DE102018210829A1

DE102018210829A1 - Verfahren und Anlage zur Herstellung von bandartigen Materialstreifen

Info

Publication number: DE102018210829A1
Application number: DE102018210829.3A
Authority: DE
Inventors: Hilke Wolf; Monir Sharifi
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2020-01-02

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Anzahl von bandartigen Materialstreifen (4) aus in eine Kautschukmischung eingebetteten, parallel zueinander und in Längsrichtung der Materialstreifen (4) verlaufenden textilen Fäden (3), welche aus einer Vielzahl von Spulen eines Spulengatters nebeneinander und parallel zueinander verlaufend einem Spritzkopf (1) zugeführt werden, im Spritzkopf (1) an einer Schablone (7) vorgeordnet und in eine extrudierte und unter Druck zugeführte Kautschukmischung eingebettet werden, welche in Teilströmen durch Fließkanäle (5, 6a, 6b) von oben und von unten auf die Schablone (7) gefördert wird.Die Kautschukmischung wird in Laufrichtung der Fäden (3) und ober- oder unterhalb der Fäden (3) in den Spritzkopf (1) eingebracht, wobei ein Teilstrom der Kautschukmischung in einem Fließkanal (5), entsprechend der Einbringung der Kautschukmischung, ober- oder unterhalb der Fäden (3) an der einen Seite der Fäden (3) der Schablone (7) zugeführt wird, und jeweils ein weiterer Teilstrom in je einem Fließkanal (6a, 6b) an jeder Seite der Fäden (3) vorbeigeführt wird, wobei diese Fließkanäle (6a, 6b) an der anderen Seite der Fäden (3) zusammengeführt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Anzahl von bandartigen Materialstreifen aus in eine Kautschukmischung eingebetteten, parallel zueinander und in Längsrichtung der Materialstreifen verlaufenden textilen Fäden, welche aus einer Vielzahl von Spulen eines Spulengatters nebeneinander und parallel zueinander verlaufend einem Spritzkopf zugeführt werden, im Spritzkopf mittels einer Schablone vorgeordnet und in eine in einem Extruder plastifizierte Kautschukmischung eingebettet werden, welche in Teilströmen durch Fließkanäle von oben und von unten auf die Schablone gefördert wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Herstellung einer Anzahl von bandartigen Materialstreifen aus in eine Kautschukmischung eingebetteten parallel zueinander und in Längsrichtung der Materialstreifen verlaufenden textilen Fäden,
mit einem Extruder mit oder ohne nachgeschalteter Zahnradpumpe zum Plastifizieren einer Kautschukmischung und
mit einem Spritzkopf, welcher eine Schablone zum Vorordnen und Einbetten der Fäden in die Kautschukmischung enthält,
wobei im Spritzkopf Fließkanäle zum Fördern der Kautschukmischung an die Ober- und die Unterseite der Fäden im Bereich der Schablone ausgebildet sind.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der EP 3 269 562 A1 bekannt. Dabei werden als textile Fäden Korde aus Polyamid 6.6. verwendet, welche bei einer Dehnung von 4 % einen höheren E-Modul als vergleichbare Korde aufweisen und somit ermüdungsbeständiger sind in Bezug auf Zug-, Druck- und Biegewechselbeanspruchungen. Es ist ferner bekannt, ein Verfahren der eingangs genannten Art auf Anlagen auszuführen, welche in der Fachwelt unter der Bezeichnung Cap Strip Line oder Cap Strip System bekannt sind. So bietet beispielsweise die Firma KraussMaffai Berstorff GmbH unter der Bezeichnung Cap Strip Line eine Anlage zur Fertigung von Spulbandagen für Hochgeschwindigkeitsreifen mit Nylon- oder Hybridfäden an, wobei gleichzeitig sechzehn Materialstreifen mit jeweils neun Fäden in einem Arbeitsgang hergestellt werden können. Diese bekannte Anlage weist ein Spulengatter mit 144 Spulen zur Aufnahme von Nylon- oder Hybridfäden und einen Stiftextruder zum Plastifizieren der Kautschukmischung auf, welcher eine Zahnradpumpe befüllt, die für eine konstante Ausstoßleistung und den erforderlichen Druckaufbau sorgt. Die Kautschukmischung wird dabei von der Seite her durch den Extruder bis zum Spritzkopf vorgefördert. Bei der bekannten Anordnung erfolgt daher der Mischungseintrag im 90° Winkel zu den zu gummierenden Fäden, die in Produktions- bzw. Herstellrichtung und in Austrittsrichtung der Materialstreifen durch den Spritzkopf verlaufen, in definierter Anzahl vorgeordnet und dann mit der Kautschukmischung von oben und unten gleichzeitig bedeckt und somit ummantelt werden. Im Spritzkopf ist eine Schablone eingebracht, welche die Fäden fixiert und die Kautschukmischung auf diese lenkt. Die Kautschukmischung wird durch sich in ihrer Breite verengende Fließkanäle auf die Schablone gefördert.
Das Einbringen der Kautschukmischung im Spritzkopf im 90° Winkel zur Fadenlaufrichtung erfordert eine Fließumkehr um 90° innerhalb des Spritzkopfes. Dies führt zu Verwirbelungen sowie zu einem Druck- und Temperaturanstieg der Kautschukmischung im Spritzkopf. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Durchsatz der Kautschukmischung über die gesamte Auslassbreite der Schablone nicht konstant ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage der eingangs genannten Art weiter zu entwickeln, um obige Nachteile zu beseitigen.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren, bei welchem die Kautschukmischung in Laufrichtung der Fäden und ober- oder unterhalb der Fäden in den Spritzkopf eingebracht wird, wobei ein Teilstrom der Kautschukmischung in einem Fließkanal, entsprechend der Einbringung der Kautschukmischung ober- oder unterhalb der Fäden, an der einen Seite der Fäden der Schablone zugeführt wird und jeweils ein weiterer Teilstrom in je einem Fließkanal an jeder Seite der Fäden vorbeigeführt wird, wobei diese Fließkanäle an der anderen Seite der Fäden zusammengeführt werden
Die Anlage gemäß der Erfindung ist dadurch charakterisiert, dass der Extruder bzw. die Zahnradpumpe ober- oder unter halb der Fadenzuführung an den Spritzkopf angekoppelt ist und die Kautschukmischung in Laufrichtung der zugeführten Fäden in den Spritzkopf entlässt,
wobei der Fließkanal zum Fördern der Kautschukmischung an die eine Seite der Fäden, entsprechend der Position der Ankopplung des Extruders bzw. der Zahnradpumpe, ober- oder unterhalb der zugeführten Fäden und in Längsrichtung der zugeführten Fäden verläuft, wobei zwei Fließkanäle zum Fördern der Kautschukmischung an die andere Seite der Fäden vorgesehen sind, von welchen je einer an einer Seite der Fäden vorbeigeführt ist und welche Fließkanäle vor der Schablone zusammengeführt sind.
Durch das in Laufrichtung der Festigkeitsträger erfolgte Einbringen der Kautschukmischung und das im Wesentlichen ebenfalls in Laufrichtung der Fäden erfolgende Führen der Kautschukmischung in Teilströmen wird ein Aufstauen und Verwirbeln derselben wirkungsvoll verhindert. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anlage sorgen zudem für eine besonders homogene Gummierung der Fäden bzw. Festigkeitsträger über die gesamte Breite der Schablone.
Bei einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens weisen die in den Fließkanälen seitlich der Fäden vorbeigeführten Teilströme der Kautschukmischung in Summe ein Volumen auf, welches jenem des ober- oder unterhalb der Fäden transportierten Teilstromes entspricht oder weitgehend entspricht. Diese Maßnahme gewährleistet eine gleichmäßige Einbettung der Fäden an ihrer Ober- und Unterseite in die Kautschukmischung.
Bei einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass sich der den Teilstrom ober- oder unterhalb der Fäden transportierende Fließkanal in Richtung zur Schablone verengt. Dadurch wird der Kautschukmischungsstrom etwas verlangsamt, sodass längere Fließwege in den Fließkanälen, welche die seitlich der Fäden vorbeigeführten Teilströme der Kautschukmischung transportieren, ausgeglichen werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die schematisch ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen

1 eine seitliche Ansicht eines Spritzkopfes mit einem angekoppelten Extruder und mit im Inneren des Spritzkopfes angedeuteten Fließkanälen und
2 den Verlauf der Fließkanäle in Draufsicht.

1 zeigt schematisch einen Spritzkopf 1 und einen mit diesem auf nicht gezeigte Weise gekoppelten Extruder 2. Dem Extruder kann eine Zahnradpumpe nachgeschaltet sein, die mit dem Spritzkopf gekoppelt ist. Der Spitzkopf 1 und der Extruder 2 sind Bestandteile einer Anlage, insbesondere einer Cap Strip Line. Im Inneren des Spritzkopfes 1 erfolgt ein Zusammenfügen einer im Extruder 2 plastifizierten Kautschukmischung mit textilen Fäden 3 zu mit den Fäden 3 verstärkten gummierten Materialstreifen 4, wobei in den Figuren beispielhaft drei Materialstreifen 4 eingezeichnet sind. Die Anzahl der hergestellten Materialstreifen 4 beträgt mindestens zwei und kann auch zwanzig oder mehr betragen. Die Materialstreifen 4 sind insbesondere zur Herstellung von Spulbandagen bzw. Cap Plies auf Gürtelverbänden von Fahrzeugluftreifen vorgesehen und werden daher beim Aufbau der betreffenden Rohreifen auf die Gürtelverbände in bekannter Weise spiralig umlaufend gewickelt bzw. gespult. Die Materialstreifen 4 weisen beispielsweise eine Breite von 8,0 mm bis 15,0 mm auf und enthalten jeweils sieben bis vierzehn textile, unter geringen Abständen und parallel zueinander verlaufende Fäden 3. Die textilen Fäden 3 sind insbesondere Korde aus Polyamid 6.6-, Polyester- oder Aramid-Garnen. Auch Hybridkorde, beispielsweise aus Nylon- und Aramid-Garnen, sind möglich.
Zu den weiteren, nicht dargestellten Anlagenbestandteilen gehören Abwickelstationen bzw. ein Spulengatter mit einer Vielzahl von Spulen mit den aufgewickelten textilen Fäden 3, ferner eine Einrichtung zur Oberflächenbehandlung der Fäden 3 mit einem die Adhäsion zu Gummi verbessernden Haftvermittler. Die adhäsiv oberflächenbehandelten Fäden 3 treten nebeneinander und parallel zueinander verlaufend und unter Zugspannung stehend in den Spritzkopf 1 ein, werden entsprechend der Anzahl der herzustellenden bzw. zu gummierenden Materialstreifen mittels einer Schablone 7 geordnet und gleichzeitig gummiert.
Der Extruder 2 bzw. die diesem nachgeschaltete Zahnradpumpe ist bei der dargestellten Ausführung derart an den Spritzkopf 1 angekoppelt, dass die im Extruder 2 plastifizierte Kautschukmischung oberhalb der Fäden 3 parallel bzw. im Wesentlichen parallel zur Zuführrichtung der Fäden 3 in den Spritzkopf 1 unter Druck eintritt. Innerhalb des Spritzkopfes 1 ist ein erster, oberer Fließkanal 5 ausgebildet, welcher einen Teilstrom der Kautschukmischung von oben an die Schablone 7 über deren gesamte Breite auf die vorgeordneten Fäden 3 heranführt. Der verbleibende Teilstrom an Kautschukmischung wird zweigeteilt, insbesondere halbiert, und seitlich der Fäden 3 durch zwei weitere Fließkanäle 6a und 6b in Richtung zur Unterseite der Fäden 3 geführt. Unterhalb der Fäden vereinigen sich die beiden Fließkanäle 6a, 6b zu einem einzigen Fließkanal, sodass die Kautschukmischung an der Unterseite der Fäden 3 ebenfalls über die gesamte Breite der Schablone an die Fäden 3 herangeführt wird. Der obere Fließkanal 5 wird insbesondere derart ausgeführt, dass der Kautschukmischungsstrom etwas verlangsamt wird, um den längeren Fließweg in den Fließkanälen 6a, 6b auszugleichen. Die aus den Austrittsöffnungen der Schablone 7 des Spritzkopfes 1 austretenden, gummierten Materialstreifen 4 werden unter Spannung über eine nicht dargestellte Kühlvorrichtung geführt und nachfolgend in einer nicht gezeigten Aufwickelstation einzeln aufgewickelt und der weiteren Verwendung im Aufbau von Rohreifen zugeführt.
Bei einer alternativen, nicht gezeigten Ausführung ist der Extruder 2 bzw. die diesem nachgeschaltete Zahnradpumpe derart an den Spritzkopf 1 angekoppelt, dass die im Extruder 2 plastifizierte Kautschukmischung unterhalb der Fäden 3 parallel bzw. im Wesentlichen parallel zur Zuführrichtung der Fäden 3 in den Spritzkopf 1 unter Druck eintritt. Die Fließkanäle 5, 6a und 6b verlaufen dann entsprechend der Position der Ankopplung zur Ober- und Unterseite der Fäden.
Bezugszeichenliste

1: Spritzkopf
2: Extruder
3: Faden
4: Materialstreifen
5, 6a, 6b: Fließkanal
7: Schablone

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 3269562 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Anzahl von bandartigen Materialstreifen (4) aus in eine Kautschukmischung eingebetteten, parallel zueinander und in Längsrichtung der Materialstreifen (4) verlaufenden textilen Fäden (3), welche aus einer Vielzahl von Spulen eines Spulengatters nebeneinander und parallel zueinander verlaufend einem Spritzkopf (1) zugeführt werden, im Spritzkopf (1) an einer Schablone (7) vorgeordnet und in eine extrudierte und unter Druck zugeführte Kautschukmischung eingebettet werden, welche in Teilströmen durch Fließkanäle (5, 6a, 6b) von oben und von unten auf die Schablone (7) gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschukmischung in Laufrichtung der Fäden (3) und ober- oder unterhalb der Fäden (3) in den Spritzkopf (1) eingebracht wird, wobei ein Teilstrom der Kautschukmischung in einem Fließkanal (5), entsprechend der Einbringung der Kautschukmischung ober- oder unterhalb der Fäden (3), an der einen Seite der Fäden (3) der Schablone (7) zugeführt wird und jeweils ein weiterer Teilstrom in je einem Fließkanal (6a, 6b) an jeder Seite der Fäden (3) vorbeigeführt wird, wobei diese Fließkanäle (6a, 6b) an der anderen Seite der Fäden (3) zusammengeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Fließkanälen (6a, 6b) seitlich der Fäden (3) vorbeigeführten Teilströme der Kautschukmischung in Summe ein Volumen aufweisen, welches jenem des ober- oder unterhalb der Fäden (3) transportierten Teilstromes entspricht oder weitgehend entspricht
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den Teilstrom ober- oder unterhalb der Fäden (3) transportierende Fließkanal (5) sich Richtung Schablone verengt.
Anlage zur Herstellung einer Anzahl von bandartigen Materialstreifen (4) aus in eine Kautschukmischung eingebetteten parallel zueinander und in Längsrichtung der Materialstreifen (4) verlaufenden textilen Fäden (3), mit einem Extruder (2) mit oder ohne nachgeschalteter Zahnradpumpe zum Plastifizieren einer Kautschukmischung und mit einem Spritzkopf (1), welcher eine Schablone (7) zum Vorordnen und Einbetten der Fäden (3) in die Kautschukmischung enthält, wobei im Spritzkopf (1) Fließkanäle (5, 6a, 6b) zum Fördern der Kautschukmischung an die Ober- und die Unterseite der Fäden (3) im Bereich der Schablone (7) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder (2) bzw. die Zahnradpumpe ober- oder unter halb der Fadenzuführung an den Spritzkopf (1) angekoppelt ist und die Kautschukmischung in Laufrichtung der zugeführten Fäden (3) in den Spritzkopf (1) entlässt, wobei der Fließkanal (5) zum Fördern der Kautschukmischung an die eine Seite der Fäden (3), entsprechend der Position der Ankopplung des Extruders bzw. der Zahnradpumpe, ober- oder unterhalb der zugeführten Fäden (3) und in Längsrichtung der zugeführten Fäden (3) verläuft, wobei zwei Fließkanäle (6a, 6b) zum Fördern der Kautschukmischung an die andere Seite der Fäden (3) vorgesehen sind, von welchen je einer an einer Seite der Fäden (3) vorbeigeführt ist und welche Fließkanäle (6a, 6b) vor der Schablone (7) zusammengeführt sind.
Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden an den Seiten der Fäden (3) vorbeigeführten Fließkanäle (6a, 6b) derart ausgelegt sind, dass durch sie in Summe ein gleich großer oder weitgehend gleichgroßer Teilstrom an Kautschukmischung transportierbar ist als in dem zur anderen Seite der Fäden (3) verlaufenden Fließkanal (5).
Anlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der entsprechend der Position der Ankopplung des Extruders bzw. der Zahnradpumpe ober- oder unterhalb der zugeführten Fäden (3) verlaufende Fließkanal (5) sich in Richtung Schablone (7) verengt.