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"Hilfsvorrichtung für die serienmäßige Herstellung von verstärktem,
biegsamen Verbundmaterial in Zahnform Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hilfsvorrichtung
für die Herstellung von verstärktem und biegsamen Verbundmaterial in Bahnform und
gefaßt sich insbesondere mit der Fabrikation von mit Stahldraht verstärkten Gummibahnen,
die bei der Herstellung von Fahrzeugreifen Verwendung finden.
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Die mit Stahldraht verstärkte Gummibahn wird durch die Einführung
parallel laufender Drähte zwischen zwei Gummibahnen, die von getrennten Zuführeinrichtungen
gegenseitig zum Anliegen gebracht werden und dadurch, daß das so gebildete Verbundnaterial
zwischen Kalanderwalzen hindurchgeführt wird, um die beiden Bahnen mit den dazwischen
eingelegten Drähten miteinander zu verbinden, gebildet. Hierdurch entsteht eine
Bahn eines verstärkten Verbund- oder Sandwichmaterials, welches dann für die spätere
Fabrikation von Reifen benötigt wird.
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Solche als Schichtmaterial hergestellten Bahnen werden norialerweine
in großen Längen von erheblicher Breite fabriziert und anschließend in Stücke geschnitten,
um
einzelne Reifen hersustellen, wobei die Verstärkungsdrähte parallel
dicht nebeneinander in Längsrichtung des Verbundmaterials liegen. Hierfür ist erforderlich,
daß eine große Zahl von Drähten, und zwar je nach der Breite der hergestellten Bahn
600 bis 1000 oder mehr einzelne Drähte kontinuierlich und mit dem richtigen gegenseitigen
Abstand zwischen die einzelnen Guimibahnen einlaufen müssen, sobald letstere mit
ihren Flächen aufeinandergelegt werden 3 das hat zu erhebliohen Schwierigkeiten
bei der Regulierung der Zufuhr der Drähte zu der Einrichtung geführt, in welcher
die Verbundbahnen hergestellt werden.
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Ein System für die Kontrolle der Zuführung der Drähte besteht darin,
daß jeder Draht von einer eigenen und drehbar gelagerten Rolle über eine komplizierte
Anordnung von Führungsrollen zu einem Kamm geführt wird, welcher sämtliche Drähte
in einer Ebene und mit dem gewünschten Abstand voneinander ausrichtet, wobei die
Drähte von diesem Kamm dann der Einrichtung zugeleitet werden, welche die Bahnen
führt.
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Dieses System besitzt jedoch viele Nachteile. 600 bis 1000 oder mehr
einzeln montierte Drahtspulen erfordern nämlich sehr viel Platz in der Reifenfabrik,
und es ist eine erhebliche Zahl an Arbeitskräften erforderlich, um die Spulen in
regelmäßigen Zeitabständen in Empfang zu nehmen, aufzusetzen, abzunehmen und abzulegen,
was offengiohtliche wirtschaftliche Nachteile mit sich bringt und für einen langsamen
Ablauf der Produktion
verantwortlich zu machen ist. Darüberhinaus
ist es wichtig, daß die Drähte während des Zeitraumes, der zwischen ihrer Herstellung
und ihrer Einbettung in der Verbundbahn vergeht, gegen Korrosion geschützt werden
müssen. Infolgedessen müssen die Drahtspulen in teuren und hermetisch abgeschlossenen
Behältern angeliefert werden, die wieder an den Drahthersteller zurückgegeben werden
müssen, wobei auch der Raum in der Reifenfabrik, wo die Drahtspulen während der
Benutzung montiert werden, unter genau kontrollierten klimatischen Bedingungen stehen
muß.
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Das Merkm4 eines anderen Systems, durch welches viele der vorgenannten
Nachteile in Fortfall kommen, ist das, daß die dem Reifenhersteller angelieferten
Drähte nicht auf getrennten Spulen sondern in Form eines Drahtgewebes geliefert
werden, bei welchem die Kette durch die Drähte gebildet wird, die erforderlich sind,
um die Verbundbahn herzustellen, Diese Stränge werden durch den Schuß in ihrem richtigen
Abstand zueinander gehalten und ein solches Drahtgeflecht kann deshalb direkt von
der Vorratsrolle zwischen die einzelnen Gunibahnen eingeführt werden, ohne hierfür
einen Kamm zu benötigen.
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Dieses System hat aber auch seine Nachteile. Besonders ergeben die
Schußdrähte keinen Nutzeffekt in der Verbundbahn, und es ergibt sich die Tatsache,
daß deren Gewioht auf ein unerwünschten Maß gesteigert wird, während auch die Herstellung
des Drahtgewebes mit einem langsamen und teuren Verfahren verbunden ist. Außerdem
müssen die Rollen der Drahtgewebe während der Verarbeitung ausgetauscht werden,
sobald es
erwünscht ists eine Verbundbahn herzustellen, in welcher
sich die Dichte oder die einzelne Dicke der Verstärkungsdrähte innerhalb der Länge
der Verbundbahn i6ndertO Außerdem stellt das Vorhandensein der Schußdrähte eine
Behinderung für die Biegung der verstärkenden Drahtgewebe dar, wenn diese in eine
andere relative Lage gebracht werden müssen, wie dies bei der anschließenden Formung
von Reifen aus der Verbundbahn erwünscht ist.
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-Es ist das primäre Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung
zu erstellen, mit welcher die meisten der vorgenannten Nachteile bisheriger Systeme
in Fortfall kommen oder wesentlich eingeschränkt werden.
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Demgemäß wird entsprechend der Erfindung eine Vorratsepule vorgesehen,
die eine große Zahl von einzelnen und nicht miteinander verbundenen Drahtsträngen
aufnimmt, die sich für den erfindungsgemäßen Zweck eignen, wobei jeder dieser Stränge
für sich und parallel mit sämtlichen anderen Strängen aufgespult ist, und wobei
wenigstens eine dünne Folie eines biegsamen Materials sich axial über die Spule
erstreckt und auf dieser zusammen mit den genannten Strängen gewickelt wird, wodurch
die aufeinanderfolgenden Lagen oder Spulen von Drahtsträngen voneinander getrennt
werden.
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Mit dem Begriff n eine große Zahl n von Drahteträngen, der oben benutzt
wurde, wird eine Zahl von Strängen gemeint, die ausreicht, um sämtlich. oder einen
wesentlichen Anteil der Verstärkungedrähte für das verstärkte Verbundmaterial zu
liefern,
wobei das Verbundmaterial eine Breite hat, in welcher es
normalerweise hergestellt wird. Wie bereits erwähnt, kann eine solche Verbundbahn
600 bis 1000 oder noch mehr einzelne Drahtstränge enthalten.
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Die Drahtstränge werden in einer bestimmten Ordnung oder Anordnung
auf die Spule aufgewickelt, in welcher sie den Kalanderwalzen zwecks Verbindung
mit den Verbundbahnen des biegsamen materials zugeführt werden, wie beispielsweise
Gummi, die zusammen mit den Drähten die endgültige verstärkte Verbundbahn bilden.
Die dünne Folie biegsamen Materials, welche die aufeinanderliegenden Lagen von Drahtsträngen
auf der Spule trennt, wird vorzugsweise aus einer einzigen Bahn bestehen, so daß
die Folie ununterbrochen von Draht getrennt werden kann, wenn die Drahtstränge von
der in Gebrauch befindlichen Spule abgenommen werden. In einer vergleichsweise einfachen
Forn der Erfindung wird jede getrennte Drahtrolle auf der Spule unmittelbar neben
und in Berührung mit der bensohbarten Spule aufgelegt, und eine einzelne oder doppelte
Schicht des genannten dünnen biegsamen Folienmaterials wird in ausgebreiteter Form
zwischen die nebeneinanderliegenden Lagen von Draht auf der Spule eingebracht. Eine
solche Anordnung hat den Vorteil, daß eine gewisse Zahl von Drahtsträngen dicht
nebeneinandergepsokt auf einer vergleichsweise kurzen Spule geliefert werden kann,
was sowohl hinsichtlich der Kosten der Spule als auch hinsichtlich ihrer Lagerung,
ihres Transportes und der Leichtigkeit, mit welcher sie gehandhabt werden kann,
ron Vorteil ist.
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Es ist bei einer solchen Anordnung jedoch erforderlich, daß die Drahtstränge
zwischen der Spule und den Kalanderwalzen durch einen Kan geführt werden, um die
Stränge in den gewünschten Abstand voneinander zu bringen, ehe sie in die Verbundbahn
eingelegt werden.
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In dieser Form der Erfindung ist der Hauptzweck der Schicht von dünnem,
biegsamen Folienmaterial, welches zwischen jeder Drahtlage auf der Spule liegt,
irgendwelche Oberflächenungenauigkeiten in solchen Lagen auszugleichen, die sich
aufgrund der leichten Schwankungen der Dicke der einzelnen Drahtstränge ergeben
können, wobei solche Schwankungen, wenn sie nicht auf diese Weise beseitigt würden,
zu Unterschieden in den Längen der betreffenden auf die Spule aufgewickelten Drähten
führen würden. Irgendwelche derartigen Differenzen in der Länge der entsprechenden
Stränge sind unerwünscht, da dann, wenn eine oder mehrere der Drahtrollen auf der
Spule zu früh aufgebraucht würden, dann fehlen und was bei der großen Zahl der in
Benutzung befindlichen Drahtstränge nicht bemerkt werden würde, was dann zu einer
Schwächung des FertigerzeugnisBes führen könnte. Um also den erwünschten Effekt
zu erzielen, wird das genannte Folienmaterial vorzugsweise dehnbar sein müssen,
und es müßte aus einem geeigneten und dehnbaren synthetisohen Kunststoffmaterial,
aus Gummi, einem Textilmaterial oder beispielsweise auch aus Papier bestehen. Da
Folienmaterial dient auch dazu, den Draht in einem gewissen Umfang gegen die durch
die Atmosphäre bedingte Korrosion zu sohütsen.
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In der beschriebenen Form der Erfindung ist der Abstand zwischen den
Endflanschen der Spule selbst vorzugsweise verstellbar, so daß dann, wenn alle Drahtrollen
auf die Spule gewickelt sind, der eine oder der andere dieser Flansche nach innen
verschoben und so festgesetzt werden kann, daß die Drahtrollen aneinandergedrückt
werden und dasit eine unerwünschte Verlagerung der Wickel entlang der Spule unterbunden
wird.
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Gemäß einer anderen Form der Erfindung sind die einzelnen Drahtrollen
auf der Spule in gewissen Abständen voneinander gehalten, die den erwünschten Abständen
der Drahtstränge entsprechen, wie sie in einer verstärkten Verbundbahn eingebettet
werden sollen, wobei Mittel vorgesehen werden, um die einzelnen Drahtrollen auf
der Spule in den entsprechenden Abständen zu halten. Obwohl eine solche Anordnung
erfordert, daß die Länge der Spule selbst erheblich größer ist als dann, wenn die
Rollen aneinander anliegen, ist der Vorteil gegenüber der vorgenannten Anordnung
der, daß kein Führungskaii erforderlich ist. Die Spule gesäß der Erfindung kann
deshalb viel näher an den Kalanderwalsen angeordnet werden.
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Das Mittel zur Aufrechterhaltung der gegenseitigen Abstände der Drahtrollen
kann in einer vorzuziehenden Form der Erfindung durch Falten, Kräuselungen oder
Wellen in der dünnen Folie bewirkt werden, die zwischen den aufeinanderfolgenden
Drahtlagen auf der Spule eingelegt wird.
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Eine solche biegsame Yaterialfolie könnte beispielsweise in Längsrichtung
eine Zickzackform aufweisen, wobei jede so gebildete Vertiefung einen einzelnen
Drahtstrang in einen genau bestinten Abstand vom benachbarten Drahtstrang in der
danebenliegenden Rille hält. Bei einer vorzugsteisen Ausführung ist die genannte
Folie gewellt, wobei das Kurvenbild ihres Querschnitts im wesentlichen einen sinusförmigen
Verlauf hat, und wobei die Drahtstränge, wie oben erwähnt wurde, in den Vertiefungen
der Wellen liegen.
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Bei dieser letzteren Form der Erfindung wird vorzugsweise wenigstens
eine weitere dünne Folie dieses biegsamen Materials zwischen die aufeinanderliegenden
Drahtlagen auf der Spule eingebracht, welch letztere Folienbahn flach auf den oberen
Kanten der lalten aufliegt bezw. auf den Kräuselungen oder Wellungen der zuerst
erwähnten Bahn, so daß die Drahtstränge in den Vertiefungen dieser ersten Bahn festgehalten
werden.
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Falls gewünscht, können weitere Drahtstränge dann über die hochstehenden
Falten der zuerst erwähnten Folie gelegt werden, wobei diese weiteren Stränge auf
der zwischengelegten flachen Folie aufliegen, und zwar unmittelbar oberhalb einer
Falte des gefalteten, gekräuselten oder gewellten Materials, und genau in Übereinstimmung
mit der Drahtlage unmittelbar darunter.
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Es ergibt sich hieraus, daß bei einer solchen Anordnung das gefaltete,
gekräuselte oder gewellte Material die einzelnen Drahtrollen einwandfrei voneinander
trennt und in einem
bestimmten Abstand voneinander hält, wobei
diese Abstände in bequemer Weise an diejenigen angepaßt werden können, die zwischen
den Draht strängen in dem genannten Verbund-Bahnenmaterial eingehalten werden sollen,
und wobei auch benachbarte Drahtlagen voneinander getrennt werden.
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Außer der Einhaltung des Abstandes und der genauen Lage der Drahtstränge
dienen die Zwischenschichten des biegsamen Materials außerdem dazu, irgendwelche
Schwankungen in der Stärke der einzelnen Drähte auszugleichen, und zwar zu dem bereits
vorher erwähnten Zweok. Bei dieser zweiten Ausführung der Erfindung braucht der
Abstand zwischen den Absohlußflanschen der Spule selbst nicht verstellbar zu sein,
da die einzelnen Drahtrollen auf der Spule durch die genannten Zwischenbahnen auf
ihrer Stelle gehalten werden und nicht zusammengedrückt zu werden brauchen, um ein
teilweises Zusammenrutschen zu verhindern.
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Wenn eine weitere dünne Folie biegsamen Materials zwischen die Drahtschichten
auf der Spule eingelegt wird, wie das vorstehend beschrieben wurde, wird diese Folie
vorzugsweise auf den oberen Kanten der gefalteten, gekräuselten oder gewellten Folie
verklebt, eo daß eine Reihe nebsneinsnderliegender Röhren entsteht, in welchen die
Drahtstränge liegen.
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Die Festigkeit der Klebverbindung zwischen den Folien wird jedoch
nicht so groß sein, daß dadurch verhindert wird daß eie ohne Schwierig@eiten voneinander
getrennt werden
können um die Drahtstränge freizulegen, sobald
sie terarbeitet werden sollen. In einer vorzugsweisen Form der Erfindung ist eine
flache Bahn eines solchen dünnen biegsamen Materials mit beiden Flächen der gefalteten,
gekräuselten oder gewellten Bahn verklebt, um ihre Festigkeit zu erhöhen.
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Die Spulen gemäß der Erfindung können in bequemer Weise in der Drahtzieherei
aus Drahtsträngen gewickelt werden, die direkt aus der Drahtziehmaschine zugeführt
werden.
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Die Spulen werden gewöhnlich hermetisch verpackt und versiegels, sobald
sie zusammengestellt worden sind, um Zersetzungserscheinungen am Draht während der
nachfolgenden Lagerung und des Transportes zu vermeiden, aber es wird im allgemeinen
nicht nötig sein, die atmosphärischen Bedingungen in dem Gebäude, in dem der Draht
verarbeitet wird, sehr genau zu kontrollieren, wie das in der Vergangenheit der
Fall gewesen ist, da die bequeme Art und Weise, in welcher die Drahtstränge in die
Verarbeitung genommen werden, sehr wesentlich die Zeit herabsetzen, während derer
sie der Atmosphäre ausgesetzt sind, ehe sie in verstärkten Verbundbahnen verarbeitet
werden.
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In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsmöglichkeiten dargestellt.
Bs zeigt Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführung einer Aufnahmespule
entsprechend der Erfindung, und zwar in einer der letzten Stadien ihrer Zusammenstellung.
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Fig. 2 eine schematische Seitenansicht zur Veranschaulichung der
Art und Weise der Verwendung der Spule gesäß Fig. 1, Fig. 3 eine schematische Schnittansicht
einiger der Drähte und des eingeschossenen Folienxaterials, und zwar aufgewickelt
auf eine Vorratsspule entsprechend der zweiten Ausführung.
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Die Figur 4 ist eine Ansicht ähnlich der Figur 3, jedoch mit einer
Abweichung.
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Zur ersten Ausführung der Erfindung gehören eine Spule R mit einem
Kern 1 und zwei Flanschen 2 und 3, von denen einer so auf dem Spulenkern verstellbar
ist, daß der Abstand zwischen den Flanschen verändert werden kann. Eine große Zahl
von Drahtsträngen 4, beispielsweise 1000 Stück, sind nebeneinander auf der Spule
aufgewickelt, d.h. also, daß jeder Strang auf sich selbst gewickelt ist, jedoch
an einem benachbarten Strang bezw. an den benachbarten Strängen anliegt. Zwei Streifen
Textilmaterial 5 und 6, die beide breit genug sind, um sämtliche Drahtstränge zu
bedecken, und deren Länge die gleiche ist wie tie der Drahtstränge, werden mit diesen
zusammen auf die Spule aufgelegt, so daß sie jede Drahtschicht abdecken und von
der benachbarten Schicht trennen. Die Stränge 4 haben alle genau die gleiche Länger
um sicherzustellen, daß alle der einzelnen Drahtrollen auf der Spule genau zur gleichen
Zeit ablaufen, wobei irgendwelche Unregelnäßigkeiten im Durchmesser der Stränge
durch die eingeschossenen Bahnen des biegsamen Textilmaterials ausgeglichen werden.
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Wie aus der Figur 1 hervorgeht, werden die Streifen 5 und 6 von Rollen
7 zugeführt und zusammen mit den Drähten zwischen einem Paar Rollen 8 hindurchgeleitet.
Die Bufnahmespule selbst wird natürlich angetrieben, um die Drähte und die Zwischenstreifen
darauf aufzutickeln. Wenn die Spule aus Drahtsträngen hergestellt wird, und nachdem
die gewünschte Anzahl von Strängen aufgewickelt worden ist, wird der verstellbare
Flansch der Spule nach innen geschoben, um die einzelnen Rollen aneinander anzudrücken,
und der Flansch wird dann in dieser Stellung festgestellt.
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Die Spule wird in der Drahtzieherei hergestellt, wobei die Drahtstränge
4 direkt aus der Drahtziehmaschine über einen Kamm zugeführt werden und die Streifen
aus Textilmaterial 5 und 6 werden gleichzeitig auf die Spule aufgewickelt und zwar
von einer Vorratsrolle 7. Wenn der Draht beispielsweise in einer Reifenfabrik verarbeitet
wird, wie dies in der Figur 2 gezeigt ist, werden die Textilstreifen 5 und 6 auf
Aufnahmerollen 9 abgeleitet, sobald die Drahtstränge 4 von der Spule abgezogen werden.
Die Stränge laufen durch einen Kamm 10, um sie auf den gewünschten gegenseitigen
Abstand zu bringen, ehe sie in die Kalanderwalzen 11 eingeleitet werden, um zwischen
den Gummibahnen 12 aufgenommen zu werden, die von den Vorratsrollen 13 ablaufen,
um eine verstärkte Verbundbahn 14 darzustellen.
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Eine zweite Ausführung der Erfindung beinhaltet eine Spule von größerer
Länge als bei der ersten Ausführung, wobei die Endflansche beide feststehen. Bei
dieser Ausführung werden die einzelnen Drahtstränge 4, die auch hier wieder genau
die gleiche Länge haben, auf sich selbst aufgewickelt, aber die Stränge werden auf
dem gewünschten Abstand voneinander gehalten, in dem sie in dem verstärkten Verbundmaterial
liegen, von dem sie ein Teil werden sollen.
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Zu diesem Zweck werden gemäß Figur 3 die Drahtiagen auf dem Spulenkern
1 in die Vertiefungen eines Streifens aus gewelltem Kunststoffmaterial 15, beispielsweise
Polyäthylen, eingelegt, welches einen genau sinusfbrxigen Querschnitt hat, wobei
ein solcher Streifen eine solche Breite hat, daß er genau zwischen die Flansche
der Spule paßt. Es erfolgt eine weitere Trennung der Drahtlagen durch einen Streifen
einer flach ausgebreiteten Kunststoffbahn 16, wie beispielsweise Polyäthylen, welcher
darübergelegt wird und auf die Oberkanten des gewellten Materials 15 geklebt wird,
8o daß dazwischen eine Reihe parallel laufender durchgehender Kanäle entsteht, von
denen jeder einen einzelnen Drahtstrang4 enthält und festlegt.
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Die Drahtspule gemaß dieser Ausfahrung wird ebenfalls in der Drahtzieherei
gewickelt, wobei die Drahtatränge der spule direkt von der Drahtzieheaeehine über
einen Kaim zugeführt werden, der die Stränge auf dem gewünschten
gegenseitigen
Abstand hält. Zwischen dem gamm und der Spule werden die gewellten und die flachen
Kunststoffbahnen von Vorratsrollen der Unterseite bezv. der Oberseite der Drahtstränge
zugeführt, und die Stränge zusammen mit den Kunststoff~ bahnen werden zwischen einem
Paar Druckwalzen durchgeführt, um die Bahnen entlang der Oberkanten der Falten des
gewellten Materials zusammenzudrücken, wo bereits ein geeigneter Klebstoff aufgebracht
worden ist. Das Erzeugnis wird dann aufgewickelt.
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In der Reifenfabrik beispielsweise wird das umgekehrte Verfahren ausgeführt.
Das aus Drahtsträngen und Kunststoffbahnen bestehende Material wird von der Spule
abgenommen, und die Bahnen werden davon abgezogen und auf Vorratsrollen gewickelt.
Die Drahtstränge werden dann direkt zwischen die Bahnen eingeführt, die beispielsweise
aus Gummi bestehen, mit denen sie verbunden werden sollen, und diese zuletzt genannte
Zusammenstellung wird zwischen Kalanderwalzen hindurchgeführt, um das Fertigerzeugnis
in Form einer verstärkten Verbundbahn darzustellen. Falls erwünscht, können die
Drahtstränge durch einen Kamm laufen, ehe sie in die Kalanderwalzen eingeführt werden,
um sicherzustellen, daß der richtige Abstand zwischen ihnen aufrechterhalten wird.
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Wenn dies gewünscht wird, und wie es in der Figur 4 dargestellt ist,
kann eine weitere ebene Bahn aus Kunststoffmaterial 17 mit der Unterseite der gewellten
Bahn verklebt werden, d. h. also mit der Unterseite der Rillen der letzteren,
um
die Stabilität der Gesamtbahn zu erhöhen. Wenn gewünscht, und wie dies dargestellt
ist, können weitere Drahtetränge 4 dnterhalb der Falten des gewellten Materials
15 eingelegt werden. Das bei sämtlichen Bahnen zur Verwendung konende Kunststoffmaterial
soll vorzugsweise etwas federnd sein, so daß irgendwelche Abweichungen im Durchmesser
der Drahtstränge ausgeglichen werden können, und zwar aus den bereits erwähnten
Gründen.
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Es ergibt sich also, daß die Erfindung ein brauchbares und wirksames
Mittel zur Lieferung von Drahtsträngen an einen Hersteller von verstärktem Verbundmaterial
in Bahnen darstellt, wobei viele der wirtschaftlichen und betrieblichen Nachteile
bisher üblicher Verfahrensweisen ausgeschaltet werden. Die Erfindung ist natürlich
außer für Reifenhersteller auch für die Hersteller aller anderen Arten von Verbundmaterial
in Bahnen mit Verstärkungseinlage geeignet, wie beispielsweise für die Hersteller
von verstärktem Verbundmaterial in Kunststoffbahnen.