DE2801604A1

DE2801604A1 - Verfahren zur herstellung eines armierten endlosen zahnriemens mit gewebeauflage

Info

Publication number: DE2801604A1
Application number: DE19782801604
Authority: DE
Inventors: Rudolf Breher
Original assignee: BRECO KUNSTSTOFF
Current assignee: BRECO KUNSTSTOFF
Priority date: 1978-01-14
Filing date: 1978-01-14
Publication date: 1979-07-19
Also published as: GB2013131A; DE2801604B2; FR2414399B1; IT1166573B; GB2013131B; NL7900262A; IT7919251A0; US4251306A; BR7900199A; NL187430B; NL187430C; FR2414399A1; JPS54101043A; CA1135608A; JPS5617222B2; DE2801604C3

Description

BRECO Kunst stoffverarbeitungs-GmbH & Co. KG 7 8 Ü 1 6 04 in Porta Westfalica

Verfahren zur Herstellung eines armierten endlosen Zahnriemens mit Gewebeauflage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines endlosen Zahnriemens aus Kunststoff oder dergleichen extrudierbarem Material mit einer in Riemenumfangsrichtung verlaufenden draht- oder fadenförmigen Annierungseinlage und mit einer die gezahnte Riemenseite bedeckenden Gewebeauflage.

Für Antriebsriemen aus extrudierbarem Material, insbesondere "für Zahnriemen, wird vorwiegend der Kunststoff Polyurethan verwendet, der hierfür wegen seiner Beständigkeit beispielsweise gegen Öl und seiner gummiähnlichen Biegsamkeit und Weichheit in weiten Temperaturbereichen vorteilhaft geeignet ist, Polyurethan hat jedoch ebenso wie Gummi einen hohen Reibungsbeiwert, der für Zahnriemen, die die Antriebskraft nicht durch Haftreibung, sondern durch formschlüssiges Zusammenwirken des Zahnriemens mit Zahnrädern übertragen, nicht erforderlich ist und in einer Reihe von Anwendungsfällen eher den Nachteil mit sich bringt, daß die Zahnriemenzähne zu stark reibend und ruckartig in Zahnradnuten eingreifen, > ms zu einem unsanften und unerwünscht geräuschvollen Lauf des Zahnriemens führt. Der Kunststoff Polyamid (Nylon) zeich·* net sich gegenüber Polyurethan und Gummi durch einen sehr niedrigen Reibungsbeiwert aus. Polyamid ist jedoch als Werkstoff für einen Antriebsriemen zu hart und deshalb ungeeig-

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net. Hingegen läßt sich mit einer nur die gezahnte Riemenseite eines Zahnriemens bedeckenden Gewebeauflage aus Polyamid ein sehr reibungsfrei gleitendes, stoßdämpfendes und geräuscharmes Eingreifen der Zähne eines Zahnriemens in Zahnradnuten erreichen.

Es ist bekannt, armierte endlose Zahnriemen aus vulkanisiertem Gummi mit einer Polyamid-Gewebeauflage auf der gezahnten Riemenseite zu versehen beziehungsweise herzustellen. Hierbei wird zunächst auf die gezahnte Pormgebungsfläche einer Vulkanisierform die Gewebeschicht eingelegt. Danach werden vorgefertigte Zahnstücke aus vulkanisierbarem Gummi in die Zahnlücken der Pormgebungsfläche eingelegt und anschließend durch Vorvulkanisieren mit der Gewebeschicht verbunden. Auf die so gebildete Riemenschicht wird dann eine draht- oder fadenförmige Armierungseinlage aufgewickelt. Hiernach wird auf der gewickelten Armierungseinlage der Riemenrücken aufgebaut und schließlich der Riemen fertig vulkanisiert« Diese Herstellungsweise eines vulkanisierten Gummi-Zahnriemens mit eingebetteter Armierungseinlage und mit Polyamid-Gewebeauflage hat den erheblichen Nachteil, daß sie sehr aufwendig und kompliziert ist.

Armierte Zahnriemen aus Kunststoff oder dergleichen extrudierbarem Material zeichnen sich durch ihre einfache, wirtschaftliche und formgenaue Herstellbarkeit durch Spritzgie- \oder Extrudieren
ßen^in einem geschlossenen Pormhohlraum aus. Allerdings

fehlte es bislang noch an einer brauchbaren Lösung, um der-

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artige armierte Kunststoff-Zahnriemen auch mit einer Polyamid-Gewebeauflage auf der gezahnten Riemenseite und außerdem auch noch in endloser, ringförmig geschlossener Gestalt herstellen zu können. Beispielsweise mit der in der deutsehen Patentschrift 21 23 902 beschriebenen Methode würde sich ein Kunststoff-Zahnriemen mit eingebetteter Armierungseinlage auch mit einer Gewebeauflage auf der gezahnten Hie— menseite herstellen lassen, der entstehende Zahnriemen wäre aber ein endlicher Riemen, der nur mit beträchtlichen Schwie-* rigkeiten, insbesondere bei kurzen Si emenumfangslängen, durch eine Kunststoffverschweißung seiner beiden Enden endlos gemacht werden könnte und den Nachteil hätte, daß die draht- oder fadenförmige eingebettete Armierungseinlage keinen geschlossenen Ring bildet, sondern an der Verbindungsstelle der beiden Riemenenden eine Unterbrechung aufweist, die eine Schwächung der mit der Armierungseinlage bezweckten Riemenzugfestigkeit darstellt,, Ein derartiger mit Armierungseinlagen und mit Gewebeauflage hergestellter endlicher Zahnriemen würde sich auch nicht mit der in der deutschen Offenlegungsschrift 26 16 177 beschriebenen Methode endlos machen lassen, weil bei der Endlosmachung mit dieser Methode auch die Gewebeauflage in nebeneinander-liegenden Streifen gewickelt würde und also an dem endlos gemachten Riemen über dessen Riemenbreite unerwünschte und nachteilige Unterbrechungen aufweisen würde.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein endloser Zahnriemen aus Kunst-

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stoff oder dergleichen extrudierbarem Material mit beliebiger Riemenumfangslänge hergestellt werden kann, dessen ge- , zahnte Riemenseite mit einer die Gleitfähigkeit erhöhenden, unterbrechungslos über die Riemenbreite sich erstreckenden Gewebeauflage aus Polyamid oder dergleichen versehen ist und dessen eingebettete draht- oder fadenförmige Armierungseinlage sich unterbrechungslos über den Riemenumfang erstreckt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst in einem geschlossenen Itormhohlraum aus eingeführtem flüssigen Kunststoff und einem eingeführten Gewebestreifen, der entlang der die gezahnte Riemenseite bildenden Formge— bungsflache des Formhohlraumes eingeführt vird, ein endlicher Riemenstrang gebildet und dabei dessen gezahnte Riemenseite mit dem Gevebestreifen beschichtet vird, daß die der gezahnten Riemenseite abgekehrte Rückenseite des Riemen strange s mit einer Mehrzahl von in Längsrichtung des Riemenstranges verlaufenden Rillen versehen wird, daß : danach der Riemenstrang an seinen Enden zu einem endlosen Ring, mit der Rückenseite nach außen gewendet, zusammenge- ^!

führt wird und dabei die beiden Enden gegeneinander um wenigstens einen Rillenabstand seitlich versetzt werden, so daß die Rillen auf dem Ring in dessen Umfangsrichtung schraubenlinienförmig verlaufen, daß hiernach an einem Rand

des Ringes beginnend eine in die Rillen passende Armierungs—* einlage in die Rillen eingewickelt wird, und daß sodann die Rückenseite des Ringes derart beheizt wird, daß durch An- ; schmelzen des Kunststoffs die Armierungseinlagen in den : Rillen eingeschmolzen und die Rillen unter Bildung einer ■

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glatten Rückenoberfläche geschlossen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand der . Zeichnung näher beschrieben, in der besonders bevorzugte und vorteilhafte Vorrichtungen als Ausführungsbeispiel für die Durchführung des Verfahrens schematisch dargestellt sind.

In der Zeichnung zeigen

ELgur 1 eine Vorrichtung zur Herstellung des endlichen Riemenstranges;

Sigur 2 einen Querschnitt des vorgefertigten Riemenstranges entsprechend der Linie II-II in Figur 1;

ELgur 3 eine Vorrichtung zur Endlosmachung des Riemenstranges durch Zusammenschweißen der Strangenden;

Figur 4 eine Draufsicht auf die zusammengeführten Enden des Riemenstranges in Richtung des Pfeiles IV in Figur 3; Figur 5 eine Vorrichtung zum Bewickeln des endlos gemachten Riemenstranges mit äner Armierungseinlage und zum Einschmelzen der Armierungseinlage in den Riemenrucken.

Die Herstellung des zunächst nicht armierten endlichen ELemenstranges 1 erfolgt, wie in ügur 1 dargestellt, in besonders bevorzugter und vorteilhafter Weise unter Anwendung einer Vorrichtung nach dem Prinzip der deutschen Patentschrift 21 23 902, mit der kontinuierlich ein Riemenstrang mit beliebiger Stranglänge sowie auch mit beliebiger Strangbreite, beispielsweise mit einer ein Mehrfaches der gewünschten end-

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gültigen Zahnriemenbreite betragenden Strangbreite hergestellt werden kann. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in den zwischen dem gezahnten Formrad 2 und dem Formband 3 gebildeten Formhohlraum, dessen Anfang von dem Düsenrohrmundstück 4 eines Extruders -mit dessen

Ende von erstarrtem Kunststoff verschlossen ist» einerseits f flüssiger Kunststoff mit einem zum vollständigen Ausformen '. des Formhohlraumes sowie zum Schwundausgleich des erkaltenden und dabei schrumpfenden Kunststoffmaterials erforderli- chen Druck eingeführt und andererseits durch das Düsenrohrmundstück oder durch einen Spalt zwischen dem Düsenrohrmundstück und dem Formrad 2 ein Gewebestreifen 5, dessen e Breite der Strangbreite des Riemenstranges entspricht, der-^; art eingeführt, daß kein flüssiger Kunststoff durch die

Einführungsstelle der Vorrichtung für den Gewebestreifen I entweichen kann und daß sich der eingeführte Gewebestreifen

I auf den gezahnten Umfang des Formrades 2 auflegt. Durch den!

Spritzdruck des eingeführten Kunststoffs wird der Gewebe- i streifen in die Zahnnuten des Formrades eingedrückt, so daß der Gewebestreifen nicht in den aus dem Formhohlraum aus- i tretenden Riemenstrang 1 eingebettet ist, sondern die Ober-j fläche der präzise ausgeformten gezahnten Riemenseite des |

Riemenstranges bildet. Der so auf seiner gezahnten Riemen- \ seite mit der Gewebeauflage beschichtete beziehungsweise j

bedeckte Riemenstrang, der noch keine Armierungseinlagen ■ enthält, wird auf seiner Rückenseite mit einer Mehrzahl von!

parallelen und in Längsrichtung des Riemenstranges sich er-! streckenden Rillen 6 versehen, wie Figur 2 veranschaulicht,\

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die zur Aufnahme jeweils einer draht- oder fadenförmigen Armierungseinlage bestimmt sind. Die Sillentiefe wird so beniesen, daß die später in die Bill en einzulegenden Armierungseinlagen in der gewünschten Ebene des fertigen Zahnriemens, namentlich in dessen neutraler Zone, liegen· Durch Anwendung eines lOrmbandes 3> das auf seiner dem Formhohlraum zugekehrten Bandseite eine vorbestimmte Vielzahl von in Längsrichtung des JOrmbandes verlaufenden schmalen Hippen besitzt, können sogleich beim Spritzgießen des Riemen- ; stranges mit der in der Figur 1 dargestellten Vorrichtung die Rillen auf dem Hucken des Riemenstranges 1 geformt werden. Ss können aber auch, wenn der mit dem Gewebestrei— fen 5 beschichtete Riemenstrang 1 in der in der Figur 1 dar-

gestellten oder in einer anderen Vorrichtung mit glattem, unprofiliertem Riicken hergestellt wird, die Rillen 6 be- ·

ι quem und kontinuierlich nachträglich in den Rücken des Riemenstranges mit einer geeigneten Schneidvorrichtung eingeschnitten oder mit einer beheizten, ringförmig berippten Rolle eingewalzt verden.

De₁. vorgefertigte Riemenstrang 1 wird sodann mit einer der gewünschten Umfangslänge des fertigen Zahnriemen3 entspre- i chenden Stranglänge abgeschnitten und durch Zusammenführen j beziehungsweise Aneinanderstoßen seiner beiden Enden endlos' gemacht. Vorteilhafterweise kann diese Endlosmaehung durch ; ²^ Anschmelzen und Zusammenschweißen der Enden des RLemenstran·+

ges mittels der in Figur 3 dargestellten Schweißvorrichtung! erfolgen. Vorteilhafterweise werden die Enden des Riemen- · stranges von der mit dem Gewebestreifen 5 beschichteten ;

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gezahnten Riemenseite her angeschmolzen mittels einer beheizten Schweißplatte 7 der Schweißvorrichtung, die gezahnt ausgebildet ist und die Enden des Biemenatranges bei der Endlosmachung zahnteilungsgenau zusammenhält. Sine an der Biickenseite des Biemenstranges anliegende Gegenplatte 8 der Schweißvorrichtung besitzt schmale Stege 9, die in die Rillen 6 des Biemenstranges eingreifen und dadurch ein Zufließen der Rillen 6 mit angeschmolzenem Kunststoff verhindern. Beim Zusammenführen der Enden des Riemenstranges zu einem Hing brauchen die beiden Enden nicht notwendigerweise zu-

sammengeschweißt zu werden, sondern können auch die finden >

zu Beginn des anhand der ELgur 5 noch zu beschreibenden Ver-

' fahrensschrittes durch eine um den Ring gelegte erste Win- \ dung der Armierungseinlage zusammenstoßend zusammengehalten , werden, wonach durch Drehen des Hinges das Wickeln der Ar- j mierungseinlage zu Ende geführt wird und beim Zuschweißen ι der Rillen gleichzeitig auch die Stoßflächen der Riemenenden miteinander verschweißt werden.

Wie in ÄLgur 4 veranschaulicht ist, werden beim Schließen '

des Biemenstranges zu einem Ring, wie zum Beispiel beim Zu- J sammenschweißen der Enden mit der Vorrichtung der ilgur 3 j

■oder beim erwähnten Zusammenhalten der Enden des Riemenatranr

i ges sogleich auf der Vorrichtung der Figur 5 mittels einer J

ersten Armierungseinlagenwindung, die beiden Enden des RLe- 1

menstranges um einen Rillenabstand seitlich gegeneinander i

versetzt, wodurch eine schraubenlinienförmig über den Umfang'

! des ringförmig geschlossenen Riemenstranges verlaufende Hil-|

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le entsteht. Bei sehr eng nebeneinander liegenden Rillen 6 können die beiden Riemenstrangenden beispielsweise auch um : zwei Rillenabstände seitlich gegeneinander versetzt werden, wodurch dann zwei schraubenlinienförmig verlaufende Rillen ■ : 5 entstehen. Diese Endlosmachung des Riemenstranges mit gegen- ; einander versetzten Enden unter Bildung von einer oder gege-I benenfalls mehreren schraubenlinienförmigen Rillen ermöglicht! ; es, in die Rillen durch einfaches Wickeln eine draht- oder ι fadenförmige Armierungseinlage einzulegen, wodurch eine ! 10 in Umfangsrichtung des herzustellenden Zahnriemens ununterbrochene zugfeste Riemenarmierung entsteht.

: Hierzu kann in vorteilhafter Weise die in Figur 5 dargestell-

; te Vorrichtung nach dem Prinzip der deutschen Offenlegungs-

i schrift 26 16 177 angewendet werden. Der zu einem endlosen

i 15 Ring zusammengeführte beziehungsweise geschlossene RLemen-

! strang wird, mit seiner Rückenseite nach außen gewendet, auf

I das gezahnte Formrad 10 und das vorzugsweise ebenfalls ge-

j zahnte Spannrad 11 der Vorrichtung aufgelegt, dessen Abstand

j von dem Formrad 10 in Abhängigkeit von der Umfangslänge des

{ 20 Ringes einstellbar ist. Unter Drehung des Formrades 10 und

j des Spannrades 11 wird dann, an einem Rand des ringförmig

geschlossenen Riemenstranges 1 beginnend, in die schrauben- j : linienförmigen Rillen 6 eine in die Rillen passende Armie- ! rungseinlage 12 eingewickelt. Vorzugsweise wird hierbei die J 25 Armierungseinlage 12 beispielsweise durch Widerstandser-

i hitzung in einer Drahtführung 13 oder durch Heißluft erwärmt

j und in erwärmtem Zustand in die schraubenförmig verlaufenden

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Billen 6 des zu einem endlosen Bing zusammengeführten Biemenstranges 1 eingewickelt. Dies hat den Vorteil, daß die in die füllen eingewickelte Armierungseinlage den Kunststoff des fü emen strange s anschmilzt und sich ohne unnötig hohe Wickelspannung in die füllen 6 einwickelt und bis zur Berührung mit der Gewebeauflage 5» im Bereich der Zahnnuten des Riemenstranges, in die Billen 6 eindringen kann, so daß durch die Gewebeauflage die Armierungseinlage in einem gleichmäßigen radialen Abstand von den Zähnen des gezahnten Formrades 10 abgestützt wird und somit genau in der gewünschten Ebene des. Eüemenquerschnittes liegt« Falls erwünscht, kann das Formrad 10, analog wie bei der Vorrichtung nach der · deutschen Offenlegungsschrift 26 16 I77_f auf den Kopfflächen seiner Zähne H schmale rippenförmige Wickelnasen 15 aufweisen, um die Armierungseinlage, über die zwischen den Wickelnasen und der Armierungseinlage liegende Gewebeauflage, in einem bestimmten Abstand von den Kbpfflächen der Zähne des Formrades 10 abzustützen.

Nach Beendigung des schraubenförmigen Einwickeins der Armierungseinlage 12 in die Billen 6 wird das zu dieser Vorrich-

tung nach Art der deutschen Offenlegungsschrift 26 16 177 gehörende Formband 16 an das Formrad 10 herangeführt und ι auf die Bückenseite des Biemenstranges 1 aufgelegt. Während

das Formrad 10 mit dem füemenstrang 1 erneut in Umdrehung ; versetzt wird, wird das Formband 16 im Berührungsbereich mit der Bückenseite des Riemenstranges mittels einer Heizeinrichtung 17 beheizt. Dadurch wird jetzt die Bückenseite des Bis-,

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menstranges respektive des Hinges 1 angeschmolzen, so daß die Armierungseinlagenin den Billen durch eindringenden Kunststoff eingeschmolzen und die Rillen unter Bildung einer ι glatten Rückenoberflache des fertigen armierten endlosen Zahnriemens geschlossen werden. Sofern die Enden des Riemenstranges noch nicht beispielsweise mittels der Schweiß vorrichtung der RLgur 3 miteinander verschweißt waren, werden die Enden bei diesem letzten Verfahrensschritt auch noch miteinander verschmolzene

Der fertige Zahnriemen kann erwünschtenfalls in schmalere Zahnriemenringe zerschnitten werden, die dann jeweils eine in ümfangsrichtung ununterbrochene Armierungseinlage und ; eine in Querrichtung unterbrechungslose Gewebeauflage auf der gezahnten Biemenseite besitzen» BLe RLgur 4 stellt das seitliche Versetzen der Enden des Riemenstranges bei der j Endlosmachung schematisiert dar« In der Praxis sind die Rillenabstände viel kleiner und ist dementsprechend auch da si seitliche Versetzen der Enden des Riemenstranges viel kleiner, so daß praktisch nicht ins Gewicht fällt und bedeutungslos ist, daß die Ränder des Riemenstranges an der Zusammenführungsstelle der Riemenenden um einen Rillenabstand seitlich vorspringen. Erwünschtenfalls können die Ränder des fertigen Zahnriemens aber auch mühelos nachgeschnitten

' werden, um das geringfügige seitliche Verspringen, voll-• 25 ständig zu beseitigen«.

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Claims

BRECO Kunststoffverarbeitungs- GmbH & Co. KG in Porta Westfalica

Verfahren zur Herstellung eines armierten endlosen Zahnriemens mit Gewebeauflage

Patentansprüche

1\ Verfahren zur Herstellung eines endlosen Zahnriemens aus Kunststoff oder dergleichen extrudierbarem Material mit einer in Riemenumfangsrichtung verlaufenden draht- oder fadenförmigen Armierungseinlage und mit einer die gezahnte Riemenseite bedeckenden Gewebeauflage, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in einem geschlossenen Formhohlraum aus eingeführtem flüssigen Kunststoff und einem eingeführten Gewebestreifen, der entlang der die gezahnte Riemenseite bildenden Formgebungsfläche des Formhohlraumes eingeführt wird, ein endlicher Riemenstrang gebildet und dabei dessen gezahnte Riemenseite mit dem Gewebestreifen beschichtet ' wird, daß die der gezahnten Riemenseite abgekehrte Rücken- ' Seite des Riemenstranges mit einer Mehrzahl von in Längs- | richtung des Riemenstranges verlaufenden Rillen versehen wird, daß danach der Riemenstrang an seinen Enden zu einem

endlosen Ring, mit der Rückenseite nach außen gewendet, zusammengeführt wird und dabei die beiden Enden gegeneinander um wenigstens einen Rillenabstand seitlich versetzt werden, so daß die Rillen auf dem Ring in dessen Umfangsrichtung : schraubenlinienförmig verlaufen, daß hiernach an einem Rand des Ringes beginnend eine in die Rillen passende Armieruhgs«- einlage in die Rillen eingewickelt wird, und daß sodann die:

Rückenseite des Ringes ■

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derart beheizt wird, daß durch. Anschmelzen des Kunststoffs die Armierung seinlagen in den Rillen eingeschmolzen und die Rillen unter Bildung einer glatten Riickenoberfläche geschlossen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungseinlage in erwärmtem Zustand in die schraubenförmig verlaufenden Rillen des zu einem endlosen Ring zusammengeführten Riemenstranges eingewickelt wird*

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