DE2801604B2

DE2801604B2 - Verfahren zur Herstellung eines armierten endlosen Zahnriemens mit Gewebeauflage

Info

Publication number: DE2801604B2
Application number: DE2801604A
Authority: DE
Inventors: Rudolf 4952 Porta Westfalica Breher
Original assignee: Breco Kunststoffverarbeitungs-Gmbh & Co Kg 4952 Porta Westfalica
Current assignee: Breco Kunststoffverarbeitungs-Gmbh & Co Kg 4952 Porta Westfalica
Priority date: 1978-01-14
Filing date: 1978-01-14
Publication date: 1980-02-07
Also published as: NL7900262A; FR2414399A1; JPS54101043A; NL187430B; FR2414399B1; JPS5617222B2; IT7919251A0; GB2013131B; DE2801604A1; GB2013131A; DE2801604C3; BR7900199A; CA1135608A; IT1166573B; NL187430C; US4251306A

Description

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

Für Antriebsriemen aus extrudierbarem Material, insbesondere für Zahnriemen, wird vorwiegend der Kunststoff Polyurethan verwendet, der hierfür wegen seiner Beständigkeit beispielsweise gegen öl und seiner giimmiähnlichcn Biegsamkeit und Weichheit in weiten Temperaturbereichen vorteilhaft geeignet ist. Polyurethan hat jedoch ebenso wie Gummi einen hohen Reibungswert, 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, was /u einem unsanften und unerwünscht geräuschvollen Lauf des Zahnriemens führt. Der Kunststoff Polyamid (Nylon) zeichnet sich gegenüber Polyurethan und Gummi durch einen sehr niedrigen Reibungswert aus. Polyamid ist jedoch als Werkstoff für einen Antriebsriemen zu hart und deshalb ungeeignet. Hingegen läßt sich mit einer nur die gezahnte Riemenseite eines Zahnriemens bedeckenden Gewebeauflage aus Polyamid ein unter geringer Reibung 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

ίο beziehungsweise herzustellen. Hierbei wird zunächst auf die gezahnte Formgebungsfläche einer Vulkanisierform die Gewebeschicht eingelegt. Danach werden vorgefertigte Zahnstücke aus vulkanisierbarem Gummi in die Zahnlücken der Formgebungsfläche 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 Hersieilutigsweise 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 Herstellbarkeil durch Spritzgießen oder Extrudieren in einem geschlossenen Formhohlraum aus. Allerdings fehlte es bislang noch an einer brauchbaren Lösung, um derartige armierte Kunstsioff-Zahnriemen auch mit einer Polyamid-Gewebeauflage auf der gezahnten Riemcnseite und außerdem auch noch in endloser ringförmig geschlossener Gestalt herstellen zu können. Beispielsweise mit der in der deutschen Patentschrift 21 23 902 beschriebenen Methode würde sich ein Kunststoff-Zahnriemen mit eingebetteter Armierungseinlagc auch mit einer Gewebeauflagc auf der gezahnten Riemenseite herstellen lassen, der entstehende Zuhnricii.-c-i wäre aber ein endlicher Riemen, der nur mit beträchtlichen Schwierigkeiten, insbesondere bei kurzen Riemenumfangslängen, durch eine Kunststoffvcrschweißung seiner beiden Enden endlos gemacht werden könnte und den Nachteil hätte, daß die draht- oder fadenförmige eingebettete

4^r, Armierungseinlage keinen geschlossenen Ring bildet, sondern an der Verbindungsstelle der beiden Ricmcncnden eine Unterbrechung aufweist, die eine Schwächung der mit der Armierungseinlage bezweckten Riemcnzugfestigkeil darstellt. F.in derartiger mit Armierungseinla-

■■>() gen und mit Gcwcbcuuflagc hergestellter endlicher Zahnriemen würde sich auch nicht mit der in der deutschen Offenlcgungsschrift 2b Ib 177 beschriebenen Methode endlos machen lassen, weil bei der Endlosmachung mit dieser Methode auch die Gcwcbcauflugc in

Vt nebeneinanderliegcnden 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

ho Verfahren zu schaffen, mit dem ein endloser Zahnriemen aus Kunststoff oder dergleichen extrudierbarem Material mit beliebiger Ricmenumfangslänge hergestellt werden kann, dessen gezahnte Riemenseile mit einer die Gleitfähigkeit erhöhenden, unterbrechungslos

β¹; über die Riemenbreite sich erstreckenden Gewebcauflage aus Polyamid oder dergleichen versehen ist und dessen eingebettetes draht- oder fadenförmige Armierungseinlage sich unierbrechungslos über den Riemen-

umfang erstreckt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, 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 Rückenseite des Riemenstranges mit einer iü Mehrzahl von in Längsrichtung des Riemenstranges verlaufenden Rillen versehen wird, daß danach der Riemenstrang an seinen Fnden 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 ArmierungseinLige in die Rillen eingewickelt wird, und dali sodann die Rückenseite ries Ringes derart beheizt wird, daß durch Anschmelzen des Kunststoffes die Armierungseinlagen in den Rillen eingeschmolzen und die Rillen unter Bildung einer 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. jo

In der Zeichnung zeigt

F i g. I eine Vorrichtung zur Herstellung des endlichen Riemenstranges;

Fi g. 2 einen Querschnitt des vorgefertigten Riemenstranges entsprechend der Linie H-II in Fig. 1: Ji

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

Fig.4 einp Draufsicht auf die zusammengeführten Endes des Riemenstranges in Richtung des Pfeiles IV in F ig. 3;

F i g. 5 eine Vorrichtung zum Bewickeln des endlos gemachten Riemenstranges mit einer Armierungseinlagc und zum Einschmelzen der Armierungseinlage in den Riemenrücken. *■>

Die Herstellung des zunächst nicht armierten endlichen Riemenstranges I erfolgt, wie in F i g. 1 dargestellt, in besonders bevorzugter und vorteilhafter Weise unter Anwendung einer Vorrichtung nach dem Prinzip der deutschen Patentschrift 21 23 902, mit der ~>o kontinuierlich ein Ricmcnstrang mit beliebiger Stranglänge sowie auch mit beliebiger Strangbreiie, beispielsweise mit einer ein Mehrfaches der gewünschten endgültigen Zahnrkmcnbrcite betragenden Slrangbrcite hergestellt werden kann. Für die Durchführung des 'Λ erfindungsgemäßen Verfahrens wird in den /wischen dem gezahnten Formrad 2 und dem Formband 3 gebildeten Formhohlraum, dessen Anlang von dem Düsenrohrmundstück 4 eines Extruders und dessen Ende von erstarrtem Kunsisioff verschlossen ist. no einerseits flüssiger Kunststoff mit einem zum vollständigen Ausformen des Formhohlraumes sowie zum Schwundausgleich des erkaltenden und dabei schrumpfenden Kunststoffmatcrials erforderlichen Druck eingeführt und andererseits durch das Düsenrohrmundstück in oder durch einen Spalt zwischen dem Düsenrohrmundstück und dem Formba/icl 2 ein Gewebestreifen 5, dessen Breite der Strangbreite des Riemenstranges entspricht, derart eingeführt, daß kein flüssiger Kunststoff durcli die Einführungsstelle der Vorrichtung für den Gewebestreifen entweichen kann und daß sich der eingeführte Gewebestreifen auf den gezahnten Umfang des Formrades 2 auflegt. Durch den Spritzdruck des eingeführten Kunststoffes wird der Gewebestreifen in die Zahnnuten des Formrades eingedrückt, so daß der Gewebestreifen nicht in den aus dem Formhohlraum austretenden Riemenstrang I eingebettet ist, sondern die Oberfläche der präzise ausgeformten gezahnten Riemenseite des Riemenstranges bildet. Der so auf seiner gezahnten Riemenseite mit der Gewebeauflage beschichtete beziehungsweise bedeckte Riemenstrang, der noch keine Armierungseinlagen enthält, wird auf seiner Rückenseite mit einer Mehrzahl von parallelen und in Längsrichtung des Riemenstranges sich erstrekkenden Rillen 6 versehen, wie F i g. 2 veranschaulicht, die zur Aufnahme jeweils einer draht- oder fadenförmigen Armitrungseinlage bestimmt sind. Die Rillentiefe wird so bemessen, daß die später in die Rillen einzulegenden Armierungseinlagen in du gewünschten Ebene des fertigen Zahnriemer.s, namentlich in dessen neutraler Zone, liegen. Durch Anwendung iines Formbandes 3, das auf seiner dem Formhohlraum zugekehrten Bandseite eine vorbestimmte Vielzahl von in Längsrichtung des Formbandes verlaufenden schmalen Rippen besitzt, können sogleich beim Spritzgießen des Riemenstranges mit der in der Fig. I dargestellten Vorrichtung in Rillen auf dem Rücken aes P.iemenstranges 1 geformt werden. Es können aber auch, wenn der mit dem Gewebestreifen 5 beschichteie Riemenstrang 1 in der in der F i g. 1 dargestellten oder in einer anderen Vorrichtung mit glattem, unprofilieriem Rücnen hergestellt wird, die Rillen 6 bequem und kontinuierlich nachträglich in den Rücken des Riemenstranges mit einer geeigneten Schneidvorrichtung eingeschnitten oder mit einer beheizten, ringförmig berippien Rolle eingewalzt werden.

Der vorgefertigte Riemenstrang 1 wird sodann mil einer der gewünschten Umfangslange des fertigen Zalinriemens entsprechenden Stranglänge abgeschnitten und durch Zusammenfuhren beziehungsweise Aneinanderstoßen seiner beiden Enden endlos gemacht. Vorteilhafterweise kann diese Endlosmachung durch Anschmelzen und Zusammenschweißen der LncJen des Riemenstranges mittels der in \Ί g. 3 dargestellten Schweißvorrichtung erfolgen. Vorteilhafterweise werden die Enden des Riemenstranges von der mit dem Gewebestreifen 5 beschichteten gezahnten Riemenseite her angeschmolzen mittels einer beheizten Schweiöpliitte 7 der Schwcißvorrichtung. die gezahnte ausgebildet ist und die Enden des Riemenstranges bei der Endlc lüachung zahnteilungsgenau zusammenhalt. Eine an der Rückenseite des Riemcnstranges anliegende Gegenplatte 8 der ^chweiUvor richtung besitzt schmale Stege 9. die in die Rillen 6 des Riemenstranges eingreifen und dadurch ein Zufließen der Rillen 6 mit angeschmolzenem Kunststoff verhindern. Beim Zusammenführen der Enden des Riemenstranges zu einem Ring bniuchen die beiden Enden nicht notwendigerweise zusammengeschweißt zu werden, sondern können auch die Enden zu Beginn des anhand der F i g. 5 noch zu beschreibenden Verfahrensschrittes durch eine um den Ring gelegte ersf; Windung der Armierungseinlage zusammenstoßend zusammengehalten werden, wonach durch Drehen des Ringes das Wickeln der Armierungseinlage zu Ende geführt wird und beim Zuschweißcii der Rillen gleichzeitig auch die Stoßflächen der Riemenen-

den miteinander verschweißt werden.

Wie in Fig.4 veranschaulicht ist, werden beim Schließen des Riemenstranges zu einem Ring, wie zum Beispiel beim Zusammenschweißen der Enden mit der Vorrichtung der Fig. 3 oder beim erwähnten Zusammenhalten der Enden des Riemenstranges sogleich auf der Vorrichtung der Fig. 5 mittels einer ersten Armierungseinlagenwindung, die beiden Enden des Riemenstranges um einen Rillenabstand seitlich gegeneinander versetzt, wodurch eine schraubenlinienförmig über den Umfang des ringförmig geschlossenen Riemenstranges verlaufende Rille entsteht. Bei sehr eng nebeneinanderliegenden Rillen 6 können die beiden Riemenstrangenden beispielsweise auch um zwei Rillenabstände seitlich gegeneinander versetzt werden, wodurch dann zwei schraubenlinienförmig verlaufende Rillen entstehen. Diese Endlosmachung des Riemenstranges mit gegeneinander versetzten tnden unter Bildung von einer oder gegebenenfalls mehreren schraubenlinienförmigen Rillen ermöglicht es. in die Rillen durch einfaches Wickeln eine draht- oder fadenförmige Armierungseinlage einzulegen, wodurch eine in Umfangsrichtung des herzustellenden Zahnriemens ununterbrochene zugfeste Riemenarmierung entsteht.

Hierzu kann in vorteilhafter Weise die in F i g. 5 dargestellte Vorrichtung nach dem Prinzip der deutschen Offenlegungsschrift 26 16 177 angewendet werden. Der zu einem endlosen Ring zusammengeführte beziehungsweise geschlossene Riemenstrang wird, mit seiner Rückenseite nach außen gewendet, auf das gezahnte Formrad 10 und das vorzugsweise ebenfalls gezahnte Spannrad Il der Vorrichtung aufgelegt, dessen Abstand von dem Formrad 10 in Abhängigkeit von der Umfangslänge des Ringes einstellbar ist. Unter Drehung des Formrades 10 und des Spannrades 11 wird dann, an einem Rand des ringförmig geschlossenen Riemenstranges 1 beginnend, in die schraubenlinienförmigen Rillen 6 eine in die Rillen passende Armierungseinlage 12 eingewickelt. Vorzugsweise wird hierbei die Armierungseinlage 12 beispielsweise durch Widerstandserhitzung in einer Drallführung 13 oder durch Heißluft erwärmt und in erwärmtem Zustand in die schraubenförmig verlaufenden Rillen 6 des zu einem endlosen Ring zusammengeführten Riemenstranges 1 eingewickelt. Dies hat den Vorteil, daß die in die Rillen eingewickelte Armierungseinlage den Kunststoff des Riemenstranges anschmilzt und sich ohne unnötig hohe Wickelspannung in die Rillen 6 einwickelt und bis zur Berührung mit d?r Gewebeauflage 5. im Bereich der Zahnnuten des Riemenstranges, in die Rillen 6

eindringiM 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 Riemenquerschnittes liegt. Falls erwünscht, kann das Formrad 10, analog wie bei der Vorrichtung nach der deutschen Offenlegungsschrift 26 16 177. auf den Kopfflächen seiner Zähne 14 schmale rippenförmige Wickelnasen 15 aufweisen, um die Armierungseinlage. über die zwischen den Wickelnasen und der Armierungseinlage liegende Gewebeauflage, in einem bestimmten Abstand von den Kopfflächen der Zähne des Formrades 10 abzustützen.

Nach Beendigung des schraubenförmigen liinwikkelns der Armierungseinlage 12 in die Rillen 6 wird das zu dieser Vorrichtung nach Art der deutschen Offenlegungsschrift 26 16 177 gehörende Formband 16 an das Formrad iö herangeführt und auf die Rückenseite des Riemenstranges 1 aufgelegt. Während das Formrad 10 mit dem Riemenstrang I erneut in Umdrehung versetzt wird, wird das Formband 16 im Berührungsbereich mit der Rückenseite des Riemenstranges mittels einer Heizeinrichtung 17 beheizt. Dadurch wird jetzt die Rückenseite des Riemenstranges respektive des Ringes I angeschmolzen, so daß die Armierungseinlagen in den Rillen durch eindringenden Kunsts .iff eingeschmolzen und die Rillen unter Bildung einer glatten Rückenoberfläche des fertigen armierten endlosen Zahnriemens geschlossen werden. Sofern die Enden des Riemet.stranges noch nicht beispielsweise mittels der .Schweißvorrichtung eier F i g. 3 miteinander verschweißt waren, werden die Enden bei diesem letzten Verfahrensschnitt auch noch miteinander verschmolzen.

Der fertige Zahnriemen kann erwünschtenfalls in schmalere Zahnriemenringe zerschnitten werden, die dann jeweils eine in Umfangsrichtung ununterbrochene Armierungseinlage und eine in Querrichtung unterbrechungsiose Gewebeauflage auf der gezahnten Riemenseite besitzen. Die F i g. 4 stellt das seitliche Versetzen der Enden des Riemenstranges bei der Endlosmachung schematisiert dar. In der Praxis sind die Rillenabstände viel kleiner und ist dementsprechend auch das 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 vollständig zu beseitigen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Herstellung eines endlosen Zahnriemsns aus Kunststoff oder dergleichen extrudierbarem Material mit einer in Riemenumfangsrichtung verlaufenden draht- oder fadenförmigen Armierungseinlage und mit einer die gezahnte Riemenseite bedeckenden Gewebeauflage, d a durch 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 Rückenseite des Riemenstranges mit einer Mehrzahl von in Längsrichtung des Riemenstranges verlaufenden Rille« 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 Armierungseinlage in die Rillen eingewickelt wird, und daß sodann die Rückenseite des Ringes derart beheizt wird, daß d^^rch Anschmelzen des Kunststoffes die Armierungseinlagen in den Rillen eingeschmolzen und die Rillen unter Bildung einer glatten Rückenoberfläche geschlossen werden.

2. Verfahren nach Anspruch. I, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungscinlage in erwärmtem Zustand in die schraubenförmig verlaufenden Rillen des zu einem endlosen Ring zusammengeführten Riemenstranges eingewickelt wird.