DE2123902A1

DE2123902A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von armierten Profilbändern aus extrudierbarem Material

Info

Publication number: DE2123902A1
Application number: DE19712123902
Authority: DE
Inventors: Rudolf 4952 Hausberge; Kohlmeier Herbert 4973 Uffelb. M Breher
Original assignee: BRECO Kunststoffverarbeitung-GmbH & Co KG, 4951 Vennebeck
Priority date: 1971-05-14
Filing date: 1971-05-14
Publication date: 1972-11-23
Also published as: FR2137850A1; GB1356504A; DE2123902B2; US3880558A; FR2137850B1; IT959723B; JPS5415701B1; DD99749A5

Description

BRECO Kunststoffverarbeitunge-OmbH 4 Co. KG in Vennebeck

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von armierten Profilbändern aus extrudierbarem Material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von armierten Profilbändern aus Kunststoffen, Elastomeren oder dergleichen extrudierbarem Material mit einer in Längsrichtung verlaufenden zugfesten Einlage z.B, aus : mehreren einzelnen Drähten oder Fäden, wobei zwei im ; Kreislauf geführte, endlose Hälften einer geteilten . Form durch Zusammenführen entlang einem Abschnitt ihrer Länge einen geschlossenen Formteil bilden, an dessen Anfang dae Düsenrohr eines Extruders zwischen den zusammengeführten Formhälften abdichtend geführt wird und in den geschlossenen Formteil einmündet, und _; wobei die Länge und Fortbewegungsgeschwindigkeit dee ' geschlossenen Formteils sowie die Extrusionsgeschwindigkeit des Extruders derart bemessen werden, daß die as Ende des geschlossenen Formteils liegenden Formhohlräu*· der Form von erstarrtem Material verschlossen werden : und in diesen Formhohlräumen bis zur Erstarrung dee Materials ein Nachdruck zum Schwundausgleich erzeugt wird.

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Al· Zehnriemen auegebildete armierte Profilbänder sind bisher ζ.B. in der Weise hergestellt worden, daß ein Kunststoffstrang zwischen Walzen hindurchgeführt wird, wobei gleichzeitig auf der einen Seite des Stranges, die Verzahnung eingepresst wird und auf der anderen Seite zugfeste Einlagen in den Strang eingewalzt werden..Bei dieser Herstellungsweise ist das extrudierte Material bereits soweit abgekühlt und verfestigt, daß es lediglich noch die für die Verformbarkeit erforderliche Plastizität besitzt. Diese Herstellungsweise hat daher den Nachteil, daß sich die zugfesten Einlagen nicht mit dem Material derart innig verbinden, daß die Zugkräfte von den Zähnen auf die Einlagen übertragen werden kommen, ohne daß die Einlagen in dem Zahnriemen wandern. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, daß das Material dem bei der Verformung auf den Strang ausgeübten Druck zu verschiedenen Seiten hin ausweichen kann, so daß dae α verformte Material beim Abkühlen unkontrollierbar schrumpft und keine genaue und maßhaltige Formgebung gewährleistet ist.

Es ist bekannt, profilierte gewöhnliche Kunststoffstränge in der Weise kontinuierlich herzustellen, daß · die beiden Hälften einer geteilten Form je aus einer Mehrzahl von einzelnen Formsegmenten bestehen, die

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gelenkig miteinander verbunden Bind und eine endlose Kette bilden, wobei die beiden Ketten derart im Kreislauf geführt werden, daß ein Abschnitt gebildet wird, an dessen Anfang die Formsegmente zusammengeführt werden und abdichtend über das Düsenrohr eines Extruders entlanggleiten und an dessen Ende die Segmente wieder voneinander abgehoben werden, wobei der Formhohlraum dieses Abschnittes, an dessen Anfang plastifiziertes Material eingespritzt wird, an seinem Ende durch das erstarrte Material verschlossen ist. Bei den mit dieser bekannten Vorrichtung hergestellten und herstellbaren profilierten Kunststoffsträngen handelt es sich nicht ; um armierte Profile, die in das Material eingebettete, in Längsrichtung des Profils verlaufende zugfeste Ein- j lagen aufweisen. Darüberhinaus besteht ein Wachteil dieser bekannten Vorrichtung darin, daß sich bei den Gliederketten Toleranzen in den Gelenken ergeben, die sich addieren und vor allem im Falle der Herstellung eines Zahnriemens, von dem eine präziese Zahnteilung verlangt wird, untragbar hohe Ungenauigkeiten zur Folge haben.

Zur Herstellung von langen Transportbändern aus Gummi j ist ein kontinuierliches Vulkanisierverfahren bekannt, bei dem ein endloses Stahl druckband um einen Teil des ^ί Uittfangs einer beheizten und rotierenden Vulkanisiertrommel heü^umgeschlungen ist und auf das Band eine aus einzelnen Platten bestehende vorkonfektionierte Ware

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aufgelegt wird, die zwischen das Stahldruckband und die Vulkanieiertrommel eingezogen wird und während des Durchlaufs zu einem durchgehenden Transportband . vulkanisiert wird.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs genarrten Art sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von armierten Profilbändern aus Kunststoff oder dergleichen extrudierbarem Material zu schaffen, die das Problem der wirtschaftlichen kontinuierlichen Herstellung, der gleichzeitigen Erzeugung des zur Erzielung einer vollen Ausformung und einer hohen Maßhaltigkeit des Erzeugnisses erforderlichen Spritzdruckes und Schwundausgleich-Nachdruckes im Formhohlraum sowie des gleichzeitigen Einbettens von Armierungseinlagen bereits in das extrudierte plastifizierte und noch flüssige Material lösen und eine insbesondere für die Zahnteilung von Zahnriemen erforderliche nohe Genauigkeit des hergestellten Erzeugnisses gewährleisten.

Ausgehend von einer Herstellungsmethode der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß durch teilweise umschlingendes Herumführen eines endlosen Bandes um ein umlaufendes Rad ein geschlossener kreisbogenförmiger Formteil mit Formhohlräumen zwischen dem Band und dem Rad gebildet und am

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Anfang dieses geschlossenen Formteile das Material in dessen Formhohlräume eingespritzt wird und daß die zugfeste Einlage zwischen de* noch geöffneten Formabschnitt vor der Düsenrohrmündung den Formhohlräumen des geschlossenen Formteils hinter der Düsenrohrmündung derart abgedichtet zugeführt wird, daß entlang der Einlage keine Verbindung zwischen dem geschlossenen Formteil hinter und dem offenen Formabschnitt vor der Düa-enrohrmündung besteht. Für die Herstellung eines : einseitig gezahnten Zahnriemens beispielsweise wird in vorteilhafter und einfachster Weise das Formrad auf seinem Umfang mit den die Zähne formenden Hohlräumen ; versehen, die in einer exakten zahnradartigen Teilung ^: angeordnet und, um ein geschlossenes Formteil zu bil- \ den, durch ein einfaches flaches Stahlband abgedeckt werden können, so daß kontinuierlich ein Zahnriemen hergestellt werden kann, der eine außerordentlich hohe ^ und präziflse Genauigkeit und Zahnteilung besitzt. Die \ Düsenrohrmündung schließt die Formhohlräume am Anfang ! des geschlossenen Formteils abdichtend ab, und der i Uatschlingungswinkel des Formrades kann unter Berück- · siehtigung der Fortbewegungsgesehwindigkeit des ge- = schlossenen Formteils und der Extrusionsgeschwindig- _: ^: keit des Extruders so groß bemessen werden, daß das : Material erstarrt ist und die Formhohlräume am Ende = des geschlossenen Formteils vom erstarrten Material verschlossen werden, bevor sich das Band von dem Formrad wieder abhebt. Infolgedessen kann das Material

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Bit dem erforderlichen hohen Spritzdrück eingespritzt ^: werden und kann bis zur Erstarrung des Materials in den geschlossenen Formhohlräumen der erforderliche Nachdruck zum Schwundausgleich aufrechterhalten werden. Mit dem Extrudieren des plastifizierten bzw. flüssigen Materials in den geschlossenen Formteil wird gleichzeitig die zugfeste Einlage in den geschlossenen Formteil eingeführt, so daß die zugfeste Einlage direkt hinter der Düsenrohrmündung mit dem extrudierten Material umspritzt wird und sich auf diese Weise innig mit dem Material bzw. dem Profilband verbindet, und da die zugfeste Einlage abdichtend dem geschlossenen Formteil zugeführt wird, was bei einer aus einer Mehrzahl von einzelnen Drähten bestehenden Einlage in vorteilhafter Weise derart erfolgen kann, daß" jeder Draht durch einen mit einer Dichtung versehenen Kanal des Düsenmundstückes hindurchgezogen wird, kann der Spritzdruck nicht an der! Zuführungsstelle der Einlage entweichen. Zusätzlich kann auch das endlose Band mit Formhohlräumen versehen werden, um auf diese Weise' z.B. einen beidseitig gezahnten Zahnriemen herzustellen. Hierbei kann das Band alt einfachen Mitteln mit dem Formrad in eine Art Zahneingriff; gebracht werden, wodurch ein Schlupf des Bandes auf des; Formrad vermieden und eine exakte Lage'Zähne auf der einen Seite des Zahnriemene gegenüber den Zähnen auf der anderen Seite des Zahnriemens gewährleistet wird.

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Das erfindungsgeaäie Verfahren eowie weitere Merkmale der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, in der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt sind, und zwar zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtmg in

einem Schnitt nach der Linie I-I in Pig. 2; Pig. 2 einen Teil der Vorrichtung im Schnitt nach der

Linie II-II in Pig. 1;
Pig. 3 einen Ausschnitt aus Pig. 1 in vergrößerter Darstellung;

Fig. 4 und 5 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung in Darstellungen entsprechend den Figuren 1 und 2;

Fig. 6 und 7 weitere Ausführungsformen der Vorrichtung in Darstellungen entsprechend der Fig. 3.

Fig. 1 bis 3 zeigen eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines einseitig gezahnten armierten 'Zahnriemens mit in Längsrichtung verlaufenden zugfesten Drahteinlagen. Die geteilte Form besteht aus einem rotierenden Formrad 1 und einem endlosen flachen Stahl— band 2. Das Stahlband 2 wird mit Hilfe eines oberen Leitrades 3 mit dem Formrad 1 zusammengeführt und nach einem bestimmten Umschlingungsweg mittels eines unteren Leitrades 4 vom Formrad wieder abgehoben und über ein ümlenkrad 5 im Kreislauf wieder zum Leitrad 3 zurückge-

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führt» Das Formrad 1 besteht aus einer mittleren Profilscheibe 6 und zwei Seitenscheiben 7. Die Profilscheibe 6 ist auf ihrem IMfang zahnradartig mit Zähnen 8 und Zahnilücken 9 versehen, wobei die Zahnlücken 9 die Formhohlräume darstellen, die mit extrudiertem Material füllbar! sind und die Zähne des herzustellenden Zahnriemens formen Diese Formhohlräume werden durch das mit dem Formrad ^; zusammengeführte Stahlband abgedeckt und verschlossen, wobei der Abschnitt des Stahlbandes 2 zwischen den : beiden Leiträdern 3 und 4 und der von diesem Bandabschnitt umschlungene Umfangsteil des Formrades 1 den geschlossenen Formteil bilden. Damit das Stahlband 2 einen der Banddicke des Zahnriemens entsprechenden Abstand von den Kammflächen der Zähne 8 einhält, sind die beiden Seitenscheiben 7 mit einer Schulter Io versehen, auf denen das Stahlband 2 aufliegt. Seitlich außerhalb der Schultern 1o sind die Seitenscheiben 7 mit Fuhrungsrändern 11 versehen, die das Stahlband 2 quer zur Bandrichtung exakt auf dem Formrad 1 führen. Durch Auswechseln der Profilscheibe 6 kann die Vorrichtung in einfacher Weise auf.die Herstellung von Profilbändern verschiedener Dicke und mit unterschiedlichen Zahnungen umgestellt werden.

Der von dem Stahlband 2 und dem Formrad 1 gebildete geschlossene Formteil wird an seinem Anfang durch ein am Düsenrohr 12 angebrachtes Düsenmundstück 13 dicht

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verschlossen. Wie Fig. 3 deutlicher zeigt, liegt das Düsenmundstüek 13 nach oben Bit einer kreisbogenföraigen Dichtfläche an dem um das Leitrad 3 herumgeführten : Stahlband 2 abdichtend an. Nach unten liegt das Düsenmund stück 13 mit einer kreisbogenfömigen Dichtfläche an den Kammflächen 14 gleichzeitig mehrerer Zähne 8 der Profilscheibe 6 abdichtend an. Seitlich gleiten an dem ; Düsenmundstück 13 die Innenflächen der beiden Seitenscheiben 7 abdichtend entlang. Das Düsenmundstück 13 ist mit einer Bohrung 15" versehen, durch die das plastifizierte Material in den geschlossenen Formteil eingespritzt wird. Ferner ist das Düsenmundstück 13 mit eine* Mehrzahl von Kanälen 16 versehen, durch die jeweils ein Verstärkungsdraht 17 von außen her in den geschlossenen Formteil eingeführt wird. Diese Kanäle 16 sind mit Dichtungen 18 versehen, die die Drähte 17 abdichtend um4 schließen.

Das Düsenmundstück 13, das Formrad 1 und das obere Ieit4 rad 3 können vorteilhafterweise mit nicht näher dargestellten Heiz- und Kühleinrichtungen versehen sein. Durdh Auswechseln des Düsenmundstückes 13 am Düsenfohr 12 kan4 die Vorrichtung auf die Verwendung von Verstärkungseinlagen z.B. anderer Dicke oder anderer Anzahl umgestellt _: werden. Ferner kann durch Anwendung eines Düeenmundstückes, einer Profilscheibe und eines Stahlbandes beliebiger Breite die Vorrichtung in einfacher Weise auf

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die Herstellung von Profilbändern verschiedener Bandbreite umgestellt werden.

Wie Fig. 6 zeigt, können die Zähne 8 der Profilscheibe 6 mit Wickelnasen 19 versehen sein, auf die sich die Verstärkungseinlagen 17 nach dem Austritt aus dem Düsenmundstück 13 auflegen und die die Verstärkungseinlageη 17 in einem Abstand von den Kammflächen 14 der Zähne 8 halten, so daß die Verstärkungseinlageη 17 im mittleren Bereich der Profilbanddicke in das Material eingebettet werden. An dem fertigen Erzeugnis sind dann allerdings ' die Verstärkungseinlageη an den Berührungsstellen mit ; den Wickelnmsen nicht mit Kunststoff überzogen. Der- ; artige blanke Stellen der Verstärkungseinlageη werden \ mit der'Fig. 3 dargestellten Ausbildung des Düsenmundstückes 13 vermieden. In Fig. 3 besitzt das Düsenmund- ^: stück 13 einen in den geschlossenen Formteil mündenden Hauptaustritt 2o der Bohrung 15 für das plastifizierte Material und gleichzeitig für die Ve r star kungs einlage η 17» der ein inniges Ummanteln der Verstärkungseinlageη mit plastifiziertem Material bewirkt. In Drehrichtung des Formrades 1 vor diesem Hauptaustritt 2o besitzt das Düsenmundstück 13 auf seiner mit dem Umfang des Form- : rades respektive der Profilscheibe abdichtend zusammenwirkenden Gleit- und Dichtfläche eine zusätzliche Düsenbohrung 21. Mit Hilfe dieser zusätzlichen DUsenbohrung21 wird auf die Kammfläche 14 eines jeden Zahnee 8, bevor der Zahn in den Bereich des geschlossenen Formteile

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eintritt, eine dünne Kunststoffschicht aufgetragen, die sich mit dem durch den Hauptaustritt 20 extrudierten Material fest verbindet, jedoch vorher, ggfls. unterstützt durch entsprechende Temperierung des Formrades, soveit erstarrt ist, daß sie die Einlagen 17 in einem Abstand von den Zahnkammflächen 14 zu halten vermag. Auf diese Weise verden einerseits Wickelnasen überflüssig gemacht und.vird andererseits erreicht, daß die zugfesten Einlagen keine blanken Stellen mehr aufveisen, an denen die Gefahr von Korrosionen besteht, sondern vollständig mit einer Schutzschicht aus Kunststoff überzogen sind.

Die Figuren 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung eines auch rückseitig profilierten Zahnriemens. Hier ist das Stahlband 22 zvischen seinen beiden abdichtend auf den Seitenscheiben 7 des Formrades aufliegenden Rändern mit zu seiner dem Formrad abgekehrten Seite herausgedrückten Wölbungen 23 versehen, die Forahohlräume bilden und die Formgebung von Profilierungen auf der Zahnriemenrückseite bewirken.

Die Figur 6 zeigt eine Ausbildung eines Stahlbandes 24 zur Herstellung von beidseitig gezahnten Zahnriemen. Das Stahlband 24 besitzt in bestimmter Teilung angeordnete Durchbrechungen 25, die auf der dem Formrad abgevandten Bandseite durch Hauben 26 überdeckt sind. Diese Hauben bilden Formhohlräume am Stahlband 24, die durch die Durchbrechungen 25 hindurch mit plastifizierte» Material füllbar sind und die Formgebung einer Verzahnung auf der j

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«weiten Seite des Profilbandes bewirken. Auf den Seiten- * scheiben des Formrades können Nocken 27 oder dergleichen angeordnet sein, die zahnradartig mit entsprechenden Aussparungen 28 an den Hauben 26 in Eingriff gelangen, um auf diese Weise einen Schlupf zwischen Stahlband 24 und Formrad Λ zu unterbinden. Dieser Zahneingriff kann so vorgesehen werden, daß im Bereich des geschlossenen Formteils die von den Hauben 26 gebildeten Formhohlräume den von den Zahnlücken 9 gebildeten Formhohlräumen gegenüberliegen oder gegebenenfalls gegenüber den letzteren versetzt sind.

Unter armierten Profilbändern im Sinne der Beschreibung sind beispielsweise Treibriemen, Keilriemen, Zahnriemen, Förderbänder und dergleichen zu verstehen, die zugfeste Einlagen zum Beispiel in Form von Fäden, Drähten, Litzen, Seilen oder Bändern aus Kunststoff oder Metall aufweisen.

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Claims

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1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von armierten Profilbändern aus extrudierbarem Material mit einer zugfesten Einlage, wobei zwei im Kreislauf geführte, endlose Hälften einer geteilten Form durch Zusammen- ; führen «ntlang einem Abschnitt ihrer Länge einen geschlossenen Formteil bilden, an dessen Anfang das Düsenrohr eines Extruders zwischen den zusammengeführten Form halften abdichtend geführt wird-und in den geschlossenen Formteil einmündet, und wobei die Länge und Fortbewegurigsgeschwindigkeit des geschlossenen Formteils sowie die Extrusionsgeschwindigkeit des Extruders der-" art bemessen werden, daß die am Ende des geschlossenen Formteils liegenden Formhohlräume der Form von erstarrtem Material verschlossen werden und in diesen Formhohlräumen bis zur Erstarrung des Materials ein Nachdruck zum Schwundausgleich erzeugt wird, dadurch gekennf zeichnet, daß durch teilweise umschlingendes Herumführen eines endlosen Bandes um ein umlaufendes Rad ein geschlossener kreisbogenförmiger Formteil mit Formhohlräumen zwischen dem Band und dem Rad gebildet und am Anfang dieses geschlossenen Formteils das Material in dessen Formhohlräume eingespritzt wird und daß die zugfeste Einlage zwischen dem noch geöffneten Formatechnitt vor der Düsenrohrmündung den Formhohlräumen des ge- ; schlossenen Formteils hinter der BUeenrohrmündung derart * — 1 —

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abgedichtet zugeführt wird, daß entlang der Einlage keine Verbindung zwischen dem geschlossenen Formteil hinter und dem offenen Formabschnitt vor der Dtisenrohrmündung besteht.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geteilte Form aus einem auf seinem Umfang Formhohlräume (9) aufweisenden Formrad (1) und einem mit dem Formrad umlaufenden endlosen Band (2) besteht, das auf dem Formrad auf · einem Teil seines Umfangs aufliegt und auf diesem von dem -BandXjmBchlungenen Umfangsteil des Formrades dessen Formhohlräume abdeckend verschließt, und daß das Düsen-; rohr (12) mit einem am übergang des offenen Formabschnitts in den geschlossenen Formteil an dem Band und an dem Formrad anliegenden Mundstück (13) versehen ist und dieses Mundstück je zugfester Einlage (17) einen in den geschlossenen Formteil einmündenden Kanal (16) besitzt, durch den die Einlage abdichtend hindurchführ-; bar ist.

3. Vorrichtung naA Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenfohrmundstück (13), in Drehrichtung des Form- i rades vor seiner den Hauptaustritt (2o) des Materials uhd den Austritt der Einlage in den geschlossenen Formteil ''■■ aufweisenden Stirnfläche, auf seiner mit dem Umfang dee Formrades abdichtend zusammenwirkenden Gleit- und Dichtfläche eine zusätzliche Düsenbohrung (21) aufweist,

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durch die eich auf diejenigen Pomflachen dee Pormradeej auf die sich die Einlage nach dem Austritt aus dem
Mundstück auflegt, vorher eine dünne Materialschicht : aufzutragen vermag.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3_f dadurch gekennzeich- net, daß das endlose Band (2) mit auf seiner dem Pormrad abgekehrten Bandseite herausgewölbten Formhohlräuaen (23) versehen ist. :

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Formrad (1) und das Band (2) mittels zahnradähnlichen Zahneingriffen gegen Verrutschen in Bewegungsrichtung miteinander gesichert sind.

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