DE102007017926A1

DE102007017926A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Riemens mit mindestens einem Zugträger

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Publication number: DE102007017926A1
Application number: DE200710017926
Authority: DE
Original assignee: Norddeutsche Seekabelwerke GmbH
Current assignee: Norddeutsche Seekabelwerke GmbH
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2008-10-16

Abstract

Bei der Herstellung von Zahnriemen (10) liegen zur Verstärkung dienende Zugstränge (17) an Wickelnasen (33) eines Formrads (27) an. In dem Bereich der Wickelnasen (33) liegen dadurch die Zugstränge (17) frei, sind also nicht vom Riemenkörper (11) bedeckt. Solche Zahnriemen (10) verfügen im Betrieb über verschiedene Nachteile. Die Erfindung sieht vor, dass vor der Einlaufstelle (26) der Zugstränge (17) in das Formrad (27) mehrere Masseströme (21, 22) aus erweichtem Kunststoff zur Herstellung des Riemenkörpers (11) nacheinander erzeugt werden. Dadurch kann der zuerst erzeugte Massestrom (21) sich stabilisieren, bevor hierauf die Zugstränge (17) und der zweite Massestrom (22) aufgebracht werden. Die Folge ist, dass die Zugstränge (17) nicht mehr die Wickelnasen (33) berühren, so dass die Zugstränge (17) lückenlos im Riemenkörper (11) eingebettet sind, und zwar auch im Bereich der Wickelnasen (33) des Formrads (27).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Riemens mit mindestens einem Riemenkörper aus insbesondere Kunststoff und mit wenigstens einem Zugträger im Riemenkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Riemens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Beim Ummanteln des Zugträgers mit dem Riemenkörper wird der Zugträger im Werkzeug durch sogenannte Wickelnasen positioniert, die den Abstand des Zugträgers von der Lauffläche des Riemens festlegen. Wird der Abstand des Zugträgers von der Lauffläche des Riemens nicht exakt eingehalten, wirkt sich das vor allem bei Zahnriemen nachteilig aus, weil sich dadurch die Teilung der Zähne ändert.
Bei der exaktex Positionierung des mindestens einen Zugträgers im Riemenkörper durch die Wickelnasen des vorzugsweise umlaufend angetriebenen Werkzeugs zur Herstellung des Riemens kommt es zu einem Anliegen der Wickelnasen am Zugträger. Dadurch liegt beim bekannten Verfahren im Bereich der Wickelnasen die Zugträger frei, ist also nicht vom Kunststoff des Riemenkörpers überdeckt. Dadurch kommt es beim bekannten Verfahren nicht zur vollständigen Umhüllung bzw. Einbettung des mindestens einen Zugträgers im aus Kunststoff oder einem Elastomer gebildeten Riemenkörper. Die Folge ist, dass die empfindlichen Zugträger, insbesondere wenn sie aus hochzugfesten Kunststoffsträngen, beispielsweise Kohle- oder Glasfasern, gebildet sind, äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Lösungs- und Reinigungsmitteln, ausgesetzt sind. Insbesondere können auch Fremdkörper auf der Riemenscheibe an die empfindlichen Zugträger gelangen und diese in ihrer Festigkeit beeinträchtigen oder sogar beschädigen. Schließlich hat sich auch gezeigt, dass die in den Bereichen der Wickelnasen freiliegenden Zugträger bei um relativ kleine Riemenscheiben geführten Riemen zur sogenannten Schlaufenbildung führen, die eine der häufigsten Ausfallursachen von Riemen, insbesondere Profilriemen, darstellt.
Um im Bereich der Wickelnasen freiliegende Zugträger zu vermeiden, ist es bereits bekannt, insbesondere Zahnriemen mit Zugträgern in zwei Verfahrensschritten herzustellen, nämlich im ersten Verfahrensschritt den Zugträger mit einem ersten Teil des Riemenkörpers zu versehen und im zweiten Verfahrensschritt den zweiten Teil des Riemenkörpers herzustellen. Dadurch kommt es zwar zu einer vollständigen Einbettung des mindestens einen Zugträgers im Riemenkörper; das bekannte Verfahren ist aber sehr aufwendig und es besteht die Gefahr, dass die nacheinander hergestellten Teile des Riemenkörpers sich auf Dauer voneinander lösen.
Ausgehend vom Vorstehenden liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Riemens mit mindestens einem Zugträger zu schaffen, womit auf einfache Weise eine vollständige Einbettung des mindestens einen Zugträgers in einem homogenen Riemenkörper gewährleistet ist.
Ein Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Demnach ist vorgesehen, mehrere Masseströme aus plastifiziertem Kunststoff hintereinander zu erzeugen. Es wird mit anderen Worten der Riemenkörper aus mehreren Masseströmen hergestellt, wobei die Masseströme räumlich getrennt voneinander erzeugt werden, insbesondere in Herstellrichtung des Riemens gesehen die Masseströme aufeinanderfolgend erzeugt werden. Es kann sich der erste Massestrom bereits etwas verfestigen, bevor der mindestens eine Zugträger mit diesem Massestrom in Kontakt gebracht wird. Dadurch kann der erste Massestrom schon eine Stützfunktion für den oder jeden Zugträger ausüben, bevor der Zugträger mit allen Masseströmen in das Werkzeug gelangt. Da alle Masseströme im gemeinsamen Werkzeug geformt werden, entsteht ein homogener Riemenkörper.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahren ist vorgesehen, zwei getrennte Masseströme zu erzeugen, wobei in Herstellungsrichtung gesehen ein erster Massestrom räumlich und/oder zeitlich vor einem zweiten Massestrom erzeugt wird. Dadurch kann der erste Massestrom bereits etwa abkühlen und sich dadurch verfestigen, bevor der zweite Massestrom und der mindestens eine Zugträger dem ersten Massestrom zugeführt werden. Es werden also nicht nur in Herstellrichtung aufeinanderfolgend die beiden Masseströme erzeugt; vielmehr auch der mindestens eine Zugträger erst dann mit dem ersten Massestrom zusammengeführt, wenn dieser sich bereits etwas durch Abkühlen verfestigt hat. Dabei wird der Abstand (in Herstellrichtung gesehen) zwischen der Herstellung des ersten und zweiten Massestroms und des Zusammenführens des mindestens einen Zugträgers mit dem ersten Massestrom so gewählt, dass der Zugträger während der gesamten nachfolgenden Herstellung des Riemens an allen Stellen, insbesondere in den Bereichen der Wickelnasen, mit einer bestimmten festgelegten Schichtdicke vom ersten Massestrom bedeckt bleibt und diese Schichtdicke auch noch beim fertiggestellten Riemen vorhanden ist. Obwohl die beiden Masseströme nacheinander erzeugt werden, erfolgt die Herstellung, insbesondere Formgebung, des Riemens in einem Werkzeug und mithin in einen Verfahrensschritt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der erste Massestrom auf einer Seite des mindestens einen Zugstrangs und der zweite Massestrom auf der gegenüberliegenden Seite des Zugstrangs erzeugt wird. Dabei wird vorzugsweise der mindestens eine Zugstrang mit dem ersten Massestrom in Herstellungsrichtung gesehen erst später zusammengeführt, nämlich kurz bevor der zweite Massestrom erzeugt wird. Es wird so eine Art Unterlage für den mindestens einen Zugträger und auch den zweiten Massestrom geschaffen, weil das Zusammenführen des zeitlich vor dem zweiten Massestrom hergestellten ersten Massestroms mit dem Zugträger und dem zweiten Massestrom erst erfolgt, wenn der Kunststoff bzw. das Elastomer des ersten Massestroms sich zumindest schon so weit verfestigt hat, dass eine tragfähige Schicht für den mindestens einen Zugträger entstanden ist. Wenn dann dieser Zugträger in das Werkzeug einläuft, durchdringen insbesondere die Wickelnasen eines umlaufend angetriebenen Formrads des Werkzeugs die vom ersten Massestrom gebildete stabilisierte Schicht aus dem ersten Massestrom nicht mehr vollständig, so dass bei der weiteren Herstellung des Riemens die Wickelnasen keine freiliegenden Bereiche des Zugträgers erzeugen können.
Bevorzugt wird der vor dem zweiten Massestrom erzeugte erste Massestrom unter dem mindestens einen Zugträger angeordnet. Dadurch wird der mindestens eine Zugträger beim Einlaufen in das Werkzeug, insbesondere beim Herumführen um das drehend antreibbare Formrad, vom ersten Massestrom getragen. Der mindestens eine Zugträger erhält so eine definierte Lage im Riemenkörper. Auch die vorstehenden Wickelnasen des Formrades können beim Hindurchbewegen des Riemens durch das Werkzeug den vom ersten Massestrom gebildeten Kunststoff oder das Elastomer nicht so weit durchdringen, dass sie am benachbarten Zugträger anliegen. Vielmehr bleibt durch das vorzeitige bzw. vorgezogene Herstellen des ersten Massestroms auch in den Bereichen der Wickelnasen eine stets eine bestimmte Dicke aufweisende Schicht aus Kunststoff oder Elastomer zur Bildung des Riemenkörpers vorhanden. Dadurch ist eine vollständige lückenlose Einhüllung des mindestens einen Zugträgers im Riemen gewährleistet.
Eine Vorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 11 auf. Bei dieser Vorrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, vor oder im Bereich der Einlaufstelle des mindestens einen Zugträgers zwischen das umlaufend angetriebene Formrad und das Formband des Werkzeugs zwei in Herstellungsrichtung mit Abstand aufeinanderfolgende Einrichtungen zur Erzeugung jeweils eines Massestroms aus erweichtem Kunststoff oder auch Elastomer zur Bildung des Riemenkörpers anzuordnen. Dadurch, dass diese Einrichtungen in Herstellungsrichtung aufeinanderfolgen, also versetzt sind, wird ein erster Massestrom vor dem zweiten Massestrom hergestellt. Der erste Massestrom kann daher etwas abkühlen, bevor er mit dem mindestens einen Zugstrang in Berührung gebracht wird und der zweite Massestrom erzeugt wird. Dieses Vorkühlen führt zu einer Verfestigung des erweichten Kunststoffs oder Elastomers des ersten Massestroms, so dass der hieraus gebildete Teil des Riemenkörpers geeignet ist, den anschließend aufgebrachten Zugträger und auch den zweiten Massestrom zu tragen. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem zwei Teile des Riemenkörpers unabhängig voneinander hergestellt werden, ist der vorzeitig hergestellte erste Massestrom nur verfestigt, aber noch in einem ausreichend elastischen Zustand, um im Werkzeug endgültig geformt zu werden und eine innige, homogene Verbindung mit dem später aufgebrachten zweiten Massestrom zu gewährleisten.
Eine Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, die erste Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Massestroms aus erweichtem Kunststoff oder Elastomer auf der dem Formrad zugewandten Seite anzuordnen. Das ist vorzugsweise die Unterseite des mindestens einen Zugträgers. Auf dieser Seite stützt sich der Zugträger ab, wenn er entlang des umlaufend angetriebenen Formrads durch das Werkzeug gezogen wird. Durch die besondere Anordnung der ersten Einrichtung ist sichergestellt, dass die Seite des Riemenkörpers, auf die beim Formen desselben der Zugträger eine Druckbelastung ausübt, schon beim Einlaufen in das Werkzeug ausreichend druckfest ist.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Vorrichtung sieht es vor, dass die zweite Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten Massestroms aus erweichtem Kunststoff oder Elastomer dichter an der Einlaufstelle des Zugträgers in das Werkzeug, also zwischen dem Formrad und dem Formband, angeordnet ist als die erste Einrichtung. Dadurch kann die erste Einrichtung rechtzeitig vor dem Aufbringen des mindestens einen Zugträgers den diesen im Werkzeug tragenden Massestrom herstellen. Außerdem erhält der den Zugträger tragende erste Massestrom, der sozusagen als Unterlage für den Zugträger im Werkzeug dient, genügend Zeit, sich so weit zu verfestigen, dass insbesondere Wickelnasen des Formrads zum Hindurchbewegen des herzustellenden Riemens durch das Werkzeug die vom ersten Massestrom gebildete Tragschicht des Riemenkörpers nicht durchstoßen. Hingegen wird der zweite Massestrom so spät wie möglich aufgebracht, so dass er sich im Werkzeug, nämlich zwischen dem Formrad und dem Formband, gut verformen lässt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines einen Zugträger aufweisenden Zahnriemens,
2 eine vergrößerte Einzelheit II aus der Vorrichtung der 1,
3 einen teilweisen Querschnitt durch die Vorrichtung der 1, und
4 einen Längsschnitt durch einen Teil des von der Vorrichtung der 1 bis 3 hergestellten Zahnriemens.
Nachfolgend werden das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung am Beispiel der Herstellung eines Zahnriemens 10 beschrieben.
Der Zahnriemen 10 verfügt über einen Riemenkörper aus Kunststoff, beispielsweise Polyurethan, oder einem anderen biegeelastischen Material, beispielsweise einem Elastomer, sowie über einen Zugträger 12. Der Zahnriemen 10 kann auch mehrere Zugträger 12 aufweisen.
Der Riemenkörper 11 verfügt auf einer Seite (in der Darstellung der 4 der Unterseite) über mehrere voneinander beabstandete Zähne 13. Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen 13 ist stets gleich, so dass an der Unterseite des Zahnriemens 10 Zähne 13 mit gleicher Teilung aufeinander folgen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel verfügen alle Zähne 13 über einen gleichen, trapezförmigen Querschnitt. Der Zahnriemen 10 kann auch andere Querschnitte der Zähne 13 aufweisen. Zwischen benachbarten Zähnen 13 ist jeweils eine gleich große Zahnlücke 14 angeordnet. Auch jede Zahnlücke 14 verfügt über eine trapezförmige Gestalt, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel jede Zahnlücke 14 etwa so groß ist wie ein Zahn 13. Im Boden 15 jeder Zahnlücke 14 ist etwa mittig eine Wickelnasenvertiefung 16 vorgesehen. Diese verfügt im gezeigten Ausführungsbeispiel auch über einen trapezförmigen Querschnitt, wobei der Querschnitt der Wickelnasenvertiefung 16 auch beliebige andere Gestalten aufweisen kann. Die Größe der Wickelnasenvertiefung 16 ist deutlich kleiner als die Größe einer Zahnlücke 14.
Der Zugträger 12 des gezeigten Zahnriemens 10 ist aus mehreren nebeneinanderliegenden Zugsträngen 17 gebildet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind dreizehn gleiche Zugstränge 17, insbesondere Zugstränge 17 mit gleichem Durchmesser, zur Bildung des Zugträgers 12 vorgesehen. Die Zugstränge 17, die sich durchgehend durch den Zahnriemen 10 erstrecken, können aus einem ein- oder mehrsträngigen Stahldraht oder auch aus hochzugfestem Kunststoff, beispielsweise Glas- oder Kohlefasern, gebildet sein. Alle in Querschnittsrichtung des Zahnriemens 10 (3) auf einer geraden Linie liegenden Zugstränge 17 sind im Riemenkörper 11 vollständig eingebettet, so dass die Zugstränge 17 überall vom Material des Riemenkörpers 11 umgeben sind, und zwar auch an der dünnsten Stelle im Bereich der jeweiligen Wickelnasenvertiefung 16 (4). Die Zugstränge 17 sind etwa mittig in der dünnsten Stelle des Riemenkörpers 11 eingebettet, nämlich zwischen einer Bodenfläche 18 der jeweiligen Wickelnasenvertiefung 16 und einer vorzugsweise glatten Oberseite 19 des Riemenkörpers 11. Eine eine Biegelinie 20 des Zahnriemens 10 darstellende Längsmittelachse jedes Zugstrangs 17 liegt dadurch etwa mittig zwischen der Bodenfläche 18 der jeweiligen Wickelnasenvertiefung 16 und der Oberseite 19 des Zahnriemens 10 (4).
Die Vorrichtung zur Herstellung des Zahnriemens 10 verfügt über ein Werkzeug 10, das eine kontinuierliche Herstellung des Zahnriemens 10 ermöglicht, und zwar auch eines endlosen Zahnriemens 10, sowie zwei Einrichtungen zur kontinuierlichen Erzeugung jeweils eines Massestroms 21 und 22. Die Einrichtungen sind im gezeigten Ausführungsbeispiel als getrennte Extruder 23 und 24 ausgebildet. Die beiden Masseströme 21 und 22 aus plastifiziertem Kunststoff bilden zusammen den Riemenkörper 11 des Zahnriemens 10. Ein erster Massestrom 21 bildet den (bezogen auf die Darstellung der 4) unteren Teil des Riemenkörpers 11, während der zweite Massestrom 22 einen oberen Teil des Riemenkörpers 11 bildet. Zwischen den Masseströmen 21 und 22 liegt die Biege linie 20 des Zahnriemens 10, auf dem sich die Zugstränge 17 zur Bildung des Zugträgers 12 des Zahnriemens 10 liegen. Demzufolge ist der zur Bildung des ersten Massestroms 21 dienende Extruder 23 (bezogen auf die Darstellung der 1) unterhalb der Zugstränge 17 angeordnet, während der zweite Extruder 24 zur Bildung des zweiten Massestroms 22 sich über den Zugsträngen 17 befindet.
Erfindungsgemäß sind die beiden Extruder 23, 24 in Herstellungsrichtung 25 des Zahnriemens 10 hintereinanderliegend vor einer Einlaufstelle 26 der Zugstränge 17 und der Masseströme 21 und 22 in das Werkzeug angeordnet. Dabei befindet sich der zur Herstellung des ersten Massestroms 21 dienende erste Extruder 23 weiter von der Einlaufstelle 26 entfernt als der zweite Extruder 24 zur Bildung des zweiten Massestroms 22. Dieser Extruder 24 ist somit dicht an der Einlaufstelle 26 angeordnet (1).
Das Werkzeug besteht aus einem in Herstellungsrichtung 25 umlaufend antreibbaren Formrad 27 und einem endlosen Formband 28. Das Formband 28 ist um drei Umlenktrommeln 29 geführt, und zwar derart, dass ein Trum des Formbands 28 sich etwa um den halben Umfang des Formrads 27 erstreckt und dabei unter Spannung der halben Umfangsfläche des Formrads 27 anliegt. Auf einem vom Formrad 27 beabstandeten Trum wird der nicht in Kontakt mit dem Formrad 27 sich befindende Teil des endlosen, umlaufenden Formbands 28 zurückbewegt. Die Umlenktrommeln 29 zur Führung des Formbands 28 sind von der Mantelfläche 30 des Formrads 27 beabstandet, wobei an der Einlaufstelle 26 des Werkzeugs die Zugstränge 17 und die Masseströme 21 und 22 zwischen dem Formrad 27 und einer oberen Umlenktrommel 29 des Formbands 28 in das Werkzeug einlaufen. Der fertiggestellte Zahnriemen 10 verlässt den Bereich zwischen dem Formrad 27 und dem Formband 28 an der unteren Umlenkstelle des Formrads 27 im Bereich einer unteren Umlenktrommel 29 des Formbands 28.
Das Formrad 27 verfügt über eine umlaufende, rillenförmige Formnut 31 in der Mantelfläche 30. Die Formnut 21 entspricht der Kontur des Zahnriemens 10. Insbesondere werden dadurch die Zahnkontur des Zahnriemens 10 und seine Seitenflächen 32 gebildet. Das flache Formband 28 bildet im Bereich der Anlage an der Mantelfläche 30 des Formrads 27 die glatte Oberseite 29 des Zahnriemens 10. Das Formband 28 ist breiter als die umlaufende Formnut 31 im Formrad 27 ausgebildet. Dadurch überlappt das Formband 28 die Oberseite 19 des Zahnriemens 10, ist nämlich breiter als der Zahnriemen 10 und erstreckt sich über seine Seitenflächen 32 hinaus (3).
Die umlaufende Formnut 31 ist in Herstellungsrichtung 25 mit aufeinanderfolgenden Zahnlückenvorsprüngen 34 versehen. Zwischen aufeinanderfolgenden Zahnlückenvorsprüngen 34 befinden sich Zahnvertiefungen 35 (2). Die Zahnvertiefungen 35 in der Formnut 31 des Formrads 27 dienen zur Herstellung der Zähne 13 des Zahnriemens 10. Sie sind somit entsprechend ausgebildet. Die Zahnlückenvorsprünge 34 dienen zur Herstellung der Zahnlücken 14 zwischen den Zähnen 13 des Zahnriemens 10. Auf den Zahnlückenvorsprüngen 34 sind Wickelnasen 33 angeordnet, die die Wickelnasenvertiefungen 16 bilden und eine damit korrespondierende Querschnittsgestaltung aufweisen. Die Wickelnasen 33 stellen mittige quer zur Längsrichtung des Zahnriemens 10 verlaufende Höcker auf der die Bodenfläche 18 jeder Zahnlücke 14 bildenden Endfläche des betreffenden Zahnlückenvorsprungs 34 dar. Die Abstände zwischen den Wickelnasen 33, den Zahnlückenvorsprüngen 34, den Zahnvertiefungen 35 und der Formnut 31 des Formrads 27 sind untereinander gleich. Diese Abstände korrespondieren mit der Teilung der Zähne 13 des Zahnriemens 10.
Der Zahnriemen 10 wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung wie folgt hergestellt:
Das Formrad 27 des Werkzeugs wird kontinuierlich drehend angetrieben in Herstellungsrichtung 25. Dabei wird das außen an einer Hälfte der Mantelfläche 30 des Formrads 27 anliegende Formband 28 mitbewegt. Das etwa längs der Hälfte des Umfangs des Formrads 27 an demselben anliegende Formband 28 kann aber auch separat angetrieben sein, indem eine der Umlenktrommeln 29 als Antriebstrommel ausgebildet ist. Durch den kontinuierlichen Antrieb des Formrads 27 in Herstellungsrichtung 25 erfolgt eine fortlaufende Herstellung des Zahnriemens 10.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel (1) befindet sich am oberen Umkehrpunkt des Formrads 27 eine Einlaufstelle 26. An dieser Einlaufstelle 26 wird der Zugträger 12 zur Verstärkung des Zahnriemens 10 in das Werkzeug eingeführt, nämlich zwischen das Formrad 27 und das Formband 28. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden der Einlaufstelle 26 von nicht gezeigten Vorratsrollen mehrere nebeneinanderliegende Zugstränge 17 aus beispielsweise Glasfasern zugeführt. Die Zugstränge 17 laufen in einer Ebene nebeneinanderliegend horizontal gerichtet an der Einlaufstelle 26 in die Formnut 31 im Formrad 27 ein. Der Einlauf der Zugstränge 17 in die Formnut 31 des Formrads 27 erfolgt derart, dass die Zugstränge 17 sich mit Abstand oberhalb der am weitesten in die Formnut 31 hineinragenden Wickelnasen 33 des Formrads 27 befinden.
Der unterhalb der Zugstränge 17 angeordnete erste Extruder 23 legt den ersten Massestrom 21 aus fließfähigem, erwärmten Kunststoff im Bereich der Formnut 31 auf dem Formrad 27 ab. Dieses erfolgt erfindungsgemäß in Herstellungsrichtung 25 gesehen mit Abstand vor der Einlaufstelle 26 der Zugstränge 17 in das Werkzeug. Da der Extruder 23 den ersten Massestrom 21 auf das Formrad 27 vor der Einlaufstelle 26 aufbringt, kann der Massestrom 21 etwas abkühlen und sich dadurch soweit verfestigen, dass die später an der Einlaufstelle 26 zugeführten Zugstränge 17 sich auf dem ersten Massestrom 21 abstützen können. Gegebenenfalls tauchen die Zugstränge 17 etwas in den noch nicht vollständig harten Massestrom 21 ein. Auf alle Fälle durchdringen die Zugstränge 17 den vorher teilweise abgekühlten Massestrom 21 nicht.
In Herstellungsrichtung 25 gesehen wird nach dem ersten Massestrom 21 vom zweiten Extruder 24 der zweite Massestrom 22 erzeugt. Dieses geschieht im Bereich der Einlaufstelle 26. Somit laufen in die Einlaufstelle 26 nicht nur die Zugstränge 17, sondern auch die Masseströme 21 und 22 in das Werkzeug ein. Dadurch, dass der Extruder 24 zur Erzeugung des zweiten Massestroms 22 oberhalb der Zugstränge 17 angeordnet ist und der Extruder 23 zur Erzeugung des ersten Massestroms 21 unterhalb der Zugstränge 17, werden die Masseströme 21 und 22 nicht nur nacheinander bzw. zeit- und/oder räumlich versetzt erzeugt. Vielmehr werden die Masseströme 21 und 22 auch auf gegenüberliegenden Seiten der Zugstränge 17 extrudiert.
Hinter der Einlaufstelle 26 gelangen die Zugstränge 17 und die beiden Masseströme 21 und 22 zwischen das Formrad 27 und das Formband 28, wobei über etwa einen halben Umfang des Formrads 27 in der Formnut 31 der Zahnriemen 10 geformt wird. Es werden in der Formnut 31 beide Masseströme 21 und 22 mit der Gestalt des Riemenkörpers 11, insbesondere dem Querschnitt desselben, versehen. Dabei drücken sich die Wickelnasen 33 und die Zahnlückenvorsprünge 34 des Formrads 27 in den noch formbaren Kunststoff, insbesondere des unteren ersten Massestroms 21 ein zur Bildung der Zähne 13, der Zahnlücken 14 und der Wickelnasenvertiefungen 16 des Zahnriemenkörpers 11. Die Wickelnasen 33 des Formrads 27 drücken sich aber nur so weit in das Material des ersten Massestroms 21 hinein, dass sie nicht zur Anlage an die Zugstränge 17 gelangen. Auf diese Weise bleibt zwischen den Wickelnasen 33 und den Zugsträngen 17 eine Materialschicht des ersten Massestroms 21 bestehen (4). Es kommt dadurch zu einer vollständigen ununterbrochenen Umhüllung bzw. Einbettung der Zugstränge 17 in das Material des Riemenkörpers 11, das aus beiden Masseströmen 21 und 22 gebildet ist, wobei während des Formvorgangs im Formrad 27 der untere Massestrom 21 bereits eine größere Stabilität als der später erzeugte obere Massestrom 22 aufweist und dadurch die Wickelnasen 33 des Formrads 27 nicht so weit in den Kunststoff des ersten Massestroms 21 eindringen können, dass sie bis zur Anlage an die Zugstränge 17 gelangen, wodurch letzte im Bereich der Wickelnasen 33 frei liegen würden. Da am Einlauf in das Werkzeug die Massenströme 21 und 22 zur Bildung des Riemenkörpers 11 aber noch plastisch sind, entsteht hieraus im Formrad 27 ein homogener Riemenkörper 11.
Die Erfindung eignet sich auch zur Herstellung anderer Riemen, insbesondere Profilriemen, wie beispielsweise Keilriemen. Des Weiteren eignet sich die Erfindung auch zur Herstellung von Riemen mit beliebigen Zugträgern, beispielsweise auch Zugträgern aus geflochtenen oder gewobenen textilen Materialien. Es ist auch denkbar, gemäß der Erfindung Riemen mit mehreren Zugträgern, insbesondere in unterschiedlichen Ebenen bezogen auf den Querschnitt des Riemens, herzustellen.

10: Zahnriemen
11: Riemenkörper
12: Zugträger
13: Zahn
14: Zahnlücke
15: Boden
16: Wickelnasenvertiefung
17: Zugstrang
18: Bodenfläche
19: Oberseite
20: Biegelinie
21: Massestrom
22: Massestrom
23: Extruder
24: Extruder
25: Herstellungsrichtung
26: Einlaufstelle
27: Formrad
28: Formband
29: Umlenktrommel
30: Mantelfläche
31: Formnut
32: Seitenfläche
33: Wickelnase
34: Zahnlückenvorsprung
35: Zahnvertiefung

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Riemens mit einem Riemenkörper (11) aus insbesondere Kunststoff oder einem ähnlichen elastischen Material und mit wenigstens einem Zugträger (12) im Riemenkörper (11), wobei der mindestens eine Zugträger (12) mittels eines in Herstellungsrichtung (25) des Riemens umlaufend antreibbaren formgebenden Werkzeugs mit dem Riemenkörper (11) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Einlaufstelle (26) des mindestens einen Zugträgers (12) in das Werkzeug und/oder vor der Einlaufstelle (26) mehrere Masseströme (21, 22) aus plastifiziertem Kunststoff oder dergleichen hintereinander erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Masseströme separat nacheinander erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Herstellungsrichtung (25) gesehen ein erster Massestrom (21) vor einem zweiten Massestrom (22) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Massestrom (21) so weit vor dem zweiten Massestrom (22) erzeugt wird, dass der erste Massestrom (21) sich teilweise verfestigt hat, bevor der zweite Massestrom (22) erzeugt wird und/oder der mindestens eine Zugträger (12) dem ersten Massestrom (21) zugeführt wird, vorzugsweise auf den ersten, teilweise sich bereits verfestigten Massestrom (21) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Massestrom (21) auf einer Seite des mindestens einen Zugträgers (12) und der zweite Massestrom (22) auf der gegenüberliegenden Seite des mindestens einen Zugträgers (12) erzeugt wird, wobei vorzugsweise der Zugträger (12) mit dem ersten Massestrom (21) vor dem Aufbringen des zweiten Massestroms (22) oder beim Aufbringen des zweiten Massestroms (22) zusammengeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zugträger (12) zwischen den Masseströmen (21, 22) liegend gemeinsam mit den Masseströmen (21, 22) in das Werkzeug eingeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vor dem zweiten Massestrom (22) erzeugte erste Massestrom (21) unter dem mindestens einen Zugträger (12) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zugträger (12) beim Einlaufen in das Werkzeug vom ersten Massestrom (21) getragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkzeug ein umlaufend antreibbares Formrad (27) mit mindestens einer dem Querschnitt des Riemens entsprechenden umlaufenden Formnut (31) und ein einen Teil der Mantelfläche (30) des Formrads (27) mindestens im Bereich der Formnut (31) abdeckendes endloses Formband (28) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Formrad (27) in die Formnut (31) hineinragende Wickelnasen (33) aufweist, wobei vom ersten Massestrom (21) der mindestens eine Zugträger (12) von den Wickelnasen (33), insbesondere einer Spitze derselben, beabstandet wird.
Vorrichtung zur Herstellung eines Riemens, der einen Riemenkörper (11) aus insbesondere Kunststoff oder einem ähnlichen elastischen Material und mindestens einen Zugträger (12) im Riemenkörper (11) aufweist, mit einem in Herstellungsrichtung (25) des Riemens umlaufend antreibbarem Werkzeug, das ein Formrad (27) mit mindestens einer dem Querschnitt des Riemens entsprechenden Formnut (31) und ein einen Teil der Mantelfläche (30) des Formrads (27) abdeckendes endloses Formband (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Einlaufstelle (26) des mindestens einen Zugträgers (12) zwischen das Formrad (27) und das Formband (28) zwei in Herstellungsrichtung (25) mit Abstand aufeinanderfolgende Einrichtungen zur Erzeugung jeweils eines Massestroms (21, 22) aus erweichtem Kunststoff oder dergleichen zur Bildung des Riemenkörpers (11) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Massestroms (21) aus erweichtem Kunststoff auf der dem Formrad (27) zugewandten Seite, vorzugsweise Unterseite, des mindestens einen Zugträgers (12) zugeordnet ist, und die zweite, nachfolgende Einrichtung der gegenüberliegenden Seite des mindestens einen Zugträgers (12) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einrichtung dichter an der Einlaufstelle (26) des Zugträgers (12) zwischen dem Formrad (27) und dem Formband (28) angeordnet ist als die erste Einrichtung.