WERKWIJZE VOOR HET EIND-AAN-EIND VERBINDEN VAN VERSTERKTEELASTOMEERBANEN, ALSMEDE ALDUS VERKREGEN VERBINDING
De uitvinding betreft een werkwijze voor het eind-aan-eind verbinden van versterkte elastomeerbaaneinden met behulp van brugverbindingslagen, alsmede de aldus verkregen verbindingen. Ze omvat tevens brugverbindingsvellen ten behoeve van deze verbindingen alsook transportbanden en drijfriemen onder toepassing van deze verbindingen.
Uit het Belgisch octrooi 862.974 van aanvraagster is een dergelijke verbindingswijze bekend waarbij het gebruikte brugverbindingsvel volgens de langsrichting van de baan verlopende versterkingselementen omvat met een bepaald verlengingsvermogen onder trekbelasting. Deze verbindingswijze waarborgt reeds een behoorlijke soepelheid in de verbindingszone.
Onderhavige uitvinding betreft thans een werkwijze voor het eind-aan-eind verbinden van versterkte elastomeerbaaneinden waardoor een nog soepeler verbinding versohaft wordt zodat het omlopen daarvan over lei- of drijfrollen met bijzonder kleine diameters mogelijk wordt en zonder dat de vermoeidheidsweerstand (en dus de levensduur) van de verbinding gevoelig afneemt. De fleksi-
<EMI ID=1.1>
deze van de versterkte elastomeerbanen zelf. De verbindingsbewerking kan overigens vlug en eenvoudig doorgevoerd worden, eventueel ter plaatse waar de banen in bedrijf zijn.
De werkwijze volgens de uitvinding zal thans aan de hand van bijgaande figuren en voorbeelden nader worden toegelicht.
Figuur 1 is een perspektiefschets van de verbindingszone met lengte �. en breedte b en de daarin aan te brengen verbindingsvellen. 'Figuur 2 is een analoge schets voor een verbinding langs beide zijden <EMI ID=2.1> Figuren 3, 4 en 5 betreffen bovenaanziohten van verbindingzones met zig-zag-grenslijnen.
Volgens de uitvoeringsvorm van de uitvinding weergegeven in figuur 1 worden beide te verbinden banen 1, 2 afgesneden volgens een t.o.v. de baanrichting schuin verlopende grenslijn 3, (met lengte
<EMI ID=3.1>
raken wanneer ze in elkaars verlengde tegen elkaar aangeschoven worden. Vervolgens wordt van elk der baaneinden langs de te verbinden kant
(bijv. bovenkant) de rubber weggenomen (bijv. door wegsnijden) tot nagenoeg op de langsversterkingskoorden 4 en wel over een afstand
<EMI ID=4.1>
van de langssterkte van de elastomeerbanen in N/mm (Newton per mm baanbreedte). Wanneer de baaneinden 1, resp. 2 tegen elkaar gesohoven zijn zoals weergegeven in figuur 1 zal de randlijn AB resp. EF van
de weggenomen laag op een afstand van tenminste X (mm) verwijderd zijn van het uiterste punt C, resp. D van het respektievelijke baaneinde 1 en 2.
In deze vrijgemaakte zone wordt nu een brugverbindslaag 5 gelegd die een reeks evenwijdige, in dwarsrichting t.o.v. de banen verlopende koorden 6 omvat.
Deze brugverbindingslaag (of vel) 5 dient aan bepaalde eisen
<EMI ID=5.1>
3 % en 10 % teneinde een soepele laterale vervorming (bijv. trogvorming bij transportbanden) toe te laten. Verder moeten de koorden 6
<EMI ID=6.1>
ingenomen wordt door het produkt van de diameter van koorden 6 met het aantal koorden 6 per eenheid velbreedte). Ook de dikte van het brugverbindingsvel mag niet groter zijn dan tweemaal de dikte van koorden 6. Een veldikte die slechts 4/3 bedraagt van de dikte van koorden 6 is als onderste grens nog toelaatbaar. Alhoewel diverse koordmaterialen (glas, polyaramiden) in aanmerking komen zijn staalkoorden met filamentdiameters tussen 0,10 mm en 0,40 mm (en met de vereiste verlengingseigenschappen) uiterst geschikt gebleken.
Tenslotte wordt de verbindszone tussen lijnen AB en EF met stroken en vellen 7 uit elastomeermateriaal en met geschikte afmetingen opgevuld en de gehele verbindingszone wordt op ziohzelf bekende wijze tot een hecht geheel verenigd door een konsolidatiebehandeling zodat een doorlopend buitenvlak wordt verkregen dat in het verlengde verloopt van het buitenvlak van de verbonden baaneinden.
Wanneer de banen 1, 2, de brugverbindingsvellen 5 en het
<EMI ID=7.1>
vatten, kan de konsolidatie gebeuren door een vulkanisatiebehandeling.
Het kan evenwel ook nuttig zijn de diverse te verbinden banen en vellen onderling te verenigen met behulp van geschikte kleefmiddelen aangebracht op de onderlinge kontaktoppervlakken. Een eenvoudige en vlug uit te voeren verbinding is immers aangewezen in bepaalde omstandigheden.
Zoals uit figuur 1 blijkt kan het vel 5 diverse naast elkaar gerangschikte koordversterkte stroken omvatten. Dergelijke stroken kunnen op een gebruikelijke manier vervaardigd worden door extrusie van een elastomeerlaag doorheen een spleetopening en omheen een reeks evenwijdig gerangsohikte koorden.
De uitvoeringsvorm volgens figuur 2 illustreert een verbindingswijze waarbij aan weerszijden van de langsversterkingslaag 4 brugverbindingsvellen 5 worden aangebracht. In dit geval is de ver-
<EMI ID=8.1>
een vierde van de langssterkte (in N/mm) van de banen. De grenslijn 3 heeft hier een zig-zag vorm K P L en grenst zodoende in twee punten
<EMI ID=9.1>
M N weggenomen en in de vrijgemaakte zones worden schematisch weergegeven brugverbindingsvellen 5 en opvulvellen 7 aangebracht zoals hierboven beschreven. De koordversterking 6 en de dimensies van de vellen 5 moeten overigens aan de hierboven opgegeven voorwaarden
(beschrijving figuur 1) voldoen.
Door toepassing van een zigzaglijn verkrijgt men het voordeel dat de koorden 6 ter hoogte van hun kruisingen 8 met de lijn 3 dwars belast worden wanneer de elastomeerbanen 1, 2 onder trekbelasting staan. Hoe meer kruisingspunten 8 per koord 6, hoe nuttiger het koord belast wordt en hoe hoger de breuksterkte van de verbindingszone zal zijn. In de praktijk zal men evenwel een optimum moeten nastreven tussen de gewenste breuksterkte in de verbindingszone (o.a. afhankelijk van � ) en de tijd nodig om een zigzagvormige grenslijn met veel
<EMI ID=10.1>
weg te nemen.
Teneinde de kruisingspunten 8 zo ver mogelijk van de langsranden 9, 10 van de banen 1 en 2 te kunnen situeren zal een zigzaglijnuitsnijding zoals bijv. volgens figuur 5 voordelig zijn. Door immers een grotere afstand te kiezen tussen de kruisingspunten 8 en
<EMI ID=11.1>
uitgesproken dwarsbelasting (minder schuin gericht) op de koorden.
In plaats van koordversterkte elastomeervellen als brugverbindingslaag 5 toe te passen kan het nuttig zijn een weefsel te gebruiken als verbindingsvel waarbij de ketting (of inslag) de reeks evenwijdige, in dwarsrichting t.o.v. de banen verlopende koorden omvat. De pakkingsdiohtheid van deze koorden 6 in het weefsel dient eveneens 75 % tot 90 % te bedragen. In dit geval is het nodig zowel onder als boven het weefsel een opvulvel 7 uit elastomeermateriaal te voorzien dat geschikte adhesie-eigenschappen heeft zowel t.o.v. het weefsel als t.o.v. de banen 1 en 2 bij consolidatie van de ver-
<EMI ID=12.1>
bijv. een dunne rubberfoelie.
De uitvinding omvat tevens langsversterkte transportbanden en drijfriemen die volgens boven beschreven werkwijze tot een gesloten omlopende baan zijn verbonden, Het elastomeermateriaal, waaruit ze zijn opgebouwd kan naast rubber ook op zichzelf bekende rubberaohtige polymeren zoals bepaalde P.V.C.-soorten omvatten. In dit geval zullen de eventuele kleefmiddelen aan de elastomeersoort en aan de konsolidatiebehandelingsvoorwaarden (temperatuur, druk, tijdsduur) aangepast worden.
Voorbeeld 1
De baaneinden van een rubber transportband met breedte 240 mm uit de sterkteklasse ST 500 (breuksterkte op trekbelasting 500 N per baanbreedte) en omvattende een langsversterkingslaag bestaande uit een <EMI ID=13.1>
aanvraagster werden als volgt verbonden. Aan het baaneinde 1 werd een wigvormige uitsnijding, en aan het andere een komplementaire uitsnijding voorzien (zie figuur 2 de grenslijn K P L). De afstand
<EMI ID=14.1>
rubber boven de versterkingslaag 4 werd weggesneden in deze verbindingazone tussen lijnen K L en M N.
Zes dwarsstroken 5 uit niet gevulkaniseerde rubber met ingebedde staalkoorden 6 werden vervolgens in de vrijgemaakte ruimte aangebracht. De stroken 5 hadden een breedte van 100 mm, een dikte van
<EMI ID=15.1>
drie samengetordeerde strengen van elk 7 vermessingde hoog-koolstofstaal filamenten met diameter 0.15 mm ; koorddikte 1.03 mm), met een
<EMI ID=16.1>
modulus van nagenoeg 104.000 N/mm<2> en de pakkingedichtheid in de strip bedroeg nagenoeg 81,4 % (1,03 x 79/100).
Deze dwarsstroken werden dan met een niet gevulkanieeerd rubbervel 7 afgedekt en de gehele verbindingszone onder druk gevulkaniseerd bij 150[deg.]C gedurende 25 min. Bij een trekbelasting op de ver-
<EMI ID=17.1>
van de transportband.
Voorbeeld 2
Een analoge verbinding werd verwezenlijkt als in voorbeeld 1. Enkel de zigzag-grenslijn 3 werd anders gekozen en wel volgens de schets in figuur 4 < twee pieken 11 en 12. Met deze uitvoering werd
<EMI ID=18.1>
van de treksterkte van de transportband.
Hieruit blijkt dus wel degelijk dat een vermeerdering van het aantal kruisingepunten 8 de treksterkte van de verbinding gunstig beïnvloedt.
Voorbeeld 3
Voor een verbinding van de baaneinden van een transportband in de sterkteklasse ST 1000 (1000 N per mm baanbreedte) met breedte
240 mm werd aan één zijde van de versterkingslaag 4 de rubber wegge-
<EMI ID=19.1>
drie gelijke pieken (i.p.v. twee zoals in voorbeeld 2). Tien dwarsstroken 5 met staalkoorden 6 zoals besohreven in voorbeeld 1 werden in de vrijgemaakte ruimte aangebracht en afgedekt met een niet gevulkaniseerd,:rubbervel 7. De verbindingszone werd zoals in voorbeeld 1 gekonsolideerd. Elk koord 6 werd dus in een zestal symmetrisoh (t.o.v. de langsas van de baan) gelegen punten belast (behalve de koorden na-
<EMI ID=20.1>
<EMI ID=21.1>
geeft dus een nog gunstiger treksterkte (in absolute waarde) in de ver bindingszone.
Voorbeeld 4
Een analoge verbinding op een ST 1000 transportband werd uitgevoerd als in voorbeeld 3. In het verbindingsvel werden evenwel zwaardere koorden toegepast met constructie 4 x 7 x 0,22 en met
dikte 1,75 mm. De breukverlenging van deze koorden was eveneens onge-
<EMI ID=22.1>
strip 3 mm. In de verbindingszone werd hiermee een treksterkte bereikt die 70,4 % bedroeg van de langssterkte van de transportband. Hieruit blijkt dus dat de toepassing van zwaardere koorden 6 een gunstig effekt heeft op de treksterkte van de verbinding en derhalve aangewezen is wanneer banen uit een hogere sterkteklasse verbonden moeten worden. Er weze opgemerkt dat het verbindingsvel 5 gebruikt in dit
<EMI ID=23.1>
vertoonde die overeenkwam met de langssterkte van de elastomeerbanen 1, 2 : 1000 N/mm.
METHOD FOR END-TO-END CONNECTION OF REINFORCED AMBODIES, AND SO CONNECTED CONNECTION
The invention relates to a method for end-to-end joining of reinforced elastomeric web ends by means of bridge connection layers, as well as the connections thus obtained. It also includes bridge connection sheets for these connections as well as conveyor belts and belts using these connections.
Applicant's Belgian patent 862,974 discloses such a connection method in which the bridge connecting sheet used comprises reinforcing elements running in the longitudinal direction of the web with a certain elongation capacity under tensile load. This connection method already guarantees considerable flexibility in the connection zone.
The present invention now relates to a method for end-to-end joining of reinforced elastomeric web ends which provides an even smoother connection so that they can be circulated over guide or drive rollers with particularly small diameters and without the fatigue resistance (and thus the service life) of the connection decreases significantly. The fleksi-
<EMI ID = 1.1>
those of the reinforced elastomeric webs themselves. The joining operation can, incidentally, be carried out quickly and easily, possibly at the location where the webs are in operation.
The method according to the invention will now be further elucidated with reference to the annexed figures and examples.
Figure 1 is a perspective sketch of the connecting zone with length #. and width b and the connecting sheets to be arranged therein. Figure 2 is an analog sketch for a connection on both sides <EMI ID = 2.1> Figures 3, 4 and 5 are top views of connection zones with zig-zag boundary lines.
According to the embodiment of the invention shown in Figure 1, both webs 1, 2 to be joined are cut off according to a boundary line 3, inclined with respect to the web direction (with length
<EMI ID = 3.1>
when they are pushed together in line. Then, from each of the web ends along the side to be joined
(e.g. top) the rubber removed (e.g. by cutting away) almost to the longitudinal reinforcement cords 4 over a distance
<EMI ID = 4.1>
of the longitudinal strength of the elastomeric webs in N / mm (Newton per mm web width). When the track ends 1, resp. 2 are pushed together as shown in figure 1, the edge line AB resp. EF from
the removed layer is at least X (mm) away from the extreme point C, resp. D of the track ends 1 and 2, respectively.
In this cleared zone, a bridge connecting layer 5 is now laid, which comprises a series of parallel cords 6 extending transversely to the webs.
This bridge bonding layer (or sheet) 5 serves certain requirements
<EMI ID = 5.1>
3% and 10% to allow smooth lateral deformation (eg troughing on conveyor belts). Furthermore, the cords 6
<EMI ID = 6.1>
occupied by the product of the diameter of cords 6 with the number of cords 6 per unit sheet width). Also the thickness of the bridge connection sheet may not exceed twice the thickness of cords 6. A field thickness which is only 4/3 of the thickness of cords 6 is still permissible as the lower limit. Although various cord materials (glass, polyaramides) are suitable, steel cords with filament diameters between 0.10 mm and 0.40 mm (and with the required elongation properties) have proved to be extremely suitable.
Finally, the connecting zone between lines AB and EF is filled with elastomeric strips and sheets 7 of suitable dimensions and the entire connecting zone is joined together in a known manner in a known way by a consolidation treatment so that a continuous outer surface is obtained which follows on from it the outer surface of the connected track ends.
When the lanes 1, 2, the bridge connecting sheets 5 and the
<EMI ID = 7.1>
Consolidation can be done by a vulcanization treatment.
However, it may also be useful to join the various webs and sheets to be joined together using suitable adhesives applied to the mutual contact surfaces. After all, a simple and quick connection is recommended in certain circumstances.
As can be seen from Figure 1, the sheet 5 may comprise several cord-reinforced strips arranged side by side. Such strips can be manufactured in a conventional manner by extrusion of an elastomer layer through a slit opening and around a series of parallel-ranged cords.
The embodiment according to figure 2 illustrates a connection method in which bridge connection sheets 5 are provided on either side of the longitudinal reinforcement layer 4. In this case, the
<EMI ID = 8.1>
one fourth of the longitudinal strength (in N / mm) of the webs. The boundary line 3 here has a zig-zag shape K P L and thus borders in two points
<EMI ID = 9.1>
M N removed and in the cleared zones schematically shown bridge connection sheets 5 and filler sheets 7 are applied as described above. The cord reinforcement 6 and the dimensions of the sheets 5 must incidentally meet the conditions stated above
(description figure 1).
By using a zigzag line, the advantage is obtained that the cords 6 are transversely loaded with the line 3 at the level of their intersections 8 when the elastomer tracks 1, 2 are under tensile load. The more intersection points 8 per cord 6, the more useful the cord is loaded and the higher the breaking strength of the connection zone will be. In practice, however, one will have to strive for an optimum between the desired breaking strength in the connection zone (depending on � among others) and the time required to create a zigzag-shaped boundary line with
<EMI ID = 10.1>
to dispel.
In order to be able to position the intersection points 8 as far as possible from the longitudinal edges 9, 10 of the lanes 1 and 2, a zigzag line cut-out, such as for instance according to figure 5, will be advantageous. After all, by choosing a greater distance between the intersection points 8 and
<EMI ID = 11.1>
pronounced transverse load (less oblique) on the cords.
Rather than using cord-reinforced elastomeric sheets as a bridge bonding layer 5, it may be useful to use a fabric as a bonding sheet in which the warp (or weft) comprises the series of parallel transverse cords to the webs. The packing density of these cords 6 in the fabric should also be 75% to 90%. In this case, it is necessary to provide a filler sheet 7 of elastomeric material both below and above the fabric which has suitable adhesion properties both to the fabric and to the webs 1 and 2 upon consolidation of the
<EMI ID = 12.1>
eg a thin rubber foil.
The invention also includes longitudinally reinforced conveyor belts and belts which are connected to a closed circumferential path according to the method described above. The elastomer material from which they are built up may, in addition to rubber, also comprise per se known rubber-like polymers such as certain P.V.C. types. In this case, any adhesives will be adapted to the elastomer type and to the consolidation treatment conditions (temperature, pressure, duration).
Example 1
The track ends of a rubber conveyor belt with a width of 240 mm of the strength class ST 500 (breaking strength at tensile load 500 N per web width) and comprising a longitudinal reinforcement layer consisting of an <EMI ID = 13.1>
applicants were linked as follows. A wedge-shaped cut-out was provided at runway end 1, and a complementary cut-out was provided at the other (see figure 2, the boundary line K P L). The distance
<EMI ID = 14.1>
rubber above the reinforcement layer 4 was cut away in this joint zone between lines K L and M N.
Six non-vulcanized rubber cross strips 5 with embedded steel cords 6 were then placed in the cleared space. The strips 5 had a width of 100 mm, a thickness of
<EMI ID = 15.1>
three twisted strands of 7 brass-plated high-carbon steel filaments each with a diameter of 0.15 mm; cord thickness 1.03 mm), with a
<EMI ID = 16.1>
modulus of substantially 104,000 N / mm <2> and packing density in the strip was substantially 81.4% (1.03 x 79/100).
These transverse strips were then covered with a non-vulcanized rubber sheet 7 and the entire connecting zone was vulcanized under pressure at 150 [deg.] C for 25 min. With a tensile load on the
<EMI ID = 17.1>
from the conveyor.
Example 2
An analog connection was realized as in example 1. Only the zigzag boundary line 3 was chosen differently and according to the sketch in figure 4 <two peaks 11 and 12. With this embodiment
<EMI ID = 18.1>
of the tensile strength of the conveyor belt.
It does therefore appear from this that an increase in the number of intersection points 8 has a favorable effect on the tensile strength of the connection.
Example 3
For joining the web ends of a conveyor belt in strength class ST 1000 (1000 N per mm web width) with width
240 mm the rubber was removed on one side of the reinforcement layer 4
<EMI ID = 19.1>
three equal peaks (instead of two as in example 2). Ten cross strips 5 with steel cords 6 as described in Example 1 were placed in the cleared space and covered with an unvulcanized rubber sheet 7. The junction zone was consolidated as in Example 1. Each cord 6 was thus loaded in six points symmetrically (with respect to the longitudinal axis of the track) (except for the cords after
<EMI ID = 20.1>
<EMI ID = 21.1>
thus gives an even more favorable tensile strength (in absolute value) in the connection zone.
Example 4
An analog connection on an ST 1000 conveyor was performed as in example 3. However, heavier cords with construction 4 x 7 x 0.22 and with
thickness 1.75 mm. The elongation at break of these cords was also un-
<EMI ID = 22.1>
strip 3 mm. In the connecting zone this achieved a tensile strength which was 70.4% of the longitudinal strength of the conveyor belt. This shows that the use of heavier cords 6 has a favorable effect on the tensile strength of the connection and is therefore appropriate when strips of a higher strength class are to be joined. It should be noted that the junction sheet 5 used in this
<EMI ID = 23.1>
corresponding to the longitudinal strength of the elastomeric webs 1: 2: 1000 N / mm.