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Vorrichtung zur Herstellung eines gespritzten Rohgummiteils Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines gespritzten Rohgummiteils, insbesondere
einer auf eine Karkasse aufzubringenden Bandage, mit einem einer Ausbringdüse vorgeordneten
Extruder, der eine kontinuierlich angetriebene, in axialer Richtung stationär angeord
-nete, ein kontinuierlich zugeführtes Rohgummiband einziehende Schneckenwelle aufweist.
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Eine Vorrichtung dieser Art ergibt eine kontinuierliche Extrusion
einer pro Zeiteinheit feststehenden Rohgummimenge. Eine Variation der extruhierten
enge ist hierbei nur durch eine Variation der Drehzahl der Schneckenwelle möglich.
Eine Variation der Drehzahl der Schneckenwelle ist
hierbei jedoch
nur innerhalb eines sehr engen Bereichs möglich, da die aufgrund der im Extruder
entstehenden Reibungswärme sich einstellende Temperatur in einem Bereich gehdlten
werden muß, in dem noch keine Vulkanisation des Rohgummis stattfindet. Beim Belegen
einer auf einer sich drehenden Trommel aufgenommenen Karkasse mit einer Rohgummi
-bandage wird zwar während des Belegevorgangs eine pro Zeiteinheit feststehende,
von der Drehgeschwindigkeit der die Karkasse aufnehmenden Trommel und dem Querschnitt
der Bandage abhängige Rohgummimenge genötigt. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß
bei einer Vorrichtung eingangs erwähnter Art die Belegegeschwindigkeit, d. Ii. die
Drehzalil der die FXerkasse aufnehmenden Trommel, an die Durchsatzleistung der Schneckenwelle
angepaßt werden muß, was im Hinblick auf die begrenzte Leistung der Schneckenwelle
zu einer vergleichsweise niedrigen Belegegeschwindigkeit führen und sich damit ungnstig
auf die erzielbare Genauigkeit auswirken kann. Ein weiterer ganz besonderer Nachteil
ist darin zu sehen, daß während eines Karkassenwechsels, d. h. während der Abnahme
der belegten und der Aufgabe einer neuen Karkasse, die Extrusion der Bandage weiterläuft.
Es ist daher erforderlich, diese in Form einer Schleife zu speichern, was ebenfalls
ungünstig auf die erzielbare Genauigkeit durchschlägt. In diesem Zusammenhang ist
nämlich davon auszugehen, daß eine bestimmte Zeit nach der Extrusion infolge des
Temperaturabfalls eine Schrumpfung eintritt, was zu Toleranzen in der Breite und
Dicke der extrudierten Bandage führt. Eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art mit
einer kontinuierlichen Extrusion eines Rohgummistrangs erweist sich daher für viele
Einsatzzwecke, insbesondere beim Belegen einer Karkasse mit einer Bandage, als nicht
einfach und zuverlässig genug.
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Es sind auch schon Vorrichtungen zum Belegen einer Karkasse mit einer
Rohgummibandage bekanntgeworden, bei denen die Ausbringdüse an einem Zylinder angesetzt
ist, in dem ein taktweise aktivierbarer Ausschubkolben angeordnet ist. Die bei jedem
Takt benötigte Rohgummimenge wird hierbei vor/jedem Ausschubvorgang in Form einer
sogenannten Puppe, das ist eine Rohgummibahnrolle, in den Zylinder eingelegt. Hierzu
ist der Zylinder mit einer im Bereich seines Mantels angeordneten Klappe versehen.
Zur Vermeidung von beim Auspreßvorgang auf die Klappe wirkenden Kräften ist der
Zylinder hierbei so lang ausgeführt, daß sich der Kolben bei Beginn des eigentlichen
Auspreßvorgangs bereits vor der Klappe befindet. Hierdurch wird demnach auch bei
einem vergleichsweise kleinen Fassungsvermögen des Zylinders eine sehr große Zylinderlänge
benötigt. Ganz abgesehen davon ergibt diese bekannte Vorrichtung aber auch eine
sehr umständliche Arbeitsweise. Der in Form einer sogenannten Puppe in den Zylinder
eingelegte Rohgummi muß nämlich vorher außerhalb des Zylinders mit Hilfe von Heizwalzen
oder dergleichen aufgeheizt werden, dann zu einer Puppe aufgewickelt und anschließend
eingelegt werden, was als sehr aufwendig empfunden wird. Hinzu kommt, daß beim Wickeln
der Puppe Ldfteinschlüsse nicht vermeidbar sind, die, wie die Erfahrung gezeigt
hat, auch in der Gummibandage vorhanden sind, was zu Ausschuß führt. Außerdem ist
es bei der bekannten Vorrichtung erforderlich, den Zylinder mit einem Gleitmittel
zu versehen, um ein Gleiten der eingelegten Puppe zu gewährlelsten. Dieses Gleitmittel
wirkt Jedoch als Trennmittel, was sich ebenfalls ungünstig auf die Qualität des
Endproduktes auswirken kann. Die bekannte Vorrichtung erweist sich demnach auch
als nicht zuverlässig genug.
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Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
die erwähnten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art
so zu verbessern, daß nicht nur eine kontinuierliche Beschickung mit einem Rohgummiband
möglich ist, sondern dennoch eine taktweise erfolgende, schnelle Ausbringung einer
vergleichsweise großen Rohgummimenge pro Zeiteinheit bewerkstelligt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausbringdüse
an einen vom Extruder beaufschlagten Speicher angebaut ist, der einen zylinderförmigen
Speicherraum aufweist, in dem ein mit einer taktweise akti -vierbaren Antriebseinrichtung
verbundener Ausschubkolben verschiebbar angeordnet ist.
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Die Beibehaltung der in axialer Richtung stationären Schneckenwelle
ermöglicht in vorteilhafter Weise einen kontinuierlichen Einzug eines Rohgummibands,
wobei Lufteinschlüsse in vorteilhafter Weise unterbleiben, was sich positiv auf
die erzielbare Qualität und den erforderlichen Arbeitsaufwand auswirkt. Gleichzeitig
ist hierbei eine einfache Beheizung des von der Schneckenwelle transportierten Rohgummis
durch die im Bereich der Schneckenwelle entstehende Reibungswärme, und, soweit darüberhinaus
erforderlich, durch einfache Beheizung des Extruders möglich.
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Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise auch eine verhältnismäßig einfache
Temperatursteuerung, da hier eine unkontrollierbare Abkühlung zwischen verschiedenen
Arbeitsstationen entfällt. Trotz des kontinuierlichen Rohgummieinzugs steht bei
der erfindungsgemäßen Anordnung ein dem inhalt des Speicherraums entsprechendes
Gummi volumen zur Verfügung,
das bei Bedarf schnell ausgebracht
werden kann, was sich positiv auf die erzielbare Genauigkeit und den Arbeitsablauf
auswirkt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglichen daher trotz diskontinuierlicher
Gummi abgabe eine einfache Automatisierung des gesamten Arbeitsablaufes. Da die
Speisung des Speichers durch den Extruder erfolgt, ist hierbei in vorteilhafter
Weise auch keine Einlegeklappe erforder-1 ich, was eine kompakte Bauweise und eine
zuverlässige Temperaturführung ermöglicht. In vorteilhafter Weise ist hier auch
kein Gleitmittel erforderlich, was sich positiv auf die erzeugbare Qualität auswirkt.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen, daß der
Ausschubzylinder nach Beendigung des Aus schub vorgangs einfach durch den weiter
in den Speicher eingespeisten Rohgummi in seine Ausgangsstellung zurückgeführt werden
kann. Hierdurch wird nicht nur der bauliche Aufwand vereinfacht, sondern ergibt
sich auch eine zuverlässige Füllung des gesamten Systems, was sich ebenfalls vorteilhaft
auf die Vermeidung von Lufteinschlüssen auswirkt. Die vorstehenden Ausführungen
lassen erkennen, daß die Erfindung die ihr gestellte Aufgabe mit einfachen und kostengünstigen
Mitteln löst. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind demnach insbesondere
in einer ausgezeichneten Wirtschaftlichkeit zu sehen.
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In vorteilhafter Weiterbildung der übergeordneten Maßnahmen kann der
Ausschubkolben gegenüber der Innenwandung des zugeordneten Speicherraums zur Bildung
eines Abströmwegs für eingeschlossene Luft leichtes Untermaß besitzen.
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Diese Maßnahme ergibt in vorteilhafter Weise eine zusätzliche Sicherheit
zur Vermeidung von Lufteinschlüssen. Eingeschlossene Luft, die u. U. während eines
nicht rechtzei-
tigen Bandwechsels in den Extruder gelangt, kann
über den genannten Abströmweg entweichen. In besonders vorteilhafter Weise kann
dieser Strömungsweg durch entsprechende Wahl des Untermaßes so ausgebildet sein,
daß auch eine geringe Menge Gummi entweichen kann. Hierdurch ist sichergestellt,
daß im rückwärtigen Bereich des Speicherraums eine stete Erneuerung des Gummis stattfindet.
Der Speicherinhalt kann daher vorte-ilhaft etwas größer sein als das benötigte Schußvolumen,
ohne daß im Verlaub längerer Betriebszeiten aufgrund der Speichertemperatur, die
etwa 80 bis 90O betragen kann, eine Vulkanisation zu befürchten wäre.
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Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, daß der Speicher
zumindest im Bereich des den Ausschubkolben aufnehmenden Speicherraums ein Heizmantel
aufweist.
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Diese Maßnahme ermöglicht auch bei einem sehr großen Seichervolumen
eine zuverlässige Warmhaltung des Rohgummis , was sich positiv auf die erzielbare
Genauigkeit auswirkt.
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In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann der Speicherraum
mit seiner Längsachse quer zur Achse der Schneckenwelle angeordnet sein. Diese Maßnahme
ergibt eine sehr kompakte und platzsparende Ausführung, was sich positiv auf die
Platzkosten auswirkt.
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Bei der Herstellung von Bandagen für auf einer angetriebenen Trommel
aufgenommene Karkassen werden der Hub des Ausschubzylinders zweckmäßig in Abhängigkeit
vom benötigten Volumen und die Vorschubgeschwindigkeit des Ausschubzylinders in
Abhängigkeit von der Drehzahl der Trommel und dem Querschnitt der Bandage eingestellt,
so daß die bei jedem Arbeitstakt ausgebrachte Bandage genau auf die zugeordnete
Karkasse paßt und weder gestaucht noch gedehnt wird.
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Weitere zweckmäßige Fortbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen
der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den restlichen Unternansprüchen.
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In der Zeichnung zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Karkassenbelegemaschine in der Wechselstellung und Figur 2 eine Draufsicht auf die
Anordnung gemäß figur 1 in der Arbeitsstellung.
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Die den Figuren zugrundeliegende Karkassenbelegemaschine umfaßt, wie
am besten aus Figur 1 erkennbar ist, einen stationär angeordneten Extruder 1, mit
einem einen Beschickungstrichter 2 difweisenden, an eine Antriebseinheit 3 angebauten
Rohrgehäuse 4, in dem eine mit der Antriebseinheit 3 antriebsmäßig verbundene Schneckenwelle
5 angeordnet ist. Dem Extruder 1 wird ein von einer Rolle abgenommenes, über Umlenk-
und Stützrollen 6 geführtes Rohgummiband 7 zugeführt, das in den Beschickungstrichter
2 einläuft und von der Schneckenwelle 5 oder im Bereich des Beschickungstrichters
2 angeordneten Einzugsrollen kontinuierlich eingezogen wird. Die Antriebsgeschwindigkeit
der Schneckenwelle 5 ist so gewählt, daß die beim Vorwärtstransport des eingezogenen
Rohgummis entstehende Reibungswärme noch nicht zur Vulkanisation führt, sondern
lediglich zu einer Verbesserung der Fließfähigkeit. Zum Ausgleich von Schwankungen
kann der Extruder 1 mit einer im Bereich des Rohrgehäuses 4 angeordneten Heizeinrichtung
8 versehen sein.
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Der von der Schneckenwelle 5 extrudierte Rohgummi wird in einem dem
Extruder 1 nachgeordneten Speicher 9 eingespeist, der einen Eingang, einen Ausgang
und einen zylinderförmigen Speicherraum 10 mit einem hierin angeordneten Ausschubkolben
11 aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Speicher 9 als im wesentlichen
T-förmiges Gehäuse ausgebildet, das mit seinem eingangsseitigen Schenkel am Rohrgehäuse
4 des Extruders 1 angeflanscht ist, mit seinem ausgangsseitigen Schenkel eine Ausbringdüse
12 trägt und dessen weiterer Schenkel den den Ausschubkolben 11 aufnehmenden Speicherraum
10 bildet. Hierbei ergibt sicltemnach eine quer zur Achse der Schneckenwelle 5 verlaufende
Längsachse
des Speicherraums 10, was sich positiv auf den Platzbedarf
auswirkt.
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Die Ausbringdüse 12 ist hier als Bandagendüse zum Spritzen einer strangförmigen
Bandage 13 augebildet, die auf eine vorbereitete, gegenüber der Ausbringdüse 12
an- und abstellbar gehaltene Karkasse 14 aufgewickelt wird. Zur Aufnahme der mit
einer Bandage 13 zu belegenden Karkasse 14 ist eine Trommel 15 vorgesehen, die auf
einem gegenüber dem stationären Extruder 1 gemäß Pfeil 16 hin- und herbewegbaren
Verschieberahmen 17 aufgenommen ist. Der Verschieberahmen 17 ist mit einem auskragenden
Arm 18 versehen, auf dem, wie am besten aus Figur 2 erkennbar ist, eine die Trommel
15 tragende, quer zur Achse der Schneckenwelle 5 angeordnete, mit einer Antriebseinrichtung
19 antriebsmäßig verbundene Welle 20 drehbar gelagert ist. Der Figur 2 liegt die
Arbeitsstellung zugrunde, in der die mit einer Bandage 13 zu belegende Karkasse
14 im Eingriff mit der Ausbringdüse 12 ist. Die zum Eingriff mit der Karkasse 14
kommende Stirnseite der Ausbringdüse 12 ist hierbei so konturiert, daß sich ein
dem Querschnitt der Bandage 13 entsprechender Ausschnitt 21 ergibt. Die über den
Ausschnitt 21 ausgepreßte Rohgummibandage 13 wird auf die sich drehende Karkasse
14 aufgewickelt. Zum Antrieb der die Karkasse 14 aufnehmenden Trommel 15 kann ein
mit der Welle 20 direkt verbundener Motor vorgesehen sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Antriebseinrichtung 19 in Form eines Kettentriebs angedeutet. Der Figur
1 liegt ein Zustand nach Fertigstellung der Bandage 13 zugrunde. Der Verschieberahmen
17 ist hierbei in seine Wechselstellung zurückgefahren, in der die Karkasse 14 mit
der aufgewickelten Bandage 13 außer Eingriff mit der Aufbring- .
düse
12 ist. In dieser Stellung können die belegte Karkasse von der Trommel 15 abgenommen
und eine neue Karkasse auf die Trommel 15 aufgesetzt werden.
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Der Speicher 9 wird durch den Extruder 1 kontinuierlich mit Rohgummi
beaufschlagt, was die Verwendung eines kontinuierlich verarbeitbaren Rohgummibands
7 gestattet und den Einzug von Luft vermeidet. Die Abgabe von Rohgummi über die
Ausbringdüse 12 erfolgt jedoch diskontinuierlich.
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Während der Belegung einer Karkasse 1 4 mit einer Bandage 13 wird
innerhalb einer Umdrehung der zu belegenden Karkasse 14 eine der gesamten Bandage
13 entsprechende Gummi -menge benötigt. Hierzu wird der Speicherraum 10 entleert.
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Während des Karkassenwechsels wird kein Gummi benötigt.
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In dieser Phase wird der Speicherraum 10 wieder gefüllt.
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Zum Warmhalten des in den Speicherraum 10 eingespeisten, im Bereich
des Extruders 1 vorgewärmten Rohgummis ist der Speicherraum 10 von einem Heizmantel
22 umgeben, der die Einhaltung einer eine gute Fließfähigkeit gewährleistenden Gummitemperatur
gewährleistet.
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Der Ausschubkolben 11 ist, wie Figur 1 weiter erkennen läßt, durch
eine Kolbenstange 23 mit einem Antriebskolben 24 verbunden, der in einem Arbeitszylinder
25 angeordnet ist, dessen von der Rückseite des Antriebskolbens 24 begrenzter Zylinderraum
zum Entleeren des Speicherraums 10 mit einem Druckmittel, vorzugsweise in Form von
Hydraulikflüssigkeit, beaufschlagbar ist. Der Hub des starr mit dem Ausschubkolben
11 gekoppelten Antriebskolbens 24 wird in Abhängigkeit vom benötigten Gummivolumen
eingestellt, was durch entsprechende Positionierung von hier nicht näher dargestellten
Endschaltern möglich ist. Die Vorschubgeschwindigkeit des Antriebskolbens 24 wird
in Abhängigkeit von der Dreh-
geschwindigkeit der die Karkasse
14 aufnehmenden Trommel 15 und dem gewünschten Querschnitt der Bandage 13 eingestellt.
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Bei Beendigung des Kolbenhubs, d. h. des Ausschubvorgangs, reißt die
ausgepreßte Bandage aufgrund der Drehbewegung der Trommel 15 praktisch ab. Ein Abstich
ist in der Regel nicht erforderlich. Die Rückstellung des Ausschubkolbens 11 in
seine der Figur 1 zugrundeliegende Ausgangsstellung kann durch den in den Speicherraum
10 eingespeisten Gummi selbst erfolgen. Hierzu wird die von der Rückseite des Antriebskolbens
24 begrenzte Zylinderkammer 25 einfach drucklos gesetzt, indem die Druckmittelzufuhr
abgestellt und der Rücklauf geöffnet werden. Da der Speicherraum 10 einen im Vergleich
zum Querschnitt der Ausbringdüse 12 großen Querschnitt aufweist und der eingespeiste
Gummi den Weg des geringsten Widerstands geht, fließt der Gummi auch bei unabgesperrter
Ausbringdüse 12 in den Speicherraum 10 hinein und hebt den Ausschubkolben 11 und
damit auch den hiermit starr verbundenen Antriebskolben 24 an.
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Ein Verschluß der Ausbringdüse 12 ist hierbei in der Regel nicht erforderlich.
Das Gewicht der durch die Kolbenstange 23 verbundenen Kolben und der hierauf wirkende
Verschiebewiderstand gewährleisten eine zuverlässige Füllung des gesamten Systems
mit Gummi. Der Ausschubkolben 11 kann gegenüber der Innenkontur des zugeordneten
Speicherraums 10 leichtes Untermaß besitzen, so daß sich ein Abströmquerschnitt
für im Gummi eingeschlossene, im Bereich des Speicherraums 10 nach oben austretende
Luft ergibt. Die Rückseite des Ausschubkolbens 11 ist zweckmäßig entlüftet, so daß
die ats dem Speicherraum 10 austretende Luft abströmen kann. Hier s.oll dieses Untermaß
zur Bewerkstelligung einer Erneuerung des im hinteren Bereich des Speicherraums
10 in der Regel als Überschuß enthaltenen Gummis so dimensioniert sein, daß auch
eine geringe Menge Gummi
austreten kann. Der ausgetretene Gummi
läßt sich einfach von Hand entnehmen und eventuell dem Einführtrichter 2 zubringen.
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