SE451059B - Forfarande och anordning for vulkanisering av en blandning av gummi eller plast pa metall - Google Patents

Description

451 Û59 i formen i eller nära planet genom metallovansidan för vulka- nisering för erhållande av en enda flytfront eller flera flyt- fronter i ett plan.

Med kännedom om huvudpåfrestningsriktningen för gummerade rotationskroppar eller plana kroppar, är gummits avskalnings- hållfasthet reglerbart genom gummits flytriktning vid framställ- ningsförfarandet. Är flytriktningen vid gummits vulkanisering motsatt påfrestnings- eller kraftpâföringsriktningen, är håll- fastheten mot avskalning ca. fem gånger större än i flytrikt- ningen. Föreligger ingen flytriktning beträffande bindplanet, d.v.s. om gummit påföres metallen vinkelrät mot kraftpåförings- riktningen, är avskalningsmotståndet lika högt i alla kraftpå- föringsriktningar i bindplanet.

Vid metalldelar för gummering, p.g.a. metalldelens fördel- aktiga form icke enhetliga flytförhållanden, är det genom upp- finningen möjligt att enhetliggöra de över metalldelen olika fördelade hållfasthetsvärdena, i det metalldelen under vulkani- seringens inledningsfas, d.v.s. då gummit redan ligger på hela ovansidan, beträffande rotationsdelar vrides upp till 1800 och beträffande mera plana kroppar förskjutes fram och tillbaka.

Därmed uppnås att zoner med hög hållfasthet mot avskalning jämnas ut med zoner med lägre hållfasthet, så att de ursprung- liga zonerna med lägre hållfasthet uppvisar ca. l00% högre hållfasthet.

Vid häftningsförmågan är avhängig av följande förhållanden: I. Flytriktningen med kraftpåföringsriktningen i avskal- ningsriktningen = liten vidhäftningsförmåga.

II. Flytriktningen mot kraftpåföringsriktningen = stor vid- häftningsförmâga.

III. Flytriktningen vinkelrät mot kraftpåföringsriktningen = mellanliggande, dock jämt fördelad vidhäftningsförmåga.

Med flytriktning skall förstås att gummit rör sig i en be- stämd eller föredragen riktning.

Med kraftpåföringsriktning skall förstås riktningen för den påförda huvudkraften.

Genom kännedom om huvudkraftpåföringsriktningen och flyt- förhållandet vid vulkaniscringsprnccssen, optimeras effekterna av ovan angivna förhållanden I-III, i det vid pressförfarandet motsvarande formstycken av färdigkonfektionerat gummi och i givna fall utgångskanaler användes på pressformen.

För insprutningsförfarandet gäller motsvarande val av be- “ 451 059 räknade inloppskanaler och i givet fall, sprutfo:.cms utloppe- kanaler.

Väsentligt för den reproducerbara avskalningshållfastheten är a) vid kompressionsförfarandet att vid förvärmd metalldel gummit flyter enhetligt och såsom eftersträvats. Flytriktningen avhänger av kraftpåföringen. Vid flera kraftpåföringsriktningar i ett plan, placeras gummiämnet centriskt på metalldelen, så att presstämpeln förtränger gummit radiellt utåt; b) vid kompressionsförfarande med övergångsform att istället för påföring och motsvarande dimensionering av gummiämnet, gummit anordnas på den förvärmda metalldelen via på lämpligt sätt mon- terade insprutningstrattar, för att erhålla en eller flera flyt- riktningar; c) vid kompressionsförfarande med övergångsform och utlopps- kanaler att ytterligare till b) utloppskanalerna öppnas motsva- rande flytriktningen eller -riktningarna för att uppnå eftersträ- vad strömning över hela metalldelen till delens kantområden; d) vid sprutgjutning att förfarandet enligt c) upprepas e) vid kompressionsförfarande med förvridning av bultarna för vulkanisering att vridningen sker då gränsytevulkaniseringen avslutats till ca. 50%.

Man skiljer därvid på två typer av föredragen gränsytevul- kanisering. 1. Anbringning av gummi på metall och anslutande fixering av flytriktningen genom vulkanisering. 2. Anbringning av gummi på metall och anslütande korrige- ring av flytriktningen med ca. 50% gränsytevulkanisering genom omkastning av flytriktningen via ventiler, eller förskjutning resp. vridning av metalldelen relativt gummit. Tidpunkten för 50% gränsytevulkanisering varierar. Den beror bl.a. på metall- delens förvärmetemperatur, presstrycket, vulkaniseringstempe- raturen, etc. Tidpunkten bestämmes därför genom försök.

Genom uppfinningen erhålles ett reproducerbart isotopt resp. åsyftat anisotropt gummimetallförband. Vid kännedom om huvudkraftpåföringsriktningen är det för att förbättra avskal- ningshållfastheten därigenom möjligt att med lyckat resultat motverka gummidelarnas lossnande, att redan vid gummimetallde- lens framställning ovan angivna förhållanden I-III följes för att uppnå optimal effekt och kostnad. Å andra sidan är en reproducerbar avskalning av gummit från 451 059 metall möjlig och som exempel ges följande: Energiupptagande stötfångare för fordon med funktionen att vid en stöt deformeras gummit samt vid överskridande av ett be- stämt stötenergivärde skalas gummit bort. Det arbete som åtgår för avskalning av gummit från metallen, avleder en del av stöt- energin.

.Wf Som exempel på hög avskalningshållfasthet kan tas ett plant lagerelement för bearbetningsmaskiner och med en enda kraftpå- föringsriktning. Gränsskiktet mellan polster och metall utsättes * övervägande för skärkrafter i en riktning. Mot skärkraftens verk- ningsriktning skall gummimetallförbandet framställas enligt för- hållande II och lagerelementet skall monteras motsvarande huvud- kraftpåföringsriktningen.

Som ytterligare exempel anges en lagerbult för gummering för bearbetningsmaskiner vid vilka huvudkraftpåföringsriktningen förlöper i bultens perifeririktning. Vid det grundläggande komp- ressionsförfarandet placeras den i en därtill ägnad press anord- nade bulten på en motsvarande dimensionerad gummiplatta, vilken efter pressens tillslutning genom tryck och temperatur fyller ut de i pressformen utformade hålrummen. Gummit flyter i förhållande till presstrycket runt bulten. För att förhindra att ett anisotropt gummi/metallförband uppstår förskjutes bulten under vulkaniserings- processen, mekaniskt genom ultraljud eller medelst elektriskt in- ducerade svängningar.

Axiell förskjutning av bulten uppfyller förhållande III, var- Avid en mellanliggande men jämn vidhäftning erhålles. Vridning av bulten i periferiell riktning i huvudkraftpâföringsriktningen, uppfyller förhållande II, d.v.s. hög vidhäftning uppnås.

För de i pressförfarandet framställda plana gummi/metallför- banden gäller, att: den i formen välpassade, inlagda gummikroppen genom avsaknad av flytmöjlighet på den inlagda metallplattan enligt förhållande III ger en mellanliggande men jämn vidhäftning. och att: en extrem excentriskt üuagd gummikropp enligt förhållande II erhåller hög vidhäftning.

För en stämpelpress med övergångsform ges vid utnyttjandet av uppfinningen för förhållandet enligt II med mesta möjliga , isotropa förband, att inpressningstratten eller -trattarna för gummit anordnas på den sida som företer huvudkraftpåföringsrikt- ningen. För att uppnå en fullkomlig entydig flytriktning, är for- mens underdel försedd med en eller flera mot insprutningstratten J» 451 059 anordnade utloppskanaler.

För genom sprutgjutförfarandet framställda gummi/metall- delar gäller, motsvarande förhållande II, att sprutkanalen eller -kanalerna mynnar i formen i sidled och något ovanför metallytan för beläggning och att i givet fall mittförliggande utloppskanaler är anordnade.

För kallvulkanisering är de ovan angivna och i riktnings- beskrivningen omnämnda anordningarna och förfarandestegen lika- så användbara med undantag av temperaturpåverkan.

Utföringsexempel framgår av följande ritningsbeskrivning, varvid figur l, la, 2, 2a och Zb visar stämpelpressar för plana gummimetallkroppar i olika arbetssteg och vyer; figur 3 visar en stämpelpress med övergångsform för plana gummi/metallkroppar; figur 3a är ett delsnitt längs linjen IIIa-IIIa i figur 3; figur 4 visar en press för cylindriska gummi/metallkroppar; figur 4a visar en medelst pressen enligt figur 4 framställd gummi/metallkropp; figur 5 visar en sprutgjutmaskin med gjutform; och figur 6 visar en gjutform med en perspektivvy.

Pressarna enligt figur l och 2 har samma uppbyggnad. Be- teckningen l är en stämpel, 2 är en grundkropp, 3 en utkastare, 4 en metallplatta med häftmedel 4', 5 ett gummiämne, 9 värmekana- ler.

Enligt figur l och la är på metallplattan 4 med häftmedel 4' i formhålrummet 6 i grundkroppen 2 anordnat ett till alla sidor passande gummiämne 5 med motsvarande förformgivning.

Vid nedsänkning av stämpeln l i pilens A riktning uppstår vid pressning av gummiämnet 5 ingen flytning på metallplattan.

Resultatet är ett isotropt gummi/metallförband. Utkastaren 3 befordrar det färdiga föremålet ut ur pressen motsatt riktningen A.

I figur 2 är gummiämnet 5' så inlagt i formhålrummet 6, att det enligt figur 2b anligger tätt mot hålrummets sidoväggar 2'-2"', men uppvisar ett förhållandevis stort avstånd till sidoväggen 8.

Vid ett dylikt extremt excentriskt anordnat gummiämne 5' sker vid pressförfarandet en flytning åt höger, se vid "X" i figur 2a, som visar förhållandet under pressning.

För att säkerställa att vid den färdiga gummi/metallkroppen gummiflöde sker åt höger vid pressförfarandets avslutning, är ut- 451 059 6- loppskanaler 12 (endast en visas) anordnade i grundkroppen un- gefär i höjd med gränsytan ll.

Efter avslutning av den pressförfarandet efterföljande vul- kaniseringsprocessen uppnås följande resultat: Hög hållfasthet mot avskalning hos gummit från höger till' vänster. Ringa avskalningshållfasthet från vänster till höger.

Mellanliggande avskalningshållfasthet vinkelrät mot papperets plan.

I figur 3 och 3a är en stämpel 15 delad i två stämplar 16 och 17, varvid i stämpeln l7 är anordnade trattar l8-20.

I grundkroppen 2 är i höjd med metallplattans ovansida ll åt höger och vänster anordnade utloppskanaler 25, 26. På utkas- taren 3 ligger metallplattan 4 med ett häftmedelskikt 4'.

Medelst stämpeln 16 pressas det i hålrummet mellan stämp- larna l6 och l7 anordnade gummiämnet 27 genom trattarna 18-20 in i formhålrummet 28. Efter det hålrummet 28 fyllts, förskjutes stämpeln l7 från det angivna läget i pilens A riktning tills pressförfarandet slutförts. Genom utloppskanalerna 25, 26 kan överskottsgummi strömma ut. Därefter följer den avslutande vulka- niseringsprocessen. Utkastaren 3 befordrar då det färdiga före- målet ut ur grundkroppen 2.

För gummi/metallförbandet gäller följande betingelser: Då den högra och den mittersta tratten l9 resp. 20 är till- slutna, uppstår vid insprutningsförfarandet medelst stämpeln 16 stark flytning på metallplattan åt höger vilket kan under- stödas genom utloppskanalerna 26.

Resultat: Hög avskalningshållfasthet hos gummi från höger till vänster.

Om istället för de högra utloppskanalerna 26 utloppskanaler 25 endast anordnats åt vänster, så kompenseras överföringsproces- sens inledande flytriktning genom kompression medelst stämpeln l7.

Det uppstår en icke-riktad åt alla håll lika stor förbands- hållfasthet.

Enligt figur 4 består en press av en ovandel 30, en underdel 31 och de vanliga, här ej visade värmeförbanden för nämnda form- delar. I delarna 30, 3l är utformade halvskålformade urtag 34, 35 för bultarna 32, 33 för gummering samt urtag 36 för gummiringarna.

På de inlagda bultarna 32, 33 lägges plattformade gummiämnen 37, 38. Därefter föres ovandelen i pilens A riktning mot och på underdelen 31. Ovandelen 30 förskjuter plattorna 37, 38 halvvägs fb* 7. 451 059 kring bultarna 32, 33. Därtill flyter gummit genom tryck och temperatur ovanifrån och ned i de i underdelen utformade urtagen 36 samt lägger sig kring de däri liggande bultarna. I anslutning härtill följer under tryck- och temperaturökning vulkaniserings- processen. De färdigvulkaniseringsprocessen. De färdigvulkani- serade bultarna uppvisar enligt figur 4a s.k. filmskikt 38', vilka genom nödvändigt, överflödigt gummi pressas ut ur urtagen 36.

Uppfinningen insättes i ovan beskrivna förfarande efter pressformens tillslutning och under pressförfarandet, i det bul- tarna antingen vrides i pilens B riktning eller axiellt i pilar- nas C och D riktning, d.v.s. fram och tillbaka.

Bultarna hade en diameter på 30 mm. Vulkaniseringstiden var 40 minuter.

En åt alla håll lika stor avskalningshållfasthet hos bul- tarna 32 uppnåsfdå efter kringflytning av bultarna och efter en gränsytevulkanisering på ca. 50% (ca. 3 min. efter formens till- slutning),bultarna vrides ca. 1800. Därmed blandas zoner med hög hållfasthet med zoner med låg hâllfasthet.

I figur 5 betyder: 40 sprutgjutmaskin 41 ingângsöppning 42 snäcka 43 slutenhet 44 regel 44' ventil 45, 45', 46 insprutningskanaler 47 gjutform 48, 48', 48", 48"' (liggande mittför 48") utloppskanaler 49 metallplatta, 50 häftmedel 51 gummi 53 utkastare.

För en mellanliggande, isotrop bindning av gummit 51, vilket göres flytande medelst snäckan 42 och komprimeras innan sluten- heten 43, sprutas gummit in via insprutningskanalerna 46 vid stängda utloppskanaler 48, 48' genom öppnande av slutenheten 43.

Hög bindning av gummit vid metallplattan 49 uppnås genom in- sprutning via insprutningskanalen resp. -kanalerna 45 vid omställd regel 44 och öppna utloppskanaler 48. Härvid förslutes insprut- ningskanalerna 45', 46 genom ventilen 44'. Genom motsvarande ut- val av insprutningskanalerna 45, 45', 46 och utloppskanalerna 48-48"' ___ ____>__ 7 7 __ _ ___ , __ ___, . __.__,_,__ , , ._ .-,.,.____._.._.___._-,,., 451 059 för öppning, är flytriktningarna reglerbara resp. omkastbara.

Istället för sprutgjutmaskinen kan även en kolvsprutmaskin an- vändas. Den färdigvulkaniserade metallplattan 49 kan avlägsnas ur gjutformen 47 medelst den i pilens 52 riktning rörliga ut- kastaren 53.

Denna anordning (figur 5) är relativt det endast genom in- sprutningskanalerna 45 erhållna gummiflödet inte lämpad enbart för metallplattor med häftmedel, utan även för gummi/metallför- band utan häftmedel, t.ex. gummi och mässing.

Enligt figur 6 är i gjutformen 60 anordnade insprutnings- kanaler 61, 6l', 62, 62'. Den genom insprutningskanalerna 62 erhållna, i pilens X riktning framträngande gummifronten (se figur 5) ger med hjälp av utloppskanalerna 48' en riktad flyt- front på gummit. Härtill skall gummit hållas i rörelse i nämnda riktning, i det efter fyllning av sprutgjutformen 60 gummi fort- löpande tillföres via insprutningskanalerna 62 resp. 61 eller 62 och avledes via utloppskanalerna 48'. De därefter tillförda mängderna kan vara mycket ringa. Det räcker också att öka press- trycket, utan att tillföra ytterligare gummi, då det utan svårig- het uppnås en utjämning av gummimolekylerna på metallplattan 49 resp. häftmedlet 50. Utkastaren 53 kan utnyttjas till att öka trycket. Härför är kanalerna 45, 46, 48, 61, 62 tillslutbara medelst kända anordningar.

Nämnda insprutningskanaler 61, 62 underlättar dessutom att häftmedlet 50 genom gummiflödet inte skjutes bort från den av stål bestående metallplattan, utan hänger fast.

Väsentligt för gummi/metallförbandet är att i samtliga an- ordningar gummit tillsättes i föruppvärmd form med en temperatur på 373°K-423°K.

Ovannämnda anordningar och förfarandesteg är likaså använd- bara för kallvulkanisering.

För vulkaniseringsförfarandet gäller: l. efter granskat tidskontakt gummit/metall: ingen molekylbindning; 2.efter 50% av vulkaniseringstiden: består av 50%-ig orienterad vidhäftning av gummit på gränsytan.

De gummiandelar som ännu ej fixerats, kan regleras i sin orien- tering; 3. under återstående, ännu utnyttjbar vulkaniseringstid: kan de ännu ej fixerade gummimolekylerna genom motsvarande rela- tiv rörelse av gummi resp. metall bringas till önskad orientering.

Claims (4)

1. 9. 451 Ü59 Patentkrav: ll Il II il ll Il II II II II ll l. Förfarande för vulkanisering av en blandning av gummi och/eller plast på metall för i bindskiktets plan för stora påfrestningar utsatta delar, såsom dämpelement, band såsom transportband, metallförstärkta fordonsdäck, kopplingselement för armerade gummi, vid vilka metallens för vulkanisering med blandningen ovansida i givet fall är försedd med ett häftmedel, varvid vid ett kompressionsförfarande, formstycken (5, 5') av blandningen resp. gummit med en mindre grundyta än metallens för vulkanisering ovansida anordnas på metallen (4) så, att stämpeln (l, l5) breder ut blandningen på metallen mot eller vinkelrät mot kraftpåföringsriktningen, eller, vid ett insprut- ningsförfarande, blandningen resp. gummit (27) anbringas i vinkel mot bindskiktets (4') plan, k ä n n e t e c k n a t a v att efter ca. 50% gränsytevulkanisering förskjutes metallen (4) re- lativt gummit (27) eller kastas gummits flytriktning om genom styrning av trattar resp. insprutningskanaler (18-20, 45, 45', 46, 61, 6l', 62, 62') och utloppskanaler (12, 25, 26, 48-48"').
2. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att vid sprutgjutförfarandet resp. kompressionsförfarandet med en överföringsform (l6, 17) gummi (27) fördelas lika via ka- nalerna (45, 45', 46) resp. trattarna (18-20) eller pressas in i formen (2, 47, 60) från en sida för erhållande av en enda flyt- front (X).
3. 3. Förfarande enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t a v att gummi pressas in i formen i en formen kontinuerligt utfyllande front (X; figur 5).
4. 4. Anordning för genomförande av förfarandet för vulkani- sering av en blandning av gummi och/eller plast på metall för i bindskiktets plan för stora påfrestningar utsatta delar, så- som dämpelement, band såsom transportband, metallförstärkta fordonsdäck, kopplingselement för armerade gummi, vid vilka me- tallens för vulkanisering med blandningen ovansida i givet fall är försedd med ett häftmedel, varvid vid ett kompressionsför- farande, formstycken (5, 5') av blandningen resp. gummit med en mindre grundyta än metallens för vulkanisering ovansida an- ordnas på metallen (4) så, att stämpeln (l, l5) breder ut bland- ningen på metallen mot eller vinkelrät mot kraftpåföringsrikt- ningen, eller, vid ett insprutningsförfarande, blandningen resp. gummit (27) anbringas i vinkel mot bindskiktets (4') plan, w* 10. 451 059 k ä n n e t e C k n a d a v att utloppskanaler (26, 25, 48-48"') är utførmade i formen (2, 47, 60) i eller nära planet genom metallovansidan för vulkanisering för erhållande av en enda flytfront eller flera flytfronter i ett plan. (v