweils innig berühren. Nach Fig. 1 sind mit 18 eine Dichtungs packung und mit 19 O-Ringe bezeichnet.

Wie die Vulkanisation durch die beschriebene Vulkanisier vorrichtung bewirkt wird, wird nachstehend näher erläu tert.

Die Gummihülse 22 wird über das unvulkanisierte Gummi riemen-Formstück A geschoben, das seinerseits um das Formwerkzeug 21 herumgewickelt worden ist, wie es in Fig. 4a dargestellt ist. Sodann wird der Deckel 2 des Vulkanisierbehälters 1 geöffnet und das Formwerkzeug 21 in den Behälter 1 eingeführt. Das Formwerkzeug 21 wird auf dem Haltesitz 3 angeordnet, und dann wird der Deckel 2 geschlossen, um den Vulkanisierbehälter 1 abzudichten. In diesem Zustand wird die Kolbenstange 11a des Hydrau likzylinders 11 ausgefahren, um den Preßsitz 10 nach unten gegen das obere Ende des Formwerkzeugs 21 zu drücken. Dadurch wird das Formwerkzeug 21 an Ort und Stelle festgehalten. Gleichzeitig werden das obere und untere Ende der Gummihülse 22 verformt, wie es in Fig. 4b dargestellt ist, so daß sie den Haltesitz 3 und den Preßsitz 10 jeweils innig berühren.

Dann wird das Kühlwasser über die Zuleitungen 4 und 12 in die Kühlmäntel 3c und 10c eingelassen. Über die Dampf zuleitung 6 wird Niederdruckdampf in das Formwerkzeug 21 und über die Dampfzuleitung 9 Hochdruckdampf in den das Formwerkzeug 21 umgebenden Raum des Vulkanisier behälters 1 eingelassen. Auf diese Weise wird das Gummi riemen-Formstück A vulkanisiert, während gleichzeitig seine Enden gekühlt werden. Infolgedessen ist der Vulka nisationsgrad (die Vulkanisiergeschwindigkeit) in den jeweiligen Abschnitten X, Y und Z des unvulkanisierten Gummiriemen-Formstücks A (siehe Fig. 5b) nahezu gleich, wie es in Fig. 5a dargestellt ist, so daß das gesamte Gummiriemen-Formstück A weitgehend gleichmäßig vulkani siert wird. Darüber hinaus werden, im Gegensatz zu einer Vulkanisation mittels der herkömmlichen Dichtungs-Vulka nisiervorrichtung nach Fig. 6, das obere und untere Ende des unvulkanisierten Gummiriemen-Formstücks A nicht zu stark ausgehärtet (zu frühe Kontraktion), und das während (insbesondere nach Beginn) der Vulkanisation gebildete Gas kann aus dem Formstück A entweichen, so daß Fehler, wie Nadellöcher, verhindert werden können und ein Gummi riemen hoher Qualität hergestellt werden kann.

Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit ist der Vulkanisa tionsvorgang abgeschlossen. Die Zuführung des Kühlwas sers, des Niederdruckdampfes und des Hochdruckdampfes wird gleichzeitig beendet. Dann wird der Preßsitz 10 durch den Hydraulikzylinder 11 hochgehoben, um das Form werkzeug 21 freizugeben. Der Deckel 2 wird geöffnet und das Formwerkzeug 21 herausgenommen, um die Verfahrens schritte des Vulkanisationsprozesses zu vervollständi gen.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält der Haltesitz 3 im Inneren einen Kühlmantel 3c. Es sei je doch darauf hingewiesen, daß das im Gummiriemen-Formstück A während der Vulkanisation freigesetzte Gas am oberen Ende entweichen kann, wenn der Kühlmantel nur auf seiten des Preßsitzes 10 vorgesehen ist. Mithin läßt sich durch diese Vulkanisiervorrichtung ein Gummiriemen hoher Quali tät, praktisch ohne Nadellöcher herstellen. Ferner wird zwar die Vertikalbewegung des Preßsitzes 10 durch den Hydraulikzylinder 11 bewirkt, doch kann dies auch durch eine andere Art von Schieber bewirkt werden. Bei spielsweise kann eine Förderspindeleinrichtung, die durch einen Antriebsmotor gedreht wird, verwendet werden.

Durch die Erfindung ergeben sich mithin folgende Vortei le:

1. Da keine Kappenteile erforderlich sind, ist keine Änderung des Aufbaus bei einem Wechsel der Größe des Gummiriemen-Formstücks erforderlich. Der Vulkanisa tionsvorgang ist daher einfacher und der Wirkungsgrad höher.
2. Das gesamte zylindrische unvulkanisierte Gummiriemen- Formstück wird gleichmäßig vulkanisiert, ohne daß irgendwelche Nadellöcher auftreten. Dadurch wird die Qualität des Gummiriemens verbessert.
3. Sowohl das obere Ende als auch das untere Ende des zylindrischen unvulkanisierten Gummiriemen-Formstücks können zur Herstellung von Produkten verwendet werden. So lassen sich wenigstens zwei weitere Gummiriemen aus jedem Gummiriemen-Formstück im Vergleich zu der herkömmlichen Vulkanisiervorrichtung herstellen. Der Ertrag ist daher höher.

Claims

1. Vulkanisiervorrichtung für ein endloses Formstück (A), das zur Herstellung endloser Gummiriemen verwen det wird, wobei die Vulkanisiervorrichtung aufweist:
einen abdichtbaren Vulkanisierbehälter (1) mit einem Deckel (2) auf seinem Ende,
ein Formwerkzeug (21) zum Einführen in den Vulka nisierbehälter (1),
Dampfzu- und -auslaßleitungen (6-9), die am Vulkanisierbehälter angeschlossen sind, um einem das Formwerkzeug (21) in dem Vulkanisierbehälter umgeben den Raum und dem Innenraum des Formwerkzeugs (21) Dampf zuzuführen und diesen wieder abzulassen,
eine Gummihülse (22), deren Länge so bemessen ist, daß die Gummihülse (22) das Formstück (A) ab deckt, das das Formwerkzeug (21) umgibt, wobei die Gummihülse (22) etwas länger als das Formwerkzeug (21) ist, so daß beide Enden der Gummihülse (22), wenn sie das Formstück (A) abdeckt, geringfügig über beide Enden des Formwerkzeugs (21) hinausragen,
einen ringförmigen Haltesitz (3), der im unteren Teil des Vulkanisierbehälters (1) angeordnet ist,
einen ringförmigen Preßsitz (10), der dem Halte sitz (3) ähnlich und auf der Innenseite des Deckels (2) vorgesehen ist,
eine Schiebevorrichtung (11), die mit dem Deckel (2) und dem Preßsitz (10) verbunden ist, so daß der Preßsitz (10) vor- und zurückgeschoben werden kann, und
einen Kühlmantel (10c) auf der Innenseite des Preßsitzes (10) für ein Kühlmittel, das in dem Preß sitz (10) umläuft.

2. Vulkanisiervorrichtung nach Anspruch 1, bei dem auch auf der Innenseite des Haltesitzes (3) ein Kühlmantel (3c) für ein Kühlmittel, das darin umläuft, vorgesehen ist.