Vorrichtung zur Vulkanisation von Reifenrohlingen
Es sind Vorrichtungen zur Vulkanisation von Reifenrohlingen mit einer die Reifenrohlinge aufnehmenden, mehrteiligen Form sowie Einrichtungen zur Innen- und Aussenbeheizung des Rohlings bekannt.
Die Innenbeheizung erfolgt dabei zumeist durch eingelegte Heizschläuche, denen ein Heizdruckmittel, wie Dampf, Heissluft oder ein Heissluft-Dampf-Gemisch sowie gegebenenfalls eine Heizflüssigkeit zugeführt wird. Die Aussenbeheizung erfolgt entweder in sog. Einzelheizern oder in Autoklaven. Die Beheizung des Autoklaven oder die Durchfiihrung der Heizung in Einzelheizern, die eine nachteilig grosse und teure Presse erforderlich machen, erfolgt von aussen mit Dampf oder ebenfalls Heissluft bzw. einem Heissluft-Dampf-Gemisch oder einer Heizflüssigkeit.
Bei einer derartigen Form der Beheizung ist eine lange Aufheizzeit und damit Vulkanisationszeit notwendig, bis in dem Reifenrohling die notwendige Vulkanisationstemperatur erreicht wird. Letzteres ist insbesondere deshalb der Fall, weil die Form in der Presse nicht ganz von dem heizmittelführenden Raum umhüllt sein kann, wodurch Wulstteil und Lauffiä- che weniger günstig beheizt werden als die Seitenteile.
Ausserdem geht ein grosser Teil der zur Heizung verwendeten Wärme bei den Heizpressen durch Abstrahlung, bei Autoklaven beim Öffnen derselben verloren.
Es ist vorgeschlagen worden, bei Vorrichtungen zur Vulkanisation von Reifenrohlingen, die aus einer die Reifenrohlinge aufnehmenden, mehrteiligen Form und Mitteln zur Innen- und Aussenbeheizung des Rohlings bestehen, die Beheizung mit Hochfrequenz vorzunehmen, so dass eine Beheizung durch dielektrische Verluste im zu vulkanisierenden Reifenrohling entsteht. Eine derartige Beheizung erfordert einen verhältnismässig grossen gerätemässigen Aufwand und ist darüber hinaus nicht hinreichend gleichmä ssig, zumal der Reifenrohling wesentlich unterschiedliche Wandstärken, beispielsweise in der Lauffläche und an den Seitenwandungen, aufweist. Letzteres gilt insbesondere für Reifenrohlinge von Reifen für Erdbewegungsmaschinen, die der Vulkanisation besondere Schwierigkeiten bereiten und beispielsweise einen Durchmesser von 2,5 m bei 0,75 m Breite besitzen.
In anderen Zweigen der Technik, nämlich bei der Herstellung von Schaumgummi, ist es bekannt, die Vulkanisationstemperatur durch Infrarotbeheizung zu erzeugen. Zur Vulkanisation von Reifenrohlingen hat man eine Infrarotbeheizung jedoch bisher nicht verwirklichen können. Doch ist eine Strahlungsheizung zur Vulkanisation bei bereits vulkanisierten Reifen bekanntgeworden, bei denen nachträglich, z. B. auf -den Profilen, zusätzliche Vulkanisationsarbeiten durchzuführen waren. Die Praxis arbeitet daher im allgemeinen nach den eingangs beschriebenen Verfahren mit Beheizung der Form von aussen in Autoklaven oder Einzelheizern mit den zugehörigen Pressen und mit Innenbeheizung durch Heizschläuche. Die Praxis hat daher die eingangs erwähnten erheblichen Nachteile bis heute in Kauf genommen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Vulkanisation von Reifenrohlingen so auszubilden, dass unter Verzicht auf Aussenbeheizung in Autoklaven oder Einzelheizern unter wesentlicher Verkürzung der Vulkanisationszeit hochqualitative Vulkanisationen von Reifenrohlingen ausgeführt werden können.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vulkanisation von Reifenrohlingen mit einer die Reifenrohlinge aufnehmenden, mehrtelligen Form sowie mit Mitteln zur Innen- und Aussenbeheizung des Rohlings. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Innenbeheizung und zur Erzeugung des Innendrucks im Reifenrohling ein Heizschlauch und zur Aussenbeheizung ein die Fom von aussen mindestens zum Teil umfassender Strahlungsheizmantel vorgesehen sind, wobei Strahlungsheizmantel und Form relativ zueinander bewegbar sind.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist ein Strahlungsheizmantel-Segment längs des Formumfanges rotierbar angeordnet, wobei es also lediglich ein Segment der Form abdeckt. Die Intensität der Strahlungsheizung kann dabei der zu bestrahlenden unterschiedlichen Stärke des Vulkanisationsgutes und der Ausbildung des Rohlings angepasst werden. Das Strahlungsmittel kann Infrarotstrahlung, aber auch jede andere geeignete Strahlung sein.
Bei einer zweiten Ausführungsform umgibt ein Heizmantel die gesamte Form, wobei er über seinen gesamten Umfang oder nur über einen Sektor mit Heizkörpern versehen sein kann. Vorzugsweise sorgt man dafür, dass der Mantel mehrere, der unterschiedlichen Materialstärke des Vulkanisationsgutes entsprechende, regelbare Heizzonen aufweist und letztere für sich regelbar, z. B. ein- und ausschaltbar, sind. Dabei können vorteilhaft die Guttemperatur ermittelnde Temperaturfühler vorgesehen und eine Regelvorrichtung angeordnet sein, die nach den so ermittelten Werten die Heizzonen steuert. Im allgemeinen wird man die Temperaturfühler in der Form, und zwar an ihrer Innenseite vorsehen. Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten zur Anordnung der Temperaturfühler durchführbar, z. B. kann der Heizschlauch mit Temperaturfühlern versehen sein.
Um auf einfache Weise den Mantel in Heizzonen einzuteilen, empfiehlt es sich, bei einem Mantel, der in Umfangsrichtung des zu vulkanisierenden Reifenrohlings rotiert, die Strahlungsheizkörper, die z. B. rohrförmig ausgebildet sind, ebenfalls in Umfangsrichtung verlaufend anzuordnen und die Heizkörper den Seitenflächen, den Laufflächen und der Wulst des Reifenrohlings zuzuordnen, wobei ihre Anzahl für die Seitenflächen und die Umfangsflächen verschieden sein kann. Man könnte auch die Strahlungsheizkörper so anordnen, dass sie schräg zur Umfangsrichtung verlaufen und bei ihrer Rotation folglich Gebiete des Vulkanisationsgutes bzw. der Form überstreichen. Es kann vorteilhaft sein, nicht nur die einzelnen Heizzonen nach den ermittelten Temperaturen zu regeln, sondern ausserdem die Rotationsgeschwindigkeit des Mantels nach diesen Temperaturen einzustellen.
Es empfiehlt sich ferner, dass die Heizkörper Reflexionsspiegel aufweisen und letztere verstellbar sind.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, dass unter wesentlicher Vereinfachung des vorrichtungsmässigen Aufwandes gegegenüber den üblichen Vorrichtungen zur Vulkanisation von Reifenrohlingen hochwertige Vulkanisationsprodukte erzeugt werden können, da infolge der Anpassung der Beheizung an die Reifenrohlingsstärken eine gleichmässige Beheizung erzielt wird, wozu vor allem auch die Relativbewegung zwischen Form und Reifenrohling beiträgt, welche die an sich von einzelnen Strahlungsstellen ausgehende Strahlung so ausgleicht, dass überall die zur optimalen Vulkanisation erforderlichen Vulkanisationstemperaturen erreicht werden und folglich die Vulkanisation unter optimalen Bedingungen durchgeführt werden kann.
Von besonderem Vorteil ist, dass in an sich bekannter Weise zu Beginn der Vulkanisation die Strahlungstemperatur zur Aufheizung der Form wesentlich höher gewählt werden kann als der Vulkanisationstemperatur des Reifenrohlings entspricht, wodurch kurze Aufheizzeiten entstehen, die den gesamten Vorgang der Vulkanisation erheblich abzukürzen gestatten. Endlich lässt sich die wirkliche, im Rohling herrschende Vulkanisationstemperatur durch Einstellung der Strahlungsheizung leicht regeln.
Im einzelnen lässt sich die Vorrichtung nach der Erfindung auf verschiedene Weise verwirklichen. Sie wird beispielsweise anhand der lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert; es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung,
Fig. 2 eine Aufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 mit aufgeschnittener Haube sowie
Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung und
Fig. 4 eine Aufsicht auf den Strahlungsmantel der Fig. 3 in geöffneter Stellung.
In den Fig. 1 und 2 ist die untere Hälfte der selbsttragenden Vulkanisationsform 1, 4 auf einer Tragsäule 17 befestigt. Die obere Hälfte ist mit Hilfe einer Transporteinrichtung abnehmbar. Der Reifenrohling 2 wird mit seinem Heizschlauch 3 in die Formunterhälfte 4 eingelegt und danach die Formoberhälfte 1 mit einer Transporteinrichtung aufgelegt. Die Form selbst ist durch Spannverschlüsse 5, 6, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme pneumatischer Einrichtungen, fest verschlossen. Um die Form herum ist ein Strahlungsheizmantelsegment 9 angeordnet, das also lediglich einen Sektor der Form umgibt. Der Strahlungsheizmantel wird von einem Zahnkranz 12 getragen, der um die Tragsäule 17 herumgeht und auf den Rollen 13 läuft.
Der Antrieb des Zahnkranzes 12 erfolgt über ein Zahnrad 14, welches durch ein Kegelradgetriebe 15 von einem Elektromotor 16 mit Wechselgetriebe 21 angetrieben wird. Die Figur zeigt fernerhin die Zuführungsleitungen 7 zur Einführung eines Heizmittels für den in den Reifenrohling 2 eingelegten Heizschlauch 3 sowie Temperaturfühler 11 in der Formunterhälfte 4. Der mittels des Scharniers 10 aufklappbare Strahlungsmantel 9 wird zweckmässigerweise elektrisch beheizt, wobei die Intensität der Infrarotstrahlung entsprechend der unterschiedlichen Querschnittsstärke des Reifens 2 eingestellt wird. Die gesamte Vorrichtung ist durch eine Haube 18 abgedeckt, die in eine Dichtungsnut 22 hineinragt und durch Dichtungsmittel 23, 24 längs dieser Nut abgedeckt ist.
Die Haube besteht beispielsweise aus Blech 18 mit einer Auskleidung aus Aluminiumfolie und gegebenenfalls mit einer Isolierstoffunterlage 20 zur Verhinderung von Wärmeverlusten. An der Haube befindet sich eine Öse 19 zum Einhängen der Haube 18 in einen Kran.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 ist die untere Hälfte der in den Figuren dargestellten selbsttragenden Form l01a als Vulkanisationsform für die Vulkanisation von Reifenrohlingen 102 auf einer Tragsäule 103 befestigt. Die obere Hälfte 101b ist mit Hilfe einer nicht gezeichneten Transporteinrichtung abnehmbar. Der Reifenrohling 102 ist mit seinem Heizschlauch 104 in die Formunterhälfte 101a eingelegt, danach ist die Formoberhälfte 101 b mit der Transportvorrichtung aufgesetzt worden. Die Formen 10la, l0lb selbst sind durch Spannverschlüsse, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme pneumatischer Einrichtungen, fest verschlossen.
Um die Form herum ist ein Mantel 105 angeordnet, der in diesem Beispiel die gesamte Form cola, 101 b umfangrnässig umgibt. Der Mantel 105 ist durch Abstützungen 106 getragen, die ihrerseits auf ein Kugellager 107 aufgesetzt sind. Der Aussenring des Kugellagers ist als Zahnkranz 108 ausgebildet. Der Antrieb erfolgt über den Motor und das Vorgelege 109.
Die Zuführungsleitungen 110 zur Einführung eines Heizmittels in den Heizschlauch 104 des Reifenrohlings 102 sind durch die Tragsäule 103 der Form hindurchgeführt.
Der aufklappbare Strahlungsheizmantel 105 ist elektrisch beheizt. Wie insbesondere Fig. 4 erkennen lässt, laufen Heizkörper 111 in Form von Rohren in Umfangsrichtung, und zwar über einen Sektor des Mantels. In Fig. 3 sind einzelne Zonen I, II, III, in denen die Heizrohre 111 in unterschiedlicher Anzahl angebracht sind, erkennbar. Die Zonen umfassen die Wulst, die Seitenflächen des Reifenrohlings sowie seine Laufflächen. Diese Zonen sind für sich regelbar, z. B. für sich ein- und ausschaltbar. Die Ein- und Ausschaltung erfolgt über eine Regelvorrichtung auf Grund der Vulkanisationstemperaturen, die mit Temperaturfühlern 112 gemessen werden, die in Fig. 1 im rechten Teil an der Form angebracht sind. Die Regelvorrichtung ist im einzelnen nicht beschrieben und arbeitet in üblicher Weise mit einem Thermostat.
Device for vulcanizing green tires
There are known devices for vulcanizing green tires with a multi-part shape that accommodates the green tires, as well as devices for internal and external heating of the green tire.
The internal heating is mostly done by inserted heating hoses to which a heating pressure medium such as steam, hot air or a hot air-steam mixture and, if necessary, a heating fluid is fed. The external heating takes place either in so-called individual heaters or in autoclaves. The heating of the autoclave or the implementation of the heating in individual heaters, which make a disadvantageously large and expensive press necessary, takes place from the outside with steam or also hot air or a hot air-steam mixture or a heating fluid.
With such a form of heating, a long heating time and thus vulcanization time is necessary until the necessary vulcanization temperature is reached in the green tire. The latter is particularly the case because the mold in the press cannot be completely enclosed by the space carrying the heating medium, as a result of which the bead part and the running surface are heated less favorably than the side parts.
In addition, a large part of the heat used for heating is lost in heating presses through radiation, in autoclaves when they are opened.
It has been proposed, in devices for vulcanizing green tires, which consist of a multi-part mold receiving the green tires and means for internal and external heating of the green tire, to carry out the heating at high frequency, so that heating occurs through dielectric losses in the green tire to be vulcanized . Such heating requires a relatively large amount of equipment and is also not sufficiently uniform, especially since the green tire has significantly different wall thicknesses, for example in the tread and on the side walls. The latter applies in particular to green tires for tires for earthmoving machines, which cause particular difficulties in vulcanization and, for example, have a diameter of 2.5 m and a width of 0.75 m.
In other branches of technology, namely in the production of foam rubber, it is known to generate the vulcanization temperature by infrared heating. To vulcanize green tires, however, infrared heating has not yet been able to be implemented. But a radiant heating for vulcanization has become known in tires that have already been vulcanized. B. on the profiles, additional vulcanization work had to be carried out. The practice therefore generally works according to the method described at the outset with heating of the mold from the outside in autoclaves or individual heaters with the associated presses and with internal heating by heating hoses. The practice has therefore accepted the considerable disadvantages mentioned at the beginning to this day.
The invention has set itself the task of designing a device for vulcanizing green tires in such a way that high-quality vulcanization of green tires can be carried out without external heating in autoclaves or individual heaters, with a substantial reduction in the vulcanization time.
The invention relates to a device for vulcanizing green tires with a multi-part shape that accommodates the green tires and with means for internal and external heating of the green tire. The invention is characterized in that a heating hose is provided for internal heating and for generating the internal pressure in the green tire and for external heating a radiant heating jacket that at least partially surrounds the shape from the outside is provided, with the radiant heating jacket and mold being movable relative to one another.
In a first preferred embodiment of the device according to the invention, a radiant heating jacket segment is arranged rotatably along the circumference of the mold, so it only covers a segment of the mold. The intensity of the radiant heating can be adapted to the different thicknesses of the vulcanized material to be irradiated and the design of the blank. The radiation means can be infrared radiation, but also any other suitable radiation.
In a second embodiment, a heating jacket surrounds the entire mold, it being possible for it to be provided with heating elements over its entire circumference or only over a sector. It is preferably ensured that the jacket has a plurality of controllable heating zones corresponding to the different material thicknesses of the vulcanized material, and the latter can be controlled individually, e.g. B. can be switched on and off. In this case, temperature sensors which determine the product temperature can advantageously be provided and a control device can be arranged which controls the heating zones according to the values determined in this way. In general, the temperature sensors will be provided on the inside of the mold. However, there are also other options for arranging the temperature sensors, e.g. B. the heating hose can be provided with temperature sensors.
In order to divide the jacket into heating zones in a simple manner, it is advisable to use the radiant heating element, which is used, for example, for a jacket that rotates in the circumferential direction of the tire to be vulcanized. B. are tubular, also to be arranged running in the circumferential direction and to assign the heating elements to the side surfaces, the treads and the bead of the green tire, the number of which can be different for the side surfaces and the peripheral surfaces. The radiant heaters could also be arranged in such a way that they run obliquely to the circumferential direction and consequently sweep over areas of the vulcanized material or the mold when they rotate. It can be advantageous not only to regulate the individual heating zones according to the determined temperatures, but also to adjust the speed of rotation of the jacket according to these temperatures.
It is also recommended that the radiators have reflecting mirrors and that the latter are adjustable.
The advantages achieved by the invention are primarily to be seen in the fact that high-quality vulcanization products can be produced with a substantial simplification of the device-related expense compared to the usual devices for vulcanization of green tires, since uniform heating is achieved as a result of the adaptation of the heating to the green tire thicknesses, including Above all, the relative movement between the mold and the green tire also makes a contribution, which balances the radiation emanating from individual radiation points in such a way that the vulcanization temperatures required for optimal vulcanization are reached everywhere and, consequently, the vulcanization can be carried out under optimal conditions.
It is particularly advantageous that, in a manner known per se, at the beginning of vulcanization, the radiation temperature for heating the mold can be selected to be significantly higher than the vulcanization temperature of the green tire, which results in short heating times that allow the entire vulcanization process to be shortened considerably. Finally, the actual vulcanization temperature in the blank can easily be regulated by adjusting the radiant heating.
In detail, the device according to the invention can be implemented in various ways. It is explained, for example, on the basis of the drawing, which shows only one exemplary embodiment; show it:
1 shows a cross section through a device according to the invention,
FIG. 2 shows a plan view of the device according to FIG. 1 with the hood cut open and also
Fig. 3 shows another embodiment of the device and
FIG. 4 shows a plan view of the radiation jacket of FIG. 3 in the open position.
In FIGS. 1 and 2, the lower half of the self-supporting vulcanization mold 1, 4 is attached to a support column 17. The upper half can be removed using a transport device. The green tire 2 with its heated hose 3 is placed in the lower mold half 4 and then the upper mold half 1 is placed on it with a transport device. The mold itself is tightly closed by tension locks 5, 6, possibly with the aid of pneumatic devices. A radiant heating jacket segment 9 is arranged around the mold, which therefore only surrounds one sector of the mold. The radiant heating jacket is carried by a toothed ring 12 which goes around the support column 17 and runs on the rollers 13.
The gear rim 12 is driven via a gear 14 which is driven by an electric motor 16 with a change gear 21 through a bevel gear 15. The figure also shows the supply lines 7 for introducing a heating medium for the heating hose 3 inserted in the green tire 2 as well as temperature sensor 11 in the lower half of the mold 4. The radiation jacket 9, which can be opened by means of the hinge 10, is expediently electrically heated, the intensity of the infrared radiation corresponding to the different cross-sectional thicknesses of the tire 2 is adjusted. The entire device is covered by a hood 18 which protrudes into a sealing groove 22 and is covered by sealing means 23, 24 along this groove.
The hood consists, for example, of sheet metal 18 with a lining made of aluminum foil and optionally with an insulating material underlay 20 to prevent heat loss. On the hood there is an eyelet 19 for hanging the hood 18 into a crane.
In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, the lower half of the self-supporting mold l01a shown in the figures is fastened as a vulcanization mold for the vulcanization of green tires 102 on a support column 103. The upper half 101b can be removed with the aid of a transport device (not shown). The green tire 102 with its heated hose 104 is placed in the lower mold half 101a, after which the upper mold half 101b has been placed with the transport device. The forms 10la, l0lb themselves are firmly closed by tension locks, if necessary with the aid of pneumatic devices.
A jacket 105 is arranged around the mold, which in this example surrounds the entire mold cola, 101b circumferentially. The jacket 105 is supported by supports 106, which in turn are placed on a ball bearing 107. The outer ring of the ball bearing is designed as a ring gear 108. It is driven by the motor and the reduction gear 109.
The supply lines 110 for introducing a heating agent into the heating hose 104 of the green tire 102 are passed through the support column 103 of the mold.
The hinged radiant heating jacket 105 is electrically heated. As can be seen in particular from FIG. 4, heating elements 111 run in the form of tubes in the circumferential direction, specifically over a sector of the jacket. In Fig. 3, individual zones I, II, III, in which the heating pipes 111 are attached in different numbers, can be seen. The zones include the bead, the side surfaces of the green tire and its treads. These zones can be regulated individually, e.g. B. can be switched on and off for itself. Switching on and off takes place via a control device on the basis of the vulcanization temperatures, which are measured with temperature sensors 112 which are attached to the mold in the right part of FIG. 1. The control device is not described in detail and works in the usual way with a thermostat.