Praxis der Kautschukextrusion

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Hauptverfasser: Köster, Lothar (VerfasserIn), Perz, Hans (VerfasserIn), Tsiwikis, Georg (VerfasserIn)
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Veröffentlicht: München Hanser 2007
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adam_text Inhaltsverzeichnis Vorwort V 1 Grundlagen der Kautschukextrusion 1 1.1 Einleitung 1 1.2 Anforderungen bei der Kautschukextrusion 2 1.3 Extruderbauarten 3 1.3.1 Allgemeine Merkmale 3 1.3.2 Warmgummi Extruder 4 1.3.3 Kaltgummi Stiftextruder 6 1.3.4 Kaltgummi Entgasungsextruder 13 1.3.5 Das Strainern 17 1.3.6 Sonderbauarten 20 1.3.7 Zahnradpumpe 21 1.4 Der Extrusionskopf 27 1.5 Theoretische Grundlagen/Wirkungsweise 28 1.5.1 Strömungsmodell/Kanalströmung 28 1.5.2 Kennlinien/p,G Diagramm 28 1.5.2.1 Charakteristische Extruderkennlinie 29 1.5.2.2 Charakteristische Kennlinie des Extrusionskopfes 30 1.5.2.3 Spezifische Ausstoßleistung, Gin Wert 32 1.6 Berechnung der Ausstoßleistung 34 1.6.1 Schneckenkanalströmung 34 1.6.2 Optimierung der Steigung und der Steigungswinkel 36 1.6.3 Fördervolumen und Ausstoßleistung 36 1.6.4 Fördergrad 38 2 Einflussgrößen und Betrieb 39 2.1 Einleitung 39 2.2 Extruderleistung 39 2.2.1 Leistungsdiagramm 39 2.2.2 Leistungsgrenzen 40 2.2.2.1 Leistungsdreieck 40 2.2.2.2 Temperaturgrenze 42 2.2.2.3 Homogenitätsgrenze 43 2.3 Einfluss des Gegendruckes und der Profilabmessungen 46 2.4 Einfluss der Mooney Viskosität 48 2.5 Auswirkungen der Temperierung 51 2.5.1 Aufgaben und Wirkungsweise 51 2.5.2 Temperiergeräte 54 2.5.2.1 Aufbau und Anforderungen 54 2.5.2.2 Auslegungsrichtlinien 57 2.6 Einfluss der Bestiftung bei Stiftextrudern 61 2.7 Einfluss der Extrudergröße/Hochrechnungen auf andere Extrudergrößen 63 2.7.1 Verhältnis der spezifischen Ausstoßleistungen 64 2.7.2 Drehzahlverhältnis und absolute Austoßleistung 64 2.7.3 Drehmoment und Leistungsverhältnis 65 2.7.4 Beispiel 65 2.8 Sonstige Einflussgrößen 66 3 Werkzeuge und Werkzeuggestaltung 69 3.1 Technische Gummiwaren (TGW) 69 3.2 Das Extrusionswerkzeug 70 3.3 Bauarten und Aufbau der Extrusionswerkzeuge 74 3.3.1 Inline Extrusionswerkzeuge 74 3.3.2 Koextrusionswerkzeuge 76 3.3.3 Metallverstärkung 78 3.3.4 Schlauchextrusionswerkzeuge 81 3.3.4.1 Inline Schlauchextrusionswerkzeug 81 3.3.4.2 Querextrusionsschlauchköpfe 83 3.4 Der Scherkopf 86 3.4.1 Funktion und Aufbau des Scherkopfes 86 3.4.2 Vorteile des Scherspritzkopfes und Anwendungsbereiche 88 4 Vulkanisation 89 4.1 Grundlagen 89 4.2 Vulkanisationsverfahren 90 4.2.1 Diskontinuierliche Vulkanisation im Druckkessel 90 4.2.2 Heißluftvulkanisation 90 4.2.3 Schock Heißluftanlage 92 4.2.4 UHF Anlagen (Mikrowellen Anlagen) 93 4.2.4.1 Grundprinzip 93 4.2.4.2 Wirkungsweise 94 4.2.4.3 UHF Felderzeugung 96 4.2.4.4 Prinzipieller Aufbau 98 4.2.4.5 Anwendungen im Kautschukbereich 98 4.2.4.6 Anforderungen 100 4.2.5 Salzbad Vulkanisationsanlagen 101 4.2.5.1 Aufbau und Baugruppen 102 4.2.6 Sonstige Vulkanisations und Vorvulkanisationseinrichtungen 106 4.2.6.1 Fluidbad Vulkanisationsanlagen 106 4.2.6.2 Infrarot Anlage 106 4.2.6.3 Vorvulkanisation mittels Scherkopfanlagen 107 5 Peripherie und Nachbehandlungseinrichtungen 109 5.1 Liniengeschwindigkeit 109 5.2 Kühlstrecke zum Abkühlen von Gummiprofilen 110 5.3 Beflockungsanlagen 112 5.3.1 Fertigungsverfahren zur kontinuierlichen Beflockung 112 5.3.1.1 Beflockung nach der Vulkanisation 112 5.3.1.2 Beflockung vor der Endvulkanisation 113 5.3.2 Beflockungsvorgang 113 5.3.2.1 Vorbehandlung 113 5.3.2.2 Kleberauftrag 115 5.3.2.3 Flockauftragung 118 5.3.2.4 Nachreinigung und Endbearbeitung 121 5.3.3 Diskontinuierliche Beflockung (Eckenbeflockung) 121 5.4 Fördereinrichtungen 121 5.4.1 Raupenabzüge 121 5.4.2 Einlaufmessförderband 122 5.5 Feuerlöscheinrichtungen und Brandschutzmaßnahmen 122 5.6 Sonstige Peripherie und Nachbehandlungseinrichtungen 123 6 Extrusionslinien 125 6.1 Auslegung von Extrusionslinien zur Herstellung technischer Gummiwaren (TGW) 125 6.2 Herstellverfahren 125 6.2.1 Diskontinuierliche Herstellung mit Vulkanisation unter Druck 126 6.2.2 Kontinuierliche Herstellung mit druckloser Vulkanisation 126 6.3 Beispiele von ausgeführten Extrusionslinien 128 6.3.1 Extrusionslinie mit Vulkanisation im Druckkessel 128 6.3.1.1 Herstellung von Kühlerschläuchen 128 6.3.1.2 Typische Maschinenkomponenten für die Extrusionslinie mit Vulkanisation im Druckkessel 129 6.3.2 Extrusionslinien mit druckloser kontinuierlicher Vulkanisation für Einkomponenten Profile 131 6.3.2.1 Herstellung von Einkomponenten Profilen 131 6.3.2.2 Maschinenkomponenten für die Einkomponenten Profilextrusionslinie mit druckloser Vulkanisation 131 6.3.3 Extrusionslinie mit druckloser kontinuierlicher Vulkanisation von Mehrkomponentenprofilen mit und ohne Metalleinlage 134 6.3.3.1 Herstellung von Koextrusionsprofilen 134 6.3.3.2 Maschinenkomponenten für die Extrusionslinie mit druckloser Vulkanisation zur Herstellung von Mehrkomponentenprofilen mit und ohne Metallverstärkung 135 6.3.3.3 Koextrusionsanlage zur kontinuierlichen Herstellung von 2 Komponenten Scheibenwischerprofilen 136 6.4 Steuerungs und Regelungseinrichtungen 138 7 Extrusion von Reifenkomponenten und Großprofilen 139 7.1 Einleitung 139 7.2 Die Extrusionsaggregate 140 7.3 Aufbau der Extrusionslinie 146 7.3.1 Einrichtungen zum Spannungsabbau 146 7.3.2 Kühlstrecken 148 7.3.3 Abnahme und Aufwickelvorrichtungen 153 7.3.3.1 Schneidemaschine 153 7.3.3.2 Aufwickelvorrichtungen 154 7.3.4 Qualitätssicherungseinrichtungen 156 7.3.5 Kennzeichnungs und Markierungseinrichtungen 157 7.3.6 Sonstige Einrichtungen 158 7.4 Rollerhead Anlagen 159 7.5 Auslegung von Extrusionslinien zur Herstellung von Reifenkomponenten und Großprofilen 164 7.6 Regelungskonzepte für Mehrfach Extrusionsanlagen 165 8 Kautschuksorten und ihr Verarbeitungsverhalten bei der Extrusion 169 8.1 Rohkautschukmischungen 169 8.1.1 Zusammensetzung 169 8.1.2 Herstellen von Kautschukmischungen 170 8.2 Kautschuksorten 173 8.2.1 Grundlagen der Kautschukchemie 173 8.2.2 Naturkautschuk (Kurzzeichen NR) 174 8.2.2.1 Molekularer Aufbau 174 8.2.2.2 Eigenschaften und Verarbeitungsverhalten 175 8.2.3 Synthetische Kautschuksorten 176 8.2.3.1 Polybutadienkautschuk (Kurzzeichen BR) 177 8.2.3.2 Styrol Butadien Kautschuk (Kurzzeichen SBR) 177 8.2.3.3 Butylkautschuk (Kurzzeichen IIR) 178 8.2.3.4 Chloroprenkautschuk (Kurzzeichen CR) 179 8.2.3.5 Äthylen Propylen Kautschuk (Kurzzeichen EPM, EPDM) 180 8.2.3.6 Sonstige wichtige Kautschuksorten 181 8.2.3.7 Thermoplastische Elastomere (TPE) 181 8.3 Kurzzeichen ausgewählter Kautschuksorten und Elastomere 184 9 Qualitätssicherung in der Profilextrusion 185 9.1 Grundsätze moderner Qualitätssicherung 185 9.2 Fehlerarten und Normalverteilung der Qualitätsmerkmale 185 9.3 Fähigkeitskennwerte 187 9.4 Richtlinie zur Durchführung von Fähigkeitsuntersuchungen bei Abnahmen 190 9.4.1 Bedeutung der Fähigkeitsuntersuchungen in der Praxis 190 9.4.2 Vereinbarungen und Vorgehensweise 191 9.4.2.1 Profilwahl und Kautschukmischungen 192 9.4.2.2 Festlegung der Qualitätsmerkmale und Fähigkeitskennwerte — 192 9.4.3 Durchführungsbestimmungen 193 9.4.3.1 Abnahmelauf. 193 9.4.3.2 Messmittel 193 9.4.3.3 Stichprobenumfang und Messmethode 194 9.4.4 Auswertung 194 9.4.5 Beurteilung der Ergebnisse: Abnahme bzw. weitere Vorgehensweise 195 9.5 Weitere Qualitätssicherungsmaßnahmen 195 Stichwortverzeichnis 197
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