Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer elastischen Materialbahn

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elastischen Materialbahn aus zumindest einer Gummilage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.

Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise aus der WO 2004/052630 bekannt.

Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung werden zwei Gummibahnen mit einer Karkassenbahn zu einer elastischen Materialbahn zu- sammengeführt. Hierzu wird jede der Gummibahnen aus einer durch einen Walzenspalt geführten Gummilage gebildet. Die Gummilage wird als eine Extrusi- onsmasse unmittelbar dem aus zwei Walzen gebildeten Walzenspalt aufgegeben. Jede der so erzeugten Gummibahnen wird unmittelbar anschließend in einem weiteren Walzenspalt mit einer mittleren Karkassenbahn zusammengefügt, so dass eine mehrschichtige Materialbahn, die insbesondere zur Herstellung von Reifen genutzt wird, entsteht. Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung ist insbesondere für relativ große Materialdicken der Materialbahn geeignet.

Bei der Herstellung von elastischen Materialbahnen besteht grundsätzlich das Problem, dass sich die gewünschte Materialdicke in Abhängigkeit von einer Spalthöhe des Walzenspaltes und in Abhängigkeit von dem Elastizitätsmodul des jeweiligen Materials einstellt. Insbesondere bei der Verarbeitung von Gummilagen ist es bekannt, dass die sich nach dem Kalandrieren einstellende Materialdicke um bis zu 50 % größer ist als die Spalthöhe des Walzenspaltes. Insoweit ist die Einstellung einer gewünschten Materialdicke im Wesentlichen von den Werkstoffeigenschaften abhängig. Besonders problematisch hat sich herausgestellt,

möglichst konstante Materialdicken über die gesamte Breite einer Materialbahn zu erhalten. So sind Breiten von 1.500 mm und darüber üblich, um Materialbahnen für die Reifenherstellung bereitzustellen. Neben der Elastizität der Materialbahn stellt sich bei derartig breiten Materialbahnen zusätzlich eine Veränderung des Walzenspaltes aufgrund von Durchbiegungserscheinungen an den Walzen ein. So ist es erforderlich, dass zur Herstellung einer konstanten Materialdicke der Materialbahn einerseits die Durchbiegung der Walzen und andererseits die Elastizität der Materialbahn zu berücksichtigen sind. Bei größeren Materialdicken ü- berwiegt hierbei der elastische Einfluss des Materials, so dass Abweichungen auf- grund von Walzendurchbiegungen im Walzenspalt sich nicht bemerkbar machen und von der Elastizität des Materials kompensiert werden.

Zwar ist aus der DE 2 239 550 oder der DE 44 18 549 seit langem bekannt, Walzen mit einem so genannten Durchbiegungsaugleich auszubilden, in dem an dem Walzenmantel eine der Durchbiegung entgegenwirkende Verformung insbesondere Balligkeit erzeugt wird. Derartige Verfahren und Vorrichtung haben sich insbesondere bei der Herstellung von plastischen Materialbahnen bewährt, bei welchen allein die Spalthöhe des Walzenspaltes die Materialdicke der Materialbahn bestimmt. Hierbei wird im statischen Betrieb zunächst eine Formgebung des WaI- zenmantels gewählt, die dann unter Belastung der Walze einen möglichst gleichmäßigen Walzenspalt ergibt. Derartige Verfahren und Vorrichtungen besitzen jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass die Materialdicke der Materialbahn allein von einer statisch gewählten Einstellung abhängt und somit eine Justierbarkeit nicht gegeben ist.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer elastischen Materialbahn der gattungsgemäßen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens derart weiterzubilden, dass elastische Materialbahnen insbesondere mit relativ kleinen Materialdicken im Bereich <1 mm in hoher Gleichmäßigkeit herstellbar sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, elastische Materialbahnen unabhängig von ihrer Materialdicke selbst bei Bahnbreiten von über 1.000 mm mit möglichst minimalen Dickentoleranzen herzustellen.

Es ist auch Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer elastischen Materialbahn bereitzustellen, bei welchen die Materialdicke unabhängig von den Materialeigenschaften insbesondere der Elastizität einstellbar ist.

Die Erfindung wird für ein Verfahren dadurch gelöst, dass in Abhängigkeit von einer im Walzenspalt wirkenden Komprimierkraft im Innern einer der Walzen oder beider Walzen jeweils eine hydraulische Gegenkraft erzeugt wird, die innerhalb der Walzen über ein inkompressibeles Druckmedium auf jeweils einen dehnbaren Walzenmantel derart einwirkt, dass die Materialdicke über eine Breite der Materialbahn im wesentlichen konstant ist.

Für die Vorrichtung wird die Erfindung dadurch gelöst, dass einer der Walzen oder beide Walzen jeweils einen dehnbaren Walzenmantel aufweisen, auf den ein im Innern der Walze in einer ringförmigen Druckkammer eingeschlossenes in- kompressibeles Druckmedium einwirkt und dass den Walzen zumindest eine steuerbare Druckquelle zugeordnet ist, die zur Einstellung einer hydraulischen Gegenkraft mit beiden Druckkammern oder mit einer der Druckkammern im Innern der Walze verbunden ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.

Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass der Walzenspalt zwischen den Walzen derart angepasst wird, dass trotz der Elastizität des Materials eine Materi- albahn mit einer konstanten gleichmäßigen Materialdicke erzeugt wird. Die Beschaffenheit des Walzenspaltes und insbesondere die Spalthöhe stellt sich in Ab-

hängigkeit von den jeweils in den Walzen erzeugten hydraulischen Gegenkräften ein. Damit lassen sich beide die Materialdicke bestimmenden Einflussgrößen wie die Durchbiegung der Walzen sowie die Elastizität des Materials bei der Einstellung der Materialdicke berücksichtigen. So lassen sich insbesondere sehr präzise Materialbahnen aus einem Rohgummi bzw. einem nicht vernetzten Gummi als eine oder mehrere Lagen herstellen.

Für den Fall, dass die Materialbahn durch einen Walzenspalt zwischen zwei Walzen geformt wird, ist die Verfahrensvariante bevorzugt verwendet, bei welcher die hydraulischen Gegenkräfte im Innern beider Walzen zur Einstellung der Materialdicke der Materialbahn gleichgroß sind. Hierbei wird vorausgesetzt, dass die Walzen in ihrem Durchmesser und ihrer Beschaffenheit gleich ausgebildet sind, so dass die Gummilagen in dem Walzenspalt mit gleichen Umfangsgeschwindigkeiten der Walzenmäntel durch den Walzenspalt zu der Materialbahn geführt wird.

Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, eine Walze mit einem starren Walzenmantel und die gegenüberliegende Walze mit einem dehnbaren Walzenmantel auszuführen. Derartige Effekte lassen sich vorteilhaft auch dadurch erreichen, dass die hydraulischen Gegenkräfte im Innern beider Walzen zur Einstel- lung der Materialdicke der Materialbahn unterschiedlich groß sind. Diese Verfahrensvariante ist besonders empfehlenswert, falls eine der Walzen in einem so genannten Mehrwalzenkalander gleichzeitig zur Ausbildung eines zweiten Walzenspaltes genutzt wird. Damit lässt sich die zu beiden Seiten einen Walzenspalt bildende Walze in ihrer hydraulischen Gegenkraft im Innern derart anpassen, dass sowohl eine Vergleichmäßigung der Materialdicke im ersten Walzenspalt als auch eine Vergleichmäßigung der Materialdicke im zweiten Walzenspalt erfolgt.

Die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 4 ist besonders vorteilhaft, um neben der Durchbiegung der Walze auch die Materialei- genschaft der Materialbahn zu berücksichtigen. So wird zunächst zu Prozessbeginn im Innern der Walzen die hydraulische Gegenkraft auf einen so genannten

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Startwert eingestellt. Mit diesem Startwert beginnt zunächst der Arbeitsprozess, um den Startwert danach in Abhängigkeit von der erzeugten Materialdicke nach einer Einlaufphase auf einen so genannten Betriebswert zu ändern.

Diese Verfahrensvariante lässt sich auch dadurch verbessern, indem die Materialdicke der Materialbahn gemessen wird. Der Messwert der Materialdicke wird mit einem Toleranzbereich verglichen, um bei einer unzulässigen Toleranzabweichung des Messwertes den Betriebswert der hydraulischen Gegenkraft oder beide Betriebswerte der hydraulischen Gegenkräfte in den Walzen zur Veränderung der Materialdicke der Materialbahn anzupassen. Somit lässt sich kontinuierlich eine Materialdicke herstellen, die höchsten Toleranzanforderungen entspricht. Materialveränderungen der Gummilagen bleiben unkritisch.

Bei der Herstellung von Materialbahnen zu Reifenherstellung ist es üblich, dass mehrere Gummilagen mit einer Trägerschicht verbunden werden. In diesen Fällen ist insbesondere die Verfahrensvariante bevorzugt eingesetzt, bei welcher die Materialbahn in zumindest einem weiteren zwischen einer der Walzen und einer dritten Walze gebildeten zweite Walzenspalt behandelt wird. Hierbei wird in Abhängigkeit von einer im zweiten Walzenspalt wirkenden Komprimierkraft im Innern einer der dritten Walze zusammenwirkenden Walze eine neue hydraulische Gegenkraft erzeugt. Aufgrund der geringeren Elastizität der gesamten Materialbahn lassen sich somit veränderte Einstellungen der Gegenkraft in der dritten Walze erzeugen, die eine entsprechende Anpassung der gesamten Einstellung zur Erzeugung einer konstanten Materialdicke ermöglicht.

Die erfmdungsgemäße Verfahrensvariante bei welcher das Vorprodukt der Gummilage durch eine Extrusionsmasse gebildet und dem Walzenspalt aufgegeben wird, ist besonders vorteilhaft, um eine Gummibahn direkt nach der Extrusion herzustellen.

Es ist jedoch auch grundsätzlich möglich, das Vorprodukt der Gummilage in Form einer Gummibahn zu bilden, die gemeinsam mit einem zweiten Vorprodukt beispielsweise einer Trägerbahn in der Materialbahn mehrschichtig zusammengeführt wird.

Um innerhalb des Walzenspaltes keine Relativbewegungen in den Materialschichten der Materialbahn zu erhalten, werden die Walzen bevorzugt mit gleichen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben. Die Walzen sind hierzu bevorzugt einzeln angetrieben.

Zur Einstellung der Spalthöhe im Walzenspalt wird gemäß einer weiteren Verfahrensvariante zumindest einer der Walzen in ihrer Lage verstellbar gehalten, wobei die Komprimierkraft in den Walzenspalt bevorzugt durch ein oder mehrere Kraftgeber erzeugt wird, die auf die bewegliche Walze einwirken.

Zur Temperierung der Materialbahn ist es zudem möglich, dass die Walzenmäntel der Walzen durch ein Fluid erwärmt oder gekühlt werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass trotz eines im Walzenmantel geführten Fluids die Dehnbarkeit des Walzenmantels erhalten bleibt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass innerhalb jeder der Walzen eine individuelle hydraulische Gegenkraft erzeugbar ist, die zu einer Verformung des Walzenmantels führt. Die Verbindung zwischen einem Innern der Walze ausgebildeten ringförmigen Druckkammer mit einer Druckquelle, ermöglicht eine Veränderung des eingeschlossenen inkompressibeles Druckmediums zu jeder Zeit, so dass dynamische Vorgänge ausgeglichen werden können.

Grundsätzlich besteht hierbei die Möglichkeit, dass die Druckkammern der WaI- zen gemeinsam über eine Druckquelle gespeist werden oder dass jeder Druckquelle jeweils eine separate Druckkammer zugeordnet ist.

Den Druckquellen ist jeweils ein Steuergerät zugeordnet, das mit einer Steuereinrichtung verbunden ist. Damit lassen sich individuelle Einstellungen und Steuerungen bei der Herstellung der Materialbahn realisieren.

Um möglichst Materialbahnen mit geringen Dickentoleranzen herstellen zu können, ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt eingesetzt, bei welcher auf einer Auslassseite des Walzenspaltes eine Messeinrichtung angeordnet ist, durch welche eine Materialdicke der Materialbahn messbar ist und welche mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Somit können optimale Einstellungen und Belastungen der Walzen gefunden werden, um eine konstante Materialdicke an der Materialbahn zu erzeugen.

Zur Herstellung von Materialbahnen für die Reifenherstellung werden bevorzugt die durch die Weiterbildung der Vorrichtung gekennzeichnete Variante genutzt, bei welcher zumindest eine dritte Walze vorgesehen ist, die mit einer der Walzen einen zweiten Walzenspalt bildet und die eine innere Druckkammer zur Aufnahme eines auf den Walzenmantel wirkenden Druckfluid aufweist und dass der dritten Walze einer der Druckquellen zugeordnet ist. Damit lässt sich auch die zweite in der Regel mehrschichtige Materialbahn mit im Wesentlichen konstanter Materialdicke erzeugen. Hierbei besteht auch die Möglichkeit, dass die durch den ersten Walzenspalt gebildete Gummibahn in ihrer Materialdicke derart hergestellt wird, dass sie gemeinsam mit einer weiteren zugeführten Materialbahn beispielsweise einer Trägerbahn und einer weiteren Gummibahn eine optimale Material- kombination ergibt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich sowohl mit einer Extrusionsanlage als auch mit einer Kalandrieranlage kombinieren. Hierzu können Zuführmittel durch eine Extrusionseinrichtung oder durch eine Fördereinrichtung gebildet sein.

Zum Antrieb der Walzen weist vorteilhaft jede der Walzen einen Walzenantrieb auf, die unabhängig voneinander steuerbar ausgebildet sind.

Zur Einstellung der relativen Lagen der Walzen zueinander und damit der Spalt- große zwischen den Walzen ist zumindest eine der Walzen in einem Walzengestell beweglich gehalten. So werden beispielsweise in einem Kalander bestehend aus vier Walzen die Walzenspalte zwischen den Walzen durch eine feste Walze und drei bewegliche Walzen eingestellt.

Hierbei wird sowohl die Bewegung an der Walze als auch die Fixierung der Walze bevorzugt durch ein oder mehrere Kraftgeber vorgenommen, so dass eine definierte Komprimierkraft im Betriebszustand im wesentlichen konstant aufgegeben werden kann.

Zur Temperierung der Materialbahn weist zumindest einer der Walzen ein Heizkanalsystem in dem Walzenmantel auf, das von einem Heizmedium durchströmt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind besonders geeignet, um dünne elastische Materialien im Bereich < 1 mm vorzugsweise < 0,5 mm mit hoher Dickengenauigkeit der Materialbahn herzustellen. Hierbei können sowohl einschichtige oder mehrschichtige Materialbahnen aus elastischen oder hochelastischen Materialien hergestellt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug den beigefügten Figuren nachfolgend näher beschrieben.

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens

Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 Fig. 3 schematisch eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 4 schematisch eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 5 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbei- spiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfmdungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in mehreren Ansichten gezeigt. Die Fig. 1 stellt das Ausführungsbeispiel schematisch in einer Querschnittsansicht und Fig. 2 in einer Seitenansicht dar. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.

Das Ausführungsbeispiel besteht aus zwei Walzen 1 und 2, die zwischen sich ei- nen Walzenspalt 3 bilden. Die untere Walze 2 ist in einem festen Walzengestell 5 drehbar gelagert. Hierzu weist die Walze 2 zu beiden Stirnseiten einen Walzenzapfen 2.3 auf, welcher in den Walzenlagern 8.2 drehbar gelagert ist. Einer der Walzenzapfen 2.3 ist mit einem Walzenantrieb 2.5 verbunden.

Die Walze 2 besitzt einen dehnbaren Walzenmantel 2.1. Dem Walzenmantel 2.1 ist innerhalb der Walze 2 eine Druckkammer 2.2 zugeordnet, die über eine Druckleitung 2.4 mit einem Druckanschluss 9.2 am Ende einer der Walzenzapfen 2.2 verbunden ist.

Die obere Walze 1 ist in einem beweglichen Walzenträger 6 drehbar gelagert. Der Walzenträger 6 lässt sich dabei gegenüber dem festen Walzengestell 5 durch einen

Kraftgeber 7 in seiner Stellung verändern, so dass ein zwischen den Walzen 1 und 2 gebildeter Walzenspalt 3 in seiner Spalthöhe einstellbar ist.

Zur Lagerung der Walze 1 weist die Walze 1 zu beiden Stirnseiten jeweils einen Walzenzapfen 1.3 auf, die durch die Walzenlager 8.1 in dem Walzenträger 6 gehalten sind. Einer der Walzenzapfen 1.3 ist mit einem Walzenantrieb 1.5 verbunden. An dem gegenüberliegenden Walzenzapfen 1.3 ist ein Druckanschluss 9.1 vorgesehen, welcher über eine Druckleitung 1.4 mit einer im Innern der Walze 1 ausgebildeten Druckkammer 1.2 verbunden ist. Die Druckkammer 1.2 erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Walze 1 unterhalb eines Walzenmantels 1.1. Der Walzenmantel 1.1 der Walze 1 ist dehnbar ausgebildet.

Die Druckanschlüsse 9.1 und 9.2 sind mit einem Steuergerätl l gekoppelt. Das Steuergerät 11 ist mit einer Druckquelle 10 sowie einem Rücklauf 25 verbunden.

Die Druckquelle 10 stellt ein inkompressibles Medium, beispielsweise ein öl, zur Verfügung, das über das Steuergerät 11 den Druckanschlüssen 9.1 und 9.2 zugeführt wird und über die zugeordneten Druckleitungen 1.4 und 2.4 in die jeweiligen Druckkammern 1.2 und 2.2 gelangt. Das Druckmedium innerhalb der Druck- kammern 1.1 und 1.2 wird auf einen überdruck komprimiert, so dass sich innerhalb der Druckkammern 1.2 und 2.4 jeweils hydraulische Gegenkräfte einstellen, die an dem Walzenmantel 1.1 und dem Walzenmantel 2.1 eine Verformung erzeugen.

Wie aus der Darstellung in Fig. 2 hervorgeht, ist das Steuergerät 11 über eine Steuerleitung mit einer Steuereinrichtung 12 verbunden. Der Steuereinrichtung 12 ist eine Messeinrichtung 13 zugeordnet, die über einen Dickensensor 14 eine Materialdicke einer durch den Walzenspalt 3 geführten Materialbahn 4 sensiert. Der Dickensensor 14 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Materialdicke der Materialbahn 4 über die gesamte Breite messbar ist. So könnte der Dickensensor beweglich ausgebildet sein, um nacheinander verschiedene Messorte einzuneh-

men. Es ist jedoch auch möglich, den Dickensensor in einem Bereich der Materialbahn 4 zu platzieren, der besonders hinsichtlich möglicher Toleranzabweichungen der Materialdicke relevant ist.

Um eine Gummilage als Vorprodukt durch de Walzenspalt 3 der beiden Walzen 1 und 2 zu behandeln, wird zunächst die Walze 1 durch den Kraftgeber 7 und dem Walzenträger 6 in eine Betriebsposition gefuhrt, in welcher eine vorbestimmte Spalthöhe des Walzenspaltes 3 zwischen den Walzen 1 und 2 gebildet ist. Die Walze 1 wird in der Betriebsposition durch den Kraftgeber 7 fixiert gehalten. Hierbei erzeugt der Kraftgeber 7 die zur Behandlung der Gummivorlage erforderliche Komprimierkraft, die sich bei Einführung der Gummilage in den Walzenspalt 3 einstellt. Die Walze 1 und die Walze 2 werden durch die zugeordneten Walzenantriebe 1.5 und 2.5 mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. Hierbei ist die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 1 vorzugsweise gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Walze 2, wobei die Walzen 1 und 2 gegensinnig zueinander drehen. Die Walzenantriebe 1.5 und 2.5 sind unabhängig voneinander steuerbar, so dass an jeder der Walzen 1 und 2 eine individuelle Umfangsgeschwindigkeit einstellbar wäre.

Aufgrund der durch die elastische Verformung der Gummilage 15 treten im Walzenspalt 3 hohe Komprimierkräfte auf, die bei den Walzen zu Verformungen insbesondere zu Durchbiegungen führt. Um derartige Durchbiegungen und Verformungen im Walzenmantel der Walzen 1 und 2 zu vermeiden, wird innerhalb der Druckkammern 1.2 und 2.2 das Druckmedium auf einen Anfangsdruck einge- stellt, so dass eine hydraulische Gegenkraft an den Walzenmantel 1.1 und eine hydraulische Gegenkraft an den Walzenmantel 2.1 wirkt. Beim Kalandrieren von elastischen Materialien besteht jedoch nun das Problem, dass die Spaltgröße des Walzenspaltes 3 nicht ausschließlich die Materialdicke der kalandrierten Materialbahn 4 entspricht. Insbesondere ist die Elastizität und damit die Materialeigen- schaft der Materialbahn 4 zu berücksichtigen, die im unbelasteten Zustand regelmäßig eine Materialdicke aufweist, die größer ist als die Spalthöhe des Walzen-

Spaltes 3. Um einerseits die Formgebung des Walzenspaltes 3 und andererseits die Materialeigenschaften der Materialbahn 4 berücksichtigen zu können, wird auf der Auslassseite des Walzenspaltes 3 die Materialdicke der Materialbahn 4 durch den Dickensensor 14 sensiert. Der Dickensensor 14 ist über eine Signalleitung mit der Steuereinrichtung 12 verbunden. Innerhalb der Steuereinrichtung 12 werden die Messwerte der Dickenmessung mit einem Sollwertbereich für die Dicke der Materialbahn 4 verglichen. In Abhängigkeit von einer unzulässigen Toleranzüber- schreitung wird über die Steuereinrichtung 12 eine Aktion ausgelöst, um das Druckmedium in den Druckkammern 1.2 und 2.2 derart einzustellen, dass sich die hydraulische Gegenkraft jeweils von einem Startwert auf einen Betriebswert ändert. Je nach Materialspezifikation kann der Betriebswert der hydraulischen Gegenkraft kleiner oder größer dem Startwert sein. Zur Erhöhung der hydraulischen Gegenkraft wird über das Steuergerät 11 und der Druckquelle 10 das Druckmedium in den Druckkammern 1.2 und 2.2 auf einen hydraulisch höheren Druck komprimiert. Für den Fall, dass eine Verringerung der hydraulischen Gegenkraft gewünscht wird, wird über das Steuergerät 11 und dem Rücklauf 25 eine Entlastung des Druckmediums in den Druckkammern 1.2 und 2.2 eingestellt.

Die Dickenmessung der Materialdicke der Materialbahn 4 lässt sich nun dazu nut- zen, um eine optimierte Einstellung der Materialdicke der Materialbahn zu erhalten. Die an den Walzen 1 und 2 erzeugten Verformungen der Walzenmäntel 1.1 und 2.1 ist somit ausschließlich darauf abgestellt, eine möglichst gleichmäßige konstante Materialdicke der unbelasteten Materialbahn 4 zu erhalten.

Bei der Herstellung von reinen Gummibahnen konnten durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung Materialdicken mit Toleranzen im Bereich von maximal ± 25 μm erreicht werden. Damit lassen sich besonders vorteilhaft dünne Gummibahnen in einer gesamten Materialdicke von < 0,5 mm besonders wirtschaftlich herstellen.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Das Ausfuhrungsbeispiel weist insgesamt drei Walzen 1, 2 und 16 auf, die zwischen sich einen ersten Walzenspalt 3.1 und einen zweiten Walzenspalt 3.2 bilden. Die Walzen 1, 2 und 16 sind übereinander angeordnet, wobei die äußeren Walzen 1 und 16 jeweils in einem hier nicht dargestellten Walzenträger beweglich gehalten sind und über Kraftgeber der mittleren ortsfest gehaltenen Walze 2 gegenübergestellt sind. Jede der Walzen weist einen elastischen Walzenmantel auf, deren Verformung über ein in einer Druckkammer geführtes Druckmedium steuerbar ist. Hierzu ist die Walze 1 über den Druckanschluss 9.1 mit einem Steuergerät 11.1, die Walze 2 über den Druck- anschluss 9.2 mit dem Steuergerät 11.3 und die Walze 16 über den Druckanschluss 9.3 mit dem Steuergerät 11.3 verbunden. Die Steuergeräte 11.1, 11.2 und 11.3 sind über Steuerleitungen mit der Steuereinrichtung 12 gekoppelt.

Die Steuergeräte 11.1, 11.2 und 11.3 sind unabhängig von einander mit einer Druckquelle 10 und einem Rücklauf 25 gekoppelt.

Zur Dickenmessung der Materialdicke einer durch den Walzenspalt 3.1 erzeugten Gummibahn 21 ist eine erste Messeinrichtung 13.1 vorgesehen. Hierbei ist ein Dickensensor 14.1 der mittleren Walze 2 zugeordnet, an deren Umfang die Gum- mibahn 21 beim übergang von dem Walzenspalt 3.1 in den Walzenspalt 3.2 geführt wird.

Auf der Auslassseite des zweiten Walzenspaltes 3.2 ist der Materialbahn 4 eine weitere Messeinrichtung 13.2 zugeordnet, deren Dickensensor 14.2 mit der Steuereinrichtung 12 verbunden ist.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dem Walzen- spalt 3.1 zwischen den Walzen 1 und 2 eine Gummilage 15 als Vorprodukte zugeführt. Durch die mit gleichen Umfangsgeschwindigkeiten angetriebenen Walzen 1

und 2 wird die Gummilage 15 zu einer Gummibahn 21 verformt. Die Materialdicke der Gummibahn 21 wird nach Verlassen des Walzenspaltes 3.1 durch den Dickensensor 14.1 erfasst und mit der Steuereinrichtung 12 aufgegeben. über die Steuereinrichtung 12 lässt sich zur Optimierung einer gewünschten Materialdicke der Gummibahn 21 die Verformung des Walzenmantels 1.1 der Walze 1 oder die Verformung des Walzenmantels 2.1 der Walze 2 durch Veränderung der hydraulischen Gegenkräfte variieren. Hierbei wird über das Steuergerät 11.1 in der Walze 1 eine gewünschte hydraulische Gegenkraft eingestellt. Entsprechend lässt sich in der Walze 2 durch das Steuergerät 11.2 eine ebenfalls veränderte hydraulische Gegenkraft erzeugen. Da die mittlere Walze 2 mit ihrem Walzenmantel 2.1 sowohl den Walzenspalt 3.1 als auch den Walzenspalt 3.2 bildet, wird die hydraulische Gegenkraft zur Verformung des Walzenmantels 2.1 auch im Hinblick auf eine endgefertigte Materialbahn gewählt. Hierzu wird die Materialbahn 4 auf der Auslassseite des Walzenspaltes 3.2 in der Materialdicke gemessen. Die Material- bahn 4 ist hierbei aus mehreren Schichten gebildet, wobei eine erste Schicht die Gummibahn 21 bildet und eine zweite Schicht eine Trägerbahn 20. Die Gummibahn 21 und die Trägerbahn 20 sind in diesem Ausführungsbeispiel durch unterschiedliche Materialien gebildet. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Gummibahn 21 und die Trägerbahn 20 aus einem identischen Material bestehen.

Zur Einstellung der Materialdicke an der Materialbahn 4 wird neben dem Steuergerät 11.2 auch das Steuergerät 11.3 durch die Steuereinrichtung 12 angesteuert, so dass der Walzenmantel 16.1 der Walze 16 durch entsprechende hydraulische Gegenkräfte verformbar ist. Für den Fall, dass die Trägerbahn 20 aus einem Mate- rial mit weniger Elastizität gebildet ist, wird zunächst die aus einem Gummi bestehende Gummibahn 21 durch den Walzenspalt 3.1 kalandriert. Hierbei ist die hydraulische Gegenkraft der Walze 1 vorzugsweise höher eingestellt, als die hydraulische Gegenkraft in der Walze 2. Damit lässt sich vorteilhaft eine für den Walzenspalt 2 überhöhte Verformung des Walzenmantels 2.1 an der Walze 2 ver- hindern, so dass bei dem Kalandrieren der Gummibahn 21 und der Trägerbahn 20 eine für die Materialdicke der Materialbahn 4 optimierte Einstellung möglich ist.

Das Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 3 zeigt eine hohe Flexibilität zur Beeinflussung der Walzenspalte 3.1 und 3.2, um hierbei die auf das Material abgestimmte optimierte Materialdicke mit engen Dickentoleranzen zu erhalten.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wie beispielsweise vorzugsweise in der Reifenindustrie zur Herstellung von Verbundbahnen aus Gummi und Stahl oder Gummi und Cord zur Anwendung kommt. Bei dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 4 sind insgesamt vier Walzen in einem Verband angeordnet und bilden insgesamt drei Walzenspalte 3.1, 3.2 und 3.3. Die äußeren Walzen 1 und 2 weisen jeweils einen elastischen Walzenmantel 1.1 und 1.2 auf. Die Walzen 1 und 2 lassen sich beispielsweise wie die bereits zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 beschriebenen Walzen ausführen. Hier ist die Walze 2 jedoch an einem beweglichen Walzenträger (hier nicht dargestellt) gehalten und durch Kraftgeber in einer Betriebsposition fixiert. Die Walze 1 wirkt in dem Walzenspalt 3.1 mit der Walzen 26.1 zusammen. Die Walze 26.1 ist ebenfalls drehbar in einem Walzengestellt gelagert und wird durch einen hier nicht dargestellten Walzenantrieb angetrieben. Die Walze 26.1 ist als eine starre Walze ausgebildet.

Die untere Walze 2 wirkt ebenfalls mit einer starren Walze 26.2 zusammen, die gemeinsam mit der Walze 26.1 einen mittleren Walzenspalt 3.2 bildet. Die Walze 26.1 oder die Walze 26.2 ist ebenfalls beweglich in einem Walzengestell geführt, so dass eine Einstellung des Walzenspaltes 3.2 möglich ist.

Auf einer Einlaufseite des ersten Walzenspaltes 3.1 zwischen den Walzen 1 und 26.1 ist eine Extrusionseinrichtung 17 vorgesehen, die beispielsweise durch eine Breitschlitzdüse eine Extrusionsmasse 18 als Gummilage im Walzenspalt 3.1 aufgibt. Die Extrusionsmasse 18 wird hierzu als Wulst gleichmäßig auf den Walzen- spalt 3.1 verteilt.

Zur Einstellung der Materialdicke der durch den Walzenspalt 3.1 erzeugten Gummibahn 21.1 ist der Walze 26.1 ein Dickensensor 14.1 zugeordnet, welcher mit der Steuereinrichtung 12 gekoppelt ist. Die Steuereinrichtung 12 ist über die Steuerleitung mit dem Steuergerät 11.1 verbunden, durch welches eine im Innern der Walze wirkende hydraulische Gegenkraft veränderbar ist. Hierzu ist das Steuergerät 11.1 mit dem Druckanschluss 9.1 an der Stirnseite der Walze 1 verbunden.

Gegenüber den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Materialdicke der Gummibahn 21 ausschließlich durch eine einseitig in den Walzenspalt 3.1 wirkende Verformung des Walzenmantels der Walze beeinflusst. üblicherweise wird hierbei jedoch auch bei Prozessbeginn zunächst in der Walze 1 ein Startwert der hydraulischen Gegenkraft eingestellt, um nach einer Einlaufphase einen optimierten Betriebswert der Gegenkraft in der Walze 1 einzustellen.

Auf der Einlassseite des Walzenspaltes 3.3 zwischen der unteren Walze 2 und der Walze 26.2 ist eine zweite Extrusionseinrichtung 17 vorgesehen, durch welche ebenfalls eine Extrusionsmasse 18 dem Walzenspalt 3.3 aufgegeben wird. Die durch den Walzenspalt 3.3 erzeugte Gummibahn 21.2 wird ebenfalls in ihrer Materialdicke durch einen Dickensensor 14.2 überwacht, welcher mit der Steuerein- richtung 12 gekoppelt ist. Die Einstellung der Materialdicke der Gummibahn 21.2 erfolgt im Wesentlichen analog zu der bereits zuvor beschriebenen Prozedur zur Einstellung der Materialdicke in der Gummibahn 21.1. Eine in der Walze 2 erzeugte hydraulische Gegenkraft wird hierbei durch das Steuergerät 11.2 eingestellt. Die Steuergeräte 11.1 und 11.2 sind hierzu mit jeweils einer Druckquelle 10 und einem Rücklauf 25 verbunden.

Auf der Einlaufseite des Walzenspaltes 3.2 ist eine Fördereinrichtung 19 vorgesehen, durch welche eine Trägerbahn 20 dem Walzenspalt 3.2 zugeführt wird. In dem Walzenspalt 3.2 werden die Gummibahn 21.1 und die Gummibahn 21.2 mit der Trägerbahn 20 zu einer Materialbahn 4 verbunden. Die Gummibahn 21.1 ist hierzu am Umfang der Walze 26.1 und die Gummibahn 21.2 am Umfang der

Walze 26.2 geführt. Der zur Behandlung der Materialbahn 4 gebildete Walzenspalt 3.2 wird durch die starren Walzen 26.1 und 26.2 bestimmt. Eine elastische Verformung der Walzenmäntel an den Walzen 26.1 und 26.2 ist nicht vorgesehen.

Grundsätzlich besteht jedoch auch hier die Möglichkeit, die in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 und nach Fig. 3 wahlweise mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 zu verbinden. Somit lassen sich auch vorteilhaft die Walzen 26.1 und 26.2 durch ein Walzenpaar gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 oder einem Walzenpaar gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ausbilden.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Das Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so dass an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen nur die Unterschiede erläutert werden.

Das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel weist zwei Walzen 1 und 2 auf, die zwischen sich einen Walzenspalt 3 bilden. Innerhalb der Walzen 1 und 2 ist der Walzenmantel 1.1 und der Walzenmantel 2.1 jeweils mit einem Kanalsystem 22 ausgebildet. Das Kanalsystem 22 lässt sich beispielsweise durch eine am Umfang der Walze spiralförmig verlaufende Nut ausbilden, die an beiden Enden über eine Heizleitung 23 mit einem Heizkreislauf gekoppelt ist. Die Walzen 1 und die Walze 2 weisen hierzu jeweils einen Heizkreislaufanschluss 24 an einer Stirnseite eines Walzenzapfens auf. Der Heizkreislaufanschluss 24 ist über eine Zuleitung und eine Ablaufieitung mit einem hier nicht dargestellten Heizkreislauf gekoppelt. Hierüber wird ein Heizmedium in Form eines Fluids der Walze 1 sowie der Walze 2 zugeführt, die über die Heizleitung 23 und 22 in einer Durchflussrichtung den Walzenmantel 1.1 bzw. 2.1 durchströmt. Damit lassen sich die Walzenmäntel 1.1 und 2.1 auf eine gewünschte Oberfiächentemperatur temperieren. Der Heizkreis- lauf könnte alternativ auch durch einen Kühlkreislauf ersetzt werden. In diesem

Fall würde das Fluid innerhalb des Kanalsystems 22 zur Kühlung der Walzenmäntel 1.1 und 2.1 führen.

Unabhängig von der Temperierung des Walzenmantels 1.1 und 2.1 sind in den Walzen 1 und 2 Druckkammern 1.2 und 2.2 ausgebildet, durch welche eine Verformung des Walzenmantels 1 bzw. 2 ausführbar ist. Aufgrund er Vielzahl von umlaufenden Stegen im Kanalsystem 22 wird eine durch die hydraulische Gegenkraft in der Druckkammer 1.2 bzw. 2.2 gleichmäßig auf die Mantelfläche der Walzenmäntel 1.1 und 2.1 übertragen.

Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ist in seiner Funktion zur Einstellung der Materialdicke der Materialbahn identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2, so dass an dieser Stelle keine weitere Erläuterung erfolgt.

Das erfmdungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt den besonderen Vorteil, dass über die unterschiedlichen Einstellungen der hydraulischen Gegenkräfte sich die Walzenspalte optimal für das Endprodukt einstellen und dauerhaft regeln lässt. Hierbei können Materialbahnen mit großer Breite im Bereich oberhalb 1.500 mm mit hohen Materialdickentoleranzen hergestellt wer- den. Die Toleranzeinengung bei der Herstellung derartiger elastischer Materialbahnen aus Gummi führen zu erheblichen Materialeinsparungen gegenüber herkömmlichen Verfahren und Vorrichtung. So lassen sich Schichtdicken im Bereich von 0,3 mm und darunter sehr wirtschaftlich herstellen.

Bezugszeichenliste

1 Walze

1.1 Walzenmantel

1.2 Druckkammer

1.3 Walzenzapfen

1.4 Druckleitung

1.5 Walzenantrieb

2 Walze

2.1 Walzenmantel

2.2 Druckkammer

2.3 Walzenzapfen

2.4 Druckleitung

2.5 Walzenantrieb

3, 3 1.1, 3.2, 3 .3 Walzenspalt

4 Materialbahn

5 Walzengestell

6 Walzengestell

7 Kraftgeber

8.1 , 8.2 Walzenlager

9.1 , 9.2 Druckanschluss

10. 1, 10.2 Druckquelle

11, 11.1, 11. 2, 11.3 Steuergerät

12 Steuereinrichtung

13, 13.1, 13. 2 Messeinrichtung

14, 14.1, 14. 2 Deckensensor

15 Gummilage

16 Walze

16. 1 Walzenmantel

17 Extrusionseinrichtung

18 Extrusionsmasse

19 Fördereinrichtung

20 Trägerbahn

21 Gummibahn

22 Kanalsystem 23 Heizleistung

24 Heizkreislaufanschluss

25 Rücklauf

26.1, 26.2 Walze