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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF TUBULAR STRUCTURES THAT ARE REINFORCED WITH A STRENGTHENING SUPPORT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/002720
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a method for producing tubular structures (1) which are made of rubber and strengthening support layers (2, 3), comprising the following steps: a) a first rubber layer (2a) is applied to a series of successive rigid cylindrical mandrels (5) that are coupled to each other and are driven at a speed of advancement (v) in the direction of an axis of advancement (X) by means of a first extruding unit; b) a first filament layer is applied at defined setpoint filament angles (&agr 1) relative to the axis of advancement (X) by means of a bobbin creel unit (10a) which is provided with means rotating around the advancing mandrels (5); c) at least one additional rubber layer (2b) is applied on top of the first filament layer by means of another extruding unit (4b); d) the speed of advancement (v) of the mandrels (5) is continuously measured; e) the rubber quantity applied by the first extruding unit (4a) is regulated according to the measured speed of advancement (v) so as to obtain a defined setpoint thickness for the first rubber layer (2a); f) the rotational speed of the first bobbin creel unit (10a) is regulated according to the speed of advancement (v) during rotation around the mandrels (5) so as to obtain a filament layer having the defined setpoint filament angles (&agr 1).

Inventors:
BERGER MARKUS (DE)
OEHL RAINER (DE)
BINDER KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/001562
Publication Date:
January 08, 2004
Filing Date:
May 15, 2003
Export Citation:
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Assignee:
CONTITECH LUFTFEDERSYST GMBH (DE)
BERGER MARKUS (DE)
OEHL RAINER (DE)
BINDER KLAUS (DE)
International Classes:
B29C48/151; B29C48/15; B29C48/92; B29C53/66; B29C53/82; B29C70/00; B29D23/00; B65H81/00; B29C48/09; B29C48/21; B29L9/00; B29L23/00; (IPC1-7): B29C53/82; B29C53/66; B29C47/00; B29C47/02; B29C47/92
Foreign References:
US4324607A1982-04-13
US4954194A1990-09-04
US4710255A1987-12-01
US5335167A1994-08-02
DE2545058A11977-04-21
Attorney, Agent or Firm:
Gerstein, Hans-joachim (Lins & Partner GbR Theodor-Heuss-Strasse 1, Braunschweig, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von festigkeitsträgerverstärkten, schlauch förmigen Gebilden (1) aus Kautschukund Festigkeitsträgerschichten (2,3) mit den Schritten : a) Aufbringen einer ersten Kautschukschicht (2a) mit einer ersten Extrusionseinheit (4a) auf eine Reihe aufeinanderfolgender miteinander gekoppelter starrer zylindrischer Dorne (5), die mit einer Vorschubgeschwindigkeit (v) in Richtung einer Vorschubachse (X) vorgetrieben werden ; b) Aufbringen einer ersten Fadenlage mit definierten Soll Fadenwinkeln (oc1) bezogen auf die Vorschubachse (X) mit ei ner Spulengattereinheit (10a), die um die vorgetriebenen Dorne (5) rotierende Mittel hat ; c) Aufbringen mindestens einer weiteren Kautschukschicht (2b) mit mindestens einer weiteren Extrusionseinheit (4b) auf die erste Fadenlage ; gekennzeichnet durch d) kontinuierliches Messen der Vortriebsgeschwindigkeit (v) der Dorne (5) ; e) Regeln der durch die erste Extrusionseinheit (4a) aufgebrach ten Kautschukmenge in Abhängigkeit von der gemessenen Vorschubgeschwindigkeit (v), um eine definierte SollDicke der ersten Kautschukschicht (2a) zu erhalten ; f) Regeln der Drehzahl der ersten Spulengattereinheit (10a) bei der Rotation um die Dorne (5) in Abhängigkeit von der Vor schubgeschwindigkeit (v), um eine Fadenlage mit den definier ten SollFadenwinkeln (ou,) zu erhalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch fortlaufendes Messen der Dicke (da) der ersten Kautschukschicht (2a) und Regeln der durch die erste Extrusionseinheit (4a) aufgebrachten Kautschuk menge in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke (da).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Regeln der Drehzahl der ersten Spulengattereinheit (10a) im Schritt f) in Abhän gigkeit von der gemessenen Dicke (da) der ersten Kautschukschicht (2a).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Regeln der durch die weiteren Extrusionseinheiten (4) aufgebrachten Kautschukmengen in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit (v), um eine definierte SollDicke der weiteren Kautschukschichten (2) zu erhalten.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich net durch Regeln der DornVorschubgeschwindigkeit nach der ge messenen Vorschubgeschwindigkeit (v).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den weite ren Schritten : Aufbringen mindestens einer weiteren Fadenlage auf eine je weilige Kautschukschicht (2) mit definierten SollFadenwinkeln (onc2) bezogen auf die Vorschubachse (X) jeweils mit einer wei teren Spulengattereinheit (1 Ob), das um die vorgetriebenen Dorne (5) rotiert ; Aufbringen mindestens einer weiteren Kautschukschicht (2c) auf jeweils eine Fadenlage mit jeweils einer Extrusionseinheit (4c) ; gekennzeichnet durch Regeln der Drehzahlen der weiteren Spulengattereinheiten (10) bei der Rotation um die Dorne (5) in Abhängigkeit von der Vor schubgeschwindigkeit (v) und/oder von der Drehzahl der ersten Spulengattereinheit (10a), und Steuern der Drehzahl der weiteren Spulengattereinheiten (10) in Abhängigkeit von einer SollDicke der weiteren Kautschuk schichten (2) und der SollFadenwinkel (onc2), wobei die Spulen gattereinheiten über eine Totzeit und Koppelfaktoren miteinan der gekoppelt sind.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich net durch variable Einstellung der Fadenwinkel (d) durch Steuerung der Drehzahlen der Spulengattereinheiten (10), wobei die Spulengat tereinheiten (10) über eine Totzeit und Koppelfaktoren derart mitein ander gekoppelt sind, dass eine Änderung des Fadenwinkels einer Fadenlage durch eine Spulengattereinheit an einer Position des festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebildes mit einer entsprechenden Änderung des Fadenwinkels weiterer Fadenlagen an derselben Position durch weitere Spulengattereinheiten gekoppelt ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich net durch Regeln der durch die Extrusionseinheiten (4) aufgebrachten Kautschukmengen in Abhängigkeit von der gemessenen mittleren Wanddicke.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich net durch Regeln der durch eine Extrusionseinheit (4) aufgebrachten Gummimenge in Abhängigkeit von dem jeweiligen Druck im Spritz kopf der entsprechenden Extrusionseinheit (4).
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich net durch Regelung der Dicken (d) der aufgebrachten Kautschuk schichten (2a, 2b, 2c) durch Drehzahlregelung einer Zahnradpumpe (11), die jeweils zwischen dem Extruder und dem Extrusionskopf ei ner Extrusionseinheit (4) angeordnet ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich net durch Messen der Dicken (d) der aufgetragenen Schichten an mehreren Positionen am Umfang des festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebildes (1) zur Regelung, Fehlererkennung und/oder Fehlerkennzeichnung bei einer über eine definierte Toleranz grenze hinausgehenden Abweichung von einem Sollwert.
12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Ermitteln der Schichtdicke aus dem Mittelwert der am Umfang gemessenen Dicken (d) der aufgetragenen Schichten.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, gekennzeichnet durch Rotieren einer Einrichtung zum Messen der Dicken (d) der auf getragenen Schichten über die Zeit um den Umfang des festigkeitsträ gerverstärkten, schlauchförmigen Gebildes (1) und Aufnehmen der Dicke (d) an mehreren Umfangspositionen.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch berührungsloses Vermessen der Außenkanten des festigkeits trägerverstärkten, schlauchförmigen Gebildes (1) und der Außenkanten des Dorns (5) und Ermitteln der Dicke des festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebildes (1) aus den Positionen der Außenkanten.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich net durch optisches Messen der Außenkanten des festigkeitsträger verstärkten, schlauchförmigen Gebildes (1) und induktives Messen der Außenkante des Dorns.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich net durch Auftragen von Trennmittel auf die Dorne (5) mit einer TrennmittelAuftragseinheit (7) vor dem Aufbringen der ersten Kautschukschicht (2a) und Regeln der aufgetragenen Trennmittel menge in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit (v) der Dorne (5).
17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch Auftragen von Trennmitteln auf die äußerste Kautschukschicht (2) und Regeln der aufgetragenen Trennmittelmenge in Abhängigkeit von der Vorschub geschwindigkeit (v) der Dorne (5).
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich net durch Messen von Prozeßgrößen bei dem Aufbringen der Kautschukund Festigkeitsträgerschichten (2,3), Markieren von fehlerhaften Bereichen des festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmi gen Gebildes (1), wenn die Prozeßgrößen ein jeweiliges Fehlertole ranzmaß überoder unterschreiten, optisches Erkennen der markier ten fehlerhaften Bereiche, und Aussondern der als fehlerhaft erkann ten Abschnitte des festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Ge bildes (1).
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich net durch Kennzeichnen von Abschnitten des festigkeitsträgerver stärkten, schlauchförmigen Gebildes (1) nach dem Aufbringen der obersten Kautschukschicht (2c) mit einer Produktkennzeichnung, ins besondere mit der Produktionszeit und/oder einer Chargennummer, wobei die Kennzeichnung eine Trennstelle und die Einbauanlage und Einbaurichtung des Gebildes (1) kennzeichnet.
20. Einrichtung zum Herstellen von festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebilden (1) mit : a) einer ersten Extrusionseinheit (4a) zum Aufbringen einer ersten Kautschukschicht (2a) auf einer Reihe aufeinanderfolgender mit einander gekoppelter starrer, zylinderförmiger Dorne (5), die mit einer Vorschubgeschwindigkeit (v) in Richtung einer Vorschubachse (X) vorgetrieben werden ; b) einer ersten Spulengattereinheit (10a), das um die vorgetriebenen Dorne (5) rotiert, zum Aufbringen einer ersten Fadenlage mit defi nierten SollFadenwinkeln (°t1) bezogen auf die Vorschubachse (X), c) mindestens einer weiteren Extrusionseinheit (4b) zum Aufbringen mindestens einer weiteren Kautschukschicht (2b) auf die erste Fadenlage, gekennzeichnet durch d) VortriebsgeschwindigkeitsMessmittel (14a, 14b) zum kontinuier lichen Messen der Vortriebsgeschwindigkeit (v) der Dorne (5), e) mindestens eine Steuerund Regelungseinheit (15,16) zum An steuern der Extrusionseinheiten (4) und der Spulengattereinheiten (10), wobei die Steuerund Regeleinheit (15,16) zum Regeln der Drehzahl der ersten Spulengattereinheit (10a) bei der Rotation um die Dorne (5) in Abhängigkeit von der Vor schubgeschwindigkeit (v), um eine Fadenlage mit den definier ten SollFadenwinkeln « x,) zu erhalten, Regeln der durch die ersten Extrusionseinheit (4a) aufgebrach ten Kautschukmenge in Abhängigkeit von der gemessenen Vorschubgeschwindigkeit (v), um eine definierte SollDicke der ersten Kautschukschicht (2a) zu erhalten. ausgebildet ist.
21. Einrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch Schichtdicken Messmittel (9a) zum kontinuierlichen Messen der Dicke (da) der ersten Kautschukschicht (2a) und Regeln der durch die ersten Extru sionseinheit (4a) aufgebrachten Kautschukmenge in Abhängigkeit von der gemessenen mittleren Dicke (da).
22. Einrichtung nach Anspruch 20 oder 21, gekennzeichnet durch weite re SchichtdickenMessmittel (9b, 9c) hinter den weiteren Extrusions einheiten (4b, 4c) zum kontinuierlichen Messen der Dicke (d) der je weiligen Kautschukschicht (2) und Regeln der durch die zugeordnete Extrusionseinheit (4b, 4c) aufgebrachten Kautschukmenge in Abhän gigkeit von der jeweils gemessenen mittleren Dicke (d).
23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekenn zeichnet, dass die Steuerund Regeleinheit (15,16) weiterhin zum Regeln der durch die weiteren Extrusionseinheiten (4) aufgebrachten Kautschukmengen in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit (v) ausgebildet ist, um eine definierte SollDicke der weiteren Kautschukschichten (2b) zu erhalten.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekenn zeichnet, dass die Steuerund Regeleinheit (15,16) zum Regeln der DornVorschubgeschwindigkeit nach der gemessenen Vorschubge schwindigkeit (v) ausgebildet ist.
25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, gekennzeichnet durch mindestens eine weitere Spulengattereinheit (10) zum Aufbrin gen einer weiteren Fadenlage auf die jeweilige Kautschuk schicht (2b) mit definierten SollFadenwinkeln (oc2) bezogen auf die Vorschubachse (X), und mindestens eine weitere Extrusionseinheit (4) zum Aufbringen weiterer Kautschukschichten (2) auf die jeweilige Fadenlage.
26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, gekennzeichnet durch mindestens eine weitere Steuerund Regelungseinheit (15, 16), die zum Steuern der Drehzahl der weiteren Spulengattereinheiten (10) in Abhängigkeit von einer SollDicke der jeweiligen Kautschuk schichten (2) und der jeweiligen SollFadenwinkel (« 2), Regeln der Drehzahl der weiteren Spulengattereinheiten (10) bei der Rotation um die Dorne (5) in Abhängigkeit von der Vor schubgeschwindigkeit (v), und Regeln der durch die weiteren Extrusionseinheiten (4) aufge brachten Kautschukmenge in Abhängigkeit von der gemesse nen Vorschubgeschwindigkeit (v) der Dorne (5) ausgebildet ist.
27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 26, gekennzeichnet durch jeweils eine Zahnradpumpe (11) zwischen einem Extruder und einem Extrusionskopf einer Extrusionseinheit (4) zur Regelung der Dicke der aufgebrachten Kautschukschichten (2), wobei die Regelung über eine Drehzahländerung der Zahnradpumpe (11) erfolgt.
28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schichtdickenmessmittel (9) Messeinheiten zur Vermessung der Außenkanten des festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebildes (1) an mehreren Positionen am Umfang des festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebildes (1) und mindestens einen berührungslosen Messsensor zur Erfassung der Außenkanten des Dorns (5) haben.
29. Einrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdickenmessmittel (9) zur Aufnahme der Aussenkanten an mehreren Positionen am Umfang des festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebildes (1) rotierbar um das festigkeitsträgerver stärkte, schlauchförmige Gebilde (1) sind.
30. Einrichtung nach Anspruch 28 oder 29, gekennzeichnet durch Re chenmittel, die an die Schichtdickenmessmittel (9) angeschlossen sind und zur Ermittlung der Dicke des festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebildes (1) aus dem Mittelwert der bestimmten Dicken an mehrern Umfangspositionen des festigkeitsträgerverstärk ten, schlauchförmigen Gebildes (1) ausgebildet sind.
31. Einrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekenn zeichnet, dass mindestens ein Messsensor für die Außenkanten des Dorns ein induktiver Sensor ist.
Description:
Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebilden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von festigkeitsträger- verstärkten, schlauchförmigen Gebilden mit den Schritten : a) Aufbringen einer ersten Kautschukschicht mit einer ersten Ex- trusionseinheit auf eine Reihe aufeinanderfolgender miteinander gekoppelter starrer zylindrischer Dorne, die mit einer Vor- schubgeschwindigkeit in Richtung einer Vorschubachse vorge- trieben werden ; b) Aufbringen einer ersten Fadenlage mit definierten Soll- Fadenwinkeln bezogen auf die Vorschubachse mit einer Spu- lengattereinheit, die um die vorgetriebenen Dorne rotierende Mittel hat ; c) Aufbringen mindestens einer weiteren Kautschukschicht mit mindestens einer weiteren Extrusionseinheit auf die erste Fa- denlage.

Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Herstellung von festigkeits- trägerverstärkten, schlauchförmigen Gebilden mit :

a) einer ersten Extrusionseinheit zum Aufbringen einer ersten Kautschukschicht auf eine Reihe aufeinanderfolgender, mitein- ander gekoppelter starrer, zylinderförmiger Dorne, die mit einer Vorschubgeschwindigkeit in Richtung einer Vorschubachse vorgetrieben werden ; b) einer ersten Spulengattereinheit, die um die vorgetriebenen Dorne rotierende Mittel hat, zum Aufbringen einer ersten Fa- denlage mit definierten Soll-Fadenwinkeln bezogen auf die Vorschubachse, c) mindestens einer weiteren Extrusionseinheit zum Aufbringen mindestens einer weiteren Kautschukschicht auf die erste Fa- denlage.

Aus der DE 27 50 642 C2 ist ein automatisiertes Verfahren zur Herstellung von mehrlagigen Rohren bekannt, bei dem Kautschuk-und Festigkeitsträ- gerschichten auf einen ortsfest gelagerten rotierenden Dorn aufgewickelt werden. Eine Materialzufuhreinheit wird hierbei in Längsrichtung entlang des Dorns bewegt. Nachteilig ist, dass dieses Herstellungsverfahren nicht kontinuierlich, sondern auf die Länge des Dorns begrenzt ist. Zudem kann die Dicke und der Winkel der aufgewickelten Kautschuk-und Festigkeits- trägerschichten nicht mit der für Schlauchrollbälge zum Einsatz in Luftfe- dern von Kraftfahrzeugen erforderlichen ausreichenden Genauigkeit sicher- gestellt werden.

In der DE 1 180 513 ist ein Wickelverfahren zur kontinuierlichen Herstel- lung von festigkeitsträgerverstärkten Schlauchrollbälgen für Luftfedern be- schrieben, bei dem Kautschuk-und Festigkeitsträgerschichten auf endlos hinteinander gereihte und in eine Förderrichtung vorgetriebene Reihe von

Dornen aufgewickelt werden. Der Schlauchrollbalg wird auf den Dornen vulkanisiert. Anschließend werden die Dornteilstücke abgezogen und an das Ende des in die Wickelmaschine einlaufenden Dornteilstücks lösbar ange- hängt. Die für Luftfederbälge erforderliche Präzision kann nachteilig bei dem Wickelverfahren nicht gewährleistet werden. Zudem werden die Dorne bei dem Vulkanisieren thermisch belastet und es besteht die Gefahr, dass die Dorne sich verformen, so dass eine gleichbleibende Qualität der Schlauchrollbälge nicht mehr gewährleistet werden kann.

In der DE 25 45 058 C3 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Her- stellen von gekrümmten Kautschukschläuchen beschrieben, bei dem mit mindestens einem Extruder und einer Fadenarmierungsmaschine Kautschuk- und Festigkeitsträgerschichten auf kontinuierlich in Förderrichtung vorge- triebene Dorne aufgebracht werden. Die Dorne stoßen hierbei unmittelbar nahtlos aneinander. In einer Schneideinrichtung wird der Endlosschlauch abgelängt, von den Dornen abgezogen und die vereinzelten Dorne an den Fertigungsanfang zurück verbracht.

Durch die Verwendung flexibler Dorne kann die für Luftfedern erforderliche Genauigkeit der festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebilde nicht gewährleistet werden. Zudem besteht bei der Vulkanisation der schlauchförmigen Gebilde auf dem Dorn die Gefahr, dass sich die Dorne verziehen.

Für Schlauchrollbälge zur Verwendung als Luftfedern ist eine hochgenaue Fertigung wesentlich. Dabei ist insbesondere die Dicke der ersten Kautschuklage und der Fadenwinkel der Festigkeitsträgerschichten ein ent- scheidendes Qualitätsmerkmal, das die Eigenschaften der aus dem Schlauchrollbalg gefertigten Luftfeder und die Lebensdauer wesentlich mit- bestimmt.

Aufgabe der Erfindung war es daher, eine verbesserte Einrichtung und ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebilden zu schaffen, die eine für den Einsatz beispiels- weise in Luftfedern ausreichende Präzision und eine hohe Prozeßsicherheit gewährleisten.

Die Aufgabe wird mit dem gattungsgemäßen Verfahren gelöst durch die Schritte : d) kontinuierliches Messen der Vortriebsgeschwindigkeit der Dor- ne ; e) Regeln der durch die erste Extrusionseinheit aufgebrachten Kautschukmenge in Abhängigkeit von der gemessenen Vor- schubgeschwindigkeit, um eine definierte Soll-Dicke der ersten Kautschukschicht zu erhalten ; f) Regeln der Drehzahl der ersten Spulengattereinheit bei der Ro- tation um die Dorne in Abhängigkeit von der Vorschubge- schwindigkeit, um eine Fadenlage mit den definierten Soll- Fadenwinkeln zu erhalten.

Erfindungsgemäß bilden die erste Spulengattereinheit und die erste Extrusi- onseinheit einen in sich geschlossenen Regelkreis. Dabei wird die erste Ex- trusionseinheit in Abhängigkeit von der gemessenen Vorschubgeschwindig- keit der Dorne nachgeregelt, um eine gewünschte Soll-Dicke zu erhalten.

Zudem wird die erste Fadenlage mit der ersten Spulengattereinheit in Ab- hängigkeit von der jeweiligen Vorschubgeschwindigkeit aufgebracht, so dass bei Variation der Vorschubgeschwindigkeit die Fadenwinkel konstant

gehalten werden. Bei der Regelung der Extrusionseinheit und der Spulengat- tereinheit in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit wird die Er- kenntnis genutzt, dass die extrudierte Kautschukschichtdicke und der Fa- denwinkel im Wesentlichen durch die Vorschubgeschwindigkeit beeinflusst werden.

Es hat sich herausgestellt, dass mit einem solchen Regelkreis festigkeitsträ- gerverstärkte, schlauchförmige Gebilde mit einer hohen Prozeßsicherheit und annähernd gleichbleibender Qualität hergestellt werden können.

Die Aufgabe wird weiterhin durch die gattungsgemäße Einrichtung gelöst, die erfindungsgemäß folgende Merkmale hat : d) Vortriebsgeschwindigkeits-Messmittel zum kontinuierlichen Messen der Vortriebsgeschwindigkeit der Dorne, e) mindestens eine Steuer-und Regelungseinheit zum Ansteuern der Extrusionseinheiten und der Spulengattereinheiten, wobei die Steuer-und Regeleinheit zum -Regeln der Drehzahl der ersten Spulengattereinheit bei der Rotation um die Dorne in Abhängigkeit von der Vor- schubgeschwindigkeit, um eine Fadenlage mit den defi- nierten Soll-Fadenwinkeln zu erhalten, -Regeln der durch die ersten Extrusionseinheit aufge- brachten Kautschukmenge in Abhängigkeit von der ge- messenen Vorschubgeschwindigkeit, um eine definierte Soll-Dicke der ersten Kautschukschicht zu erhalten.

ausgebildet ist.

Es ist vorteilhaft, die Dorn-Vorschubgeschwindigkeit nach der gemessenen Vorschubgeschwindigkeit der Dorne zu regeln. Weiterhin kann die Regelung der aufgebrachten Kautschukmengen in Abhängigkeit von der gemessenen mittleren Wanddicke der jeweiligen Kautschukschicht erfolgen, die vor- zugsweise an vier Stellen auf dem Umfang des Dorns kontinuierlich gemes- sen wird.

Die Genauigkeit der aufgebrachten Fadenlagen kann weiterhin gesteigert werden durch fortlaufendes Messen der Dicke der ersten Kautschukschicht und Regeln der durch die erste Extrusionseinheit aufgebrachten Kautschukmenge in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke.

Weiterhin kann die Präzision der Fadenlagen durch Regeln der Drehzahl des Spulengatters der ersten Spulengattereinheit im Schritt f) in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke der ersten Kautschukschicht erhöht werden.

Zur Herstellung eines mehrlagigen festigkeitsträgerverstärkten, schlauch- förmigen Gebildes erfolgt vorteilhafter Weise weiterhin ein Regeln der durch die weiteren Extrusionseinheiten aufgebrachten Kautschukmengen in Ab- hängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit, um eine definierte Soll-Dicke der weiteren Kautschukschichten zu erhalten.

Weiterhin erfolgt vorzugsweise ein Aufbringen mindestens einer weiteren Fadenlage auf eine jeweilige Kautschukschicht mit definierten Soll- Fadenwinkeln bezogen auf die Vorschubachse jeweils mit einer weiteren Spulengattereinheit, die um die vorgetriebenen Dorne rotierende Mittel hat, sowie ein Aufbringen mindestens einer weiteren Kautschukschicht auf je- weils eine Fadenlage mit jeweils einer Extrusionseinheit. Dabei werden die

Drehzahlen der Spulengattereinheiten bei der Rotation um die Dorne in Ab- hängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit oder von der Drehzahl der ersten Spulengattereinheit geregelt. Weiterhin werden die Drehzahlen der Spulengatter der weiteren Spulengattereinheiten in Abhängigkeit von einer Soll-Dicke der weiteren Kautschukschichten und der Soll-Fadenwinkel ge- steuert. Dabei sind die Spulengatter über eine Totzeit und Koppelfaktoren miteinander gekoppelt. Dieses Regel-und Steuerkonzept hat sich für den kontinuierlichen Fertigungsbetrieb als geeignet erwiesen, um eine gleich- bleibende Qualität der festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebil- de sicherzustellen.

Zur Herstellung von festigkeitsverstärkten, schlauchförmigen Gebilden, ins- besondere von Luftfedern mit unterschiedlichen Fadenwinkel in definierten Bereichen ist es vorteilhaft, die Fadenwinkel durch Steuerung der Drehzah- len der Spulengattereinheiten variabel einzustellen. Hierzu sind die Spulen- gattereinheiten über eine Totzeit und Koppelfaktoren derart miteinander ge- koppelt, dass eine Änderung des Fadenwinkels einer Fadenlage durch eine Spulengattereinheit an einer Position des festigkeitsverstärkten, schlauch- förmigen Gebildes mit einer entsprechenden Änderung des Fadenwinkels weiterer Fadenlagen an derselben Position durch weitere Spulengatterein- heiten gekoppelt ist. Mit den Spulengattereinheiten kann somit die Drehzahl so gesteuert werden, dass definierte Bereiche mit einem ersten Fadenwin- kel und definierte Bereiche mit einem zweiten Fadenwinkel entstehen. Der Übergang von dem ersten Fadenwinkel auf den zweiten Fadenwinkel kann über eine definierte Beschleunigung und Verzögerung der Spulengatterein- heiten genau festgelegt werden. Die Steuerung der Spulengattereinheiten ist hierbei so konzipiert, dass nachfolgende Spulengattereinheiten eine Drehzahländerung genau an der Stelle nachvollziehen, wie eine erste Spu- lengattereinheit, jedoch nur zeitlich verzögert in Abhängigkeit von der Dorn- Vorschubgeschwindigkeit.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zudem die durch die Extrusionseinheiten jeweils aufgebrachten Gummimengen in Abhängigkeit von dem jeweiligen Druck im Spritzkopf der entsprechenden Extrusionseinheit geregelt wird.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, eine volumenabhängige Regelung der Dicke der aufgebrachten Kautschukschichten mittels einer Zahnradpumpe vorzusehen, die jeweils zwischen dem Extruder und dem Extrusionskopf einer Extrusionseinheit angeordnet ist. Damit kann der Vo- lumenstrom der Kautschukmenge sehr genau geregelt werden, um eine konstante Schichtdicke zu erzielen.

Die Dicken der aufgetragenen Schichten werden vorteilhafter Weise an mehreren Positionen am Umfang des festigkeitsträgerverstärkten, schlauch- förmigen Gebildes gemessen und eine Schichtdicke des Gebildes bevorzugt aus dem Mittelwert der am Umfang gemessenen Schichtdicken zur Rege- lung und/oder Fehlererkennung bestimmt. Damit wird vermieden, dass örtli- che Variationen der Schichtdicken am Umfang zu einer fehlerhaften Nach- regelung führen.

Die Messung der Schichtdicken am Umfang des Gebildes erfolgt vorzugs- weise durch Rotation einer Einrichtung zum Messen der Dicken der aufge- tragenen Schichten über die Zeit um den Umfang des festigkeitsträgerver- stärkten, schlauchförmigen Gebildes und durch Aufnehmen der Dicke an mehreren Umfangspositionen.

Zur Dickenmessung können die Außenkanten des Gebildes berührungslos, beispielsweise optisch, vermessen werden. Zudem werden die Außenkan- ten des Dorns ebenfalls berührungslos, beispielsweise induktiv, vermessen.

Aus den Außenkanten des Gebildes und des Dorns kann die Dicke des

festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebildes an verschiedenen Po- sitionen am Umfang berechnet werden. Hierzu sollten die optischen Messeinheiten zur Vermessung der Außenkanten des Gebildes und der be- rührungslose Messsensor zur Erfassung der Dornaußenkante aufeinander ausgerichtet sein und einen gemeinsamen Bezugspunkt haben.

Um ein Abstrippen der Gebilde von den Dornen zu erleichtern, wird vor- zugsweise Trennmittel auf die Dorne mit einer Trennmittel-Auftragseinheit vor dem Aufbringen der ersten Kautschukschicht aufgetragen. Die aufge- tragene Trennmittelmenge wird dabei vorzugsweise in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit der Dorne geregelt, so dass ein gleichbleibender Trennmittelauftrag gewährleistet wird. Auf entsprechende Weise sollte vor- zugsweise auch Trennmittel auf die letzte äußerste Kautschukschicht auf- gebracht werden, um die Klebrigkeit herabzusetzen.

Um eine ausreichende Prozeßsicherheit zu gewährleisten, werden weiterhin Prozeßgrößen bei dem Aufbringen der Kautschuk-und Festigkeitsträger- schichten gemessen und fehlerhafte Bereiche des Gebildes markiert, wenn die Prozeßgrößen ein jeweiliges Fehlertoleranzmaß über-oder unterschrei- ten. Die markierten fehlerhaften Bereiche werden anschließend optisch er- kannt und die als fehlerhaft erkannten Abschnitte des festigkeitsträgerver- stärkten, schlauchförmigen Gebildes ausgesondert.

Weiterhin erfolgt vorteilhafterweise eine Kennzeichnung von Abschnitten des Gebildes nach dem Aufbringen der obersten Kautschukschicht mit einer Produktkennzeichnung, insbesondere mit der Produktionszeit und/oder einer Chargennummer. Die Kennzeichnung der Gebilde am Ende der Fertigungsli- nie sollte derart erfolgen, dass die Bereiche der Winkeländerung immer an der gleichen Stelle im Fertigprodukt liegen. Die Produktkennzeichnung sollte somit anzeichnen, wo der Rohling, d. h. das Gebilde, zu schneiden ist und eine Markierung aufbringen, die Auskunft über die Einbaulage oder Einbau- richtung gibt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Figur 1-schematisches Blockdiagramm einer Fertigungseinrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebilden ; Figur 2-Querschnitts-Blockdiagramm einer Einrichtung zur Messung der ersten Kautschukschichtdicke.

Die Figur 1 lässt eine erfindungsgemäße Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von festigkeitsträgerverstärkten, schlauchförmigen Gebilden 1 als schematisches Blockdiagramm erkennen. Die Gebilde 1 werden aus mehre- ren übereinanderliegenden Kautschukschichten 2a, 2b, 2c und Festigkeits- trägerschichten 3a, 3b gebildet. Die Festigkeitsträgerschichten 3a, 3b sind Fadenlagen, die in einem definierten Fadenwinkel um den Umfang der je- weiligen Kautschukschicht 2a, 2b gewickelt sind.

Die Fertigungseinrichtung hat einen ersten Extruder 4a zum Auftragen der ersten Kautschukschicht 2a auf den Umfang von rohrförmigen starren Dor- nen 5, die fortlaufend aneinander gekoppelt sind und mit einer Vorschub- fördereinrichtung 6 in Richtung einer Vorschubachse X vorgetrieben wer- den.

Mit einer ersten Extrusionseinheit 4a wird eine erste Kautschukschicht auf den Umfang der Dorne 5 aufgetragen. Damit die erste Kautschukschicht 2a nicht mit den Dornen 5 verklebt und später leicht abgelöst werden kann, wird mit einer Trennmittel-Auftragseinheit 7, die vor der ersten Extrusions- einheit 4a angeordnet ist, ein Trennmittel auf die Oberfläche der Dornen 5 aufgetragen.

In Richtung der Vorschubachse X gesehen hinter der ersten Extrusionsein- heit 4a sind erste Schichtdicken-Messmittel 9a vorgesehen, um die Dicke der ersten Kautschukschicht 2a kontinuierlich zu messen. Die Schichtdicken-Messmittel 9a haben optische Messeinheiten, mit denen Au- ßenkanten der ersten Kautschukschicht 2a des Gebildes 1 an mehreren Po- sitionen am Umfang des Gebildes 1 mit einer Durchleuchtungsmessung op- tisch vermessen werden. Weiterhin ist mindestens ein berührungsloser Messsensor in den Schichtdicken-Messmitteln 9 vorgesehen, um die Au- ßenkante der Dorne 5 zu erfassen. Aus der Differenz zwischen der Außen- kante der Dorne 5 und den Außenkanten der ersten Kautschukschicht 2a kann die Dicke da der ersten Kautschukschicht 2a berechnet werden.

In Richtung der Vorschubachse X gesehen hinter den Schichtdicken- Messmitteln 9a ist eine ersten Spulengattereinheit 10a angeordnet, um eine ersten Fadenlage mit definierten Soll-Fadenwinkeln oc auf die erste Kautschukschicht 2a aufzubringen. Die erste Spulengattereinheit 10a hat hierzu Mittel, die um die vorgetriebenen Dorne 5 rotieren. Der Soll- Fadenwinkel oc, ist quer zur Vorschubachse X gesehen als 0° und in Längs- richtung der Gebilde 1 als 90° definiert.

Mit einer zweiten Extrusionseinheit 4b wird eine zweite Kautschukschicht 2b auf die erste Festigkeitsträgerschicht 3a aufgetragen und es wird optio- nal mit zweiten Schichtdickenmessmitteln 9b die Dicke db des schlauchför- migen Gebildes 1 gemessen.

Anschließend wird mit einer zweiten Spulengattereinheit 10b, die gegen- sinnig zu der ersten Spulengattereinheit 10a rotiert, eine zweite Festigkeits- trägerschicht 3b als Fadenlage mit definierten Soll-Fadenwinkeln t2 aufge- bracht.

Auf diese zweite Festigkeitsträgerschicht 3b wird abschließend mit einer dritten Extrusionseinheit 4c eine dritte Kautschukschicht 2c aufgebracht.

Die Extrusionseinheiten 4a, 4b und 4c haben jeweils eine Zahnradpumpe 11, die zwischen dem Extruder und dem Extrusionskopf der Extrusionsein- heit 4 angeordnet ist. Mit Hilfe der Zahnradpumpen 11 kann der Kautschukmassenstrom volumenabhängig gesteuert werden und auf diese Weise die Dicke der aufgetragenen Kautschukschicht 2 hochgenau geregelt werden. Die Regelung erfolgt in Abhängigkeit von der gemessenen Dorn- Vorschubgeschwindigkeit und optional in Abhängigkeit von der hinter einer Extrusionseinheit 4 jeweils gemessenen mittleren Dicke d der Kautschuk- schicht 2.

Bei dem Aufbringen der Kautschuk-und Festigkeitsträgerschichten 2,3 werden Prozeßgrößen, wie die Dicke d der Kautschukschichten 2 gemessen und auf diese Weise die kontinuierliche Produktion der festigkeitsträgerver- stärkten, schlauchförmigen Gebilde 1 überwacht. Mit einer Fadenüberwa- chung kann ein Fadenriss während der Produktion festgestellt und ein Alarm erzeugt werden. Die Fehlerkennzeichnung kann dann das festigkeits- trägerverstärkte, schlauchförmige Gebilde 1 als fehlerhaft kennzeichnen bzw. die Produktionslinie herunterfahren, um den Fehler zu beheben. Wei- terhin kann eine Fadenkraftmessung vorgesehen sein, um die Kräfte der auf das Gebilde 1 auflaufenden einzelnen Fäden zu messen und bei Überschrei- tung festgelegter Toleranzen ein Alarmsignal an eine Fehlermarkierungsein- heit 12 abzugeben, um das fehlerhafte Produkt auszuschleusen.

Anschließend werden die Gebilde 1 mit einer Schneideeinheit 13 in Ab- schnitte aufgetrennt. Hierzu ist jeweils ein umlaufender Spalt S an den Stossflächen aufeinanderfolgender Dorne 5 vorgesehen, so dass ein umlau-

fendes Trennmesser im Bereich des Spalts auf das festigkeitsträgerverstärk- te, schlauchförmige Gebilde 1 wirken kann, ohne dass die Dorne 5 oder das Trennmesser beschädigt werden. Die Dorne 5 mit den Abschnitten der schlauchförmigen Gebilde 1 werden anschließend vereinzelt und die Gebilde 1 von den Dornen 5 abgezogen, auf Vulkanisationslänge abgelängt und vul- kanisiert.

Die Vortriebsgeschwindigkeit v der Dorne 5 während des Produktionspro- zesses wird mit mindestens einem Vortriebsgeschwindigkeits-Meßmittel 14a, 14b kontinuierlich gemessen und als Prozeßgröße einer zentralen Steuer-und Regelungseinheit 15 zugeführt. Diese dient auch zur Ansteue- rung der Fehlermarkierungseinheit 12. Mit der zentralen Steuer-und Rege- lungseinheit 15, können alle ggf. optional weiteren Extrusionseinheiten 4c und Spulengattereinheiten 10b direkt angesteuert werden.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedoch jeweils für die erste Extrusionseinheit 4a und die erste Spulengattereinheit 10a sowie für die zweite Extrusionseinheit 4b und die zweite Spulengattereinheit 10b ein ei- gener Regelkreis mit den Regelungseinheiten 16a, 16b vorgesehen, um die Extrusionseinheiten 4a, 4b und die Spulengattereinheiten 10a, 10b in Ab- hängigkeit von der gemessenen Vorschubgeschwindigkeit v und/oder der gemessenen Dicke d der Schichten des Gebildes 1 zu regeln.

Erfindungsgemäß ist insbesondere der Regelkreis mit der Regelungseinheit 16a vorgesehen, um die durch die erste Extrusionseinheit 4a aufgebrachte Kautschukmenge in Abhängigkeit von der gemessenen Vorschubgeschwin- digkeit va und der gemessenen Dicke da der ersten Kautschukschicht 2a so zu regeln, dass eine definierte Soll-Dicke duder ersten Kautschukschicht 2a gewährleistet ist.

Ferner wird die Drehzahl der ersten Spulengattereinheit 10a bei der Rotati- on um die Dorne 5 in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit va in Richtung der Vorschubachse X und der gemessenen Dicke da der ersten Kautschukschicht 2a so geregelt, dass die aufspiralisierte Fadenlage einen definierten Soll-Fadenwinkel oc, hat.

Mit dem zweiten Regelkreis und der Regelungseinheit 16b kann optional die zweite Extrusionseinheit 4b und die zweite Spulengattereinheit 10b geregelt werden. Hierzu wird die Dicke db des Gebildes 1 mit der zweiten Kautschukschicht 2b als Abschlussschicht mit den Schichtdicken- Messmitteln 9b gemessen.

Die Regelkreise mit den Regelungseinheiten 16a und 16b können zusätzlich zur Steuerung der Extrusions-und Spulengattereinheiten 4,10 ausgebildet sein. Vorteilhafterweise wird die Steuerung jedoch durch die zentrale Steue- rungs-und Regelungseinheit 15 vorgenommen.

Die Figur 2 lässt eine Skizze der Schichtdicken-Messmittel 9a mit einem Dorn 5 und der ersten Kautschukschicht 2a im Querschnitt erkennen.

Die Schichtdicken-Messmittel 9a weisen mindestens zwei optische Messeinheiten 17a und 17b mit jeweils einem Leuchtmittel 18 und einem sich quer zur Längsachse des Dorns 5 erstreckenden Lichtsensor 19 auf.

Die Leuchtmittel 18 sind so angeordnet, dass der mit der ersten Kautschukschicht 2a beschichtete Dorn 5 angestrahlt wird. Die Lichtsenso- ren 19 sind gegenüberliegend von den Leuchtmitteln 18 so angeordnet, dass nur die außerhalb von der Außenkante der ersten Kautschukschicht 2a von den Leuchtmitteln 18 in Richtung des Lichtsensors 19 geleiteten Licht- strahlen empfangen werden und als Maß für die Position der Außenkante in

Bezug auf einen Bezugspunkt, wie zum Beispiel die Mittelachse des Dorns 5, ausgewertet werden.

Ferner sind berührungslose, vorzugsweise induktive Messsensoren 20a, 20b vorgesehen, um die Außenkante des Dorns 5 zu erfassen. Auf diese Weise kann in Verbindung mit einem Bezugspunkt der Durchmesser des Dorns 5 bestimmt werden. Mit Hilfe des Bezugspunktes, der ermittelten Außenkanten der Gebilde 1 und der Außenkante des Dorns 5, kann die Dicke da der ersten Kautschukschicht 2a an den verschiedenen Positionen bestimmt werden, die durch die Lage der optischen Meßeinheiten 17a, 17b definiert sind.

Mit einer Recheneinheit 21 wird der Mittelwert der an den verschiedenen Positionen bestimmten Dicken d1, d2 der ersten Kautschukschicht 2a be- rechnet und als Schichtdicke d an den Regelkreis mit der Regelungseinheit 16a und/oder die zentrale Steuer-und Regelungseinheit 15 weitergeleitet.

Die weiteren Schichtdicken-Messmittel 9b, 9c, die hinter der zweiten und den weiteren Extrusionseinheit 4b, 4c angeordnet sind, können in entspre- chender Weise aufgebaut und an den Regelkreis mit der Regelungseinheit 16b angeschlossen sein.