[发明专利]切割橡胶幅材的方法

说明书

本发明涉及一种借助于超声切割橡胶幅材的方法，其中，超声焊极与橡胶幅材接触，并且在超声焊极被超声振动激励的同时，橡胶幅材和超声焊极相对于彼此移动。为了提出一种在开始处提出的类型的方法，该方法允许可靠地切割橡胶幅材并且同时确保显著地减少工具和转换器的磨损，根据本发明，提出使用包括钢、硬化钢的超声焊极。

技术领域

本发明涉及一种借助于超声切割橡胶幅材的方法。

背景技术

切割橡胶幅材，例如用于生产轮胎。在轮胎的生产中，首先生产橡胶混合物，其组分取决于待生产轮胎提出的要求。通常，橡胶混合物包含约40％的天然或合成橡胶。通常添加其它填料，例如像是炭黑、硅酸盐和化学添加剂，以及白垩、油、树脂、促进剂、缓凝剂、混炼助剂、催化剂和硫磺。

将该混合物通过成形喷嘴注入到所谓的挤出机中，由此得到根据本发明的橡胶幅材。因此，术语“橡胶幅材”用于表示包含橡胶和可选地其它填料的材料幅材。

必须将该橡胶幅材定尺寸切割，以使生产轮胎的胎面、侧壁和其它结构元件。

已知使用具有切割刃的工具，启动该工具以产生超声振动，用于将橡胶幅材定尺寸切割。用于该目的的工具包括钛合金。它们经常设计和操作成使得它们以40kHz的工作频率工作。

然而，在已知的用于切割橡胶幅材的超声切割机中，会观察到工具和驱动工具的转换器的高度磨损。此外，用工具可实现的切割是相当不规则的，使得要以正确的位置关系来重叠经切割的橡胶幅材的各端部仅可能是困难的。

此外，橡胶残留物经常留在工具上，并且因此必须在单独的清洁步骤中将它们移除。即使原则上借助超声波来切割橡胶幅材工作良好，但是所述问题也会增加与切割操作有关的成本。

发明内容

因此，将所述现有技术作为基本出发点，本发明的目的是提供一种在本说明书的开始部分中所提出的类型的方法，其允许可靠地切割橡胶幅材，并且同时确保显著减少工具和转换器的磨损。

根据本发明，该目的通过使用由钢且实际上优选地为硬化钢制成的超声焊极作为工具来实现。

已经发现，迄今为止用于该应用场合的钛合金仅具有相对较差的导热性，并且超声焊极由于切割材料接触而被极大地加热。由于超声焊极材料的高工作温度，残留物仍然附着于其上，而这降低了切割质量，并且还导致设备的污染。

此外，尽管待加工的材料相对较软，但是钛合金显然太软，因为实际上发现发生了大量磨损，特别是导致在超声焊极切割刃处的小片破碎。

通过使用钢、优选地为CPM，即粉末冶金钢可以显著地减少超声切割设备的磨损。

在另一优选实施例中，使用具有楔形末端的超声焊极。在切割操作期间，楔形尖端与待切割的橡胶幅材接合，并且橡胶幅材和超声焊极相对于彼此运动，使得楔形末端切割贯穿橡胶幅材。

楔形末端优选地具有矩形的分离表面，该矩形的分离表面具有宽度和长度。分离表面是与橡胶幅材相对地定向的表面。在优选实施例中，矩形的分离表面的宽度为<0.2mm，并且最好在0.02mm和0.1mm之间。

由于所用的钢的导热率明显大于已知的钛合金的导热率，所以在切割操作期间超声焊极升温较少，而结果是更少的材料保持附着到超声焊极。

使用钢还具有的优点是：可以减小分离表面的长度，使得在优选实施例中，所述长度<60mm，优选地<50mm，并且特别优选地在25和35mm之间。

由于在切割刃或分离表面处所产生的热量基本上取决于切割速度，所以分离表面的长度的减小使得在导热性方面起作用的材料横截面减小，从而使得由超声焊极从材料幅材耗散的热量更少，而结果是超声焊极加热更多。因此，分离表面的长度也不应选择得太小。在任何情况下，超声焊极的长度必须大于或等于待切割的橡胶幅材的厚度。