Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Perforieren von plastisch verformbarem, gegebenenfalls Verstärkungseinlagen enthaltendem Material in Bahnenform im kontinuierlichen Durchlauf, insbesondere von unvulkanisierten Rohlaufstreifen aus einer Kautschukmischung, wobei die Materialbahn auf der einen Seite von einer ersten umlaufenden Mitnahmeeinrichtung, auf der anderen Seite von einer zweiten Mitnahmeeinrichtung geführt und von der anderen Seite her durch Perforierelemente perforiert wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei der Herstellung von Luftreifen, speziell bei der Rund emeuerung, werden perforierte Laufstreifen, oder genauer gesagt Rohlaufstreifen verwendet, die bei der Vulkanisation auf dem Reifenrohling oder dem abgerauhten Reifen allfällige Lufteinschlüsse und Wasserdampf über die Perforierungen abführen, wonach die Perforierungen durch Verfliessen des Gummis geschlossen werden.
Bekannt ist eine Vorrichtung zum Perforieren von Rohlaufstreifen, die sich aus einer Stanze mit Malteservorschub zusammensetzt. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass der Perforiervorgang nicht kontinuierlich abläuft. Es kommt bei dieser bekannten Vorrichtung immer zu einem jähen Beschleunigen, Abbremsen und Stanzen. Durch diese jeweils plötzlich erfolgende Bewegung grosser Massen sind der Leistung und der Standzeit der Maschine enge Grenzen gesetzt.
Bekannt ist ferner eine Vorrichtung zum Perforieren, die aus einer Walze mit aufgesetzten Dornen und einer Gegenwalze besteht.
Die Vorrichtung hat den Nachteil, dass nur Materialien geringer Dicke perforiert werden können, wobei es aber bei höherer Geschwindigkeit zu schlitzartigen Perforationen kommt, die oft trotz Gegenwalze nicht durchgehend ausgeführt sind und eine Luftabfuhr nicht gewährleisten.
Bei dickeren Materialien müsste eine solche Walze mit aufgesetzten Dornen einen Durchmesser aufweisen, der aus technischen und finanziellen Gründen nicht mehr zu vertreten ist.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Perforieren von Rohlaufstreifen zu schaffen, bei welchen die genannten Nachteile vermieden werden und die es ermöglichen, gleichzeitig eine von der Dicke und Breite des Rohlaufstreifens unabhängige und weitaus schnellere Produktion zu erreichen. Zugleich gelingt dies mit einer baulich nicht aufwendigen und somit billigen Vorrichtung.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass die Perforierelemente im Gleichlauf mit der Materialbahn dieser unter einem so kleinen Winkel oder unter einer Krümmung von so grossem Radius zugeführt werden, dass der Abstand zwischen dem Punkt der erstmaligen Berührung der Spitze eines Perforierelementes mit der Materialbahn einerseits und der Spitze desselben Perforierelementes im Zeitpunkt des maximalen Durchstiches das etwa 5- bis 30-, vorzugsweise das etwa 20- bis etwa 25fache der Materialbahndicke beträgt.
Durch dieses Verfahren erreicht man sehr grosse Vorteile; denn auf diese Art und Weise werden Perforierungen erzielt, die nahezu kreisförmig ausgebildet sind, während der Vulkanisation eine sehr gute Luft- oder Wasserdampfabfuhr gewährleisten und nachher vollständig verfliessen, weil es hier zu einem relativ langsamen Durchstechen des Rohlaufstreifens ohne wesentliche Beschädigung desselben kommt. Ein zusätzlicher Vorteil ist die Einfachheit des Verfahrens.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird nun eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Perforieren vorgeschlagen, die aus einer Perforiereinrichtung, einem Widerlager, einer Abstreif- und einer Transporteinrichtung besteht.
Durch diese Kombination wird eine sehr einfache und sichere Perforierung der Rohlaufstreifen erreicht, weil praktisch keine grossen Massen rasch bewegt und abgebremst werden müssen und weil ausserdem die bewegten Teile der erfindungsgemässen Vorrichtung keiner grossen Belastung ausgesetzt sind. Zudem lässt sich die erfindungsgemässe Vorrichtung selbst einfach und billig herstellen, wenn sie teilweise aus handelsüblichen und genormten Teilen zusammengesetzt wird. Ein weiterer Vorteil ist der geringe Platzbedarf der erfindungsgemässen Vorrichtung gegenüber den herkömmlichen Vorrichtungen.
Zusätzlich kann man Vorteile erreichen, wenn entweder die Perforiereinrichtung in sich geschlossen ist und unter einem Winkel von etwa 2 bis etwa 20 , vorzugsweise etwa 4 bis etwa 6" zu und von der Abstreifeinrichtung bewegbar angeordnet ist, oder wenn die Abstreifeinrichtung in sich geschlossen ist und unter einem Winkel von etwa 2 bis etwa 20 , vorzugsweise etwa 4 bis etwa 6 , zu und von der Perfo riereinrichtung bewegbar angeordnet ist. Dadurch kommt es zu einer raschen und kontinuierlichen Perforierung der Materialbahn bzw. des Rohlaufstreifens, da während einer Transportbewegung bei gleichzeitiger Fixierung der Materialbahn das Perforieren erfolgt und so keine Unterbrechung des Arbeitsablaufes eintritt.
Auch die Perforiereinrichtung selber wird bei dieser speziellen Anordnung möglichst geschont und standfest gemacht.
Vorteilhaft ist es, wenn man als Perforiereinrichtung einen Perforierelemente tragenden endlosen Förderer, der aus umfangsgleichen Rollenketten, vorzugsweise aus zwei Rollenketten besteht, verwendet, da diese Rollenketten einfach über Zahnräder angetrieben werden können. Ausserdem versprechen sie eine lange Lebensdauer bei gleichzeitiger Masshaltigkeit, welche für die reibungslose Funktion Voraussetzung ist.
Aus diesem Grund sind die Rollenketten auch über Verbindungselemente, z. B. rechteckige Stahlplättchen miteinander zusammenfüg- und bewegbar ausgeführt. Durch die rechteckigen Stahlplättchen ist eine starre und dauerhafte Verbindung der bewegten Rollenketten gewährleistet.
Gleichzeitig sind diese Verbindungselemente zweckmässig mit Gewinden zur Aufnahme und Befestigung von Perforierelementen (z. B. angespitzten, mit Gewinde versehenen, gehärteten Stahlstiften, Bolzen oder dergleichen) ausgestattet.
Daraus ergibt sich der Vorteil, dass man sich zusätzliche Teile erspart, weil hier die mit Gewinde versehenen Verbindungselemente gleichzeitig zwei Funktionen übernehmen, nämlich die Verbindung der Rollenketten und die Aufnahme der Perforierelemente. Bei Verwendung von gehärteten Stahlstiften als Perforierelemente kommt es nur in geringem Mass zum Ankleben von Verunreinigungen an denselben, da sich die gehärteten Stahlstifte leicht in die Rohlaufstreifen einstechen lassen, das Material bleibend verdrängen und keine Gummiteile nach dem Durchstechen beim Herausziehen mitreissen.
Ausserdem erreichen diese Stifte eine hohe Lebensdauer.
Die Perforierelemente sind vorteilhaft in die Verbindungselemente eingeschraubt und mit einer Konter-Mutter gesichert. Hiermit ist eine sichere Lagefixierung und ein schneller Austausch gewährleistet.
Es ist sehr zweckmässig, wenn die Breite des Förderers und die gewünschte Anzahl der Perforierungen durch Austauschen der Verbindungselemente der Rollenketten und der Perforierelemente, abhängig von der Materialbreite und der gewünschten Anzahl der Perforierung, veränderbar ist, weil dann die Vorrichtung schnell, einfach und sehr billig den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden kann und damit die Rüstzeit sehr kurz ist. Besonders vorteilhaft ist es, als Widerlager für die Perforierelemente drehbare und zylinderförmige Bürsten, z. B. Nylonbürsten, zu verwenden.
Dadurch schafft man sich die Möglichkeit, ohne grossen Aufwand durchgehende und offenbleibende Perforierungen zu erhalten, weil das Material der vielleicht noch nicht ganz durchgestochenen Rohlaufstreifen vor den sich nach unten bewegenden Stahlstiften nicht ausweichen kann, sondern durch die drehenden zylinderförmigen Bürsten diesen geradezu entgegengedrückt wird.
Um ein Haften und Mittransportieren eines Rohlaufstreifens an der Perforiereinrichtung, genauer gesagt an den Perforierelementen zu vermeiden, verwendet man eine Abstreifvorrichtung, die synchron mit der Perforiereinrichtung bewegt wird und aus endlosen, umfangsgleichen Rollenketten, vorzugsweise aus zwei Rollenketten besteht, die mit Verbindungselementen, z. B. rechteckigen Stahlplättchen zusammengehalten und zueinander fixiert werden. Diesen Vorteil erreicht man durch eine Änderung der Bewegungsrichtung der Perforiereinrichtung bei kontinuierlicher Weiterbewegung der Abstreifeinrichtung.
Dabei können die Verbindungselemente der Abstreifvorrichtung mit konischen Bohrungen zur Führung der Perforierelemente ausgestattet sein, wobei die Bohrungen zweckmässig an der Oberseite den doppelten Durchmesser der Perforierelemente aufweisen. Besonders gut werden dadurch Stifte oder Bolzen geführt. Durch diese konischen Bohrungen werden die Perforierelemente schon vor dem Einstechen in den Rohlaufstreifen in der Abstreifeinrichtung geführt. Diese Führung bleibt während und auch nach der Perforierung eine gewisse Zeit aufrecht. Auf diese Art verhindert man ein Verbiegen der Stifte und erreicht ein Abstreifen der Rohlaufstreifen nach dem Perforiervorgang.
Ebenfalls zur Schonung und Führung der Perforiereinrichtung und zum guten Durchstechen der Rohlaufstreifen dient die Transporteinrichtung, die zweckmässig synchron zum Förderer und zur Abstreifeinrichtung mit dem Rohlaufstreifen bewegt wird und aus vorzugsweise zwei endlosen, umfangsgleichen Rollenketten besteht, welche mit Hilfe von Verbindungselementen, z. B. rechteckigen Stahlplättchen mit Bohrungen, miteinander verbunden sind. Wenn die Transporteinrichtung synchron zum Förderer bewegt wird, können eben die Perforierelemente in die Bohrungen der Verbindungselemente exakt eingreifen und den Rohlaufstreifen durchstechen, da der Rohlaufstreifen auf der Transporteinrichtung liegt, dort befördert wird, aber nicht vor den Perforierelementen ausweichen kann.
Der synchrone Lauf der Transporteinrichtung zu den übrigen Einrichtungen ist nur durch die Verwendung von Rollenketten zu erreichen, da diese Ketten sich gut abbiegen lassen und auch bei längerem Gebrauch keinerlei Dehnung zeigen.
Besonders gut werden die Rohlaufstreifen mit Stahlstiften perforiert, wenn die Bohrungen zu den Verbindungselementen der Transporteinrichtung zylindrisch und an der Seite zu den Perforierelementen hin nach aussen gewölbt angesenkt ausgeführt sind. Dadurch kommt es zu keinem Durchstanzen des Rohlaufstreifens durch die Stahlstifte und zu keinem Einquetschen des Gummis zwischen Bohrung und Stahlstift, sondern nur zu einem exakten Durchstechen, wobei die Perforierung durch eine Verdrängung des unvulkanisierten Kautschuks erreicht wird, die später bei der Vulkanisation wieder aufgehoben wird.
Dies erklärt sich daraus, dass bei dieser speziellen Ausführung einer Bohrung durch die gewölbte Ansenkung sich der Rohlaufstreifen bei Krafteinwirkung etwas dehnt, aber trotzdem an den Rändern der Bohrung fest aufliegt. Da er also unter Spannung steht und ein Auflager besitzt, ist es sehr leicht, den zähen und klebrigen Rohlaufstreifen zu durchstechen.
Die optimale Dimension der Bohrung und Ansenkung wurde experimentell festgelegt.
Bei einer bevorzugten Ausführung verhält sich der Durchmesser der Bohrung zum Durchmesser der Stahlstifte wie 3 :2. Der Radius der gewölbten Ansenkung ist dabei etwa ein Drittel des Durchmessers der Bohrung. Bei der Perforation wird der Stahlstift mit seiner Anspitzung so weit in die Bohrung hineingedrückt, dass der Anfang der Anspitzung und das Ende der Ansenkung bzw. der zylindrische Beginn der Bohrung sich in gleicher Höhe befinden. Nur durch diese spezielle Ausführung ist eine rasche und exakte Perforation von Rohlaufstreifen möglich.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen in rein schematischer Weise:
Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 2 und 2a einen Teilschnitt durch einen Teil der Vorrichtung,
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Perforiereinrichtung,
Fig. 4 eine Teilansicht der Perforiereinrichtung,
Fig. 5 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 6 eine Ansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Die in Fig. 1, 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen zeigen jeweils die gesamte erfindungsgemässe Vorrichtung, Fig. 2 bis 4 nur Elemente der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Die Ausführungsform nach Fig. 1 besteht aus der Perforiereinrichtung 1, die sich aus einem Förderer 2 und den Per forierelementen 3, die mit Muttern 4 zusätzlich befestigt sind, und einer als Widerlager gedachten Bürste 5 zusammensetzt.
Es ist hier in Fig. 1 nur ein Perforierelement 3 mit der Mutter 4 gezeigt. Die anderen Perforierelemente 3 sind entsprechend der strichlierten Linie 6 auf der Perforiereinrichtung angeordnet. Ausserdem ist die erfindungsgemässe Vorrichtung mit einer Abstreifeinrichtung 7 und einer Transporteinrichtung 8 ausgerüstet. Wird nun ein Rohlaufstreifen 9 zugeführt, so wird er zwischen der Transporteinrichtung 8 und der Abstreifeinrichtung 7 zur Perforiereinrichtung 1 hintransportiert. Dabei wird der Rohlaufstreifen 9 kontinuierlich zu der sich synchron mitbewegenden Perforiereinrichtung 1 mittransportiert.
Die Perforiereinrichtung 1 an dem Förderer 2, der im wesentlichen aus zwei Rollenketten 10 besteht, die mit Verbindungselementen 11 verbunden sind und Perforierelemente 3 tragen, nähert und entfernt sich unter einem Winkel a von etwa 12" zu und von der Abstreifeinrichtung 7.
Möglich wäre auch eine Zuführung der Perforiereinrichtung 1 unter verschieden grossen Winkeln, z. B. über eine Kulissenführung (nicht gezeigt), oder auch unter einer Kurve, wie in Fig. 5 gezeigt, wobei - wie auch bei der Zuführung der Perforiereinrichtung 1 unter einem Winkel a - die Perforierelemente 3 durch die konischen Bohrungen 12 der Verbindungselemente 13 der Abstreifeinrichtung 7 hindurchgeführt werden. Hiedurch kommt es zu einem allmählichen Einstechen der Perforierelemente 3 in den sich ebenfalls fortbewegenden Rohlaufstreifen 9, wobei der Abstand zwischen dem Punkt der erstmaligen Berührung der Spitze eines Perforierelementes 3 mit der Materialbahn 9 einerseits und der Spitze desselben Perforierelementes 3 im Zeitpunkt des maximalen Durchstiches etwa das 17fache der Materialbahndicke beträgt.
Die Perforierelemente 3 greifen nach dem Perforieren des Rohlaufstreifens 9 in die Bohrungen 14 der Transporteinrichtung ein und werden ebenfalls durchgeführt. Zur Sicherstellung, dass wirklich eine vollständige Perforation des Rohlaufstreifens 9 erfolgt, laufen die Perforierelemente 3 über eine sich drehende Bürste 5, die auf jeden Fall die Perforation gewährleistet. Nach dieser Bürste 5 wird der Förderer 2 der Perforiereinrichtung 1 wieder unter einem Winkel von der Abstreifeinrichtung 7 weggeführt; dadurch kommt es zu einem Herausziehen der Perforierelemente 3 aus dem Roh laufstreifen 9, wobei gleichzeitig durch die Abstreifvorrichtung 7 auch der Rohlaufstreifen 9 auf der Transporteinrichtung 8 liegen bleibt und weiter transportiert wird. Dieser Vorgang läuft kontinuierlich ab.
Die wichtigsten Teile der Perforier-, Abstreif- und Transporteinrichtung sind die Rollenketten 10, 15 und 16, die über nicht gezeigte Zahnräder synchron angetrieben werden und auf Rollen 17 laufen.
Fig. 2 zeigt Perforierelemente 3, z. B. gehärtete, angespitzte Stahlstifte mit Gewinde, die in den Verbindungselementen 12 der Rollenketten 10 des Förderers 2 eingeschraubt und mit einer Konter-Mutter 4 gesichert sind. Die Stahlstifte führen durch konische Bohrungen 12 der Verbindungselemente 13 der Rollenketten 15 der Abstreifeinrichtung 7 und reichen durch den perforierten Rohlaufstreifen 9 weiter in die zylinderförmige Bohrung 14 der Verbindungselemente 18 der Rollenketten 16 der Transporteinrichtung 8. Die zylinderförmigen Bohrungen 14 weisen gewölbte Ansenkungen 19 auf, oder sind, wie in Fig. 2a gezeigt, so angesenkt, dass die Ansenkungen der Bohrungen 14 der Verbindungselemente 18 jeweils einen Winkel y von etwa 1100 einschliessen; die Spitze der Perforierelemente 3 trifft dabei auf die als Widerlager ausgebildete Bürste 5.
Fig. 3 und 4 zeigen Teile der Perforiereinrichtung 1, so die Rollenketten 10 mit den Verbindungselementen 11, z. B.
rechteckige Stahlplättchen, die Perforierelemente 3 tragen, und über Winkeleisen 20 verbunden und verschraubt und mit Kontermuttern 4 gesichert sind. Die Spitze der Perforierelemente 3 schliesst einen Winkel ss von etwa 20 ein.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 besteht aus den Elementen wie Fig. 1, nur sind noch zusätzlich Rollen 21 zur Führung der Perforiereinrichtung 1 vorgesehen. Die Funktionsweise erfolgt ähnlich wie bei der erfindungsgemässen Vorrichtung in Fig. 1, nur erfolgt hier eine Zufuhr der Perforierelemente 3 im Gleichlauf mit der Materialbahn 9 unter einem so grossen Radius R, dass der Abstand zwischen dem Punkt der erstmaligen Berührung der Spitze eines Perforierelementes 3 mit der Materialbahn 9 einerseits und der Spitze desselben Perforierelementes 3 im Zeitpunkt des maximalen Durchstiches das etwa 18fache der Materialbahndicke beträgt.
Auch mit dieser Ausführungsform erzielt man sehr gute Ergebnisse bezüglich Qualität und Produktionsleistung.
Eine weitere Möglichkeit einer Vorrichtung zum Perforieren von Rohlaufstreifen bietet die erfindungsgemässe Ausführungsform nach Fig. 6.
Diese Vorrichtung baut sich aus denselben Elementen wie diejenige nach Fig. 1 auf, nur dient hier eine mit Gummi geringer Härte überzogene Rolle 22 als Widerlager. Die Dicke der Gummiauflage 23 auf der Rolle 22 beträgt zwischen 1 und 3 crn. Die Funktion der gesamten Vorrichtung erfolgt in ähnlicher Weise wie bei der Vorrichtung in Fig. 1 und 5, nur erfolgt hier die Materialzufuhr in etwas geänderter Weise.
Hier nähert und entfernt sich die Materialbahn 9 unter einem Winkel a von etwa 200 zu und von der Perforiereinrichtung 1.
Aber auch auf diese Weise erreicht man die verlangten Anforderungen bezüglich der kontinuierlichen Perforation von Rohlaufstreifen.