DE102015005633B4

DE102015005633B4 - Verschleißfester Riemen mit hohem Reibwert

Info

Publication number: DE102015005633B4
Application number: DE102015005633.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Gerstenlauer
Original assignee: Max Schlatterer GmbH and Co KG
Current assignee: Max Schlatterer GmbH and Co KG
Priority date: 2015-05-05
Filing date: 2015-05-05
Publication date: 2023-03-02
Anticipated expiration: 2035-05-06
Also published as: DE102015005633A1

Abstract

Transportriemen (10), mit
a) einer Laufseite (12) und einer Tragseite (14), wobei die Tragseite
b) einen abriebfesten Abschnitt mit einem ersten Material mit einem ersten Reibungskoeffizienten und
c) einen Reibabschnitt mit einem zweiten Material mit einem zweiten Reibungskoeffizienten aufweist, wobei
d) sich der erste Reibungskoeffizient von dem zweiten Reibungskoeffizienten unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass
e) der abriebfeste Abschnitt eine abriebfeste Schicht aufweist, in der abriebfesten Schicht Ausnehmungen (17) angeordnet sind und in den Ausnehmungen (17) der Reibabschnitt als eine Reibschicht (18) angeordnet ist, oder
f) der Reibabschnitt eine Reibschicht aufweist, in der Reibschicht Ausnehmungen angeordnet sind und in den Ausnehmungen der abriebfeste Abschnitt als eine abriebfeste Schicht angeordnet ist, wobei
g) der abriebfeste Abschnitt (16) oder der Reibabschnitt die Ausnehmungen (17) umgibt und die Ausnehmungen (17) taschen- oder nutenförmig ausgebildet sind, wobei
h) die Ausnehmungen so angeordnet sind, dass bei einem Transport eines Guts (100) zumindest eine Ausnehmung (17) oder zumindest zwei Ausnehmungen zur Mitnahme des Guts (100) mit dem Gut in Kontakt kommt, wobei
i) die Abstände der Ausnehmungen (17) zueinander von den Rändern des Transportriemens (10) und die Größe der aus den Ausnehmungen (17) an die Länge des Transportguts entlang der Förderstrecke sowie die Länge des Transportriemens (10), die mit dem Transportgut in Kontakt kommt, angepasst sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Transportriemen mit den Merkmalen nach Oberbegriff des Anspruchs 1. Transportriemen werden unter anderem für den Transport von Gütern wie etwa Kunststoffkisten auf Gleit- oder Rollbahnen eingesetzt. Diese auch als Kleinladungsträger (KLT) oder Kleinlastträger bezeichneten Behältnisse sind auch unter dem Namen Eurokiste, Eurobehälter oder Euronormbox bekannt. Diese Kunststoffkisten weisen an ihren äußeren Seiten- und Längsflächen horizontal angeordnete Laufkanten auf. Diese Laufkanten sind als dünne Versteifungsrippen umlaufend ausgebildet.
Für die Mitnahme der Kunststoffkisten können beispielsweise zwei Riemen vorgesehen sein, die seitlich der Bewegungsrichtung der Transportkiste angeordnet sind und die Kiste entlang der Laufkanten mittels Reibung vorwärts bewegen. Um die nötige Reibung für ein zuverlässiges Einziehen und Vorwärtsbewegen der Kunststoffkisten zu erhalten, werden herkömmlicherweise Zahnriemen eingesetzt, die eine Beschichtung mit einem hohen Reibungskoeffizienten aufweisen.
Hierbei stellt sich das Problem, dass die Versteifungsrippen der Laufkanten aufgrund der für einen hohen Reibungskoeffizienten notwendigen geringen Härte des Materials in die Zahnriemenbeschichtung einschneiden. Es entsteht ein hoher Verschleiß, der zu einer nur sehr geringen Standzeit der Zahnriemen führt. Beschichtungen mit gutem Verschleißschutz hingegen ermöglichen aufgrund der fehlenden Reibung keinen zuverlässigen Weitertransport und keine exakte Positionierung der Kunststoffkisten.
Die Druckschrift JP 2001- 63 810 A beschreibt ein Saugband für den Transport von Papierblättern. Das Saugband weist getrennte Abschnitte auf, bei denen Trennlinien über die gesamte Breite des Transportriemens verlaufen.
Die US 1 952 934 A beschreibt ein Antriebsband aus Baumwolle, das an der Oberfläche Noppen aufweist.
Die DE 20 2008 005 315 U1 beschreibt einen als Förderband einsetzbaren Zahnriemen.
Die DE 10 2011 111 548 A1 beschreibt einen Bürsten-Bandförderer.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verschleißfesten Transportriemen anzugeben, der gleichzeitig einen hohen Reibungskoeffizienten für eine zuverlässige Positionierung des Transportgutes wie beispielsweise eine Kunststoffkiste bietet.
Die Aufgabe wird durch einen Transportriemen gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Transportriemen weist eine Tragseite und eine Laufseite auf, wobei die Tragseite einen abriebfesten Abschnitt mit einem ersten Material mit einem ersten Reibungskoeffizienten und einen Reibabschnitt mit einem zweiten Material mit einem zweiten Reibungskoeffizienten angeordnet. Erfindungsgemäß ist unterscheidet sich der zweite Reibungskoeffizient von dem ersten Reibungskoeffizienten.
Durch die erfindungsgemäße Materialkombination ist der Transportriemen zum einen hoch verschleißfest, da beispielsweise die Versteifungsrippen einer Kunststoffkiste nicht mehr in den Riemen einschneiden können. Das Material mit dem niedrigeren Reibungskoeffizienten kann hierfür eine größere Härte aufweisen. Zum anderen bietet das zweite Material mit dem größeren Reibungskoeffizienten die notwendige Haft- und Gleitreibung, um ein zuverlässiges und exaktes Positionieren und Transportieren eines Transportguts wie etwa eine Kunststoffkiste zu ermöglichen. Neben der Wahl der Materialparameter wie Reibungskoeffizient oder Materialhärte kann der sich ergebende Gesamtreibungskoeffizient auch über die Geometrie des abriebfesten Abschnitts und des Reibabschnitts beeinflusst werden. Wird der Anteil des abriebfesten Abschnitts größer gewählt, ergibt sich ein geringerer Gesamtreibungskoeffizient bei ansonsten gleichen Materialparametern und umgekehrt.
Dabei sind die Ausnehmungen so angeordnet, dass bei einem Transport eines Guts zumindest eine Ausnehmung zur Mitnahme des Guts mit dem Gut in Kontakt kommt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der Reibabschnitt in Ausnehmungen des abriebfesten Abschnitts angeordnet ist. Liegt hingegen der umgekehrte Fall vor, d.h. der abriebfeste Abschnitt ist in Ausnehmungen des Reibabschnitts angeordnet, liegen alternativ zumindest zwei Ausnehmungen an dem Gut an. Die Abstände der Ausnehmungen zueinander, von den Rändern des Transportriemens und die Größe der Ausnehmungen sind an den jeweiligen Einsatzfall, insbesondere an die Länge des Transportguts entlang der Förderstrecke sowie die Länge des Transportriemens, die mit dem Transportgut in Kontakt kommt, angepasst.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann der abriebfeste Abschnitt eine abriebfeste Schicht aufweisen, können in der abriebfesten Schicht Ausnehmungen angeordnet sein und in den Ausnehmungen der Reibabschnitt als eine Reibschicht angeordnet sein. Es kann also die Reibschicht, die beispielsweise eine geringere Härte aufweisen kann, in Ausnehmungen der abriebfesten Schicht angeordnet sein. Umgekehrt kann der Reibabschnitt eine Reibschicht aufweisen, können in der Reibschicht Ausnehmungen angeordnet sein und in den Ausnehmungen der abriebfeste Abschnitt als eine abriebfeste Schicht angeordnet sein.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Laufseite des Transportriemens einen Zahnriemen aufweist. Ein Zahnriemen erlaubt zusammen mit der erfinderischen Materialkombination eine besonders genaue und zuverlässige Positionierung des Transportguts.
Alternativ kann der Transportriemen als Flachriemen ausgeführt und zwischen der Tragseite und der Laufseite ein Zugträger angeordnet sein. Ein Zugträger verbessert die über den Transportriemen aufzunehmenden Kräfte, ermöglicht dadurch eine höhere Vorspannung und somit eine genaue Positionierung.
Eine konkrete Ausführungsform sieht vor, dass das erste Material ein Polyurethan und das zweite Material ein Silikon ist. Während das Polyurethan, beispielsweise mit einer Härte von 75 Shore A, eine hohe Abriebfestigkeit bietet, kann das Silikon mit einer geringeren Härte von beispielsweise 35 Shore A für einen guten Reibschluss zwischen dem zweiten Material und dem Transportgut sorgen.
Bei einer möglichen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Reibabschnitt und der abriebfeste Abschnitt gemeinsam die Oberfläche der Tragseite bilden. Insbesondere können Reibabschnitt und abriebfester Abschnitt so ausgestaltet sein, dass beide die gleiche Endhöhe aufweisen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Reibabschnitt bezüglich des abriebfesten Abschnitts ein Höhenübermaß aufweist. Dies bedeutet, dass der Reibabschnitt etwas über die Oberfläche des abriebfesten Abschnitts hinausragt. Dadurch kann sichergestellt sein, dass der Reibschluss zwischen Transportriemen und Transportgut besonders gut eingestellt werden kann. Bei einem Kontakt zwischen dem Transportriemen und dem zu transportierenden Gut wird zunächst der Reibabschnitt komprimiert, biss ein Kontakt zwischen dem Transportgut und dem abriebfesten Abschnitt entsteht. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der abriebfeste Abschnitt den Reibabschnitt überragt und auf dem Reibabschnitt angeordnet ist. Bei einem Kontakt zwischen dem Transportgut und dem Transportriemen wird der abriebfeste Abschnitt in den Reibabschnitt gedrückt, bis der Reibabschnitt in Kontakt mit dem Transportgut gelangt und für die nötige Reibung sorgt.
Bei einer konkreten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der abriebfeste Abschnitt die Ausnehmungen umgibt. Somit ist das weichere zweite Material in das härtere erste Material eingebettet. Dies hat Vorteile hinsichtlich des Verschleißes und der Stabilität des Transportriemens. Wird der Transportriemen entlang von Nuten oder/und über Zahnräder oder Rollen geführt, kommt dort allenfalls die abriebfeste Schicht in Kontakt mit den den Transportriemen umgebenden Strukturen. Alternativ kann der Reibabschnitt die Ausnehmungen umgeben. Auf diese Weise wird ein besonders hoher Gesamtreibwert des Transportriemens erreicht und trotzdem kann der Verschleiß aufgrund der eingebetteten abriebfesten Abschnitte reduziert werden.
Beispielsweise können die Ausnehmungen taschen- oder nutenförmig ausgebildet sein. Je nach Anwendungsfall oder/und Herstellungstechnologie kann die Geometrie der Ausnehmungen angepasst werden.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Transportriemens;
2 eine schematische Darstellung einer Transportsituation; und
3 eine schematische Darstellung eines Transportguts.

1 zeigt ausschnittsweise eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Transportriemens 10. Der Transportriemen 10 weist eine Laufseite 12 und eine Tragseite 14 auf. Die Laufseite 12 kann beispielsweise als Zahnriemen ausgebildet sein. Alternativ kann in die Laufseite 12 oder zwischen der Laufseite 12 und der Tragseite 14 ein Zugträger eingebettet sein, so dass ein Flachriemen entsteht. In der Darstellung der 1 ist der Transportriemen 10 lediglich als Ausschnitt dargestellt und ist üblicherweise als geschlossener umlaufender Transportriemen 10 ausgebildet. Die Tragseite 14 weist einen zweiteiligen Aufbau auf, in dem der abriebfeste Abschnitt und der Reibabschnitt als Schichten ausgebildet sind. In einer abriebfesten Schicht 16 sind Ausnehmungen 17 vorgesehen, in die eine Reibschicht 18 eingebettet ist. Die abriebfeste Schicht 16 besteht beispielsweise aus einem Polyurethan mit einer Härte von 75 Shore A. Das Polyurethan kann beispielweise gesprüht, geschäumt oder kompakt ausgeführt sein. Selbstverständlich können auch andere Materialien wie etwa Silikone, thermoplastische Polyurethane, Polyester oder auch Kautschuke verwendet werden. Die abriebfeste Schicht weist einen Reibungskoeffizienten kleiner als 0,5, beispielsweise zwischen 0,3 und 0,4 und eine Schichtdicke von 5 mm auf. Selbstverständlich sind auch andere Reibungskoeffizienten und andere Schichtdicken ja nach Anwendungsfall möglich.
Die Reibschicht 18 besteht in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Silikon, das beispielhaft eine Materialhärte von 35 Shore A und aufweist. Ein geeigneter Reibungskoeffizient für das Reibmaterial liegt über 0,5, beispielsweise bei 0,7-0,8, eine mögliche Schichtdicke kann beispielsweise 2,5 mm betragen. Somit ist die Reibschicht 18 in die abriebfeste Schicht 16 eingebettet. Selbstverständlich können auch die bereits genannten oder andere Materialien mit einem geeigneten Reibungskoeffizienten und geeigneten Schichtdicken verwendet werden. Bei der Wahl der Reibungskoeffizienten ist es von Vorteil, wenn sich die Reibungskoeffizienten um einen nennenswerten Betrag unterscheiden. Die abriebfeste Schicht 16 und die Reibschicht 18 unterscheiden sich außerdem hinsichtlich ihrer Materialhärten, insbesondere ist die Materialhärte der Reibschicht 18 geringer als die Materialhärte der abriebfesten Schicht 16. Hierdurch ergeben sich unterschiedliche Reibungskoeffizienten. Während die abriebfeste Schicht 16 einen geringeren Reibungskoeffizienten als die Reibschicht 18 aufweist und dadurch einem geringen Verschleiß unterliegt, sorgt der höhere Reibungskoeffizient der Reibschicht 18 für eine gute Haft- und/oder Gleitreibung zwischen dem Transportriemen 10 und dem zu transportierenden Transportgut. Neben unterschiedlichen Materialhärten zur Erzielung der unterschiedlichen Reibungskoeffizienten können auch gleiche Materialhärten, aber unterschiedliche Oberflächenbehandlungen der abriebfesten Schicht 16 und der Reibschicht 18 zu den gewünschten unterschiedlichen Reibunaskoeffizienten führen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in die abriebfeste Schicht 16 Ausnehmungen 17 eingebracht, in die die Reibschicht 18 eingebettet ist. Herstellungstechnisch kann dies beispielsweise durch ein Ausfräsen der Ausnehmungen 17 realisiert sein. In die ausgefräste Ausnehmung 17 wird das Material für die Reibschicht 18 eingebracht. Vorliegend wird dies durch ein Eingießen eines Silikons und ein anschließendes Aushärten realisiert. Nach der Fertigstellung der Materialkombination wird der gesamte Transportriemen 10 überschliffen und so das gewünschte Endmaß hergestellt. Selbstverständlich ist auch eine alternative Ausgestaltung möglich, bei der in eine Reibschicht 18 mit hohen Reibungskoeffizienten Ausnehmungen eingebracht werden, die mit einem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten ausgefüllt werden. Die Geometrie der Ausnehmungen an sich ist auf den jeweiligen Transportfall abzustimmen und kann beispielsweise flächig, taschenförmig oder abschnittsförmig sein. Des Weiteren können die Ausnehmungen auch so ausgestaltet sein, dass sie sich über die ganze Breite des Riemens und/oder durch die gesamte Schichtdicke der abriebfesten Schicht oder der Reibschicht erstrecken. Es ist auch möglich, den abriebfesten abschnitt oder/und den Reibabschnitt nicht als Schichten auszubilden. So kann beispielsweise ein zylinderförmiges, stabförmiges, quaderförmiges, pyramidenförmiges, kugelförmiges oder anderweitig geeignet ausgestaltetes Element eines Materials mit einem hohen Reibungskoeffizienten in einer entsprechenden Anordnung in ein Material mit einem niedrigen Koeffizienten eingebettet sein und so einen höheren Gesamtreibungskoeffizienten bewirken oder umgekehrt ein Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten in ein Material mit einem niedrigeren Reibungskoeffizienten eingebettet sein und so den Verschleiß vermindern.
Die abriebfeste Schicht 16 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen den Ausnehmungen 17 für die Reibschicht 18 mit Quernuten 20 versehen, welche die abriebfeste Schicht 16 zumindest teilweise, vorzugsweise bis zu der Lauffläche, also dem Zahnriemen, durchtrennen. Durch diese Sommerung wird das Biegeverhalten des Transportriemens 10 verbessert. An den Sommerungs-Stellen kann sich die abriebfeste Schicht 16 beispielsweise an Umlenkwalzen aufklappen und dadurch ein unkontrolliertes Einreißen der abriebfesten Schicht 16 verhindern.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Transportsituation. Zwischen zwei Transportriemen 10 wird ein Transportgut, hier eine Kunststoffkiste 100, entlang einer Förderstrecke, durch die Förderachse X symbolisiert, gefördert. Das Transportgut erstreckt sich in Richtung der Transportriemen und wird durch einen Kontakt zwischen dem Transportgut und dem Transportriemen, bei dem eine Kraft von den Transportriemen auf das Transportgut ausgeübt wird. Neben der dargestellten Anordnung mit zwei Transportriemen, die das Transportgut gewissermaßen „einklemmen“, kann auch eine Anordnung mit nur einem Transportriemen gewählt werden, der mit einer Gleit- oder Rollschiene zusammenwirkt, gegen die das Transportgut eine geringe Reibung entlang der Transportrichtung hat.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines solchen Transportguts in Form einer Kunststoffkiste 100. Die Kunststoffkiste 100 weist an ihrem unterseitigen Umfang eine Verstärkungsrippe 110 auf. Diese Verstärkungsrippe erstreckt sich entlang des Transportriemens und tritt bei dem Transport der Kunststoffkiste 100 mittels der Transportriemen 10 in engen Kontakt mit der Tragfläche 14 des Transportriemens 10. Insbesondere dringt die Verstärkungsrippe 110 tief in ein weiches Material ein, das den nötigen Reibungskoeffizienten für einen Transport bietet. Bei dem erfindungsgemäßen Transportriemen 10 wird der notwendige Reibschluss zwischen der Tragfläche 14 und der Verstärkungsrippe 110 durch die Reibschicht 18 gewährleistet. Gleichzeitig sorgt die abriebfeste Schicht 16 für einen deutlich verringerten Verschleiß des gesamten Transportriemens 10 im Gebrauch.

Claims

Transportriemen (10), mit a) einer Laufseite (12) und einer Tragseite (14), wobei die Tragseite b) einen abriebfesten Abschnitt mit einem ersten Material mit einem ersten Reibungskoeffizienten und c) einen Reibabschnitt mit einem zweiten Material mit einem zweiten Reibungskoeffizienten aufweist, wobei d) sich der erste Reibungskoeffizient von dem zweiten Reibungskoeffizienten unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass e) der abriebfeste Abschnitt eine abriebfeste Schicht aufweist, in der abriebfesten Schicht Ausnehmungen (17) angeordnet sind und in den Ausnehmungen (17) der Reibabschnitt als eine Reibschicht (18) angeordnet ist, oder f) der Reibabschnitt eine Reibschicht aufweist, in der Reibschicht Ausnehmungen angeordnet sind und in den Ausnehmungen der abriebfeste Abschnitt als eine abriebfeste Schicht angeordnet ist, wobei g) der abriebfeste Abschnitt (16) oder der Reibabschnitt die Ausnehmungen (17) umgibt und die Ausnehmungen (17) taschen- oder nutenförmig ausgebildet sind, wobei h) die Ausnehmungen so angeordnet sind, dass bei einem Transport eines Guts (100) zumindest eine Ausnehmung (17) oder zumindest zwei Ausnehmungen zur Mitnahme des Guts (100) mit dem Gut in Kontakt kommt, wobei i) die Abstände der Ausnehmungen (17) zueinander von den Rändern des Transportriemens (10) und die Größe der aus den Ausnehmungen (17) an die Länge des Transportguts entlang der Förderstrecke sowie die Länge des Transportriemens (10), die mit dem Transportgut in Kontakt kommt, angepasst sind.
Transportriemen nach Anspruch 1, wobei die Laufseite (12) einen Zahnriemen aufweist.
Transportriemen nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Transportriemen als Flachriemen ausgeführt ist.
Transportriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Material ein Polyurethan, insbesondere mit einer Härte von 75 Shore A, und das zweite Material ein Silikon, insbesondere mit einer Härte von 35 Shore A, umfasst.
Transportriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der abriebfesten Schicht (16) eine Sommerung (20) vorgesehen ist.
Transportriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Reibabschnitt (18) und der abriebfeste Abschnitt (16) gemeinsam die Oberfläche der Tragseite (14) bilden.
Transportriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der abriebfeste Abschnitt (16) die gleiche Endhöhe wie der Reibabschnitt (18) aufweist oder wobei der Reibabschnitt den abriebfesten Abschnitt überragt.
Transportriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Reibungskoeffizient kleiner als 0,5, insbesondere zwischen 0,25 und 0,45 und bevorzugt zwischen 0,3-0,4 liegt und der zweite Reibungskoeffizient größer als 0,5, insbesondere zwischen 0,65 und 0,85 und bevorzugt zwischen 0,7 und 0,8 liegt, oder der zweite Reibungskoeffizient kleiner als 0,5, insbesondere zwischen 0,25 und 0,45 und bevorzugt zwischen 0,3-0,4 liegt und der erste Reibungskoeffizient größer als 0,5, insbesondere zwischen 0,65 und 0,85 und bevorzugt zwischen 0,7 und 0,8 liegt, wobei die Werte für die Reibungskoeffizienten mit einer Stahloberfläche als Reibpartner angegeben sind.