JP5555351B2 - スチールバンドまたは繊維コードバンドのエッジをエッジトリミングするための装置 - Google Patents

Description

本発明は、スチールバンドまたは繊維コードバンドのエッジをエッジトリミングするための装置に関する。

スチールバンドまたは繊維コードバンドは、特にタイヤ産業で、製造するべきタイヤのカーカスまたはベルトを形成するために使用される。これらのバンドは弾力のある、しばしば軽度の粘着力があるゴム製またはエラストマー製マトリックスから構成されており、その中には互いに平行に伸びるスチール糸または布繊維の糸が入れられている。バンドはカレンダー加工によって製造される。しかしカレンダー加工で製造されたバンドのエッジは、その後で長手方向に対して横向きに切断される材料のエッジを事前に裁断する、つまり「トリミング」することなくエッジ側で互いに継ぎ合わすことができるほどに、常に正確なわけではない。糸がコードバンド材料の外側でむき出しになる場合があり、それが原因でその後の接合が必要な強度を達成できないことがある。なぜなら、高い接合強度のためには、２つの研磨するべきバンドエッジ、もしくは接合するべきバンドエッジのところの対応する外側の糸が、十分に弾力のあるマトリックス材、つまりゴムまたはそれに類したもので覆われていなければならないからである。さらに、カレンダー加工後に、バンド外側、つまりエッジのところの糸の上のマトリックス材が多くなりすぎることもある。

これにより、それに続く接合後に、２つの接合された部材内で隣接する糸の接合部での糸間隔が大きすぎるという結果となる。これによって製造された製品、つまりカーカスまたはベルトは、それによって異なったワイヤ間隔を備えることになる。これにより、その後で作られるタイヤの強度または物理的特性が劣ったものになり得る。

幾何学的に申し分のないバンドエッジを製造するために、いわゆるエッジトリミングに対して適切な装置を使用して行われる。このエッジトリミング装置は、カレンダー加工設備本体内で、または下流につながっている製造プロセスに統合されたコードバンド裁断機内で使用してもよい。エッジトリミングの際に不良のエッジが生じると、縁部分が切り取られ、その際切り取られた縁部分には、少なくとも１つの糸またはワイヤが含まれることになる。つまり、マトリックス内に入れられた２つの糸の間に沿って切り取られるのである。この切断により、幾何学的に申し分のないエッジが生成され、切断後に外側の糸が所望の厚さのマトリックス材で覆われることになる。その結果、エッジが不都合を生じさせること無く接合されることが可能となる。

公知のエッジトリミング装置はカッターを備えており、このカッターは２つの糸の間で切断を行い、縁カット部を分離する。カッターとして、通常直線状の刃を備えたシングルカッターが使用され、これはほぼ垂直に直立してバンドを切断する。別法として、一対のローラーカッターを使用してもよく、これは上部および下部のローラーカッターを備える。これらは互いに切断接触状態にあり、協働してバンドを切断する。

しかし、材料厚が全体で３ｍｍを超え、ときには１３ｍｍ以上ある比較的厚いスチールバンドまたは繊維コードバンドが使用される適用例が増えている。これらは、厚さ約２ｍｍ〜３ｍｍの普通のスチールバンドまたは繊維コードバンドよりも何倍も厚い。このような厚いバンドのエッジトリミングには問題がある。なぜなら刃が垂直に立っている普通のカッターを使用すると、マトリックス材の厚みが原因で非常に高い切断力が加えられ、この切断力は製造上の確実な運用を困難にし、そのためにしばしば再加工が必要となるからである。トリミングの実施において、切断力に関して簡単にコントロール可能なローラーカッターを使用して、このエッジが必要な接合強度を常に実現できるわけではないことが判明した。

従って本発明の課題は、特に厚さ３ｍｍ以上の厚いスチールバンドまたは繊維コードバンドがトリミング可能であるエッジトリミング装置を提供することである。

この課題を解決するために、冒頭に挙げた種類の装置は、本発明により、重なり合って配置され、互いに切断接触状態にないマトリックスを上側および下側で切り込む２つのローラーカッターと、その下流に接続されて切断を完了するカッターとによって特徴づけられる。

驚くべきことに、ローラーカッターと直立刃のカッターの組合せと、ローラーカッターによる部分的な切り込みの実施とによって、一方で非常に良好なエッジトリミングが達成され、他方でこれに関して接合結果が非常に良好になるエッジも作成可能であることが判明した。本発明により、この装置は重なり合って配置された２つのローラーカッターを具備した一対のローラーカッターを備えている。２つのローラーカッターは、互いに切断接触状態にない。すなわち材料を完全に切断するのではなく一部だけを切り込む。バンドが一対のローラーカッターを通って引っ張られると、上側または下側だけが切り込まれ、その際切断深さは２つのローラーカッターの切り込みの程度によって異なる。バンドが例えば厚さ８ｍｍの場合、各ローラーカッターによって２ｍｍまたは３ｍｍの切り込みが行われる。

ローラーカッターの下流のカッターは、直立刃を持っており、これが切断を完了する。この後に続くカッターが最終的に材料を分離する。その際は残りの厚みを切断するだけでよい。上記の例に関しては、厚みはせいぜい例えば４ｍｍ又は２ｍｍであり、従ってこれは全て厚さのうちの非常に小さい領域となる。非常に少ない材料を切るだけなので、与えられた切断力は大幅に小さくなり、その結果、この切断でも製造を確実に実施することができる。

本発明により、ローラーカッターは、従来の解決法とは異なり、互いに切断接触状態になく、それによっては単独で切断を行う能力を有しない。その役割は、コードバンド材料を上側および下側で切り込み、同時にそれに続く、直立刃を持ったカッターがコードバンド材料内の正しい箇所で切断することである。このとき最終的な切断は、後続のカッターが行う。これにより切断しなければならない材料は、その前に行われた切り込みによりはるかに少なくなっている。

本発明による装置によってトリミングされたエッジは、一方では非常に良好な接合を可能にする幾何学的状態を備えている。なぜなら、エッジ側の糸が十分なマトリックス層で覆われているからである。試験は、この種のエッジによる接合が極めて優れており、要求される高い接合強度が接合部に与えられることを示した。また切断手順そのものも製造上確実に形成され、コントロールされ、この手順がほぼ２つの工程で実施される。この場合、最初に上側および下側が切り込まれ、その際に、これにより多くの厚さの材料が切断される。その際、第２の切断手順によって最終的な切断が、直立刃を持ったカッターで、コントロール可能な切断力で実施される。

下流側に接続されたカッターが加熱式のカッターである場合、特に目的にかなっている。つまり、第２の切断が「熱間切断」であり、このことは接合強度の改善に関して特に有利に作用する。この熱間切断は、この厚いバンドにおいても簡単に可能である。なぜならローラーカッターによる事前の切り込みの結果、ホットカッターはわずかな材料厚を切断するだけでよいからである。

下流に接続されたカッターは、Ｖ字型の刃を備えた鉤状カッターであってよく、これは直線状またはカッター曲線状の刃であってよく、または固定された切断要素として切断ワイヤを備えたワイヤカッターであってもよい。これらすべてのカッターは加熱式であってもよい。

好ましくはローラーカッターと下流に接続されたカッターは、共通のマウントに配置される。このマウントは、固定式にフレームに配置されてよく、または少なくとも１つの軸に沿ってスライド可能にフレームに配置されていてもよい。固定的なマウント配置では切断線が規定されているのに対して、軽度にスライド可能なマウント配置では、埋め込まれている糸を場合によってあり得るベルト材料幅の揺れにカッターが容易に対応することができる。これにより軽度の糸位置のずれをミリメートルの範囲で補正することができる。それに関して、マウントはバンドに対して垂直の、対応する水平軸周りに、あるいは糸の長手方向に、可動に配置されている。マウントは、この軸上で言うまでもなく非常に簡単にスライド可能である。

本発明の別の形態では、下流側に接続されたカッターが垂直軸周りを旋回可能およびロック可能であることが提供される。この別の実施形態は、カッターを切断角内でいくらか調整することを可能にする。これは、材料によっては時に接合の改善に有用であり得る。

別の調整手段は、下流に接続されたカッターが、バンドの運動方向に対して垂直の水平軸に沿って可動でありロック可能であることを提供することができる。つまり、下流に接続されたカッターは（マウントもそれと同じように）バンドに対して垂直の水平軸に沿って、あるいは糸の長手方向に、可動でありロック可能である。これによって下流に接続されたバンドを位置合わせなしで２つのローラーカッターの切断線にセットすることが可能となる。これは、バンドエッジに程度の差はあるがいくらかゴムが残ることが所望された場合に必要な場合がある。しかし基本的な調整は、下流に接続されたカッターがローラーカッターと揃えられるように調整されることであり、これにより同一面で切断される。

さらに、本発明は、少なくとも３ｍｍ、特に４ｍｍを超える厚さを備えたスチールバンドまたは繊維コードバンドのエッジのトリミング方法に関する。本発明は、特に前述のタイプの装置の使用に関する。この方法では、重なり合って配置された、しかし互いに切断接触状態にない２つのローラーカッターを使用し、上側および下側でコードバンドのマトリックスが切り込まれ、その次に後続のカッターによって残存しているバンドマトリックスが切断される。

本発明による方法では、一対のローラーカッターを使用して、その中に互いに平行に伸びているスチール糸または布繊維の糸が埋め込まれている弾力のあるバンド材料に、上側および下側で切り込むだけである。その際、ローラーカッターは互いの間隔を調整可能であるため、切り込み深さは適切に調整され得る。これに加えて、ローラーカッターは適切に調整可能にマウントに配置される。この方法によれば、続いて好ましくは同じマウントに取付けられた後続のカッターによって、例えば鉤状カッターの形でまたはそれに類したものによって、残存しているバンドマトリックス、つまりまだ完全に切断されていないバンド材料が完全に切断される。つまり、最終的に後続のカッターがローラーカッターによる２つの切り込みを継続して全体の切断を完了する。その際、後続のコールドカッターを使用し、あるいは好ましくは適切な加熱装置で所望の温度に熱せられたホットカッターを使用してもよい。つまり、最終的な切断は熱間切断である。カッターの温度調節は、有利には本来カッターによって切断される材料の範囲にだけでなく、この材料の範囲にも作用する。なぜなら前もってローラーカッターによって切り込まれたバンドマトリックスは、最後には直接隣り合った、または加熱された後続のカッターに沿って案内される。その結果、接合強度に関して有利な加熱つまり温度上昇がそこにも与えられ、それゆえに切り込まれたバンドエッジ全体がいわばホットカッターにされる。

本発明のさらなる利点、特徴、細部は以下に記述される実施例および図を使用して提示される。

本発明によるエッジトリミング装置の側面図である。 図１の装置の斜視図である。 図２の装置を反対側から見た対応する図である。 個々の切断フェーズを説明するための概略図である。 材料図４における切断フェーズにおける材料を見た概略図である。

図１は、比較的厚い、特に厚さが少なくとも３ｍｍ、好ましくは少なくとも４ｍｍから１３ｍｍ以上の厚さのあるスチールバンドまたは繊維コードバンドのエッジをトリミングするための、本発明による装置１を示している。この装置は、マウント２を備える。このマウントは、例えばカレンダー加工設備またはコードバンド裁断機等の機械のフレーム３に配置されている。このマウントは、図１に示された好ましくは２つの水平軸４に沿って水平にスライド可能である。その結果、以下でさらに言及するマウントは、自動的にコースに平行に伸びる、切断するべきバンド材料内に入れられているスチール糸または布繊維の糸に配向することができ、それゆえに自動で側方に案内される。

マウント２のところには、２つの自由回転可能な、あるいは１つの駆動装置で駆動されるローラーカッター５、６があり、それぞれ１つの回転軸７、８周りを回転可能に配置されている。２つの左右矢印が示しているように、ローラーカッターはその間隔を調節するために相対的に互いに調整可能である。各ローラーカッター５、６は、刃９、１０を備えている。図１に示されるように、本発明による装置あるいは本発明による方法の基本的特徴として、ローラーカッター５、６は、すなわちその刃９、１０は、互いに切断接触状態になく、つまりローラーカッターは加工するべきバンドを完全には切断しない。むしろ、ローラーカッターは材料に上側および下側で切り込みを入れるためだけに使用される。

最終的な切断は、下流に接続されたカッター１１を使用して行われる。このカッターは、ここでは鉤状刃カッター１２として仕上げられており、鉤状刃１３を備えている。このカッター１１は加熱式であり、加熱装置１４と連結されている。この加熱装置１４を介してカッターは、示された例ではマウント２に配置されている。丸い矢印が示すように、カッターは一方で垂直軸１５の周りを回ることができる。従って鉤状刃１３の角度およびその結果としてカッター１１の角度が、切断するべきバンドに対して、または取り巻いているローラーカッター５、６の刃９、１０に対して調整される。これは、処理するべき材料に応じて必要な場合がある。所望の回転位置で、カッター１１は当然ロック可能である。

さらに、十字マークが示すように、加熱装置１４および加熱装置と共にカッター１１も、水平に伸びる軸（軸４に平行に伸びる）に沿って水平にスライド可能である。つまり、カッター１１はローラーカッター５、６の刃９、１０に対する方向を横へずらすことが可能である。このことは、カッター１１と刃９、１０とを位置合わせするための調整手段を提供する。つまりカッターの鉤状刃１３は、刃９、１０と同じ平面で切ることになる。切断するべき材料がオフセットすることを必要とする場合は、カッターは位置を合わせることなく設定することができる。これに必要なことは、軸１６に沿って水平にずらし、その後でロックされることだけである。

図２は、斜視図で詳細に２つのローラーカッター５、６およびそれに続くカッター１１を示している。

２つのローラーカッターは、それぞれ円筒形のセクション１７、１８または１９、２０を備える。これらの間でそれぞれ刃９、１０が周りを巡っている。２つの円筒形のセクション１７、１８または１９、２０は、ローラーカッター５、６の間の切断するべきコードバンド材料のガイドとして機能する。

カッター１１は、実施された形態のように鉤状カッターとして仕上げられている。鉤状刃１３がはっきり視認でき、好ましくは２つの刃９、１０を介して形成された切断面と位置合わせされ、しかし実施された形態のように、これに関しては横方向オフセットまたは回転位置が考え得る。

図３は、図２の配置を他の側から示しており、その際に再度明確に、ローラーカッターの間隔を有する構造と、それを取り巻く刃９、１０が示されている。

図４および５は、本発明及び本発明それぞれによる装置の作動原理を示している。図４および５は、切断するべきスチールバンドまたは繊維コードバンド２１が示している。これは弾力のある材料、例えばゴムから形成されている。この材料はバンドマトリックス２２を構成し、その中には完全に埋め込まれた平行に伸びる複数のスチール糸または布繊維の糸２３がバンド長手方向に伸びている（図５参照）。スチールバンドまたは繊維コードバンドは、カレンダー加工設備内で製造される。その場合、バンドエッジ２４のところで、マトリックス２２を構成する弾力のある材料が均質に形成されない場合がある。これは図５に誇張して示されている。この図から、直接エッジ側にあるスチール糸または布繊維の糸２３ａは、側方が均質にマトリックス２２に埋め込まれておらず、それどころか一部むき出しになる場合もある。そのため、本発明による装置１を使用してエッジを加工すること、つまり「トリミングする」ことが必要である。この装置の上流に接続されている搬送装置、例えばコンベヤーベルト２５（図１参照）は、スチールバンドまたは繊維コードバンド２１を装置１の範囲内に搬送する。これらは非常に長いバンドであるために、２つのローラーカッター５、６の間を通って進む（図４参照）。その周囲を取り巻く刃９、１０は、上側および下側で材料、つまりマトリックス２２内に切り込む。このことから、刃９、１０が互いに切断接触状態にない、つまりまだ切断されていない材料厚ｄが残っていることがわかる。これは図４で、後続のカッター１１まで伸びた破線で示されている。その上部および下部は、刃９、１０によって材料が切り込まれている。上流に接続された搬送装置の別法としてまたは追加的に、バンドをカッターの組み合わせに通す、下流に接続された搬送装置を備えていてもよい。

ここでバンド２１はさらに進み、およびカッター１１の刃１３に逆らって進み、上述のように好ましくは加熱される。ここでは残った材料厚ｄが完全に切断される。切断されたバンドセクション２４は抜き取られる（図４および５参照）。

図５には、平面図にコードバンドまたは布バンド２１が示されている。その中ではローラーカッター５、６の位置だけでなく後続のカッター１１も各線で示されている。切断されたコードバンド２１のエッジ２５は、直線である。ここではエッジ付近にあるスチール糸または布繊維の糸２３ｂは、左右対称または均質にマトリックス材２２によって取り囲まれている。従って非常にしっかりした接合のために最適なエッジが与えられる。

このことから、ローラーカッター５、６およびカッター１１の切断面は、示された例の中で位置合わせされて相前後して伸びているが、これは必ずそのようでなければならないというわけではないことは明らかである。またカッター１１をカッター５、６に対して軽くオフセットすることも考え得る。いずれにしても、これらカッターは２つの隣接する糸２３ａ、２３ｂの間を通る。この糸も必ずしもまっすぐ伸びておらず軽く波打っていることがあるため、材料幅がいくらか変わる場合がある。しかしながら、正確に２つの間を切断することができるよう、上述のように、マウント２がすべてのカッターと共に軸４に沿って水平に可動である。これにより、糸２３ａ、２３ｂの間で自動で中心合わせすることができる。

カッター１１は鉤状カッター１２として示されているが、基本的にシングルカッターで直線状または軽く丸みを帯びた刃を備えていてよく、ワイヤカッターとして仕上げられていてもよい。好ましくは、いずれにおいても加熱式カッターとして仕上げられている。

２つのローラーカッター５、６の切断は、実施された形態のように、適切な調節手段によって調整され得る。当然これは、切断するべきバンド２１の厚みがどの程度かに依存する。考え得るのは、例えば、ローラーカッター５、６がそれぞれ、全厚の３分の１の深さまで切断し、残った３分の１の厚み、つまり材料厚ｄが後続のカッター１１によって切断されることである。これはしかし単なる例であり、当然ながら具体的な切り込み深さ、ひいては残った材料厚ｄも任意であり、必要ならば切断するべき材料の種類によっても調整される。

Claims (9)

1. 弾力のあるマトリックスからなり、前記マトリックスの中に互いに平行に伸びるスチール糸または布繊維の糸が入れられているスチールバンドまたは繊維コードバンドのエッジをエッジトリミングするための装置において、重なり合って配置された、互いに切断接触状態にない２つのローラーカッター（５、６）が、前記マトリックス（２２）の上側と下側とを切り込み、およびその下流に接続されたカッター（１１）が切断を完了させることを特徴とする装置。
2. 前記下流に接続された前記カッター（１１）が、加熱式カッターであることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記下流に接続された前記カッター（１１）が、鉤状カッター（１２）、直線状または曲線状の刃を備えたカッターまたはワイヤカッターであることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 共通のマウント（２）が、前記ローラーカッター（５、６）および前記下流に接続された前記カッター（１１）のために備えられていることを特徴とする、請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の装置。
5. 前記マウント（２）が、固定されてフレーム（３）に配置されているか、または前記マウント（２）が少なくとも１つの軸（４）に沿ってスライド可能にフレーム（３）に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 前記下流に接続された前記カッター（１１）が、垂直軸（１５）の周りを回転可能およびロック可能であることを特徴とする、請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の装置。
7. 前記下流に接続された前記カッター（１１）が、前記バンド（２１）の運動方向に対して垂直の水平軸（１６）に沿って可動およびロック可能であることを特徴とする、請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の装置。
8. ３ｍｍを超える厚さのスチールバンドまたは繊維コードバンドのエッジを、請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の装置（１）を使用してトリミングする方法であって、重なり合って配置されているが、互いに切断接触状態にない２つのローラーカッター（５、６）を使用して上側および下側でコードバンド（２１）のマトリックス（２２）を切り込み、その次に後続のカッター（１１）を使用してまだ残っているバンドマトリックス（２２）を切断する方法。
9. 前記後続の前記カッター（１１）が加熱されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。

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