DE684084C

DE684084C - Verfahren und Vorrichtung zum Vulkanisieren eines UEberzuges aus Kautschuk o. dgl. auf einer Metallwalze

Info

Publication number: DE684084C
Application number: DED73536D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-07-15
Filing date: 1936-09-22
Publication date: 1939-11-22
Also published as: BE414623A; FR808612A; DE685694C; BE425233A; GB495520A; US2163993A; DE948557C; GB472764A; FR49033E; FR804595A; GB472671A; US2129203A

Description

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DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
22. NOVEMBER 1939

REICHSPATJENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 684084 KLASSE 39 a GRUPPE 11 oi

D 73536 XIIl39 a

Rene Dufour in Paris

auf einer Metallwalze

Patentiert im Deutschen Reiche vom. 22. September 1936 ab Patenterteilung bekanntgemacht am 2. November 1939

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vulkanisieren eines Überzuges aus Kautschuk o. dgl. auf einer großen Metallwalze, beispielsweise einer Druckereiwalze.

Bisher geschieht die Vulkanisation des Kautschuküberzuges, der auf einer Metallwalze angebracht ist, in der Regel lediglich durch eine auf die Außenfläche des Überzuges wirkende Beheizung im Autoklaven. Hierbei muß sich also die Wärme von der Außenfläche des Kautschuküberzuges durch Leitung -durch die Dicke des Überzuges hindurch fortpflanzen, was wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Kautschuks eine nicht unerhebliche Zeit beansprucht. Die Folge davon ist, daß die Außenfläche des Kautschuküberzuges häufig schon einer zu starken Wärmebehandlung unterworfen ist, ehe die an der Metallwalze anliegenden inneren Schichten eine genügende Wärmebehandlung erfahren haben.

Besondere Schwierigkeiten bereitet die Durchführung des bekannten Verfahrens in dem Fall, in welchem der Kautschuküberzug in bekannter Weise aus einer äußeren Weichkautschukschicht und einer inneren, die Verbindung zwischen der Weichkautschukschicht und der Metallwalze herstellenden Hartkautschukschicht besteht.

Die vorstehend genannten Schwierigkeiten werden durch das Verfahren gemäß· der Erfindung vermieden, das darin besteht, daß die Beheizung des Kautschuküberzuges von innen durch.ein an sich bekanntes, Vorzugsweise hochfrequentes, elektromagnetisches Wechselfeld erfolgt, dessen Kraftlinien durch die aus magnetischem Werkstoff bestehende Walze hindurchgehen, während die äußere Beheizung in bekannter Weise im Autoklaven oder durch elektrische Widerstandsheizung geschieht. Dabei ist die von · innen auf den Kautschuküberzug wirkende Induktionsheizung der Walze unabhängig von der auf die Außenseite des Kautschuküberzuges wirkenden Wärmebehandlung regelbar.

Ganz besonders günstig wirkt die Erfindung in dem schon erwähnten Fall, daß zwischen einer äußeren Weichkautschukschicht und der Metallwalze eine übliche Hartkautschukschicht vorgesehen ist, die bekanntlich einer stärkeren Vulkanisierung bedarf als die äußere Weic'hkautschukschicht. Gemäß der Erfindung läßt sich die Vulkanisierung der

beiden Kautschukschichten in einem Arbeitsgang ohne Verwendung hoher Drücke in einer für beide Schichten vollkommenen Weise durchführen. Es braucht hierbei nur die induktive Innenbeheizung auf 'eine höhere Temperatur eingestellt zu werden, damit die unmittelbar an der metallischen Walzenoberfläche anliegende Hartkautschukschicht eine genügende Erhitzung erfährt, während die vor

ίο ,allem auf die äußere Weichkautschukschicht wirkende Außenbeheizung auf eine niedrigere Temperatur, wie sie für die Vulkanisierung ■des Weichkautschuks erforderlich ist, eingestellt wird.

«5 Ein weiterer erheblicher Vorteil besteht in der großen Schnelligkeit, mit der eine vollkommen ausreichende Vulkanisierung des Kautschuks erzielbar ist. Eine sehr günstige Eigenschaft der Induktionsheizung besteht auch darin, daß die durch die Induktion hervorgerufenen Induktionsströme vor allem in der Walzenoberfläche auftreten, d. h. also gerade an derjenigen Stelle, an der die Erwärmung gewünscht wird.

Schließlich ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung einfach, da für die induktive Innenbeheizung der' sowieso vorhandene Metallträger der Kautschükschicht Anwendung findet.

An sich, ist die Verwendung einer Induktionsheizung zum Vulkanisieren von Kautschuk bekannt. Die bekannten Induktionsheizungen sind bisher im allgemeinen nur zum Vulkanisieren des Kautschuks von außen benutzt worden. Es ist allerdings auch bekannt, einen Kautsch'ukkörper zwischen eine innere und äußere Metallform einzuschließen und diese beiden Formen durch das gleiche elektromagnetische Feld zu vulkanisieren. Hierbei ist jedoch die Innenbeheizung offenbar nur schwach, da der Hauptteil der magnetischen Kraftlinien durch die äußere Form hindurchgeht und nur höchstens ein geringer Teil der Kraftlinien die innere Metallform erwärmen wird, da der magnetische Widerstand auf dem Wege durch die innere Metallform viel größer ist · als auf dem Wege durch die äußere Metallform. Außerdem ist es bei der bekannten Einrichtung auch unmöglich, die innere und äußere Beheizung !unabhängig voneinander zu regeln.

Schließlich ist auch schon die Lehre gegeben worden, zur Vulkanisierung der Kautschukhülle eines elektrischen Leiters letzteren durch den elektrischen Strom, der in dem Draht Joulesche Wärme erzeugt, zu erhitzen. Eine derartige Maßnahme ist jedoch für große Walzen mit Kautschuküberzug lunverwendbar. Hierzu wären nicht nur ganz !unwirtschaftliche Stromstärken notwendig, sondern die auf dem elektrischen Widerstand der Walze beruhende Heizung würde bei den meisten heute üblichen Walzen, die innen Hohlräume aufweisen, völlig ungleichmäßig sein.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird die Wicklung der das Induktionsfeld erzeugenden Induktionsspule gleichzeitig als elektrischer Heizwiderstand ausgebildet, der die Außenbeheizung der Kautschukmasse bewirkt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen die

Fig. ι und 2 schematisch und teilweise im Schnitt zwei verschiedene, nach dem Verfahren gemäß der Erfindung arbeitende Vorrichtungen.

Fig. ι' zeigt beispielsweise eine Anwendung der Erfindung, bei der ein Metallzyluider 10, der z.B. 2m lang ist und einen Durchmesser von 80 cm hat, zuerst in üblicher Weise vorbereitet und mit einem Kautschuküberzug 11 bekleidet worden ist, der, wie bekannt, aus weichem, halbhartem oder hartem Kautschuk bestehen kann. Der Kautschuküberzug wird zuerst in bekannter Weise dicht mit Streifen aus Gewebe umwickelt. Dann wird das Ganze vor dem eigentlichen Heizprozeß einer Vorheizung unterworfen. Dies kann dadurch geschehen, daß der mit dem Überzug versehene Zylinder in eine Induktionsspule hineingesetzt wird, die mit Wechselstrom gespeist wird, so daß die Spule eine Reaktanzspule bildet, deren Kern von dem mit dem Überzug versehenen Zylinder dargestellt wird. Man Jcann aber auch, wie dies in Fig. ι dargestellt ist, die Induktionsspule 13 mit einem aus mehreren Lamellen gebildeten Kern 14 versehen, der einen Hufeisenmagneten bildet, zwischen dessen Polen der Metallzylinder 10 mit seinem Kautschukbelag 11 angeordnet ist. Der Strom wird dann auf einen solchen Wert eingestellt, daß der Metallzylinder 10 in etwa 10 Minuten auf eine Temperatur von 'ungefähr 150" C gebracht wird. Der auf die genannte Weise vorgeheizte und mit einem Kautschuküberzug versehene Zylinder wird dann in einen Autoklaven gebracht, in dem er in bekannter Weise vulkanisert wird. Jedoch ist die "Dauer dieser Vulkanisierphase wesentlich kürzer als die Dauer, die zur Vulkanisierung des gleichen Körpers notwendig wäre, wenn letzterer nicht in der oben beschriebenen Weise vorgeheizt worden wäre.

Die Vulkanisierung kann auch in der Weise, die in Fig. 2 veranschaulicht ist, vor sich gehen. Bei dieser Beheizungsart wird die ■ isolierte Induktionsspule 13 im Innern eines Autoklaven angeordnet. Der Zylinder ι ο wird dann mit seinem zu vulkanisierenden Über-

zugii in das Innere der Spule 13 hineingesetzt und von Trägern derart gehalten, daß der Metallzylinder mindestens annähernd in der Mitte der Spule 13 liegt. Durch die Spule wird dann ein Wechselstrom hindurchgeschickt und die metallische Seele wird durch. Induktion geheizt. Gleichzeitig wird Dampf in den Autoklaven hineingelassen, so daß der Kautschuküberzug 11 sowohl von innen als auch von außen geheizt wird.

Die Schnelligkeit der Vulkanisierung und die Gleichförmigkeit der erhaltenen Erzeugnisse können noch, beträchtlich dadurch erhöht werden, daß als Leiter für die Wicklung der Induktionsspule mindestens ein Metallstreifen angewendet wird, der vorteilhaft \^ron einer flachen Drahtlitze gebildet wird und dessen Werkstoff solche elektrischen Eigenschaften aufweist, daß er nicht nur einen elektrischen Strom von genügender Frequenz leitet, um die Heizung des Metallkerns auf induktivem Wege zu bewirken, sondern daß er auch gleichzeitig einen elektrischen Heizwiderstand bildet, der unter der Wirkung des elektrischen Stromes, der beispielsweise zur induktiven Beheizung des Metallkerns notwendig ist, den Kautschuküberzug von außenbeheizt.

Die genannten elektrischen Charakteristiken des Leiters können derart gewählt werden, daß die von außen wirkende Widerstandsheizung höher, gleich oder geringer als die von innen wirkende Heizung ist, so daß die Vulkanisation je nach Belieben zuerst an der Innen- oder an der Außenfläche des Kautschuküberzuges beginnt, oder von der Innen- oder Außenfläche des Überzuges schneller fortschreitet. Schließlich kann aber auch bei gleicher Beheizung innen und außen das Fortschreiten der Vulkanisation von der inneren und von der äußeren Oberfläche des Kautschuküberzuges aus gleich sein.

Bei dem oben beschriebenen Heizverfahren hat die metallische Wicklung, mag sie aus Drahtlitze, aus Streifen oder aus sonstigen Teilen bestehen, eine doppelte elektrische Aufgabe, denn der Strom, der durch die Wicklung hindurchgeht, hat gleichzeitig eine induktive und eine Heizwirkung. Diese doppelte Aufgabe braucht nicht unbedingt von einem Wechselstrom gegebener Frequenz und Stärke erfüllt zu werden; vielmehr kann sie auch dadurch erfüllt werden, daß zwei verschiedene Arten elektrischer Ströme, beispielsweise Ströme verschiedener Frequenz, nacheinander oder abwechselnd Anwendung finden.

Beispielsweise kann der mit Kautschuk verkleidete Metallzylinder durch einen Hochfrequenzstrom noch vor dem Beginn der Vulkanisierung rasch auf eine Temperatur von etwa 150; C gebracht werden. In einer zweiten Phase des Verfahrens wird dann ein Strom von mittlerer oder von Niederfrequenz oder sogar ein Gleichstrom verwendet, um den Kautschuk zu vulkanisieren.

Die Wicklung der Induktionsspule kann aus flacher Drahtlitze oder aus gewöhnlichem Widerstandsdraht, der mit einer Asbestisolierung versehen ist, oder aus Metallband bestehen. Die Wicklung kann sich in einem gewissen Abstand von der Außenfläche des Kautschuküberzuges befinden, oder aber sie kann auch in unmittelbarer Berührung mit der Außenfläche stehen. In dem letztgenannten Fall kann die Wicklung der Induktionsspule als Verstärkung der Gewebeumhüllung dienen, mit welcher der Kautschuk umwickelt ist, oder sie kann sogar die genannte Gewebeumhüllung ersetzen.

Claims

80 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vulkanisieren eines Überzuges aus Kautschuk o. dgl. auf einer großen Walze aus magnetischem Werkstoff, wie z. B. einer Druckereiwalze, mit Hilfe zweier voneinander unabhängiger, innen und außen wirkender Beheizungsarten, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung des Kautschuküberzuges von innen durch ein an sich bekanntes, vorzugsweise hochfrequentes, elektromagnetisches Wechselfeld erfolgt, dessen Kraft-' linien durch die Walze hindurchgehen, während die Außenbeheizung in bekannter Weise im Autoklaven oder durch elekirische Widerstandsheizung geschieht.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung der das Induktionsfeld erzeugenden Induktionsspule gleichzeitig den elektrischen Heizwiderstand zur Außenbeheizung der Kautschukmasse bildet.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung der Induktionsspule an Stromquellen verschiedener Art anschließbar ist, von denen die eine Stromart für die Innenheizung und die andere für die Außenheizung dient.

4. Vorrichtung gemäß Anspruchs, da- no durch gekennzeichnet, daß die aus einem Metallgewebe oder -geflecht bestehende Wicklung der Induktionsspule an Stelle der üblichen Gewebeiimhüllung des Kautschuküberzuges unmittelbar auf diesen Überzug aufgewickelt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen