DE2711637A1 - Endloser kraftuebertragungsriemen und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Endloser kraftuebertragungsriemen und verfahren zu dessen herstellung

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Description

MMtRiwal|
»PH«*. Walter Jack!«* *
Dayco Corporation A 35 595-ko
333 W. First Street
Dayton, Ohio 45401 * ""
U.S.A.
Endloser Kraftübertragungsriemen und Verfahren zu dessen Herstellung
Sie Erfindung bezieht sich auf einen endlosen Kraftübertragungsriemen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Endlose Kraftübertragungsriemen werden in der Industrie in großem Umfang benutzt, wobei dauernde Anstrengungen unternommen, werden, um derartige Riemen ohne Beeinträchtigung ihrer Ausführung und ihrer Standzeit wirtschaftlich herzustellen. Wie beispielsweise die US-PS 3 657 938 zeigt, wurde beträcht-Iiehe Ifiihe darauf verwendet, den Lastaufnahmeabschnitt dieser Riemen aus verhältnismäßig billigem Material herzustellen. Diese Bemühungen zur Verwendung von billigem Material erfordern jedoch oftmals den Einsatz von Spezialausrüstungen und entsprechenden Spezialverfahren, wodurch wiederum die Kosten •ines damit hergestellten Riemens steigen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen endlosen KraftUbertragungsriemen der eingangs erwähnten Art zu schaffen,
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welcher ohne Spezialausrüstungen oder Spezialverfahren auf einfache und wirtschaftlich günstige Weise hergestellt werden kann. Dabei soll der mit einem Lastaufnahmeabschnitt versehene, endlose Kraftübertragungsriemen bei optimaler Wirtschaftlichkeit eine befriedigende Ausführung über eine lange Standzeit hinweg besitzen. Eine weitere Teilaufgabe der Erfindung besteht darin, ein für einen derartigen Riemen geeignetes Herstellungsverfahren zu schaffen.
Die auf die Schaffung eines verbesserten Riemens gerichtete Teilaufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Kraftübertragungsriemens nach Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet.
Die auf die Schaffung eines geeigneten Herstellungsverfahrens gerichtete Teilaufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 7 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens nach Anspruch 7 sind in den Ansprüchen 8 bis 10 gekennzeichnet.
Bei dem erfindungs gemäßen Kraftübertragungsriemen ist als Lastaufnahmeabschnitt zwischen dem Zug- und dem Druckabschnitt ein flacher Gummistreifen befestigt, wobei der Gummi als
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elastomeres Einbettungsmaterial für eine Vielzahl von länglichen/diskreten Verstärkungsfasern dient.
Die Erfindung wird mit ihren weiteren Einzelheiten und Vorteilen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Ss zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen endlosen Kraftübertragungsriemens, wobei Teile des Biemens weggebrochen sind;
Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie nach Fig. 1 für eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftübertragungsriemens;
Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie nach Fig. 1 einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftübertragungsriemens, bei dem eine Vielzahl von längs verlaufenden Rippen einen Teil des Riemen-Druckabachn.itts bilden, und
Flg. 4 eine ähnliche Ansicht wie nach Fig. 3 einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftübertragungsriemens.
Sie in Fig. 1 veranschaulichte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen endlosen Kraftübertragungsriemens 10 ist speziell für einen Betrieb auf einer Endlosbahn um eine zugeordnete Riemenscheibe geeignet. Der Riemen 10 besitzt einen Zugabschnitt 11, einen Druckabschnitt 12 und einen Lastauf-
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nahmeabschnitt 13» welcher einen flachen, zwischen dem Zugabschnitt 11 und dem Druckabschnitt 12 befestigten Gummistreifen umfaßt.
Der Lastaufnahmeabschnitt 13 besitzt ferner eine Vielzahl von länglichen, diskreten Teilchen oder Pasern 14, welche wahllos darin eingebettet sind und vorzugsweise mit ihrer Längsabmessung im wesentlichen in Längsrichtung des Riemens verlaufen. Die Längsachse des Riemens ist mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet. Die Teilchen oder Pasern 14 sind verhältnismäßig hoch belastbare, in erster Linie auf Zug belastbare Teile und dienen zur Erhöhung der Festigkeit des aus Gummi bestehenden Lastaufnahmeabschnitts 13· Der Gummi des Lastaufnahmeabschnitts 13 dient wiederum als Einbettungsmaterial für die Pasern 14·
Der Riemen 10 ist an seinen Zug- und Druckabschnitten 11 bzw. 12 mit Abdeckungen 16 bzw. 17 versehen. Obwohl jede der Abdeckungen 16 und 17 aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt werden kann, besteht jede Abdeckung 16, 17 im vorliegendem Beispielsfalle aus einem viereckig gewobenen Stoffgewebe. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, besitzt der Riemen 10 einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnittsaufbau, wobei die parallelen Seiten des Trapezes durch die Abdeckungen 16 und 17 und die nicht-parallelen Seiten des Trapezes frei von Abdeckungen sind, d.h., sogn. rohkantige Seiten 20 darstellen.
Die in den Pign. 2, 3 und 4 veranschaulichten Riemen sind
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dem Riemen 10 gemäß Fig. 1 sehr ähnlich, so daß die dort dargestellten Riemen mit den Bezugszeichen 1OA, 1OB bzw. 1OC bezeichnet sind und die mit entsprechenden Teilen des Riemens 10 übereinstimmenden Teile der Riemen 1OA, 1OB und 1OC mit dem gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1, jedoch unter Hinzufügung des Großbuchstabens A, B oder C bezeichnet sind, so daß diese Teile nicht erneut beschrieben werden brauchen. Lediglich diejenigen Bestandteile der Riemen 10A, 10B und 10C, welche von entsprechenden Teilen des Riemens 10 abweichen, sind mit einem neuen Bezugszeichen unter Hinzufügung des jeweiligen Großbuchstabens der betreffenden Figur versehen und im nachfolgenden erläutert.
Per Riemen 10A besitzt einen Zugabschnitt 11A, einen Druckabschnitt 12A und einen Last aufnahmeabschnitt 13A. Der Riemen 10A besitzt jedoch keine äußere oder innere Abdeckung, so daß sein Zugabschnitt 11A und sein Druckabschnitt 12A in jedem falle frei von einer äußeren Abdeckung ist. Dementsprechend sind die äußeren und inneren Oberflächen des Riemens 1OA in ähnlicher Weise wie die gegenüberliegenden Seitenflächen 2OA rohkantig.
Zusätzlich zu der Freihaltung des Riemens 1OA von äußeren und Inneren Abdeckungen besitzt der Riemen 1OA eine faserhalt ige Plattformschicht 21A, welche einen Teil des Druckab-Bchnitte 12A bildet. Die faserhaltige Plattformschicht 21A umfaßt eine Vielzahl von länglichen Fasern 22A, die den Fasern
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HA des Last aufnahmeab schnitt s 13A ähneln und wahllos in der Weise angeordnet sind, daß sie mit ihren Längs abmessungen im wesentlichen quer asu der Längsrichtung des Riemens 1OA verlaufen. Die Fasern 22A dienen dazu, dem Riemen 1OA eine hohe Quersteifigkeit zu verleihen.
Der Riemen 1OB nach Fig. 3 besitzt einen Zugabschnitt 11B, einen Druckabschnitt 12B und einen Lastaufnahmeabschnitt 13B. Der Druckabschnitt 12B besitzt indessen eine Vielzahl von beispielsweise vier in Längsrichtung verlaufende, einstückig angeformte Riemenelemente oder Vorsprünge, welche Längsrippen 23B bilden. Jede Rippe 23B ist im dargestellten Beispielsfalle V-förmig ausgebildet und weist einen scharfkantigen Scheitel bzw. Kamm 24B auf. Die V-förmigen Rippen 23B bilden eine im wesentlichen sägezannförmige Oberfläche 25B.
Der Riemen 12B besitzt ferner eine äußere Abdeckung 16B und eine innere, auf der sägezahnförmigen Oberfläche 25B angebrachte Abdeckung 17B, welche die innere Oberfläche des Riemens 1OB bildet. Der Lastaufnahmeabschnitt 13B des Riemens 1OB ist in Form eines GummiStreifens ausgebildet, in welchem längliche !Teilchen oder Fasern 14-B eingebettet sind. Die Fasern HB verlaufen im wesentlichen in Längsrichtung des Riemens 10B.
Der Riemen 1OC nach Fig. 4. besitzt einen Zugabschnitt 11C, einen Druckabschnitt 12C und einen Last aufnahmeab schnitt 13C.
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Der Druckabschnitt 12C umfaßt eine Vielzahl von in Längsrichtung verlaufenden. V-förmigen Rippen 23C, welche bei dieser
▼on Ausführungsform frei/feiner Abdeckung sind und eine rohkantige, sägezahnförmige Oberfläche bilden, welche die innere Oberfläche des Riemens 1OC darstellt. Der Riemen 1OC umfaßt ferner einen Druckabschnitt 12C, welcher eine Plattformschicht 21C enthält. Die Plattformschicht 21C besteht ebenfalls aus einem Gummi-Ein bettungsmaterial mit einer Vielzahl von länglichen Teilchen oder Fasern 22C, die darin in ähnlicher Weise wie die Fasern 22A der Plattformschicht 21A des Riemens 1OA eingebettet sind. Die länglichen Fasern 22C verlaufen vorzugsweise quer (d.h., bei dieser Ausführungsform senkrecht) zu der Längsrichtung des Riemens 1OC.
Jeder der Riemen 10, 1OA, 1OB und 1OC kann unter Verwendung einer -handelsüblichen Ausrüstung oder Vorrichtung hergestellt werden. Insbesondere wird jeder dieser Riemen vorzugsweise durch die nachstehenden Verfahrensschritte hergestellt:
(a) umwickeln einer üblichen,' zylindrischen, eine Riemenhülse erzeugenden Trommel mit einer ersten unvulkanisierten Gummischicht;
(b) Aufwickeln einer Schicht aus unvulkanisiertem, faserhaltigen! Gummi auf die erste Gummischicht, und
(c) Aufwickeln einer zweiten, unvulkanisierten Gummischicht auf die faserhaltige Schicht, wobei die genannten Schichten zusammen eine Riemenhülse bilden.
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Der Ausdruck "Riemenhülse" wird in der Fachsprache bekanntlich zur Beschreibung des Umständea benutzt, daß zur Riemenherstellung zunächst eine Hülse gebildet wird, welche eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, zusammenhängenden Riemen umfaßt, die durch Zerteilen der Hülse voneinander unabhängig werden.
Die nach den Verfahrensschritten (a) bis (c) hergestellte Riemenhülse ist noch anvulkanisiert, so daß die Hülse anschließend vulkanisiert und abgekühlt wird, wobei die Riemenhülse in bekannter Weise einer Umgebung mit gesteuerter Temperatur und gesteuertem Druck ausgesetzt wird. Insbesondere kann die Vulkanisierung unter Verwendung von komprimiertem Dampf erfolgen, um die Temperatur und den Druck einer Aufnahmekammer zu steuern, in welche die Trommel und die Hülse eingesetzt sind. Ferner wird in bekannter Weise in die Trommel Dampf mit bestimmter Temperatur und bestimmtem Druck eingeleitet und wieder abgezogen. Diese Dampfheizung innerhalb der Trommel und in der Umgebung der Hülse wird über ein bestimmtes Zeitintervall hindurchgeführt, um den erforderlichen Vulkanisationsgrad zu erzielen. Die Trommel und die nunmehr vulkanisierte Hülse werden in geeigneter Weise unter Verwendung von kaltem Stichwasser oder einem anderen Kühlmittel abgekühlt. Sobald die Riemenhülse abgekühlt ist, wird sie zerteilt, um eine Vielzahl von einzelnen Riemen 10, 1OA, 1OB bzw. 1OC zu bilden. Das Zerteilen der Riemenhülse kann auf irgendeine bekannte Weise erfolgen. Im Falle der Riemen 10 und 1OA kann
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die Trommel als Born zum Tragen der Riemenhülse während deren Zerteilung benutzt werden. Im Falle der Riemen 1OB und 1OC kann das Zerteilen nach Abnehmen der Riemenhülse von ihrer Tragtrommel erfolgen.
Sie Riemen 1OB und 1OC können unter Verwendung von zusammenklappbaren Trommeln hergestellt werden, welche an ihrer Umfangsflache spezielle rippenbildende Nuten und Vorsprünge in alternierender Folge aufweisen. Beim Herstellen einer Riemenhülse zur Bildung der Riemen 1OB wird eine Stoffgewebeschicht auf die alternierend aufeinanderfolgenden Nuten und Vorsprünge aufgebracht, worauf die übrigen Schichten zur Bildung der verschiedenen Riemenabschnitte in üblicher Weise aufgewickelt werden. Das Zerteilen erfolgt in der Weise, daß bei dieser Hülse die Innenseite nach außen gedreht wird und auf einen glatten Dorn zum Zerteilen aufgesetzt wird.
Die Laataufnahmeabschnitte 13» 13A, 13B und 130 sind, wie solion erwähnt, mit diskreten Teilchen oder Fasern 14, 14A, 14B bzw. 14C versehen, welche aus irgendeinem geeigneten, bekannten Material bestehen können und einen Durchmesser in der Größenordnung von einigen Tausendsteln cm, z.B. 0,00234 bis 0,0127 cm, und «ine Länge im Bereich von wenigen Tausendsteln ca bis zu 2,54 cm besitzen können. Ss ist günstig, wenn diese Fasern aus irgendeinem geeigneten, bekannten Material bestehen, wozu Naturfasern und synthetische Fasern In gleicher Weise zählen wie sowohl metallische als auch « -14-
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nicht-metallische Werkstoffe.
Obwohl die Abdeckungen bei den Riemen 10, 1OB und 1OC in bevorzugter Weise aus Stoffgeweben bestehen, können auch andere geeignete Abdeckungsarten vorgesehen werden. Ferner brauchen die Seitenflächen des erfindungsgemäßen Riemens nicht notwendigerweise rohkantig zu sein, sondern es ist ebenso möglich, den gesamten Riemen in bekannter Weise zu umwickeln.
Die Fasern in dem Lastaufnahmeabschnitt jedes Riemens brauchen nicht notwendigerweise parallel zu der Längsachse des Riemens angeordnet sein, sondern können unter irgendeinem beliebigen Winkel bezüglich der Längsrichtung des Riemens verlaufen. In ähnlicher Weise können bei den Plattformschichten 21A und 21C der Riemen 1OA und 1OC die Fasern anstatt senkrecht zu der Längsachse des Riemens auch unter irgendeinem geeigneten Winkel bezüglich der Längsachse des Riemens verlaufen.
Schließlich kann der faserhaltige Lastaufnahmeabschnitt jedes Riemens aus irgendeinem geeigneten, bekannten Gummi oder synthetischem Gummi hergestellt werden.
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Claims (10)

  1. PiWnfamw.it
    Dayco Corporation . A 35 595-ko
    W. Pirat Street
    Dayton, Ohio 45401 . J & Mail 1977
    U.S.A.
    Patentansprüche
    [1.^Endloser Kraftübertragungsriemen für einen Betrieb auf einer Endlosbahn, mit einem Zugabschnitt, einem Druckabschnitt und einem Lastaufnahmeabschnitt, dadurch gekennzeichnet , daß als Lastaufnahmeabschnitt (13 Isis 13C) ein flacher, zwischen dem Zugabschnitt (11 bis 110) und dem Druckabschnitt (12 bis 12C) befestigter Gummistreifen vorgesehen ist, in welchen eine Vielzahl von länglichen, diskreten Fasern (14 bis 14C) eingebettet • ist, und daß der Druckabschnitt (12 bis 12C) mit einer dem Riemen eine Quersteifigkeit verleihenden faserhaltigen Plattformschicht (21A, 22A; 21C, 22C) versehen ist.
  2. 2. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Pasern (14 bis 14C) innerhalb des flachen Gummistreifens des Lastaufnähmeabschnitte (13 bis 13C) wahllos verteilt sind und sich mit ihren Längsabmessungen im wesentlichen in Längsrichtung dee Riemens erstrecken.
  3. 3. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da3 zumindest
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    auf dem Zug- oder dem Druckabschnitt eine an sich bekannte Abdeckung (16, 17 bis 16B, 17B) angebracht ist, die beispielsweise aus einem Stoffgewebe besteht.
  4. 4. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die faserhaltige Plattformschicht (21A, 22Aj 21C, 22C) eine Vielzahl von länglichen, diskreten Pasern (22A; 22C) aufweist, die innerhalb der Plattformschicht wahllos eingebettet sind und sich mit ihren Längsabmessungen im wesentlichen quer zu der Längsrichtung des Riemens erstrecken.
  5. 5. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabschnitt (12B; 12C) eine Vielzahl von gegenseitig beabstandeten, beispielsweise V-förmigen Rippen (23B; 23C) aufweist, welche einstückig an den Druckabschnitt angeformt sind und in Längsrichtung des Riemens verlaufen.
  6. 6. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der V-förmigen, die innere Oberfläche des Riemens bildende Oberfläche eine an sich bekannte Stoff gewebeschicht (17B) angebracht ist.
  7. 7. Verfahren zum Herstellen eines endlosen Kraftübertragungsriemens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekenn-
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    zeichnet durch folgende Verfahrensachritte:
    (a) Umwickeln einer zylindrischen Trommel mit einer ersten, !anvulkanisierten Gummischicht (12 bis 12C);
    (b) Aufwickeln einer Schicht (13, 14 bis 13Cf HC) aus unvulkanisiertem, faserhaltigem Gummi auf die erste Gummischicht;
    (c) Aufwickeln einer zweiten, unvulkanisierten Gummischicht (11 bis 11C) auf die faserhaltige Schicht, so daß die genannten Schichten eine rohrförmige Riemenhülse bilden;
    (d) Vulkanisieren und Abkühlen der Eiemenhülse, und
    (e) Zerteilen der Riemenhülse·nach deren Vulkanisieren und Abkühlen, derart, daß eine Vielzahl von Riemen gebildet wird, von denen jeder einen durch einen Teil der faserhaltigen Schicht gebildeten Lastaufnahmeabschnitt, einen durch einen Teil einer Gummischicht gebildeten Zugabschnitt und einen durch einen Teil der anderen Gummischicht gebildeten Druckabschnitt aufweist.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7,. dadurch gekennzeichnet , daß vor dem Umwickeln der Trommel mit der ersten Gummischicht eine Deckschicht (17, 17B) auf die Trommel aufgewickelt wird und daß auf die zweite, unvulkanisierte Gummischicht eine weitere Deckschicht (16, 16B) aufgewickelt wird, wobei Teile der beiden Deckschichten nach dem Zerteilen der Riemenhülse jeweils innere bzw. äußere Abdeckungen der Riemen bilden.
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  9. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß beim Aufwickeln der Schicht aus unvulkanisiertem, faserhaltigem Gummi eine Gummifolie mit darin eingebetteten, im wesentlichen parallel verlaufenden, länglichen Pasern in einer Vielzahl von Windungen um die erste Gummischicht gewickelt wird, um so die Schicht aus unvulkanisiertem, faserhaltigem Gummi zu bilden, wobei die Folie so aufgewickelt wird, daß sich ihre länglichen Fasern (H bis HC) mit ihren Längsabmessungen über den umfang der Trommel erstrecken und beim Zerteilen der Riemenhülse die Längsabmessungen der Fasern im wesentlichen in Längsrichtung des Riemens verlaufen.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Länge der länglichen Fasern (H bis HC) nicht mehr als 2,54 cm beträgt.
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DE2711637A 1976-03-19 1977-03-17 Endloser keilförmiger Kraftübertragungsriemen Expired DE2711637C3 (de)

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