DE2856760A1

DE2856760A1 - Kontinuierlich extrudierende und vulkanisierende vorrichtung

Info

Publication number: DE2856760A1
Application number: DE19782856760
Authority: DE
Inventors: Trutomu Matsutani; Yoshiyuki Nishikawa; Shiro Yonekura
Original assignee: Dainichi Nippon Cables Ltd; Mitsuba Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainichi Nippon Cables Ltd; Mitsuba Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1979-07-12
Also published as: IT7852469A0; SE441256B; JPS5493082A; SE7813400L; FR2413202A1; GB2011428B; JPS6235886B2; IT1109245B; FR2413202B1; US4247271A; BR7808562A; CA1109220A; GB2011428A

Description

Anmelder: 1) Dainichi-Nippon Cables, Ltd., Hyogo, Japan und 2) Mitsuba MFG. Co., Ltd., Tokyo, Japan

Kontinuierlich extrudierende und vulkanisierende Vorrichtung

Die Erfindung betrifft einen Horizontal-Vulkanisierer zum kontinuierlichen Erzeugen eines länglichen Stückes, wie eines Rohrs, eines Schlauchs, eines Stabs, eines elektrisch isolierten Drahtes und Kabels und eines Profils, die aus natürlichen oder synthetischen Polymeren, wie Gummi und Kunststoffen, hergestellt sind. Das längliche Stück wird kontinuierlich durch ein flüssiges Heizmedium unter Druck geführt wodurch es einer Erwärmung und einer Vulkanisierung unterworfen wird.

Ein wesentlicher Nachteil herkömmlicher Vorrichtungen zum kontinuierlichen Extrudieren und Vulkanisieren eines Werkstoffs zur Erzeugung länglicher Stücke ist der, daß das längliche Stück verformt wird, wenn es stark gebogen wird oder wenn es die Bewegungsrichtung ändert in seinem

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noch unvollständig vulkanisierten Zustand. Folglich muß bei einem horizontalen kontinuierlichen Vulkanisieren in dem das flüssige Heizmedium eingefüllt ist, das längliche Stück in unvulkanisiertem Zustand, wenn es soeben von einem Extrudierer extrudiert worden ist, im wesentlichen linear durch das flüssige Heizmedium unter Druck geführt werden, bis die Vulkanisierung beendet ist. In diesem Fall ist eine winzige Krümmung des länglichen Stücks auf Grund des Eigengewichtes oder des Auftriebs vernachlässigbar.

Bei einem bekannten Horizontal-Vulkanisierer (vgl. USP 4- 029 4-50), der diese Forderung erfüllt, fließt ein flüssiges Heizmedium (Badflüssigkeit) von dem Einlaß, und der Auslaß des horizontalen Bades zum Hindurchführen des länglichen Stückes wird mittels einer Pumpe in das Bad wieder umgewälzt. Jedoch ist es während des Betriebs ziemlich schwierig, eine derartige Flüssigkeit unter Druck wieder umzuwälzen, wenn sie auf hoher Temperatur ist, die zur Vulkanisierung des länglichen Stücks geeignet ist, wie etwa 200 ⁰C. Das heißt, daß eine Pumpe erforderlich ist, die hohe Temperatur und hohen Druck aushält. Weiter muß das Wiederumwälzsystem thermischen Widerstand während einer Zeitdauer besitzen, derart, daß das gesamte System kompliziert und kostspielig wird.

Bei Verwendung einer Badflüssigkeit mit hohem Schmelzpunkt von etwa mindestens 100 ⁰C, wie einem aus NaNO^, NaNOp und KNO^ bestehenden eutektisch gemischten Salz, sollte die Temperatur der Flüssigkeit im Wiederumwälzsystem während des Betriebes überwacht werden. Wenn ein Niedertemperaturbereich unter dem Schmelzpunkt der Flüssigkeit im Abschnitt des Wiederumwälzsystems erzeugt wird, wird dort die Salzmischung verfestigt, wodurch die Flüssigkeit swie derumwälzung unterbrochen wird. Wenn einmal die Flüssigkeits-Wiederumwälzung unterbrochen ist, besteht bei dem Vulkanisierer Explosionsgefahr auf Grund des möglichen

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direkten Kontaktes von Kühlwasser mit dsr Badflüssigkeit auf hoher Temperatur, diö in ein KiihloysUem riießcri kann. Weiter ist ein Vulkanisierrohr mit U-Querschnitt bekannt (a.a.O.). Bei diesem U-Rohr besteht kein Problem bezüglich des erwähnten Herabfließens der Badflüssigkeit,weshalb eine Wiederumwälzung der Badflüssigkeit nicht notwendig ist. Jedoch ist es ziemlich schwierig, das längliche Stück durch das U-Vulkanisierrohr unter Spannungsregelung zu führen, insbesondere wenn das längliche Stück ein spezifisches Gewicht besitzt, das niedriger ist als das der Badflüssigkeit, weshalb es in der Badflüssigkeit schwimmt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der genannten Nachteile einen verbesserten Horizontal-Vulkanisierer anzugeben, der mit einer erwärmten und unter Druck gesetzten Badflüssigkeit gefüllt ist und der einfach aufgebaut ist, um das längliche Stück zur besseren Vulkanisierung linear zu bewegen.

Gemäß der Erfindung ist ein Einlaßabschnitt eines horizontalen Vulkani_sierbades, durch das das längliche Stück in das Bad eintritt, in direktem Kontakt mit dem Kopf eines Extruders, wobei dessen Auslaß mit einer Dichtungseinrichtung, wie einer V-förmigen Konusabdichtung, versehen ist. Stromabwärts der Dichtungseinrichtung ist ein kühlendes Untersystem mittels eines dazwischen angeordneten Trennabschnittes, wie einer Luftkammer, angeordnet. Der Zwischen-Trennabschnitt dient zum Verhindern, daß die Badflüssigkeit auf hoher Temperatur in direkten Kontakt mit dem Kühlwasser treten kann, selbst wenn die Badflüssigkeit von dem Bad durch die Dichtungseinrichtung leckt.

Bei der Erfindung wird, da die Badflüssigkeit auf hoher Temperatur in direktem Kontakt mit einer Vorderfläche des Werkzeugs ist, der Kopf des Extruders, insbesondere das Extrusionswerkzeug, durch die Badflüssigkeit so erwärmt, daß das natürliche oder synthetische Polymere im Kopf während des Extrusionsbetriebes anbrennen bzw. durch-

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schmoren konnte.Die Erfindung "bezweckt auch, das Vermeiden eines dernrtinen Anbronnenn. Dien wird dadurch erreicht, daß eine Kühleinrichtung zum Kühlen des eigentlichen Werkzeugs oder zum Kühlen eines Abschnittes der Badflüssigkeit, die die Vorderseite des Kopfes berührt, vorgesehen ist. Beispiele derartiger Kühleinrichtungen sind ein Wassermantel im Werkzeug, ein Wassermantel, der am Einlaßabschnitt des Bades eingesetzt ist_/und dergleichen.

Gemäß der Erfindung können weiter folgende Merkmale einzeln oder in Kombination verwendet werden, um das Ausmaß des Leckens der Badflüssigkeit von der Dichtungseinrichtung zu verringern oder um Explosionsgefahr sicher zu verhindern:

1. Es ist ein Untersystem vorgesehen, um den Innendruck des Vulkanisierbades mit dem Druck im Zwischen-Trennabschnitt auszugleichen.

2. Ein Untersystem zum Kühlen der Badflüssigkeit ist neben der Dichtungseinrichtung vorgesehen, um einer thermischen Zerstörung der Dichtungseinrichtung zu begegnen, um dadurch mehr Dichtwirkung während einer längeren Zeitdauer aufrechtzuerhalten. Die Viskosität der Badflüssigkeit kann durch das Kühlen erhöht werden, wodurch dessen Lecken in den Zwischen-Trennabschnitt verringert wird.

3- Eine Auslaßöffnung ist am Boden des Zwischen-Trennabschnittes vorgesehen, um Badflüssigkeit abzuführen, die in den Zwischen-Trennabschnitt leckt.

Die Erfindung gibt somit einen Horizontal-Vulkanisierer zum kontinuierlichen Vulkanisieren an, in dem eine Badflüssigkeit mit hohem Schmelzpunkt von zumindest etwa 100 ⁰C als flüssiges Heizmedium verwendbar ist, ohne ein Badflüssigkeit-Wiederumwälzsystem vorzusehen. Weiter

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gibt die Erfindung einen Horizontal-Vulkanisierer an, bei dem verhindert wird, daß die Badflüssigkeit auf hoher Temperatur in direkten Kontakt mit Kühlwasser tritt, wodurch eine zufällige Explosion vermieden wird.

Die Erfindung gibt somit einen Horizontal-Vulkanisierer zum kontinuierlichen Erzeugen eines länglichen Stückes aus einem natürlichen oder synthetischen Polymeren an. Das längliche Stück tritt durch ein unter Druck gesetztes flüssiges Heizmedium, um Vulkanisierung zu erreichen. Ein Lecken von der Flüssigbad-Dichtung wird dadurch verhindert, daß ein Zwischen-Trennabschnitt vorgesehen ist, wobei der Druck in dem Bad mit dem in dem ^wischenabschnitt ausgeglichen wird. Eine thermische Zerstörung der Dichteinrichtung wird durch Kühlen des flüssigen Bades in dem Bereich neben den Abdichteinrichtungen verhindert durch Erhöhen der Viskosität des Bades in diesem Bereich. Ein Wassermantel in Berührung mit der Vorderseite des Extruderkopfes verhindert ein Anbrennen des länglichen Stücks vor der Vulkanisierung.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 schematisch im Schnitt einen Vulkanisierer gemäß

der Erfindung,
Fig. 2 im Schnitt ein Werkzeug und einen Einlaßabschnitt

eines Vulkanisierbades gemäß der Erfindung, Fig. 3 im Teilschnitt eine Einrichtung zum Halten der

V-Konusabdichtung gemäß der Erfindung, Fig. 4 den Schnitt IV-IV in Fig. Λ zur Darstellung eines

ersten Führungsrollenmechanismus der Erfindung, Fig. 5 den Schnitt V-V in Fig. 1 zur Darstellung eines

zweiten Führungsrollenmchanismus der Erfindung, Fig. 6 im Schnitt eine Endabdichtung eines Kühl-üntersystems, das eine U-Abdichtung verwendet, für die Erfindung,

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!"ig. 7 schematisch im Schnitt eine Kühlkammer, bei der mehrstufige Abdichtungen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden.

Gemäß den Fig. 1 bis 7 wird ein Kernteil 2 ,wie ein verseilter elektrischer Leiter, ein Innenrohr bei der Erzeugung eines Hochdruckschlauches und dergl., unter konstanter Spannung von einer Kern-Zufuhreinrichtung Λ längs der durch einen Pfeil dargestellten Richtung gezogen. . Das Kernteil 2, das gegebenenfalls zuvor einem Trocknen oder Vorerwärmen oder einer Klebmittelbeschichtung unterworfen worden ist, wird mit einem vulkanisierbaren Polymeren, wie Gummi oder Kunststoff, an einem Querkopf 4 eines Extruders 3 beschichtet, der eine Schraubenzuführeinrichtung besitzt, um so ein längliches Stück.5» wie ein Kabel oder einen Schlauch,zu bilden. Ein gerades horizontales Vulkanisierbad oder Vulkanisierrohr 6 ist fluiddicht mit dem Querkopf 4 über eine Abdichtung 61 oder Packung (Fig. 2) verbunden mittels Bolzen 63, die von dem Queikopf 4 wegragen, und Muttern 64 über einen Flansch 62, der am Rohr 6 einstückig vorgesehen ist. Das Einlaßende des Vulkanisierrohres 6 liegt der Vorderseite 47 A eines Extrusionswerkzeugs 47 gegenüber, und das' Auslaßende ist durch eine V-förmige oder V-Konusabdichtung 7 abgedichtet.

Wie in Fig. 3 dargestellt, ist das Hinterende oder Auslaßende des Vulkanisierrohres 6 mit einem Flansch 6a versehen, der einem Flansch 8a gegenüberliegt, der einstückig am Vorderende eines Rohrteils 8 vorgesehen ist, um dazwischen einen flachen Umfangsendabschnitt der V-Konusabdichtung 7 fest aufzunehmen. Die Abdichtung 61 und die V-Konusabdichtung 7 bestehen aus einem wärmewiderstandsfähigen bzw. hitzebeständigen Werkstoff,wie Fluorogummi.

Beispiele der bei der Erfindung verwendbaren Badflüssigkeit sind ein eutektisches Salzgemisch, Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt, wie Schmelzlegierungen, organische

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Flüssigkeiten mit hohem Siedepunkt, wie Siliconöl und Polyäthylenglykol, und eine flüssigkeit, die als "flüssiges Aushärtmedium¹¹ (L.C.M. = liquid curing medium) bezeichnet wird.

Ein Heizer 10, wie ein Bandheizer, ist um das Vulkanisierrohr 6 gebildet, um die darin enthaltene Badflüssigkeit auf eine Temperatur von etwa 150 ⁰C bis etwa 300 ⁰C aufzuheizen, die geeignet ist, um die unvulkanisierte PoIymerbeschichtung zu vulkanisieren. Anstatt des Heiners können auch andere Heizverfahren zum Aufheizen der Badflüssigkeit 9 verwendet werden, wie beispielsweise ein Verfahren, bei dem elektrischer Strom durch die Wand des Rohrs 6 geführt wird, um Wärme auf Grund dessen elektrischen Widerstandes zu erzeugen (vgl. US-PS 2 616 126). Die Temperatur der Badflüssigkeit 9 im Vulkanisierrohr 6 wird mittels einer (nicht dargestellten) Thermostateinrichtung erfaßt und geregelt, um eine vorgegebene Temperatur der Flüssigkeit aufrechtzuerhalten. Die Länge in Längsrichtung des Vulkanisierrohrs 6 ist auf der Grundlage der gegenseitigen Beziehung zwischen der Temperatur der Badflüssigkeit„ ''der Fördergeschwindigkeit des länglichen Stücks 5t der Reaktionsgeschwindigkeit des Vulkanisiermittels und der Menge des extrudierten Polymeren bestimmt, wobei eine ausreichende Vulkanisierzeit ermöglicht ist. Beispielsweise liegt die Länge des Vulkanisierrohrs 6 in der Größenordnung von etwa 10 m bis etwa 100 m. Ein Behälter 12 ist vorgesehen, um Badflüssigkeit in das Vulkanisierrohr 6 zu fördern und um das Vulkanisierrohr 6 unter Druck zu halten. Eine Bodenwand des Behälters 12 ist mit der Bodenwand des Vulkanisierrohrs 6 über eine Leitung 13 und ein Ventil 16' verbunden. Der Innenraum 15 des Behälters 12 unterliegt einem Druck über eine Druckversorgung 18, wie eine Pumpe und ein Hochdruckgaszylinder, über ein Druckregelventil 16 und eine Druckleitung 17. Durch öffnen des Ventils 16

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wird Druck von der Druckversorgung 18 in das Vulkanisierrohr 6 über eine Badflüssigkeit 14 im Behälter 12 oder durch den leeren Raum des Behälters 12 und die Leitung 13 geführt, falls die gesamte darin enthaltene Flüssigkeit in das Vulkanisierrohr 6 eingeführt worden ist. Der Druck im Bereich der Druckversorgung 18 liegt im üblichen Bereich für Wärmevulkanisierung, nämlich etwa 0,5 "bis 30 kg/cm -G (G = gauge = Überdruck).

Stromabwärts der V-Konusabdichtung 7 ist eine Luftkammer vorgesehen, die als Zwischen-Trennabschnitt wirkt, der mit der Druckversorgung 18 über eine Zweigleitung 64·, ein Druckregelventil 65 und eine Druckleitung 67 verbunden ist. Die Zweigleitung 64 ist auch mit dem Vulkanisierrohr 6 verbunden zum Steuern bzw. Regeln der Druckdifferenz zwischen der Luftkammer 21 und dem Vulkanisierrohr 6. Weiter sind ein Druckmesser 68 und ein Heizer 69 vorgesehen.

Durch Öffnen des Druckregelventils 65 wird der Druck zwischen dem Vulkanisierrohr 6 und der Luftkammer 21 ausgeglichen, wodurch die Menge der Badflüssigkeit aufs äußerste verringert wird, die von der Konusabdichtung 7 in die Luftkammer 21 leckt, selbst wenn die Dichtwirkung der Konusabdichtung 7 unzureichend ist. Das in der Leitung 13 angeordnete Ventil 16' wird geöffnet, um Flüssigkeit in das Vulkanisierrohr 6 einzuführen und wird während des Betriebs geschlossen. Durch Anlegen von Druck auf die Badflüssigkeit 9 im Vulkanisierrohr 6 wird eine Ausdehnung von Mikro-Hohlstellen (winzige Blasen) in der Polymerbeschichtung verhindert, wodurch eine feine, gleichförmig ausgehärtete Struktur für die Polymerbeschichtung erzeugt wird. Ein Heizer 19 umgibt den Tank oder Behälter 12 und die Leitung 13» um das Heizmedium als Badflüssigkeit im verflüssigten Zustand zu halten.

Gemäß der Erfindung ist, da das Lecken von Badflüssigkeit vom Einlaß und vom Auslaß des Vulkanisierrohrs 6 im wesentlichen verhindert _w j _r(j _e\ _ne. Wieder umwälzung der Badflüs-

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sigkeit wie beim Stand der Technik nicht erforderlich. Jedoch ist es vorzuziehen, einen (nicht dargestellten) Rührer im Vulkanisierrohr 6 vorzusehen, um die darin enthaltene Badflüssigkeit zu bewegen bzw. zu rühren, um auf diese Weise den Erwärmungswirkungsgrad für die Hochgeschwindigkeit sVulkanisierung des länglichen Stücks 5 zu erhöhen.

Das rohrförmige Teil oder Rohrteil 8, das mit dem Vulkanisierrohr 6 verbunden ist, ist mit einem ringförmigen Vorsprung 20 an der Innenwand versehen, um es in die Luftkammer 21 und eine Kühlkammer 22 aufzuteilen.

Tanks oder Behälter 25? 27 sind unter dem Rohrteil 8 vorgesehen, um über eine Abführleitung 24 leckende Badflüssigkeit bzw. eine Abführöffnung 26 leckendes Kühlwasser zu sammeln. Der Tank 25 wird auf einer zum Schmelzen des Inhalts ausreichenden Temperatur mittels eines darum herum vorgesehenen Heizers 25 A gehalten. Die Tanks 25> 27 sind mit Ventilen 28 bzw. 29 verbunden. Diese Ventile 28, 29 sind normalerweise verschlossen, um ein Lecken des Drucks in der Luftkammer 21 zu verhindern. Jedoch werden die Ventile 28, 29 geöffnet, wenn die Flüssigkeiten in den Tanks 255 27 einen vorgegebenen Pegel überschreiten durch Erfassen des Flüssigkeitspegels mittels (nicht dargestellter) Flüssigkeitspegelfühler.

Eine Trennwand 23 der Tanks 25» 27 streckt sich vertikal in die Luftkammer 21 über den Pegel der Bodenwand des Rohrteils 8, um so einem direkten Kontakt von Kühlwasser, das über den Vorsprung 20 hinüberfließt, und von Badflüssip;-keit, die von dem Vulkanisierbad 6 durch die V-Abdichtung 7 leckt, zu begegnen.

Eine Brause 30 ist mit einer Wasserleitung 21 verbunden, um Kühlwasser zum länglichen Stück 5 zu spritzen.

Der vorderseitige Dichtabschnitt der Kühlkammer 22 unterliegt direkt dem Druck in der Luftkammer 21. Wenn die

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Dichtwirkung dieses Abschnitts unzureichend ist, kann ein Gaslecken auftreten und wird das Druckgleichgewicht zwischen dem Vulkanisierrohr 6 und der Luftkammer 21 gestört. Aus diesem Grund sollte die Dichteinrichtung am vorderen Endabschnitt der Kühlkammer 22 ausgezeichnete Dichtwirkung besitzen. Wie in den Fig. 1 und 6 dargestellt, wird eine U-förmige Abdichtung oder U-Abdichtung 31 aus einem nachgiebigen Gummiteil als Beispiel einer derartigen Dichteinrichtung verwendet, um eine ausreichende Druckabdichtung zu erreichen.

Wie in Fig* 6 dargestellt, besitzt die U-Abdichtung 31 einen Flansch, der zusammen mit einem Paar unterteilter gestufter Glieder 37» 37' in Ringvertiefungen 35·> 35' zur Anlage kommt, die in einem Paar von Tragscheiben 36, 36' ausgebildet sind, die mit Mittelbohrungen 3^, 3^' versehen sind. Die Tragscheiben 36, 36' sind einstückig und koaxial miteinander durch Bolzen 38 gesichert und sind in einem Abschnitt 8¹ großen Durchmessers des Ringteils 8 positioniert. Die Tragscheibe 36 ist in Berührung mit dem Auslaßabschnitt des Eohrteils 8, während die andere Tragscheibe 36' in Berührung mit einem Scheibenträger 39 ist, der in Gewindeeingriff mit einem Innengewinde ist, das in dem Abschnitt 8' größeren Durchmessers ausgebildet ist. Folglich sind die Tragscheiben. 36, 36' fest getragen und auf das Auslaßende des Rohrteils 8 durch den Schraubeingriff zwangsbewegt.

Weiter sind die Tragscheiben 36, 36' im Abschnitt 8¹ größeren Durchmessers fluiddicht aufgenommen mittels eines in einer Seitenwand des Abschnitts 8' größeren Durchmessers angeordneten O-Rings 92 und eines in der Innenseitenfläche des Scheibenträgers 39 angeordneten O-Rings 93· Der Abschnitt 8¹ größeren Durchmessers ist mit einer Leitung 99 versehen, die mit einer (nicht dargestellten) Druckpumpe verbunden ist, um Druck dem Abschnitt 8¹ größeren Durchmessers zuzuführen.

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Der Druck wird einer Ringkammer 32 über ein Loch 91 zu-Reführt, ä;\r, zwischen Rentuften Teilen 371 37' aur.p;ebildet ist, um so einen engen Kontakt zwischen der Innenfläche der U-Abdichtung 31 und der Oberfläche des länglichen Stücks 5 zu erreichen, um dadurch eine Abdichtung dazwischen sicherzustellen. Die Dichtwirkung wird durch Steuerung des Drucks von der Druckpumpe geregelt.

In Fig. 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Kühlkammer 22 dargestellt, bei der mehrere Kühlabteile 22^ bis 22 durch Vorsehen mehrerer V-Konusabdichtungen 72^ bis 72_n+/| und Unterlegscheiben 77_Q, 77^ bis 77_n+^ zum Tragen dieser V-Konusabdichtungen 72. bis 72 ,j vorgesehen sind. Jedes Kühlabteil 22/, bis 22„ ist mit Zweigleitungen _n-, bis.73_n verbunden, die mit einer Hauptleitung 73 verbunden sind, um Hochdruckkühlwasser zuzuführen, und ist mit Abführleitungen 75«i bis 75_n verbunden. Jedes Kühlabteil 22,, bis 22 weist auch Wasserdruckmesser 76/, bis 76 auf. Die aus der Luftkammer 21 kommenden länglichen Stücke 5 treten durch Mittelbohrungen, die jeweils in den V-Konusabdichtungen 72/1 bis 72 λ gebildet sind, und werden durch Kühlwasser gekühlt, das in jedes Kühlabteil 22^ bis 22 eingefüllt ist. Da die Kühlkammer 22 gemäß Fig. 7 in mehrere Kühlabteile 22^ bis 22_n durch Abdichtungen 72^ bis 72 y, unterteilt ist, wird eine Mehrfachabdichtung erreicht und wird auch ein Lecken des Drucks oder ein Druckverlust von der Außenende-Abdichtung 77_n λ selbst dann aufs äußerste verringert, wenn eine der V-Konusabdichtungen 77/] bis 77_n,s\ während des Betriebs beschädigt oder zerstört ist, wodurch der Druck in der Luftkammer 21 stabilisiert wird.

Die Anzahl η der Kühlabteile 22/, bis 22 ist durch die Ausdehnung in Längsrichtung der Kühlkammer 22, dem Druck im Vulkanisierbad 6 (dem Druck in der Luftkammer 21) bestimmt. Jedoch liegt die Anzahl im Bereich von 2 bis etwa

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100, vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 50, für den !all, daß die Länge der Kühlkammer 22 etwa 5 bis 50 m beträgt und daß der Druckbereich im Vulkanisierbad 9 etwa 0,5 bis

30 kg/cm -G beträgt.

Während des Betriebs kann, selbst wenn das Kühlwasser in jedem Kühlabteil 22,, bis 22_n von den Abführleitungen 75^ bis 75 abgeführt wird, etwas von diesem Wasser zum abstromseitigen Ende des jeweiligen Kühlabteils aus einem winzigen Spalt zwischen dem länglichen Stück 5- und Steuerbohrungen in den V-Konus abdi chtung en 72,, bis 72_n ,, lecken. Schließlich kann das Wasser von der V-Konusabdichtung 72 ^ nach außen bzw. in die Atmosphäre lecken. Der Wasserdruck in den Kühlabteilen 22,, bis 22 ist so geregelt, daß er jeweils gleich ist. Um jedoch die Wasser-Leckmenge von der V-Konusabdichtung 72 ,, aufs äußerste zu verringern, wird der Wasserdruck allmählich in Richtung auf das Kühlabteil 22 verringert. Wenn der Wasserdruck in jedem Kühlabteil 22,, bis 22 so geregelt wird, daß der Wasserdruck im Kühlabteil 22 gleich oder etwas höher ist als der Atmosphärendruck, wird die Dichtwirkung zwischen jedem Kühlabteil 22,, bis 22 stabilisiert, um so die Druckregelung des Kühlwassers in jedem Kühlabteil 22,, bis 22 sicherzustellen und zu erleichtern.

Der Wasserdruck in jedem der Kühlabteile 22,, bis 22 wird durch Steuern der Wasserzufuhrmenge von den Zweigleitungen 73^ bis 73_n und/oder durch das Steuern der Wasserabführmenge von den Abfuhr leitungen 75/i bis 75_n geregelt.

Die Widerstandskraft der V-Konusabdichtungen 72,, bis 72 ,, gegenüber dem Durchtritt des länglichen Stücks 5 ist relativ kleiner als die der U-Abdichtung 31 gemäß Fig. 6. Eine derartige Kühlkammer 22 mit Mehrfachabdichtung gemäß Fig. 7 ist geeignet für die Erzeugung länglicher Stücke, die durch eine äußere"Kraft leicht verformbar sind und die- genaue Querschnittsabmessung besitzen müssen

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wie Mehrschichten-Schläuche.

Gemäß der Erfindung wird eine andere Technik verwendet, um die Bedflüssigkeits-Leckmenge von der V-Konusabdichtung 7 in die Luftkaumier 21 aufs äußerste zu verringern.

Wie in FiR. Λ dargestellt, ist ein Kühlmantel 45 um das Vulkanisierrohr 6 in einer Lage vorgesehen, die nahe dem Auslaßa"bschnitt des Vulkanisierrohrs 6 (neben der V-Konusabdichtung 7) ist, um die Badflüssigkeits-Temperatur nahe der V-Konusabdichtung 7 zu verringern. Dies begegnet einer oder beseitigt eine thermische Zerstörung oder Schädigung der V-Konusabdichtung 7> Das Kühlen der Badflüssigkeit wird durch kontinuierliches Zuführen von Kühlwasser in den Kühlmantel 45 und durch deren Abführen erreicht. Das Ausmaß der Kühlung hängt von den Eigenschaften der Badflüssigkeit, wie d er Temperatur-Viskositäts-Beziehung, deren Schmelzpunkt, der Größe der zu erzeugenden länglichen Stücke 5 und ά er Erzeugungsgeschwindigkeit ab. Beispielsweise besitzt die Temperatur der Badflüssigkeit eine Untergrenze, die einen gleichförmigen Durchgang des länglichen Stücks nicht stört. Es ist eine Temperatur an der Kühlgrenze, an der die Viskosität der Badflüssigkeit zu hoch wird oder deren Verfestigung eintritt.

Die Regelung des Kühlausmaßes wird durch Steuern der Wassertemperatur und/oder der in den Kühlmantel 45 eingeführten Wassermenge erreicht.

Gemäß Fig. 1 ist der Kühlmantel 45 an der äußeren Umfangsfläche des Vulkanisierrohrs 6 vorgesehen. Der Kühlmantel kann auch an der Innenseite des Vulkanisierrohrs 6 vorgesehen sein, um gegebenenfalls dos Ausmaß der Kühlung zu erhöhen.

Weiter liegt die Länge des Kühlmantels 45 in Längsrichtung zweckmäßig im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 2 m. Zusatz-

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lieh, zur Beseitigung der thermischen Zerstörung oder Beschädigung der V-Konusnbdichtung 7 wird die Abdichtwirkung der V-Konusabdichtung 7 während einer langen Zeitdauer verbessert, da die Viskosität der Badflüssigkeit durch deren Kühlung zunimmt.

Gemäß den Fig. 1 und 4 ist ein Paar von I'ühnngsrollen 40, im Vulkanisierrohr 6 vorgesehen, um die Vorwärtsbewegung des länglichen Stücks 5 zu führen. Dies Führungsrollen 40, 4Ί sind mittels Wellen 52, 53 drehbar getragen, die sich horizontal erstrecken und die über Gewinde 551 56 in einer vertikalen Einstellschraube 5^ in Gewindeeingriff sind. Die Gewinderichtungen dieser Gewinde 55» 56 sind einander entgegengesetzt, derart, daß die Führungsrollen 40, 41 durch Drehen eines Handgriffs 57 am Oberende der Einstellschraube 54 in entgegesetzte Vertikalrichtungen bewegbar sind. Durch diesen Aufbau sind die obere und die untere Fläche des länglichen Stücks 5 in sanftem Kontakt mit den Führungsrollen 40, 41, um so das längliche Stück 5 im Mittelst schnitt des Vulkanisierrohrs 6 zu positionieren. Die Einstellschraube 54- wird durch einen (nicht dargestellten) Vorsprung mit einer Abdichteinrichtung, der am Vulkanisierrohr 6 ausgebildet ist, drehbar getragen.

Gemäß den Fig. 1 und 5 ist eine zweite Führungsrolle 42 im Eohrteil 8 vorgesehen. Die Führungsrolle 42 ist durch eine Welle 58 drehbar getragen, die sich horizontal erstreckt und die in Gewindeeingriff mit einem Gewinde 60 ist, das in einer vertikalen Einstellschraube 59 ausgebildet ist. Die Führungsrolle 42-ist durch Drehen eines Handgriffs 61, der am oberen Ende der Einstellschraube 59 ausgebildet ist, vertikal bewegbar, um das längliche Stück 5» das durch die V-Konusabdichtung 7 tritt, in einer Mittellage des Rohrteils 8 zu positionieren. Die Einstellschraube 59 wird von einem (nicht dargestellten) Vorsprung mit einer Dichteinrichtung, der an dem Rohrteil 8 ausgebildet ist, drehbar getragen. Durch die Verwendung der

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Führungsrollen 40, 41, 42 kann die Steuer- bzw. Regelachse dec länglichen Stücks 5 zur Mitte der öffnung in der V-Konusabdichtung 7 ausgerichtet sein, durch die das länglich' Stück 5 hindurchtritt. Dadurch wird verhindert, daß das längliche Stück 5 in örtliche Berührung mit der Öffnung der V-Konusabdichtung 7 kommt, und wird die Abdichtwirkung der V-Konusabdichtung 7 dadurch verbessert, daß das Lecken von Badflüssigkeit durch diese hindurch verringert wird.

Fig. 2 zeigt eine Einrichtung, um zu verhindern, daß das Polymere im Querkopf 4 anbrennt oder durchschmort. Wie erwähnt, wird vulkanisierbares Polymeres 51 auf das Kernteil 7 durch das Werkzeug 47 geschichtet. Wenn das Anbrennen vor dem Auftragen des Polymeren auf das Kernteil 7 auftritt und ein derartiges angebranntes Polymeres auf das Kernteil 2 geschichtet bzw. aufgebracht wird, ist das Aussehen des länglichen Stücks 5 verschlechtert und sind dessen mechanische Eigenschaften stark verringert. Weiter kann durch das Anbrennen der Extrudierbetrieb nicht durchgeführt werden.

Das Werkzeug 47 besitzt einen Wassermantel 48 mit einem (nicht dargestellten) Kühlwasser-Einlaß und -Auslaß. Der Einlaß ist beispielsweise mit der Wasserversorgung berbunden und der Auslaß ist mit einem (nicht dargestellten) Abführtank verbunden, damit stets Kühlwasser durch den Wassermantel 48 tritt.

Ein zylindrischer Wassermantel 49 mit einer Längsausdehnung in Längsrichtung von z.B. etwa 100 mm und mit einem (nicht dargestellten) Kühlwasser-Einlaß und -Auslaß ist am Eintrittsabschnitt des Vulkanisierrohrs 6 vorgesehen. Die Innenfläche des Wassermantels 49 ist vom länglichen Stück 5 beabstandet und das Innere des Wassermantels 49 ist mit Kühlwasser versorgt. Ein Nippel¹ 50 und das vulkanisierbare Polymere 51, wie Gummi oder Kunststoff, sind in Fig. 2 ebenfalls dargestellt.

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Um ein Anbrennen des Polymeren 51 ^zu vermeiden, wird die Badflüssigkeit 9' nahe der Vorderfläche des Werkzeugs 47 durch den Wassermantel 49 gekühlt, um ein zu großes Erwärmen des Werkzeugs 47 durch die Badflüssigkeit 9 zu verhindern. Andererseits wird das Werkzeug 47 auch direkt durch den Wassermantel 48 wie erwähnt gekühlt. Die Verwendung des Wassermantels 49 kann eine "bessere Wirkung zur Vermeidung des Ahbrennens erreichen als der Wassermantel 48. Die beste Wirkung kann jedoch durch Verwendung sowohl des Wassermantels 48 ~als auch des Wassermantels 49 erreicht werden.

Für den Fall der Verwendung einer Badflüssigkeit, wie eines Siliconöls, das unter die Extrusiönstemperatur des vulkanisierbaren Polymeren 51 an einer Lage neben dem Werkzeug 47 gekühlt werden kann, kann ein Anbrennen des Polymeren 5I durch lediglich Verwendung des Wassermantels 49 verhindert werden. Andererseits ist es vorzuziehen, im Fall der Verwendung einer Badflüssigkeit,deren Kühltemperaturgrenze oberhalb der Extrusionstemperatur ist, sowohl den Wassermantel 49 als auch den Wassermantel

48 zu verwenden. Eine derartige Badflüssigkeit ist beispielsweise eine eutektische Mischung von Salzen, die aufweist 7 Gew.-% NaNO₅, 40 Gew.-% NaNO₂ und 53 Gew.-% KNO7. Der Schmelzpunkt der eutektisehen Mischung der Salze liegt etwa bei 145 ⁰C.

Weiter ist es im Fall der Verwendung derartiger Salzmischungen als Badflüssigkeit vorzuziehen, die Mischung in einem Ausmaß abzukühlen, daß eine dünne verfestigte Schicht der Mischung längs der Fläche des Wassermantels

49 zusammen mit der Vorderseite 47a des Werkzeugs 47 erzeugt wird und das Werkzeug 47 simultan auf eine Temperatur gekühlt wird, die gleich oder etwas unter der Extrusionstemperatur liegt. Eine derartige Kühlregelung wird leicht durch Steuern der Wassertemperatur und der Menge der Wasserversorgung in dem Wassermantel 48 und/oder dem Wasser-

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mantel 49 erreicht. Der Wassermantel 49 muß nicht notwendigerweise in Berührung mit der Vorderseite 47 A des Werkzeugs 47 vorgesehen sein, sondern kann auch mit Abstand davon angeordnet sein, wobei gleichzeitig erreicht ist, daß die Badflüssigkeit nahe dem Werkzeug 47 auf die geeignete Temperatur gekühlt wird. Weiter kann auch der Wassermantel 49 an der äußeren Umfangsfläche des Vulkanisierrohrs 6-vorgesehen sein.

Weiter kann auch anstelle der Verwendung des Wassermantels 49 der Einlaßabschnitt des Vulkanisierrohrs 6 so ausgebildet sein, daß er kleineren Durchmesser besitzt, um so die Wärmekapazität der Badflüssigkeit, die zwischen dem länglichen Stück 5 und dem Abschnitt kleinen Durchmessers des Vulkanisierrohrs 6 vorgesehen ist, zu verringern,, um so eine natürliche Wärmestrahlung vom Außenumfang des Vulkanisierrohrs 6 zu ermöglichen. D.h. daß der Abschnitt kleinen Durchmessers des Vulkanisierrohrs 6 als Wärmestrahler wirkt.

Gemäß Fig. 1 ist eine Tragplatte 43 aus rostfreiem Stahl mit glatter Oberfläche vorgesehen. Die Tragplatte 43 ist an der Bodenwand des Vulkanisierrohrs 6 mittels mehrerer (nicht dargestellter) Klammern oder Träger befestigt. Im allgemeinen ist die innere Umfangsfläche des Vulkanisierrohrs 6 nicht bearbeitet worden. Folglich wird, wenn das längliche Stück 5 über die Innenfläche während des Hindurchtritts durch das Vulkanisierrohr 6 gleitet, die Außenfläche des länglichen Stücks beschädigt. Die Tragplatte 43 kann jedoch Beschädigungen des länglichen Stücks 5 selbst dann vermeiden, wenn das längliche Stück mit der Tragplatte 43 in Berührung ist.

Andererseits kann die Tragplatte an der Bodenwand des Vulkanisierrohrs 6 auch über ein Dämpfungsglied,wie mehrere Federn,an der Innenfläche des Vulkanisierrohrs 6 ausgebildet bzw. befestigt sein. Falls das längliche Stück auf der Badflüssigkeit schwimmt, ist die rostfreie Tragplatte an dem Oberabschnitt des Vulkanisierrohrs 6 befestigt»

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um so als Anschlagplatte zu wirken. Statt der Tragplatte 43 kann auch ein Metallrohr mit feinbearbeiteter Innenfläche im Vulkanisierrohr 6 vorgesehen sein, durch das das längliche Stück 5 geführt wird, um so Beschädigungen der Außenfläche des länglichen Stücks 5 zu vermeiden.

Die am länglichen Stück 5 a^ffi Querkopf 4 ausgebildete Polymerbeschichtung wird während des Burchtritts durch die unter Druck gesetzte Badflüssigkeit auf Vulkanisiertemperatur, die in das Vulkanisierrohr 6 eingefüllt ist, vulkanisiert. Das längliche Stück 5 tritt durch die V-Konusabdichtung 7 und die Luftkammer 21 und wird anschließend durch die Kühlkammer 22 geführt, in der das längliche Stück gekühlt wird. Die an der Fläche des länglichen Stücks 5 anhaftende Badflüssigkeit wird durch die Brause 30 entfernt "bzw. abgewaschen. ^c

Danach wird das längliche Stück 5 über eine Zieheinrichtung 94 auf eine Aufnahmeeinrichtung 95 aufgewickelt.

Durch die Erfindung können somit die folgenden Vorteile erreicht werden:

a) Trotz der Verwendung eines Horizontal-Vulkanisierers, um eine Verformung des länglichen Stücks zu verhindern, ist keine Wiederumwälzung der Badflüssigkeit erforderlich und wird eine kompakte und wirtschaftliche Vorrichtung -verwendet. "■■ ■" .·

b) Da die Luftkammer 21 zwischen dem Vulkanisierrohr 6 und der Kühlkammer 22 vorgesehen ist, wird eine Explosion auf Grund einer direkten Berührung der Badflüssigkeit auf hoher Temperatur und. des Kühlwassers verhindert, wodurch der Sicherheitsfaktor der Vorrichtung stark erhöht ist.

c) Da der Druck zwischen dem Vulkanisierrohr 6 und der Luftkammer 21 ausgeglichen ist, und da die Badflüssigkeit mit einer Zone niedriger Temperatur durch Vorsehen des Kühlmantels 45 versehen ist, ist die Leckmenge der Badflüssig- _:'·ί..

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keit von dem Vulkanisierrohr 6 in die Luftkammer 21 durch dio V-Konunabdichtung 7 nufs miß or G fco verringert.

d) Da die Vorderseite des Werkzeugs 47 auf niedriger Temperatur gehalten ist, wird ein Anbrennen verhindert, obwohl ein Ende des Vulkanisierrohrs 6 der Vorderseite des Werkzeugs 47 gegenüberliegt.

Selbstverständlich sind noch zahlreiche Weiterbildungen möglich. Beispielsweise kann statt eines Horizontal-Vulkanisierers der Vulkanisierer auch etwas geneigt angeordnet sein.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1 .s Kontinuierlich, extrudierende und vulkanisierende Vorrichtung,
gekennzeichnet durch

a) einen Extrudierer (3) zum Bilden eines länglichen Stücks (5) aus einem Polymeren (51),

b) ein Vulkanisierbad (9) zum Vulkanisieren des Polymeren (51) des länglichen Stücks (5), wobei das Vulkanisierbad (5) an einem Ende mit dem Kopf (4) des Extruders (3) verbunden ist,

c) eine Dichtungsreinrichtung (7) an einem Ende des Vulkanisierbades (9)? das dem mit dem Extruder (3) gekoppelten Ende entgegengesetzt ist, wobei das Vulkaniserbad (9) mit einem unter Druck gesetzten flüssigen Heizmedium (14) gefüllt ist,

d) einen Zwischen-Trennabschnitt (21), der mit der Dichteinrichtung (7) verbunden ist,und

e) eine Kühleinrichtung (22), die mit dem Zwischen-Trennabschnitt (21) verbunden ist, zum Kühlen des im Vulkanisierbad (9)vulkanisierten länglichen Stücks (5), wobei der Zwischen-Trennabschnitt (21) eine direkte Berührung des flüssigen Heizmediums (9? 14-) auf hoher Temperatur mit dem Kühlwasser verhindert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Vulkanisierbad (9) geradlinig und horizontal von dem Extruder (3) erstreckt.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Heizmedium (9, 14) einen Schmelzpunkt von zumindest etwa 100 ⁰G besitzt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ■ gekennzeichnet, daß das flüssige Heizmediura eine eutektische Mischung aus Salzen ist, die aus NaNO,, NaNO₂ und KNO, besteht.

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5· Vorrichtung nach, einem, der Ansprüche 1 bis A-, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung (45) zum Kühlen eines Teils des flüssigen Heizmediums in dem Vulkanisierbad (9), wobei die Kühleinrichtung (4-5) in einer Lage zum Kühlen des Teils des flüssigen Heizmediums angeordnet ist, die nahe der Dichteinrichtung (7) angeordnet ist, um deren thermische Zerstörung oder Beschädigung zu vermeiden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5i gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ausgleichen des Innendruckes zwischen dem Vulkanisierbad (9) und dem Zwischen-Trennabschnitt (21).
7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (22) ein mit einer nachgiebigen U-Abdichtung (31) versehenes Auslaßende besitzt, wobei die innere Umfangsflache der U-Abdichtung (3Ό durch eine daran angeschlossene Druckeinrichtung nach innen zwangsbewegbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7j dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (22) in mehrere Kühlabteile (22^ bis 22_n) mittels mehrerer V-Konusabdichtungen (72| bis 72_n) geteilt ist, wobei jedes der Kühlabteile (22,, bis 22_n) mit einer Einrichtung (73, 73₁, 75₁, 76,, bis 73_n, 75_n, 76_n) zum Steuern des zugeführten Wasserdrucks versehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine V-Konusabdichtung (72 "^) am Auslaßende der Kühlkammer (22).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung (48) zum Kühlen eines Werkzeugs (47) des Extcusionskopf es W und eine Kühleinrichtung (4-9) zum Kühlen eines Teils (9¹) des flüssigen Heizmediums neben dem Extrusionskopf (4).

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11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 9* gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung (49) zum Kühlen eines Teils (9¹) des flüssigen Heizmediums neben dem Extrusionskopf

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