DE19900551C1 - Process for making an endless conveyor or drive belt - Google Patents

Process for making an endless conveyor or drive belt

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Abstract

Verfahren zum Herstellen eines endlosen Transport- oder Antriebsriemens aus einem thermoplastischen Kunststoff mit einer Zugverstärkung aus in den Kunststoff eingebetteten als Stapelfasern ausgebildeten Verstärkungsfasern, dadurch gekennzeichnet, daß die Stapelfasern mit einem Anteil von 0,5 bis 40 Gewichtsprozent dem Kunststoff zugemischt werden, daß der mit den Stapelfasern gemischte Kunststoff zu einem Profil extrudiert wird und daß das Profil in geeigneter Länge zu dem endlosen Riemen thermoplastisch verschweißt wird, wobei das Verschweißen homogen über den gesamten Profilquerschnitt erfolgt.A process for producing an endless transport or drive belt made of a thermoplastic with a tensile reinforcement made of reinforcing fibers embedded in the plastic as staple fibers, characterized in that the staple fibers are mixed with the plastic in a proportion of 0.5 to 40 percent by weight the staple fibers mixed plastic is extruded into a profile and that the profile is thermoplastic welded to the endless belt in a suitable length, the welding taking place homogeneously over the entire profile cross section.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines endlosen Transport- oder Antriebsriemens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing a endless transport or drive belt according to the Preamble of claim 1.

In der Antriebs- und Fördertechnik werden in großem Umfang endlose Riemen aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere auf Polyurethan- und Polyester-Basis verwendet. Je nach Verwendungszweck sind die Riemen als Rundriemen, Keilriemen, Flachriemen oder mit sonstigem Profilquerschnitt ausgebildet. Um die Zug- und Reißfestigkeit solcher Riemen zu erhöhen, ist es bekannt, in das Extrusionsprofil aus dem thermoplastischen Kunststoff im Koextrusionsverfahren eine Seele (Kern) als Zugträger einzubetten. Diese Zugträger-Seele besteht aus einem Strang aus Verstärkungsfasern, z. B. Aramid- Fasern, Glasfasern oder Carbonfasern, oder aus einem Nylon- oder Drahtseil.In drive and conveyor technology are on a large scale endless straps made of a thermoplastic, used especially on polyurethane and polyester basis. Depending on the intended use, the belts are round belts, V-belts, flat belts or with other profile cross-sections educated. To increase the tensile and tear strength of such belts increase, it is known in the extrusion profile from the thermoplastic in a coextrusion process Embed core (core) as tension member. This tension member soul consists of a strand of reinforcing fibers, e.g. B. aramid Fibers, glass fibers or carbon fibers, or from a nylon or wire rope.

Aus dem DE-GM 82 09 336 ist es bekannt, einen endlosen Riemen durch Extrudieren eines Profils herzustellen, welches dann in gewünschter Länge zu dem endlosen Riemen verschweißt wird. Zur Zugverstärkung weist der Profilquerschnitt eine Zugschicht auf, wobei das aus mehreren Schichten bestehende Profil auch koextrudiert werden kann. Für die Zugverstärkerschicht wird ein anderes Kunststoffmaterial mit einer höheren Zugfestigkeit verwendet.From DE-GM 82 09 336 it is known an endless belt by extruding a profile, which is then in desired length is welded to the endless belt. The profile cross-section has a for reinforcement Train layer, which consists of several layers Profile can also be co-extruded. For the Another plastic material is used with the tensile reinforcement layer higher tensile strength.

Das DE-GM 18 05 398 beschreibt einen Riemen aus Kunststoff, bei welchem zur Zugverstärkung Glasfasern entweder als Einzelfaserband oder als Glasfasergewebe in den Kunststoff eingebettet sind.DE-GM 18 05 398 describes a belt made of plastic, in which for the reinforcement of glass fibers either as Single fiber tape or as a glass fiber fabric in the plastic  are embedded.

Aus dem JP-Abstract 60-14631 ist ein endloser Riemen bekannt, der zur Zugverstärkung eine Seele aus einem verzwirnten Faserstrang aufweist. Die Verbindung der Profilenden zu dem endlosen Riemen wird mit einer einfachen oder mehrfachen Überlappung bewirkt.From JP abstract 60-14631 is an endless belt known to reinforce a soul from a train twisted fiber strand. The connection of the Profile ends to the endless belt is made with a simple or multiple overlap.

Bei diesen bekannten zugverstärkten Riemen treten Probleme beim Verschweißen des Extrusionsprofils zu endlosen Riemen auf. Die Zugträger-Seele behindert das thermoplastische Ver­ schweißen des Kunststoffs. Es ist daher üblich, die Zugträger-Seele an den miteinander zu verschweißenden Enden des Extrusionsprofils vor dem Verschweißen zu entfernen, so daß an der Schweißstelle nur das thermoplastische Kunststoff­ material zusammenstößt und verschweißt wird. Das Entfernen der Zugträger-Seele ist ein zeitraubender Arbeitsschritt. Insbesondere aber ergibt sich durch das Entfernen der Zug­ träger-Seele an der Schweißstelle eine unverstärkte Schwach­ stelle des Riemens mit geringerer Reiß- und Dehnungsfestig­ keit. Die bekannten Riemen neigen daher zu einem Reißen an der Schweißnaht.Problems arise with these known tension-reinforced belts when welding the extrusion profile into endless belts on. The tension member hinders the thermoplastic Ver welding the plastic. It is therefore common that Tension member core at the ends to be welded together to remove the extrusion profile before welding, so that only the thermoplastic at the weld material collides and is welded. The removal the tension member soul is a time-consuming work step. In particular, however, the train is removed weary soul at the weld site an unreinforced weakness place of the belt with less tear and stretch resistance speed. The known straps therefore tend to tear the weld.

Um die beim Verschweißen des Extrusionsprofils zu einem endlosen Riemen auftretenden Probleme zu vermeiden, ist es aus der DE-OS 21 53 751 bekannt, einen endlosen Riemen mit einer aus in den Kunststoff eingebetteten Stapelfasern bestehenden Zugverstärkung im Spritzgußverfahren herzustellen. Der mit den Stapelfasern vermischte Kunststoff wird in eine Spritzgußform eingespritzt, in welche weitere Schichten des Riemens eingelegt oder zusätzlich eingespritzt werden. Da der Riemen in seiner endgültigen endlosen Form gespritzt wird, muß für jede Größe des Riemens eine gesonderte Spritzgußform zur Verfügung stehen.In order to form the one when welding the extrusion profile to avoid endless belt problems known from DE-OS 21 53 751, an endless belt with one made of staple fibers embedded in the plastic existing reinforcement by injection molding to manufacture. The plastic mixed with the staple fibers is injected into an injection mold, in which further Layers of the belt inserted or additionally injected become. Because the belt in its final endless form is injected, one for each size of the belt separate injection mold are available.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit welchem endlose Transport- oder Antriebsriemen unterschiedlicher Größe mit hoher Zug- und Reißfestigkeit in kostengünstiger Weise hergestellt werden können.The invention has for its object a method for To provide with which endless transport or Drive belts of different sizes with high tension and Tear resistance can be produced in a cost-effective manner can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.According to the invention, this object is achieved by a method with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the sub claims marked.

Erfindungsgemäß wird ein Profil (Profilmaterial) für den Transport- oder Antriebsriemen aus einem thermoplastischen Kunststoff extrudiert. Vorzugsweise wird ein thermoplasti­ sches Elastomer auf Polyurethan- oder Polyester-Basis verwen­ det. Die Extrusion wird mit einer an sich bekannten Extru­ sionsanlage, z. B. einem Schneckenextruder durchgeführt.According to the invention, a profile (profile material) for the Transport or drive belt made of a thermoplastic Extruded plastic. Preferably a thermoplastic Use a polyurethane or polyester-based elastomer det. The extrusion is carried out with an extru known per se sionsanlage, z. B. performed a screw extruder.

Dem thermoplastischen Kunststoff wird ein Anteil von etwa 0,5 bis 40 Gewichtsprozent an Verstärkungsfaser zugemischt. Als Verstärkungsfasern haben sich inbesondere Glasfasern bewährt. Ebenso können auch andere Verstärkungsfasern, wie Aramid-Fa­ sern (Kevlar) oder Carbon-Fasern verwendet werden.The thermoplastic is a share of about 0.5 up to 40 percent by weight of reinforcing fiber mixed. As Reinforcing fibers have proven themselves in particular glass fibers. Other reinforcing fibers, such as aramid Fa (Kevlar) or carbon fibers can be used.

Je nach Art des thermoplastischen Kunststoffs und der Ver­ stärkungsfasern ergeben sich besonders gute Eigenschaften bei einem Fasernanteil von 5 bis 30 Gewichtsprozent und insbeson­ dere von 8 bis 20 Gewichtsprozent des Kunststoffes. Die Prozentangaben sind dabei jeweils auf die Gesamtmenge aus Kunststoff und Verstärkungsfaser bezogen. Die Verstärkungsfasern sind in einer möglichst homogenen Ver­ teilung in den Kunststoff eingemischt. Für eine solche homo­ gene Zumischung der Verstärkungsfasern zu dem Kunststoff ist es besonders günstig, wenn die Verstärkungsfasern als Stapel­ fasern (Kurzfasern) dem Kunststoff zugemischt werden. Ins­ besondere können solche Stapelfasern bereits mit der pulver- oder granulatförmigen Kunststoffmasse homogen vermischt der Extrusionsanlage zugeführt werden.Depending on the type of thermoplastic and Ver Reinforcing fibers result in particularly good properties a fiber content of 5 to 30 percent by weight and in particular 8 to 20 percent by weight of the plastic. The percentages are based on the total quantity Plastic and reinforcement fiber covered. The reinforcing fibers are as homogeneous as possible division mixed into the plastic. For such a homo gene admixture of the reinforcing fibers to the plastic  it is particularly favorable if the reinforcing fibers as a stack fibers (short fibers) are mixed into the plastic. Ins In particular, such staple fibers can already be or granular plastic mass homogeneously mixed Extrusion system are fed.

Das Extrusionsprofil kann unmittelbar als Transport- oder Antriebsriemen verwendet und zu endlosen Riemen verschweißt werden. Das Extrusionsprofil bildet dabei den gesamten Profilquerschnitt des Riemens. Der gesamte Riemenquerschnitt ist durch die Verstärkungsfasern verstärkt.The extrusion profile can be used as a transport or Drive belt used and welded to endless belts become. The extrusion profile forms the whole Profile cross section of the belt. The entire cross section of the belt is reinforced by the reinforcing fibers.

Das Extrusionsprofil kann auch als Zugverstärker-Seele verwendet werden. In diesem Falle wird das durch die Verstärkungsfasern verstärkte Extrusionsprofil mit einem thermoplastischen Kunststoff ohne Verstärkungsfasern ummantelt. Hierzu wird das Extrusionsprofil einer weiteren Extrusionsanlage zugeführt und im Koextrusionsverfahren mit dem thermoplastischen Kunststoff ummantelt. Eine besonders gute Verbindung zwischen dem Extrusionsprofil der Zugträger- Seele und der Ummantelung ergibt sich, wenn für das Extrusionsprofil und die Ummantelung derselbe thermoplastische Kunststoff verwendet wird.The extrusion profile can also be used as a train amplifier core be used. In this case, the Reinforcing fibers reinforced extrusion profile with a thermoplastic without reinforcing fibers encased. For this, the extrusion profile is another Extrusion system fed and in the coextrusion process with encased in thermoplastic. A special one good connection between the extrusion profile of the tension member Soul and the shroud emerges when for that Extrusion profile and sheathing the same thermoplastic is used.

Die Querschnittsform des Extrusionsprofils kann frei gewählt werden und ergibt sich aus dem Verwendungszweck. Es können Rundprofile, Keilprofile, Flachprofile und jede sonstige Pro­ filform hergestellt werden. Wird das Extrusionsprofil als Zugträger-Seele verwendet, so kann auch das Profil der Ummantelung in der Anwendung entsprechender Form gewählt werden.The cross-sectional shape of the extrusion profile can be chosen freely and results from the intended use. It can Round profiles, wedge profiles, flat profiles and any other pro filform can be produced. If the extrusion profile as Tension member soul used, so can the profile of the Sheathing chosen in the application of the appropriate shape become.

Der prozentuale Anteil der Verstärkungsfasern ist zumindest teilweise auch davon abhängig, ob das faserverstärkte Extru­ sionsprofil den gesamten Profilquerschnitt des Riemens bildet oder als kunststoffummantelte Zugträger-Seele verwendet wird. Insbesondere Glasfasern als zugemischte Verstärkungsfasern bewirken einen stärkeren Verschleiß der Extrusionsdüse. Die Extrusionsdüsen für kompliziertere Riemenprofile sind ver­ hältnismäßig kostspielig. Sofern der gesamte Profilquer­ schnitt durch Glasfasern verstärkt ist, wird daher versucht, den Anteil an Verstärkungsfasern möglichst gering zu halten, um den Verschleiß der kostspieligen Düse gering zu halten, wobei jedoch der Anteil der Verstärkungsfasern groß genug sein muß, um die gewünschte Verbesserung der Zug- und Reiß­ festigkeit zu erreichen. In diesen Anwendungsfällen wird der Anteil der Verstärkungsfasern vorzugsweise bei etwa 0,5 bis 15 Gewichtsprozent gewählt, wobei im allgemeinen bei einem Anteil von etwa 5 bis 10 Gewichtsprozent eine deutliche Ver­ besserung der Zug- und Reißfestigkeit erzielt wird, während der Verschleiß der Extrusionsdüsen noch nicht zu groß ist. Wird das faserverstärkte Extrusionsprofil dagegen als Zug­ träger-Seele verwendet, die mit Kunststoff ummantelt wird, so kann für die Zugträger-Seele ein einfaches Querschnittspro­ fil, z. B. ein kreisförmiges Querschnittsprofil, verwendet werden. Die kompliziertere Profilform des Riemens ergibt sich durch die Kunststoffummantelung. Da Extrusionsdüsen mit ein­ fachem Querschnitt, z. B. kreisförmigem Querschnitt, kosten­ günstig hergestellt werden können, kann in diesen Fällen ein stärkerer Verschleiß durch die Verstärkungsglasfasern in Kauf genommen werden. Es können daher höhere Anteile an Verstär­ kungsfasern eingesetzt werden, die bei etwa 5 bis 20 Ge­ wichtsprozent, vorzugsweise bei etwa 10 bis 15 Gewichtspro­ zent liegen.The percentage of reinforcing fibers is at least partly also depends on whether the fiber-reinforced extrusion  sionsprofil forms the entire profile cross section of the belt or is used as a plastic-coated tension member core. In particular glass fibers as admixed reinforcing fibers cause more wear on the extrusion nozzle. The Extrusion dies for more complex belt profiles are ver relatively expensive. If the entire profile cross cut is reinforced by glass fibers, attempts are therefore made to to keep the proportion of reinforcing fibers as low as possible, to keep the wear of the expensive nozzle low, however, the proportion of reinforcing fibers is large enough must be in order to improve the pull and tear desired to achieve strength. In these use cases, the Proportion of reinforcing fibers is preferably about 0.5 to 15 percent by weight, generally with one Share of about 5 to 10 percent by weight a clear ver improvement in tensile and tear strength is achieved while the wear of the extrusion nozzles is not yet too great. In contrast, the fiber-reinforced extrusion profile becomes a train carrier soul used, which is covered with plastic, so can be a simple cross-sectional pro for the tension member core felt. B. uses a circular cross-sectional profile become. The more complicated profile shape of the belt results through the plastic coating. Since extrusion dies with one multiple cross-section, e.g. B. circular cross section, cost can be produced cheaply in these cases stronger wear due to the reinforcing glass fibers in purchase be taken. It can therefore higher proportions of reinforcement Kung fibers are used, which at about 5 to 20 Ge percent by weight, preferably about 10 to 15 per weight lie cent.

Das Extrusionsprofil wird ohne Vor- oder Nachbearbeitung thermoplastisch verschweißt. Hierzu können die an sich bekannten Schweißverfahren verwendet werden, wie Spiegelschweißen, berührungsloses Schweißen, Reibschweißen, Infrarotschweißen, Ultraschallschweißen und Heiß­ luftschweißen.The extrusion profile is without pre- or post-processing thermoplastic welded. This can be done by itself known welding processes are used, such as  Mirror welding, non-contact welding, friction welding, Infrared welding, ultrasonic welding and hot air welding.

Das Extrusionsprofil weist an der Schweißnaht dieselbe hohe Zug- und Reißfestigkeit auf wie in den sonstigen nicht ge­ schweißten Bereichen. Bildet das Extrusionsprofil den gesamten Profilquerschnitt des Riemens, so ergibt sich eine Verschweißbarkeit, die durch die Verstärkungsfasern unbeeinflußt ist. Wird ein Riemen durch Ummantelung des Extrusionsprofil hergestellt, so läßt sich dieser Riemen über seinen gesamten Profilquerschnitt verschweißen, ohne daß die durch das Extrusionsprofil gebildete Zugträger-Seele gesondert bearbeitet werden muß. Die Verschweißung erfolgt über den Querschnitt des Extrusionsprofils und der Ummantelung in gleicher Weise und homogen.The extrusion profile has the same high weld seam Tensile and tear strength as in the other not ge welded areas. The extrusion profile forms the entire profile cross section of the belt results in a Weldability by the reinforcing fibers is unaffected. If a belt is covered by sheathing the Extrusion profile manufactured, so this belt can be weld its entire profile cross section without the tension member core formed by the extrusion profile must be processed separately. The welding takes place about the cross section of the extrusion profile and the Sheathing in the same way and homogeneously.

Zugversuche mit erfindungsgemäß hergestellten Riemen ergaben eine einwandfreie Verbindung im Bereich der Schweißnaht. Die Extrusionsprofile mit der Schweißnaht wurden z. B. in fol­ genden Zugversuchen geprüft:
Tensile tests with belts produced according to the invention showed a perfect connection in the area of the weld seam. The extrusion profiles with the weld were z. B. tested in the following tensile tests:

  • 1. Ein Rundprofil mit 3 mm Durchmesser aus Polyurethan mit einem Glasfaseranteil von 10% brach erst bei einer Belastung von 250 N und einer Dehnung von 65%.1. A round profile with a 3 mm diameter made of polyurethane a glass fiber content of 10% only broke when loaded of 250 N and an elongation of 65%.
  • 2. Dieses Extrusionsprofil wurde im Koextrusionsverfahren zusätzlich mit Polyurethan (PU80A) zu einem Rundriemen mit einem Durchmesser von 9 mm ummantelt. Der Rundriemen war bis zu 500 N belastbar bei einer Dehnung von 400% ohne daß ein Bruch des Riemens auftrat. Erst bei einer Dehnung von 700% brach der Riemen. Der Bruch trat aber weder bei der Zugträger-Seele aus dem Extrusionsprofil noch bei der Ummantelung im Bereich der Schweißnaht auf.2. This extrusion profile was made in the coextrusion process additionally with polyurethane (PU80A) to a round belt with with a diameter of 9 mm. The round belt was up resilient to 500 N with an elongation of 400% without a Belt breakage occurred. Only with an elongation of 700% the belt broke. The break did not occur with the Tension member core from the extrusion profile still at the Sheathing in the area of the weld seam.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen eines endlosen Transport- oder An­ triebsriemens aus einem thermoplastischen Kunststoff mit einer Zugverstärkung aus in den Kunststoff eingebetteten als Stapelfa­ sern ausgebildeten Verstärkungsfasern, dadurch gekennzeichnet, daß die Stapelfasern mit einem Anteil von 0,5 bis 40 Gewichts­ prozent dem Kunststoff zugemischt werden, daß der mit den Sta­ pelnfasern gemischte Kunststoff zu einem Profil extrudiert wird und daß das Profil in geeigneter Länge zu dem endlosen Riemen thermoplastisch verschweißt wird, wobei das Verschweißen homogen über den gesamten Profilquerschnitt erfolgt. 1. A method for producing an endless transport or drive belt made of a thermoplastic with a tensile reinforcement made of reinforcing fibers embedded in the plastic as staple fibers, characterized in that the staple fibers are mixed with the plastic in a proportion of 0.5 to 40 percent by weight be that the pelnfibres mixed with the plastic staple is extruded into a profile and that the profile is thermoplastic welded in a suitable length to form the endless belt, the welding taking place homogeneously over the entire profile cross section. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein An­ teil von 5 bis 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 8 bis 20 Gewichtsprozent der Stapelfasern dem Kunststoff zugemischt sind.2. The method according to claim 1, characterized in that an An part from 5 to 30 percent by weight, preferably from 8 to 20 Weight percent of the staple fibers mixed with the plastic are. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ther­ moplastische Kunststoff ein Elastomer auf Polyurethan- oder Polyester-Basis ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the ther moplastic plastic an elastomer on polyurethane or Is polyester base. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stapelfasern Glasfasern sind.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the Staple fibers are glass fibers. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stapelfasern Aramid-Fasern oder Carbon-Fasern sind.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the Staple fibers are aramid fibers or carbon fibers. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ex­ trusionsprofil den gesamten Profilquerschnitt des Riemens bildet.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the Ex trusionsprofil the entire profile cross section of the belt forms. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ex­ trusionsprofil mit einem thermoplastischen Kunststoff umman­ telt ist.7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the Ex trusion profile with a thermoplastic plastic umman telt is. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ex­ trusionsprofil im Koextrusionsverfahren mit dem thermopla­ stischen Kunststoff ummantelt wird. 8. The method according to claim 7, characterized in that the Ex trusion profile in the coextrusion process with the thermopla plastic is encased.   9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunst­ stoff des Extrusionsprofils und der Kunststoff der Ummante­ lung gleich sind.9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the art material of the extrusion profile and the plastic of the casing lung are the same. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sta­ pelfasern mit dem pulver- oder granulatförmigen Kunststoff homogen vermischt der Extrusion zugeführt werden.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Sta pellet fibers with the powder or granular plastic homogeneously mixed are fed to the extrusion.
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