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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Förderung eines streifenförmigen Materialbandes im Zuge der Herstellung eines Fahrzeugluftreifens, wobei das Materialband in einer Förderrichtung über mindestens eine rotierend gelagerte Umlenkrolle geführt und mittels der Umlenkrolle in Förderrichtung ausgerichtet wird.
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Im Zuge der Herstellung von Fahrzeugluftreifen werden beispielsweise Laufstreifen in Form eines solchen streifenförmigen Materialbandes hergestellt und konfektioniert, bevor sie der Reifenbaumaschine in Form eines entsprechend des herzustellenden Fahrzeugreifens konfektionierten Abschnittes zugeführt werden. Die Konfektionierung des Laufstreifens erfolgt dabei in einem Tread-Cutter, einer Quertrenneinrichtung, die den zunächst in großer Länge oder gar endlos vorliegenden Laufstreifen auf das erforderliche Längenmaß zuschneidet. Hierbei ist insbesondere auf eine exakt rechtwinklige Quertrennung des Laufstreifenmaterials zu achten, da der Laufstreifen im Anschluss auf der Reifenbaumaschine im Bereich seiner Enden zu einem geschlossenen Ring aneinandergefügt wird. Ferner werden durch eine nicht exakte Ausrichtung auch weitere von einer exakten Zentrierung bzw. Ausrichtung abhängige Stationen, wie Gebläsestationen, der Einlaufrollengang, Rotationsübersetzer sowie die Chargenbildung vor dem Beladen und Ablageprozesse störungsanfälliger.
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Um eine exakt rechtwinklige Quertrennung bewirken zu können, wird daher der Laufstreifen der Quertrenneinrichtung zugeführt und dabei möglichst exakt in Förderrichtung zentriert, wobei bislang unterschiedliche Ausgestaltungen favorisiert werden. Eine Möglichkeit sieht vor, das streifenförmige Materialband, beispielsweise den Laufstreifen, über eine zylindrische Umlenkwalze zu führen, deren Rotationsachse zwecks Ausrichtung des Materialbandes mittels eines entsprechenden Antriebes verschränkt werden kann. Dabei muss jedoch bislang in Kauf genommen werden, dass die beispielsweise von einer Quertrenneinrichtung erzeugte Schnittlinie nicht exakt rechtwinklig zur Längsachse des Materialbandes verläuft. Ferner erfordert eine solche Vorrichtung eine aufwändige Meß- und Regeltechnik für die Umlenkwalze.
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Eine andere Möglichkeit der Zentrierung des Materialbandes sieht eine seitliche Führung des über die Umlenkrolle laufenden Materialbandes mittels Führungsscheiben vor, die das Materialband zwangsweise in der gewünschten Förderrichtung ausrichten. Insbesondere bei Laufstreifen weisen jedoch die Längsränder desselben sehr dünn ausgeformte und entsprechend empfindliche Bereiche, sogenannte Wings, auf, die durch die seitlichen Führungsscheiben leicht zusammengedrückt, verdreht oder beschädigt werden können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Förderung eines streifenförmigen Materialbandes im Zuge der Herstellung eines Fahrzeugluftreifens vorzuschlagen, die bei reduziertem Anlagenaufwand eine schonende und idealerweise selbsttätige Zentrierung des Materialbandes in Förderrichtung gewährleistet.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß die Ausgestaltung einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgeschlagen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der erfindungsgemäße Vorschlag sieht vor, dass das Materialband über mindestens eine rotierend gelagerte Umlenkrolle geführt wird, mittels der das Materialband in Förderrichtung ausgerichtet wird, wobei die Umlenkrolle mit fester Rotationsachse rotierend gelagert und ballig ausgeführt ist, dergestalt, dass sie in ihrem mittleren Bereich den größten Durchmesser aufweist und zu ihren axialen Enden hin symmetrisch mit sich verringern dem Durchmesser ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist die erfindungsgemäß vorgesehene Umlenkrolle so gestaltet, dass sie ausgehend von ihren axialen Enden zur Mitte hin jeweils symmetrisch zunehmende Durchmesser aufweist.
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Im Rahmen der Erfindung hat sich überraschend gezeigt, dass ein im Zuge der Herstellung eines Fahrzeugluftreifens über eine derartige Umlenkrolle geführtes streifenförmiges Materialband, beispielsweise ein Laufstreifen, sich selbsttätig exakt in der gewünschten Förderrichtung ausrichtet, ohne dass es einer mechanischen, von außen einwirkenden Steuerungskraft bedarf. Etwaige Abweichungen des Verlaufs des geförderten streifenförmigen Materialbandes werden während des Umlaufs um einen Teilumfang der erfindungsgemäß ballig ausgeführten Umlenkrolle selbsttätig ausgeglichen und das streifenförmigen Materialband hebt exakt in Förderrichtung ausgerichtet von der ballig ausgeführten Umlenkrolle ab.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Umlenkrolle kann beispielsweise aus einem Kunststoff- oder Metallmaterial hergestellt sein, welches nur geringe Adhäsionsneigung zum geförderten streifenförmigen Materialband aufweist.
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Nach einem Vorschlag der Erfindung weist die ballig ausgeführte Umlenkrolle eine Differenz des im mittleren Bereich vorgesehenen größten Durchmessers zu den kleinsten Durchmessern an den axialen Enden derselben von etwa 10-20 mm, beispielsweise 15 mm auf. Konkret kann eine solche Umlenkrolle einen größten Durchmesser von etwa 80 mm und entsprechend kleinste Durchmesser von etwa 65 mm aufweisen, ohne jedoch auf derartige Maße beschränkt zu sein. Die axiale Breite der Umlenkrolle unterliegt keiner generellen Beschränkung und wird je nach Format der geförderten streifenförmigen Materialbänder ausgewählt. Sofern es sich bei dem streifenförmigen Materialband um einen Laufstreifen handelt, ist eine Breite von etwa 600 mm ausreichend.
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Eine besonders zuverlässig und störungsfreie Ausrichtung und Zentrierung des streifenförmigen Materialbandes kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch erreicht werden, dass der mittlere Bereich der Umlenkrolle mit dem größten Durchmesser zylindrisch und symmetrisch zur Mittelsenkrechten durch die Umlenkrolle in einer vorbestimmten Breite ausgeführt ist. Beidseits dieses zylindrischen mittleren Bereiches verjüngt sich sodann die Umlenkwalze zu den axialen Enden hin zu den kleinsten Durchmessern.
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Die Breite des zylindrischen Bereichs wird in Abhängigkeit von der Breite des streifenförmigen Materialbandes gewählt und sollte bei typischen Laufstreifen etwa 30 bis 120 mm, beispielsweise 100 mm, betragen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nach einem Vorschlag der Erfindung vorteilhaft so eingesetzt werden, dass die Umlenkrolle im Bereich der Zuführung des Materialbandes zu einer Quertrenneinrichtung des Materialbandes angeordnet ist, sodass das Materialband stets in Förderrichtung exakt ausgerichtet der Quertrenneinrichtung zugeführt wird und insoweit exakt rechtwinklige Abschnitte in der Quertrenneinrichtung erzeugt werden. Durch die im Rahmen der Erfindung festgestellte selbsttätige Ausrichtung des Materialbandes in Förderrichtung zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung somit gegenüber dem Stand der Technik durch einen deutlich verringerten meß-und regelungstechnischen Aufwand aus, da keine Sensoren und aktiven Steuerungsmittel für die Korrektur der Ausrichtung des Materialbandes erforderlich sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt sich auch denjenigen Ausführungsformen überlegen, die mittels seitlicher Führungsscheiben auf den Lauf des Materialbandes in Förderrichtung Einfluss nehmen, da keinerlei Krafteinwirkung auf die empfindlichen Längsrandbereiche der Materialbahn mehr erforderlich ist.
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Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung auch im Bereich einer Kühlstrecke des Materialbandes vorgesehen sein, dergestalt, dass die Umlenkrolle zwischen aufeinanderfolgenden Förderbändern für das Materialband in der Kühlstrecke angeordnet ist.
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Im Zuge der Herstellung eines Fahrzeugluftreifens werden streifenförmige Materialbänder beispielsweise in Extrusionseinrichtungen oder Kalandern ausgeformt, wobei sie anschließend über eine Kühlstrecke geführt werden und von der erhöhten Herstellungstemperatur auf eine Weiterverarbeitungstemperatur, beispielsweise von über 80 °C auf etwa 30 °C heruntergekühlt werden müssen. Um den Platzbedarf einer solchen Kühlstrecke zu minimieren, bedient man sich hierbei häufig übereinander angeordneter, aufeinander folgender Förderbänder, über die die Materialbahn sukzessive geführt wird. Hierbei kommt der exakt synchronen Einstellung der Fördergeschwindigkeit der einzelnen aufeinanderfolgenden Förderbänder große Bedeutung zu, wobei darüber hinaus ebenfalls eine exakt in Förderrichtung ausgerichtete Förderung angestrebt wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der ballig ausgebildeten Umlenkrolle gewährleistet bei Anordnung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Förderbändern der Kühlstrecke eine exakt in Förderrichtung selbsttätig ausgerichtete Übergabe des Materialbandes von dem vorausgehenden auf das nachfolgende Förderband, wobei nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen sein kann, dass die Umlenkrolle im Bereich ihrer axialen Enden rotierend an Schwenkarmen gelagert ist und eine Messeinrichtung zur Abstandsmessung des über die Umlenkrolle geführten Materialbandes vorgesehen ist, mittels derer die Fördergeschwindigkeit mindestens eines der Förderbänder in Abhängigkeit vom gemessenen Abstand des Materialbandes zu Messeinrichtung regelbar ist. Beispielsweise wird sich bei einer zu geringen Fördergeschwindigkeit des nachfolgenden Förderbandes ein entsprechender Materialstau des von dem vorangehenden Förderband über die erfindungsgemäße Umlenkrolle übergebenen Materialbandes einstellen, mit der Folge, dass der Abstand zur Messeinrichtung entsprechend verändert wird. Durch eine entsprechende Anpassung der Fördergeschwindigkeit kann dies leicht korrigiert werden. Ebenso wird sich bei einer zu hohen Fördergeschwindigkeit des nachfolgenden Förderbandes ein entsprechender Zug auf das Materialband mit einer dementsprechend ebenso erfassbaren Abstandsänderung zur Messeinrichtung einstellen, was ebenfalls durch eine entsprechende Anpassung der Fördergeschwindigkeit ausgeregelt werden kann.
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In jedem Fall gewährleistet die erfindungsgemäße Vorrichtung dabei eine exakt in Förderrichtung verlaufende Ausrichtung des geführten streifenförmigen Materialbandes, bei dem es sich beispielsweise um einen Laufstreifen eines Fahrzeugluftreifens handeln kann.
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Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen:
- 1a eine schematische Aufsicht auf eine erste Ausführungsform der Erfindung;
- 1b die Darstellung der Umlenkrolle gemäß 1 in weiteren Details;
- 2 eine schematische Aufsicht auf eine Ausführungsform gemäß Stand der Technik;
- 3 eine schematische Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform gemäß Stand der Technik;
- 4 in perspektivischer schematischer Darstellung eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
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In der 2 ist in einer schematischen Aufsicht eine Vorrichtung zur Förderung eines streifenförmigen Materialbandes 1 nach dem Stand der Technik dargestellt, wie sie beispielsweise im Rahmen der Fertigung eines Fahrzeugluftreifens zum Einsatz kommt. Bei dem Materialbandes 1 kann es sich beispielsweise um einen Laufstreifen handeln.
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Das Materialband 1 wird zum Zwecke der Konfektionierung vorgelagert zu einer Reifenbaumaschine aus einem nicht dargestellten Materialspeicher unter teilweiser Umschlingung um eine zylindrische Umlenkrolle 5 geführt und gelangt von dort auf eine Förderbahn 7, über welche das Materialband in einer Förderrichtung F einer Quertrenneinrichtung 3 zugeführt und von dieser zu einem entsprechenden Abschnitt abgelängt wird.
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Damit die Quertrenneinrichtung 3 einen exakt rechtwinklig zur Förderrichtung F verlaufenden Schnitt durch das Materialband 1 bewirken kann, kommt der exakten Ausrichtung und Zentrierung des Materialbandes 1 auf der Förderbahn 7 maßgebliche Bedeutung zu. Um diese Ausrichtung zu gewährleisten, kann die Umlenkrolle 2 mittels eines Lenkantriebes 50 nach Maßgabe eines hier nicht dargestellten Sensors um einen Steuerwinkel 500 in Bezug auf die Förderbahn 7 verschränkt werden, um eventuelle Schwankungen der Ausrichtung der Materialbahn 1 aus der exakten gewünschten Förderrichtung F ausgleichen und die Materialbahn 1 in Förderrichtung F zu zentrieren bzw. auszurichten. Dabei stellt sich jedoch häufig der in 2 dargestellte schlangenlinienförmige Verlauf der Materialbahn 1 ein, der im Bereich der Quertrenneinrichtung 3 zu Winkelfehlern des erzeugten Quertrennschnittes im Vergleich zur gewünschten exakt rechtwinkligen Schnittlinie führt.
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Bei einer anderen, aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung gemäß 3 wird das Materialband 1 zusätzlich zur Führung über die Umlenkrolle 2 seitlich zwischen Führungsscheiben 6 fixiert, die an den Längsrändern 10 des Materialbandes 1 seitlich zur Anlage kommen und das Materialband 1 zwangsweise in Förderrichtung F ausrichten und zentrieren. Dadurch wird zwar eine exakt rechtwinklige Zuführung zur Quertrenneinrichtung 3 gewährleistet, jedoch werden mit Pfeilen dargestellten seitliche Kräfte auf die Längsränder 10 beim Auftreten von Ausrichtungsschwankungen ausgeübt, die die mitunter empfindlichen, da besonders dünnwandig ausgeführten Längsränder 10, die sogenannten Wings, leicht beschädigen oder umklappen, was außerordentlich unerwünscht ist.
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Es wird daher gemäß 1a in Abwandlung der aus dem Stand der Technik gemäß 2 und 3 bekannten Vorrichtungen vorgeschlagen, das streifenförmige Materialband über eine erfindungsgemäß gestaltete Umlenkrolle 2 unter teilweiser Umschlingung derselben der Förderbahn 7 zuzuführen, wobei die Umlenkrolle 2 im Bereich ihres Außenumfanges ballig ausgeführt ist, wie in näheren Einzelheiten auch aus der 1b ersichtlich ist.
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Demgemäß ist die Umlenkrolle 2 gemäß 1b mit einer ortsfest angeordneten Rotationsachse 200 rotierend gelagert und weist in ihrem mittleren Bereich 20 ihren größten Durchmesser D1 auf, der sich symmetrisch zu den beiden axialen Enden 21, 22 hin zu den jeweils kleinsten Durchmessern D2 verjüngt. Der mittlere Bereich 20 ist seinerseits symmetrisch zur Mittelsenkrechten M durch die Umlenkrolle 2 als zylindrischer Abschnitt mit dem konstanten größten Durchmesser D1 ausgeführt.
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Im Rahmen eines Ausführungsbeispiels zur Führung eines Laufstreifens eines Fahrzeugluftreifens als Beispiel eines geeigneten streifenförmigen Materialbandes weist die ballige Umlenkrolle 2 eine axiale Breite von etwa 600 mm auf, wobei der größte Durchmesser D1 etwa 80 mm und der kleinste Durchmesser D2 etwa 65 mm beträgt, sodass die Differenz des größten Durchmessers D1 zum kleinsten Durchmesser D2 etwa 15 mm beträgt. Der zylindrische mittlere Bereich weist eine axiale Breite B von etwa 100 mm auf.
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Durch eine solche Ausgestaltung einer Umlenkrolle 2 mit balliger Außenkontur wird eine selbsttätige Zentrierung und Ausrichtung des teilumschlingend und über die Umlenkrolle 2 geführten Materialbandes 1 in Förderrichtung F gewährleistet, ohne dass es seitlicher Führungsscheiben 6 oder eines aktiven Lenkantriebes 50 bedarf. Dementsprechend sind bei geringstem baulichem Aufwand exakt rechtwinklige Schnitte einer Quertrenneinrichtung 3 durch die ausgerichtete Materialbahn 1 erzielbar.
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Die vorangehend erläuterte Vorrichtung eignet sich jedoch nicht nur zur Integration in die Zuführung einer Quertrenneinrichtung 3 gemäß 1a, sondern kann auch im Rahmen einer Kühlstrecke 4 des Materialbandes 1 nach dessen Herstellung eingesetzt werden, was in 4 dargestellt ist.
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Das in nicht näher dargestellter Weise zum Beispiel von einer Extrusions- oder Kalandereinrichtung hergestellte Materialband 1 wird über ein erstes Förderband 40 unter Temperaturabnahme geführt und am Ende des Förderbandes 40 auf ein nachfolgendes weiteres Förderband 41 zur weiteren Kühlung übergeben, welches sich unterhalb des Förderbandes 40 befindet und in entgegengesetzter Richtung umläuft. Dabei ist nicht nur eine exakte Ausrichtung des Materialbandes 1 in Förderrichtung F erforderlich, sondern die entgegengesetzt gerichteten Umlaufgeschwindigkeiten der Förderbänder 40, 41 müssen auch exakt synchronisiert sein, um einen unerwünschten Zug auf das Materialband 1 oder einen Materialstau im Übergabebereich zwischen den Förderbänder 40 und 41 zu vermeiden.
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Zu diesem Zweck ist das Materialband 1 im Übergabebereich vom Förderband 40 auf das Förderband 41 teilweise umschlingend um den Umfang der ballig ausgebildeten Umlenkrolle 2 ausgeführt, die analog zum Ausführungsbeispiel gemäß 1b ausgebildet ist. Dabei ist die Umlenkrolle 2 axial endseitig an Schwenkarmen 42, 43 gehaltert, die mittels eines Schwenkantriebes 45 gemäß Pfeil P1 verschwenkt werden können, sodass die Umlenkrolle 2 gemäß Pfeil P2 gegenläufig verschwenkt werden kann.
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Zu Beginn des Fördervorgangs der Materialbahn 1 über die Förderbänder 40, 41 kann somit die Umlenkrolle 2 in den Übergabebereich zwischen den Förderbänder 40, 41 eingeschwenkt werden, sodass die Materialbahn 1 teilweise umschlingend über die ballig ausgeführte Außenkontur der rotierend gelagerten Umlenkrolle 2 verläuft. Es stellt sich somit selbsttätig die bereits anhand des Ausführungsbeispiels in der 1a erläuterte Ausrichtung und Zentrierung der Materialbahn 1 in der gewünschten Förderrichtung Fein.
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Darüber hinaus kann der Abstand der über die Umlenkrolle 2 geführten Materialbahn 1 von einem Referenzpunkt in Gestalt einer geeigneten Messeinrichtung 44 fortlaufend ermittelt werden, womit die Fördergeschwindigkeit mindestens eines der Förderbänder 40, 41 exakt auf die gewünschte Geschwindigkeit regelbar ist. Beispielsweise kann die Geschwindigkeit des nachgeordneten Förderbandes 41 auf diese Weise exakt an die Geschwindigkeit des vorgelagerten Förderbandes 40 angepasst werden. Läuft das Förderband 41 mit einer zu geringen Geschwindigkeit in Bezug auf die Geschwindigkeit des Förderbandes 40, staut sich das Materialband 1 im Übergabebereich zwischen den beiden Förderbändern 40, 41 im Bereich der Führung über die Umlenkrolle 2 entsprechend auf und führt zu einem sich vergrößernden Abstand zur Messeinrichtung 44. In diesem Falle kann die Fördergeschwindigkeit des Förderbandes 41 insoweit erhöht werden, bis die Messeinrichtung 44 den voreingestellten Abstand zur Materialbahn 1 detektiert.
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Läuft das Förderband 41 hingegen mit einer zu hohen Geschwindigkeit in Bezug auf die Geschwindigkeit des Förderbandes 40, wird das Materialband 1 im Übergabebereich zwischen den beiden Förderbändern 40, 41 an der Umlenkrolle 2 unter stärkere Zugspannung gesetzt, sodass sich der Abstand zur Messeinrichtung 44 verringert. In diesem Falle kann die Fördergeschwindigkeit des Förderbandes 41 so weit verringert werden, bis die Messeinrichtung 44 den voreingestellten Abstand zur Materialbahn 1 detektiert.
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In jedem Fall ist neben der exakten Einstellung der Fördergeschwindigkeiten der aufeinanderfolgenden Förderbänder 40, 41 stets eine exakt in Förderrichtung F verlaufende Ausrichtung der Materialbahn 1 gewährleistet.
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Die vorangehend erläuterte Vorrichtung gestattet von daher eine exakt in der gewünschten Förderrichtung F erfolgende Förderung eines streifenförmigen Materialbandes im Zuge der Herstellung eines Fahrzeugluftreifens, die trotz einfachem Aufbau eine deutlich erhöhte Produktionsgenauigkeit und Betriebssicherheit mit sich bringt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Materialbandes
- 2
- Umlenkrolle
- 3
- Quertrenneinrichtung
- 4
- Kühlstrecke
- 6
- Führungsscheiben
- 7
- Förderbahn
- 10
- Längsränder
- 20
- mittlerer Bereich
- 21
- axiales Ende
- 22
- axiales Ende
- 40
- Förderband
- 41
- Förderband
- 42
- Schwenkarm
- 43
- Schwenkarm
- 44
- Messeinrichtung
- 45
- Schwenkantrieb
- 50
- Lenkantrieb
- 200
- Rotationsachse
- 500
- Steuerwinkel
- B
- Breite des mittleren Bereichs
- D1
- größter Durchmesser
- D2
- kleinster Durchmesser
- F
- Förderrichtung
- M
- Mittelsenkrechte
