发明内容

因此，本发明解决的主要问题是提供一种用于生产挤出的硫可交联橡胶混合物的方法，该方法不具有上述已知的缺点，并且能够将橡胶混合物自动挤出成橡胶型材。

所解决的具体问题是将橡胶混合物挤出这样使得可以更准确地设定其预定重量或预定尺寸。

根据本发明，此目的通过一种用于生产挤出的硫可交联橡胶混合物的方法得以实现，该方法包括以下方法步骤：

A)使用混合器生产硫可交联橡胶混合物或提供硫可交联橡胶混合物，

B)在温度调节单元中将步骤A)中生产或提供的该硫可交联橡胶混合物的温度非接触地调节到至少40℃，

C)任选地测量该橡胶混合物的温度，其温度已在步骤B)中、优选在该温度调节单元中调节，

并且

D)将其温度已在步骤B)中调节并在步骤C)中测量的该硫可交联橡胶混合物在35℃或更高温度下进料至挤出单元，并且在该挤出单元中挤出所进料的橡胶混合物。

本发明的巨大成就是已经发现，在挤出单元中挤出之前，橡胶混合物的温度升高尤其可以减少通过挤出单元生产的橡胶型材的每米重量变化。借助于在本发明方法的步骤B)中在挤出单元上游加热到至少40℃，可以在此将与每米重量的设想的目标值的差异减半。与如步骤B)中无温度调节的非本发明的方法相比，这种将与每米重量目标值的差异减半导致生产率至少提高5％，并因此大大减轻对环境的负担。被设计成用于将温度调节单元中存在的硫可交联橡胶混合物加热到至少60℃或甚至高于80℃的温度调节单元甚至进一步减少所述差异。

此外，在如上所述的或如所优选的如上所述的本发明方法中，由于步骤B)中的温度调节，不仅可以减少与每米重量目标值的差异，而且还可出人意料地减少挤出单元中存在的橡胶混合物的压力和压力变化、或用于在挤出单元中挤出橡胶混合物的挤出单元的挤出机螺杆的驱动功率。压力的降低引起能量的节省和小的温度变化，并因此使几何尺寸更加均匀。

此外，可以减少与所设想的橡胶型材横截面几何尺寸上的差异。为了建立特定的几何尺寸，橡胶工业中惯用的挤出单元包括成形部件，例如最终模板，该成形部件将挤出的橡胶混合物成形为具有适当几何尺寸的所期望的几何形状。所得的挤出且成形的橡胶混合物是橡胶型材。因此，在本发明的上下文中，挤出单元包括作为标准的上述成形部件，并且所以本发明的方法尤其是一种用于生产成形橡胶型材的方法。

在本发明的上下文中，表述“硫可交联橡胶混合物”尤其包括即时可用的硫可交联橡胶混合物。

在本发明的上下文中，表述“混合物温度的非接触调节”意指通过热辐射例如在烘箱中加热混合物。另一种通过热传导或热对流加热的模式也是可能的，但是在本发明的上下文中，表述“非接触地调节温度”包括至少一种通过热辐射的温度调节操作。

在本发明的上下文中，表述“连接在单元A下游的单元B”意指用于生产橡胶型材的橡胶混合物首先通过单元A并且然后通过单元B。在下文所述的本发明装置中，当挤出单元直接邻接温度调节单元，以便橡胶混合物的温度不会在温度调节单元与挤出单元之间下降，尤其是不会下降5℃的时候，是特别优选的。

在本发明的上下文中，表述“调节橡胶混合物的温度”意指在25℃的给定环境温度下导致橡胶混合物的自然冷却特性显著差异的任何行为，包括例如通过加热元件加热和与自然冷却特性相比已经减慢的橡胶混合物的冷却两者，但是优选加热。在本文中橡胶混合物的自然冷却特性是尤其由于热力学平衡，被加热的橡胶混合物的温度与环境温度相匹配。在本发明的上下文中，表述“调节橡胶混合物的温度”因此不仅包括将温度低于环境温度的橡胶混合物加热至环境温度。

在本发明的上下文中，表述“生产硫可交联橡胶混合物”优选地尤其包括硫可交联的即时可用的橡胶混合物的生产。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明方法，其中该方法另外包括以下步骤E)，并且其中步骤E)优选地通过下述用于本发明装置的闭环控制单元来进行：

E)根据以下项在温度调节单元中控制橡胶混合物的温度：

-用于使该挤出单元的螺杆旋转的驱动功率

和/或

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力

和/或

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力变化

和/或

-该挤出单元下游所挤出的橡胶混合物的每米重量变化。

本发明的上述方面的一个优点是这种闭环控制提供了持续高品质的挤出单元下游的挤出的橡胶型材。这在下文更详细地描述。

步骤C)中温度的测量保证橡胶混合物已经被充分加热，以达到至少40℃的预定温度。因此，优选地在温度调节单元中进行温度测量。

由于闭环控制是根据上述参数，只需要确定橡胶混合物的表面积，这在自动化和实现所期望的重量和形状变化上构成了相当大的工艺技术优势。温度测量作为控制变量用于减少挤出单元下游挤出的硫可交联橡胶混合物的每米重量变化的用途因此是本发明的巨大成就。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明方法，其中该方法另外包括以下步骤E)，并且其中步骤E)优选地通过下述用于本发明装置的闭环控制单元来进行：

E)根据以下项在温度调节单元中控制橡胶混合物的温度：

-用于使该挤出单元的螺杆旋转的驱动功率

或

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力

或

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力变化

或

-该挤出单元下游所挤出的橡胶混合物的每米重量变化。

本发明的上述方面的一个优点是，在挤出期间，闭环控制单元可以持续不断且完全自动地保证橡胶混合物或其表面在进入挤出单元时是处于40℃或所期望的更高温度值，以减少所述驱动输出、挤出单元中橡胶混合物的压力、挤出单元中橡胶混合物的压力变化或挤出的橡胶混合物的每米重量变化。相应的闭环控制单元具有如现有技术中已知的标准闭环控制单元的部件，并因此使得能够实现具有如上所述的所得橡胶型材的重量和几何形状的改进品质的本发明过程的完全自动化。

在本发明的上下文中，如上文和下文所述的其温度在步骤C)中测量并控制的橡胶混合物优选地是温度调节单元中的橡胶混合物或紧靠进料至挤出单元下游或下述进料单元下游的橡胶混合物。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明方法，其中该方法另外包括以下步骤E)，并且其中步骤E)优选地通过下述用于本发明装置的闭环控制单元来进行：

E)根据以下项在温度调节单元中控制橡胶混合物的温度：

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力

和

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力变化。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明方法，其中该方法另外包括以下步骤E)，并且其中步骤E)优选地通过下述用于本发明装置的闭环控制单元来进行：

E)根据以下项在温度调节单元中控制橡胶混合物的温度：

-用于使该挤出单元的螺杆旋转的驱动功率

和

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力

和

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力变化。

本发明的上述方面的一个优点是，闭环控制单元的上述控制包括用于避免挤出单元中温度过高的所有闭环控制参数。由于步骤B)中的温度调节，因此避免了挤出单元中局部温度升高超过120℃。这大大降低了橡胶型材的每米重量差异或形状差异。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明方法，其中该方法另外包括以下步骤E)，并且其中步骤E)优选地通过下述用于本发明装置的闭环控制单元来进行：

E)根据以下项在温度调节单元中控制橡胶混合物的温度：

-用于使该挤出单元的螺杆旋转的驱动功率

和

-该挤出单元下游所挤出的橡胶混合物的每米重量变化。

本发明的上述方面的一个优点是，闭环控制单元的上述控制包括用于减少与挤出的橡胶型材的每米重量目标值的差异的所有闭环控制参数。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明方法，其中该方法另外包括以下步骤E)，并且其中步骤E)优选地通过下述用于本发明装置的闭环控制单元来进行：

E)根据以下项在温度调节单元中控制橡胶混合物的温度：

-用于使该挤出单元的螺杆旋转的驱动功率

和

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力

和

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力变化

和

-该挤出单元下游所挤出的橡胶混合物的每米重量变化。

给予特别优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明方法，其中，在该温度调节单元中，其温度已在步骤B)中调节的该硫可交联橡胶混合物至少部分地具有在从40℃至150℃范围内、优选在从50℃至110℃范围内的温度。

本发明的上述方面的一个优点是，尤其是在这些温度下出现了与如上所述的每米重量目标值的特别小的差异。

还给予特别优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的或尤其如特别优选的如上所述的本发明方法，其中，在该挤出单元中，在步骤D)中进料的该硫可交联橡胶混合物至少部分地具有在从20℃至150℃范围内、优选在从30℃至110℃范围内、更优选在从40℃至80℃范围内的温度，和/或具有在从5至150巴范围内、优选在从70至110巴范围内、更优选在从90至105巴范围内、最优选在从93至100巴范围内的压力。

本发明的上述方面的一个优点是，尤其是在这些温度和压力下出现与如上所述的每米重量目标值的特别小的差异。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明方法，其中

-步骤C)中测量的硫可交联橡胶混合物具有在从40MU至150MU的范围内的门尼粘度[ML1+4，在100℃下]。

本发明的上述方面的一个优点是，借助于温度调节单元，还可以如上所述挤出橡胶混合物，以产生如上所述具有高品质和尺寸稳定性的橡胶型材。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明方法，其中，该温度调节单元和/或该挤出单元包括测量传感器，其中这些测量传感器中的一个或多个在步骤C)确定该温度调节单元中该橡胶混合物的温度、和/或在另一个方法步骤中确定该挤出单元中该橡胶混合物的温度和压力。

在下文中根据本发明的装置描述了本发明的上述方面的一个优点是。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明方法，其中该方法包括在步骤A)之前进行的以下步骤A0)：

A0)通过连接在该温度调节单元上游的用于生产硫可交联橡胶混合物的混合器来生产硫可交联橡胶混合物。

在下文中根据本发明的装置描述了本发明的上述方面的一个优点是。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明方法，其中该方法的步骤D)是如下：

D)通过进料单元将已在步骤C)中测量的该硫可交联橡胶混合物在35℃或更高温度下进料至挤出单元，并且在该挤出单元中挤出进料至该挤出单元的该橡胶混合物，其中该进料单元包括辊系统或挤出机，其中该进料单元优选地连接在该温度调节单元的下游。

在下文中根据本发明的装置描述了本发明的上述方面的一个优点是。

用于生产挤出的硫可交联橡胶混合物的本发明方法的上述有利方面也适用于下文所述的用于进行如上所述或如所优选的如上所述的或如下作为一个方面所述的方法的装置的所有方面，并且以下讨论的用于进行如上所述或如所优选的如上所述的或如以下作为一个方面所述的方法的本发明装置的有利方面相应地适用于本发明方法的所有方面。

本发明还涉及用于进行如上所述或如所优选的如上所述的或如以下作为一个方面所述的方法的装置，该装置包括：

-至少一个用于非接触地调节硫可交联橡胶混合物温度的温度调节单元，

和

-至少一个连接在该温度调节单元下游的挤出单元，

其特征在于，

该温度调节单元被设计成用于将该温度调节单元中存在的硫可交联橡胶混合物加热到至少40℃。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明的装置，其中该装置包括测量传感器，其中设计并布置这些测量传感器中的一个或多个，以便确定该温度调节单元中橡胶混合物的温度和/或该挤出单元中橡胶混合物的温度和/或压力。

还给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明的装置，其中该装置包括测量传感器，其中设计并布置这些测量传感器中的一个或多个，以便确定该温度调节单元中橡胶混合物的温度、并且另外优选地确定该挤出单元中橡胶混合物的温度或压力。

本发明的上述方面的一个优点是，温度调节单元中的橡胶混合物的温度因此可以由人员持续监控，以保证本发明的所得橡胶型材的上述优点。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明的装置，其中该装置包括测量传感器，其中设计并布置这些测量传感器中的一个或多个，以便确定该温度调节单元中橡胶混合物的温度和该挤出单元中橡胶混合物的温度和压力。

本发明的上述方面的一个优点是，对挤出单元中的橡胶混合物的温度或压力的监测可以另外地保证挤出单元中的橡胶混合物不经历过高的温度，并因此不会已经烧焦或预硫化。烧焦或预硫化的橡胶混合物也必须丢弃，并因此降低了本发明装置的效率。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明装置，其中该装置另外包括被设计成用于根据以下项在温度调节单元中控制橡胶混合物的温度的闭环控制单元：

-用于使该挤出单元的螺杆旋转的驱动功率

或

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力

或

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力变化

或

-该挤出单元下游所挤出的橡胶混合物的每米重量变化。

本发明的上述方面的一个优点是，在挤出期间，闭环控制单元可以持续不断且完全自动地保证橡胶混合物在进入挤出单元时是处于40℃或所期望的更高温度值，以减少所述驱动输出、挤出单元中橡胶混合物的压力、挤出单元中橡胶混合物的压力变化或挤出的橡胶混合物的每米重量变化。相应的闭环控制单元具有如现有技术中已知的标准闭环控制单元的部件，并因此使得能够实现具有如上所述的所得橡胶型材的重量和几何形状的改进品质的完全自动化。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明的装置，其中温度调节单元和/或挤出单元包括测量传感器，其中这些测量传感器中的一个或多个可以在步骤C)确定温度调节单元中橡胶混合物的温度、和/或可以在另一个方法步骤中确定该挤出单元中橡胶混合物的温度和压力。

本发明的上述方面的一个优点是，可以检测上述闭环控制单元的上述闭环控制参数。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明装置，其中该装置包括在步骤A)之前进行的以下步骤A0)：

A0)通过连接在该温度调节单元上游的用于生产硫可交联橡胶混合物的混合器来生产硫可交联橡胶混合物。

在下文中根据混合器描述了本发明的上述方面的一个优点。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明装置，其中该方法的步骤D)是如下：

D)通过进料单元将已在步骤C)中测量的该硫可交联橡胶混合物在35℃或更高温度下进料至挤出单元，并且在该挤出单元中挤出进料至该挤出单元的该橡胶混合物，其中该进料单元包括辊系统或挤出机，其中该进料单元优选地连接在该温度调节单元的下游。

在下文中根据进料单元描述了本发明的上述方面的一个优点。

还给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明装置，其中该装置另外包括被设计成用于根据以下项在温度调节单元中控制橡胶混合物的温度的闭环控制单元：

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力

和

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力变化。

还给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明装置，其中该装置另外包括被设计成用于根据以下项在温度调节单元中控制橡胶混合物的温度的闭环控制单元：

-用于使该挤出单元的螺杆旋转的驱动功率

和

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力

和

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力变化。

本发明的上述方面的一个优点是，闭环控制单元的上述控制包括用于避免挤出单元中温度过高的所有闭环控制参数。

还给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明装置，其中该装置另外包括被设计成用于根据以下项在温度调节单元中控制橡胶混合物的温度的闭环控制单元：

-用于使该挤出单元的螺杆旋转的驱动功率

和

-该挤出单元下游所挤出的橡胶混合物的每米重量变化。

本发明的上述方面的一个优点是，闭环控制单元的上述控制包括用于减少与挤出的橡胶型材的每米重量目标值的差异的所有闭环控制参数。

还给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明装置，其中该装置另外包括被设计成用于根据以下项在温度调节单元中控制橡胶混合物的温度的闭环控制单元：

-用于使该挤出单元的螺杆旋转的驱动功率

和

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力

和

-该挤出单元中该橡胶混合物的压力变化

和

-该挤出单元下游所挤出的橡胶混合物的每米重量变化。

给予优选的是如上所述或如所优选的如上所述的本发明装置，其中该装置包括用于生产硫可交联橡胶混合物的混合器，该混合器连接在温度调节单元的上游，其中储存单元在空间上被布置在混合器与温度调节单元之间，其中该储存单元被建立为将混合器中产生的橡胶混合物冷却至低于40℃或甚至低于30℃。例如，这样的储存单元可以是单个欧式托盘(one-euro pallet)。

本发明上述方面的一个优点是，先前储存的橡胶混合物、特别是处于低于40℃或甚至低于30℃温度的橡胶混合物，在本领域已知的挤出后，具有与每米重量目标值特别高的差异。因此，在此类橡胶混合物的情况下使用本发明的装置是特别有利的。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明装置，其中该装置，而非至少一个用于非接触地调节硫可交联橡胶混合物温度的温度调节单元，具有没有混合工具的温度调节单元，这些混合工具例如

-用于挤出橡胶混合物的齿轮，

-辊系统

或

-挤出机螺杆，

其中，除了用于非接触地调节硫可交联橡胶混合物的温度的上述或下述温度调节单元之外，优选地还存在没有混合工具的温度调节单元。

本发明的上述方面的一个优点是，与其中上述温度调节单元包括所述混合工具的本发明装置相比，在本发明装置的所述温度调节单元中进行挤出之前，对橡胶混合物进行更快且更廉价的加热。更具体地，没有所述混合工具的上述温度调节单元的优点是它们不缩短橡胶分子链，这以高于成比例(greater-than-proportional)的程度改进最终产生的轮胎的化学和物理特性。不希望受到任何科学理论的约束，本文的技术效果可归因于非接触温度调节和随后的闭环控制与其温度已调节的橡胶混合物温度或其表面温度测量的新组合。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明装置，该装置被建立为用于挤出旨在用于生产轮胎的橡胶混合物。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明装置，其中该装置，而非至少一个用于非接触地调节硫可交联橡胶混合物温度的温度调节单元，包括至少一个烘箱或至少一个用于通过微波进行加热的加热单元，并且优选被设计成将进料单元中存在的硫可交联橡胶混合物加热到至少70℃。温度调节单元还可以仅包括或另外地包括IR源。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明装置，其中除用于非接触温度调节的温度调节单元之外，该装置还包括至少一个烘箱或至少一个用于通过微波进行加热的加热单元，并且优选被设计成将进料单元中存在的硫可交联橡胶混合物加热到至少70℃。

本发明上述方面的一个优点是，通过将本发明装置挤出单元上游加热到至少50℃，将与每米重量的设想的目标值的差异减少至三分之一。与非本发明的装置相比，这种将与每米重量目标值的差异减少至三分之一，导致生产率提高至少7％，并因此大大减轻对环境的负担。同时，在如上所述的或如所优选的如上所述的本发明装置中，不仅减少了与每米重量目标值的差异，而且减少了挤出单元中存在的橡胶混合物的压力和压力变化、或用于在挤出单元中挤出橡胶混合物的挤出单元的挤出机螺杆的驱动功率。

给予优选的是如上所述的或如所优选的如上所述的本发明装置，其中该装置另外包括至少一个用于将橡胶混合物进料至下游挤出单元的进料单元，其中进料单元包括辊系统、或具有一个或两个挤出机螺杆的挤出机、或另一种本领域技术人员已知的用于挤出橡胶混合物的装置，其中该进料单元被优选连接在该温度调节单元的下游。

本发明的上述方面的一个优点是，上述附加的进料单元的使用使得进一步减少与挤出的橡胶型材的每米重量目标值的差异。

给予特别高度优选的是如上所述的本发明装置，该装置包括：

-至少一个用于非接触地调节硫可交联橡胶混合物温度的温度调节单元，

和

-至少一个连接在该温度调节单元下游的挤出单元，

其特征在于，

-该装置另外包括多个测量传感器，并且

-该温度调节单元被设计成用于将该温度调节单元中存在的硫可交联橡胶混合物加热到至少50℃，

其中

-设计并布置多个测量传感器，以便确定温度调节单元中橡胶混合物的温度和压力、和挤出单元中橡胶混合物的温度和压力，

-该装置另外包括被设计成用于根据该挤出单元下游的挤出的橡胶混合物的每米重量变化控制温度调节单元中橡胶混合物的温度的闭环控制单元，

-该装置具有用于生产硫可交联橡胶混合物的混合器，该混合器连接在温度调节单元的上游，

-温度调节单元不具有任何混合工具，如用于挤出橡胶混合物的齿轮、辊系统或挤出机螺杆，

-温度调节单元包括至少一个IR源或至少一个烘箱或至少一个用于通过微波进行加热的加热单元，

并且

-进料单元包括辊系统或挤出机，该进料单元连接在温度调节单元的下游。

用于进行如上所述的或如所优选的如上所述的或如以下作为一个方面所述的方法的本发明装置的上述有利方面以及用于生产挤出的硫可交联橡胶混合物的本发明方法的上述有利方面也适用于以下所述用途的所有方面，并且下面讨论的本发明用途的有利方面相应地适用于用于进行如上所述的或如所优选的如上所述的或如以下作为一个方面所述的方法的本发明装置的所有方面以及用于生产挤出的硫可交联橡胶混合物的方法的所有方面。

本发明还涉及如上所述的或如所优选的如上所述的装置用于减少挤出的硫可交联橡胶混合物的每米重量变化的用途。