DE60210841T2

DE60210841T2 - Wickler mit Zonen variabler Spannung

Info

Publication number: DE60210841T2
Application number: DE60210841T
Authority: DE
Inventors: Richard David 44223 VARGO; Robert Henry 44278 VOGLIANO
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2022-02-08
Also published as: BR0200347B1; DE60210841D1; US6402077B1; EP1232981B1; BR0200347A; EP1232981A2; EP1232981A3

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung. Spezifischer ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufwickeln viskoelastischen Materials auf eine Weise, um die Verwindung des Materials nach dem Aufwickeln des Materials auf eine Rolle zu verringern, gerichtet (WO 99/64335).
Hintergrund der Erfindung
Aufwickeln von Reifenkomponenten ist ein wichtiger Teil des Reifenherstellungsvorgangs. Es bietet offensichtliche Vorteile, wie etwa bei Handhabung, Lagerung, Transport, und manche Reifenmaschinen sind so gebaut, dass sie nur aufgewickelte Komponenten akzeptieren, entweder aufgespult oder aufgerollt. Es bestehen jedoch auch Nachteile. Wenn die aufgewickelte Komponente eine mit einer Kontur versehene Komponente ist, im Gegensatz zu einem flachen Bogenmaterial, so kann die Komponente in dem Aufwickel-/Lagerprozess verwunden werden. Wenn die Komponente aus einem Material mit niedrigem Rollwiderstand gebildet ist, so kann das Problem sich verschlimmern, da solches Material sehr klebrig und normalerweise weicher ist.
Wenn die Verwindung stattfindet, wenn Reifenkomponenten, wie etwa Gürtel und Karkassenmaterialien, aufgewickelt werden, so kann die Enden-pro-Inch-Zählung des Drahts sich ändern und kann das Material zurückgewiesen werden müssen. In anderen Anwendungen wird, wenn die Komponenten gequetscht werden, das Abtrennen von der Kaschierlage erschwert, wenn nicht unmöglich. Kalandertes Material kann im Zentrum von Rollen verwunden und abgeflacht werden und muss manchmal von der Kaschierlage abgeschnitten werden, wodurch teure Kaschierlage, Zeit und Material verschwendet werden.
All diese Probleme teilen einen gemeinsamen Nenner – Verwindung aufgrund von während des Aufwickel- und Lagervorgangs erfahrenen Drucks.
Zentrumsgetriebene Wickelvorrichtungen erhalten die Energie zum Aufwickeln der Rolle von einem Motor, der eine mit entweder der Hülle oder dem Kern der Rolle verbundene Welle rotiert. Wickelspannung wird angelegt, indem entweder an der Stützkaschierlage oder an der auf die Kaschierlage aufgewickelten Komponente oder an beidem gezogen wird. Bei diesem Wickelaufbautyp ist die Steuerung der Wickelspannung, das heißt, wie die auf die Komponente bei deren Aufwickeln angelegte Spannung verändert wird, wenn das Paket während des Aufwickelns größer wird, ein kritischer Punkt.
3 illustriert eine Wickelstation 10 des Standes der Technik. Eine auf Rädern 14 montierte Wickelplattform 12 hat ein Unterteil 16 aus entweder einem offenen Quadrat oder zwei Seitengestellen, worauf sich zwei vertikale Traggestelle 18, 20 befinden. An jedem vertikalen Traggestell 18, 20 ist eine Achse 22, 24 rotierbar an dem Gestell 18, 20 montiert und ist eine Rolle 26, 28 an jeder Achse 22, 24 montiert. Eine Rolle 28 ist die Aufwickelrolle, auf die eine Kaschierlage 30 und ein Vorratsmaterial 32 aufgewickelt werden. Die andere Rolle 26 ist die Kaschierlagen-Abziehrolle, von der die Kaschierlage 30 abgewickelt wird, wenn das Vorratsmaterial 32 auf die Aufwickelrolle 28 aufgewickelt wird, und auf die die Kaschierlage 30 aufgewickelt wird, wenn Vorratsmaterial 32 von der Aufwickelrolle 28 abgenommen wird.
Angrenzend an die Abziehrollenseite der Wickelplattform 12 befindet sich der Abziehabschnitt 34 der Wickelstation 10, welcher eine Vielzahl von Führungsrollen umfasst. In dem dargestellten Führungsmechanismus läuft die Kaschierlage 30 über zwei obere Führungsrollen 36, 38, durch eine Führung 40, deren Funktion es ist, die Kaschierlage auszubreiten und zu entknittern, und über Führungsrollen 42, 44. Die Kaschierlage 30 passiert dann unter der Wickelplattform 12 und über ein anderes Paar Rollen 46. Nach dem Laufen um die Führungsrolle 48 kommt die Kaschierlage 30 dann an der Rolle 50 mit dem Vorratsmaterial 32 in Kontakt und wird auf die Aufwickelrolle 28 gewickelt. Das Vorratsmaterial 32 wird vor dem Inkontaktkommen mit der Kaschierlage 30 ebenfalls von Rollen 52, 54 geführt.
Die primäre Funktion der Spannung in der Kaschierlage 30 ist das Vorsehen richtiger Spurhaltung, Führung und Entknitterns während des Aufwickelns. Aufgrund anderer Faktoren, z.B. schlecht ausgerichteter Rollen, Lager, die sich nicht frei drehen, schlecht aufgewickelter Trägerkaschierlagen, werden höhere Wickelspannungen benötigt, um die Kaschierlage 30 zu führen und zu entknittern. Zur Bereitstellung einer qualitativ hochwertigen Aufwicklung, einer, die der aufgewickelten Komponente minimale Beschädigung zufügt, ist die benötigte tatsächliche Wickelspannung niedrig.
Somit ist die Kaschierlage 30 während des Auf- und Abwickelns einer hohen Spannung unterworfen. Eine hohe Wickelspannung wird in dem Abziehabschnitt 34 der Wickelvorrichtung 10 entwickelt, um eine ausreichende Spurhaltung und Entknitterung zu verschaffen. Diese Spannung wird in die Aufwickelrolle 28 und in das aufgewickelte Vorratsmaterial 32 getragen. Man kann sich die Spannung als Energie vorstellen, die in die Rolle 28 gewickelt wird. Die Dissipierung dieser Energie geschieht durch den viskoelastischen Kautschuk des Vorratsmaterials 32, was das Vorratsmaterial 32 veranlasst, zu fließen, was zur Verwindung der Profile und Konturen der Komponente und Ankleben an der Kaschierlage 30 führt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Aufwickelstation und ein Wickelverfahren gerichtet, die die Begrenzungen der bekannten Wickelvorrichtungen und Wickelsysteme überwinden und für ein qualitativ hochwertiges Aufwickeln in der Wickelstation sorgen, wobei sie Probleme der Komponentenverwindung und -anhaftung an die Kaschierlage minimieren.
Es ist ein Verfahren zum Aufwickeln eines viskoelastischen Materials offenbart, wobei das Material und eine tragende Kaschierlage auf eine Rolle zu wickeln sind. Das Verfahren beinhaltet das Abwickeln einer Kaschierlage von einer Rolle, Führen der Kaschierlage unter hoher Spannung, Führen des viskoelastischen Materials auf die Kaschierlage und Aufwickeln des viskoelastischen Materials und der tragenden Kaschierlage auf eine Rolle. Vor dem Führen des viskoelastischen Materials auf die Kaschierlage wird die Spannung in der Kaschierlage isoliert, um die Spannung in der Kaschierlage zu verringern.
In einem Aspekt der offenbarten Erfindung isoliert das Durchlaufenlassen der Kaschierlage durch ein Paar Quetschwalzen die Spannung.
Es ist auch eine Wickelstation zum Aufwickeln eines viskoelastischen Materials und einer tragenden Kaschierlage auf eine Rolle offenbart. Die Wickelstation weist eine Abziehrolle, eine Aufwickelrolle und eine Vielzahl von Führungsrollen zum Führen des viskoelastischen Materials und der tragenden Kaschierlage auf. Eine Spannungsisoliervorrichtung befindet sich vorangehend zu der Aufwickelrolle, um die Spannung in der Kaschierlage vor dem Aufwickeln des Materials und der Kaschierlage auf die Aufwickelrolle zu verringern.
In einem Aspekt der offenbarten Erfindung ist die Spannungsisoliervorrichtung ein Paar Quetschrollen. In einem anderen offenbarten Aspekt setzt die Spannungsisoliervorrichtung eine "S"-Führungs- oder "Omega"-Führungsgeometrie ein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird als Beispiel und unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, worin:
1 eine zentral angetriebene Wickelvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
2a eine Spannungsisoliergeometrie ist;
2b eine andere Spannungsisolationsgeometrie ist; und
3 eine zentral angetriebene Wickelvorrichtung des Standes der Technik illustriert.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
1 illustriert eine in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung modifizierte Wickelstation 60. Die Wickelstation 60 ist gleichartig der Wickelstation 10 des Standes der Technik, außer dass die Wickelstation 60 Mittel zur Bildung verschiedener Spannungsbereiche aufweist. Praktischerweise tragen die Gegenstände, die in der Wickelstation 10 des Standes der Technik dieselben sind, dieselbe Referenzziffer.
In dem in 1 illustrierten Arbeitsgang wird die Kaschierlage 30 von der Abziehrolle 26 abgewickelt und wird, mit dem Vorratsmaterial 32, auf die Aufwickelrolle 28 gewickelt. Während dieses Arbeitsgangs ist die durch die Abziehrolle 26 verlaufende Achse 22 mit einer Bremse (nicht illustriert) verbunden und ist die Achse 24 in der Aufwickelrolle 28 mit einem Motor (nicht dargestellt) verbunden. Der Motor verschafft die zum Ziehen der Kaschierlage 30 durch die Wickelstation erforderliche Kraft, während die Bremse an der Abziehrollenachse 22 die Spannung steuert, auf die die Kaschierlage 30 gehalten wird, wenn sie den Abziehabschnitt 34 durchläuft. Beim Durchlaufen der Kaschierlage 30 durch den Abziehabschnitt 34 wird zum Führen und Entknittern eine hohe Spannung aufrechterhalten.
Nach dem Durchlaufen der Kaschierlage 30 durch den Abziehabschnitt 34 ist keine hohe Spannung mehr erforderlich. Bevor die Kaschierlage 30 mit dem Vorratsmaterial 32 in Kontakt kommt, wird die Spannung in der Kaschierlage 30 isoliert, um zu einer niedrigen Spannung in der Kaschierlage 30 für das Inkontaktkommen der Kaschierlage 30 mit dem Vorratsmaterial 32 zu gelangen. Die Isolierung der Spannung kann durch die illustrierten Quetschrollen 62 oder durch andere Spannungsisolierungsgeometrien, wie etwa die "S"-Führung, d.h. das Herumführen der Kaschierlage 30 um ein Paar Rollen 64, die so angeordnet sind, dass sie der Kaschierlage 30 eine "S"-förmige Bahn verleihen, oder eine Omega-Wicklung, siehe 2b, wobei die Kaschierlage 30 um drei Rollen 66 herumgeführt ist, um eine omegaförmige Bahn zu bilden. Durch Isolieren der Spannung auf diese Weise werden verschiedene Spannungsbereiche erzeugt: ein Bereich hoher Spannung zum Führen und Entknittern der Kaschierlage 30 und ein Bereich niedriger Spannung für das eigentliche Aufwickeln der Kaschierlage 30 und des viskoelastischen Vorratsmaterials 32.
Wenn das Vorratsmaterial 32 mit niedriger Spannung auf die Aufwickelrolle 28 gewickelt wird, wird weniger Energie in das viskoelastische Material 32 absorbiert, wodurch die Notwendigkeit für das Material 32 verringert wird, die gespeicherte Energie durch "Entspannen" oder Fließen und Verformen aus jedweder ursprünglichen mit einer Kontur versehenen Konfiguration zu dissipieren.
Das auf die Aufwickelrolle gewickelte Vorratsmaterial 32 ist jede flexible durchlaufende, sich in Längsrichtung erstreckende Komponente, wobei zumindest ein Teil des Materials aus einem viskoelastischen Material wie etwa Kautschuk, thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoffen gebildet ist. In der bevorzugten Verwendung der Wickelvorrichtung in einem Reifenherstellungsvorgang kann das Vorratsmaterial 32 jede Reifenkomponente sein, wie etwa Reifenlauffläche, Seitenwände, Gürtellagen, Karkassenmaterialien oder Innenisolierungsmaterialien.
Die Kaschierlage 30 muss flexibel sein und hat vorzugsweise eine solche Oberfläche, dass das Vorratsmaterial 32 davon abgehalten wird, an der Kaschierlage 30 zu haften.
Die Wickelstation 60 ist auch mit einer Lastzelle 64 in dem Bereich niedriger Spannung versehen. Die Lastzelle 64 sorgt für Rückmeldung zu der Bremse an der Abziehrollenachse 22, sodass das Wickelspannungsprofil auf konsistente Weise aufrechterhalten wird, wenn der Materialdurchmesser auf der Wickelrolle 28 zunimmt.
Es ist anzumerken, wie oben bezüglich der Wickelstation 10 des Standes der Technik festgestellt, dass die besondere Anordnung von Führungsrollen und Ausbreit- und Entknittergerät in der Wickelstation variiert werden kann. Solche Führungsrollen und Gerät können an der Wickelplattform 12 befestigt sein. Auch kann, bei möglichen Variationen in der Anordnung der Führungsrollen, die tatsächliche, von der Kaschierlage 30 und dem Vorratsmaterial 32 befolgte Bahn unterschiedlich sein.

Claims

Ein Verfahren zum Aufwickeln eines viskoelastischen Materials, wobei das Material (32) und eine tragende Kaschierlage (30) auf eine Rolle (28) aufzuwickeln sind, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Abwickeln einer Kaschierlage (30) von einer Rolle (26), Führen der Kaschierlage (30) unter hoher Spannung; Isolieren der Spannung in der Kaschierlage, um die Spannung in der Kaschierlage zu verringern; Führen des viskoelastischen Materials (32) auf die Kaschierlage (30); und Aufwickeln des viskoelastischen Materials und der tragenden Kaschierlage auf eine Rolle (28).
Ein Aufwickelverfahren in Übereinstimmung mit Anspruch 1, wobei die Spannung in der Kaschierlage (30) durch Durchlaufenlassen der Kaschierlage durch ein Paar Quetschrollen (62) isoliert wird.
Ein Aufwickelverfahren in Übereinstimmung mit Anspruch 1, wobei die Spannung in der Kaschierlage (30) durch Herumführen der Kaschierlage um einen Satz Rollen (64), sodass die Kaschierlage eine "S"-Konfiguration durchläuft, isoliert wird.
Ein Aufwickelverfahren in Übereinstimmung mit Anspruch 1, wobei die Spannung in der Kaschierlage (30) durch Herumführen der Kaschierlage um einen Satz Rollen (64), sodass die Kaschierlage eine Omega-Konfiguration durchläuft, isoliert wird.
Eine Wickelstation (60) zum Aufwickeln eines viskoelastischen Materials (32) und einer tragenden Kaschierlage (30) auf eine Rolle (28), wobei die Wickelstation eine Abziehrolle (26), eine Aufwickelrolle (28) und eine Vielzahl von Führungsrollen (36, 38, 42, 44, 46, 50, 52, 54 ...) zum Führen des viskoelastischen Materials und der tragenden Kaschierlage umfasst, wobei die Wickelstation durch eine Vorrichtung zum Isolieren der Spannung in der tragenden Kaschierlage (30) gekennzeichnet ist, wobei besagte Vorrichtung vorangehend zu der Aufwickelrolle (28) gelegen ist.
Eine Wickelstation in Übereinstimmung mit Anspruch 5, wobei die Spannungsisoliervorrichtung aus zumindest einem Paar benachbarter Rollen (62, 64) besteht.
Eine Wickelstation in Übereinstimmung mit Anspruch 6, wobei die Spannungsisoliervorrichtung aus zumindest drei Rollen (66) besteht, um die die Kaschierlage (30) herumgeführt ist.