JP2010520085A - ゴムストリップ材料を製造する装置 - Google Patents

Abstract

コード材料を包含しているゴムストリップ材料を製造する装置（１）である。装置は、連続するゴムストリップを製造する目的で、ポンプ速度が調節可能な一体化されているギアポンプとコード材料の周囲に未加硫のゴムを押し出す搬送スクリューとを備えている押出機（４）を有する。装置は、ギアポンプのポンプ速度を調節する制御ユニットと、ゴムストリップの高さと幅とを計測し、計測された高さと幅とを示す計測信号を出力する計測ユニットとをさらに有する。計測ユニットは、ギアポンプのポンプ速度を調節する制御ユニットに計測信号を出力するために制御ユニットに接続可能であって、ギアポンプのポンプ速度は、少なくとも計測信号に基づいて制御ユニットによって制御可能である。

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載の、コード材料を包含しているゴムストリップ材料を製造する装置に関する。

そのようなゴムストリップ材料（a rubber strip material）を包含しているコード材料は、例えばいわゆるベルトの場合には、コードで補強されているゴムストリップ材料になることが可能である。そのコードは、例えば１５°から７０°の角度で鋼製コードまたは合成繊維によって形成され、いわゆる「プライ」の場合は８０°から９０°の角度で織物繊維によって形成される。

そのような装置は、たとえば日本特許出願２００５９５６５６から知られている。この文献では、押出機はギアポンプを備え、ポンプ速度は調節可能であると記述されている。調節機能は、供給される製品の量を一定に保つために使用される。

日本特許出願２００５９５６５６ 米国特許出願公開第２００３／００５１７９４号明細書

公知の装置で、例えば大きさの異なるベルト層を製造しなければならないとき、押出機の設定を変更することは、多くの時間を費やし、その間装置は製造に使用できない。

本発明の目的は、特にこれを改善することである。

この目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載の特徴を有し、コード材料を包含しているゴムストリップ材料を製造する装置を提供する。ゴムストリップの高さおよび幅の計測値を制御ユニットにフィードバックした結果、ギアポンプの回転数を変更することによってゴムの添加量が正確に制御されるので、押出機が、再現可能な品質を持ったゴムストリップを連続的に製造することを確保できる。まさにこの特殊なタイプの押出機を使用することで、装置は、製造されたゴムストリップの品質を依然として保証しながら、ゴムストリップの需要と供給のより広い変動に適合することが可能となる。さらに、上記の押出機を使用することで、大きさの異なるゴムストリップに（結果的にはベルト層に）より一層速く切り替えることが可能となる。加えてさらに、ギアポンプを使用するので、添加量とは無関係に粉砕と混合を発生させることができる。

帯幅が、ゴムストリップが間を通過するローラの速度を制御するために計測されること自体は、米国特許出願公開第２００３／００５１７９４号明細書で知られている。この文献は、計測された幅が押出機のポンプ速度を制御するために使用できることを記述しておらず、ゴムストリップの高さを計測することも記述していない。

本発明の装置の有利な実施態様において、装置は、押出機の搬送スクリューの端部で圧力を計測し、計測された圧力を示す圧力信号を出力する圧力センサを備えている。圧力センサは、ギアポンプのポンプ速度を調節する制御ユニットに圧力信号を出力するために制御ユニットに接続可能である。ギアポンプのポンプ速度は、搬送スクリューの端部の圧力を一定に保つために、少なくとも計測信号に基づいて制御ユニットによって制御可能である。このため、コード材料の表面への良好な接着が得られることを確保できる。

上述した米国特許出願公開第２００３／００５１７９４号明細書は、それらの計測値を制御ユニットに出力するような圧力センサを記述しており、それによって単位時間当たりに一定量の製品が生産される。そのため、計測値は、搬送スクリューの端部で圧力を一定に保つためには使用されない。

本発明の装置のさらなる実施態様またはその個別の態様において、装置は、ゴムストリップを押出機から引き出すための、モータで駆動される引き出しローラを有している引き出しユニットをさらに有する。そのモータは、駆動速度が制御可能な、引き出しローラを駆動する制御可能なモータである。まさにそのような制御可能なモータを使用することによって、装置はゴムストリップの需要と供給とのより大きな変動に対応できる。さらに、そのような押出機を使用することによって、大きさの異なるゴムストリップへ（そしてその結果ベルト層に）より一層速く切り替えることができる。

本発明の装置のさらなる実施態様またはその個別の態様において、装置は、多数の下側反転ローラと多数の上側反転ローラとを備え、上側反転ローラと下側反転ローラとの距離が調節可能なバッファユニットと、上側反転ローラと下側反転ローラの距離を計測して距離信号を出力する距離計測ユニットとをさらに有する。まさにその距離計測ユニットを使用することによって、装置は、ゴムストリップの需要と供給とのより大きな変動に対応することができる。さらに、そのような押出機を使用することによって、大きさの異なるゴムストリップへ（そしてその結果ベルト層に）より一層速く切り替えることができる。

ここで、距離計測ユニットは、引き出しユニットの制御可能なモータに接続可能であって、引き出しローラの駆動速度が、少なくとも距離信号に基づいて制御可能であって、特に制御可能なモータが引き出しローラの駆動速度を示す駆動速度信号を出力するように構成されていることは特に有利である。このため、ゴムストリップの需要と供給の変動に非常に正確に素早く対応できる。

特に、装置が、ギアポンプのポンプ速度を調節するための駆動速度信号を制御ユニットに出力する手段を備えている場合、ギアポンプのポンプ速度は、少なくとも駆動速度信号に基づいて制御ユニットによって制御可能であり、押出機によるゴムストリップの製造は、需要に応じて増産または減産が可能となる。

本発明の装置の一実施態様において、ゴムストリップの高さと幅とを計測する計測ユニットは、レーザとカメラとを有し、それによって、素早くて高い信頼性の測定値を得ることが可能である。非常に高精度な計測値を得るためには、装置は、ゴムストリップ用の支持体を備え、支持体は、ゴムストリップを支持するようになっていない付加部分も有し、付加部分は、基準幅および／または基準高さを備えた基準カムを有し、基準カムは、計測ユニットで計測可能となるように計測ユニットに対して配置されることが有利である。

本発明を本発明の実施形態を元にさらに説明する。

ゴムストリップ材料を作る装置の概略側面図である。 押出機の設定の主要な制御を表す概略図である。 基準カムの概略透視図である。

図１では、ベルトを製造する装置１の側面図を概略的に示している。装置１は、コード材料が巻かれているリール３を備えている巻き出し装置２を有している。一般的に、このコード材料は鋼製コードであるが、合成コード材料も使用できる。

装置１は、さらに、未加硫のゴムをコード材料の周囲に押し出す押出機４と、バッファユニット５とを有している。バッファユニット５は、ここでは、押し出された材料を一時的に蓄えて冷却するバッファループを備えている。ここでは、製造工程が不連続である場合にも対応できる。ここでは、連続したゴムストリップは縦のワイヤに供給されているので、ゴムストリップは拡張またはその他の変形する傾向はほとんどない。バッファ５は多数の下側反転ローラ６および上側反転ローラ７を備え、これらの反転ローラ間の距離は調節可能である。

その結果、縦のコードが埋め込まれている連続したゴムストリップは、続いて、それ自体が公知の方法で、さらなる製造工程のために特に切断装置８に供給される。並べられているゴムストリップの切断片に基づいて、ゴムストリップ材料が、それ自体が公知の方法で、切断装置の後のコンベアベルト上で、必要な長さと幅に形成され、続いて、ドラム構造体９に配置される（図１）。

図２では、特に押出機４の設定の制御を模式的に示す。

押出機４は、連続したゴムストリップを形成する目的で、未加硫のゴムをコード材料の周囲に押し出し、第１の制御可能なモータ１０によって駆動される搬送スクリュー１１を有している。スクリュー１１は、ゴム材料を混合し、かき混ぜ、加熱し、ギアポンプ１３に供給する役割を有している。ここで、搬送スクリュー１１の回転速度は、コード材料の表面への良好な接着を得られるように正しい粘着性と密着性とを得る目的で、ゴムの良好な粉砕と混合のために、搬送スクリューの端部に存在しているいわゆるバレル圧力Ｐ１を一定に維持するように、それ自体公知の方法で制御される。そのために、押出機には圧力センサ１２が設けられている。押出機４は、さらに、第２の制御可能なモータ１４によってポンプ速度が調節可能な一体化されているギアポンプ１３を有している。ギアポンプ１３内の圧力（Ｐ２）は、ゴムのコード材料への良好な接着を確保している。一体化されているギアポンプを備えているような押出機は、例えばVMI−AZ Extrusion社からPlanetruder（登録商標）という名称で入手できる。

第２の制御可能なモータ１４は、ギアポンプ１３のポンプ速度を調節するための制御ユニット１５によって駆動される。

図示された実施形態では、レーザ１７とカメラ１８とを有している計測ユニット１６は、ゴムストリップの高さおよび幅を計測して、計測した高さと幅とを示す計測信号を制御ユニット１５に出力する。計測精度を向上させる目的で、基準幅と基準高さとを備えている基準カム１９をゴムストリップ用の支持体（不図示）上に配置できる（図３）。基準カム１９は、例えば支持体の付加部分の上に配置され、その付加部分は、ゴムストリップを支持するようになっていないことが好ましい。基準カム１９は、計測ユニットで計測可能となるように計測ユニット１７、１８に対して配置される。基準カム１９は、ゴムストリップの尾根（ridge）に配置されていてもよい。間隔をとって離れた２つのゴムストリップが製造される場合、基準カムは２つのゴムストリップの間に配置されていてもよい。基準カムは、高さに顕著な差があるときには良好に認知されることが見出された。ここでは、例えば、基準カムの上面がゴムストリップの上面の下に置かれている。基準カム１９の段差のある構成には、多くの変形が可能である。したがって、１つの高さの基準カムも適用可能である。

制御ユニット１５は、計測信号に応じてギアポンプ１３のポンプ速度を調節するための制御信号を計測された高さと幅とに基づいて決定するために、実験的に定められた適切なアルゴリズムを有している。このため、ゴムの添加量は搬送スクリュー１１の回転速度には無関係に制御される。

第３の制御可能なモータ２１によって駆動される引き出しローラ２２を有している引き出しユニット２０は、押出機４からゴムストリップを引き出す。距離計測ユニット２３は、バッファユニット５の上側反転ローラ６と下側反転ローラ７との間の距離を計測し、計測された距離が示されている距離信号を引き出しユニット２０に出力する。つまり、距離計測ユニット２３は、引き出しユニット２０の制御可能なモータ２１に接続可能であって、引き出しローラ２２の駆動速度は、少なくとも距離信号に基づいて制御可能である。このため、引き出しローラ２２の駆動速度は、バッファユニット５の中身に応じて制御される。

図示の実施形態では、引き出しユニット２０、特に制御可能なモータ２１は、引き出しローラの駆動速度を示す駆動速度信号を制御ユニット１５に出力するように構成されている。このため、ギアポンプ１４のポンプ速度は、少なくとも、引き出しモータ２１の駆動速度信号に基づいて制御可能である。

上述した装置により、非常に大きな制御範囲（製造速度の５〜１００％）が実現可能であって、再現可能な形状および粉砕と混合とが一定のゴムストリップを全く同様に得ることが可能となる。

上記の記述は、本発明の好適な実施形態の動作の説明が含まれており、本発明の範囲を限定するものではない。上記の説明から本発明の思想と範囲に含まれる、特に添付の特許請求の範囲に定められているような多くの変形例が、当業者には明らかになるであろう。

Claims (9)

1. コード材料を包含しているゴムストリップ材料を製造する装置であって、
   連続するゴムストリップを製造する目的で前記コード材料の周囲に未加硫のゴムを押し出す搬送スクリューを備えている押出機であって、ポンプ速度が調節可能な一体化されているギアポンプを備えている押出機と、
   前記ギアポンプの前記ポンプ速度を調節する制御ユニットと、
   を有する装置において、
   前記装置は、前記ゴムストリップの高さと幅とを計測し、計測された高さと幅とを示す計測信号を出力する計測ユニットをさらに有し、前記計測ユニットは、前記ギアポンプの前記ポンプ速度を調節する前記制御ユニットに前記計測信号を出力するために前記制御ユニットに接続可能であり、前記ギアポンプの前記ポンプ速度は、少なくとも前記計測信号に基づいて前記制御ユニットによって制御可能であることを特徴とする、装置。
2. 前記押出機の前記搬送スクリューの端部で圧力を計測し、計測された圧力を示す圧力信号を出力する圧力センサを備え、前記圧力センサは、前記ギアポンプの前記ポンプ速度を調節する前記制御ユニットに前記圧力信号を出力するために前記制御ユニットに接続可能であって、前記ギアポンプの前記ポンプ速度は、前記搬送スクリューの前記端部の圧力を一定に保つために、少なくとも前記計測信号に基づいて前記制御ユニットによって制御可能である、請求項１に記載の装置。
3. 前記ゴムストリップを前記押出機から引き出すための、モータで駆動される引き出しローラを有している引き出しユニットをさらに有し、前記モータは、駆動速度が制御可能な、前記引き出しローラを駆動する制御可能なモータである、請求項１、２、または請求項１の前提部分のいずれかに記載の装置。
4. 多数の下側反転ローラと多数の上側反転ローラとを備え、前記上側反転ローラと前記下側反転ローラとの距離が調節可能なバッファユニットと、
   前記上側反転ローラと前記下側反転ローラとの距離を計測して距離信号を出力する距離計測ユニットと、をさらに有する、請求項１から請求項３までのいずれか１項または請求項１の前提部分に記載の装置。
5. 前記距離計測ユニットは、前記引き出しユニットの前記制御可能なモータに接続可能であって、前記引き出しローラの前記駆動速度は、少なくとも前記距離信号に基づいて制御可能である、請求項３または４に記載の装置。
6. 前記制御可能なモータは、前記引き出しローラの前記駆動速度を示す駆動速度信号を出力するように構成されている、請求項３または請求項３を参照する請求項４と５に記載の装置。
7. 前記ギアポンプの前記ポンプ速度を調節するための前記駆動速度信号を前記制御ユニットに出力する手段を備え、前記ギアポンプの前記ポンプ速度は、少なくとも前記駆動速度信号に基づいて前記制御ユニットによって制御可能である、請求項６に記載の装置。
8. 前記ゴムストリップの前記高さと前記幅とを計測する前記計測ユニットは、レーザとカメラとを有する、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の装置。
9. 前記装置は、前記ゴムストリップ用の支持体を備え、前記支持体は、前記ゴムストリップを支持するようになっていない付加部分も有し、前記付加部分は、基準幅および／または基準高さを備えた基準カムを有し、前記基準カムは、前記計測ユニットで計測可能となるように前記計測ユニットに対して配置される、請求項８に記載の装置。

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