DE3424257A1 - Einrichtung zur herstellung von laufstreifen fuer autoreifen oder anderen profilen oder bahnen - Google Patents

Einrichtung zur herstellung von laufstreifen fuer autoreifen oder anderen profilen oder bahnen

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DE3424257A1
DE3424257A1 DE19843424257 DE3424257A DE3424257A1 DE 3424257 A1 DE3424257 A1 DE 3424257A1 DE 19843424257 DE19843424257 DE 19843424257 DE 3424257 A DE3424257 A DE 3424257A DE 3424257 A1 DE3424257 A1 DE 3424257A1
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Description

Einrichtung zur Herstellung von
Laufstreifen für Autoreifen oder
anderen Profilen oder Bahnen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung von Laufstreifen für Autoreifen oder anderen Profilen oder Bahnen wie näher definiert im Oberbegriff des Patentanspruchs.
Aus der europäischen Patentschrift Nr. 00 05 077 ist ein so genannter Einwalzenkopf bekannt zur Herstellung von Kautschukprofilen oder dergleichen.
Die Extrusionseinheit einschl. des Kopfes wird unter Spannung gegen die'Walze gefahren, wobei zwischen der Walze und den Kopfteilen eine Lagerplatte eingesetzt wird, die aus ei nem seibstschmierenden Material, z.B. Molybdänsulfid oder Polytetrafluoräthylen, besteht.
Derartige Lagerplatten haben sich nicht bewährt, weil sowohl Verschleiß an der Platte als auch an den Walzen auftritt. Insbesondere ist es jedoch nachteilig, daß sich Material zwischen der Lagerplatte und der Walzenoberfläche setzt, dort aufgrund der Reibung und des Vorspanndruckes mit dem die Lagerplatte gegen den Kopf gepreßt wird, anvulkanisiert bzw. sogar verbrennt und die verbrannten Rückstän de eine erhebliche Verunreinigung des gespritzten Profiles oder der Bahn verursachen.
Ί Nachteilig bei dem Einwalzenkopf ist weiterhin, daß zwecks Mischungswechsel und Kopfreinigung der gesamte Kopf demontiert werden muß. Selbst wenn die Walze mittels der Spindeln horizontal von dem Kopf weggefahren wird, ist es nicht möglieh, die Schnecke aus dem Extruder zu ziehen, ohne den Kopf vorher zu demontieren.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, den in der europäischen Patentschrift gezeigten Einwalzenkopf zu verbessern. Insbesondere soll eine wesentlich kompaktere Bauweise des Einwalzenkopfes, eine leichtere Handhabung auch bei Mischungswechsel und eine schnelle Reinigungsmöglichkeit des Kopfes erreicht werden.
Die Aufgabe wird bei einer Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs gelöst durch die Merkmale, niedergelegt in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs.
Durch die Anordnung der horizontal, quer vor dem Kopf angeordneten Walze, geringfügig unterhalb der tiefsten Linie der horizontal angeordneten Extruderzylinderbohrung, in der die Förderschnecke angeordnet ist, wird ermöglicht, die Schnekke aus dem Extruderzylinder zu ziehen, nachdem das Kopfoberteil hochgefahren worden ist, um eine gründliche Reinigung oder ein Auswechseln der Schnecke durchführen zu können. Zu diesem Zweck braucht an der dem Kopf vorgelagerten Walze nichts verändert zu werden, weil die Schnecke darüber hinweggezogen werden kann.
Um eine kompakte Bauweise des Einwalzenkopfes zu begünstigen sind die Verschwenkgelenke für das Kopfoberteil und auch die Hydraulikzylinder für den Verschwenkvorgang an dem Kopfoberteil bzw. den Gehäuseseitenteilen angeordnet und nicht am Extruderzylinderflansch gemäß dem Stand der Technik. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß der Kopf sehr korn-
pakt gebaut und an jeden Extruder angeflanscht werden kann, ohne daß am Extruder selbst irgendwelche besonderen Vorkehrungen verwirklicht werden müssen.
Ein besonderes Problem hinsichtlich einer schnellen Handhabung des Kopfes stellt auch die Verriegelung des aufklappbaren Kopfoberteiles mit den seitlichen Gehäuseteilen dar, weil in dertjKopf sehr hohe Drücke bis 250 bar herrschen, so daß die Gefahr von Leckagen sehr groß ist. Eine derartige Verriegelung so zu gestalten, daß trotzdem eine kompakte Bau weise des Einwalzenkopfes erhalten bleibt, ist besonders schwierig, was durch die üblichen seitlichen Verklammerungen der Kopfoberteile und -unterteile nur unter einem unverhältnismäßig hohen Aufwand erreichtbar ist, beispielsweise wie beschrieben in der DE-AS 24 57 532, Fig. 7 und 8.
Auch dieses Problem wird gemäß vorliegender Erfindung sehr einfach und hochwirksam dadurch gelöst, daß am Kopfoberteil eine hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Keilverriegelungseinrichtüng befestigt wird, die zwei konisch geformte Keile jeweils rachts und links nach außen in konisch ausgebildete Öffnungen in den seitlichen Gehäuseteilen preßt, wobei aufgrund der Konizität der Keile und der Öffnungen das Kopfoberteil mit großem Druck gegen das Kopfunter teil anliegt und sehr gut abgedichtet wird.
Eine derartige Verriegelung der Kopfteile in der Arbeitsstellung beansprucht nur sehr wenig Platz, so daß auch durcf diese Maßnahme eine sehr kompakte Bauweise des Kopfes si- ZQ chergestellt wird.
Eine weitere Maßnahme für die kompakte Gestaltung des Kopfes besteht darin, die quer vor dem Kopf angeordnete Walze in den seitlichen Gehäuseteilen des Kopfes zu lagern. Durch c diese Maßnahme wird insbesondere eine exakte Zuordnung der
Mundstücksleiste zur Walzenoberfläche erreicht, die darüber hinaus jederzeit exakt reproduzierbar ist (beispielsweise im Falle eines Wechsels der Mundstücksleiste), solange das Kopfoberteil durch die Keilverriegelung gegen das Kopfunterteil gespannt ist.
Eine wesentliche Verbesserung des Einwalzenkopfes gegenüber dem in der europäischen Patentschrift 00 05 077 offenbarten Kopf stelle die Maßanhme dar, die Lagerplatten aus selbstschmierendem Material zwischen dem Kopf und der Walzenoberfläche wegzulassen, wodurch auch die Verschleißschäden an den Platten selbst und an den Walzen verhindert werden. In überraschender Weise zeigte sich nämlich, daß eine Anordnung der, der Walze zugewandten Kopfteile im Abstand zur Walzenoberfläche dazu führt, daß die Austrittsbreite des Profils oder der Bahn in relativ engen Toleranzbereichen gehalten werden kann, nachdem die Anlage hinsichtlich des Spritzdrukkes im Kopf und hinsichtlich der Umfangsgeschwindigkeit der
Walze einmal eingestellt ist.
20
Wenn zusätzlich zur Anordnung der, der Walze zugewandten Kopfteile im Abstand zur Walze noch der Spritzdruck im Kopf gemessen wird und für die Regelung der Austrittsbreite des Profils oder der Bahn aus dem Kopf eine, auf die Umfangsgeschwindigkeit der Walze oder der Drehzahl der Extruderschnecke einwirkende Steuereinrichtung vorgesehen wird, werden noch bessere Ergebnisse erzielt. Der Materialdruck im Kopf wird beispielsweise gemessen und entsprechend dieser Werte wird mittels eines Steuergerätes auf die Umfangsge- ^ schwindigkeit der Walze und/oder auf die Drehzahl der Schnek ke eingewirkt.
Alternativ können auch die Profil- oder Bahnränder mittels einer Fotodiode abgetastet und die Werte an ein Steuergerät weitergegeben werden, welches dann die Umfangsgeschwindig-
keit der Walze und/oder die Drehzahl der Schnecke entsprechend regelt.
Durch diese Maßnahme wird die in der europäischen Patentschrift beschriebene Lagerplatte aus beispielsweise Molybdänsulfid zwischen Walze und KopfVorderteil und alle dadurch verursachten, eingangs geschilderten Nachteile vermieden.
Die in der europäischen Patentschrift offenbarte Lagerplatte hat die Aufgabe,die Seiten eines Profils hinsichtlich der Austrittsbreite zu formen.
Durch die Lagerplatte soll vermieden werden, daß das zu extrudierende Material seitlich austritt bzw. daß es immer in gleicher Breite aus dem Kopf austritt. Das Material muß alsc mit einem bestimmten Druck gegen die seitlichen Begrenzungen der Lagerplatte extrudiert werden, wodurch nicht verhindert werden kann, daß auch kleine Materialmengen unter die Lagerplatte gepreßt werden und dort durch Reibung verbrennen und somit sehr negative Folgen auslösen.
Wird nun gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzlich noch der Druck im Kopf gemessen und entsprechend dieses Druckes die Umfangsgeschwindigkeit der Walze geregelt wird, sind dii seitlichen, umlaufenden Lagerplatten entbehrlich. Bei ansteigenden Druckwerten wird die Umfangsgeschwindigkeit der Walze geringfügig erhöht, so daß mehr Material aus dem Kopf austritt bzw. gezogen wird, wodurch der Druck wieder leicht zurückgeht und wodurch sich die Austrittsbreite des Profils verringert.
Wenn also durch eine Erhöhung der Walzenumfangsgeschwindigkeit mehr Material aus dem Austrittsspalt der Düse (der unten durch die Walze und oben durch eine Profilleiste be-
— I
grenzt wird) austritt, wird auch das extrudierte Band oder Profil schmaler bzw. wenn die Walzenumfangsgeschwindigkeit verlangsamt wird, wird das Band oder Profil breiter.
Es kann also mit dieser Maßnahme automatisch und sehr gezielt auf die Austrittsbreite des Kautschukprofiles oder Bandes eingewirkt werden, ohne daß mechanische, seitliche Abdichtungsplatten oder dergleichen eingesetzt werden müssen .
Seitliche Abdichtungsplatten zwischen Walze und Kopffrontteil haben außerdem den Nachteil, daß bei jeder Breitenände rung ein neuer Plattensatz installiert werden muß, wodurch eine Produktionsunterbrechung unerläßlich ist.
Durch die zusätzliche Zuordnung einer Steuereinrichtung, wie dargelegt in den Patentansprüchen 2 und 3, kann in Verbindung mit Profilleisten für verschiedene Kopfaustrittsbreiten jede Profilbreite bzw. Bahnbreite automatisch gefahren werden nur durch eine jeweilige Steuerung der Umfangsgeschwindigkeit der Walze bzw. der Drehzahl der Schnek ke (d.h. der Ausstoßmenge des Extruders) in Abhängigkeit des Materialdruckes im Kopf bzw. der durch die Fotodioden abgetasteten Breitenwerte des Extrudates, jedoch ohne in-
stallierte Seitenbegrenzungen.
Durch die Merkmale, niedergelegt im Patentanspruch, wird ein sehr überraschender Gesamterfolg erzielt, der weit über den Erfolq der Einzelmaßnahmen, die sich gegenseitig beein-
flüssen und fördern bzw. ergänzen, hinausgeht.
Es wird ein sehr kompakter Einwalzenkopf erhalten, der zudem in seiner Funktion, beispielsweise hinsichtlich Leckagen und Genauigkeit des Profils bzw. des extrudierten Bandes, überragende Werte erzielt. Außerdem wird die Handha-
bung des Kopfes sehr erleichtert, weil der Kopf sehr schnei] aufgefahren werden kann (Lösen der seitlichen Keilverriegelungen, Anheben des KopfOberteiles), wodurch zusätzlich die Kopfreinigung und ein Schneckenwechsel erheblich erleichtert!
wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Zeichnungen qezeiqt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Einwalzenkopf .
Fig. 2 einen Schnitt gemäß II-II in Fig. 1.
Der Einwalzenkopf besteht aus einem Extruder 1, dem Kopf 2 und der Walze 3.
Der Kopf 2 besteht aus einem Unterteil 4a und einem Obertei 4, welches um Verschwenkgelenke 5 mittels Hydraulikzylinder 6 hochfahrbar ausgebildet|ist. Hydraulikzylinder 6 weist zwei Angriffs- bzw. Befestigungspunkte 30 am Kopfoberteil 4
und 29 an den seitlichen Gehäuseteilen 20 bzw. 19 auf. 25
Mittels Hydraulikzylinder 9 und damit verbundenen Halterungen 10 wird die auswechselbare Profilleiste 11 sicher in ihrer Position gehalten.
Kopfoberteil 4 ist entsprechend des Pfeiles 12 verschwenkbar .
Die in Fig. 2 gezeigte Keilverriegelungseinrichtung für das Kopfoberteil besteht aus einer Grundplatte 14, an die jeweils beidseitig Hydraulikzylinder 15 und 16 angreifen.
<Ί An den Hydraulikzylindern sind Keile 17, 18 befestigt, die z.B. konisch ausgebildet sind und in ebenfalls konisch ausgebildete Öffnungen 17a und 18a in den seitlichen Gehäuseteilen 19 und 20 eingreifen.
In Fig. 2 ist Keil 17 aus der Öffnung 17a herausgefahren, während Keil 18 in Öffnung 18a sich in der Verriegelungsstellung befindet.
Die Öffnung des Kopfes 2 erfolgt dadurch, daß zunächst Keile 17 und 18 aus den seitlichen Gehäuseteilen 19 und 20 herausgefahren werden. Dann wird Hydraulikzylinder 6 betätigt und Kopfoberteil 4 wird um Verschwenkgelenk 5 angehoben entsprechend Pfeil 12.
Nun kann ohne weitere Vorkehrungen der Kopf gereinigt, Fließ einsätze oder Profilleisten ausgewechselt und die Schnecke 21 des Extruders gezogen und ebenfalls ausgewechselt werden .
Nach Beendigung·dieser Arbeiten wird Kopfoberteil 4 wieder mittels doppeltwirkendem Hydraulikzylinder 6 heruntergefahren und durch Ausfahren der Keile 17 und 18 in Gehäuseöffnungen 17a und 18a verriegelt, wodurch eine sehr ausgewogene Verriegelung des Kopfes sichergestellt ist.
Durch die Ausbildung eines Abstandes zwischen den, der Walze zugewandten Kopfteilen und der Walzenoberflache,beispielsweise in einem Bereich won 50 - 500 μ, wird in überraschender Weise die Austrittsbreite des Profils oder einer Materialbahn in engen Toleranzbreiten gehalten, nachdem die Anlage einmal eingestellt ist hinsichtlich des Spritzdrukkes und der Walzenumfangsgeschwindigkeit.
Wenn nun dieser einmal eingestellte Zustand durch die zu-
sätzliche, aber nicht unbedingt erforderliche Überwachungseinrichtungen erfaßt und entsprechende Regelschritte unternommen werden, kann der Einwalzenkopf automatisch gefahren werden.
In dem Fließkanal 23 treten Materialdrücke bis 250 bar auf, die mittels Druckmeßgerät 22 erfaßt und durch ein Steuergerät 24 registriert werden.
Steuergerät 24 wirkt in Abhängigkeit vom gemessenen Druckwert auf einen in der Zeichnung nicht näher erläuterten Antrieb der Walze 3 derart ein, daß ab einem vorher festgelegten Druck der Antrieb für die Walze 3 geringfügig (bzw. entsprechend) die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 3 erhöht (bis 2 %), um mehr Material aus dem Kopfinnenraum 23 herauszufordern, wodurch die Breite des Profiles oder Bandes abnimmt bis eine festgelegte Breite erreicht ist.
Die exakte millimetergenäue Breite des Profils 27 wird durch eine Randbeschneideinrichtung erreicht, die aus einem Schneidmesser 26 und einer angetriebenen Schneidwalze 25 besteht. Die Schneidmesser sind so angeordnet, daß damit auch schräg zur Arbeitsrichtung verlaufende Schnitte durchgeführt werden können.
25
Alternativ kann das Steuergerät 24 entsprechend der gemessenen Druckwerte im Kopfraum 23 auch auf einen nicht dargestellten Antrieb der Schnecke 21 einwirken, um bei Überschreiten eines bestimmten Druckwertes die Schneckendreh- *^ zahl geringfügig zu reduzieren (beispielsweise bis 2 %), wodurch die Förderleistung des Extruders entsprechend zurückgenommen wird. Aufgrund dessen sinkt der Druck im Kopfraum 23 und die Breite des aus dem Kopf austretenden Profils wird bei gleichbleibender Umfangsgeschwindigkeit der Walze geringfügig schmaler, so daß die Randbeschnittmenge
ebenfalls verringert wird.
Durch die Druckabtastung mittels des Druckmeßgerätes 22 und die Einwirkung auf die Walzenumfangsgeschwindigkeit bzw. au die Schneckendrehzahl wird somit erreicht, daß
a) die Kopfteile mit einem kleinen Abstand zur Walze 3 angeordnet werden können, ohne daß beide Teile eine Vorspannung zueinander aufweisen müssen,
b) die Problematik der Druck- bzw. Verschleißplatten (Verschleiß an der Zwischenplatte und an der rotierenden Walze) völlig vermieden werden (siehe europäische Patentschrift 00 05 077),
c) sich kein Material zwischen Druckplatte und Walzenoberfläche ansammelt, dort thermisch überbelastet wird und erhebliche Verunreinigungen' hervorruft.
Seitenbegrenzungsplatten sind somit nicht mehr erforderlich.
25
Alternativ kann auch die Breite der austretenden Bahn beidseitig mittels Fotodioden 8 abgetastet werden. Bei eine Zunahme der Breite der Bahn oder des Profils wird vom Steuergerät 24, mit dem die Fotodioden 8 verbunden sind, ebenfalls entweder auf die Umfangsgeschwindigkeit der Walze und/oder auf die Drehzahl der Schnecke 21 eingewirkt.

Claims (3)

15W
Patentansprüche :
Einrichtung zum Herstellen von Laufstreifen für Autoreifen oder anderen Profilen oder Bahnen aus Kautschuk, Elastomeren oder thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus einer, am Materialaustritt eines Extruders angeordneten Düse für die Profilierung des Materials, wobei der Düsenaustritt gebildet wird durch ein mit einer auswechselbaren Profilleiste ausgebildetes Gehäuseteil und einer rotierenden, quer zum Düsenaustritt angeordneten Walze,
dadurch
gekennzeichnet,
daß die horizontal angeordnete Walze (3) geringfügig unterhalb der tiefsten Linie (28) der horizontal angeordneten Extruderzylinder-Innenbohrung angeordnet ist,
daß die Verschwenkgelenke (5) für die Verschwenkung des Kopfoberteiles (4) am Kopf (2) angeordnet sind,
daß die Angriffspunkte (29, 30) der Hydraulik-
oder Pneumatikzylinder (6) für den Verschwenkvorgang des KopfOberteiles (4) an dem Kopfoberteil (4) und an den seitlichen Gehäuseteilen (19, 20) angeordnet sind, daß das Kopfoberteil (4) durch am Kopfoberteil (4) befestigte und jeweils in Öffnungen (17a, 18a) in den seitlichen Gehäuseteilen (19, 20) eingreifende, hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Keilverriegelungen (15, 16, 17, 18) in der Arbeitsstellung verriegelbar ausgebildet ist,
daß die Lager (31) für die Walze (3) an dem Kopfunterteil (4a) befestigt sind, und daß die der Walze(3) zugewandten Teile (4, 4a) des Kopfes (2) im Abstand zur Walzenoberfläche angeordnet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, 20
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Kopf (2) zusätzlich eine Steuereinrichtung für die Regelung der Austrittsbreite des Profils oder der Bahn aus dem Kopf zugeordnet ist, die gebildet wird durch ein dem Kopfinnenraum (23) zugeordnetes Druckmeßgerät (22), daß das Druckmeßgerät (22) mit einem Steuergerät (24) verbunden ist, und
daß das Steuergerät (24) mit dem Antrieb der Walze (3) und/oder dem Antrieb der Extruderschnecke (21) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Kopf (2) zusätzlich eine Steuereinrichtung für die Regelung der Austrittsbreite des Profiles oder der Bahn aus dem Kopf zugeordnet ist', die gebildet wird durch die Bahnränder abtastende Fotodioden (8),
daß die Fotodioden (8) mit einem Steuergerät (24) verbunden sind, und
daß das Steuergerät (24) mit dem Antrieb der Walze (3) und/oder dem Antrieb der Extruderschnecke (21) verbunden ist.
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