DE3036716A1

DE3036716A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer elastfolie

Info

Publication number: DE3036716A1
Application number: DE19803036716
Authority: DE
Inventors: Dale R. Dana Point Calif. Moody
Original assignee: Amf Inc NDGesDes Staates New Jersey White Plains NY; AMF Inc
Current assignee: TIRE EQUIPMENT Inc BUENA PARK CALIF US
Priority date: 1979-10-18
Filing date: 1980-09-29
Publication date: 1981-05-14
Also published as: FR2467683A1; CA1141123A; DE3036716C2; JPS5662141A; FR2467673A1; US4260578A; GB2063144A; GB2063144B; FR2467683B3; FR2467673B3

Description

Patentanwälte Dipl.-Ikg.. ^"Weickmann.^ipL-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LiSKA .

8000 MÜNCHEN 86, DEN £ ^, SSp, 1980

POSTFACH 860

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

SA/HO

AMF INCORPORATED Westchester Avenue White Plains, New York 1o6o4/ V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Elastfolie

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Elastfolie, deren Breite und Dicke innerhalb verhältnismäßig genauer Grenzen gehalten ist.

Wegen Produktionsschwierigkeiten hat bisher die Extrusion von Elastfolien oder -schichten nur eine begrenzte kommerzielle Anwendung erfahren und gewöhnlich nur dort, wo die Einhaltung enger Toleranzen nicht erforderlich ist. Auch das Profilwalzen von Elastschichten oder -folien wird nur in beschränktem Umfang verwendet und ist ziemlich kostspielig, weil mehrere .Walzen bereitgestellt werden müssen und Walzen mit speziellen Profilen notwendig sind.

Deshalb ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein ' verbessertes Verfahren vorzusehen, das sowohl das Extrudieren als auch das Profilwalzen oder Kalandern umfaßt, um Elastfolien unter Einhaltung verhältnismäßig genauer Toleranzen für 'die Breite und Dicke der Folie herzustellen.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen die Folien ohne Oberflächenunregelmäßigkeiten herzustellen sein, wie sie sonst normalerweise bei der Extrusion von Elastfolienmaterial auftreten. Weiter will die Erfindung dieses Verfahren mit Mitteln ausstatten, um die Dicke der Folie ohne Unterbrechung der Produktion zu korrigieren.

Die Erfindung ist ferner auf eine verbesserte Anordnung von Extfuderdüse und Stöpsel gerichtet. Sie will auch noch eine verbesserte Walzen- oder Kalanderanordnung schaffen mit unter einer konstanten Kraft gehaltenen

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vorbelasteten Walzen, bei der der Walzenspalt während(des Walzens oder Kalanderns verstellt werden kann.

Um dies zu erreichen, sieht die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung vor, wie sie im kennzeichnenden Teil der unabhängigen Ansprüche niedergelegt sind.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden genauen Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen: . —

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der erfindungsgemäßen Vorrichtung, deren Funktion das erfindungsgemäße Verfahren lehrt;

Fig. 2 eine Vorderansicht des Walzkalanders der Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte fragmentarische Ansicht nach der Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Skizze, die die Geometrie der erfindungsgemäßen Einrichtung zur genauen Einstellung des Walzenspalts veranschaulicht;

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht des Auslaßendes des Extruders der Fig. 1;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Anordnung des Extruderkopfes und des.Stöpsels der Fig. 5;

Fig. 7 eine der Fig. 5 entsprechende Ansicht einer modifizierten Anordnung von Extruderkopf und Stöpsel;

Fig. 8 eine der Fig. 6 entsprechende Ansicht der Kopf-

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ORiGiNAL IiSiSPECTEP

und Stopselanordnung der Fig. 7.

Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein Extruder 4o (siehe dazu auch Fig. 5 und 6) mit einer Förderschnecke 42 versehen, die sich in einem Zylinder 41 dreht, um durch einen Kopf 43 des Extruders einen Elastschlauch E auszustoßen, wie noch näher erläutert wird. Wenn der Elastschlauch E aus dem Kopf 43 austritt, wird er von einem Messer 48 aufgeschlitzt und dann zu einer flachen Form geöffnet und in den Spalt zwischen Walzen 16 und 18 eines Walzkalanders 1o eingeführt. Um zu verhindern, daß das nicht aufliegende Material durchhängt, und um die notwendige Beschaffenheit für den übergang aus der Schlauchform in die Flachform zu erhalten, muß der Extruderkopf 43 verhältnismäßig nahe an den Walzen 16 und 18 angebracht sein und der Spalt zwischen den Walzen muß sich oberhalb der Mittelachse und vorzugsweise am Oberende des austretenden Extrudats befinden.

Die Walze 16, die ortsfest angebracht ist, ist mit den Enden ihrer Welle 17 in Lagerstützen 12 gelagert, die am Oberende des Gerüsts 11 des Walzkalanders 1o angebracht sind. Die Walze 18 ist mit der Walze 16 vertikal gefluchtet und mit den Enden ihrer Welle 19 in Lagerstützen 15 gelagert, die an Gleitstücken 14 befestigt sind, welche an dem Gerüst 11 vertikal bewegbar sind. Gleichdruck-Fluidmotoren 13 dienen zum Bewegen der Gleitstücke 14 und der Walze 18 zu und von der Walze 16.

Ein Lagerbock 21 ist wie die Lagerstützen 12 und 15 an jedem Ende der Welle 17 angebracht und ein ähnlicher Lagerbock 22 ist an jedem Ende der Welle 19 vorgesehen. Zwischen den Lagerböcken 21 und 22 ist auf jeder Seite der Walzen 16 und 18 eine Verstelleinrichtung 23 für den Druck und den Walzenspalt angeordnet, die jeweils

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eine obere und eine untere Platte 24 und 25 umfaßt, die an die Lagerböcke 21 bzw. 22 angeschlossen ist, sowie ein zwischen diesen Platten 24 und 25 in Quereinsenkungen der Platten liegendes Belastungslager 26.

Die Platten 24 und 25 sind am einen Ende mit einem Spalteinstellelement 3o versehen und sind, wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, mit einem Scharnier ausgerüstet, das aus zwei übereinandergreifenden Platten 27 und 28 besteht, die an den jeweiligen Platten 24 und 25 befestigt und miteinander und mit dem Belastungslager 26 durch einen Schraubbolzen 29 verbunden sind, der die jeweilige Schwenkachse·Z (siehe Fig. 4) bildet. Das Spalteinstellelement 3o (siehe Fig. 1) ist schematisch als ein Schraubelement dargestellt, das von Hand verstellt werden kann oder motorisch angetrieben sein kann (nicht gezeigt). Eine der Walzen 16 oder 18 ist mit einem Antrieb oder Motor M versehen, der in Fig. 2 die Walze 18 antreibend angedeutet ist.

Zur Betriebsbereitschaft haben die Motoren 13 die Walze 18 angehoben, bis die Verstelleinrichtungen 23 fest zwischen den Lagerböcken 21 und 22 eingeklemmt sind und die Spaltöffnung zwischen den Walzen 16 und 18 begrenzen. Die Kraft der Gleichdruckmotoren 13 beaufschlagt die Lagerstützen 12 und 15, die Lagerböcke 21 und 22 und die Be-. lastungslager 26. Die Lagerböcke 22 und die Platten 25 sind vorzugsweise miteinander verbunden, während die Lagerböcke 21 und die Platten 24 mit Bolzen versehen sind, so daß sie voneinander trennbar sind, um Beilagscheiben zwischenzufügen, wenn weite Walzenspalte eingestellt werden sollen.

Zur genauen Justierung verhältnismäßig schmaler Walzenspalte werden die Platten 24 und.25 am Belastungslager 26 relativ zueinander verschwenkt. Die Verstelleinrichtung 23

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für den Druck und den Spalt und die Lagerböcke 21 und 22 sind in Fig. 4 schematisch in ihrer Stellung für den maximalen und den minimalen Walzenspalt gezeigt. In der Stellung der maximalen Spaltöffnung auf der linken Seite der Figur erstreckt sich .eine vertikale Achse durch die Achse X der Walze 16, die Achse Y der Walze 18 und die Achse Z des Belastungslagers 26. Beim Fehlen von Beilegscheiben sind die Abstände X-Z und Y-Z gleich R und der Abstand X-Y ist gleich D₁. In der Stellung des kleinsten Walzenspalts auf der rechten Seite der Fig. 4 bleibt die Achse X stationär, während die Achse Z auf dem Radius R um die Achse X geschwenkt wird/ wodurch die Achse Y aufgrund der Gleitstücke 14 nach oben verschoben wird, so daß der Abstand X-Y nun gleich D ist; der mit Hilfe der Einrichtung 23 verfügbare gesamte Walzenverstellbereich ist gleich D₁ minus D„. Durch Einstellung des Walzkalanders 1o mit der Einrichtung 23 in eine Stellung zwischen den in Fig. 4 gezeigten Stellungen des kleinsten und größten Spalts bietet die Einrichtung 23 Justiermoglichkeiten im Sinne einer Vergrößerung und Verkleinerung des Walzenspalts. Aufgrund der Schwenkbewegung der Platten 24 und 25 um die Achsen X, Y und Z kann die Einrichtung 23 justiert werden, während der Walzkalander 1o von den Motoren 13 beaufschlagt ist und in Betrieb ist.

Beim normalen Kalandern von Elastomerfolien wird das Material durch aufeinanderfolgende Walzensätze geleitet, die allmählich die Dicke reduzieren und die Breite des Materials ausdehnen, bis es schließlich in den vorgegebenen Maßen liegt. Die verstellbaren Walzen einer solchen Anlage werden gewöhnlich mit Hilfe von Motoren des Schraubenwindentyps verstellt, die keine Gleichdruckeinrichtungen sind; sie neigen dazu, sich unter Belastung festzufressen, und sind deshalb nicht in der Lage, während des Betriebs kleine Verstellungen des Spalts durchzuführen. Außerdem

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sind bisher keine Walzkalander dafür ausgerüstet, vor dem Betrieb der Anlage den Walzendruck schwerer zu machen.

Gemäß der Erfindung liefert der Extruder 4o oder 5o ein schlauchförmiges Extrudat mit einer Ringwand, die annähernd gleich der Breite oder seitlichen Abmessung der herzustellenden Folie ist. Der Walzkalander 1o steuert in erster Linie die Dicke der Folie und kann in passender Weise eingestellt werden, um kleine seitliche Verstellungen vorzunehmen, die die Folienbreite vergrößern oder verkleinern auf verhältnismäßig genaue Maßgrenzen. ~-~-

Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, hat der Extruder 4o einen Zylinder 41 und eine Förderschnecke 42 für das Extrudat, die sich in dem Zylinder dreht. Ein Kopf 43 ist am Auslaßende des Zylinders 41 auf geeignete Weise befestigt, wie in Fig. 1 gezeigt, und hat eine innere Ringwand 44. Ein Stöpsel 45 ist an dem Kopf 43 angebracht und hat einen Teil, der sich zur Schnekke 42 hin erstreckt und eine Wand 46 bildet, die annähernd die gleiche Ausdehnung hat wie die Wand 44. Die Wände 44 und 46 sind auf einer gemeinsamen Achse, die die Drehachse der Schnecke 42 ist, konzentrisch angeordnet und haben voneinander einen Abstand, um einen konstanten ringförmigen Auslaßkanal 47 für das schlauchförmige Extrudat zu bilden. An dem Kopf 43 ist ein Messer 48 befestigt, das sich quer durch das Oberende des ringförmigen Kanals 47 erstreckt, um das schlauchförmige Extrudat in Längsrichtung aufzuschlitzen, während dieses aus dem Extruder 4o austritt. Der Schlitz des Schlauchs wird sofort geöffnet, so daß das Extrudat nicht mit dem Halteteil des Stöpsels 45 in Berührung kommt und bereits eine flache Form hat, wenn es in den Spalt zwischen den Walzen 16 und 18 eingeführt wird.

In den Fig. 7 und 8 ist ein modifizierter Extruder 5o dar-

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gestellt, der mit einem Zylinder 51 und einer Förderschnecke

52 versehen ist, die dem Zylinder 41 und der Schnecke 42 des Extruders 4o entsprechen. Die Förderschnecke 52 hat ein schmäleres Endstück 53, das durch eine kreisförmige Innenwand 58 eines Kopfs 57 tritt, die der Wand 44 des Kopfs entspricht. Der Kopf 57 ist in geeigneter Weise am Auslaßende des Zylinders 51 befestigt. Auf dem schmäleren Endstück

53 der Schnecke 52 ist ein rohrförmiger Stöpsel 55 mit Hilfe einer Antifriktionseinrichtung, etwa eines Wälzlagers 54, angebracht. Der Stöpsel hat eine Wand 56, die der Wand 46 des Stöpsels 45 entspricht. Die Wände 56 und 58 sind konzentrisch-und haben voneinander einen Abstand, um einen konstanten ringförmigen Auslaßkanal 59 zu bilden, der dem Auslaßkanal 47 des Extruders 4o entspricht. Ein Messer 6o, das sich quer durch das Oberende des Kanals 59 erstreckt, ist an seinen beiden Enden am Kopf 47 und am Stöpsel 45 befestigt, um zu verhindern, daß sich der Stöpsel mit der Förderschnecke 52 dreht, und um das schlauchförmige Extrudat beim Austritt aus dem Extruder 5o in Längsrichtung aufzuschlitzen.

Der Walzkalander 1o kann vorzugsweise, wenn auch nicht dargestellt, mit irgendeiner geeigneten Randfühleinrichtung, wie sie in der Technik bekannt ist, versehen sein, die an eine Geschwindigkeitssteuerung für den Motor M angeschlossen ist. Wenn die Randfühleinrichtung feststellt, daß die Breite der Folie zu groß wird, schickt sie ein Signal an den Motor M, um die Drehzahl der Walze 18 zu erhöhen, so daß eine Zugwirkung zwischen dem Extruder 4o und 5o und dem Walzkalander 1o erzeugt wird. Wenn die Breite der Folie kleiner wird als angestrebt, liefert die Fühleinrichtung selbstverständlich Signale an den Motor M, um die Drehzahl der Walze 18 herabzusetzen.

Die Erfindung ist nicht auf die verschiedenen dargestellten und beschriebenen Beispiele beschränkt, vielmehr kön-

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nen im Rahmen der Erfindung verschiedene Änderungen in der Konstruktion und Anordnung der Teile vorgenommen werden.

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Leerseite

Claims

-Jt- Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Elastfolie, dadurch gekennzeichnet, daß ein Extruder vorgesehen wird, der ein Elastomermaterial in Schlauchform extrudiert, daß der Elastschlauch in Längsrichtung aufgeschlitzt wird, während er aus dem Extruder austritt, daß der aufgeschlitzte Elastschlauch zu einer Flachform ausgebreitet wird, daß das flache Elastomer in den Spalt zwischen zwei Walzen eingeführt wird und daß das flache Elastomer von dem Walzenpaar auf eine gewünschte Dicke ausgewalzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Elastschlauch mit einer Ringwand vorgesehen wird, die annähernd gleich der Breite des Elastomermaterials nach dem Auswalzen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das in den Spalt zwischen den Walzen eingeführte Material gezogen wird, um die Breite des Materials nach dem Auswalzen zu steuern.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der ausgewalzten' Folie gemessen wird und der Spalt zwischen den Walzen während des Auswalzens nach Bedarf justiert wird, um die Dicke der ausgewalzten Folie konstant zu halten.

5. Vorrichtung zur Herstellung einer Elastfolie, insbesondere zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Extruder (4o, 5o), der an seinem Auslaß

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ein schlauchförmiges Extrudat eines Elastomermaterxals vorsieht,

durch ein Vorrichtungselement (48, 60) am Auslaß des Extruders (4o, 5o) zum Aufschlitzen des schlauchförmigen Extrudats in Längsrichtung, während dieses aus dem Extruder entlassen wird,

durch einen Walzkalander (1o) mit einem Gerüst (11), an dem eine erste Walze (16) ortsfest drehbar gehaltert ist und eine zweite Walze (18) drehbar und zu und von der ersten Walze (16) verschiebbar gehaltert ist, einen Fluidraotor (13) zum Bewegen der zweiten Walze (18) zu der ersten Walze hin und von dieser weg, der außerdem eine konstante Kraft zum Halten der zweiten Walze in ihrer Betriebsstellung liefert,

ferner durch eine Einrichtung (23), die zwischen der ersten und zweiten Walze (16, 18) liegt und dort festgeklemmt ist, um die Bewegung der zweiten Walze zur ersten Walze hin zu begrenzen und dadurch den Spalt zwischen den beiden Walzen abzugrenzen und die Walzen durch die konstante Kraft des Motors (13) beaufschlagen zu lassen, wobei eine solche Anordnung getroffen ist, daß der Walzkalander (1o) einen horizontalen Abstand vom Auslaßende des Extruders (4o, 5o) hat und der Spalt zwischen den Walzen (16, 18) mindestens auf der gleichen Höhe liegt wie die Mitte des Extruders.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (23) zwischen den Walzen (16, 18), während die Walzen belastet sind, verstellbar ist, um den Spalt zwischen den Walzen zu verändern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,- dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an die eine Walze (18) ein Motor (M) mit regelbarer Drehzahl angeschlossen ist, der zum Drehen der Walze dient.

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8. Extruder für ein Elastomermaterial, insbesondere in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet/ daß in einem Zylinder (41, 51) eine Förderschnecke (42, 52) drehbar angebracht ist und an dem Ende des Zylinders ein Kopf (43, 57) mit einer Innenwand (44, 58) angebracht ist, mit dem ein Stöpsel (45, 55) verbunden ist, der wenigstens teilweise innerhalb der Innenwand (44, 58) liegt und der in dem Kopf eine Außenwand (46, 56) hat, die in einem Abstand konzentrisch zur Innenwand verläuft, so daß dazwischen eine ringförmige öffnung (47, 59) zum Austoß des elasto—-meren Extrudats in Schlauchform gebildet ist, und daß an dem Kopf (43, 57) ein Messer (48, 6o) befestigt ist, das sich quer durch den ringförmigen Auslaß (47, 59) zu dem Stöpsel hin erstreckt, um den extrudierten Schlauch in Längsrichtung aufzuschlitzen, während dieser durch den ringförmigen Auslaß austritt.

9. Extruder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Stöpsel (45) einen Halteteil hat, der sich quer über dem Auslaß erstreckt und an dem Kopf (43) befestigt ist, und daß der Halteteil von dem Auslaß beabstandet ist und das Messer (48) zwischen dem Auslaß und dem Halteteil angebracht ist.

10. Extruder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (52) ein verschmälertes Endstück (53) hat, daß der Stöpsel (55) die Form einer auf dem verschmälerten Endstück angebrachten Hülse hat und daß das Messer (6o) an seinen Enden an dem Kopf (57) bzw. an der Hülse (55) befestigt ist.

11. Walzkalander für ein Elastomsrmaterial, insbesondere für eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeich net durch ein Gerüst (11) mit vertikal bewegbaren Vorrichtungsteilen (14), durch eine erste Walze

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(16), von deren Enden eine Welle (17) wegragt, die an dem Gerüst (11) drehbar gelagert ist, durch eine zweite Walze (18) mit von ihren Enden abstehender Welle (19)/ die an den vertikal bewegbaren Vorrichtungsteilen (14) drehbar gehaltert ist, durch Fluidmotoren (13) zum Verschieben der vertikal bewegbaren Vorrichtungsteile und damit zum Bewegen der zweiten Walze (18) zu und von der ersten Walze (16), ferner durch Lager (21, 221 auf beiden Enden der Wellen (17, 19) beider Walzen (16, 18), ferner durch eine Belastungseinrichtung (23) an beiden Enden einer der Wellen, die zwischen den Lagern (21, 22) auf_ den sich gegenüberstehenden Wellen eingeklemmt ist und dadurch die Bewegung der zweiten Walze (18) zur ersten Walze (16) hin begrenzt und den Spalt zwischen den Walzen abgrenzt, weiter durch einen Motor (M) mit regelbarer Drehzahl, der an eine der Walzen (18) angeschlossen ist und diese dreht, wobei die Fluidmotoren (13) eine konstante Kraft aufbringen zum Belasten beider Walzen (16, 18), wenn die Belastungseinrichtungen (23) zwischen den Lagern (21* 22) eingeklemmt sind.

12. Walzkalander nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß jede Belastungseinrichtung (23) zum Verändern des Spalts zwischen den Walzen verstellbar ist, wenn die Walzen belastet sind.

13. Walzkalander nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß jede Belastungseinrichtung (23) zwei Platten (24, 25) aufweist, die in einem Abstand einander zugekehrt sind, sowie ein Drucklager (26), das zwischen den Platten (24, 25) in einem Abstand von deren beiden Enden liegt, ferner ein Scharnier, das zwei Teile (27, 28) umfaßt, die jeweils an einer anderen der Platten (24, 25) festgemacht sind und miteinander und mit dem Drucklager (26) schwenkbar verbunden sind,

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und schließlich ein Vorrichtungsteil (3o) an einem gemeinsamen Ende der beiden Platten (24, 25), um die Winkelstellung der einen Platte zur anderen zu verändern und dadurch die Belastungseinrichtung (23) für eine Veränderung des Walzenspalts zu justieren.

14. Walzkalander nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß jede Platte (24, 25) eine querlaufende Einsenkung hat, die in einem Abstand der Einsenkung in der anderen Platte gegenübersteht und zugekehrt ist, so daß die beiden Einsenkungen einen Sitz für_ _ das Drucklager (26) bilden.

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