DE2653159A1 - Verfahren zur herstellung von baendern, insbesondere foerderbaendern aus gummi oder anderen plastischen massen mit verstaerkungs-einlagen - Google Patents

Description

Schiesser AG, Zürich (Schweiz)

Verfahren zur Herstellung von Bändern,
insbesondere Förderbändern aus Gummi
oder anderen plastischen Massen mit

Verstärkungs-Einlagen

Bei Förderbändern aus Gummi oder anderen plastischen Materialien, wie PVC oder ähnliches ist normalerweise
ein komplizierter Fertigungsvorgang notwendig, um die gewünschte Festigkeit sowohl in Längsrichtung wie auch in Querrichtung sowie die gewünschte Tragfähigkeit zu erhalten.

Nach den bisher bekannten Herstellungsverfahren werden zur Verstärkung "eingewobene Gewebe aus Baumwolle oder synthetischen Fasern und gegebenenfalls auch Stahldraht eingesetzt, wobei xvle folgt vorgegangen wird:

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Die Gewebe (bei sehr breiten Förderbändern von z.B. 2000mm Breite manchmal 12 oder mehr Gewebelagen und bei schmalen Förderbändern von z.B. 400 bis 1000mm Breite durchschnittlich 4 bis 8 Gexirebelagen) werden in speziellen Trockenschränken vorerst durch Trocknung von Feuchtigkeit befreit.

Danach gehen diese Gewebelagen entweder durch einen Typ-Tank mit Klebelösung, um eine gute Verbindung zwischen Gewebe und Gummischicht zu erzielen oder aber sie \tferden auf einer Streichmaschine mit einer Haftschicht aus Gummi-Zement bestrichen. Da beide Seiten belegt werden müssen, ist es vielfach notwendig, dass das Gewebe zweimal oder mehr durch diese Streichmaschine läuft. Die Lösungsmittel gehen dabei entweder verloren, oder müssen durch teure Spezialanlagen zurückgewonnen werden.

Um eine gute Verbindung von Gewebe zum Gummi,respektive von einer Gewebeschicht ;ur anderen Gewebeschicht, zu erhalten, müssen dabei den Lösungen, respektive den Gummischichten sehr teure Haftmittel beigegeben werden.

Anschliessend an diese Operationen laufen diese Gewebe durch einen Kalander mit mindestens 3 Walzen, um eine dünne Gummischicht auf das Gewebe aufzutragen, welche dann die Verbindung zum nächsten Gewebe ergibt. Man nennt diesen Vorgang Friktionieren. Da diese Gummischicht auf beiden Seiten vorhanden sein muss, muss das Gewebe auch hier in den meisten Fällen zweimal durch die Maschine laufen, oder aber man verfügt über einen sehr teuren Kalander mit vier Walzen.

Die so präparierten Gewebe, zu langen Rollen aufgewickelt, wobei zur Vermeidung einer Verklebung ein speziell präpariertes Gewebe mitlaufen muss (Mitläufer), werden in möglichst langen Stücken auf Rollen aufgerollt und kommen so zur weiteren Operation. Um ein Anvulkanisieren der Gummischichten, vor allem im Sommer in den warmen Räumen zu vermeiden, sollte dabei relativ rasch gearbeitet werden, da bei einer Anvulkanisierung eine gute Verbindung nicht mehr'möglich ist.

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Die einzelnen Gewebebahnen werden nun zu einem

Paket zusammengenommen und gehen durch einen Kalander mit zwei Walzen (dem sogenannten Doublieren), wodurch sich dann ein Paket von Gewebeverstärkung ergibt, dem sogenannten Sandwich.

In einer separaten Operation werden auf dem Kalander die Deckplatten gezogen (obere und untere Abdeckungsschicht, wobei wieder zur Vermeidung einer Verklebung mit einer Zwischenleinwand gearbeitet werden muss) und diese zwei Deckplatten werden wiederum durch den Kalander oder aber von Hand aufgerollt, mit dem Sandwich aus der Gewebeverstärkung verbunden. Um ein Eindringen von Wasser, Luft oder Verunreinigung wie Sand zu vermeiden, "werden entweder extrudierte Streifen oder aber aus Platten geschnittene Streifen seitlich angelegt. Danach erfolgt die Vulkanisierung entx^eder in Pressen (Langpressen von 5 bis 20 m), oder auf der Durchlauf-Vulkanisiermaschine mit grossen, beheizten. Walzen und Gegendruckband aus Stahl oder Gummi der sogenannten Auzia oder Rotocure.

Bei sehr breiten Bändern von z.B. 2000mm Breite oder mehr, welche in der Länge auch in sehr grossen Stücklängen angefertigt werden nüssen, wird zwischen den Gewebeschichten eine Platte eingelegt, welche in Längsrichtung mit Stahlseilen von 4 bis 12 be Durchmesser versehen ist. Die Herstellung dieser Stahlcord-Platte ist sehr kompliziert und nur mit teuren Installationen nöglich, so dass nur grosse, sehr finanzkräftige Firmen solche Spezialbänder anfertigen können. Diese Stahlcord-Platten werden ebenfalls auf dem Kalander hergestellt, wobei unbedingt mit einen grossen, sehr teuren und arbeitssowie en.ergie-aufwendigen Kalander mit vier Walzen gearbeitet werden muss.

Je dicker das Seil ist, umso schwieriger wird

diese Operation. Schon bei einem Drahtseil von nur 6 mm ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten, um das Material aus Gummi oder anderem plastischen Material voll zwischen die Seile und

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um die Seile zu legen. Die Drahtseile müssen sehr straff gespannt sein, und zwar von vorn wie auch von hinten am Kalander, damit das eintretende Gummimaterial die Drahtseile nicht verschieben kann. Die Drahtseile sind normalerweise in einem Abstand von 10 bis 15 mm von Mitte zu Mitte Drahtseil gerechnet, eingebettet.

Figuren 1 und 2 der Zeichnung zeigen nach herkömmlichen Verfahren hergestellte Bänder. Da, wie Zeichnung zeigt, von beiden Seiten zwei Gummiprofile um die Walzen laufen, und dazwischen die Seile eintreten, kann der Einschluss von Luftblasen nicht ganz vermieden werden. Dasselbe gilt übrigens beim Doublieren der Gewebeschichten. Bei Drahtseilen wird dabei meistens auch Feuchtigkeit miteingezogen (Kondensat), welche sich beim Vulkanisieren in Temperaturen von 150 C oder mehr in Gas umwandeln kann (Dampf) und dabei Wasser oder Luftnester bildet. Die Stahlseile werden deshalb vorgängig des Eintritts in den Kalander meistens noch getrocknet.

Das grösste Problem bei Gummiförderbändern,

welche auf diese seit Jahrzehnten praktizierte Art hergestellt sind, besteht nun darin, dass solche Luft- oder Feuchtigkeits-Nester durch die Bewegung des laufenden Bandes wandern können und die einzelnen Schichten in Längsrichtung des Förderbandes aufreissen. Das Förderband wird dadurch sehr stark geschwächt und kann schon in relativ kurzer Zeit defekt werden. Der gleiche Defekt ergibt sich bei einer Beschädigung des Förderbandes durch mechanische Einwirkung. Kommt dabei Luft oder Wasser oder Verschmutzung wie Sand dazu, so können diese Teile die einzelnen Schichten aufreissen und das Förderband zerstören. Ein anderer sehr häufig vorkommender Punkt für Defekte und Zerstörung der Bänder besteht darin, dass grosse Steine ein Loch in das Förderband reissen und das Förderband in Längsrichtung, manchmal hunderte von Meter in der Länge aufreissen, wenn er z.B. an einer Querstrebe hängen bleibt.

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Befindet sich zufolge dieser Fertigungsart Luft oder Feuchtigkeit (Wasser) zwischen den Gewebeschichten oder kommt nachträglich durch einen mechanischen Defekt Luft, Wasser oder Sand zwischen die Gewebelagen, so ist es lediglich eine Frage der Zeit, bis einzelne Gewebeschichten aufgerissen werden und das Band ausgewechselt werden muss, da selbst bei einer Reparatur der defekten Stelle immer xvieder Luft, Wasser (Feuchtigkeit) oder Sand zurückbleiben kann, und das Zerstörungswerk durch die Bewegung des Bandes von neuem beginnt. Dies vor allem, weil einerseits die Gummischichten ja durch das Innere der Gewebefäden, welche ohne Gummi sind, getrennt ist, und sich dort Luft oder Feuchtigkeit festsetzen kann, während der Ausführung der Reparaturarbeit und andererseits zwischen Gewebeschichten zu wenig Gummi besteht, damit z.B. ein Sandkorn im Gummi voll eingebettet werden kann ohne das Gewebe zu zerschneiden oder die Gewebeschicht aufzureissen.

Da beim Friktionieren der Gewebe auf dem Kalander oder dem Herstellen der Stahlcordpl'atten auf dem Kalander, dort, wo die Kalanderwalzen aufeinandertreffen, praktisch nur eine Linie (keine Fläche) besteht, ist der Druck-Aufbau an dieser Stelle relativ klein und das Material wird zu wenig in das Gewebe oder die Zwischenräume zwischen den Drahtseilen gepresst, wie dies notwendig wäre für eine enge Verbindung, gutes Eindringen und Anpressen des Gummimaterials in die Gewebezwischenräume, respektive um die Gewebefäden oder um die Stahldrähte sowie das Auspressen von Luft und Feuchtigkeit, respektive das Vermeiden von Einschlüssen von Luft und Wasser.

Es ist andererseits übrigens auch sehr schwierig, die Stahlseile (Stahlcord) über die ganze Breite der Kalanderarbeit (manchmal bis zu mehr als 2000 mm) alle in der genau gleichen Spannung zu halten. Ist dies jedoch nicht der Fall, so ergibt sich einerseits eine Schwächung des Förderbandes, respektive der Zugkraft, oder aber das Band kanu krummlaufen.

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Es hat dann die Neigung, nach einer Seite auszubrechen, respektive nach einer Seite zu laufen.

Das Problem von Lufteinschlüssen sowie ungleichmassige Spannung der einzelnen Drähte ist übrigens ebenfalls ein sehr grosses Problem bei der Herstellung von Stahlcordplatten für die Reifenindustrie (Radial-Reifen). Das nachfolgend beschriebene Fertigungsverfahren gilt in bezug auf die Herstellung dieser Rohlingplatten ebenfalls für die Stahlcordplatten für die Reifenindustrie.

Zur Lösung der obengenannten Probleme schlägt die Erfindung ein neues Herstellungsverfahiei vor.

Dieses Verfahren zur Herstellung von Bändern,

insbesondere Förderbändern, aus Gummi oder anderen plastischen Massen, mit in mehreren Schichten oder Lagen eingebetteten Verstärkungseinlagen zeichnet sich erfindungsgemäss durch folgende Schritte aus, dass

a) durch Extrudieren Bandmaterial hergestellt wird, wobei gleichzeitig das Verstärkungsmaterial eingebettet wird;

b) solches durch Extrudieren hergestelltes, Verstärkungsniaterial enthaltendes Bandmaterial einerseits gegebenenfalls auf die gewünschte Breite zugeschnitten wird und andererseits auf die gleiche Weise hergestelltes Bandmaterial in Platten geschnitten wird, deren Länge der Breite des gewünschten Bandes entspricht;

c) die Platten auf wenigstens eine Seite des Bandmaterials in · Querrichtung aufgelegt werden;

d) und dass schliesslich das Ganze zwecks Vulkanisierung bzw. Zusammenschweißen verpresst wird.

Bei diesem Verfahren ergeben sich folgende Vorteile:

- Wesentliche weniger Arbeitsoperationen und dadurch Verbilligung des Produktes.

- Einfachere und billigere Installationen, dadurch Verbilligung der Investition.

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Wesentlich weniger Handling und geringerer Platzbedarf* Keine Einschlüsse von Luft oder Wasser und dadurch bessere Qualität.

Weniger Energiebedarf.

Ein gleich starkes Förderband kann dünner ausgeführt werden, somit Rohmaterialeinsparung.

Es entsteht ein durchgehender Block aus Gummi oder anderem plastischen Material, in welchem die Verstärkungselemente eingebettet sind, wogegen bei herkömmlichen Verfahren einzelne Schichten bestehen, welche - da der Gummi nicht durchgehend ist - schon vor der Fertigung eine Trennung bewirken. Also wiederum Qualitätsverbesserung und von Anfang an Ausschliessen von Luft- oder Wassereinschlüssen. Längere Lebensdauer, was wiederum Einsparung an Rohraaterial mitsichbringt.

Grösste Regelmässigkeit und einfache Arbeitsweise. Vereinfachte und vollwertige Reparaturstellen bei mechanischen Defekten.

Da die Förderbänder einer gleichen Breite, im Gegensatz zu Bändern hergestellt nach herkömmlichem Verfahren, leichter sind, kann auch das Gestell, also der Unterbau für das Förderband leichter ausgeführt werden, wiederum Rohmaterial- und Kosteneinsparungen.

Möglichkeit des Einsatzes von Corden (Seilen) aus natürlichen oder synthetische Fasemoder Monofilamenten anstelle von Stahldraht. Dazu ist zu sagen, dass Stahlseile auf dem Kalander wohl mit Gummi belegt werden können - wenn auch mit grossen Schwierigkeiten - nicht aber gewöhnliche Seile resp. Corde aus natürlichen oder synthetischen Fasern respektive Monofilaments, da diese beim Kalandrieren auch bei geringem Druck oval gedrückt würden und sich dadurch sowohl festigkeitsmässig wie auch in bezug auf regelmässigen Lauf

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des Bandes enorme Schwierigkeiten ergeben würden. Man könnte damit gar nicht mehr arbeiten.

Das erfindungsgemässe Herstellungsverfahren für Förderbänder (Transportbänder) basiert primär auf der Verwen-. dung von Schneckenextrudern, anstelle von Kalandern.

Als Verstärkungseinlage können Seile (Corde) aus natürlichen oder synthetischen Fasern oder Monofilamente anstelle von Stahldraht verwendet werden.

Es können auch Gewebe mit offenen Maschen, anstelle der bisher eingesetzten Gewebe mit absolut geschlossenen Maschen, verwendet werden. Dadurch ergibt sich ein kompaktes Band, welches von der Unterseite bis nach oben durchgehend geschlossen ist und in welche die Verstärkungsmaterialien voll eingebettet sind, ohne Einschlüsse. Durch diesen kompakten Block ist ein Aufreissen zwischen den Schichten der Verstärkung einfach nicht mehr möglich. Einer der Hauptgefahrenpunkte für das Defektwerden und die kurze Lebensdauer der bisher bekannten Förderbänder ist damit voll eliminiert.

Bei nach herkömmlichem Verfahren hergestellten

Förderbändern können grosse Steine die Gewebe in Längsrichtung aufreissen, da als Gegenkraft zum Stein jeweils immer nur einzelne Fäden der Gewebeeinlagen wirken können, und die Kraft deshalb zu gering ist, um den Stein auszuwerfen, d.h. der Stein zerreisst Faden für Faden. Im Gegensatz dazu xvirken beim erfindungsgemäss erhaltenen Produkt durch die quergelegten Stränge (Seil/Cord) eine viel grössere Kraft, wodurch der Stein aus dem Loch geworfen werden kann, so dass ein Aufreissen vernieden wird. Dadurch ist wiederum ein Gefahrenpunkt, welcher die Lebensdauer von Förderbändern stark herabsetzen kann, eliminiert.

Eventuell eindringende Feuchtigkeit oder Luft ist auf das Innere des Seiles lokalisiert und kann dort auch bei Bewegungen keinen Schaden anrichten, da weder Luft noch Wasser irgendwelche Schichten auftrennen können.

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Eingedrungene Steine werden durch die Bewegung des Gummis nach aussen gearbeitet, oder im Gummi lokal eingekapselt. Ein Weiterwandern ist ausgeschlossen.

Anstelle von bis zu 20 einzelnen Lagen genügen 2 bis ca. 6 Lagen.

Beim Extrudieren (Rundkopf oder Breitschlitzkopf) werden die Seile vom Gummi erfasst und jeder einzelne Strang genau gleichmässig von der Dilatationsschleife gezogen. Durch den grossen Druckaufbau im Spritzkopf (ein mehrfaches des Druckes beim Kalander), dringt das plastische Gummimaterial in jede Vertiefung des Seiles und umschliesst dieses fest. Luft oder gasförmige Medien wie Wasserdampf werden dabei kapillar nach hinten weggedrückt. Dabei können Seile praktisch unbeschränkter Querschnittgrösse eingesetzt werden, wobei im Gegensatz zum Kalander der Querschnitt immer rund bleibt.

Es ergibt sich so eine in der Länge nur auf die Länge der Seile limitierte Platte mit eingebetteten Corden, welche als Basis des Förderbandes für den Halt der Längsrichtung dient.

Für die Querrichtung, respektive die Tragkraft und die seitliche Kraft werden nun die längsextrudierten Platten "auf die Breite des Bandes zugeschnitten und um 90 gedreht und oben und unten (evtl. nur auf einer Seite) auf diese Mittelplatte, d.h. das Band mit Längscorden gelegt. Dabei ist es ohne weiteres möglich, oben oder unten dünnere Cords einzusetzen , oder auch mehrere Lagen aufeinanderzulegen. Diese Lagen werden dann wie bisher in der Presse oder auf der Durchlauf-Vulkanisierung mit Auma resp. Rotocure oder auch mit Mikrowelle vulkanisiert oder gepresst. Da seitlich eindringende Luft oder Wasser kapillar durch die Corde wieder entweichen kann, ist es nicht einmal nötig, seitlich eine Abdeckung als Schutz anzubringen.

Anstelle der oberen und unteren extrudierten Platte mit quergelegten Seilen können auch Gewebe mit offenen

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Maschen eingelegt werden, um die Tragkraft und seitliche Verstärkung zu erbringen.

Natürlich können auch statt eine auch zwei oder mehr Platten mit längsgerichteten Cords eingesetzt werden, oder aber man kann dort einfach stärkere Cords verwenden.

Man: kann die oberste Platte mit quergelegten

Cords auch so ausführen, dass der Abstand zwischen den einzelnen Cords resp. Seilen etwas grosser als normal gewählt ist. · In diesem Falle wird ein eingedrungener Stein, wenn er dann an ein Hindernis aufläuft, vom nachfolgenden Cord aufgehalten und aus dem Loch hinausgedrängt.

Bei der Verwendung von Geweben mit offenen

Maschen ist es möglich, einen Effekt zu erzielen, welcher auf der tragenden Seite, d.h. dort, wo das Material auf das Band aufgelegt wird, eine Versteifung erbringt. Dabei müssen die offenen Maschen rechteckig sein, und das eine Gewebe um 90 versetzt zur Längsrichtung aufgelegt v/erden. Dies erbringt eine entsprechende Versteifung an der Stelle, wo diese Gewebe ausserhalb der Mitte des Förderbandes eingesetzt sind, also z.B. im oberen Teil.

Für die Endlosverbindung der Förderbänder bringt die Verwendung von Seilen aus natürlichen oder synthetischen Fasern oder Monofilaments die Möglichkeit, dass gegenüber dem Stahlseil keine Verschweissung notwendig ist, sondern die aus vielen Einzelfäden bestehenden Seile an der Endstelle auf eine gewisse Länge aufgewickelt und einfach in die Verbindungsstelle gelegt werden. Die dort aufgelegte Gummischicht verbindet sich nun beim Vulkanisieren intensiv mit diesen Fäden und bringt so einen tadellosen Halt.

Primär ermöglicht das vorliegende Verfahren gegenüber den herkömmlichen Verfahren, dass anstelle von enggewobenen Geweben nun einzelne Seile aus natürlichen oder synthetischen Fasern oder Monofilaments verwendet werden,

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und zwar sowohl für die Längsrichtung wie auch für die Querrichtung. Bei grossen Bändern, wo früher Stahldrahtseile verwendet wurden, sind diese ebenfalls durch die Seile aus natürlichen oder synthetischen Fasern, respektive Monofilaments ersetzt, wobei jedoch zu vermerken ist, dass solche Seile bis anhin wegen der Unmöglichkeit der Verarbeitung nicht eingesetzt werden konnten.

Wird mit Geweben gearbeitet, so werden anstelle

von geschlossenen Geweben Gewebe mit offenen Maschen eingesetzt. Die Maschen können sowohl quadratisch wie auch rechteckig sein.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Förderbänder zeichnen sich dadurch aus, dass ein durchgehender Gummiblock von unten nach oben besteht, ohne Trennung.

Zur Durchführung des Verfahrens werden anstelle von Kalandern zur Herstellung der Rohplatten nun Extruder eingesetzt. Dadurch kann mit viel weniger Aufwand ein wesentlich besseres und regelmässigeres Produkt erzielt werden.

Es sei nachgetragen, dass natürlich auch Stahlcord für die Längsverstärkung eingesetzt werden kann. Auch Stahlcord kann genau gleich extrudiert werden.

Dagegen ist es praktisch ausgeschlossen, die Stahlcordplatten für die Querverstärkung (90 gedreht zur Längsrichtung) einzusetzen, da beim Schneiden der dicken Stahlseile die einzelnen Drähte sofort wie eine Blume aufspringen. Man müsste deshalb entweder jeden einzelnen Draht vor dem Schneiden verschweissen (wahnsinniger Arbeitsaufwand und grosser Abfall), oder die quer zu legenden Stücke viel langer schneiden und nach dem Vulkanisieren auf genaue Breite zu schneiden (enormer Abfall und Arbeitsaufwand). Ein Seitenschutz müsste dann nachträglich mit separatem Arbeitsgang anvulkanisiert werden.

In der Zeichnung zeigen, wie bereits erwähnt, die Figuren 1 und 2 Ausschnitte von Querschnitten durch herkömmlich hergestellte und somit herkömmlich aufgebaute Bänder.

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Die Bander bestehen im wesentlichen aus einem

Kern, gebildet durch ein Gewebepaket 1, \tfelches gegebenenfalls durch Stahldrähte 2 zusätzlich verstärkt sein kann. Dieser Kern 1 ist auf der Ober- und Unterseite mit einer Deckschicht 3 bzw. Unterschicht 4 versehen. Hinzu kommt noch ein Seitenschutz 5. welcher gegebenenfalls mit der Deck- oder Unterschicht aus einem Stück bestehen kann (Seitenschutz 5').

Figur 3 der Zeichnung zeigt demgegenüber ein

Stück eines erfindungsgemäss hergestellten Bandes 6. Die Kernlage 7 ist mit längsverlaufenden Verstärkungsseilen 8 versehen. Die Deckschicht 9 und die Unterschicht 10 weisen querverlaufende Verstärkungen 11 bzw. 12 auf. Die Deck- und Unterschicht 9 bzw. 10 sind entstanden aus einer Vielzahl von Einzelplatten, welche gegenseitig und mit der Kernschicht zusammenvulkanisiert wurden.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   ,1.) Verfahren zur Herstellung von Bändern, insbe-

   C/

   sondere Förderbandern, aus Gummi oder anderen plastischen Massen, mit mehreren Schichten oder Lagen eingebetteten Verstärkungseinlagen, dadurch gekennzeichnet, dass

   a) durch Extrudieren Bandmaterial hergestellt wird, wobei gleichzeitig das Verstärkungsmaterial eingebettet wird;

   b) solches durch Extrudieren hergestelltes, Terstärkungsmaterial enthaltendes Bandmaterial einerseits gegebenenfalls auf die ge\imnschte Breite zugeschnitten wird, und andererseits auf die gleiche Weise hergestelltes Bandmaterial in Platten geschnitten wird, deren Länge der Breite des gewünschten Bandes entspricht;

   c) die Platten auf wenigstens eine Seite des Bandmaterials in Querrichtung aufgelegt werden;

   d) und dass schliesslich das Ganze zwecks Vuüfani sie rung bzw. Zusammenschweissen verpresst wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandmaterial für die einzelnen Platten separat vom Bandmaterial für die bandförmige Kernschicht gebildet wird.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass für das Bandmaterial für die Platten Verstärkungsmaterial verwendet wird, welches von jenem für die Kernschicht verschieden ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Bandes wenigstens drei übereinanderliegende Lagen Bandmaterial verwendet werden.

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   ORIGINAL INSPECTED 709824/0711