DE818856C

DE818856C - Process for vulcanizing objects made of rubber

Info

Publication number: DE818856C
Application number: DED5567A
Authority: DE
Inventors: Philip Walter Badham; Ernest Frederick Powell
Original assignee: Dunlop Rubber Co Ltd
Current assignee: Dunlop Rubber Co Ltd
Priority date: 1940-11-11
Filing date: 1950-09-09
Publication date: 1951-10-29

Description

Verfahren zum Vulkanisieren von Gegenständen aus Gummi Die Erfindung bezieht sich auf das Vulkanisieren von Gegenständen aus Gummi o. dgl. vulkanisierbaren Stoffen, insbesondere solchen Gegenständen von verschiedener oder erheblicher Stärke, wie beispielsweise Luftschläuche und Reifen für Fahrzeugrader oder massive Gummikörper, in Anwendung hierauf die Erfindung nachstehend vornehmlich beschrieben ist.Process for vulcanizing articles made of rubber The invention refers to the vulcanization of articles made of rubber or the like vulcanizable Substances, especially objects of varying or considerable thickness, such as air hoses and tires for vehicle wheels or solid rubber bodies, in application thereto, the invention is primarily described below.

Die Luftschläuche für die Fahrzeugbereifung sind im allgemeinen mit Gummifußventilen versehen, deren Fußplatte auf die Außenseite des Schlauches aufvulkanisiert ist. Hierbei ist es schwierig, eine völlige Durchvulkanisation des Schlauches unter dem Gummifuß des Ventils zu erreichen. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, ist es bekannt, dieser Stelle zusätzliche Wärme durch die Anordnung weiterer Heizelemente in der Nähte des Ventils zuzuführen, aber auch dabei ist es schwierig, eine Oibervulkanisation des Schlauches zu verhüten, wenn man eine annähernd ausreichende Vulkanisation der von dem Ventilfuß bedeckten Stelle erreichen will. The air hoses for the vehicle tires are generally with Rubber foot valves are provided, the footplate of which is vulcanized onto the outside of the hose is. Here it is difficult to fully vulcanize the hose to reach the rubber base of the valve. To overcome this difficulty is it is known to provide additional heat at this point by arranging additional heating elements in the seams of the valve, but even with this it is difficult to over-vulcanize to prevent the hose if one has an approximately sufficient vulcanization of the wants to reach the place covered by the valve base.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Vulkanisieren wird die ausreichende örtliche Hitze in dem Gummi selbst erzeugt, um eine gleichmäßige und befriedigende Vulkanisation zu erreichen, wobei im Falle .der Anwendung auf Luftschläuche für die Fahrzeugbereifung eine Übervulkanisation des Ventilkörpers vermieden wird. In the method for vulcanizing according to the invention, the sufficient Local heat generated in the rubber itself to be uniform and satisfactory To achieve vulcanization, in the case of. The application to air hoses for the vehicle tires over-vulcanization of the valve body is avoided.

In gleicher Weise zeigen die gegenüber den Seitenwänden dickeren Wülste und Laufflächenstreifen von Laufdecken eine Neigung zur Untervulkanisation gegenüber den Seitenwänden. Hier kann durch Erzeugung zusätzlicher Hitze in den an diesen Stellen anliegenden Teilen des Blähschlauches eine gleichmäßigere Durchvulkanisation erreicht werden. In the same way, show the thicker ones compared to the side walls Beading and tread stripes on running surfaces have a tendency to under-vulcanize opposite the side walls. By generating additional heat in the at parts of the inflation hose that are in contact with these points create a more even surface Through vulcanization can be achieved.

Bei der üblichen Vulkanisation dicker Gummigegenstände durch von außen herangetragene Wärme vergeht eine geraume Zeit, bis die Wärme den Gummikörper durchdringt oder bis zu dessen Mitte vordringt, um wenigstens annähernd eine gleichmäßige Vulkanisation zu erreichen. In the usual vulcanization of thick rubber objects by from outside heat passes a long time before the heat hits the rubber body penetrates or penetrates to its center to at least approximately a uniform To achieve vulcanization.

Wenn diese Körper völlig oder teilweise aus einer an sich bekannten elektrisch leitfähigen Gummimischung hergestellt werden und ein elektrischer Strom durch sie hindurchgeleitet wird, läßt sich in diesen Körpern Wärme entwickeln, wodurch diese Kernstellen oder andere Teile schnell auf die Velkanisationstemperatur gebracht werden können. When this body consists entirely or in part of a known per se electrically conductive rubber compound are produced and an electric current is passed through them, heat can be developed in these bodies, whereby these core points or other parts are quickly brought to the velcanization temperature can be.

Da der elektrische Widerstand von elektrisch leitfähigem Gummi mit dem Ansteigen der Temperatur, insbesondere bei unvulkanisierten Gummimischungen bei unterhalb der Vulkanisiertemperatur liegenden Wärmegraden abnimmt, wird zweckmäßig die Temperatur des unvulkanisierten, elektrisch leitfähigen Gummis vor der Einleitung des elektrischen Stromes auf eine ausreichende Temperatur gebracht, um einen örtlichen starken Stromdurchgang und eine Überhitzung zu verhüten, die auf ursprünglich vorhandenen kleinen örtlichen Temperaturunterschieden beruht. Because the electrical resistance of electrically conductive rubber with the rise in temperature, especially in the case of unvulcanized rubber compounds decreases when the temperature is below the vulcanization temperature, is expedient the temperature of the unvulcanized, electrically conductive rubber before introduction of the electric current brought to a sufficient temperature to produce a local to prevent strong current and overheating on the originally existing small local temperature differences.

Diese Maßnahme ist jedoch entbehrlich bei zuvor erhitztem, teilweise vulkanisiertem, elektrisch leitfähigem Gummi, da der negative Temperaturkoeffizient des Widerstandes einen viel geringeren Wert hat als derjenige von unvulkanisiertem oder nicht erwärmtem, elektrisch leitfähigem Gummi. However, this measure is unnecessary in the case of previously heated, partially vulcanized, electrically conductive rubber, because of the negative temperature coefficient resistance is of much less value than that of unvulcanized or unheated, electrically conductive rubber.

Wärme kann dem betreffenden Gummikörper unabhängig hiervon durch äußere Dampfbeheizung zugeführt werden, um den Verlauf der Vulkanisation zu unterstützen oder sie an den Stellen durchzuführen, die nicht aus elektrisch leitfähigem Gummi bestehen. Heat can pass through the rubber body in question regardless of this external steam heating can be supplied to support the vulcanization process or to perform them in places that are not made of electrically conductive rubber exist.

Eine derartige Außenbeheizung kann entfallen, wenn der leitfähige Gummi zuvor erhitzt oder vorvulkanisiert ist, sofern die aus nicht leitfähigem Gummi bestehenden Teile des Körpers neben den leitfähigen Teilen liegen, oder kann mit der elektrischen Beheizung zur Vervollständigung der Vulkanisation sowohl der leitenden als auch der nicht leitenden Teile einhergehen. Such external heating can be omitted if the conductive Rubber is previously heated or pre-vulcanized, provided that it is made of non-conductive rubber existing parts of the body lie next to the conductive parts, or can with the electrical heating to complete the vulcanization and the conductive as well as the non-conductive parts.

Wenn die zu vulkanisierenden Gegenstände nicht erhitzten und unvulkanisierten elektrisch leitfähigen Gummi enthalten, muß dieser vor oder mit der elektrischen Beheizung durch von außen zugeführte Wärme erhitzt werden. When the items to be vulcanized are not heated and uncured contain electrically conductive rubber, this must precede or coincide with the electrical Heating can be heated by externally supplied heat.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.. The method according to the invention is shown below with reference to the drawing explained in more detail ..

Es zeigt Fig. 1 im Diagramm die Abhängigkeit des Widerstandes von elektrisch leitfähigem Gummi von der Temperatur.It shows Fig. 1 in the diagram, the dependence of the resistance on electrically conductive rubber on the temperature.

Fig. 2 eine Steuereinrichtung für den durch den leitfähigen Gummi gehenden elektrischen Strom, Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Luftschlauch mit einem aus leitfähigem Gummi bestehenden Ventilkörper, Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Vulkanisierform für eine Laufdecke mit einem Heizschlauch aus elektrisch leitfähigem Gummi, Fig. 5 einen gleichen Querschnitt mit einem elektrisch leitfähigen Gummi enthaltenden Heizschlauch und Fig. 6 einen Schnitt durch eine Vulkanisierform für einen massiven Gummikörper aus unvulkanisiertem, elektrisch leitfähigem Gummi mit Außenbeheizung. Fig. 2 shows a control device for the through the conductive rubber going electric current, Fig. 3 with a cross section through an air hose a valve body made of conductive rubber, Fig. 4 shows a cross section through a vulcanization mold for a tread with a heated hose made of electrically conductive Rubber, Fig. 5 shows the same cross section with an electrically conductive rubber containing heating hose and FIG. 6 shows a section through a vulcanizing mold for a solid rubber body made of unvulcanized, electrically conductive rubber External heating.

In der Fig. I zeigt die Kurve A die Abnahme des Widerstandes von unvulkanisiertem, elektrisch leitfähigem Gummi mit dem Ansteigen der Temperatur beim Ausgang der Erhitzung von Zimmertemperatur, während die Kurve B die Abnahme des Widerstandes mit dem Ansteigen der Temperatur beim zweiten sich anschließenden Frwärmen des Gummis wiedergibt. In Fig. I, curve A shows the decrease in resistance from unvulcanized, electrically conductive rubber as the temperature rises at the exit of the heating from room temperature, while curve B shows the decrease of resistance as the temperature rises in the second subsequent one Warming up the rubber.

Die beiden Kurven zeigen, daß der Widerstand mit dem Ansteigen der Temperatur am Anfang der Kurve A sehr schnell abnimmt und dann langsam weiter fällt, während die Abnahme des Widerstandes über die Kurve B gleichmäßig erfolgt. Aus dem Verlauf der beiden Kurven A und B ergibt sich, daß zuvor nicht erhitzter, elektrisch leitfähiger Gummi zweckmäßig vor der Anwendung des elektrischen Stromes durch äußere Wärmeanwendung erhitzt wird, um von der Beziehung Widerstand zu Temperatur nach der Kurve M zu der Beziehung nach der Kurve B zu kommen, da sonst eine erhebliche Neigung zur Bildung örtlicher Durchgangswege von hoher Temperatur in den elektrisch leitfähigen Gummi besteht, da der Widerstand dieser Wege erheblich geringer ist als derjenige in der Masse des leitfähigen Materials. The two curves show that the resistance increases with the increase in the The temperature at the beginning of curve A decreases very quickly and then slowly continues to fall, while the decrease in resistance over curve B takes place uniformly. From the The course of the two curves A and B shows that previously not heated, electrically Conductive rubber expedient before the application of electrical current through external Heat application is heated according to the relationship between resistance and temperature curve M to come to the relationship according to curve B, otherwise a considerable one Tendency to form local passageways of high temperature in the electrical conductive rubber exists, since the resistance of these paths is considerably lower than that in bulk of the conductive material.

Wegen des negativen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes würde sich bei Anwendung einer übermäßigen Spannung auf den elektrisch leitfähigen Gummi eine nicht kontrollierbare Zunahme des Stromes und der Temperatur ergeben. Um dies zu verhindern, muß die Voltzahl dem Maß des Wärme verlustes in dem Gegenstand, etwa durch Ableitung angepaßt sein, und es ist daher zweckmäßig, Mittel vorzusehen, durch welche die auf den elektrisch leitfähigen Gummi des Gegenstandes C (Fig. 2) einwirkende Spannung abnimmt, wenn die Stromstärke zunimmt. Hierzu ist in den Stromkreis ein Widerstand R eingeschaltet, der zweckmäßig einen positiven Temperaturkoeffizient hat, d. h. ein Widerstand, dessen Größe mit dem Wert, in welchem die Temperatur ansteigt, zunimmt.Because of the negative temperature coefficient of resistance would when an excessive voltage is applied to the electrically conductive rubber result in an uncontrollable increase in current and temperature. To this to prevent, the voltage must correspond to the degree of heat loss in the object, for example be adapted by derivative, and it is therefore appropriate to provide means by which act on the electrically conductive rubber of the object C (Fig. 2) Voltage decreases as the current increases. This is done in the circuit Resistor R switched on, which expediently has a positive temperature coefficient has, d. H. a resistance, its size with the value in which the temperature increases, increases.

Die Fig. 3 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf das Vulkanisieren eines aufblasbaren Gummigegenstandes, etwa eines Luftschlauches I, der mit einem Ventil 2 versehen ist, dessen Fußplatte 3 aus einem elektrisch leitfähigen Gummi besteht, der auch den Schaft des Ventils 2 umgeben oder diesen bilden kann. 3 shows the application of the method according to the invention the vulcanization of an inflatable rubber object, such as an air hose I, which is provided with a valve 2, the base plate 3 of which consists of an electrically There is conductive rubber, which also surround the stem of the valve 2 or this can form.

Um den elektrischen Strom in den gewünschten Weg zu zwingen, sind die Fußplatte 3 und der Schaft des Ventils 2 von der Vulkanisierform 4' die den Schlauch I aufnimmt, durch Isolierstücke 5, 5a abgetrennt, deren Breite geringer ist als diejenige der Gummifußplatte. Es verbleibt somit eine Ringfläche 6, auf welcher der leitfähige Gummi an der Vulkanisierform anliegt, so daß ein bestimmter Weg für den Strom von dem Ventilschaft nach der Ringfläche 6 gegeben ist. Der Stromkreis wird durch Anlegen der beiden Pole an den Ventilschaft bzw. die Vulkanisierform geschlossen, so daß der Strom durch den Ventilschaft und dann in radialer Richtung hierzu durch den Fuß nach dem AIetall der Vulkanisierform fließt. Die Einrichtung kann dabei so getroffen sein, daß der Stromkreis mit dem Offnen der Form unterbrochen wird. In order to force the electric current into the desired path, there are the base plate 3 and the stem of the valve 2 from the vulcanizing mold 4 'the the Hose I receives, separated by insulating pieces 5, 5a, the width of which is smaller is than that of the rubber footplate. An annular surface 6 thus remains which the conductive rubber rests on the vulcanizing mold, so that a certain Path for the flow from the valve stem to the annular surface 6 is given. The circuit is made by placing the two poles on the valve stem or the vulcanizing mold closed so that the flow through the valve stem and then in the radial direction for this purpose flows through the foot after the Aletall of the vulcanizing mold. The establishment can be made in such a way that the circuit is interrupted when the mold is opened will.

I)ie Isolierstücke 5, Kja, z. 13. aus Papier, Textilgewebe, Preßstoff oder nicht leitendem Gummi, können dabei auf die Wand der Vulkanisierform aufgelegt oder in den Fuß bzw. den Schaft des Ventils eingebettet sein, wie sie dieses auch abnehmbar umgehen können. I) ie insulating pieces 5, Kja, z. 13. Made of paper, textile fabric, pressed fabric or non-conductive rubber, can be placed on the wall of the vulcanizing mold or be embedded in the foot or the stem of the valve, as they do this too be able to handle removable.

Um eine gleichmäßigere Durchvulkanisation einer Laufdecke 7 zu erreichen, kann Wärme dem Bläh-oder Heizschlauch 8 und zusätzliche Wärme den Wulsträndern 9 und der Lauffläche 9a zugeführt werden, da diese Teile erheblich stärker sind als die Flanken der Laufdecke. Die an diesen Stellen erforderliche zusätzliche Wärme kann dadurch erzeugt werden, daß ein elektrischer Strom durch den alsdann aus elektrisch leitendem Gummi gefertigten 131ähschlauch 8 geleitet wird, wobei dessen Wandung an den der zusätzlichen Beheizung bedürfenden Stellen verstärkt ist und die beiden Kontaktstellen (Ventilschaft 2 und Platte I2) angeordnet sind. Durch den größeren Querschnitt und zufolge der Anordnung der Elektroden an diesen Stellen fließt hier mehr Strom und bewirkt eine größere 'ärmeentwicklung. Die beiden Kontaktstellen sind durch einen biegsamen Leiter I3 miteinander verhunden. In order to achieve a more even vulcanization of a running surface 7, can heat the inflatable or heated hose 8 and additional heat the bead edges 9 and the running surface 9a, since these parts are considerably stronger than the flanks of the tread. The extra heat required in these places can be generated in that an electric current through the then from electric conductive rubber made 131ähschlauch 8 is passed, with its wall is reinforced at the points requiring additional heating and the two Contact points (valve stem 2 and plate I2) are arranged. By the bigger one Cross-section and, as a result of the arrangement of the electrodes at these points, flows here more electricity and leads to greater poverty development. The two contact points are interconnected by a flexible conductor I3.

Der gleiche Erfolg wird erreicht, wenn nach der Fig. 5 der Bläh- oder Heizschlauch 8 an den den Teilen 9, 9a benachbarten Stellen mit Auf- oder Einlagen 10, 11 von elektrisch leitfähigem Gummi versehen wird. The same success is achieved if, according to FIG. 5, the inflatable or heating hose 8 at the points adjacent to parts 9, 9a with supports or inserts 10, 11 is provided with electrically conductive rubber.

Der Strom kann dem Blähschlauch durch einander diametral gegenüberliegende Kontaktstellen zugeführt werden, von denen zweckmäßig eine von dem Ventilschaft 2 des Heizschlauches gehildet sein kann. The current can flow through the inflation tube diametrically opposite one another Contact points are supplied, one of which is expediently one of the valve stem 2 of the airbag can be formed.

Von dieser Kontaktstelle sind nachgiebige Leiter I3 zu den in dem leitfähigen Gummi II eingebetteten Kontaktplatten I2 geführt, die für eine gleich mäßige Stromverteilung sorgen. From this contact point are compliant conductors I3 to those in the conductive rubber II embedded contact plates I2 performed for a same Provide moderate power distribution.

Aus den gleichen Gründen, wie zu Fig. 2 erläutert, kann der Nrentilschaft 2 des Ventils von einem Isolierkörper 5 umgeben sein. For the same reasons as explained for FIG 2 of the valve can be surrounded by an insulating body 5.

I)ie l ig. ( zeigt rille Eletallforlll 4 zum loanisi(r(ll eines K(irl)ers 14 der aus unvulkanisiertem. elektrisch leitfähigem Gummi besteht oder solehell enthält und durchweg gleichen Querschnitt hat. I) ie l ig. (shows rille Eletallforlll 4 to the loanisi (r (ll of a K (irl) ers 14 made of unvulcanized. electrically conductive rubber or light-colored and has the same cross-section throughout.

Die Preßform wird von außen beheizt und anschließend wird durch die leitfähige Gummimasse ein elektrischer Strom geschickt, der durch eine Elektrode 15 eingeleitet wird. Die Elektrode I5 ist gegen die Form durch eine Zwischenlage 5 isoliert. The mold is heated from the outside and then through the conductive rubber mass sent an electric current passing through an electrode 15 is initiated. The electrode I5 is against the mold by a liner 5 isolated.

Diese Zwischenlage deckt alle Flächen der Preßform mit Ausnahme der der Elektrode 15 gegenüberliegenden Fläche I6 ab. Der Strom muß also durch den Gummikörper hindurchgehen.This intermediate layer covers all surfaces of the mold with the exception of the the surface I6 opposite the electrode 15. So the current has to go through the rubber body go through.

Die Spannung des zur Anwendung gelangenden elektrischen Stromes richtet sich nach den Abmessungen der leitenden Teile des Körpers, der Leitfähigkeit des Gemisches an elektrisch leitfähigem Gummi, wobei sowohl Gleichstrom als auch üblicher Wechselstrom mit 50 Perioden verwendet werden kann. The voltage of the applied electric current is directed according to the dimensions of the conductive parts of the body, the conductivity of the Mixture of electrically conductive rubber, both direct current and more common AC current with 50 periods can be used.

Die Leitfähigkeit des Gummis kann, wie an sich bekannt, durch Beimischung von kohlenstoffhaltigen Stoffen, wie Acetllylellruß oder leitenden Lampenruß. herbeigeführt werden, wobei sich die Menge der Beimischung nach der gewünschten Leitfähigkeit richtet. As is known per se, the conductivity of the rubber can be increased by adding it of carbon-containing substances such as acetyllyl black or conductive lamp black. brought about The amount of admixture depends on the desired conductivity directs.

P .\TEST r\NSPRIICHE: 1. Verfahren zum Vulkanisieren von Gegenständen aus Gummi oder Teilen solcher Gegenstande, dadurch gekennzeichnet, daß durch elektrisch leitfähigen Gummi, der in dem zu vulkanisierenden Gegenstand oder einem Teil desselben enthalten ist bzw. an diesem anliegt, ein elektrischer Heizstrom geleitet wird, unter nachfolgender oder gleichzeitiger äußerer Beheizung des leitfähigen Gummis. P. \ TEST PRINCIPLES: 1. Method of vulcanizing objects made of rubber or parts of such objects, characterized in that by electrical conductive rubber that is contained in the object to be vulcanized or part of the same is contained or applied to it, an electrical heating current is conducted, with subsequent or simultaneous external heating of the conductive rubber.

Claims

2. The method according to claim I, characterized in that the in the object to be vulcanized contained electrically conductive rubber before Use of the combined electrical and external heating, at least partially pre-vulcanized will.

3. The method according to claim I, characterized in that the entire heat required to vulcanize the object by passing a electric current is generated by vulcanized, conductive rubber.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the additional heating sent by an electrically conductive rubber Heating current is only carried out on thicker wall parts of the object.

5 The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that when using a metal mold that cannot be heated by the heating current Parts of the conductive rubber against the mold are covered by an insulating layer will.