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Mehrschichtiger Riemen, insbesondere Treibriemen
Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrschichtigen Riemen mit einem Zugband aus faserorientier- tem Kunststoff, insbesondere Polyamid, einer Laufschicht aus reibungserhöhendem Material, insbesondere
Leder, und einer dem Aufspleissen des Zugbandes entgegenwirkenden Deckschicht. In erster Linie bezieht sich die Erfindung auf einen solchen Treibriemen, kann jedoch mit Vorteil auch für andere Arten von
Riemen, beispielsweise für Florteilriemchen für Spinnereizwecke, Anwendung finden.
Mehrschichtige Riemen dieser Art sind in ihrer Verwendung als Treibriemen bekannt und bieten we- gen der hohen Zugfestigkeit des faserorientierten Kunststoffbandes wesentliche Vorteile. Solche Kunst- stoffbänder. wie beispielsweise Polyamidbänder, erlangen ihre hohe Zugfestigkeit durch Streckung auf un- gefähr das 21/2- bis 3fache ihrer ursprünglichen Länge, wodurch eine Orientierung der Faser im Material des Bandes eintritt. Diese hohe Zugfestigkeit des faserorientierten Kunststoffbandes kann aber nur ausgenützt werden, wenn eine Laufschicht aus einem die Reibung in wirksamer Weise erhöhenden Material vorgesehen ist, wie dies insbesondere bei einer Laufschicht aus Leder der Fall ist, weil sonst die Kräfte vom Scheibenumfang nicht auf das Zugband übertragen werden können.
Bei derartigen faserorientierten Zugbändern besteht nun aber die Gefahr eines Aufspleissen des Zugbandes in der Längsrichtung, und um dies zu vermeiden, wird eine Deckschicht zur Querverfestigung des Zugbandes angewendet. Als Deckschichten wurden bisher verschiedene Materialien, beispielsweise Leder od. dgl., verwendet und es ist auch bekannt, Gewebe als Deckschicht zu verwenden.
Ein Treibriemen wird im Betrieb, abgesehen von seiner Zugbeanspruchung, einer Wechselbeanspruchung durch Biegung über die Scheiben unterworfen. Je kleiner der Scheibendurchmesser ist, desto stärker ist die Biegung des Riemens. Je stärker der Riemen ist, desto stärker wirkt sich die Deformation aus, welche der Riemen bei der Biegung erleidet. Der Scheibendurchmesser ist meist gegeben und kann nicht ver- ändert werden. Gerade bei Mehrschichtriemen wirkt sich nun aber die Mehrschichtigkeit in bezug auf den Biegungswiderstand ungünstig aus, weil auch die bei den bekannten Riemen dieser Art zwischen den Schichten erforderlichen Kittschichten eine beträchtliche Versteifung des Riemens mit sich bringen.
Gewöhnliche Gewebeschichten als Deckschichten bringen in bezug auf die Querverfestigung des Kunststoffbandes bzw. auf die Verhinderung einer Aufspleissung desselben in der Längsrichtung noch keinen vollen Erfolg und weisen auch den Nachteil auf, dass der Kitt in das Gewebe eindringt, so dass die durch den Kitt versteifte Zone sich nicht nur auf die Zwischenschicht zwischen Zugband und Deckschicht, sondern auch zumindest über einen Teil der Stärke der Deckschicht erstreckt. Auch wenn als Kitt ein gelöster Kunststoff verwendet wird, können diese Nachteile noch nicht behoben werden. Bei derartigen mehrschichtigen Riemen besteht daher infolge ihrer erhöhten Steifheit-die Gefahr einer Trennung der einzelnen Schichten, wodurch der Riemen zerstört wird, abgesehen davon, dass auch die erhöhte Biegearbeit beim Lauf einen Leistungsverlust mit sich bringt.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, diese Nachteile zu vermeiden und besteht im wesentlichen darin, dass die Deckschicht in an sich bekannter Weise aus in Form eines Gitters oder Gewebes angeordneten Kunststoffäden oder -drähten aus gleichem oder artverwandtem Kunststoff besteht wie das Zugband, dass ferner diese Fäden oder Drähte aus faserorientiertem Material bestehen, und dass die Zugfestigkeit der Deckschicht in der Querrichtung des Riemens gegenüber der Zugfestigkeit derselben in der Längsrichtung überwiegt. Durch die Kombination dieser Massnahmen werden nun eine Anzahl von Vorteilen erreicht.
Ein solcher Aufbau eines mehrschichtigen Riemens bietet die Möglichkeit, die Verbindung zwischen Zugband und Deckschicht ohne Verwendung einer zwischengeschalteten Kittschicht herzustellen und das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines solchen Riemens besteht daher Im wesentlichen darin, dass
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die Verbindung des Zugbandes mit der Deckschicht in an sich bekannter Weise durch ein das Material des
Zugbandes und zumindest einen Teil des Materials der Deckschicht lösendes Lösungsmittel erfolgt. Es wird somit eine unmittelbare Verbindung der Deckschicht mit der Zugschicht erreicht, wodurch einerseits die Gesamtstärke des Riemens herabgesetzt wird und anderseits die Versteifungswirkung einer Kittschicht entfällt.
Die üblicherweise angewandte Kittverbindung einer Gewebedeckschicht mit dem Zugband weist, wie bereits erwähnt, den Nachteil einer Versteifung des Riemens in der Längsrichtung und damit eines erhöh- ten Widerstandes gegen die Biegung um die Scheiben auf. In der Querrichtung jedoch wirkt sich diese
Versteifung insbesondere bei der Riemenführung in Gabeln günstig aus. Dadurch, dass nun die Zugfestigkeit der Deckschicht in der Querrichtung des Riemens gegenüber der Zugfestigkeit derselben in der Längsrichtung überwiegt, wird nun zwar die Versteifung in der Längsrichtung herabgesetzt, jedoch eine gewisse Versteifung in der Querrichtung beibehalten, so dass nur die Nachteile der bekannten Riemenausbildung vermieden, jedoch die Vorteile zumindest in begrenztem Masse beibehalten werden.
Durch die Verwendung von faserorientierten Kunststoffäden oder -drähten aus gleichem oder artverwandtem Material wie das Zugband, welche in der Querrichtung eine grössere Zugfestigkeit aufweisen als in der Längsrichtung, wird ein Aufspleissen des Kunststoffbandes dadurch mit Sicherheit vermieden, dass diese Querfäden oder -drähte bereits ansprechen, bevor ein Aufspleissen des Zugbandes eintritt. Bei bekannten mehrschichtigen Riemen sind diese Vorteile nicht gegeben. Bei Querfäden aus Textilmaterial beispielsweise ist die Zugfestigkeit dieser Querfäden nicht ausreichend und es besteht somit die Gefahr, dass dadurch, dass diese Querfäden in gewissem Masse nachgeben, die beginnende Aufspleissung des Zugbandes nicht vermieden werden kann, wenn auch dann die aufgespleissten Teile des Zugbandes zusammengehalten werden.
Dies stellt naturgemäss einen Nachteil dar.
Es ist auch vorgeschlagen worden, einen Treibriemen zweischichtig auszubilden, wobei die das Reibband bildende Unterschicht aus einem Polykondensationsprodukt und die das Zugband bildende Oberschicht aus einem Gewebe von Monofilfäden eines Superpolyamids besteht. Hier bildet aber das Kunststoffband nicht das Zugband, sondern die Reibschicht, und das Gewebe stellt das Zugband dar. In einem derartigen mehrschichtigen Riemen ist jedoch die Zugfestigkeit des Gewebes in der Querrichtung des Riemens nicht grösser als in der Längsrichtung und der Riemen selbst ist somit nicht ausreichend gegen Splei- ssung in Längsrichtung gesichert.
Es ist weiters vorgeschlagen worden, bei der Herstellung von Treibriemen aus Kunststoff mindestens zwei aus Kunststoff bestehende Bänder, von denen wenigstens eines ein aus Kunststoffäden bestehendes Gewebeband ist, unter Anwendung von Druck und Wärme flachseitig miteinander zu vereinigen. Ein derart hergestellter Treibriemen weist jedoch keine faserorientierten Kunststofffäden auf, weil, wie bekannt ist, durch Wärme eine allenfalls bestehende Faserorientierung von Kunststoffäden aufgehoben wird. Die Zugfestigkeit eines solchen Treibriemens kann deshalb nur dann die eines Treibriemens gemäss der vorliegenden Erfindung erreichen, wenn unter erhöhtem Materialaufwand die Stärke desselben grösser bemessen wird, wobei allerdings die Anpassungsfähigkeit eines solchen Riemens an Riemenscheiben insbesondere kleinen Durchmessers verringert wird.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Ausbildung des Riemens wirkt sich nun aber vor allem bei der Endlosverbindung des Riemens aus. Das Kunststoffgewebe oder-gitter kann bei der erfindungsgemä- ssen Ausbildung des Riemens gemeinsam mit den andern Teilen des Riemens keilförmig angeschärft werden, so dass der gesamte Riemen gleichzeitig an den Enden vergittert werden kann. Bei einer Decklage aus anderm Material, wie beispielsweise Baumwolle, ist ein solches Anschärfen nicht möglich, weil sich eine Baumwolldecklage od. dgl. weder ausschleifen noch anschärfen lässt. Es werden somit durch die Erfindung die sich bei Baumwolldecklagen ergebenden beträchtlichen Schwierigkeiten beseitigt.
Gemäss der Erfindung kann nun die Ausbildung so getroffen werden, dass die in der Querrichtung des Riemens angeordneten Kunststoffäden oder -drähte zumindest annähernd gestreckt verlaufen und zweckmässig stärker bemessen sind als die in der Längsrichtung verlaufenden Fäden oder Drähte. Diese gestreck - ten Querfäden sprechen sofort an, so dass auch die Einleitung eines Aufspleissens des Zugbandes nicht stattfinden kann, da durch die Vermeidung der bei normalen Geweben üblichen welligen Anordnung der Fäden der elastische Weg verkleinert wird. Auch dies ist aber nur dann der Fall, wenn die Querfäden oder -drähte eben aus einem Kunststoff von gleichem oder artverwandtem Material wie das Zugband bestehen, weil beispielsweise Textilfäden durch Ermüdung nachgeben können.
Bei der Verwendung von faserorientierten Kunststoffäden oder -drähten aus gleichem oder artverwandtem Material wie das Zugband besteht nun auch die Möglichkeit, die Längsfäden synchron mit dem Zugband zu beanspruchen, wenn dies auch in Anbetracht der geringeren Zugfestigkeit dieser Längsfäden nicht wesentlich ins Gewicht fällt.
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Um diese synchrone Beanspruchung voll und ganz zu gewährleisten, kann gemäss der Erfindung die Verbindung zwischen Zugband und Deckschicht unter Streckspannung hergestellt werden.
Ausführungsbeispiele
1. Ausgangspunkt ist stets ein Zugband aus faserorientiertem Kunststoff mit einem Reibbelag aus einem adhäsiven Material, beispielsweise zugfestes oder wenig zugfestes Leder od. dgl. Zur Vermeidung der Längsspleisstendenzen muss die Aussenseite des Riemens mit einem Deckband, möglichst ohne Erhöhung des Biegungswiderstandes, also bei gleichzeitiger Vermeidung einer versteifenden, zusätzlichen Zwischenlage aus gelöstem Kunststoff, die bei der Verbindung artfremder Materialien nötig ist, versehen werden. Zu diesem Zweck werden aus dem gleichen oder einem artverwandten Kunststoff des Zugbandes dünnere oder dicke Fäden gezogen und derselben Faserorientierung unterworfen, die das Kunststoffband selbst mitmacht.
Wenn nun auf diese Weise derselbe Dehnungs- bzw. elastische Vorspannungskoeffizient hergestellt ist, werden diese Fäden im versponnenen (verdrillten) oder unversponnenen Zustand gitterartig 'gelegt bzw. verwebt. Sodann wird ein derartig fertiggestelltes, spleisssicheres Band und das gezogene Kunststoffband mit Hilfe eines etwa wasserdünnen Lösungsmittels nur so weit oberflächlich angelöst, dass im Zuge der Verpressung der zähfeuchten Oberfläche eine innige, chemische Verbindung (Verschweissung) eintritt.
2. Durch Heranziehung des Deckbandes zur Leistung von Zugarbeit ist es möglich, auch die Anpassungswerte des Riemens an bombierte Scheiben zu beeinflussen. Zu diesem Zweck wird ein nach Ausführung 1 gearbeiteter Riemen, 200 mm breit, auf jeder Aussenseite mit einem zweiten Deckbandstreifen, beispielsweise nur je 50 mm breit, versehen, so dass dieser 200 mm breite Riemen in der Mitte nur ein einfaches und an beiden Rändern ein doppeltes, zugfestes Deckband aufweist. Hiemit wird erreicht, dass sich der Riemen auf bombierten Scheiben mit Hilfe seiner dehnungslängeren Mitte und seiner dehnungs- kürzeren Seiten besser an die Scheiben anpasst. Auch im Gabellauf erscheint eine derartige Kantenver- stärkung wünschenswert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrschichtiger Riemen, insbesondere Treibriemen, mit einem Zugband 4lus fl5erorientlertem Kunststoff, insbesondere Polyamid, einer Laufschicht aus reibungserhöhendem Material, insbesondere Leder, und einer dem Aufspleissen des Zugbandes entgegenwirkenden Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht in an sich bekannter Weise aus in Form eines Gitters oder Gewebes angeordneten Kunststoffäden oder -drähten aus gleichem oder artverwandtem Kunststoff besteht wie das Zugband, dass ferner diese Fäden oder Drähte aus faserorientiertem Material bestehen, und dass die Zugfestigkeit der Deckschicht in der Querrichtung des Riemens gegenüber der Zugfestigkeit desselben in der Längsrichtung überwiegt.