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Vorrichtung zum Vulkanisieren von wässerigen, insbesondere verschäumten
Kautschukdispersionen
Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Vorrichtung
zum Gelieren und Vulkanfsieren von Mischungen. aus wässerigen, insbesondere verschäumten
Dispersionen aus Kautschuk entweder natürlichen oder synthetischen Ursprungs.
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Bei der Herstellung von Gegenständen aus vulkamsiertem Kautschuk,
die einen schwammähnlichen Charakter haben, wird eine verschäumte wässerige Dispersion
aus unvulkanisiertem Kautschuk, die Gliermittel und Vulkanisiermittel enthält, in
eine Form gegossen, um dem Gegenstand die erforderliche Form zu erteilen, und die
dann geliert wird.
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Die Art und die Menge der vorhandenen Geliermittel kann derart sein,
daß die verschäumte Dispersion in der Form geliert, während sie sich in kaltem Zustand
befindet, oder sie kann von solcher Art sein, daß Wärme an die Form gelegt werden
muß, um das Gelieren zu bewirken. Nach dem Gelieren wird die verschäumte Dispersion
erhitzt, um den Kautschuk zu vulkanisieren.
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Es ist bekannt, Kautschuk zu gelieren und zu vulkanisieren, indem
geschlossene Formen, die eine verschäumte Mischung von Kautschukdispersiou ent'halten,
durch einen Behälter mit heißem Wasser hindurchgeführt oder indem geschlossene oder
offene Formen in einer Dampfatmosphäre in einen Autoklav eingeschlossen werden.
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß das bei diesen bekannten Ver-
fahren
erforderliche Bewegen der Formen vor der Vulkanisation des Kautschuks die Neigung
hat, nachteilige geriffelte Oberflächen auf dem Enderzeugnis hervorzurufen. Es wurde
weiter gefunden, daß das Enderzeugnis ein zu beanstandendes .Aussehen hat, wenn
offene Formen verwendet werden und Dampfkondensat auf den nicht gelierten Schaum
tropft.
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Ein Zweck der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Gelieren
und Vulkanisieren von Mischungen von verschäumten wässerigen Kautschulidispersionen
vermittelsDampf'zn schaffen, bei denen bei Verwendung offener Formen die Gefahr,
daß Kondensat auf den nicht gelierten Schaum tropft, vermindert wird, während die
Bewegung der den nicht gelierten Schaum enthaltenden Formen weich und ohne Vibration
durchgeführt werden kann.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
zum Vulkanisieren von Mischungen von wässerigen, insbesondere verschäumten Käutschukdispersionen
vermittels Dampf im wesentlichen bei Atmospbärendruck zu schaffen.
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Gemäß der Erfindung umfaßt die Vorrichtung zum Vulkanisieren von
wässerigen, insbesondere verschäumten Kautschukdispersionen in Formen einen feststehenden
Deckelteil, einen' drehbar gelagerten Träger mit einer Mehrzahl von zur Aufnahme
der Formen dienenden Stationen, die durch Drehen des Trägers nacheinander unter
den feststehenden Deckelteil gebracht werden, eine vorzugsweise hydraulisch arbeitende
Vorrichtung, durch welche der Träger gegen den Deckelteil zur Bildung einer die
jeweils unter den Deckelteil gebrachte Station einschließenden Kammer gehoben und
zur Offnung der gebildeten Kammer wieder gesenkt wird, und Einlässe zur Zuführung
von Dampf in die Kammer. Vorzugsweise ist dabei der Träger mit einem Druckregler
versehen, der verhindert, daß der Druck innerhalb der Kammer über den Atmosphärendruck
steigt.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
zur Darstellung gebracht, und zwar zeigt Fig. I eine Seitenansicht einer Vorrichtung
gemäß, der Erfindung, teilweise im Schnitt, Fig. II eine Draufsicht der Vorrichtung.
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Die Vorrichtung besteht aus einem ortsfesten Rahmen I, Sder Versteifungen
und einen Tragdeckel 2 für die Formen enthält, und aus einem Träger 3, der auf einer
Säule oder einem Ständer 4 vermittels eines am Ende offenen hohlen Zylinderteiles
5 angeordnet ist, die beide im Verhältnis zur Säule in lotrechter Richtung bewegbar
und auf ihr drehbar sind. Der Träger 3 nimmt zwei rechteckige Formen Seite bei Seite
zueinander auf, so daß beim Drehen des Trägers 3 jede Form unmittelbar unter den
Deckel 2 gebracht werden kann.
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Der Träger 3 besteht aus zwei Teilen, von denen jeder auf einer Seite
des mittleren hohlen Zylinderteiles 5 liegt, und jeder Teil umfaßt einen rechteckigen
Rahmen 6 sowie eine Anzahl von Stangen 7, die sich quer zur Breite des Rahmens 6
erstrecken, um eine Form und einen Trog 8 zu tragen, der sich von dem Rahmen~6 unterhalb
der Stangen 7 erstreckt, um Kondensat aufzufangen. An- dem untersten Teil jedes
Troges 8 ist ein S-förm.iger Verschluß g vorgesehen, aus dem Kondensat entweichen
kann, ohne jedoch das Entweichen von Dampf zu gestatten. Das Kondensat kann aus
dem Verschluß 9 durch ein (nicht dargestelltes) Rohr in einen Abfluß fließen, das
schnell angeschlossen oder abgenommen werden kann, je nachdem, welcher der S-förmigen
Verschlüsse g unterhalb des Deckels 2 angeordnet ist.
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Jeder Rahmen ist durch Bolzen mit dem anderen Rahmen und mit dem
Zylinderteil 5 verbunden und wird weiterhin von Teilen 10 gestützt. Der untere Teil
der Säule 4 hat einen verkleinerten Durchmesser und ist in einem Aufbauteil 12 untergebracht,
der unterhalb der bei I I angedeuteten Erdgleiche zweckmäßig in Beton eingesetzt
ist.
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Zwei Kugellager I3, die durch ein Abstandsstück 14 getrennt voneinander
angeordnet sind, sind vorgesehen, so daß die Säule 4 sich um ihre lotrechte Achse
drehen kann. Der Oberteil der Säule 4 ist in den hohlen Zylinderteil 5 eingepaßt,
und sie ist an ihrem Oberende mit einer Verschluß einrichtung versehen, die eine
Packung 15 enthält, die durch eine Scheibe 16 an Ort und Stelle gehalten wird.
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Die Säule arbeitet daher wie ein Kolben, der in der Kammer 21 untergebracht
ist, die das Innere des hohlen Zylinderteiles 5 bildet. Die Säule 4 weist nahe ihrem
oberen Ende eine Nut I7 auf, die sich in lotrechter Richtung längs eines Teiles
ihrer Oberfläche lerstreckt; der Zylinderteil 5 ist mit einer Stellschraube 18 versehen,
deren Ende in der Nut I7 angeordnet ist und eine Relativdrehung des Zylinderteiles
5 und der Säule 4 verhindert.
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Der Zylinderbe.il 5 ist ferner mit einem sich nach außen erweiternden
Bund 19 versehen, der auf einen entsprechenden Tragteil 20 paßt, wenn die Säule
4 sich in ihrer unteren Stellung befindet, und unterstützt daher das Tragen des
Unterteiles oder Trägers 3. Ein Einlaß 22 am Oberende der Kammer 2-1 steht über
ein Ventil mit einer hydraulischen Druckmittelquelle (nicht dargesteLlt) durch ein
biegsames Rohr 23 in Verbindung, durch das ein hydraulisches Druckmittel der Kammer
2I zugeführt und von ihr abgesperrt werden kann, um die Kammer 2I voll Druckmittel
zu belassen, oder mittels dessen das Rohr 23 mit einem Auslaßrohr (nicht dargestellt)
in Verbindung gebracht werden kann, durch das Druckmittel aus der Kammer 21 entweichen
kann. Der einlaß 22 befindet sich an der Steile des Zylinderteiles 5, die weggeschnitten
ist, um den Schnitt gemäß Fig. I darzustellen, daher ist seine Länge in gestrichelten
Linien wiedergegeben. Schmiermittel kann aus einer Ölkammer 25 durch ein Rohr 24
zu den sich berührenden Flächen der Säule 4 und des Zylinderteiles 5 geführt werden.
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Der Rahmen I besteht aus vier senkrechten Trägern 26 und Querträgern
27, welche den Rahmen I starr halten und ,die sich über den Teil des Trägers 3 erstrecken,
der sich außerhalb des
Deckels 2 befindet, um eine Laufbahn 28 ZU
tragen, durch die hebbare Behälter oder Gefäße, welche die verschäumte Dispersion
enthalten, über eine Form auf dem Träger2 gebracht werden können. Der Deckel 2 ist
an jeder Ecke an dem Rahmen I vermittels eines Winkelteiles 42 befestigt und hat
eine rechtwinklige Offnung, die durch vier niedrige senkrechte Wandungen 29 gebildet
ist, und ferner einen Dachteil 30, der aus zwei Seitenfiächen gebildet ist, die
jeweils schräg nach einwärts von einer der Seitenwandungen 29 verlaufen und sich
längs eines zentral angeordneten Firstes treffen, und schließlich zwei Endflächen,
die sich schräg nach einwärts von den beiden Endwandungen erstrecken. Der Deckel
ist überall doppelwandig ausgebildet; die inneren und äußeren Wandungen werden durch
einen rechteckigen Rahmen fest und im Abstand voneinander gehalten. Der Raum zwischen
den inneren und äußeren Wandungen kann mit Isoliermaterial ausgefüllt sein, oder
wahlweise können Mittel vorgesehen sein, um Dampf in den Raum einzuführen, um so
eine Kondensation von Dampf auf der Innenwandung zu verhindern, wenn die Vorrichtung
arbeitet. Unterhalb des Deckels 2 ist ein sich nach abwärts erstreckender kanalförmiger
Teit 4I vorgesehen und mit ihm verhunden, in dem ein endloser Dichtungsstre;ifen
31 angeordnet ist. Der Deckel hat eine solche Form, daß, wenn der Träger 3 sich
in seiner angehobenen Stellung befindet, der Dichtungsstreifen 3I mit dem Rahmen
6 des Trägers 3 in Berührung steht, um eine geschlossene Kammer zu bilden, deren
Boden der Trog 8 ist, dessen Wandungen die Wandungen 29 des Deckels sind und deren
Dach ihr Dach 30 ist. Der Dichtungsstreifen 3I verhindert einen übermäßigen Dampfverlust,
wenn die Vorrichtung arbeitet, obgleich sie nicht solcher Art zu sein braucht, daß
sie einer beträchtlichen Drnckdifferenz zwischen der Innen- und Außenseite des Deckels
widerstehtW In dem Dach 30 des Deckels 2 befindet sich eine Anzahl von Einlässen
32, die m'it Kopfstücken 33 und 34 in Verbindung stehen, durch die hindurch der
Kammer durch ein Einlaßrohr 35 Dampf zugeführt werden kann. Der Deckel ist weiterhin
mit einem Thermometer 36 versehen, durch welches die Temperatur innerhalb des Deckels
abgelesen werden kann.
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Mit dem Rahmen I sind zwei Stangen 37 und 38 verbunden, die sich
von dem Deckel 2 abwärts erstrecken, und entsprechende Anschlagteile 39 und 40 sind
mit benachbarten Enden des Trägers 3 verbunden, so daß, wenn die eine Form sich
unter dem Deckel 2 befindet, der Anschlag 39 sich gegen die Stange 37 legt, während,
wenn die andere Form sich unter dem Deckel befindet, der Anschlag 40 §ich gegen
die Stange 38 legt.
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Die Verwendung der Vorrichtung wird nachstehend mit Bezug auf das
Vulkanisieren von verschäumten Kautschukmilchmischungen in geschlossenen Formen
beschrieben, die für die Herstellung von Matratzen geeignet sind. Es sei angenommen,
daß die Kautsehukmilch so zusammengesetzt ist, daß sie in der Kälte geliert, und
daß der Träger 3 sich in der angehobenen Stellung befindet, wobei der Anschlag 39
sich gegen die Stange 37 legt. Eine Form wird zuerst auf der Hälfte des Trägers
3 angeordnet, die sich unterhalb der Bahn 28 befindet, und ungel ierter Kautschukmilchschaum
wird in die Form aus Behältern abgegeben, die durch Bewegen längs der Bahn in die
richtige Stellung gebracht sind. Der Schaum in der Form wird dann gelieren gelassen.
Der Träger 3 wird dann gesenkt und durch Bedienung veranlaßt, sich entgegen dem
Uhrzeigersinn um die lotrechte Achse der Säule 4 und des sZyltinderteiles 5 zu drehen,
so daß der Anschlag 40 gegen die Stange 38 zu liegen kommt. Die Form wird dadurch
unter den Deckel 2 gebracht, wobei der Rahmen 6 mit den Wandungen des Deckels 29
in Ausrichtung liegt. Hydrauli.sches Druckm,ittel, beispielsweise Wasser, wird dann
der Kammer 21 durch das Rohr 23 und den Einlaß 22 zugeführt, und der Zylinderteil
5 wird in lotrechter Richtung angehoben, indem er relativ zu .der Säule gleitet,
bis der Dichtungsstrei.fen 31 sich mit dem Rahmen 6 in unmittelbarer Berührung befindet.
Die Form ist auf diese Weise zwischen dem Deckel und dem Trog 8 eingeschlossen.
Die Zufuhr des hydrauwischen Druckmittels wird dann abgesperrt, so daß die Vorrichtung
in dieser Stellung gehalten wird; das Kondensatauslaßrohr g wird vermittels einer
(nicht dargestellten) Kupplung an ein Abzugs rohr angeschlossen. Dann wird Dampf
zu der durch den Deckel 2 und den Trog 8 gebildeten Kammer durch das Einlaßrohr
35, die Kopfstücke 33 und 34 und die Einlässe 32 hindurch eingeführt. Kondensat
wird sich zuerst innerhalb der Kammer bilden.
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Dieses Kondensat sammelt sich in dem Trog 8 und in dem Auslaßrohr
g an, und ein Überschuß läuft zu dem Abfluß ab. Wenn die durch das Thermometer 36
angezeigte Temperatur sich I00° C nähert, wird die Dampfzufuhr gedrossellt und nur
so viel Dampf zugeführt, daß ein Abkühlen vermieden wird, da Wärme durch Abstrahlnng
verlorengeht, und die Temperatur wird daher im wesentlichen auf I00° C gehalten.
Während dieses Arbeitsvorganges wird sich ebenfalls etwas Kondensat auf den inneren
Schrägwandunigen des Deckels 30 bilden und wird längs der Schrägflächen des Deckels
und der Wandungen 29 in den Trog 8 und von da aus durch das Auslaßrohr 9 herausfließen.
Das Auslaßrohr 9 gewährleistet weiterhin, daß kein erheblfcher Dampfdruck innerhalb
der Kammer zufolge unzureichender Steuerung der Dampfzufuhr sich zeitweilig aufbauen
kann, und die Vulkanisation der Dispersion in der Mulde schreitet daher unter im
wesentlichen gleichförmigen Bedingungen fort. Während die Vullcanisation des Schaumes
in der Form innerhalb der Kammer fortschreitet, wird eine zweite Form auf der anderen
Seite des Trägers 3 angeordnet, die sich nun unterhalb der Bahn 28 befindet, und
wird mit Dispersion gefüllt und sich in der gleichen Weise gelieren gelassen.
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Nachdem die Vulkanisation in der einen Form und das Füllen und Gelieren
in der anderen Form beendet sind, wird die Dampfzufuhr zu den Ein-
lässen32
abgesperrt, die Kupplung zwischen dem Auslaßrohr g und dem Abzugsrohr wird gelöst,
und durch eine zweckentsprechende Handhabung des Ventils, welches die Zufuhr von
Druckmittel in die und aus der Kammer 21 steuert, kann Druckmittel aus der Kammer
durch das Rohr 23 hindurch entwelchen, so daß der gesamte Aufbau, umfassend den
Zylinderteil 5, den Träger 3 und de darauf befindlichen Formen, gesenkt wird, bis
der schräg verlaufende Bund 19 auf dem Tragteil 20 ruht. Der Träger 3 wird dann
von Hand im Uhrzeigersinn gedreht, um den Anschlag 40 von der Stange 38 wegzubewegen
und den Anschlag 39 gegen die Stange 37 zu bringen. Die Säule 4 wird zufolge der
in den Kanal 17 vorstehenden Stelischraube I8 ebenfalls in den Lagern I3 gedreht.
Die Form, die unvulkanisierte Dispersion enthält, wird auf diese Weise unmittelbar
unter den Deckel 2 gebracht, und die Form, welche die vulkanisierte Dispersion enthält,
wird gleichzeitig unter die Bahn 28 gebracht.
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Druckmittel wird dann wieder durch das Rohr 23 und den Einlaß 22 hindurch
der Kammer 21 zugeführt, so daß ein Rahmen 6 des Trägers 3 wieder gegen den Dichtungsstreifen3I
des Deckels 2 gebracht wird. Die ,in der Form gelierte Dispersion, die sich nun
innerhalb der Kammer befindet, die zwischen dem Deckel 2 und dem Trog 8 gebildet
ist, wird dann gemäß vorstehenden Ausführungen vulkanisiert, und während diese Vulkanisation
fortschreitet, wird die die vorher vulkanisierte Dispersion enthaltende und nun
unter der Bahn 28 befindliche Form entfernt; eine andere Form wird an ihre Stelle
gesetzt und die Folge von Arbeitsvorgängen wird wiederholt.
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Statt der Gelierung der Dispersion, bevor sie unter den Deckel gebracht
wird, kann das Füllen einer leeren Form verzögert werden, bis die Vulkanisation
der Dispersion in der anderen Form beendet und der Träger in Vorwärts richtung herumbewegt
worden ist, so daß die Bewegung des Trägers beendet ist, bevor das Gelieren eintritt.
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Eine Bewegung des gelierten, nicht vulkanisierten Schaumes wird dann
vollständig vermieden.
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Vermittels der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann die Herstellung
von Matratzen aus Schaumkautschuk und anderen Gegenständen kontinuierlich mit leinem
Minimum an Störung der in der Form befindllichen verschäumten Dispersion durchgeführt
werden, während sie sich in ungeliertem oder unvulkanisiertem Zustand befindet,
und die besondere Ausführung des Deckels 30 ist so, daß die Möglichkeit auf ein
Geringstmaß vermindert wird, daß Kondensat auf den darunter befindlichen unvalkanisierten
Schaum fällt, wenn offene Formen verwendet werden.
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Es sind verschiedene Abänderungen der Vorrichtung möglich. Statt
der Anordnung von nur zwei Formen kann der Träger drei oder vier Formen aufnehmen.
Wenn beispielsweise drei Formen Aufnahme finden, wird der Träger jeweils um ein
Drittel einer Umdrehung gedreht, und jede Form wird ihrerseits drei Stellungen einnehmen,
eule in der sie sich unter dem Deckel befindet; von den beiden anderen Stellungen
kann die eine eine Beschickungsstel:lung und die andere eine Entnahmestellung sein.
Dementsprechend wird, wenn vier Formen aufgenommen werden, der Träger jedesmal um
ein Viertel einer Umdrehung gedreht, und jede Form wird ihrerseits vier Stellungen
einnehmen, eine unter dem Deckel, und von denen die anderen drei eine Bes chickungs
stellung, eine Gelierstellung und eine letzte, eine Ahnahmestellung sein können.
Obgleich die letztgenannte Ausführung ein Bewegen der Form in sich schließt, während
der darin befindliche Schaum sich in einem gelierten, aber unvulkanisierten Zustand
befindet, ergibt sich kein nachteiliges Ausmaß an Runzeiigwerden des Schaumes, da
die Vorrichtung nur eine kleine weiche Bewegung der Form ergibt, während frühere
Arbeitsarten, die eine weitaus größere Bewegung mit zwangsläufigem Runzel igwer
den erforderlich machten, häufig eine Bewegung der Form von einem Förderorgan oder
einer Laufbahn in einen Autoklav in eich schlossen, woraus sich eine Stoßod. dgl.
Wirkung ergab.
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Anstatt eine hydraulische Hebevorrichtung zum Anheben und Senken
des Trägers zu verwenden, kann diese Bewegung auch durch .andere übliche Methoden
erfolgen, beispielsweise durch eine Zahnstange an der lotrechten Säule 4 und ein
mit ihr im Eingriff stehendes Ritzel, das durch einen Elektromotor oder sonstwie
betätigt wird; die Hubeinrichtung kann auch ein Schneckergetriebe enthalten.
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Weiterhin können andere an -sich bekannte Methoden verwendet werden,
um das Entwickeln eines über dem Atmospthärendruclç liegenden Druckes innerhalb
der Kammer zu verhindern; beispielsweise kann ein Hebelvenbil oder ,ein federbeeinflußtes
Kugeiventil vorgesehen sein, das eingestellt ist, um abzublasen, wennqder Innendruck
größer als Wider Atmosphärendruck, bei6pielsweise 0,07 kg/cm2 oberhalb des Atmosphären
druckes ist.