CH666856A5 - Einrichtung zur herstellung von laufstreifen fuer autoreifen oder anderen profilen oder bahnen. - Google Patents

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Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung von Laufstreifen für Autoreifen oder anderen Profilen oder Bahnen wie näher definiert im Oberbegriff des Patentanspruchs.
Aus der Europäischen Patentschrift Nr. 0 005 077 ist ein sogenannter Einwalzenkopf bekannt zur Herstellung von Kautschukprofilen oder dergleichen.
Die Extrusionseinheit einschliesslich des Kopfes wird unter Spannung gegen die Walze gefahren, wobei zwischen der Walze und den Kopfteilen eine Lagerplatte eingesetzt wird, die aus einem selbstschmierenden Material, z. B. Molybdänsulfid oder Polytetrafluoräthylen, besteht.
Derartige Lagerplatten haben sich nicht bewährt, weil sowohl Verschleiss an der Platte als auch an den Walzen auftritt. Insbesondere ist es jedoch nachteilig, dass sich Material zwischen der Lagerplatte und der Walzenoberfläche setzt, dort aufgrund der Reibung und des Vorspanndruckes mit dem die Lagerplatte gegen den Kopf gepresst wird, an vulkanisiert bzw. sogar verbrennt und die verbrannten Rückstände eine erhebliche Verunreinigung des gespritzten Profiles oder der Bahn verursachen.
Nachteilig bei dem Einwalzenkopf ist weiterhin, dass zwecks Mischungswechsel und Kopfreinigung der gesamte Kopf demontiert werden muss. Selbst wenn die Walze mittels der Spindeln horizontal von dem Kopf weggefahren wird, ist es nicht möglich, die Schnecke aus dem Extruder zu ziehen, ohne den Kopf vorher zu demontieren.
5 Es ist die Aufgabe der Erfindung, den in der Europäischen Patentschrift gezeigten Einwalzenkopf zu verbessern. Insbesondere soll eine wesentlich kompaktere Bauweise des Einwalzenkopfes, eine leichtere Handhabung auch bei Mischungswechsel und eine schnelle Reinigungsmöglichkeit des Kopfes erreicht 10 werden.
Die Aufgabe wird bei einer Einrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs gelöst durch die Merkmale, niedergelegt in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs.
Durch die Anordnung der horizontal, quer vor dem Kopf 15 angeordneten Walze, geringfügug unterhalb der tiefsten Linie der horizontal angeordneten Extruderzylinderbohrung, in der die Förderschnecke angeordnet ist, wird ermöglicht, die Schnecke aus dem Extruderzylinder zu ziehen, nachdem das Kopfoberteil hochgefahren worden ist, um eine gründliche Rei-20 nigung oder ein Auswechseln der Schnecke durchführen zu können. Zu diesem Zweck braucht an der dem Kopf vorgelagerten Walze nichts verändert zu werden, weil die Schnecke darüber hinweggezogen werden kann.
Um eine kompakte Bauweise des Einwalzenkopfes zu begün-25 stigen, sind die Verschwenkgelenke für das Kopfoberteil und auch die Hydraulikzylinder für den Verschwenkvorgang an dem Kopfoberteil bzw. den Gehäuseseitenteilen angeordnet und nicht am Extruderzylinderflansch gemäss dem Stand der Technik. Durch diese Massnahme wird sichergestellt, dass der Kopf 30 sehr kompakt gebaut und an jeden Extruder angeflanscht werden kann, ohne dass am Extruder selbst irgendwelche besonderen Vorkehrungen verwirklicht werden müssen.
Ein besonderes Problem hinsichtlich einer schnellen Handhabung des Kopfes stellt auch die Verriegelung des aufklappbaren 35 Kopfoberteiles mit den seitlichen Gehäuseteilen dar, weil in dem Kopf sehr hohe Drücke bis 250 bar herrschen, so dass die Gefahr von Leckagen sehr gross ist. Eine derartige Verriegelung so zu gestalten, dass trotzdem eine kompakte Bauweise des Einwalzenkopfes erhalten bleibt, ist besonders schwierig, was durch die 40 üblichen seitlichen Verklammerungen der Kopfoberteile und -unterteile nur unter einem unverhältnismässig hohen Aufwand erreichbar ist, beispielsweise wie beschrieben in der DE-AS 2457532, Fig. 7 und 8.
Auch dieses Problem wird gemäss vorliegender Erfindung 45 sehr einfach und hochwirksam dadurch gelöst, dass am Kopfoberteil eine hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Keilverriegelungseinrichtung befestigt wird, die zwei konisch geformte Keile jeweils rechts und links nach aussen in konisch ausgebildete Öffnungen in den seitlichen Gehäuseteilen presst, wobei auf-50 grund der Konizität der Keile und der Öffnungen das Kopfoberteil mit grossem Druck gegen das Kopfunterteil anliegt und sehr gut abgedichtet wird.
Eine derartige Verriegelung der Kopf teile in der Arbeitsstellung beansprucht nur sehr wenig Platz, so dass auch durch diese 55 Massnahme eine sehr kompakte Bauweise des Kopfes sichergestellt wird.
Eine weitere Massnahme für die kompakte Gestaltung des Kopfes besteht darin, die quer vor dem Kopf angeordnete Walze in den seitlichen Gehäuseteilen des Kopfes zu lagern. Durch fi0 diese Massnahme wird insbesondere eine exakte Zuordnung der Mundstücksleiste zur Walzenoberfläche erreicht, die darüber hinaus jederzeit exakt reproduzierbar ist (beispielsweise im Falle eines Wechsels der Mundstücksleiste), solange das Kopfoberteil durch die Keilverriegelung gegen das Kopfunterteil gespannt ist. 65 Eine wesentliche Verbesserung des Einwalzenkopfes gegenüber dem in der Europäischen Patentschrift 0 005 077 offenbarten Kopf stellte die Massnahme dar, die Lagerplatten aus selbstschmierendem Material zwischen dem Kopf und der Walzen-
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Oberfläche wegzulassen, wodurch auch die Verschleissschäden an den Platten selbst und an den Walzen verhindert werden. In überraschender Weise zeigte sich nämlich, dass eine Anordnung der, der Walze zugewandten Kopfteile im Abstand zur Walzenoberfläche dazu führt, dass die Austrittsbreite des Profils oder der Bahn in relativ engen Toleranzbereichen gehalten werden kann, nachdem die Anlage hinsichtlich des Spritzdruckes im Kopf und hinsichtlich der Umfangsgeschwindigkeit der Walze einmal eingestellt ist.
Wenn zusätzlich zur Anordnung der, der Walze zugewandten Kopfteile im Abstand zur Walze noch der Spritzdruck im Kopf gemessen wird und für die Regelung der Austrittsbreite des Profils oder der Bahn aus dem Kopf eine, auf die Umfangsgeschwindigkeit der Walze oder der Drehzahl der Extruderschnecke einwirkende Steuereinrichtung vorgesehen wird, werden noch bessere Ergebnisse erzielt. Der Materialdruck im Kopf wird beispielsweise gemessen und entsprechend dieser Werte wird mittels eines Steuergerätes auf die Umfangsgeschwindigkeit der Walze und/oder auf die Drehzahl der Schnecke eingewirkt.
Alternativ können auch die Profil- oder Bahnränder mittels einer Fotodiode abgetastet und die Werte an ein Steuergerät weitergegeben werden, welches dann die Umfangsgeschwindigkeit der Walze und/oder die Drehzahl der Schnecke entsprechend regelt.
Durch diese Massnahme wird die in der Europäischen Patentschrift beschriebene Lagerplatte aus beispielsweise Molybdänsulfid zwischen Walze und Kopfvorderteil und alle dadurch verursachten, einganges geschilderten Nachteile vermieden.
Die in der europäischen Patentschrift offenbarte Lagerplatte hat die Aufgabe, die Seiten eines Profils hinsichtlich der Austrittsbreite zu formen.
Durch die Lagerplatte soll vermieden werden, dass das zu extrudiernde Material seitlich austritt bzw. dass es immer in gleicher Breite aus dem Kopf austritt. Das Material muss also mit einem bestimmten Druck gegen die seitlichen Begrenzungen der Lagerplatte extrudiert werden, wodurch nicht verhindert werden kann, dass auch kleine Materialmengen unter die Lagerplatte gepresst werden und dort durch Reibung verbrennen und somit sehr negative Folgen auslösen.
Wird nun gemäss der vorliegenden Erfindung zusätzlich noch der Druck im Kopf gemessen und entsprechend dieses Druckes die Umfangsgeschwindigkeit der Walze geregelt, sind die seitlichen, umlaufenden Lagerplatten entbehrlich. Bei ansteigenden Druckwerten wird die Umfangsgeschwindigkeit der Walze geringfügig erhöht, so dass mehr Material aus dem Kopf austritt bzw. gezogen wird, wodurch der Druck wieder leicht zurückgeht und wodurch sich die Austrittsbreite des Profils verringert.
Wenn also durch eine Erhöhung der Walzenumfangsgeschwindigkeit mehr Material aus dem Austrittsspalt der Düse (der unten durch die Walze und oben durch eine Profilleiste begrenzt wird) austritt, wird auch das extrudierte Band oder Profil schmaler bzw. wenn die Walzenumfangsgeschwindigkeit verlangsamt wird, wird das Band oder Profil breiter.
Es kann also mit dieser Massnahme automatisch und sehr gezielt auf die Austrittsbreite des Kautschukprofiles oder Bandes eingewirkt werden, ohne dass mechanische, seitliche Abdichtungsplatten oder dergleichen, eingesetzt werden müssen.
Seitliche Abdichtungsplatten zwischen Walze und Kopffrontteil haben ausserdem den Nachteil, dass bei jeder Breitenänderung ein neuer Plattensatz installiert werden muss, wodurch eine Produktionsunterbrechung unerlässlich ist.
Durch die zusätzliche Zuordnung einer Steuereinrichtung, wie dargelegt in den Patentansprüchen 2 und 3, kann in Verbindung mit Profilleisten für verschiedene Kopfaustrittsbreiten jede Profilbreite bzw. Bahnbreite automatisch gefahren werden nur durch eine jeweilige Steuerung der Umfangsgeschwindigkeit der Walze bzw. der Drehzahl der Schnecke (d.h. der Ausstossmenge des Extruders) in Abhängigkeit des Materialdruckes im Kopf
30
bzw. der durch die Fotodioden abgetasteten Breitenwerte des Extrudates, jedoch ohne installierte Seitenbegrenzungen.
Durch die Merkmale, niedergelegt im Patentanspruch, wird ein sehr überraschender Gesamterfolg erzielt, der weit über den 5 Erfolg der Einzelmassnahmen, die sich gegenseitig beeinflussen und fördern bzw. ergänzen, hinausgeht.
Es wird ein sehr kompakter Einwalzenkopf erhalten, der zudem in seiner Funktion, beispielsweise hinsichtlich Leckagen und Genauigkeit des Profils bzw. des extrudierten Bandes, io überragende Werte erzielt. Ausserdem wird die Handhabung des Kopfes sehr erleichtert, weil der Kopf sehr schnell aufgefahren werden kann (Lösen der seitlichen Keilverriegelungen, Anheben des Kopfoberteiles), wodurch zusätzlich die Kopfreinigung und die Schneckenwechsel erheblich erleichtert wird.
15 Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Zeichnungen gezeigt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Einwalzenkopf;
Fig. 2 einen Schnitt gemäss II-II in Fig. 1.
Der Einwalzenkopf besteht aus einem Extruder 1, dem Kopf 20 2 und der Walze 3.
Der Kopf 2 besteht aus einem Unterteil 4a und einem Oberteil 4, welches um Verschwenkgelenke 5 mittels Hydraulikzylinder 6 hochfahrbar ausgebildet ist. Hydraulikzylinder 6 weist 2s zwei Angriffs- bzw. Befestigungspunkte 30 am Kopfoberteil 4 und 29 an den seitlichen Gehäuseteilen 20 bzw. 19 auf.
Mittels Hydraulikzylinder 9 und damit verbundenen Halterungen 10 wird die auswechselbare Profilleiste 11 sicher in ihrer Position gehalten.
Kopfoberteil 4 ist entsprechend des Pfeiles 12 verschwenkbar.
Die in Fig. 2 gezeigte Keilverriegelungseinrichtung für das Kopfoberteil besteht aus einer Grundplatte 14, an die jeweils beidseitig Hydraulikzylinder 15 und 16 angreifen.
An den Hydraulikzylindern sind Keile 17,18 befestigt, die 35 z.B. konisch ausgebildet sind und in ebenfalls konisch ausgebildete Öffnungen 17a und 18a in den seitlichen Gehäuseteilen 19 und 20 eingreifen.
In Fig. 2 ist Keil 17 aus der Öffnung 17a herausgefahren, während Keil 18 in Öffnung 18a sich in der Verriegelungsstellung 40 befindet.
Die Öffnung des Kopfes 2 erfolgt dadurch, dass zunächst Keile 17 und 18 aus den seitlichen Gehäuseteilen 19 und 20 herausgefahren werden. Dann wird Hydraulikzylinder 6 betätigt und Kopfoberteil 4 wird um Verschwenkgelenk 5 angehoben, 45 entsprechend Pfeil 12.
Nun kann ohne weitere Vorkehrungen der Kopf gereinigt, Fliesseinsätze oder Profilleisten ausgewechselt und die Schnecke 21 des Extruders gezogen und ebenfalls ausgewechselt werden.
Nach Beendigung dieser Arbeiten wird Kopfoberteil 4 wieder 50 mittels doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 6 heruntergefahren und durch Ausfahren der Keile 17 und 18 in Gehäuseöffnungen . 17a und 18a verriegelt, wodurch eine sehr ausgewogene Verriegelung des Kopfes sichergestellt ist.
Durch die Ausbildung eines Abstandes zwischen den, der 55 Walze zugewandten Kopfteilen und der Walzenoberfläche, beispielsweise in einem Bereich von 50-500 jx, wird in überraschender Weise die Austrittsbreite des Profils oder einer Materialbahn in engen Toleranzbreiten gehalten, nachdem die Anlage einmal eingestellt ist hinsichtlich des Spritzdruckes und der Walzenum-60 fangsgeschwindigkeit.
Wenn nun dieser einmal eingestellte Zustand durch die zusätzliche, aber nicht unbedingt erforderliche Überwachungseinrichtungen erfasst und entprechende Regelschritte unternommen werden, kann der Einwalzenkopf automatisch gefahren 65 werden.
In dem Fliesskanal 23 treten Materialdrücke bis 250 bar auf, die mittels Druckmessgerät 22 erfasst unds durch ein Steuergerät 24 registriert werden.
666 856 4
Steuergerät 24 wirkt in Abhängigkeit vom gemessenen bender Umfangsgeschwindigkeit der Walze geringfügig schma-
Druckwert auf einen in der Zeichnung nicht näher erläuterten 1er, so dass die Randbeschnittmenge ebenfalls verringert wird.
Antrieb der Walze 3 derart ein, dass ab einem vorher festgelegten Durch die Druckabtastung mittels des Druckmessgerätes 22
Druck der Antrieb für die Walze 3 geringfügig (bzw. entspre- und die Einwirkung auf die Walzenumfangsgeschwindigkeit bzw.
chend) die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 3 erhöht (bis 5 auf die Schneckendrehzahl wird somit erreicht, dass
2% ), um mehr Material aus dem Kopfinnenraum 23 herauszuför- a) die Kopfteile mit einem kleinen Abstand zur Walze 3
dern, wodurch die Breite des Profiles oder Bandes abnimmt, bis angeordnet werden können, ohne dass beide Teile eine Vorspan-
eine festgelegte Breite erreicht ist. nung zueinander aufweisen müssen;
Die exakte millimetergenaue Breite des Profils 27 wird durch b) die Problematik der Druck- bzw. Verschleissplatten (Vereine Randbeschneideinrichtung erreicht, die aus einem Schneid- 10 schleiss an der Zwischenplatte und an der rotierenden Walze) messer 26 und einer angetriebenen Schneidwalze 25 besteht. Die völlig vermieden werden (siehe Europäische Patentschrift Schneidmesser sind so angeordnet, dass damit auch schräg zur 0 005 077),
Arbeitsrichtung verlaufende Schritte durchgeführt werden c) sich kein Material zwischen Druckplatte und Walzenoberkönnen. fläche ansammelt, dort thermisch überbelastet wird und erhebli-
Alternativ kann das Steuergerät 24 entsprerchend der gemes- 15 che Verunreinigungen hervorruft.
senen Druckwerte im Kopfraum 23 auch auf einen nicht darge- Seitenbegrenzungsplatten sind somit nicht mehr erforderlich,
stellten Antrieb der Schnecke 21 einwirken, um bei Überschrei- Alternativ kann auch die Breite der austretenden Bahn 27
ten eines bestimmten Druckwertes die Schneckendrehzahl beidseitig mittels Fotodioden 8 abgetastet werden. Bei einer geringfügig zu reduzieren (beispielsweise bis 2%), wodurch die Zunahme der Breite der Bahn oder des Profils wird vom Steuer-
Förderleistung des Extruders entsprechend zurückgenommen 20 gerät 24, mit dem die Fotodioden 8 verbunden sind, ebenfalls wird. Aufgrund dessen sinkt der Druck im Kopfraum 23 und die entweder auf die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 3 und/oder
Breite des aus dem Kopf austretenden Profils wird bei gleichblei- auf die Drehzahl der Schnecke 21 eingewirkt.
M
1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

666 856 PATENTANSPRÜCHE
1. Einrichtung zum Herstellen von Laufstreifen für Autoreifen oder anderen Profilen oder Bahnen aus Kautschuk, Elastomeren oder thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus einer, am Materialaustritt eines Extruders angeordneten Düse für die Profilierung des Materials, wobei der Düsenaustritt gebildet wird durch ein mit einer auswechselbaren Profilleiste ausgebildetes Gehäuseteil und einer rotierenden, quer zum Düsenaustritt angeordneten Walze, dadurch gekennzeichnet, dass die ahorizontal angeordnete Walze (3) geringfügig unterhalb der tiefsten Linie (28) der horizontal angeordneten Extruderzylinder-Innenbohrung angeordnet ist, dass die Verschwenkgelenke (5) für die Verschwenkung des Kopfoberteiles (4) am Kopf (2) angeordnet sind, dass die Angriffspunkte (29,30) der Hydraulik- oder Pneumatikzylinder (6) für den Verschwenkvorgang des Kopfoberteiles (4) an dem Kopfoberteil (4) und an den seitlichen Gehäuseteilen (19,20) angeordnet sind, dass das Kopfoberteil (4) durch am Kopfoberteil (4) befestigte und jeweils in Öffnungen ( 17a, 18a) in den seitlichen Gehäuseteilen (19,20) eingreifende, hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Keilverriegelungen (15, 16,17,18) in der Arbeitsstellung verriegelbar ausgebildet ist, dass die Lager (31) für die Walze (3) an dem Kopfunterteil (4a) befestigt sind, und dass die der Walze (3) zugewandten Teile (4,4a) des Kopfes (2) im Abstand zur Walzenoberfläche angeordnet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kopf (2) zusätlich eine Steuereinrichtung für die Regelung der Austrittsbreite des Profiles oder der Bahn aus dem Kopf zugeordnet ist, die gebildet wird durch ein dem Kopfinnenraum (23) zugeordnetes Druckmessgerät (22), dass das Druckmessgerät (22) mit einem Steuergerät (24) verbunden ist, und dass das Steuergerät (24) mit dem Antrieb der Walze (3) und/ oder dem Antrieb der Extruderschnecke (21) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kopf (2) zusätzlich eine Steuereinrichtung für die Regelung der Austrittsbreite des Profiles oder der Bahn aus dem Kopf zugeordnet ist, die gebildet wird durch die Bahnränder abtastende Fotodioden (8), dass die Fotodioden (8) mit einem Steuergerät (24) verbunden sind, und dass das Steuergerät (24) mit dem Antrieb der Walze (3) und/oder dem Antrieb der Extruderschnecke (21) verbunden ist.
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