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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Schrumpfung
in Längsrichtung eines in Längsrichtung bewegten Streifens aus einer spritzwarmen
Kautschukmischung oder einem gleichartigen Material, insbesondere eines Streifens
zum Zuschneiden von maßgerechten Rohlaufstreifen, bei dem der Streifen in einem
der Schrumpfung des Streifens in Längsrichtung bis zum Abkühlen entsprechenden Maße
in der Längsrichtung gestaucht wird, indem der auf einer bogenförmigen Bahn bewegte
Streifen von seiner Auflageseite aus in zunehmendem Maße abgebremst wird.
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Es sind bereits früher Versuche gemacht worden, das Schrumpfen von
Profilstreifen für die Reifenherstellung dadurch zu begrenzen, daß man die Streifen
durch eine lange Fördereinrichtung schickte, wobei die Streifen zum Schrumpfen entweder
frei hingen oder in Berührung mit den Förderbändern waren.
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Derartige Anlagen erfordern sehr viel Platz, ohne daß die wünschenswerte
Verringerung der Schrumpfung zu erzielen ist.
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Auch Versuche, das Schrumpfen durch Erwärmen des Streifens beim Durchgang
durch eine Fördereinrichtung entweder durch Beheizen eines Teils des Förderers oder
durch eine äußere Wärmequelle, wie Infrarotlampen, zu vervollständigen, waren nicht
durchgehend erfolgreich und haben andere Schwierigkeiten, wie einen halbvulkanisierten
Zustand einzelner Stellen des Streifens, hervorgerufen, der von einer übermäßigen
Erwärmung herrührte, wenn der Förderer aus irgendeinem Grund stillgesetzt wurde.
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Es ist auch bereits eine Vorrichtung zum Speichern von dicken und
profilierten Bändern aus plastischen Stoffen, beispielsweise von Rohlaufstreifen
für die Herstellung von Luftreifen, mit einer Trommel bekannt, auf der die Bänder
gemeinsam mit einem Mitläuferband, das von einer zugeordneten Hilfstrommel abgewickelt
wird, aufgewickelt werden.
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Da sich Mitläuferbänder aus starkem Papier oder Aluminiumfolie nicht
bewährt hatten, soll das Mitläuferband z. B. aus Stahlblech mit im auf der Trommel
aufgewickeltem Zustand quer zur Wickelrichtung ausreichender Steifigkeit zum Abstützen
der Bänder bestehen. Die Verwendung eines Mitläuferbandes ist eine umständliche,
raumbeanspruchende und kostspielige Maßnahme, die schon aus wirtschaftlichen Gründen
zu vermeiden ist.
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Ebenfalls bekannt ist das Stauchen eines Laufstreifens auf einer
Vorrichtung mit einer Anzahl von Förderrollen, die zunehmend kleinere Durchmesser
haben und ihren Antrieb von einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung erhalten. Die
bekannte Vorrichtung zeigt jedoch die Anordnung der Rollenachsen auf einer konvexen
Kurve. Infolge des zuerst erfolgenden Aufwärtslaufens und des anschließenden Abwärtslaufens
des Streifens wird die nicht in Berührung mit den Förderrollen kommende Fläche des
Streifens gedehnt, also nicht zusammengedrängt oder gestaucht, wie es nötig wäre,
um die Schrumpfung zu beseitigen, während die auf den Förderrollen aufiiegende Unterseite
des Streifens durch die sich zunehmend verringernde Umfangsgeschwindigkeit der Rollen
etwas gestaucht wird. Die Folge ist, daß die nicht auf den Förderrollen aufliegende
Fläche des Streifens sich merklich gegenüber der die Rollen berührenden Fläche längt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nachträgliche Schrumpfung
eines in Längsrichtung
wandernden Streifens der genannten Art zu verhindern.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Streifen durch Führung
auf einer in Richtung der Schwerkraft ausgewölbten Bahn über den ganzen Querschnitt
gestaucht wird.
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Dadurch wird erreicht, daß sowohl die auf den Tragrollen aufliegende
Fläche des Streifens als auch die den Tragrollen abgewandte Fläche ohne Zuhilfenahme
besonderer Vorrichtungen gleichmäßig gestaucht werden.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens mit einer Anzahl von gemeinsam über eine endlose Kette antreibbaren Tragrollen
für den bewegten Streifen, die parallel zueinander in einer bogenförmigen Kettenlinienbahn
angeordnet sind und deren Außendurchmesser in Laufrichtung des bewegten Streifens
zunehmend kleiner sind.
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Gemäß der Erfindung ist die bogenförmige Bahn der Tragrollen in der
Mitte tiefer als an den Enden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung
ist in der Zeichnung wiedergegeben, in der F i g. 1 eine schematische Seitenansicht
der Vorrichtung mit teilweise weggelassenen Teilen zur deutlicheren Wiedergabe von
Einzelheiten der Bauart, Fig. 2 ein Teilquerschnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1 mit
Einzelheiten von senkrechten Seitenstützen und einer Anordnung zum Befestigen einer
der angetriebenen Tragrollen und Fig. 3 eine Teilansicht einer Einzelheit der Fig.
1 in größerem Maßstab und zum Teil im Schnitt ist.
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Das Verfahren wird in seiner bevorzugten Ausführung auf die Zubereitung
von Reifenprofilstreifen aus Elastomeren in Form vorgeschrumpfter, bestimmter Längen
angewandt, deren jede für eine Reifenkarkasse ohne weiteres endgültiges Zuschneiden
oder Strecken benutzbar ist. Das Verfahren besteht darin, das Elastomer in warmem,
plastischem Zustand durch eine Formeinrichtung, z. B. einen Extruder und/oder Formwalzen,
zu drücken, so daß es als ein länglicher, durchgehender Streifen von richtigem Querschnitt
austritt. Der so geformte Streifen wird dann über eine Reihe angetriebener Tragrollen
geschickt, die in der Laufrichtung des Streifens zunehmend kleinere Umfangsgeschwindigkeiten
haben. Das bedingt eine zunehmende Verzögerung der Längsbewegung des Streifens,
während er noch eine höhere Temperatur hat, wodurch ein verstärktes Schrumpfen des
Streifens bewirkt wird, dessen Ausmaß so ist, daß es im wesentlichen kein zusätzliches
Schrumpfen nach dem Abkühlen des Streifens mehr gibt.
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Eine Ausführungsform der Vorrichtung 10 zum Durchführen des Verfahrens
ist in Fig. 1 und 2 wiedergegeben und hat einen Rahmen mit in Abständen angeordneten
Pfosten 11, an denen obere Längsträger 12 und untere Längsträger 13 befestigt sind.
An den oberen Längsträgern 12 sind in Abständen Seitenstützen 14 angebracht.
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In Lagern 15, die in den Seitenstützen 14 sitzen, sind eine Anzahl
Tragrollen 16 gelagert. Die Tragrollen in der Mitte der Vorrichtung 10 haben Durchmesser,
die zunehmend von links nach rechts in F i g. 1 kleiner werden, und ganz gleiche
Kettenräder 17 an ihren Enden 18, die durch die senkrechten Seitenstützen 14 hindurchgehen.
Über die Kettenräder 17 läuft eine Antriebskette 19, die ebenso über
lose
Räder 20 und 21 und ein Triebrad 22 läuft. Das Triebrad 22 wird unmittelbar von
einem Untersetzungsgetriebe 23 angetrieben, das mit einem nicht gezeichneten Motor
verbunden ist.
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Die Tragrollen 16 sind so angeordnet, daß die geometrischen Orte
ihrer Achsen eine konkave Kurve bilden, die vorzugsweise eine Kettenkurve ist. Bekanntlich
ist die Kettenlinie die natürliche Linie, die von einer nur an ihren Enden gehaltenen
Kette gebildet wird. Da die Kettenräder 17 an jeder Tragrolle 16 genau gleich sind,
folgt daraus, daß die Antriebskette 19 sich ebenfalls der von den Tragrollenachsen
bestimmten Kettenlinie angleicht. Infolgedessen faßt die Kette auf die Kettenräder
17 gleichmäßig in der Weise, daß die Notwendigkeit von dazwischengesetz ten Kettenspannrollen
entfällt, was ein engeres Zusammenrücken der Tragrollen 16 gestattet. Falls ein
noch engeres Aneinanderrücken wünschenswert ist, kann abwechselnd jede Tragrolle
16 ein Kettenrad 17 auf der anderen Seite haben, das dann von einer zweiten Antriebskette
19 in nicht dargestellter Weise angetrieben wird. Das ist deswegen wünschenswert,
weil die Zwischenräume zwischen den Tragrollen 16 nicht so groß sein sollen, daß
das heiße und pla--stische Elastomer, das gestaucht wird, sich merklich zwischen
den Tragrollen durchhängen kann. Ein derartiges Durchhängen würde infolge der auf
das Elastomer wirkenden Schwerkraft eine Längsstreckung des Elastomers hervorrufen
und damit den Zweck der Vorrichtung zunichte machen.
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Die Antriebskette 19 wird gleichzeitig über allen Kettenrädern 17
gespannt, indem das Rad 21 nach oben bewegt wird, wie Fig. 1 zeigt. Dies wird dadurch
ermöglicht, daß das Rad 21 drehbeweglich von einem Schlitten 25 getragen wird. Der
Schlitten25 sitzt gleitend in einem Führungsarm 26, der auf dem unteren Längsträger
13 sitzt. Eine Schraube 27, die durch zueinander ausgerichtete Schlitze 28, den
Schlitten 25 und den Führungsarm 26 hindurchgeht, hat eine Mutter 29 zum Festschrauben
der Teile in der ausgerichteten Stellung.
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Die Vorrichtung 10 kann mit jeder gewünschten Vorrichtung zum Formen
von Elastomeren in Streifenform in plastischem Zustand benutzt werden. Eine derartige
Formvorrichtung ist so aufgestellt, daß der Streifen 30, der aus ihr kommt, unmittelbar
auf die Vorrichtung 10 gelangt, wobei die Laufrichtung des Streifens 30 rechtwinklig
zur Achse der Tragrollen 16 ist.
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Im Betrieb gelangt der Streifen 30 aus einem Extruder auf sich frei
drehende Tragrollen 16a der Vorrichtung, die auf einer Verlängerung der geometrischen
Orte der Achsen der Tragrollen 16 liegen, und läuft darüber zu den angetriebenen
Tragrollen 16. Frisch ausgepreßt ist der Streifen 30 in warmem, halbplastischem
Zustand. Weil alle Tragrollen 16 gleiche Kettenräder 17 haben, werden sie mit derselben
Drehzahl angetrieben. Weil aber ihre Durchmesser schrittweise in Laufrichtung des
Streifens 30 abnehmen, wird die Umfangsgeschwindigkeit schrittweise verringert.
Diese schrittweise Verringerung der Umfangsgeschwindigkeit der Tragrollen 16 zwingt
den Streifen 30, sich in Längsrichtung zusammenzuziehen, wenn er über die Tragrollen
16 läuft, und erzwingt damit ein Schrumpfen des Streifens 30, so daß die Spannungen,
die im Streifen beim Auspressen erzeugt wurden, beseitigt werden. Dadurch, daß der
Streifen der durch die Tragrollen 16 und 16a gebil-
deten Kettenlinie folgt, legt
die in Berührung mit den Tragrollen kommende Seite des Streifens 30 einen größeren
Weg als die gegenüberliegende zurück, welche einer geschwungenen Bahn von kleinerem
Durchmesser folgt. Auf diese Weise wird der obere Teil des Streifens 30 durch die
geschwungene Bahn, der er folgt, und der untere Teil des Streifens durch die Wirkung
der Tragrollen 16 gestaucht.
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Beim Verlassen der angetriebenen Tragrollen 16 läuft der Streifen
30 über sich frei drehende Tragrollen 16 b und wird von der Vorrichtung über eine
weitere Bearbeitungsanlage mittels eines Förderers 35 abgenommen.
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Das folgende Sonderbeispiel dient zu einer Erläuterung der Größe
der Stauchung, die durch Benutzung der Vorrichtung erreichbar ist. Bei einer bevorzugten
Ausführung umfaßt die Vorrichtung 10 Tragrollen 16, deren Achsen gleichbleibend
90 mm voneinander entfernt sind. Die erste oder Eingangsrolle hat einen Außendurchmesser
von 56 mm. Jede folgende Tragrolle hat einen um 0,25 mm kleineren Außendurchmesser,
so daß die letzte oder Ausgangsrolle einen Außendurchmesser von 50 mm hat. Weil
die Tragrollen ganz gleiche Kettenräder haben und unmittelbar von einer gemeinsamen
Kette angetrieben werden, haben sie dieselbe Winkelgeschwindigkeit, aber verschiedene
Umfangsgeschwindigkeit. Bei einer Umfangsgeschwindigkeit der ersten Tragrolle von
13 500 mm/min hat die letzte Tragrolle eine Umfangsgeschwindigkeit, die sich nach
der folgenden Formel errechnet: dl ~ 13500 d2 X 13500d2 = l2OOOmm/min. dl Infolgedessen
wird ein über den als Beispiel genannten Tragrollensatz laufender Streifen um 11,11
0/o gestaucht. Selbstverständlich können die Anzahl der Tragrollen, die Abmessungen
und die Geschwindigkeiten, die in diesem besonderen Beispiel gegeben sind, geändert
werden, weil es bei Kenntnis der Schrumpfcharakteristik eines elastischen Stoffes,
der zu verarbeiten ist, leicht ist, die erforderlichen Stufenunterschiede in den
Tragrollendurchmessern zu bestimmen, um eine Restschrumpfung zu beseitigen; bei
Kenntnis der plastischen Eigenschaften des Stoffes kann der entsprechende Tragrollenabstand
bestimmt werden. Bei richtiger Wahl dieser Größen ist die Schrumpfung in Reifenprofilen
beseitigt worden, und zwar so weit, daß die Länge des gewünschten fertigen Profilstreifens
auch 24 Stunden nach dem Strangpressen nur um er +16 mm, für die Standardgrößen
von Fahrzeugreifen, schwankt. Unregelmäßigkeiten infolge durch die Streifendicke
bedingter unvollkommener Schrumpfung sind ausgeschaltet worden, während eine Schwankung
in der Größenordnung von 150 bis 170 mm und sonstige Unregelmäßigkeiten infolge
der Profildicke üblich waren, wenn der Profilstreifen ohne die Vorteile dieser Vorrichtung
bearbeitet wurde.