DE3448026C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern der Aus­ trittsbreite beim Herstellen von Laufstreifen für Autorei­ fen oder anderen Profilen oder Bahnen wie näher definiert im Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Aus der Zeitschrift "Kunststoffberater" Nr. 4/84, Seite 31, ist eine Einrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des ersten Patentanspruchs bekannt, bei der die Drehzahl der Wal­ ze dem Extruderausstoß, dem herzustellenen Profil und der Fertigungsgeschwindigkeit automatisch angepaßt werden können soll. Nähere Angaben über die dazu erforderlichen Lösungsmit­ tel sind aus dieser Literaturstelle nicht zu entnehmen.

Aus der US-PS 44 28 896 ist eine Regeleinrichtung für die Breite eines aus einem Extruder austretenden Laufstreifens bekannt, die eine ständige Messung der Laufstreifenbreite vorsieht. Die Drehzahl der Walze und der Schnecke in dem Ex­ truder wird aufgrund von Meßwerten einer Waage für das ex­ trudierte Profilband beeinflußt. Als Folge derartiger Steuerungseinrichtungen entstehen je­ weils große Mengen bereits extrudierten Profilband-Ausschuß­ materials. Vom Zeitpunkt der Feststellung von Abweichungen vom vorgegebenen Soll-Profilband bis zur Korrektur durch Einwirken auf die Schneckendrehzahl bzw. der Abzugsgeschwin­ digkeit der Abzugseinrichtung wird viel Ausschußmaterial produziert. Lösungsmittel, wie angegeben in den Patentansprüchen 1 und 2, sind dieser Entgegenhaltung nicht zu entnehmen.

Aus der europäischen Patentschrift 00 05 077 ist ein sogenannter Einwalzenkopf zur Herstellung von Kaut­ schukprofilen oder dergleichen bekannt. Die Extrusionseinheit einschl. des Kopfes wird hierbei unter Span­ nung gegen die Walze gefahren, wobei zwischen der Walze und den Kopfteilen eine Lagerplatte eingesetzt wird, die aus einem selbstschmierenden Material, z. B. Molybdänsulfid oder Polytetrafluoräthylen, besteht. Die offenbarte Lagerplatte hat die Aufgabe, die Seiten ei­ nes 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 also mit einem bestimmten Druck gegen die seitlichen Be­ grenzungen der Lagerplatte extrudiert werden, wodurch nicht verhindert werden kann, daß auch kleine Materialmengen un­ ter die Lagerplatte gepreßt werden und dort durch Reibung verbrennen und somit sehr negative Folgen auslösen.

Derartige Lagerplatten haben sich nicht bewährt, weil so­ wohl Verschleiß an der Platte als auch an den Walzen auf­ tritt. Insbesondere ist es jedoch nachteilig, daß sich Ma­ terial zwischen der Lagerplatte und der Walzenoberfläche setzt, dort aufgrund der Reibung und des Vorspanndruckes mit dem die Lagerplatte gegen den Kopf gepreßt wird, anvul­ kanisiert bzw. sogar verbrennt und die verbrannten Rück­ stände eine erhebliche Verunreinigung des stranggepreßten Pro­ files oder der Bahn verursachen. Weiterhin muß für jede Profilbreitenänderung der Kopf demontiert und eine andere Lagerplatte eingesetzt werden, wodurch nicht zu vertreten­ de Stillstandszeiten des Einwalzenkopfes in Kauf genommen werden müssen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einem Einwalzenkopf, wie gezeigt in der europäischen Patentschrift, ohne Lager­ platten zwischen den Kopfteilen und der Walze für die For­ mung der Austrittsbreite auszukommen und trotzdem eine exakte Breite des extrudierten Laufstreifens zu erhalten, und ohne daß der Kopf demontiert werden muß, um eine an­ dere Lagerplatte mit einer anderen Größe einzusetzen.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung gemäß dem Ober­ begriff der Patentansprüche gelöst durch die Merkmale, nie­ dergelegt in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 sowie in dem gleichrangig zu Anspruch 1 zu sehenden Pa­ tentanspruch 2.

Durch die Zuordnung einer Steuereinrichtung, die gebildet wird durch ein dem Kopfinnenraum zugeordnetes Druckmeßge­ rät, welches mit einem Steuergerät verbunden ist und einer Verknüpfung des Steuergerätes mit dem Antrieb der Walze und/oder des Extruders, wird zunächst der Spritzdruck im Kopf gemessen und entsprechend dieser Werte wird mittels eines Steuergerätes auf die Umfangsgeschwindigkeit der Walze und/oder auf die Drehzahl der Schnecke eingewirkt.

Alternativ können auch, zwecks Lösung der gestellten Auf­ gabe, die Profi- oder Bahnränder mittels einer Fotodiode abgetastet und die Werte an ein Steuergerät weitergegeben werden, welches dann die Umfangsgeschwindigkeit der Walze und/oder die Drehzahl der Schnecke entsprechend regelt.

Durch diese Maßnahme wird die in der europäischen Patent­ schrift beschriebene Lagerplatte aus beispielsweise Molyb­ dänsulfid zwischen Walze und Kopfvorderteil und alle da­ durch verursachten, eingangs geschilderten Nachteile ver­ mieden.

Wird der Druck im Kopf gemessen und entsprechend dieses Druckes die Umfangsgeschwindigkeit der Walze geregelt, sind die 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 daher durch eine Erhöhung der Walzenumfangsgeschwin­ digkeit mehr Material aus dem Austrittsspalt der Düse (der unten durch die Walze und oben durch eine Profillei­ ste begrenzt wird) austritt, wird auch das extrudierte Band oder Profil schmaler, bzw. wenn die Walzenumfangsge­ schwindigkeit verlangsamt wird, wird das Band oder Profil breiter.

Es kann mit dieser Maßnahme automatisch und sehr gezielt auf die Austrittsbreite des Kautschukprofils oder Bandes eingewirkt werden, ohne daß mechanische, seitliche Abdich­ tungsplatten oder dergleichen eingesetzt werden müssen.

Seitliche Abdichtungsplatten zwischen Walze und Kopffront­ teil haben den Nachteil, daß bei jeder Breitenänderung ein neuer Plattensatz installiert werden muß, wodurch eine Produktionsunterbrechung unerläßlich ist.

Durch die Zuordnung einer Steuereinrichtung kann in Ver­ bindung mit Profilleisten für verschiedene Kopfaustritts­ breiten jede Profilbreite bzw. Bahnbreite automatisch ge­ fahren werden bzw. nur durch eine jeweilige Steuerung der Um­ fangsgeschwindigkeit der Walze bzw. der Drehzahl der Schne­ cke (d. h. der Ausstoßmenge des Extruders) in Abhängigkeit des Materialdruckes im Kopf bzw. der durch die Fotodioden abgetasteten Breitenwerte des Extruders, jedoch ohne in­ stallierte Seitenbegrenzungen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Zeichnungen gezeigt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Einwal­ zenkopf,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß II-II in Fig. 1.

Der Einwalzenkopf besteht aus einem Extruder 1, dem Extrusionskopf 2 und der Walze 3.

Der Extrusionskopf 2 besteht aus einem Unterteil 4 a und einem Ober­ teil 4 , welches um Verschwenkgelenke 5 mittels Hydraulik­ zylinder 6 hochfahrbar ausgebildet ist. Der Hydraulikzylinder 6 weist zwei Angriffs- bzw. Befestigungspunkte 30 am Kopf­ oberteil 4 und 29 an den seitlichen Gehäuseteilen 20 bzw. 19 auf.

Mittels Hydraulikzylinder 9 und damit verbundenen Halte­ rungen 10 wird die auswechselbare Profilleiste 11 sicher in ihren Positionen gehalten.

Das Kopfoberteil 4 ist entsprechend dem Pfeil 12 verschwenk­ bar.

Die in Fig. 2 gezeigte Keilverriegelungseinrichtung für das Kopfoberteil besteht aus einer Grundplatte 14, an die jeweils beidseitig Hydraulikzylinder 15 und 16 eingreifen.

An den Hydraulikzylindern sind Keile 17, 18 befestigt, die z. B. konisch ausgebildet sind und in ebenfalls konisch aus­ gebildete Öffnungen 17 a und 18 a in den seitlichen Gehäuse­ teilen 19 und 20 eingreifen.

In Fig. 2 ist der Keil 17 aus der Gehäuseöffnung 17 a herausgefahren, während der Keil 18 in der Gehäuseöffnung 18 a sich in der Verriegelungs­ stellung befindet.

Die Öffnung des Extrusionskopfes 2 erfolgt dadurch, daß zunächst die Kei­ le 17 und 18 aus den seitlichen Gehäuseteilen 19 und 20 herausgefahren werden. Dann wird der Hydraulikzylinder 6 be­ tätigt und das Kopfoberteil 4 wird um das Verschwenkgelenk 5 ange­ hoben, entsprechend Pfeil 12.

Nun kann ohne weitere Vorkehrungen der Kopf gereinigt, können Fließeinsätze oder Profilleisten ausgewechselt und die Extruderschnecke 21 gezogen und ebenfalls ausgewechselt werden.

Nach Beendigung dieser Arbeiten wird das Kopfoberteil 4 wieder mittels doppeltwirkendem Hydraulikzylindern 6 heruntergefah­ ren und durch Ausfahren der Keile 17 und 18 in den Gehäuseöff­ nungen 17 a und 18 a verriegelt, wodurch eine sehr ausgewo­ gene Verriegelung des Kopfes sichergestellt ist.

In dem Fließkanal 23 treten Materialdrücke bis 250Abb. bar auf, die mittels Druckmeßgerät 27 erfaßt und durch ein Steuerge­ rät 24 registriert werden.

Das Steuergerät 24 wirkt in Abhändigkeit vom gemessenen Druck­ wert auf einen in der Zeichnung nicht näher erläuterten Antrieb der Walze 3 derart ein, daß ab einem vorher fest­ gelegten 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 herauszufördern, wodurch die Breite des Profiles oder Bandes abnimmt, bis eine festgelegte Breite erreicht ist.

Die exakte millimetergenaue Breite des Profiles 27 wird durch eine Randbeschneideinrichtung erreicht, die aus ei­ nem Schneidmesser 26 und einer angetriebenen Schneidwal­ ze 25 besteht. Die Schneidmesser sind so angeordnet, daß damit auch schräg zur Arbeitsrichtung verlaufende Schnit­ te durchgeführt werden können.

Alternativ kann das Steuergerät 24 entsprechend der gemes­ senen Druckwerte im Kopfinnenraum 23 auch auf einen nicht dar­ gestellten Antrieb der Extruderschnecke 21 einwirken, um bei Über­ schreiten eines bestimmten Druckwertes die Schneckendreh­ zahl geringfügig zu reduzieren (beispielsweise bis 2%), wodurch die Förderleistung des Extruders entsprechend zu­ rückgenommen wird. Aufgrund dessen sinkt der Druck im Kopf­ innenraum 23 und die Breite des aus dem Kopf austretenden Pro­ fils 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. auf die Schneckendrehzahl wird erreicht, daß

• a) die Problematik der Druck- bzw. Verschleiß­ platten (Verschleiß an der Zwischenplatte und an der rotierenden Walze) völlig vermie­ den werden (siehe europäische Patentschrift 00 05 077),
• b) sich kein Material zwischen Druckplatte und Walzenoberfläche ansammelt, dort thermisch überbelastet wird und erhebliche Verunrei­ nigungen hervorruft.

Seitenbegrenzungsplatten sind somit nicht mehr erforder­ lich.

Claims (2)

1. Einrichtung zum Steuern der Austrittsbreite beim Herstellen von Laufstreifen für Auto­ reifen oder anderen Profilen oder Bahnen aus Kautschuk, Elastomeren oder thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus einer, am Material­ austritt eines mit einem Antrieb ausgerüsteten Schneckenextruders angeordneten Düse für die Profilierung des Materials, wobei der Düsenaustritt gebil­ det wird durch ein mit einer auswechselbaren Profilleiste ausgebildetes Gehäuseteil und ei­ ner mit einem Antrieb ausgerüsteten, rotieren­ den, quer zum Düsenaustritt angeordneten Walze und einem einen Kopfinnenraum zwischen sich bildenden Kopfoberteil und Kopfunterteil, dadurch gekennzeichnet, daß dem Extrusionskopf (2) eine Steuereinrichtung für die Austrittsbreite des Profils oder der Bahn aus dem Kopf zugeordnet ist, die ge­ bildet wird durch ein dem Kopfinnenraum (23) zugeordnetes Druckmeßgerät (22), daß das Druckmeßgerät (22) mit einem Steuerge­ rät (24) verbunden ist, und daß das Steuergerät (24) mit dem Antrieb der Walze (3) und/oder dem Antrieb der Extruder­ schnecke (21) verbunden ist.

2. Einrichtung zum Steuern der Austrittsbreite beim Herstellen von Laufstreifen für Autoreifen oder anderen Profilen oder Bahnen aus Kautschuk, Ela­ stomeren oder thermoplastischem Kunststoff, be­ stehend aus einer, am Materialaustritt eines mit einem Antrieb ausgerüsteten Schneckenextruders ange­ ordneten Düse für die Profilierung des Materials, wobei der Düsenaustritt gebildet wird durch ein mit einer auswechselbaren Profilleiste ausgebil­ detes Gehäuseteil und einer mit einem Antrieb ausgerüsteten, rotierenden, quer zum Düsenaus­ tritt angeordneten Walze und einem einen Kopf­ innenraum zwischen sich bildenden Kopfoberteil und Kopfunterteil, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Extrusionskopf (2) eine Regeleinrichtung für die Austrittsbreite des Profiles oder der Bahn aus dem Kopf zugeordnet ist, die ge­ bildet wird durch die Bahnränder abtastende Fo­ todioden (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 Extruder­ schnecke (21) verbunden ist.