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Verfahren zur Regelung des Druckes bei Wärmebehandlung von Gummiartikeln,
wie Laufreifen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Druckes bei
Wärmebehandlung von Gummiartikeln, wie Laufreifen, in Behältern mit Hilfe eines
aus zwei Gasen bestehenden Heizmittels.
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Die Herstellung von Gummilaufreifen erfolgte bisher z. B. in der Weise,
daß die Reifen in geschlossene Behälter getan und an der Innenseite jedes Reifens
ein Luftbeu-.el angebracht wurde, worauf das Heizmittel in , den Behälter und den
Luftbeutel gebracht wurde. Das Heizmittel muß dabei von einer bestimmten Temperatur
und einem bestimmten Druck sein, um die günstigsten Ergebnisse zu erzielen. Dampf
allein hat bei der richtigen Behandlungstemperatur einen zu hohen Druck und wird
daher in Verbindung mit dem Dampf ein anderes Gas, zweckmäßig Kohlensäure, verwendet.
Gewöhnlich wird die verhältnismäßig kühle Kohlensäure zuerst unter bestimmtem Druck
in den Behälter bzw. den Luftbeutel eingelassen und dann de@ heißere Dampf eingeführt.
Der Dampf gibt einen beträchtlichen Teil seiner Wärme ab, um den Behälter und die
zu behandelnden Gummiartikel (Laufreifen) auf die richtige Behandlungstemperatur
zu bringen. Dabei entsteht Kondensationswasser, das einen Teil des Raumes des Behälters
ausfüllt, wodurch das richtige Druckverhältnis der beiden Gase zueinander verloren
geht und damit auch der günstigste Druck, unter welchem die Behandlung stattfinden
soll. Um diesen Übelstand zu beseitigen, wird erfindungsgemäß diese Volumenverminderung
bei der Feststellung des Kohlensäuredruckes berücksichtigt.
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Zuerst wird der. richtige Druck, unter welchem das erste Gas in den
Behälter und auch in den Luftbeutel eingeführt wird, in bekannter Weise berechnet.
Um nun die gewünschten Berichtigungen bezüglich des Druckes zu mat:hen, wird zuerst
das Gewicht des auf die gewünschte Temperatur zu bringenden Materiales bestimmt
und dieses Gewicht mit der spezifischen Wärme des Materiales multipliziert. Das
Produkt dieser Multiplikation wird dann mit der gewünschten Temperaturerhöhung multipliziert.
Das erhaltene Produkt ergibt-- dann die Zahl der Kalorien, welche dem Material zugeführt
werden sollen. Diese Zahl der Kalorien wird dann in Kilogramm des Kondensats, von
da wieder in Liter Wasser und endlich in Kubikzentimeter umgewandelt. Das ergibt
dann die Zahl der Kubikzentimeter, welche vom Kondensat eingenommen werden, was
wieder von der Abgabe der gewünschten
Anzahl Wärmeeinheiten an
das Material abhängt. Der Prozentsatz des ganzen vom Kondensat erfüllten Raumes
im Behälter wird dann ermittelt und daraufhin eine entsprechende prozentuale Herabsetzung
des Druckes des ersten Gases bestimmt. Das ergibt den richtigen Druck (Manometerdruck),
welcher angewendet werden muß, um ein vollkommen einwandfreies Ergebnis zu erzielen.
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Eine beispielsweise Berechnung folgt anschließend. Ein Gummireifen
wurde bei einer Außentemperatur von i38° C und einem inneren Druck von 6,1 Atm.
C 02-Gas unterstützt durch Dampfdruck von 12,35 Atm. behandelt. Die tatsächliche
Temperatur, welche dabei an der Innenseite des Reifens erzielt wurde, ist 13o° C.
Dieses Beispiel fällt in die Klasse von Artikeln, bei welchen der Rauminhalt in
bezug auf die Anzahl der hinzuzufügenden Wärmeeinheiten klein ist, also die Berichtigungen
für die Verdichtung (Kondensation) wünschenswert sind. Die verursachte Verringerung
im Rauminhalt macht eine Abänderung von der gewünschten Behandlungstemperatur notwendig.
Um das Verfahren nach obenerwähnten Voraussetzungen auszuführen, werden zu den 12,35
Atm. weitere i,oo Atm. hinzugefügt, um einen absoluten Dampfdruck von 13,3-5Atm.
zu haben. 13o° C entspricht - i,8 Atm. Manometerdruck plus i,oo Atm. - 2,8o Atm.
absoluter Druck. Dann ist 13,35-2,8o= 1o,35 Atm. absoluter Druck, in diesem Falle
der Teildruck des C 02-Gases bei der gewünschten Temperatur von 130'C
welch letztere Zahl den Teildruck des CO2-Gases bei seiner Anfangstemperatur von
32° C; darstellt (dabei wird die Temperatur des Behälters als die gleiche vorausgesetzt),
während 8-I=7 der richtige Normaldruck (Manometerdruck) des C 02-Gases ist.
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Bei Berechnung der Berichtigungszahl für die Verdichtung hat folgendes
zu geschehen: Das Gewicht des Reifens und des Luftbeutels wird bestimmt und im vorliegenden
Versuch mit ungefähr 2.2e2 kg angenommen. Die spezifische Wätme des Gummis ist beiläufig
o,5. Wenn das Gewicht mit dem Werte der spezifischen Wärme multipliziert wird, bekommt
man ein Ergebnis von 11,25 kg. Diese il 25 kg Material sind von 32° C auf 13o° C
oder besser gesagt, um 98° C Temperatur zu erhöhen. Indem nun 98 mit 11,25
multipliziert wird, erhält man ein Ergebnis von ungefähr i ioo, welche Zahl die
Anzahl von Kalorieneinheiten darstellt, um die verlangte Temperaturerhöhung zu erreichen.
Da die Hälfte der Wärme von der Außenseite des Behälters (vom Kesselerhitzer) zugeführt
wird, so wird die andere Hälfte oder 550 Kalorien von der Innenseite des
Reifens übertragen. Dies entspricht ungefähr 1,o51 Verdichtung (Kondensat), d. h.,
gibt der Dampf unter den Versuchsbedingungen 550 Kalorien ab, so werden 1,o51
Kondensat erzeugt. 1,o51 entspricht einem Rauminhalt von io5o ccm. Der Rauminhalt
des Luftbeutels ist im Versuchsbeispiel gooo ccm und io5o ccm sind daher 11,6
°/o des Rauminhaltes,. welcher von dem Kondensat eingenommen wird. 11,6 von
7 Atm. ist gleich o,8 Atm. und 7 - o,8 - 6,2 Atm., was den Manometerdruck des C
02-Gases darstellt und welcher der für die Behandlung richtige ist.