DE1235572B - Vorrichtung zur Herstellung von Schichtkoerperrohlingen aus Kautschuk- und Drahtschichten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. Cl.:

B 29h

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 39 a6 - 9/10

Nummer: 1235 572

Aktenzeichen: G 35423 X/39 a6

Anmeldetag: 9. Juli 1962

Auslegetag: 2. März 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Schichtkörperrohlingen aus Kautschuk- und Drahtschichten aus kurzen gerade abgewinkelten oder gebogenen Drahtstücken mit einem Paar übereinander angeordneter Walzen zum Hindurchführen und Pressen der Kautschuk- und Drahtschichten und mit einer oberhalb vor dem Walzenpaar angeordneten Einrichtung zum Aufbringen der aus den Drahtstücken bestehenden Drahtschichten auf die Kautschukschicht, die eine Walze und ein i< > Messer zum Zerschneiden der zugeführten Drähte in Drahtstücke aufweist.

In der kautschuk- und gummiverarbeitenden Industrie sind seit langem die verschiedensten Vorrichtungen bekannt, in Kautschuk- oder Gummischichten faden- oder bandförmige Materialien einzuarbeiten. Bei einer Art werden Drahtenden oder Metallspäne in Kautschukmassen durch Vermählen oder Vermischen eingearbeitet. Beim Kalandern, Mahlen, Auspressen oder bei anderweitiger Verarbeitung eines derartigen Gemisches aus Kautschuk und Drahtenden, beispielsweise beim Auswalzen zu Folien oder Bahnen, tritt die Schwierigkeit auf, daß sich die Verarbeitungsvorrichtungen stark abnutzen und daß sich das Produkt schwierig handhaben läßt, weil viele Drahtenden aus ihm hervorstehen oder unmittelbar unter der Oberfläche eingebettet sind. Bei einer anderen Art werden endlose Metallbänder oder Drähte auf oder zwischen zwei Kautschukschichten eingebettet. Dadurch wird die nach allen Richtungen hin vorhandene Elastizität des Kautschuks stark vermindert, wenn nicht gar gänzlich ausgeschaltet. In der Querrichtung zu den eingebetteten Drähten oder Bändern ist das Produkt zwar elastisch, doch ist hier nichts mehr von der Ver-Stärkungswirkung der Drähte oder Bänder zu spüren, die sich allein in der Längsrichtung bemerkbar macht.

Es ist auch bereits eine Vorrichtung zum fortlaufenden Herstellen von Gürteln für Kraftfahrzeugluftreifen vorgeschlagen, die aus zwei Gummischichten bestehen, zwischen denen parallel zueinander und parallel zu den Gummischichten und zur Längsrichtung der Gürtel Drahtstücke eingebettet sind. Die Elastizität der Gürtel bleibt dadurch erhalten. Die verstärkende Wirkung der Drahtstücke erstreckt sich jedoch fast ausschließlich nur in Längsrichtung der Gürtel. In Querrichtung zu den Drahtstücken ist dagegen die Verstärkungswirkung wesentlich geringer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der in einfacher Weise Vorrichtung zur Herstellung von
Schichtkörperrohlingen aus Kautschuk- und
Drahtschichten

Anmelder:

The Goodyear Tire & Rubber Company,

Akron, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Meissner und Dipl.-Ing. H. Tischer, Patentanwälte, Berlin 33, Herbertstr. 22

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 13. Juli 1961 (123 817) - -

ein Schichtkörperrohling mit in Längs- und Querrichtung gleicher Verstärkung herzustellen ist.

Erfindungsgemäß wird für die obengenannte Vorrichtung zur Herstellung von Schichtkörperrohlingen aus Gummi- und Drahtschichten vorgeschlagen, daß die Einrichtung zum Aufbringen der Drahtschichten auf bzw. vor einer Unterlage für die zugeführten Drähte einen Druckblock zum Festhalten der Drähte während des Zerschneidens und einen gleichzeitig mit dem Messer bewegbaren Biegeblock zum Biegen der abgeschnittenen Drahtstücke aufweist. Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform ist unterhalb der Kautschukschicht, auf die die Drahtstücke aufgebracht werden, ein Magnet angeordnet.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung ist erreicht, daß die Drahtstücke gleichmäßig zu einer Drahtschicht verteilt werden.

Die Vorrichtung wird beispielsweise in Verbindung mit der Zeichnung erläutert.

F i g. 1 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung;

F i g. 2 ist eine perspektivische Ansicht von gebogenen Drahtstücken zwischen zwei Kautschukschichten;

F i g. 3 ist eine graphische Darstellung über Eindringbeständigkeit von Fäden oder Drahtstücken in Kautschukprodukten;

F i g. 4 ist eine graphische Darstellung über Zugfestigkeiten von Kautschukprodukten mit Fäden oder Drahtstücken;

F i g. 5, 6 und 7 zeigen Drahtstücke, die zu verschiedenen Formen gebogen sind.

709 517/223

Die F i g. 1 zeigt die Vorrichtung bei Verwendung von zwei Kautschukschichten. Wenn mehr als zwei Kautschukschichten verwendet werden, werden die Drahtstücke zwischen je zwei Schichten oder nur zwischen zwei Schichten und nicht notwendigerweise zwischen allen sich berührenden Schichten ausgebreitet.

Zur Verwendung kommen kurze gebogene oder kurze gerade abgewinkelte Drahtstücke.

In Fig. 1 wird die auf einem Kalander hergestellte Kautschukschicht 5 um eine Walze 6 herum und zwischen der Walze 6 und einer Walze 7 hindurchgeführt. Eine Kautschukschicht 10 wird ebenfalls — unter der Schicht — zwischen den Walzen 6 und 7 hindurchgeführt.

Eine Anzahl von Drähten 12, mit gleichmäßigem Abstand oberhalb einer Fläche von praktisch gleicher Breite wie die Schicht 10 und parallel zueinander, ist mit solchem Abstand angeordnet, daß bei der Geschwindigkeit, mit der die Drähte dem Biege- und Schneidmechanismus zugeführt werden, eine gewünschte Anzahl der einzelnen Drahtstücke 13 auf der Schicht 10 verteilt wird. Ein Magnet 14 kann derart angebracht werden, daß er das Emporspringen der Drahtstücke beim Auftreffen auf die Schicht 10 verhindert, so daß sie beim Auffallen an Ort und Stelle festgehalten und damit gleichmäßig verteilt sind.

Die Drähte 12 werden in bestimmten Zeitabständen unter eine Walze 15 geschoben. Wenn ein Biegeblock 16 und ein Messer 17 gehoben sind, erstrecken sich die Drähte über die Walze 15 hinaus und liegen auf einer Unterlage 18. Die Drähte werden zu der gewünschten Länge über die Höhe des Messers 17 hinausgeschoben. Dann werden der Biegeblock 16 und das Messer 17 gleichzeitig gesenkt. Ein Druckblock 19 hält nur die Drähte auf der Unterlage 18 fest, wenn ihre Enden durch den Block 16 verbogen werden. Die Drähte werden durch das Messer 17 zerschnitten, wenn es in die gestrichelt angezeigte Lage gesenkt wird. Mit einer solchen Anordnung, mit einer Anzahl von Drähten und einer vorherbestimmten Geschwindigkeit, die auf die Drehgeschwindigkeit der Walzen 6 und 7 abgestimmt ist, wird ununterbrochen eine gewünschte Menge der gebogenen Drahtstücke 20 auf der Schicht 10 verteilt. Der Volumprozentsatz an Drahtstücken wird verändert, indem die Geschwindigkeit der Walzen 6 und 7 geändert wird.

Die Walzen 6 und 7 können entweder nur ausreichenden Druck ausüben, um eine gute Berührung zwischen den aufeinanderliegenden Seiten der beiden Schichten 5 und 10 zu gewährleisten, oder es kann jeder gewünschte Druck ausgeübt werden, um ein Produkt von gewünschter Stärke zu erhalten. Wenn gerade kurze abgewinkelte Drahtstücke zwischen die beiden Schichten gebracht werden, die durch Längsdehnung ausgewalzt werden, pflegen sich die Drahtstücke in Längsrichtung zwischen den Schichten zu orientieren, wobei das Ausmaß der Orientierung davon abhängt, wie stark die Schichten verlängert werden. Die Schichten 5 und 10 werden ausreichend zusammengepreßt, so daß der Schichtkörperrohling 25 bei der anschließenden Vulkanisation eine einzige Schicht bildet, die in ihrer Mitte eine Schicht von Drahtstücken enthält.

Die Drahtstücke können auch in zwei oder mehreren Schichten angeordnet werden, indem zwei oder mehrere Einrichtungen zur Zuführung der Drahtstücke hintereinander angebracht werden und eine weitere Kautschukschicht über jede derartige Schicht von Drahtstücken gelegt wird.

F i g. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des fertigen Schichtkörpers, zu dem die beiden Schichten 5 und 10 vereinigt sind, wobei die Drahtstücke 20 zwischen den beiden Schichten erkennbar sind. Die Eigenschaften des fertigen Schichtkörpers hängen von der Menge der Drahtstücke sowie von deren Länge ab oder davon, ob sie zwischen den Schichten orientiert sind.

Die in der hier beschriebenen Weise hergestellten Schichtkörper haben Eigenschaften, die sich in bestimmter Weise von denen anderer Schichtkörper unterscheiden, die durch Vermählen von Draht mit Kautschuk hergestellt worden sind. Dies zeigen die F i g. 3 und 4.

Die F i g. 3 und 4 zeigen die unterschiedliche Wirkung auf die Eindringbeständigkeit bzw. Zugfestigkeit von Kautschukprodukten, die durch Einverleiben unterschiedlicher Mengen verschiedener Drahtstücke auf verschiedene Weise in den gleichen Kautschuk hervorgerufen wird. Die Eindringbeständigkeit (in kg/cm²) ist eine Einheitsspannung bei 2,54 cm Durchmesser der Probe. Sie wurde mit einer flachen Scheibe als Probe bestimmt, die an ihrem Rand festgehalten und in der Mitte belastet wird. Die Zugfestigkeiten (auch in kg/cm²) wurden an einer 2,54 cm breiten Probe bis zum Bruch (in kg) ermittelt.

Die Eindringbeständigkeit und Zugfestigkeit des bei den Versuchen verwendeten Kautschukproduktes, aber ohne jede Drahtverstärkung, sind in Tabelle I angegeben und werden durch die senkrechten gestrichelten Linien (lange Striche) in Fig. 3 und 4 angezeigt. Jeder Punkt in jeder der graphischen Darstellungen ist das Mittel von Messungen mit drei Proben: einmal in der Richtung, in der die Schicht ausgewalzt wurde, einmal senkrecht zu dieser Richtung und einmal in einem Winkel von 45°. Bei allen Versuchen mit Drahtstücken wurden Enden von 12,7 · 0,147 mm; bei Versuchen mit gebogenen Stükken solche von 25,4 · 0,147 mm verwendet.

	Tabelle I —	Vergleichsprobe	Z.*
	Zusammensetzung		141
Reiner	Kautschuk
E.*
196

* In allen Tabellen bedeuten E. und Z. Eindringbeständigkeit bzw. Zugfestigkeit in kg/cm². Alle Probestücke waren, wenn nicht anders angegeben, ungefähr 2,54 mm stark.

Die Eigenschaften von Produkten, die durch Vermählen von 12,7 mm langen geraden Drahtenden von 0,147 mm Stärke mit dem Kautschuk erhalten wurden, zeigen die gestrichelten Linien in den F i g. 3 und 4 und die folgende Tabelle.

Tabelle II — Vermahlenes Produkt

Gramm Draht	J3.	7
je 200 g Kautschuk	268	JLj.
20	297	60,6
30	410	66,3
50	390	67,4
86	360	69,7
133	345	74,5
200	74,6

Die gleichen geraden Drahtenden, wie sie mit dem Kautschuk vermählen worden waren, wurden regellos auf einer Kautschukschicht verteilt und mit einer anderen Kautschukschicht bedeckt und ohne wesentliche Dehnung zusammengepreßt, so daß Probeschichten von ungefähr 2,54 mm Stärke erhalten wurden (ausgenommen die Proben, die 200 g Draht enthielten; sie waren ungefähr 4,05 mm stark). Die Eigenschaften von verschiedenen Proben, die unterschiedliche Mengen Draht enthalten, zeigen die beiden stärkeren ausgezogenen Linien in F i g. 3 und 4. Die Ergebnisse zeigt Tabelle III.

Tabelle III — Gerader Draht, regellos verteilt

Gramm Draht	T7	101
je 200 g Kautschuk	rs.	121
5	200	93,5
10	320	106
20	512	115
30	487	82,7
40	620	141
50	460	147
83	662
200	721

Die dünneren ausgezogenen Linien, die zwischen nur zwei mit χ bezeichneten Punkten aufgetragen sind, in den F i g. 3 und 4 geben die Eigenschaften von Kautschukschichten an, zwischen denen sich eine Schicht von Drahtenden von 25,4 · 0,147 mm, um 90° verbogen, in regelloser Anordnung befindet. Die Tabelle IV gibt die ungefähre Stärke der fertigen Probeschichten sowie die in F i g. 3 und 4 aufgetragenen Werte an.

Tabelle IV — Gebogener Draht	Stärke des Blatts mm	, regellos	verteilt
Gramm Draht je 200 g Kautschuk	2,54 4,56	E.	Z.
50 200	414 688	82,4 177

35

40

Die Tabelle und die graphischen Darstellungen zeigen, daß die Eindringbeständigkeit erhöht wird, wenn die verschiedenen Drahtenden auf verschiedene Weise einverleibt werden, und daß größere Drahtmengen die Beständigkeit erhöhen. Bei Zusatz von Drahtenden durch Vermählen nimmt die Zugfestigkeit beträchtlich ab. Wenn gerade Drahtstücke in zunehmenden kleinen Mengen einverleibt werden, nimmt die Zugfestigkeit bis zu ungefähr der der Vergleichsprobe zu. Überraschenderweise ergeben ausreichende Mengen gebogener Drahtstücke, d. h. bei ausreichender Überlappung, eine unerwartete Zunahme der Zugfestigkeit.

Versuche zeigen, daß bei einer Erhöhung des Durchmessers des in Kautschuk vermahlenen Drahtes von 0,147 auf 0,381 mm bei gleichem Gewicht des Drahtes sowohl die Eindringbeständigkeit als auch die Zugfestigkeit abnehmen. Auch bei einer Erhöhung der Länge des Drahtes von 12,7 auf 38,1 mm bei 0,147 mm Durchmesser nimmt sowohl die Eindringbeständigkeit als auch die Zugfestigkeit ab.

Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen verschiedene Formen von Drahtstücken. In F i g. 5 sind die Spitzen 30 eines geraden Drahtes umgebogen, um die Beibehaltung des Haftvermögens gegenüber der Kautschukschicht zu erleichtern; die Spitzen 31 des rechtwinklig gebogenen Drahtes von F i g. 6 sind zu dem gleichen Zweck ebenso umgebogen. Eine sägezahnartige Form, wie sie F i g. 7 zeigt, braucht nicht an den Enden umgebogen zu werden, weil sich diese allgemeine Form zur dauerhaften Einordnung in die Kautschukschicht eignet, ebenso wie ein spiralig gebogener Draht.

Die verwendete Kautschukmischung oder ein gleichartiger Werkstoff soll sich bevorzugt in der Wärme verfestigen lassen. Der Schientkörperrohling mit einer oder mehreren Schichten aus kurzen Enden von Drahtstücken kann z. B. einem Reifen oder einem anderen Produkt aus einer vulkanisierbaren Kautschukmasse, die eine Schicht von kurzen Drahtenden enthält, einverleibt und dann zur Vulkanisation des Kautschuks erwärmt werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Schichtkörperrohlingen aus Kautschuk- und Drahtschichten aus kurzen gerade abgewinkelten oder gebogenen Drahtstücken mit einem Paar übereinander angeordneter Walzen zum Hindurchführen und Pressen der Kautschuk- und Drahtschichten und mit einer oberhalb vor dem Walzenpaar angeordneten Einrichtung zum Aufbringen der aus den Drahtstücken bestehenden Drahtschichten auf die Kautschukschicht, die eine Walze und ein Messer zum Zerschneiden der zugeführten Drähte in Drahtstücke aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufbringen der Drahtschichten auf bzw. vor einer Unterlage (18) für die zugeführten Drähte (12) einen Druckblock (19) zum Festhalten der Drähte während des Zerschneiden und einen gleichzeitig mit dem Messer (17) bewegbaren Biegeblock (16) zum Biegen der abgeschnittenen Drahtstücke (13) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Kautschukschicht (10), auf die die Drahtstücke aufgebracht werden, ein Magnet (14) angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 172 382;
französische Patentschrift Nr. 955 519;
USA.-Patentschriften Nr. 1877 651, 2 545 370.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1174 493.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 517/223 2.67 © Bundesdruckerei Berlin