DE2728333A1

DE2728333A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von im wesentlichen aus kautschuk bestehenden gegenstaenden

Info

Publication number: DE2728333A1
Application number: DE19772728333
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Brunet; Jean Carpentier; Gilbert Fuss
Original assignee: Firestone Tire and Rubber Co
Current assignee: Bridgestone Firestone Inc
Priority date: 1976-06-23
Filing date: 1977-06-23
Publication date: 1978-01-05
Also published as: FR2355648A1; DE2728333C2; FR2355648B1; GB1560052A; JPS53270A; IT1079077B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gegenständen auf der Basis von Kautschuk und ist ganz allgemein bei der industriellen Kautschukverarbeitung anwendbar.

Es gibt eine Reihe von industriell hergestellten Produkten, die vollständig oder teilweise aus Kautschuk bestehen und deren Zusammensetzung, Aufbau und geometrische Form relativ komplex ist. Ihre Herstellung setzt die Verwendung von Materialien voraus, die sowohl hinsichtlich ihrer Beschaffenheit als auch ihrer Zusammensetzung verschieden sind. Weiterhin erfordert diese Herstellung sehr häufig ausgehend von Zwischenprodukten die Herstellung eines Rohlings um eine genau definierte bzw. festgelegte Endstruktur zu erhalten. Schließlich führen diese Herstellungsverfahren zum abschließenden Formungs-Bearbeitungs-Schritt der gleichzeitig zwei Zwecken dient, nämlich einerseits der quasi endgültigen, dimensioneilen Formgebung des Produkts und andererseits der Vulkanisation der Kautschukmischungen.

Die Herstellung des Rohlings erfordert einen erheblichen Arbeitsund Vorrichtungsaufwand. Der Formungs-Arbeitsschritt bildet praktisch die letzte Stufe der Herstellung.

Die Herstellung des Rohlings ist ein Arbeitsschritt, bei dem Halbprodukte bzw. Halbfertigprodukte zusammengesetzt werden, deren nach einem vorgegebenen Verfahren durchgeführte Zusammenstellung zur Ausbildung der endgültigen Struktur führt. In diesem Fabrikationsstadium ist es wichtig, Halbprodukte zu verwenden, die eine gute Adhäsion aufweisen, d. h. daß jedes Element die Fähigkeit besitzt, im Verlauf der Herstellung an der Struktur zu haften bzw. zu kleben, ohne daß Klebemittel verwendet werden müssen. Auch ist es wichtig daß eine genügende Plastizi tät vorhanden ist, um eine einfache Formgebung durch Pressen bzw. Zusammendrücken sicherzustellen.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei der Realisierung von Halbfer tigprodukten, die sowohl sehr genaue als auch sehr gut reprodu-

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zierbare Abmessungen besitzen, die Plastizität der Elemente in sehr weitgehendem Maße eines der am schwierigsten zu meisternden Probleme ist.

Im Verlauf des Formungs-Arbeitsschrittes führt man die Vulkanisation der Kautschukmischungen unter der gleichzeitigen Einwirkung der Zeit, der Temperatur und des Druckes durch.

Diese irreversible Transformation bzw. Umwandlung verändert die physikalischen und chemischen Eigenschaften der ursprünglichen Mischungen, wobei sie elastisch werden und die Eigenschaften der Adhäsion und der Plastizität praktisch verschwinden.

Der Formungs-Bearbeitungsschritt ist immer mit einer dimensioneilen Form_ gebung und einer zumindest teilweisen Vulkanisation und somit mit einer thermischen Stabilisation des Produktes verbunden .

Für die Herstellung von einfachen Teilen, bei denen nur eine einzige Kautschukmischung Verwendung findet, die jedoch hinsichtlich ihrer Form sehr komplex sein können, sind Spritzform-Vorrichtungen bekannt. Die Kautschukmischung wird nach ihrer Plastifizierung mittels einer Einspritzdüse direkt in die geschlossene Form eingeführt. Ein Vorteil besteht darin, daß die Vulkanisationszeit des Produktes verkürzt wird, da die Einspritztemperatur des Gummis in unmittelbarer Nähe der Vulkanisationstemperatur liegt.

Auch ist die Klebefähigkeit und die Plastizität von beschleunigten aber nicht vulkanisierten Kautschukmischungen sowie ihre Fähigkeit bekannt, diese Eigenschaften auch über längere Zeit hinweg beizubehalten, wenn keine Vulkanisation stattfindet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für

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Rohlinge und Halbfertigprodukte auf der Basis von Kautschuk dadurch weiterzubilden, daß einerseits vollständig oder teilweise beschleunigte aber nicht vulkanisierte Kautschukmischungen Verwendung finden und andererseits ein Spritzguß- bzw. Spritzform-Verfahren zur Anwendung kommt, wobei die plastischen Eigenschaften und die Klebefähigkeit des Kautschuks nach dem Entformen und vor der vollständigen Vulkanisation erhalten bleiben und die so hergestellten Rohlinge und Halbprodukte durch aufeinanderfolgende, weitere, beliebige Arbeitsschritte zu komplexeren Baueinheiten zusammengefügt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt weiterhin folgende Schritte:

Plastifizierung einer beschleunigten nicht vulkanisierten Kautschukmischung,

Einspritzen dieses Kautschuks unter erhöhtem Druck und mit einer gegebenen Temperatur in eine geschlossene Form deren Temperatur so geregelt ist, daß jegliche Vulkanisation selbst an der Oberfläche des gebildeten Teils vermieden wird, so daß dessen zuvor beschriebene Eigenschaften erhalten bleiben und eine einfache Entformung möglich ist, gegebenenfalls Zusammenbau des erhaltenen Teils insbesondere aufgrund seiner Haft- bzw. Klebefähigkeit mit anderen auf dieselbe Weise erhaltenen Teilen, und Vulkanisieren der aus den zusammengesetzten Teilen bestehenden Baugruppe zur Herstellung des fertiggestellten Produktes.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt insbesondere zu folgenden Vorteilen:

Es ist möglich mit einem einzigen Verfahrensschritt vom Übertragungstyp einen Herstellungsabschnitt zu realisieren, der früher zur Herstellung eines Teiles die Verwendung verschiedener Techniken bzw. Technologien erforderte, wobei die Nachteile der Lagerung, der Identifizierung und der Vorbereitung auftraten.

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Die Genauigkeit bzw. Qualität der Abmessungen der Halbprodukte ist verbessert, da der Formungs-Arbeitsschritt zu außerordentlich genauen Ergebnissen führt.

Wegen des verwendeten Drucks wird die Möglichkeit des Auftretens von Lufteinschlüssen beseitigt.

Die Abfälle und Ausschußstücke können wieder verwendet werden, was bei vulkanisierten Elementen nicht der Fall ist.

Die Produktivität wird erhöht.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht die aus den zur Herstellung des Halbproduktes erforderlichen Einzelteilen bestehende Baueinheit,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II aus Fig. 1, u.

Fig. 3 eine Form mit einer Vorrichtung zum Zentrieren der Verstärkung und einer Kegulierungsvorrichtung.

Bei dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel wird auf die Herstellung von Luftreifen Bezug genommen. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist jedoch keineswegs auf derartige Produkte beschränkt.

Das Verfahren besteht zunächst darin, auf irgendeine geeignete Weise eine beschleunigte nicht vulkanisierte Kautschukmischung zu plastifizieren und dann diesen Kautschuk bei einer bestimmten Temperatur in eine geschlossene, temperaturgeregelte For« einzuspritzen, wobei diese Temperaturregelung insbesondere dem Zweck dient, eine Vulkanisation des Forastücks selbst an der

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Oberfläche zu vermeiden, um die oben beschriebenen Eigenschaften dieses Formstückes zu erhalten und in gleicher Weise um eine schnelle und einfache Entformung zu ermöglichen, ohne daß spezielle Entformungs-Mittel bzw. -Verbindungen verwendet werden müssen, die die Hafteingenschaften des Gummis während der nachfolgenden Verwendung des Halbproduktes ändern könnten. Darüberhinaus verändern sich die physikalischen Eigenschaften der Mischung in einer solchen Weise, daß die Verformung des Formstückes während des Arbeitsschrittes der Entformung minimalisiert wird.

Im Fall der Luftreifenherstellung sind Kautschukmischungen mit genau festgelegten physikalischen und chemischen Eigenschaften, Cord aus natürlichen oder synthetischen Textilfasern, Stahlcord und dergl. erforderlich.

Es wird ein Extrudierverfahren zur Herstellung von Profilen u. ein Vorverfahren zur Vorbereitung der blattförmigen Verbindungen wie z. B. der Stoff- bzw. Metalleinlagen verwendet. Weitere Arbeitsschritte wie Zuschneiden, Vorbereiten und Konditionieren führen zur Fertigstellung der Elemente, die bei der Zusammenstellung des Rohlings verwendet werden. Diese verschiedenen Elemente werden in einem Endstadium nach der Vorbereitungsarbeit miteinander vereinigt, um die Baueinheit "Halbfertigprodukt" fertigzustellen, die durch den Wulstkern, die Kernumhüllung und den Kernreiter-Gummi definiert ist.

Die Wulstkern-Bewehrung bzw. der Wulstkern 1 wird in die Kaltform-Form 2 eingeführt und der Kernreiter-Gummi 3 wird mit sehr hohem Druck durch eine Düse 4 eingespritzt.

Die in Fig. 3 dargestellte Form ist eine Vielfach-Form und besteht dementsprechend aus mehreren komplementären Blöcken 2a, 2b, 2c usw.
Bestimmte dieser Blöcke werden von einer Fluid-Strömung durch-

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strömt, die den Kanälen 5 folgt, die Teil einer zur Vermeidung jeglicher Vulkanisation dienenden Temperaturregel-Vorrichtung sind.

Die Blöcke umschließen zwischen sich ein verzweigtes Leitungssystem 6 zur Verteilung des Füll- bzw. Kernreiter-Gummis, das an die Einspritzdüse 4 angeschlossen ist.

Die metallische Bewehrung bzw. der metallische Wulstkern 1 wird in dem zwischen zwei Blöcken gebildeten Formhohlraum mittels einer Zentriervorrichtung bzw. Haltevorrichtung an seinem Platz gehalten, die von einem Ring bzw. Reifen 7 gebildet wird, an dem er befestigt ist. Der Ring selbst ist auf eine ringförmige Wand 8 aufgesteckt, die in einem der beiden Blöcke ausgebildet ist. Beim Entformen bildet der Ring 7 einen integralen Teil des Halbproduktes (Fig. 2).

Allgemein gesprochen ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren mit Hilfe einer Einspritzvorrichtung die Kaltformung von Teilen aus beschleunigtem jedoch noch nicht einmal an der Oberfläche vulkanisiertem Kautschuk, wobei entweder nur eine einzige oder mehrere Kautschukmischungen verwendet werden.

Die Teile können eine oder mehrere Stutζvorrichtungen aus Metall oder anders geartetem Material umfassen.

Die Teile werden gegebenenfalls miteinander zusammengesetzt, wobei insbesondere ihre Haft- bzw. Klebefähigkeit ausgenützt wird, und die auf diese Weise aufgebaute, aus den Teilen bestehende Baueinheit wird vulkanisiert, um ein bestimmtes Fertigprodukt zu erhalten.

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Claims

PATENTANWÄLTE

MANITZ. FINSTERWALD & GRÄMKOW

München, den ²³' 2/Hi-P 2043

THE FIRESTONE TIRE & RUBBER COMPANY 1200 Firestone Parkway Akron 17, Ohio, U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von im wesentlichen aus Kautschuk bestehenden Gegenständen

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von Gegenständen, ausgehend von Rohlingen und Halbfertigprodukten auf der Basis von Kautschuk, dadurch gekennzeichnet, daß teilweise oder vollständig ein beschleunigter jedoch nicht vulkanisierter Kautschuk verwendet wird und daß eine Spritzgußtechnik zur Anwending kommt, wodurch die Eigenschaften der Plastizität und die Haft- bzw. Klebefähigkeit des Kautschuks nach den Entformen und vor der vollständigen Vulkanisation erhalten bleiben, wodurch die auf diese Veise hergestellten Rohlinge und Halbfertigprodukte durch aufeinanderfolgende weitere Arbeitsschritte beliebiger Natur zu komplexeren Baueinheiten zusammengefügt werden können.

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OR. C. MANITZ · DIM-INC. M. FIN(TIRWALD DIiI. -INO. W. O K A M K O W ZINTRALKAStI IAYCR. VOLKMANKtN

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ORIGINAL INSPECTED
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung von beschleunigtem, nicht vulkanisiertem Kautschuk plastifiziert wird, daß dieser Kautschuk unter erhöhtem Druck und bei einer bestimmten Temperatur in eine geschlossene Form eingespritzt wird, die temperaturgeregelt ist, um jegliche Vulkanisation selbst an der Oberfläche des hergestellten Teils zu vermeiden, so_wie dessen oben beschriebene Eigenschaften zu erhalten und eine einfache Entformung zu ermöglichen, daß gegebenenfalls das so erhaltene Teil insbesondere mittels seiner Haftfähigkeit mit anderen auf die__selbe Weise erhaltenen Teilen zusammengebaut wird und daß die aus den Teilen zusammengesetzte Baueinheit vulkanisiert wird, um das Endprodukt zu erhalten.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Kautschukmischung verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Arten von Kautschukmischungen verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Hilfs- bzw. Stützelemente aus Metall oder anderen Materialien in die Rohlinge und Halbfertigprodukte eingefügt werden.
6. Einfache oder zusammengesetzte Form zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß sie vom Einspritztyp ist und eine Vorrichtung zur Temperaturregulierung umfaßt, mittels derer jegliche Vulkanisation vermieden wird.
7. Fora nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Formhohlraum ein· oder mehrere Haltevorrichtungen

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für die Formstücke aus unterschiedlichen Materialien und mit unterschiedlichen Formen aufweist.

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