DE112017001642B4

DE112017001642B4 - Verfahren zur Herstellung eines Riemens sowie zylindrische Form und Vernetzungsvorrichtung zur Verwendung für dieses

Info

Publication number: DE112017001642B4
Application number: DE112017001642.8T
Authority: DE
Inventors: Kouichi Tsujino; Hirokazu Sakurai; Hisashi Izumi; Masaki Miyanishi; Yusaku TAOSHITA
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2017-01-06
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2037-01-07
Also published as: WO2017168920A1; CN108698262A; JPWO2017168920A1; DE112017001642T5; CN108698262B; KR20180102664A; US20180370079A1; KR101992870B1; US10391680B2; JP6214838B1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Riemens, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:Bereitstellen einer zylindrischen Form (43) aus Metall mit jeweils einer Öffnung an beiden Enden, eines nicht vernetzten Rohlings (S') mit einer zylindrischen Gestalt mit jeweils einer Öffnung an beiden Enden, eines Rotationsmechanismus (41) zur drehbaren Lagerung der zylindrischen Form (43) und einer elektromagnetischen Induktionsspule (47a, 47b, 47c) zum Erhitzen der zylindrischen Form (43) durch elektromagnetische Induktion;Einsetzen des nicht vernetzten Rohlings (S') in die zylindrische Form (43); Anordnen der zylindrischen Form (43), in der der nicht vernetzte Rohling (S') angeordnet ist, auf und konzentrisch zu dem Rotationsmechanismus (41), wobei die zylindrische Form (43) nach oben und unten offen ist; undFormen eines zylindrischen Riemenrohlings (S) durch Erhitzen der zylindrischen Form (43) durch die elektromagnetische Induktionsspule (47a, 47b, 47c), während die zylindrische Form (43), die nach oben und unten offen ist, durch den Rotationsmechanismus (41) gedreht wird und der nicht vernetzte Rohling (S') von innen mit Druck beaufschlagt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Riemens, wie beispielsweise eines Keilrippenriemens, eines Keilriemens, eines Zahnriemens und eines Flachriemens. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine zylindrische Form und eine Vernetzungsvorrichtung zur Verwendung in einem solchen Herstellungsverfahren.
STAND DER TECHNIK
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Herstellung von Riemen mit V-förmigen Rippen dieses Typs bekannt. JP 5156881 B2 offenbart beispielsweise als eines dieser Verfahren ein Vulkanisationsformverfahren, das eine zylindrische innere Form und eine zylindrische äußere Form verwendet, die zueinander konzentrisch angeordnet sind. Die innere Form ist aus einem flexiblen Material wie beispielsweise Kautschuk, wobei die äußere Form aus einem starren Material wie beispielsweise Metall ist. Die innere Umfangsfläche der äußeren Form dient als eine Formfläche und hat keilförmige Rippenbildungsnuten, die in axialer Richtung der äußeren Form in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Die äußere Form ist mit einem Temperaturregelungsmechanismus versehen, der durch Ermöglichen eines Flusses eines Heizmediums oder eines Kühlmediums die Temperatur regelt, wobei das Heizmedium beispielsweise Wasserdampf ist und das Kühlmedium beispielsweise Wasser ist. Eine übereinander gestapelte Materialien beinhaltende Schichtstruktur wird auf einer Kautschukhülse ausgebildet. Die Kautschukhülse mit der auf dieser ausgebildeten Schichtstruktur wird dann in der äußeren Form derart festgelegt, dass sie benachbart zu der inneren Umfangsfläche der äußeren Form angeordnet ist. Die innere Form wird dann aufgeblasen, wodurch gleichzeitig eine Druckbeaufschlagung und ein Erhitzen erfolgt.
In der EP 2722161 A1 wird in einem Verfahren zur Herstellung eines Keilrippenriemens eine unvernetzte Gummibahn, in der V-förmige Rippen gebildet werden sollen, durch Extrudieren einer unvernetzten Gummimischung, die keine kurzen Fasern enthält, aus einem Extruder hergestellt. Mindestens eine Oberflächenschicht der unvernetzten Gummibahn, in der die V-förmigen Rippen gebildet werden sollen, wird aus einer unvernetzten Gummizusammensetzung hergestellt, die mit mindestens einem von hohlen Teilchen oder einem Schaumbildner zur Bildung von Poren in der Oberfläche der V-förmigen Rippen gemischt ist. Die JP 2011 213 046 A bezieht sich auf eine Form, die ein Heizmedium umschließt, und auf eine Zentrifugalformungsvorrichtung und aus der JP 2010 194 958 A ist eine Formheizvorrichtung entnehmbar.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Die aus dem Stand der Technik bekannte äußere Form hat aufgrund der Aufnahme eines Temperaturregelungsmechanismus, der einem Erhitzungs- oder Kühlmedium das Fließen in der äußeren Form erlaubt, eine komplizierte Struktur. Die zur Herstellung der bekannten äußeren Form erfordert eine erhebliche Zeit und verursacht Kosten.
Zudem ist es für unterschiedliche Arten von Riemen nötig, unterschiedliche äußere Formen herzustellen. Wenn die Bearbeitung aufwendig ist, führt dies zu Problemen sowohl bezüglich der Zeit als auch bezüglich der Kosten.
In Anbetracht der im Vorgehenden beschriebenen Probleme ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Erhitzen und Formen eines Riemens mittels einer einfachen Form zu ermöglichen.
LÖSUNG DER AUFGABE
Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Riemens gemäß Anspruch 1 bereit. Das Verfahren kann umfassen:

Bereitstellen einer zylindrischen Form aus Metall, einer geformten Struktur mit einer zylindrischen Gestalt, eines Rotationsmechanismus zur drehbaren Lagerung der zylindrischen Form und einer elektromagnetischen Induktionsspule zum Erhitzen der zylindrischen Form durch elektromagnetische Induktion;
Einsetzen der geformten Struktur in die zylindrische Form; und
Formen eines zylindrischen Riemenrohlings durch Erhitzen der zylindrischen Form durch die elektromagnetische Induktionsspule, während die zylindrische Form durch den Rotationsmechanismus gedreht wird und die geformte Struktur von innen mit Druck beaufschlagt wird.

Mit dieser Ausgestaltung erfordert die zylindrische Form weder eine Ummantelung, die in dieser vorgesehen ist und einem Erhitzungs- oder Kühlmedium ein Fließen ermöglicht, noch eine Leitung für eine solche Ummantelung. Die zylindrische Form kann durch einfaches Ermöglichen eines Stromflusses durch die elektromagnetische Induktionsspule erhitzt werden. Dies trägt zur Vereinfachung des Systems bei. Des Weiteren hat die zylindrische Form eine einfache Gestalt, da kein Kanal für das Erhitzungs- oder Kühlmedium vorgesehen ist. Dies macht es für die elektromagnetische Induktionsspule einfacher, die geformte Struktur gleichmäßig zu erhitzen.
Die elektromagnetische Induktionsspule kann eine Vielzahl von elektromagnetischen Induktionsspulen umfassen und die Vielzahl von elektromagnetischen Induktionsspulen kann in einer überlappenden Weise mindestens einen identischen Abschnitt des äußeren Umfangs der zylindrischen Form erhitzen. Diese Ausgestaltung ermöglicht, dass die gesamte zylindrische Form so gleichmäßig wie möglich, im Wesentlichen ohne dass irgendein Bereich unzureichend durch die elektromagnetische Spule erhitzt wird, erhitzt wird.
Die elektromagnetische Induktionsspule oder zumindest eine der elektromagnetischen Induktionsspulen hat ein Ende, das oberhalb oder unterhalb eines zugeordneten axialen Endes der zylindrischen Form angeordnet ist und das zugeordnete axiale Ende erhitzt. Durch diese Ausgestaltung kann der axiale Endabschnitt der zylindrischen Form einfach auf der im Wesentlichen gleichen Temperatur wie der Rest der zylindrischen Form gehalten werden.
Eine Temperatur des gesamten äußeren Umfangs der zylindrischen Form kann durch Steuerung eines Stroms oder einer Spannung jeder der elektromagnetischen Induktionsspulen basierend auf Informationen, die von einer Vielzahl von um die zylindrische Form angeordneten Temperatursensoren bereitgestellt werden, angepasst werden. Bei dieser Ausgestaltung können die elektromagnetischen Induktionsspulen in Abhängigkeit von den tatsächlichen Temperaturen der zylindrischen Form, die durch die Temperatursensoren ermittelt wurden, entsprechend angepasst werden, wodurch weiter sichergestellt wird, dass die gesamte zylindrische Form eine einheitliche Temperatur hat.
Die geformte Struktur kann durch Spreizen einer Spreizhülse, die in der geformten Struktur angeordnet ist, gegen die zylindrische Form gedrückt werden, wobei das Spreizen durch Einbringen eines Fluids in die Spreizhülse erreichtwird. Folglich drückt die gleichmäßig erhitzte zylindrische Form die geformte Struktur mit einem einheitlichen Druck und erhitzt die geformte Struktur zuverlässig, wodurch ein Riemenrohling effizient hergestellt wird. Nicht einschränkende Beispiele für das Fluid umfassen Luft, Stickstoff, Dampf, überhitzten Dampf und Öl.
Nach Erhitzen der zylindrischen Form kann sie durch direktes Ausstoßen von Kühlwasser auf den äußeren Umfang der zylindrischen Form gekühlt werden. Diese Ausgestaltung ermöglicht, dass die zylindrische Form auf dem Rotationsmechanismus gekühlt werden kann, ohne dass sie von dem Rotationsmechanismus abgenommen werden muss, so dass eine Effizienz der Herstellung erhöht wird.
Der Rotationsmechanismus kann die zylindrische Form durch Punktkontakt an drei oder mehr Punkten lagern. Diese Ausgestaltung verhindert im Wesentlichen, dass an die zylindrische Form übertragene Hitze auf andere Komponenten übertragen wird, und ermöglicht eine im Wesentlichen einheitliche Wärmeübertragung an die Form.
Die zylindrische Form kann weder eine Leitung noch einen Fluidkanal zur Ermöglichung eines Durchtritts von Dampf zum Erhitzen oder Wasser zum Kühlen umfassen. Die zylindrische Form kann beispielsweise als eine Form ausgestaltet sein, die mit der Ausnahme einer Transportnut im Wesentlichen zylindrisch ist, die frei von oberen und unteren Flanschabschnitten, einer Verstärkungsstrebe, einer Leitung, einem Fluidkanal ist, die V-förmige Nuten, zahnförmige (englisch: „cog-shaped“) Nuten oder zahnförmige Nuten (englisch: „tooth-shaped“) umfasst, die auf der inneren Oberfläche ausgebildet sind, und die aus dem zylindrischen Körper als ihrem einzigen Metallabschnitt mit einer großen Wärmekapazität gebildet ist. Wenn nötig, kann die zylindrische Form einen zylindrischen Körper haben, der bezogen auf seine vertikale Mitte symmetrisch ist. Die so ausgestaltete zylindrische Form, die eine sehr einfache Gestalt mit im Wesentlichen keinen Unebenheiten in der Umfangsrichtung hat, ist auf einfache Weise gleichmäßiger zu erhitzen.
Eine zurückgesetzte Nut kann in zumindest einem der axialen Endabschnitte einer äußeren Umfangsfläche der zylindrischen Form ausgebildet sein. Das Ausbilden der zurückgesetzten Nut führt zu einer Abnahme der Querschnittsfläche, so dass eine Wärmeübertragung auf den entsprechenden Endabschnitt reduziert wird. Ein Transporthaken kann an der zurückgesetzten Nut angebracht sein. Dies macht das Ausbilden einer weiteren Nut oder dergleichen für den Transport unnötig, so dass Herstellungskosten reduziert werden.
Die zylindrische Form kann aus einem einzigen Metallmaterial hergestellt sein. Die somit hergestellte zylindrische Form hat eine sehr einfache Gestalt und ist leicht gleichmäßig zu erhitzen.
Des Weiteren kann eine Vernetzungsvorrichtung zur Verwendung in dem Verfahren zur Herstellung eines Riemens die aus Metall hergestellte zylindrische Form, den Rotationsmechanismus, der zum drehbaren Lagern der zylindrischen Form ausgestaltet ist, und die elektromagnetische Induktionsspule umfassen, die zum Erhitzen der zylindrischen Form durch elektromagnetische Induktion ausgebildet ist. Der Rotationsmechanismus kann eine Vielzahl von Lagervorsprüngen umfassen, die eine Kontaktfläche zwischen dem Rotationsmechanismus und der zylindrischen Form reduzieren. Diese Ausgestaltung kann eine Wärmeübertragung in Richtung des Rotationsmechanismus verringern.
Die elektromagnetische Induktionsspule kann eine Vielzahl von elektromagnetischen Induktionsspulen umfassen. Die elektromagnetischen Induktionsspulen können in einer Vielzahl unterschiedlicher vertikaler Ebenen angeordnet sein und benachbarte elektromagnetische Induktionsspulen der elektromagnetischen Induktionsspulen können in einer Umfangsrichtung zueinander versetzt sein. Durch Verwendung dieser Anordnung können die elektromagnetischen Induktionsspulen selbst dann, wenn sie eine derartige Gestalt und Größe haben, dass sie bei einer Anordnung in vertikaler Richtung teilweise miteinander in Kontakt sind, ohne miteinander in Kontakt zu sein angeordnet werden und von der zylindrischen Form mit dem gleichen Abstand beabstandet sein.
Des Weiteren kann jede elektromagnetische Induktionsspule der Vielzahl von elektromagnetischen Induktionsspulen aus einer rechteckigen Spule bestehen. Eine einzelne zylindrische Spule ist nicht für zylindrische Formen mit unterschiedlichen Durchmessern ausgestaltet. Der gleiche Satz rechteckiger Spulen ist jedoch für zylindrische Formen mit unterschiedlichen Außendurchmessern ausgestaltet.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der zylindrische Riemenrohling durch die elektromagnetische Induktionsspule erhitzt, während er gegen die innere Oberfläche der zylindrischen Form aus Metall gedrückt wird. Diese Ausgestaltung macht die Veranlassung eines Erhitzungs- oder Kühlungsmediumsflusses durch das Innere der zylindrischen Form unnötig, und der Riemenrohling kann mit der eine einfache Struktur aufweisenden zylindrischen Form erhitzt und geformt werden.
Figurenliste

[1] 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Keilrippenriemens, der nach einem ersten Herstellungsverfahren nach einer Ausführungsform hergestellt ist.
[2] 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kernkautschukbahn zur Verwendung in dem ersten Herstellungsverfahren.
[3A] 3A zeigt, wie ein eine Kernkautschukschicht bildender Abschnitt in einem Komponentenherstellungsschritt des ersten Herstellungsverfahrens hergestellt wird.
[3B] 3B zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie IIIB-IIIB in 3A.
[4A] 4A zeigt eine erste Darstellung zur Veranschaulichung eines Formgebungsschritts des ersten Herstellungsverfahrens.
[4B] 4B zeigt eine zweite Darstellung zur Veranschaulichung des Formgebungsschritts des ersten Herstellungsverfahrens.
[4C] 4C zeigt eine dritte Darstellung zur Veranschaulichung des Formgebungsschritts des ersten Herstellungsverfahrens.
[4D] 4D zeigt eine vierte Darstellung zur Veranschaulichung des Formgebungsschritts des ersten Herstellungsverfahrens.
[5A] 5A zeigt eine Schnittansicht einer Vernetzungsvorrichtung.
[5B] 5B zeigt eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften zylindrischen Form.
[5C] 5C zeigt eine Vorderansicht der beispielhaften zylindrischen Form.
[5D] 5D zeigt eine Schnittansicht der beispielhaften zylindrischen Form.
[6A] 6A zeigt eine erste Darstellung zur Veranschaulichung eines Vernetzungsschritts des ersten Herstellungsverfahrens.
[6B] 6B zeigt eine zweite Darstellung zur Veranschaulichung des Vernetzungsschritts des ersten Herstellungsverfahrens.
[6C] 6C zeigt eine dritte Darstellung zur Veranschaulichung des Vernetzungsschritts des ersten Herstellungsverfahrens.
[7] 7 zeigt einen Endbearbeitungsschritt des ersten Herstellungsverfahrens.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher beschrieben.
1 zeigt einen Keilrippenriemen B, der durch ein Herstellungsverfahren nach einer Ausführungsform hergestellt ist. Der Keilrippenriemen B ist als Kraftübertragungselement für verschiedene Maschinen einsetzbar. Der Keilrippenriemen B hat beispielsweise eine Länge von 700 mm bis 3000 mm, eine Breite von 10 mm bis 36 mm und eine Dicke von 4,0 mm bis 5,0 mm.
Der Keilrippenriemen B nach dieser Ausführungsform ist aus einem Riemenkörper 10 aus Kautschuk gebildet, der eine Kernkautschukschicht 111, die einen Innenumfangsabschnitt des Riemens B bildet, und eine adhäsive Kautschukschicht 12 umfasst, die einen Außenumfangsabschnitt des Riemens B bildet. Der Innen- und der Außenumfangsabschnitt liegen einander in der Dickenrichtung des Riemens B gegenüber. Die Kernkautschukschicht 111 bildet eine komprimierte Kautschukschicht 11, die auf ihrer in der Dickenrichtung inneren Umfangseite eine Vielzahl von V-förmigen Rippen 15 umfasst, die sich in der Längsrichtung erstrecken und in der Riemenquerrichtung angeordnet sind. Die Vielzahl von V-förmigen Rippen 15 bildet einen Riemenscheibenanlageabschnitt. Die Kernkautschukschicht 111 kann mit einer Oberflächenkautschukschicht oder einem Oberflächengewebe bedeckt sein. Ein Zugstrang 13 ist in einem in der Dickenrichtung mittleren Abschnitt der adhäsiven Kautschukschicht 12 eingebettet. Der Zugstrang 13 bildet in der adhäsiven Kautschukschicht 12 ein spiralförmiges Muster mit Abständen in der Querrichtung. Ein Verstärkungsgewebe 14 ist an der äußeren Umfangsseite der adhäsiven Kautschukschicht 12, das heißt der Rückseite des Riemens, angebracht. Es wird darauf hingewiesen, dass der Keilrippenriemen B anstelle des Verstärkungsgewebes 14 eine dehnbare Kautschukschicht umfassen kann. Somit kann der Riemenkörper aus Kautschuk die komprimierte Kautschukschicht, die adhäsive Kautschukschicht und die dehnbare Kautschukschicht umfassen.
Die V-förmigen Rippen der Vielzahl von V-förmigen Rippen 15 sind jeweils in Gestalt eines sich in der Riemenlängsrichtung erstreckenden Grats ausgebildet und weisen einen annährend umgekehrt dreieckigen Querschnitt auf. Die V-förmigen Rippen 15 sind zueinander in der Riemenquerrichtung parallel angeordnet. Jede V-förmige Rippe 15 hat beispielsweise eine Höhe von 2,0 mm bis 3,0 mm und eine Breite von 1,0 mm bis 3,6 mm an dem Rippengrund. Die Anzahl der Rippen liegt beispielsweise im Bereich von 3 bis 6 (3 Rippen in 1).
Die Kernkautschukschicht 111 ist aus einer Kautschukzusammensetzung hergestellt, die durch Vernetzen mittels Erhitzen und Druckbeaufschlagung einer nicht vernetzten Kautschukzusammensetzung hergestellt ist, die durch Kneten einer Kautschukkomponente und verschiedener Mischungsbestandteile hergestellt ist. Beispiele für die Kautschukkomponente umfassen Ethylen-α-Olefin-Elastomer (wie beispielsweise EPDM und EPR), Chloropren-Kautschuk (CR), chlorsulfonierten PolyethylenKautschuk (CSM) und hydrierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (H-NBR). Bevorzugt wird einer oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren dieser Stoffe als die Kautschukkomponente verwendet. Beispiele für die Mischungsbestandteile umfassen ein Verstärkungsmaterial (wie beispielsweise Ruß), einen Füllstoff, einen Weichmacher, ein Verarbeitungshilfsmittel, ein Vernetzungsmittel, ein Co-Vernetzungsmittel, einen Vulkanisationsbeschleuniger, ein Vulkanisationsbeschleunigungshilfsmittel und ein Antioxidationsmittel.
Der Zugstrang 13 ist aus einem Zwirn aus Fasern, wie beispielsweise Polyesterfasern, Polyethylen-Naphthalat-Fasern, Aramidfasern und Vinylonfasern. Der Zugstrang 13 wurde einer haftvermittelnden Behandlung unterzogen, um an der adhäsiven Kautschukschicht 12 des Riemenkörpers 10 haftend zu sein.
Das Verstärkungsgewebe 14 ist aus einem gewebten, gestrickten oder ungewebten Material hergestellt, das beispielsweise aus Nylonfasern, Polyesterfasern, Aramidfasern oder Baumwolle gebildet ist. Das Verstärkungsgewebe 14 wurde einer haftvermittelte Behandlung unterzogen, um an der adhäsiven Kautschukschicht 12 des Riemenkörpers 12 haftend zu sein.
(Erstes Herstellungsverfahren)
Mit Bezugnahme auf die 2 bis 7 wird ein erstes Herstellungsverfahren des Keilrippenriemens B nach dieser Ausführungsform beschrieben.
Das erste Herstellungsverfahren umfasst einen Komponentenherstellungsschritt, einen Formgebungsschritt, einen Vernetzungsschritt und einen Endbearbeitungsschritt.
<Komponentenherstellungsschritt>
In dem Komponentenherstellungsschritt werden eine Kernkautschukbahn 111' zum Ausbilden einer Kernkautschukschicht 111, eine adhäsive Kautschukbahn 12' zum Ausbilden einer adhäsiven Kautschukschicht 12, ein Zugstrang 13' und ein Verstärkungsgewebe 14' hergestellt.
- Kernkautschukbahn 111'-
Eine Kautschukkomponente und Mischungsbestandteile werden unter Verwendung einer Knetmaschine, wie beispielsweise eines Kneters oder eines Banbury-Mixers, zur Gewinnung einer nicht vernetzten Kautschukzusammensetzung verknetet. Die nicht vernetzte Kautschukzusammensetzung wird durch Kalanderformen oder dergleichen in eine dicke nicht vernetzte Kautschukbahn 111" (nur in 3A gezeigt) geformt. Die Kernkautschukbahn 111' wird dann aus der nicht vernetzten Kautschukbahn 111" hergestellt. Die Kernkautschukbahn 111' hat auf einer Oberfläche eine Vielzahl von die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitten 111a' als die komprimierte Kautschukschicht bildende Abschnitte, die jeweils aus einem sich linear erstreckenden Grat bestehen und die sich parallel erstrecken und benachbart zueinander angeordnet sind. Die die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitte der Vielzahl von den die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitten 111a' haben die gleiche Gestalt. Jeder die Kernkautschukbahn bildende Abschnitt 111a' hat eine Breite, die in Richtung seines distalen Endes abnimmt. Insbesondere ist jeder die Kernkautschukbahn bildende Abschnitt 111a' derart geformt, dass er einen gleichschenklig trapezförmigen Querschnitt hat. Die Kernkautschukbahn 111' kann auf die folgende Weise hergestellt werden. Wie in 3A und 3B gezeigt, wird die nicht vernetzte Kautschukbahn 111" zwischen einer flachen Walze 22 und einer Kernkautschukformwalze 21 mit Trapeznuten 21a hindurchgeführt, wobei die Trapeznuten 21a eine Gestalt haben, die der Gestalt der die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitte 111a' entspricht, und sich in der Umfangrichtung erstrecken und in der axialen Richtung der Kernkautschukformwalze 21 benachbart zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise werden die Trapeznuten 21 a auf der äußeren Umfangsfläche der Kernkautschukformwalze 21 auf eine der Oberflächen der nicht vernetzten Kautschukbahn 111" gepresst, wodurch die die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitte 111a' ausgebildet werden. Die Kernkautschukbahn 111' ist auch durch Pressformen oder Explosionsformen herstellbar. Wenn das Verfahren zur Herstellung eines Flachriemens oder dergleichen verwendet wird, kann die Gestalt der Kernkautschukbahn 111' die gleiche bleiben wie die Gestalt der nicht vernetzten Kautschukbahn 111", welche flach ist.
- Adhäsive Kautschukbahn 12' -
Eine Kautschukkomponente und Mischungsbestandteile werden unter Verwendung einer Knetmaschine, wie beispielsweise eines Kneters oder eines Banbury-Mixers, miteinander verknetet, um eine nicht vernetzte Kautschukzusammensetzung zu erhalten. Die nicht vernetzte Kautschukzusammensetzung wird durch Kalanderformen oder dergleichen zu einer Bahn geformt, das heißt zu der adhäsiven Kautschukbahn 12'.
- Zugstrang 13' -
Ein Zwirn zum Ausbilden eines Zugstrangs 13' wird einer haftvermittelten Behandlung unterzogen, in welcher der Zwirn in einer wässrigen RFL-Lösung getränkt und erhitzt wird, und/oder einer haftvermittelnden Behandlung unterzogen, in welcher der Zwirn in einer Kautschuklösung getränkt und getrocknet wird. Der Zwirn kann vor diesen haftvermittelnden Behandlungen einer Grundbehandlung unterzogen werden, in welcher der Zwirn in einer Epoxid-Harz-Lösung oder einer Isocyanat-Harz-Lösung getränkt und erhitzt wird.
- Verstärkungsgewebe 14' -
Ein gewebter Stoff oder ein Stoff irgendeines anderen Typs zum Ausbilden eines Verstärkungsgewebes 14 wird einer Art oder zwei oder mehreren Arten folgender Behandlungen unterzogen: einer haftvermittelnden Behandlung, in welcher der Stoff in einer wässrigen RFL-Lösung getränkt und erhitzt wird; einer haftvermittelnden Behandlung, in welcher der Stoff in einer Kautschuklösung getränkt und erhitzt wird; und einer haftvermittelnden Behandlung, in welcher eine Kautschuklösung auf einer dem Riemenkörper 10 zugewandten Fläche des Stoffes aufgebracht und getrocknet wird. Der Zwirn kann vor diesen haftvermittelnden Behandlungen einer Grundbehandlung unterzogen werden, in welcher der Zwirn in einer Epoxid-Harz-Lösung oder einer Isocyanat-Harz-Lösung getränkt und erhitzt wird. In dem Fall, dass eine dehnbare Kautschukschicht anstelle des Verstärkungsgewebes 14 vorgesehen ist, wird eine dehnbare Kautschukbahn zum Ausbilden der dehnbaren Kautschukschicht auf ähnliche Weise wie die der adhäsiven Kautschukbahn 12' hergestellt.
<Formgebungsschritt>
In dem Formgebungsschritt wird zunächst ein Formdorn 31 mit einer zylindrischen Gestalt derart drehbar auf einem Schaft einer Formgebungsmaschine (nicht dargestellt) gelagert, dass sich die Achse des Formdorns 31 in horizontaler Richtung erstreckt. Wie in 4A gezeigt, wird ein Verstärkungsgewebe 14' um den Formdorn 31 gewickelt und die adhäsive Kautschukbahn 12' wird dann um das Verstärkungsgewebe 14' gewickelt. Der Formdorn 31 wird derart gewählt, dass er der Länge des herzustellenden Keilrippenriemens B entspricht. In diesem Schritt wird die adhäsive Kautschukbahn 12' auf das Verstärkungsgewebe 14' geschichtet. In dem Fall, dass eine dehnbare Kautschukschicht vorgesehen ist, wird anstelle des Verstärkungsgewebes 14' eine dehnbare Kautschukbahn verwendet, und der Formgebungsschritt wird auf ähnliche Weise ausgeführt.
Anschließend wird ein Zugstrang 13', wie in 4B gezeigt, spiralförmig um die adhäsive Kautschukbahn 12' gewickelt. Eine weitere adhäsive Kautschukbahn 12' wird um den gewickelten Zugstrang 13' gewickelt. Nunmehr ist eine Schicht des Zugstrangs 13' auf die adhäsive Kautschukbahn 12' geschichtet und die weitere adhäsive Kautschukbahn 12' auf die Schicht des Zugstrangs 13' geschichtet.
Als nächstes wird, wie in 4C gezeigt, der gesamte Umfang der adhäsiven Kautschukbahn 12' mit einer Walze 32 gepresst. Hierbei tritt der Kautschukfluss zwischen Windungen des Zugstrangs 13' ein und der Zugstrang 13' wird derart zwischen dem Paar von adhäsiven Kautschukbahnen 12' eingebettet, dass er in seiner Position fixiert ist. Folglich sind diese Elemente alle zu einem zylindrischen Zugelement 38 zusammengeschlossen.
Wie in 4D gezeigt, wird die Kernkautschukbahn 111' als nächstes derart um die adhäsive Kautschukbahn 12' des Zugelements 38 gewickelt, dass die die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitte 111a' nach außen zeigen und sich in der Umfangsrichtung erstrecken. Hierbei wird eine kammförmige Führung 33 mit einer Gestalt, die den die Kernkautschukbahn bildenden Abschnitten 111a' der Kernkautschukbahn 111' entspricht, derart außerhalb des Formdorns 31 angeordnet, dass sich die Führung 33 in der axialen Richtung erstreckt und Kammzähne 33a der Führung 33 dem Formdorn 31 gegenüberliegen. Jeder der die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitte 111a' der Kernkautschukbahn 111' wird zwischen einem zugeordneten Paar der Kammzähne 33a hindurchgeführt und die Kernkautschukbahn 111' wird um die adhäsive Kautschukbahn 12' gewickelt und auf diese geschichtet, wobei die die Kernkautschukbahn bildenden Abschnitte lila' sich präzise in der Umfangsrichtung erstrecken.
Auf die vorstehend beschriebene Weise wird auf dem Formdorn 31 ein nicht vernetzter Rohling S' mit einer zylindrischen Gestalt ausgebildet. Der nicht vernetzte Rohling S' umfasst das Verstärkungsgewebe 14', die adhäsive Kautschukbahn 12', den Zugstrang 13', die weitere adhäsive Kautschukbahn 12' und die Kernkautschukbahn 111', welche in der äußeren Richtung aufeinanderfolgend gestapelt sind. Der nicht vernetzte Rohling S' umfasst die Kernkautschukbahn 111', die zu einer zylindrischen Gestalt geformt ist, das heißt eine geformte Struktur 36 mit einer zylindrischen Gestalt. Die geformte Struktur 36 ist aus der nicht vernetzten Kautschukzusammensetzung hergestellt und umfasst auf ihrer äußeren Umfangsfläche die die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitte 111a', die aus einer Vielzahl von Graten gebildet sind, die sich in der Umfangsrichtung erstrecken und in der axialen Richtung benachbart zueinander angeordnet sind. Die Anzahl der die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitte 111a', die in dem nicht vernetzten Rohling S' beinhaltet sind, kann beispielsweise 20 bis 100 betragen.
Wenn das Verfahren zur Herstellung eines Flachriemens oder dergleichen angewandt wird, wird der nicht vernetzte Rohling S' bevorzugt unter Verwendung einer flachen Kernkautschukbahn 111' ausgebildet.
<Vernetzungsschritt>
5A und 5B zeigen eine Vernetzungsvorrichtung 40 zur Verwendung in dem Vernetzungsschritt.
Die Vernetzungsvorrichtung 40 umfasst eine drehbare Plattform 41 als einen Rotationsmechanismus, eine säulenförmige Expansionstrommel 42, die auf der drehbaren Plattform 41 steht, und eine zylindrische Form 43, die außerhalb der Expansionstrommel 42 vorgesehen ist. Der Rotationsmechanismus muss die plattenförmige drehbare Plattform 41 nicht umfassen.
Die Expansionstrommel 42 umfasst eine Rotationswelle 42a, die mit der drehbaren Plattform 41 verbunden ist, und einen oberen und einen unteren Befestigungsring 42b, die mit einem oberen bzw. einem unteren Abschnitt der Rotationswelle 42a derart verbunden sind, dass die Befestigungsringe 42b sich zusammen mit der Rotationswelle 42a drehen. Der obere und der untere Befestigungsring 42b sind mit dem oberen bzw. dem unteren Ende der zylindrischen Spreizhülse 42c aus Kautschuk hermetisch verbunden. Die Rotationswelle 42a kann zusammen mit der drehbaren Plattform 41 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit durch einen Motor (nicht dargestellt) gedreht werden. Die Rotationswelle 42a hat an ihrer Außenwand eine große Anzahl an Durchgangslöchern 42d, die mit dem Inneren in Verbindung stehen. Es wird darauf hingewiesen, dass in der Darstellung nur eines der Durchgangslöcher 42d gezeigt ist. Die Vernetzungsvorrichtung 40 umfasst eine Druckbeaufschlagungseinrichtung (nicht dargestellt), wie beispielsweise einen Kompressor zum Aufbringen eines Drucks durch Einbringen eines Hochdruckfluids in die Rotationswelle 42a. Das Hochdruckfluid, das durch die Druckbeaufschlagungseinrichtung in die Rotationswelle 42a eingebracht wird, durchströmt das Durchgangsloch 42d, um in den Raum zwischen der Rotationswelle 42a und der Spreizhülse 42c einzudringen, und bläst die Spreizhülse 42c radial nach außen auf. Nicht einschränkende Beispiele für das Fluid umfassen Luft, Stickstoff, Dampf, überhitzten Dampf und Öl. Bei dieser Ausführungsform wird Luft als das Fluid verwendet.
Die zylindrische Form 43 ist an der drehbaren Plattform 41 anbringbar und von dieser abnehmbar. Die zylindrische Form 43 ist an der drehbaren Plattform 41 derart angebracht, dass die zylindrische Form 43 und die Expansionstrommel 42 mit einem zwischen ihnen angeordneten Raum konzentrisch zueinander angeordnet sind. Zudem können eine Vielzahl von nicht dargestellter Lagervorsprüngen auf der drehbaren Plattform 41 vorgesehen sein, so dass eine Kontaktfläche zwischen der drehbaren Plattform 41 und der zylindrischen Form 43 reduziert ist. Diese Ausgestaltung reduziert eine Wärmeübertragung auf die drehbare Plattform 41.
Wie in den in den 5B bis 5D dargestellten nicht-einschränkenden Beispielen zu sehen ist, hat die zylindrische Form 43 an ihrer inneren Umfangsfläche eine Vielzahl von die komprimierte Kautschukschicht formenden Nuten 43a, die sich in die Umfangsrichtung erstrecken und in der axialen Richtung (in einer Nutquerrichtung) zueinander benachbart angeordnet sind. Jede die komprimierte Kautschukschicht formende Nut 43a verjüngt sich in Richtung ihres Nutbodens. Insbesondere hat jede die komprimierte Kautschukschicht formende Nut 43a den gleichen gleichschenklig trapezförmigen Querschnitt wie die Kernkautschukschicht 111 des herzustellenden Keilrippenriemens B. Die Größe der die komprimierte Kautschukschicht formenden Nut 43a wird in Übereinstimmung mit der Spezifikation eines herzustellenden Keilrippenriemens B oder Keilriemens bestimmt.
Die zylindrische Form 43 wird beispielsweise durch Schneiden eines Materials aus einem einzelnen Metall, wie beispielsweise eines zylindrischen Stahlrohrs hergestellt. Die zylindrische Form 43, die auf diese Weise hergestellt ist, hat eine sehr einfache Struktur und ist einfach gleichmäßig zu erhitzen. Des Weiteren kann ein leicht verfügbares und kostengünstiges Material verwendet werden und es fallen geringe Herstellungskosten an. An jedem der axialen Endabschnitte der äußeren Umfangsfläche der zylindrischen Form 43 wird eine zurückgesetzte Nut 43b ausgebildet. Ggf. wird nur eine zurückgesetzte Nut 43b an dem oberen Endabschnitt ausgebildet. Die Ausbildung der zurückgesetzten Nut 43b führt zu einer Verringerung der Querschnittsfläche, wodurch eine Wärmeübertragung an den entsprechenden Endabschnitt verringert wird. Ein Transporthaken kann an der zurückgesetzten Nut 43b angebracht werden. Hierdurch ist ein Ausbilden einer weiteren zurückgesetzten Nut 43b oder dergleichen für den Transport unnötig, was die Bearbeitungskosten verringert. Die zylindrische Form 43 hat komprimierte Kautschukschichtformnuten 43a, die in einem vertikalen Zwischenbereich der inneren Umfangsfläche ausgebildet sind. Die äußere Umfangsfläche, die dem Bereich entspricht, in dem die die komprimierte Kautschukschicht formenden Nuten 43a ausgebildet sind, bildet eine ebene Oberfläche 43c. Mit anderen Worten umfasst die zylindrische Form 43 weder eine Leitung noch einen Fluidkanal, die/der ein Fließen von Dampf zum Erhitzen oder Wasser zum Kühlen ermöglicht, und hat eine einfache zylindrische Gestalt, die bezogen auf ihre vertikale Mitte symmetrisch ist. Die so ausgebildete zylindrische Form 43, die eine sehr einfache Gestalt mit im Wesentlichen keinen Unebenheiten in der Umfangsrichtung hat, ist leicht gleichmäßig weiter zu erhitzen.
Wie in 5A dargestellt, ist die Vernetzungsvorrichtung 40 mit elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c versehen, die zum Erhitzen der zylindrischen Form 43 durch elektromagnetische Induktion ausgebildet sind und mit einem vorbestimmten Abstand G1 zwischen der zylindrischen Form 43 und den Spulen angeordnet sind. Jede der elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c dieser Ausführungsform ist beispielsweise als eine Rechtecksspule eines Ferritkernharzformteils ausgebildet. Da die Spulen Rechtecksspulen sind, ist der gleiche Satz Spulen für verschiedene zylindrische Formen 43 mit unterschiedlichen Außendurchmessern ausgestaltet. Eine zylindrische Spule ist nicht für unterschiedliche zylindrische Formen 43 mit unterschiedlichen Durchmessern ausgestaltet. Zur Verdeutlichung ist die in 5A in einer vertikalen Mitte liegende elektromagnetische Induktionsspule 47b als bezogen auf die oberen und unteren elektromagnetischen Induktionsspulen 47a und 47c außerhalb angeordnet gezeigt. Tatsächlich ist die elektromagnetische Induktionsspule 47b jedoch zu den oberen und unteren elektromagnetischen Induktionsspulen 47a und 47c in der Umfangsrichtung versetzt angeordnet und von der ebenen äußeren Umfangsfläche der zylindrischen Form 43 um den Abstand G1 beabstandet angeordnet, genau wie die Spulen 47a und 47c. G1 kann beispielsweise 5 mm betragen.
Die Anzahl der elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c ist nicht auf eine bestimmte Anzahl beschränkt. Im Allgemeinen ist die zylindrische Form 43 derart ausgebildet, dass sie eine angemessen große Höhe hat, um die Herstellungseffizienz zu erhöhen, und, wie in 5A gezeigt, sind in Abhängigkeit von der Höhe der zylindrischen Form 43 beispielsweise drei elektromagnetische Spulen vorgesehen. Bevorzugt sind die elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c derart angeordnet, dass die elektromagnetischen Induktionsspulen in einer überlappenden Weise mindestens einen identischen Bereich G2 des äußeren Umfangs der zylindrischen Form 43 erhitzen. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass die gesamte zylindrische Form 43 so gleichmäßig wie möglich erhitzt wird, im Wesentlichen ohne dass irgendein Bereich durch die elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c unzureichend erhitzt wird. Da die elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c beispielsweise jeweils aus einem Ferritkernharzformteil gebildet sind, hat jede elektromagnetische Induktionsspule insbesondere nahe ihren oberen und unteren Enden Abschnitte niedriger Energie. Ein einheitliches Erhitzen wird durch Überlappen dieser Abschnitte niedriger Energie erreicht. Insbesondere haben die oberen und unteren elektromagnetischen Induktionsspulen 47a und 47c jeweils ein Ende, das über einem zugeordneten Ende der axialen Enden der zylindrischen Form 43 angeordnet ist. Die obere elektromagnetische Induktionsspule 47a, die mit ihrem oberen Ende oberhalb des oberen axialen Endes der zylindrischen Form 43 angeordnet ist, erhitzt einen oberen axialen Endabschnitt der zylindrischen Form 43, während die untere elektromagnetische Induktionsspule 47c, die mit ihrem unteren Ende unterhalb des unteren axialen Endes der zylindrischen Form 43 angeordnet ist, einen unteren axialen Endabschnitt der zylindrischen Form 43 erhitzt. Diese Ausgestaltung hat einen Vorzug: die axialen Endabschnitte der zylindrischen Form 43 können auf einfache Weise auf einer im Wesentlichen gleichen Temperatur wie der Rest der zylindrischen Form 43 gehalten werden.
Des Weiteren sind eine Vielzahl von Temperatursensoren 48a, 48b und 48c um die zylindrische Form 43 vorgesehen. Die Temperatur des gesamten äußeren Umfangs der zylindrischen Form 43 wird durch Steuerung eines Stroms oder einer Spannung jeder der elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c basierend auf durch die Temperatursensoren 48a, 48b und 48c bereitgestellten Informationen angepasst. Der oberseitige Temperatursensor 48a ist beispielsweise benachbart zu der zurückgesetzten Nut 43b, der mittige Temperatursensor 48b nahe der vertikalen Mitte und der unterseitige Temperatursensor 48c benachbart zu der unteren zurückgesetzten Nut 43b angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung können die elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c in Abhängigkeit von den tatsächlichen Temperaturen der zylindrischen Form 43, die durch die Temperatursensoren 48a, 48b und 48c erfasst wurden, angepasst werden, wodurch des Weiteren sichergestellt wird, dass die gesamte zylindrische Form 43 eine einheitliche Temperatur aufweist. Die Anordnung der Temperatursensoren 48a, 48b und 48c ist sorgfältig bestimmt, so dass insbesondere Temperaturschwankungen in den oberen und unteren Endabschnitten mit kleinen Querschnittsflächen leicht behoben werden können. Durhc das Bereitstellen der drei Temperatursensoren 48a, 48b und 48c für die drei elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c ist der Strom oder die Spannung jeder der elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c leicht steuerbar.
Des Weiteren ist die Vernetzungsvorrichtung 40, wie in 6C gezeigt, mit einer Vielzahl von Kühlmitteleinspritzdüsen 49 als Kühlmittel versehen. Den Einspritzdüsen 49 kann beispielsweise Leitungswasser, Industriewasser oder dergleichen zugeführt werden. Durch diese Ausgestaltung kann die zylindrische Form 43 auf der drehbaren Plattform 41 gekühlt werden, ohne dass die zylindrische Form 43 von der drehbaren Plattform 41 abgenommen werden muss, so dass eine Herstellungseffizienz erhöht ist.
Im Folgenden wird ein Schritt der Vernetzung eines nicht vernetzten Rohlings S' unter Verwendung der Vernetzungsvorrichtung 40 konkret beschrieben.
Als erstes wird der nicht vernetzte Rohling S' von dem Formdorn 31 abgenommen und dann im Inneren der zylindrischen Form 43 der Vernetzungsvorrichtung 40 platziert, die zuvor von der drehbaren Plattform 41 entfernt wurde. Insbesondere wird der nicht vernetzte Rohling S' derart im Inneren der zylindrischen Form 43 angeordnet, dass jeder der Vielzahl von die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitten 111a' des nicht vernetzten Rohlings S' in eine zugeordnete die komprimierte Kautschukschicht formende Nut 43a eingesetzt ist. Das Einsetzen der die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitte 111a' in die die komprimierte Kautschukschicht bildenden Nuten 43a im Vorhinein reduziert ein Dehnen des Kautschuks, wodurch die Herstellung eines Keilrippenriemens B mit einer stabilen Struktur ermöglicht wird. Die zylindrische Form 43 wird derart gewählt, dass sie der Länge des herzustellenden Keilrippenriemens B entspricht. Es wird darauf hingewiesen, dass Kurzfasern, Harzpulver oder dergleichen im Vorhinein an der inneren Umfangsfläche der zylindrischen Form 43 und/oder der äußeren Umfangsfläche des nicht vernetzten Rohlings S' angebracht werden können.
Nachdem in der Expansionstrommel 42 ein Vakuum erzeugt wurde, wird anschließend die zylindrische Form 43, in der der nicht vernetzte Rohling S' angeordnet ist, an der drehbaren Plattform 41 derart befestigt, dass die zylindrische Form 43 die Expansionstrommel 42 bedeckt.
Als nächstes wird das Vakuum in der Expansionstrommel 42 entfernt. Hierbei ist, wie in 6A gezeigt, zwischen dem nicht vernetzten Rohling S', der in der zylindrischen Form 43 angeordnet ist, und der Expansionstrommel 42 ein Zwischenraum ausgebildet.
Als nächstes wird ein Hochdruckfluid in die Expansionstrommel 42 eingeführt, um die Spreizhülse 42c zu spreizen. Wie in 6B gezeigt, presst die Spreizhülse 42c den nicht vernetzten Rohling S', der die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitte 111a' aufweist, die jeweils in der entsprechenden die komprimierte Kautschukschicht formenden Nut 43a der zylindrischen Form 43 angeordnet sind.
Als nächstes wird die drehbare Plattform 41, wie in 5A gezeigt, gedreht und Ströme an die elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c angelegt. Auf diese Weise wird die zylindrische Form 43 für eine vorbestimmte Zeitspanne erhitzt.
Wie in 6B gezeigt, wird der nicht vernetzte Rohling S' durch die zylindrische Form 43 erhitzt und durch die Spreizhülse 42c, die in Kontakt mit dem nicht vernetzten Rohling S' kommt, gegen die zylindrische Form 43 gedrückt, während jeder der die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitte 111a in der betreffenden der die komprimierte Kautschukschicht formenden Nuten 43a der zylindrischen Form 43 angeordnet ist. Somit werden die Kautschukkomponenten in der Kernkautschukbahn 111' und der adhäsiven Kautschukbahn 12', die in dem nicht vernetzten Rohling S' beinhaltet sind, vernetzt, um einstückig miteinander ausgebildet zu sein. Folglich wird eine durchgängige Struktur von Riemenkörpern 10, die jeweils die komprimierte Kautschukschicht 11 umfassen, die aus der Kernkautschukschicht 111 und der adhäsiven Kautschukschicht 12 hergestellt ist, für eine Vielzahl von Keilrippenriemen B hergestellt. Zu derselben Zeit haften die Kautschukkomponenten an dem Zugstrang 13' und dem Verstärkungsgewebe 14' und werden mit diesen kombiniert. Somit wird schließlich ein zylindrischer Riemenrohling S ausgebildet. Beispielsweise wird das Erhitzen bei Temperaturen von 100 °C bis 180 °C ausgeführt, die Druckbeaufschlagung wird bei einem Druck von 0,5 MPa bis 2,0 MPa ausgeführt und der Prozess dauert für 10 Minuten bis 60 Minuten an.
<Endbearbeitungsschritt>
In dem Endbearbeitungsschritt stoppen die elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c das Erhitzen. Nachdem die elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c zurückgezogen wurden, wird, wie in 6C dargestellt, Kühlwasser von den Einspritzdüsen 49 ausgestoßen, während die drehbare Plattform 41 weiter dreht.
Als nächstes wird die Drehung der drehbaren Plattform 41 gestoppt. Nachdem das Kühlwasser weggeblasen wurde, wird wieder ein Vakuum in der Spreizhülse 42c erzeugt.
Die zylindrische Form 43 wird dann von der drehbaren Plattform 41 gelöst und der im Inneren der zylindrischen Form 43 gebildete Riemenrohling S wird entnommen.
Wie in 7 gezeigt, wird der aus der zylindrischen Form 43 entnommene Riemenrohling S in ringförmige Stücke geschnitten, die jeweils zwei oder mehr der Vielzahl von die Kernkautschukschicht bildendenden Abschnitten 111a' (drei die Kernkautschukschicht bildende Abschnitte 111a' in dieser Ausführungsform) aufweisen. Jedes Stück wird anschließend von innen nach außen gedreht, wodurch der Keilrippenriemen B dieser Ausführungsform entsteht.
Wie ersichtlich ist, wird gemäß dieser Ausführungsform die geformte Struktur 36 derart in der zylindrischen Form 43 angeordnet, dass jeder der die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitte 111a', die zur Bildung der die Grate der geformte Struktur 36 umfassenden komprimierten Kautschukschicht 11 dienen, in der jeweils zugeordneten die komprimierte Kautschukschicht formenden Nut 43a der zylindrischen Form 43 angeordnet wird. In diesem Zustand wird die zylindrische Form 43 mit der geformten Struktur 36 erhitzt, während sie zusammen mit der drehbaren Plattform 41 gedreht wird, und die geformte Struktur 36 wird gegen die zylindrische Form 43 gepresst. Auf diese Weise wird die geformte Struktur 36 vernetzt, wodurch der Riemenrohling mit einer zylindrischen Gestalt ausgebildet wird. Somit erfordert die zylindrische Form 43 dieser Ausführungsform weder eine in dieser vorgesehene Ummantelung zum Ermöglichen eines Flusses eines Erhitzungs- oder Kühlmediums noch eine Leitung für eine derartige Ummantelung. Die zylindrische Form 43 kann auf einfache Weise durch Ermöglichen eines Stromflusses durch die elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c erhitzt werden. Dies trägt zur Einfachheit des Systems bei. Des Weiteren hat die zylindrische Form 43 eine einfache Gestalt, da kein Kanal für ein Erhitzungs- oder Kühlmedium vorgesehen ist. Dies macht es für die elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c einfach, die geformte Struktur 36 gleichmäßig zu erhitzen.
Zusätzlich wird die geformte Struktur 36 durch Expansion der Spreizhülse 42c, die im Inneren der geformten Struktur 36 angeordnet ist, gegen die zylindrische Form 43 gepresst, wobei die Expansion mit einem Fluid erreicht wird, das in die Spreizhülse 42c eingefüllt wird. Folglich presst die zylindrische Form 43, die gleichmäßig erhitzt wird, die geformte Struktur 36 mit einem einheitlichen Druck und erhitzt die geformte Struktur 36 zuverlässig, so dass der Riemenrohling S mit hoher Effizienz vernetzt wird.
Somit wird der zylindrische Riemenrohling S gemäß der vorliegenden Erfindung durch die elektromagnetischen Induktionsspulen 47a, 47b und 47c erhitzt, während er auf die innere Oberfläche der zylindrischen Form 43 aus Metall gepresst wird. Diese Ausgestaltung macht es unnötig, ein Erhitzungs- oder Kühlmedium durch das Innere der zylindrischen Form 43 fließen zu lassen, und der Riemenrohling S kann mit der eine einfach Struktur aufweisenden zylindrischen Form 43 vernetzt und geformt werden.
(Weitere Ausführungsformen)
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können wie folgt ausgestaltet werden.
Bei den im Oberen beschriebenen Ausführungsformen wird der Riemenrohling S in dem Endbearbeitungsschritt in ringförmige Stücke geschnitten, die jeweils drei die Kernkautschukschicht bildende Abschnitte 111a' haben, und jedes der erhaltenden Stücke wird von innen nach außen gedreht, wodurch der Keilrippenriemen B erhalten wird. Der Riemenrohling S kann jedoch auch in Stücke geschnitten werden, die jeweils einen die Kernkautschukschicht bildenden Abschnitt 111a' aufweisen, und jedes Stück der erhaltenen Stücke wird von innen nach Außen gedreht. Auf diese Weise kann ein flankenoffener Keilriemen erhalten werden.
Bei der oberhalb beschriebenen Ausführungsform wurden der Keilrippenriemen und der flankenoffene Keilriemen als Beispiele beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Riemen beschränkt und ist auch auf alle anderen Riemen, beispielsweise umfassend einen Zahnriemen und einen Flachriemen, anwendbar. Zur Herstellung eines Flachriemens wird eine zylindrische Form mit einer flachen inneren Umfangsfläche ohne die komprimierte Kautschukschicht formende Nuten 43a verwendet. Zur Herstellung eines Zahnriemens ist es vorteilhaft, die komprimierte Kautschukschicht formende Nuten 43a zu bilden, die den Zähnen des Zahnriemens entsprechen.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird die geformte Struktur des nicht vernetzten Rohlings, der zur Haftung an der inneren Oberfläche der zylindrischen Form 43 ausgebildet ist, mit Druck beaufschlagt und erhitzt, wodurch der Rohling vernetzt wird. Stattdessen kann eine geformte Struktur , die ein thermoplastisches Elastomer und einen Zugstrang in gestapelter Ausgestaltung umfasst, zur Haftung an der inneren Oberfläche der zylindrischen Form 43 ausgebildet werden und erhitzt und mit Druck beaufschlagt werden, wodurch die Schichtstruktur verbunden und einstückig ausgebildet wird.
Die vorstehenden Ausführungsformen sind lediglich bevorzugter beispielhafter Art und sollen dem Umfang, die Anwendung oder Verwendungen der vorliegenden Erfindung nicht beschränken.
Bezugszeichenliste

S: Riemenrohling
B: Keilrippenriemen
10: Riemenkörper
11: komprimierte Kautschukschicht
12: adhäsive Kautschukschicht
12': adhäsive Kautschukbahn
13, 13': Zugstrang
14, 14': Verstärkungsgewebe
15: V-förmige Rippe
21: Kernkautschukformwalze
21a: Trapeznut
22: flache Walze
31: Formdorn
32: Walze
33: Führung
33a: Kammzahn
36: geformte Struktur
38: Zugelement
40: Vernetzungsvorrichtung
41: drehbare Plattform (Rotationsmechanismus)
42: Expansionstrommel
42a: Rotationswelle
42b: Befestigungsring
42c: Spreizhülse
42d: Durchgangsloch
43: zylindrische Form
43a: die komprimierte Kautschukschicht formende Nut
43b: zurückgesetzte Nut
43c: ebene Fläche
47a,47b,47c: elektromagnetische Induktionsspule
48a,48b,48c: Temperatursensor
49: Einspritzdüse
111: Kernkautschukschicht
111': Kernkautschukbahn
111': nicht vernetzte Kautschukbahn
111a': die Kernkautschukbahn bildender Abschnitt (die komprimierte Kautschukschicht bildender Abschnitt)

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Riemens, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen einer zylindrischen Form (43) aus Metall mit jeweils einer Öffnung an beiden Enden, eines nicht vernetzten Rohlings (S') mit einer zylindrischen Gestalt mit jeweils einer Öffnung an beiden Enden, eines Rotationsmechanismus (41) zur drehbaren Lagerung der zylindrischen Form (43) und einer elektromagnetischen Induktionsspule (47a, 47b, 47c) zum Erhitzen der zylindrischen Form (43) durch elektromagnetische Induktion; Einsetzen des nicht vernetzten Rohlings (S') in die zylindrische Form (43); Anordnen der zylindrischen Form (43), in der der nicht vernetzte Rohling (S') angeordnet ist, auf und konzentrisch zu dem Rotationsmechanismus (41), wobei die zylindrische Form (43) nach oben und unten offen ist; und Formen eines zylindrischen Riemenrohlings (S) durch Erhitzen der zylindrischen Form (43) durch die elektromagnetische Induktionsspule (47a, 47b, 47c), während die zylindrische Form (43), die nach oben und unten offen ist, durch den Rotationsmechanismus (41) gedreht wird und der nicht vernetzte Rohling (S') von innen mit Druck beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Induktionsspule (47a, 47b, 47c) eine Vielzahl von elektromagnetischen Induktionsspulen (47a, 47b, 47c) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die elektromagnetischen Induktionsspulen (47a, 47b, 47c) in überlappender Weise mindestens einen identischen Bereich eines Außenumfangs der zylindrischen Form (43) erhitzen.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei eine Temperatur des gesamten Außenumfangs der zylindrischen Form (43) durch Steuern eines Stroms oder einer Spannung der elektromagnetischen Induktionsspulen (47a, 47b, 47c) basierend auf Informationen angepasst wird, die von einer Vielzahl von Temperatursensoren (48a, 48b, 48c) bereitgestellt werden, die um die zylindrische Form (43) herum angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die elektromagnetische Induktionsspule (47a, 47b, 47c) oder zumindest eine der elektromagnetischen Induktionsspulen (47a, 47b, 47c) mit einem Ende jenseits eines zugeordneten axialen Endes der zylindrischen Form (43) angeordnet ist und das zugeordnete axiale Ende erhitzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der nicht vernetzte Rohling (S') durch Spreizung einer Spreizhülse (42c), die im Inneren des nicht vernetzten Rohlings (S') angeordnet ist, gegen die zylindrische Form (43) gepresst wird, wobei die Spreizung durch Einleitung eines Fluids in die Spreizhülse (42c) erreicht wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, wobei der nicht vernetzte Rohling (S'), nachdem er erhitzt wurde, durch ein unmittelbares Ausstoßen von Kühlwasser an einen Außenumfang der zylindrischen Form (43) gekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, wobei der Rotationsmechanismus (41) die zylindrische Form (43) durch Punktkontakt an drei oder mehr Punkten lagert.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 8, wobei die zylindrische Form (43) auf dem Rotationsmechanismus (41) angeordnet ist, so dass die axialen Enden der zylindrischen Form (43) einander in der vertikalen Richtung gegenüber liegen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9, wobei die zylindrische Form (43), in der der nicht vernetzte Rohling (S') angeordnet ist, auf dem Rotationsmechanismus (41) angeordnet ist, so dass eine Mittelachse der zylindrischen Form (43) mit einer Mittelachse des Rotationsmechanismus (41) übereinstimmt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der nicht vernetzte Rohling (S') durch Spreizung der Spreizhülse (42c), die im Inneren des nicht vernetzten Rohlings (S') angeordnet ist, gegen die zylindrische Form (43) gepresst wird, wobei die Spreizung durch Einleitung eines Fluids durch ein in der Rotationswelle (42a) ausgebildetes Durchgangsloch in die Spreizhülse (42c) erreicht wird.
Zylindrische Form (43) zur Verwendung bei einem Riemenherstellungsverfahren, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen der zylindrischen Form (43) aus Metall mit jeweils einer Öffnung an beiden Enden, eines nicht vernetzten Rohlings (S') mit einer zylindrischen Gestalt mit jeweils einer Öffnung an beiden Enden, eines Rotationsmechanismus (41) zur drehbaren Lagerung der zylindrischen Form (43) und einer elektromagnetischen Induktionsspule (47a, 47b, 47c) zum Erhitzen der zylindrischen Form (43) durch elektromagnetische Induktion; Einsetzen des nicht vernetzten Rohlings (S') in die zylindrische Form (43); Formen eines zylindrischen Riemenrohlings (S) durch Erhitzen der zylindrischen Form (43) durch die elektromagnetische Induktionsspule (47a, 47b, 47c), während die zylindrische Form (43) durch den Rotationsmechanismus (41) gedreht wird und der nicht vernetzte Rohling (S') von innen mit Druck beaufschlagt wird, wobei die zylindrische Form (43) weder eine Leitung noch einen Fluidkanal zur Ermöglichung eines Durchtritts von Dampf zur Erhitzung oder von Wasser zum Kühlen umfasst, und in zumindest einem der axialen Endabschnitte einer Außenumfangsfläche der zylindrischen Form (43) eine zurückgesetzte Nut ausgebildet ist.
Zylindrische Form (43) nach Anspruch 12, wobei die zylindrische Form (43) aus einem einzigen metallischen Material gebildet ist.
Zylindrische Form (43) nach Anspruch 13, wobei die zylindrische Form (43) aus einem zylindrischen Körper gebildet ist, der in einer Situation, in der die zylindrische Form (43) derart angeordnet ist, dass sich axiale Enden der zylindrischen Form (43) einander in der vertikalen Richtung gegenüber liegen, bezogen auf einen vertikalen Mittelpunkt des zylindrischen Körpers symmetrisch ist.
Vernetzungsvorrichtung (40) zur Verwendung bei einem Riemenherstellungsverfahren, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen einer zylindrischen Form (43) aus Metall mit jeweils einer Öffnung an beiden Enden, eines nicht vernetzten Rohlings (S') mit einer zylindrischen Gestalt mit jeweils einer Öffnung an beiden Enden, eines Rotationsmechanismus (41) zur drehbaren Lagerung der zylindrischen Form (43) und einer elektromagnetischen Induktionsspule (47a, 47b, 47c) zum Erhitzen der zylindrischen Form (43) durch elektromagnetische Induktion; Einsetzen des nicht vernetzten Rohlings (S') in die zylindrische Form (43); und Formen eines zylindrischen Riemenrohlings (S) durch Erhitzen der zylindrischen Form (43) durch die elektromagnetische Induktionsspule (47a, 47b, 47c), während die zylindrische Form (43) durch den Rotationsmechanismus (41) gedreht wird und der nicht vernetzte Rohling (S') von innen mit Druck beaufschlagt wird, wobei die Vernetzungsvorrichtung (40) Folgendes umfasst: die zylindrische Form (43) aus Metall; den Rotationsmechanismus (41), der zur drehbaren Lagerung der zylindrischen Form (43) ausgebildet ist; und die elektromagnetische Induktionsspule (47a, 47b, 47c), die zum Erhitzen der zylindrischen Form (43) durch elektromagnetische Induktion ausgebildet ist, wobei der Rotationsmechanismus (41) eine Vielzahl von Lagervorsprüngen umfasst, die eine Kontaktfläche zwischen dem Rotationsmechanismus (41) und der zylindrischen Form (43) verringern.
Vernetzungsvorrichtung (40) zur Verwendung bei einem Riemenherstellungsverfahren, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen einer zylindrischen Form (43) aus Metall mit jeweils einer Öffnung an beiden Enden, eines nicht vernetzten Rohlings (S') mit einer zylindrischen Gestalt mit jeweils einer Öffnung an beiden Enden, eines Rotationsmechanismus (41) zur drehbaren Lagerung der zylindrischen Form (43) und einer elektromagnetischen Induktionsspule (47a, 47b, 47c) zum Erhitzen der zylindrischen Form (43) durch elektromagnetische Induktion; Einsetzen des nicht vernetzten Rohlings (S') in die zylindrische Form (43); und Formen eines zylindrischen Riemenrohlings (S) durch Erhitzen der zylindrischen Form (43) durch die elektromagnetische Induktionsspule (47a, 47b, 47c), während die zylindrische Form (43), die nach oben und unten offen ist, durch den Rotationsmechanismus (41) gedreht wird und der nicht vernetzte Rohling (S') von innen mit Druck beaufschlagt wird, wobei die Vernetzungsvorrichtung Folgendes umfasst: die zylindrische Form (43) aus Metall; den Rotationsmechanismus (41), der zur drehbaren Lagerung der zylindrischen Form (43) ausgebildet ist; und die elektromagnetische Induktionsspule (47a, 47b, 47c), die zum Erhitzen der zylindrischen Form (43) durch elektromagnetische Induktion ausgebildet ist, wobei die zylindrische Form auf und konzentrisch zu dem Rotationsmechanismus (41) angeordnet ist.
Vernetzungsvorrichtung (40) nach Anspruch 16, wobei der Rotationsmechanismus (41) eine Rotationswelle (42a) mit einem Durchgangsloch umfasst, wobei das Durchgangsloch zur Einleitung eines Hochdruckfluids zur Druckbeaufschlagung des nicht vernetzten Rohlings (S') von innen ausgebildet ist.
Vernetzungsvorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die elektromagnetische Induktionsspule (47a, 47b, 47c) eine Vielzahl von elektromagnetischen Induktionsspulen (47a, 47b, 47c) umfasst, die in einer Vielzahl von unterschiedlichen vertikalen Ebenen angeordnet sind, wobei benachbarte elektromagnetische Induktionsspulen (47a, 47b, 47c) in einer Umfangrichtung zu einander versetzt sind.
Vernetzungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei jede der Vielzahl von elektromagnetischen Induktionsspulen (47a, 47b, 47c) aus einer Rechtecksspule gebildet ist.