JP7061448B2 - 押出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、可塑化可能な材料から成る成形物を製造するための、少なくとも１つのスプレーヘッドを有する押出し装置であって、スプレーヘッド内において、少なくとも１つのローラと、押出し装置の動作位置で固定要素を用いてあらかじめ規定された位置において接触面に対して接触する、スプレーストリップ、成形物ストリップ又は成形ストリップとも呼ばれる例えば合成樹脂又は金属から成る少なくとも１つのストリップとによって画成された隙間へ前記可塑化可能な材料を供給可能である、前記押出し装置に関するものである。

特許文献１及び特許文献２には、駆動部を備えたスクリュ押出し機の材料出口に配置された、材料の成形物化のためのノズルで構成された、自動車用タイヤのためのトレッドストリップ又はゴム、エラストマ又は熱可塑性の合成樹脂から成る成形物又はウェブを製造する際に出口幅を制御するための装置が既に記載されている。ノズル出口は、交換可能な成形物ストリップによって形成されたハウジング部分と、駆動部を備えた、ノズル出口に対して横方向に配置された回転するローラとで形成されている。油圧シリンダ及びこれに結合されたブラケットを用いて、交換可能な成形物ストリップが確実にその位置に保持される。

現場では、流れ込みヘッドとも呼ばれるこのようなスプレーヘッドが、例えば車両用タイヤの生産において既に多く用いられている。ここで、可塑化されたゴム混合物がスプレーヘッド内へ供給され、全生産幅へ予備成形される。スプレーヘッド内には、ローラ隙間への出口においてあらかじめ設定されたウェブ厚さにスプレーヘッド開口部を正確に適合させるために寄与する交換可能なストリップが配置されている。

このとき、このような装置の使用は、とりわけ、長方形状の断面積を有する成形物、とりわけ平坦なプレート及びウェブと、アンダーカットを有さない成形物、例えば成形化された製品が適している。このとき、一方では材料厚さの高い均一性が全ウェブ幅にわたって達成され、他方では圧延された成形物の良好な均質性が達成される。

特許文献３は、ローラ対と、またスプレーストリップとを備えている。ノズル開口部から排出されるゴムは、上側のローラと下側のローラの間で圧延され、成形される。

このような流れ込みヘッド装置の本質的な利点は、とりわけ、スプレーストリップのためのわずかな工具コストと、簡単な工具交換による短い工具取り換え時間と、複雑な成形物の型、特に狭い通路を有する成形物に対する適合性と、このような装置に対する全体としてわずかな投資費用である。

現場では、クランプによるストリップの通常の固定が欠点であることが分かっており、クランプ時には、固定力の作用方向がストリップに対して斜めに押圧する。これにより、固定時には接触面に対してストリップが不意に変位することがあるとともに、この結果、隙間がその規定位置とは異なり不確定な大きさを有することがあるか、あるいは不確定な態様でローラに対して付勢されることがある。

独国特許発明第３４４８０２６号明細書 独国特許出願公開第３４２４２５７号明細書 独国特許発明第６９１１０２４６号明細書

本発明の基礎をなす課題は、ストリップの動作位置において、信頼性のある調整可能性と位置決めを得ることにある。

上記課題は、本発明により、請求項１の特徴による押出し装置によって解決される。本発明の別の構成は、従属請求項から見て取れる。

したがって、本発明によれば、押出し装置が設けられており、この押出し装置においては、固定要素が例えば平面状に、又は点状に作用する圧力伝達要素を備えており、この圧力伝達要素は、動作位置において、カウンタ軸受としての接触面に対向するストリップの押圧面に対して接触可能である。このとき、圧力伝達要素は、ストリップの押圧面に対する圧力伝達要素の所望の、あるいはあらかじめ規定された平行な配向の偏差を補償するために、少なくとも１つの軸線周りに旋回可能な双腕型のレバー又は双腕てことして構成されている。これにより、固定力を押圧面の面法線に対して平行に作用方向をもって伝達することが初めて可能である。このことは、圧力伝達要素が従来技術では通常であるような構造上あらかじめ設定され、動作中に変化しない配向を備えずに、本発明により、双腕型のレバーの原理に基づき軸線周りに旋回運動可能であることによって可能である。したがって、圧力伝達要素の、ストリップの押圧面に対する自己整向式の平行な配向が常に行われる。当然、圧力伝達要素の旋回運動性を特にストッパによって制限することが可能であり、軸線は、好ましくは圧力伝達要素とストリップの押圧面との間の接触平面に対して例えば０．５～５ｃｍのわずかな間隔のみを有している。これにより、圧力伝達要素の平行な自己整向が実際に生じる場合に初めてストリップへの力伝達が行われることが保証されている。当然、旋回運動は、１つのみの自由度に制限されていない。むしろ、圧力伝達要素は、ジンバル式であってもよい。例えば、これには、球状の要素、特にボールも軸受要素として適している。

圧力伝達要素は、隙間を適当に調整するために、並進的に走行可能な保持手段に配置されることが可能である。これに対して、スプレーヘッドの問題のない開口部を達成するために、圧力伝達要素が支持部の旋回軸線とは反対側の端部分において旋回運動可能な支持部に配置されていれば特に実用的であることが分かっている。これにより、支持部が少なくとも圧力伝達要素と共にほぼ完全に開口部範囲から出て旋回し、更に問題なくストリップが交換され得る。

本発明の特に好ましい実施形態は、スプレーヘッドの閉鎖に伴う支持部の旋回運動を圧力伝達要素の傾斜の連続的な適合によって行うために、双腕てこの軸線がローラのローラ軸線及び／又は支持部の旋回軸線に対して平行な配向を有していることによって得られる。したがって、閉鎖運動中にもストリップに対する圧力伝達要素の常に平行な整向を維持することが可能である。

支持部の搬送は駆動部を用いて行うことが可能である。これに対して、本発明の形態が特に実際的であり、この形態では、支持部が、特に手動で操作可能な、特にトグルレバーロックとして構成された操作レバーを用いて静止位置から動作位置へ旋回運動可能に構成されている。これにより、問題なく操作可能な、動作位置において自動的にクランプするストリップの固定が保証され、少なくとも動作位置では、制御ユニットを用いたセンサによる監視のように固定のための追加的な係止機能を設けることも可能である。

固定要素の固定力の作用方向は、隙間平面に対して垂直に延びることができる。これに対して、特に好ましくは、動作位置において押圧体を用いて伝達可能なストリップの押圧面に対する力の作用方向がローラに対して接線方向に延びている。その結果、固定力の力ベクトルが方向成分を有することなくローラへの搬送方向にある。

さらに、上記課題は、本発明により、請求項１の特徴による押出し装置によって、ストリップが、例えばクランプ軸線周りに旋回運動可能な、又は並進運動可能な付勢要素によって、動作位置において、ローラに関して径方向にローラに対して付勢されていることによって解決される。このとき、付勢要素は、ローラとは反対のストリップの幅狭側あるいは端面に作用するため、付勢要素の角度位置の変化によりローラに対するストリップの搬送が達成される。好ましくは、搬送は、スプレーヘッドの閉鎖と同時の付勢要素の旋回運動によってなされる一方、スプレーヘッド及び付勢要素の開放運動は、付勢要素へ作用する付勢力に抗してなされる。この自動的に作用する機構により、一定ではあるが調整可能な、ローラへのストリップの押圧力が可能となる。

特に好ましくは、クランプ軸線がローラ軸線に対して平行な配向を有しているため、ローラの方向への搬送運動中にストリップが挟み込まれるおそれをほぼ排除することが可能である。

さらに、付勢要素が、動作位置において、調整可能な付勢力、特にバネ要素の付勢力に抗してローラとは反対の方向へ、ストリップとローラの間の隙間のより大きな隙間サイズの調整のための搬送方向に抗して移動可能である場合に特に合目的であることが分かっている。これにより、自動的で力に依存した隙間の調整が付勢要素によってなされ、この付勢要素は、バネ付勢により、所定の力で常にローラに対して接触するか、あるいは隙間を制限しており、変更された圧力比による、付勢力に抗する回避運動が自動的になされ得る。

さらに、好ましくは、付勢要素も、支持部を用いてバネ要素の付勢力の作用に抗して、ストリップを負荷しないか、又はわずかにのみ負荷する静止位置において移動可能であり、この静止位置では、付勢要素及びストリップは、流路へのアクセス性を改善するためにより大きな間隔を有している。

このとき、流路の下側の部分は、例えばスプレーヘッドの固定された構成部材でもあり得る。交換可能なヘッド上部が出口幅にとって決定的であるため、出口幅の変更のために唯一の部材のみが交換され得る。これにより、工程が簡易となるとともに、これに必要な時間が削減される。

本発明の別の特に好ましい変形例によれば、付勢要素が、圧力伝達要素を備えた支持部のための第１の接触面と、ストリップのための第２の接触面とを備えており、これら面あるいはこれら面の面法線は、互いに対して傾斜した、特に互いに対して垂直な配向を有している。これにより、両付勢力が特にスプレーヘッドの開放時に同時に低減又は中断されることで、ストリップをローラの接線方向へ接触面に対して付勢する圧力伝達要素とストリップを径方向へローラに対して付勢する付勢要素の運動学的な結合が達成される。特に、ストリップを接触面に固定する保持力が消失すると、付勢力がストリップへもはや作用しない。これにより、操作が更に容易となる。

付勢要素は、押し込みガイドによって並進運動可能に構成されることが可能である。特に、これに対して、適当に採寸されたレバーアームによって入力される力の増幅を可能とするのみならず、加えてその位置及び配向において変化する２つの接触面も同時に同一の旋回レバーにおいて実現され得るように、付勢要素が旋回レバーを備える本発明の変形例も有望である。さらに、旋回レバーも、力伝達のための偏心カムの原理により構成されることが可能である。

本発明は様々な実施形態を許容するものである。本発明の基本原理を更に明らかにするために、その１つを図面に図示するとともに以下に説明する。これら図はそれぞれ切断された側面図である。

動作位置における押出し装置のスプレーヘッドを示す図である。 静止位置における、図１に示されたスプレーヘッドを示す図である。 動作位置における、図１に示されたスプレーヘッドの詳細を示す図である。

以下に、スプレーヘッド１を備えた本発明による押出し装置を図１～図３の様々な断面図に基づき詳細に説明する。押出し装置は、可塑化可能な材料から成る不図示のトレッドの製造に用いられる。このとき、トレッドの成形は、ローラ２と成形物ストリップとして構成されたストリップ３の間の隙間において、流路５における押出しスクリュ４とは反対側の範囲でなされ、流路は、交換可能な上側のヘッド部分６と、スプレーヘッド１と結合された下側のヘッド部分７によって画成されている。このとき、下側のヘッド部分７が同時に温度センサ８及び圧力センサ９を収容するために用いられる一方、上側のヘッド部分６は、ストリップ３のための接触面１０を形成している。

図１に図示された押出し装置の動作位置では、ストリップ３が、固定要素１１を用いてあらかじめ規定された位置において、力Ｆｔで接触面１０に対して付勢されている。このために、固定要素１１は、ストリップ３の押圧面１３に対して接触する平坦な圧力伝達要素１２を有している。押圧面１３に対する圧力伝達要素１２の所望の平行な配向を自動的に調整するために、圧力伝達要素１２はローラ２のローラ軸線１４に対して平行な軸線１５周りに旋回可能であり、この軸線は、圧力伝達要素１２の平面重心を通って延びているとともに、押圧面１３を本質的に一致する大きさの２つの部分平面に分割する。

圧力伝達要素１２は、それ自体の側で、軸線１５に対して平行な旋回軸１６を有する旋回運動可能な支持部１７において反対側の端部分に保持されているとともに、支持部１７と共に図２に示された静止位置へ旋回運動可能である。図１から見て取れる、トグルレバー原理（Ｋｎｉｅｈｅｂｅｌｐｒｉｎｚｉｐ）によりセルフロックするように構成された手動で操作可能な操作レバー１８が調整に用いられる。

カウンタ支持部としての接触面１０に対する、圧力伝達要素１２によるストリップ３の固定に加えて、押出し装置は、更に、クランプ軸線１９周りに旋回運動可能な付勢要素２０を備えており、この付勢要素２０によって、図３において見て取れるように、ストリップ３が更にローラ２に対して径方向に力Ｆｒで付勢されている。このために、クランプ軸線１９は、ローラ軸線１４及び支持部１７の旋回軸線１６に対して平行な向きを有している。動作位置では、付勢要素２０は、ストリップ３へ作用する調整可能なバネ要素２１の付勢力によって負荷されており、したがって、この付勢力は、動作時には一定である。このとき、付勢要素２０は、圧力伝達要素１２の支持部１７のための第１の接触面２２と、これに対して直交する、ストリップ３のための第２の接触面２３とを有している。これにより、図３において破線でのみ図示された静止位置への付勢要素２０の旋回運動により、バネ要素２１の付勢力に対する付勢要素２０の変位が生じ、これにより同時にストリップ３が負荷軽減される。

１ スプレーヘッド
２ ローラ
３ ストリップ
４ 押出しスクリュ
５ 流路
６ ヘッド部分
７ ヘッド部分
８ 温度センサ
９ 圧力センサ
１０ 接触面
１１ 固定要素
１２ 圧力伝達要素
１３ 押圧面
１４ ローラ軸線
１５ 軸線
１６ 旋回軸線
１７ 支持部
１８ 操作レバー
１９ クランプ軸線
２０ 付勢要素
２１ バネ要素
２２ 接触面
２３ 接触面
Ｆｒ 力
Ｆｔ 力

Claims (11)

1. 可塑化可能な材料から成る成形物を製造するための、少なくとも１つのスプレーヘッド（１）を有する押出し装置であって、少なくとも１つのローラ（２）と、前記押出し装置の動作位置で固定要素（１１）を用いてあらかじめ規定された位置において上側のヘッド部分（６）の接触面（１０）に対して接触する少なくとも１つのストリップ（３）との間に形成された隙間へ前記可塑化可能な材料を供給可能である、前記押出し装置において、
   前記固定要素（１１）が圧力伝達要素（１２）を備えており、該圧力伝達要素が、前記動作位置において、前記接触面（１０）に対向する前記ストリップ（３）の押圧面（１３）とは反対側の面に対して接触可能であり、前記圧力伝達要素（１２）が、少なくとも１つの軸線（１５）周りに旋回可能な双腕型のレバーとして構成されていることを特徴とする押出し装置。
2. 前記圧力伝達要素（１２）が、旋回運動可能な支持部（１７）において、該支持部（１７）の旋回軸線（１６）とは該支持部（１７）の長手方向反対側の端部分に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の押出し装置。
3. 前記双腕型のレバーの前記軸線（１５）が、前記ローラ（２）のローラ軸線（１４）及び／又は前記支持部（１７）の前記旋回軸線（１６）に対して平行な配向を有していることを特徴とする請求項２に記載の押出し装置。
4. 前記支持部（１７）が、操作レバー（１８）を用いて静止位置から前記動作位置へ旋回運動可能に構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の押出し装置。
5. 前記圧力伝達要素（１２）を用いて動作位置において前記ストリップ（３）の前記押圧面（１３）に対して伝達される力（Ｆｔ）の作用方向が、前記ローラ（２）の接線方向へ延びていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の押出し装置。
6. 前記ストリップ（３）が、前記動作位置において、前記ローラ（２）に関して径方向に、付勢要素（２０）によって前記ローラに対して力（Ｆｒ）で付勢されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の押出し装置。
7. 前記付勢要素（２０）が、クランプ軸線（１９）周りに旋回運動可能に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の押出し装置。
8. 前記クランプ軸線（１９）が前記ローラ（２）のローラ軸線（１４）に対して平行な配向を有していることを特徴とする請求項７に記載の押出し装置。
9. 前記付勢要素（２０）が、前記動作位置において、前記ローラ（２）に対する前記ストリップの付勢を低減するために、バネ要素（２１）の調整可能な付勢力に抗して、前記ローラ（２）とは反対の方向へ移動可能であることを特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載の押出し装置。
10. 前記付勢要素（２０）が、請求項２に記載の前記支持部（１７）を用いて、前記付勢力の作用に抗して、前記ストリップ（３）を負荷しないか、又はわずかにのみ負荷する静止位置へ移動可能であることを特徴とする請求項９に記載の押出し装置。
11. 前記付勢要素（２０）が、前記圧力伝達要素（１２）を備えた請求項２に記載の前記支持部（１７）のための第１の接触面（２２）と、前記ストリップ（３）のための第２の接触面（２３）とを備えており、これら両接触面（２２，２３）の平面が、互いに対する勾配を有していることを特徴とする請求項６～１０のいずれか１項に記載の押出し装置。

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