BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Zahnbandes.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es sind bereits flexible Zahnriemen in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Infolge ihres mehrschichtigen Aufbaues in Form einer geschlossenen Schlaufe ist ihre Herstellung aufwendig und teuer.
Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein mit Zähnen versehenes Band zur Ubertragung synchroner Bewegungen zu schaffen, bei dem die Zähne besonders fest mit dem Band verbunden sind, ohne dass das Band an den Verbindungsstellen durch Lochung od. dgl. geschwächt wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 und 3 erwähnten Merkmale gelöst.
Dadurch gelingt es, eine unlösbare, zur Kraftübertragung geeignete Verbindung zwischen dem flexiblen Band und den Zähnen herzustellen, ohne dass das Band an den Befestigungsstellen der Zähne geschwächt wird oder dass es an diesen Stellen im Betrieb zum Ausfransen neigt.
Bei der Spritz-Vorrichtung bewirkt der das Band stützende Kern einen dem Spritzdruck entgegenwirkenden Gegendruck, sodass das Band unter dem zum Durchdringen des flüssigen Kunststoff durch das Gewebe erforderlichen relativ hohen Spritzdruck nicht ausbauchen kann.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch das Spritzwerkzeug in der geschlossenen Stellung
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein mit runden Zähnen versehenes Band
Fig. 3 eine Seitenansicht des mit Zähnen versehenen Bandes gemäss Fig. 2
Fig. 4 ein um ein Ritzel geschlungenes mit Zähnen versehenes Band
Fig. 5 ein um zwei Ritzel unterschiedlicher Drehrichtung geschlungenes Band mit Zähnen, die abwechslungsweise auf beiden Seiten des Bandes angeordnet sind
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Bandes mit unterschiedlichen Zahnformen.
Das Kunststoff-Spritzwerkzeug gemäss Fig. 1 dient zur Herstellung von Zähnen 23, die an einem flexiblen Band 1 hängen und mit einem auf der andern Bandseite befindlichen Gegenstück 22 verbunden sind.
Eine erste, obere Formplatte 4 des Spritzwerkzeuges ist mit Spritzmaterial-Zufuhrkanälen 5 für den Kunststoff versehen, die je in eine zentrale Spritzdüse 6 ausmünden. Um jede Spritzdüse 6 herum enthält die obere Formplatte 4 eine flache, ringförmige Ausnehmung 7. Die Spritzdüse 6 liegt direkt gegen das Band 1 an, oder hat zu diesem nur einen geringen Abstand. Auf der gegenüberliegenden Seite des Bandes 1 befindet sich eine zweite, untere Formplatte 8 des Spritzwerkzeuges, die auf der Unterseite gegen das Band 1 anliegt. In dieser unteren Formplatte 8 befindet sich eine Ausnehmung 24, die der gewünschten Zahnform entspricht.
Jede scheibenförmige Ausnehmung 7 in der obern Formplatte 4 und die Ausnehmungen 24 in der untern Formplatte 8 liegen sich gegenüber und verlaufen zueinander koaxial.
Zur scharfen Begrenzung des Randes der Ausnehmung 7 ist im obern Formteil 4 eine mit Ausnehmungen 7 aussen umgebende, vorstehende Ringrippe 16 und im darunter liegenden Bereich des untern Formteiles 8 eine entsprechende Sikke 18 vorhanden. Die Ausnehmung 24 für die Bildung eines Zahnes wird in ihrer Mitte von einem kegelstumpfförmigen, in Axialrichtung beweglichen Kern 12 durchdrungen, der mit seiner Stirnfläche gegen das Band 1 anliegt. Der untere Teil des Kernes 12 hat eine zylindrische Form und wird von einem rohrförmigen in Axialrichtung beweglichen Auswerfer 14 umgeben. Ein den Kern 12 aussen umgebender Auswerfer 14 verläuft bündig zur Unterkante der Ausnehmung 24.
Das Band list dicht gewoben und enthält in üblicher Weise Kett- und Schussfäden. Trotz der dichten Gewebeart verbleiben im Band 1 geringe, von Auge kaum sichtbare Zwischenräume zwischen den Kett- und Schussfäden, durch die das aus der Spritzdüse 6 mit hohem Druck ausgepresste, flüssige, heisse Kunststoffmaterial das Gewebe des Bandes 1 durchdringt. Das Band 1 ist somit an den Verbindungsstellen der Zähne nicht gelocht.
In einer ersten Spritzphase durchdringt der aus der Spritzdüse 6 austretende Kunststoff das Gewebe des Bandes 1, wobei die Spritzdüse 6 gegen das Band 1 anliegt oder nur geringfügig von diesem entfernt ist. Auf der der Spritzdüse 6 gegenüberliegenden Seite des Bandes 1 liegt die Stirnseite des bolzenförmigen Kernes 12 gegen das Band 1 an und erzeugt einen Gegendruck zum Spritzdruck. Somit ist das einge spritzte Kunststoffmaterial gezwungen seitlich auszuweichen. In der anschliessenden Spritzphase wird die scheibenförmige erste Ausnehmung 7 und der bandnahe Bereich der zweiten, den Zahn bildenden Ausnehmung 24 mit Kunststoff gefüllt.
In der anschliessenden Spritzphase gemäss Fig. 1 wird schliesslich die zweite Ausnehmung 24 durch das das Band 1 durchdringende Kunststoffmaterial vollständig gefüllt. Hernach hängt das scheibenförmige Gegenstück 22 und der Zahn 23 über das Band 1 unlösbar zusammen. Hernach wird die Spritzform geöffnet. der Kern 12 zurückgezogen und der in der Ausnehmung 24 gebildete Zahn 23 durch den Auswerfer 14 ausgestossen. Je nach der Zahnform kann unter Umständen auf einen mechanischen Auswerfer verzichtet werden oder das Auswerfen kann durch Druckluft erfolgen.
Als Material für den Zahn 23 und das Gegenstück 22 wird ein thermoplastischer Kunststoff, beispielsweise Polyamid (Nylon 6), Azetalharz (copolymer oder homopolymer), Polyäthylen, Polyester gewählt.
Auch die Kett- und Schussfäden des Bandes 1 bestehen vorzugsweise aus dem gleichen oder artverwandten thermoplastischen, schweissbaren Kunststoffmaterial, nämlich aus einem Polyester, Polyamid, Polypropylen oder Polyäthylen.
Dadurch verbindet sich das Material des Zahnes 23 sowohl mit dem Gegenstück 22 als auch mit dem Band 1 an den ganzen anliegenden Flächen. Damit das Gegenstück 22 die Rundung eines Ritzels leicht annehmen kann, ist es so dünn ausgeführt, dass eine ausreichende Flexibilität gegeben ist.
Der Spritzdruck beträgt etwa 300 - 800 bar, je nach dem verwendeten Kunststoff. Bei Verwendung von Polyester liegt er eher im unteren Bereich, bei Azetalharz eher im oberen Bereich.
Für eine rationelle Fertigung werden pro Spritzvorgang mehrere, beispielsweise vier bis sechs, in vorbestimmten Teilungs -Abständen entlang des Bandes 1 Zähne 23 und jeweils gegenüberliegende Gegenstücke 22 angespritzt.
Darüber hinaus wird das Spritzwerkzeug vorzugsweise so ausgebildet, dass mehrere, beispielsweise vier Bänder parallel nebeneinander liegend angeordnet werden und jedem dieser Bänder meherere Spritzdüsen 6 zugeordnet werden, mit denen somit gleichzeitig eine Mehrzahl von Zähnen auf eine Mehrzahl von Bändern gespritzt werden können. Nach dem Spritzvorgang werden die Bänder um ein vorbestimmtes Mass gemeinsam nachgezogen zum Spritzen einer nächsten Serie mit gleichem Teilungsabstand.
Aus den Fig. 2 und 3 geht eine Ausführungsform eines solchen mit Zähnen 23 versehenen Bandes 1 hervor. Die Zähne sind rund und haben im Querschnitt Evolventenform.
Gegenüber konventionellen Zahnriemen haben die Zähne am Band einen grösseren gegenseitigen Abstand, d. h. der Teilungsabstand a ist wesentlich grösser als der Durchmesser der Zähne, mindestens das 3 -fache. Der Teilungsabstand a ist auch grösser als die Breite B des Bandes.
Die Ritzel 28 haben normalerweise nur wenige, dem Teilungsabstand a entsprechende Zahnlücken 35. Sie könnten jedoch auch als normale Zahnräder mit voller Zähnezahl ausgebildet sein. Dabei muss jedoch in Kauf genommen werden, dass die Kraftübertragung durch das Band 1 infolge der grössern Zahl von Zahnlücken etwas geringer ist.
In Fig. 4 ist ein derartiges mit Zähnen 23 versehenes Band 1 zusammen mit Ritzel 29 dargestellt. das auf einer Welle 30 sitzt. Am Ritzelumfang befinden sich Ausnehmungen 35, in Form von Zahnlücken die mit der Teilung a der Zähne 23 am Band 1 übereinstimmen. Die Teilung am Ritzel kann zusammen mit dem Band 1 beliebig gewählt werden, wobei darauf zu achten ist, dass beim vorgesehenen Umschlingungswinkel des Bandes 1 stets mindestens ein Zahn im Eingriff mit dem Ritzel 29 ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ragen die Zähne abwechslungsweise nach der einen und nach der andern Seite des Bandes 1, sodass gegenläufige Ritzel 29 synchron angetrieben werden können. Zur Aufnahme der Gegenstücke 22 sind in den Ritzeln Ausnehmungen 36 vorhanden, die auch etwas grösser ausgebildet sein können als die Gegenstücke 22, falls sie an der Kraftübertragung nicht teilnehmen sollen.
Aus Fig. 6 gehen unterschiedliche Zahnformen hervor.
Der Zahn 23' ist länglich ausgebildet, hat eine Evolventenform und ist mit einem rechteckigen Gegenstück 22' auf der anderen Bandseite verbunden. Der Kern ist hier länglich ausgebildet und hinterlässt im Zahnkopf 23' eine längliche Öffnung 28'.
Der auf der linken Seite in Fig. 6 dargestellte Zahn 26 ist länglich und hat im Querschnitt die Form eines Halbkreises.
Dieser Zahn 26 hängt auf der anderen Seite des Bandes 1 mit einem rechteckigen Gegenstück 22' zusammen. Der längliche, quer zur Bandlängsrichtung verlaufende Schlitz 28 wird durch den bei der Entformung entfernten Kern gebildet und ist kürzer als die sich quer zur Bandlängsrichtung erstreckende Zahnlänge.
Das solchen halbrunden Zähnen zugeordnete Rad kann hier die Form eines Kettenrades haben, welches gegenüber der Norm - Ausführung in dem Sinne modifiziert ist, dass die Spitzen gekürzt sind. Ein solches Kettenrad kann seitlich vorstehende Begrenzungsränder haben, um ein Ablaufen des Bandes zu verhindern.
Auch die Zähne 23 der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 könnten im Querschnitt halbkreisförmig bzw. als Halbkugeln ausgebildet sein.
Das Gegenstück 22, 22' könnte auch eine andere Form haben, beispielsweise oval oder sechseckig.
Das gewobene Band 1 könnte für bestimmte Anwendungsfälle auch aus Hanf oder Baumwolle bestehen.
Zur Bildung eines endlosen Bandes werden die Enden miteinander verschweisst oder durch konventionelle Verbindungsklemmen verbunden.
DESCRIPTION
The invention relates to a method for producing a flexible toothed belt.
The invention further relates to an apparatus for performing the method.
Flexible toothed belts in various embodiments are already known. As a result of their multilayer structure in the form of a closed loop, their production is complex and expensive.
The object of the invention is to achieve a toothed band for the transmission of synchronous movements, in which the teeth are particularly firmly connected to the band without the band being weakened or the like at the connection points by perforation or the like.
This object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of claims 1 and 3.
This makes it possible to establish an inseparable connection between the flexible band and the teeth suitable for power transmission without the band being weakened at the fastening points of the teeth or without it tending to fray at these points during operation.
In the spraying device, the core supporting the band produces a counterpressure counteracting the spraying pressure, so that the band cannot bulge under the relatively high spraying pressure required to penetrate the liquid plastic through the fabric.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing. Show it:
Fig. 1 shows a section through the injection mold in the closed position
Fig. 2 is a plan view of a band provided with round teeth
FIG. 3 shows a side view of the toothed band according to FIG. 2
Fig. 4 is a toothed belt wound around a pinion
Fig. 5 is a belt wound around two pinions of different direction of rotation with teeth which are arranged alternately on both sides of the belt
Fig. 6 is a perspective view of a band with different tooth shapes.
The plastic injection mold according to FIG. 1 is used to produce teeth 23 which hang on a flexible band 1 and are connected to a counterpart 22 located on the other band side.
A first, upper mold plate 4 of the injection mold is provided with injection material supply channels 5 for the plastic, each of which opens into a central spray nozzle 6. Around each spray nozzle 6, the upper mold plate 4 contains a flat, annular recess 7. The spray nozzle 6 lies directly against the band 1, or is only a short distance from it. On the opposite side of the belt 1 there is a second, lower mold plate 8 of the injection mold, which rests on the underside against the belt 1. In this lower mold plate 8 there is a recess 24 which corresponds to the desired tooth shape.
Each disk-shaped recess 7 in the upper mold plate 4 and the recesses 24 in the lower mold plate 8 lie opposite one another and run coaxially with one another.
To sharply delimit the edge of the recess 7, a projecting ring rib 16, which surrounds with recesses 7 on the outside, is provided in the upper molded part 4 and a corresponding sikke 18 is provided in the area below the lower molded part 8. The recess 24 for the formation of a tooth is penetrated in the middle by a frustoconical core 12 which is movable in the axial direction and which abuts the band 1 with its end face. The lower part of the core 12 has a cylindrical shape and is surrounded by a tubular ejector 14 movable in the axial direction. An ejector 14 surrounding the core 12 extends flush with the lower edge of the recess 24.
The tape is tightly woven and contains warp and weft threads in the usual way. In spite of the dense type of fabric, there are small gaps between the warp and weft threads which are barely visible to the eye and through which the liquid, hot plastic material pressed out of the spray nozzle 6 penetrates the fabric of the tape 1. The tape 1 is thus not perforated at the connection points of the teeth.
In a first injection phase, the plastic emerging from the spray nozzle 6 penetrates the fabric of the belt 1, the spray nozzle 6 resting against the belt 1 or being only slightly removed from it. On the side of the belt 1 opposite the spray nozzle 6, the end face of the bolt-shaped core 12 bears against the belt 1 and generates a counter pressure to the spray pressure. Thus, the injected plastic material is forced to move sideways. In the subsequent injection phase, the disk-shaped first recess 7 and the band-near region of the second recess 24 forming the tooth are filled with plastic.
In the subsequent injection phase according to FIG. 1, the second recess 24 is finally completely filled by the plastic material penetrating the band 1. Thereafter, the disc-shaped counterpart 22 and the tooth 23 are inextricably linked via the band 1. The injection mold is then opened. the core 12 is withdrawn and the tooth 23 formed in the recess 24 is ejected by the ejector 14. Depending on the tooth shape, a mechanical ejector can be dispensed with or the ejection can be done using compressed air.
A thermoplastic material, for example polyamide (nylon 6), acetal resin (copolymer or homopolymer), polyethylene, polyester, is selected as the material for the tooth 23 and the counterpart 22.
The warp and weft threads of the tape 1 are preferably made of the same or related thermoplastic, weldable plastic material, namely a polyester, polyamide, polypropylene or polyethylene.
As a result, the material of the tooth 23 connects both to the counterpart 22 and to the band 1 on the entire adjacent surfaces. So that the counterpart 22 can easily take the rounding of a pinion, it is made so thin that there is sufficient flexibility.
The spray pressure is around 300 - 800 bar, depending on the plastic used. If polyester is used, it is in the lower area, for acetal resin it is in the upper area.
For efficient production, several, for example four to six, 1 tooth 23 and opposing counterparts 22 are injected at predetermined spacing intervals along the strip per spraying process.
In addition, the injection mold is preferably designed such that a plurality of, for example four, belts are arranged parallel to one another and several spray nozzles 6 are assigned to each of these belts, with which a plurality of teeth can thus be sprayed onto a plurality of belts at the same time. After the spraying process, the tapes are pulled together by a predetermined amount to spray a next series with the same pitch.
2 and 3 show an embodiment of such a belt 1 provided with teeth 23. The teeth are round and have an involute cross-section.
Compared to conventional toothed belts, the teeth on the belt have a larger mutual distance, i. H. the pitch a is much larger than the diameter of the teeth, at least 3 times. The pitch a is also greater than the width B of the band.
The pinions 28 normally have only a few tooth gaps 35 corresponding to the pitch a. However, they could also be designed as normal gearwheels with a full number of teeth. However, it must be accepted that the power transmission through the belt 1 is somewhat less due to the larger number of tooth gaps.
In Fig. 4 such a toothed band 1 1 is shown together with pinion 29. that sits on a shaft 30. On the pinion circumference there are recesses 35, in the form of tooth gaps, which correspond to the pitch a of teeth 23 on belt 1. The pitch on the pinion can be chosen together with the belt 1, it being important to ensure that at the intended wrap angle of the belt 1 there is always at least one tooth in engagement with the pinion 29.
In the embodiment according to FIG. 5, the teeth alternately protrude to one and to the other side of the belt 1, so that counter-rotating pinions 29 can be driven synchronously. To accommodate the counterparts 22 there are recesses 36 in the pinions, which can also be made somewhat larger than the counterparts 22 if they are not intended to participate in the power transmission.
6 show different tooth shapes.
The tooth 23 'is elongated, has an involute shape and is connected to a rectangular counterpart 22' on the other side of the band. The core is elongated here and leaves an elongated opening 28 'in the tooth head 23'.
The tooth 26 shown on the left in FIG. 6 is elongated and has the shape of a semicircle in cross section.
This tooth 26 is connected on the other side of the band 1 with a rectangular counterpart 22 '. The elongated slot 28, which runs transversely to the longitudinal direction of the band, is formed by the core removed during the demolding and is shorter than the tooth length extending transversely to the longitudinal direction of the band.
The wheel associated with such semicircular teeth can have the shape of a chain wheel here, which is modified from the standard version in the sense that the tips are shortened. Such a sprocket can have laterally projecting boundary edges in order to prevent the belt from running off.
The teeth 23 of the embodiment according to FIGS. 2 and 3 could also have a semicircular cross section or hemispheres.
The counterpart 22, 22 'could also have another shape, for example oval or hexagonal.
The woven band 1 could also consist of hemp or cotton for certain applications.
To form an endless band, the ends are welded together or connected by conventional connecting clamps.