DE2801604C3 - Verfahren zur Herstellung eines armierten endlosen Zahnriemens mit Gewebeauflage - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines armierten endlosen Zahnriemens mit Gewebeauflage

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DE2801604C3
DE2801604C3 DE2801604A DE2801604A DE2801604C3 DE 2801604 C3 DE2801604 C3 DE 2801604C3 DE 2801604 A DE2801604 A DE 2801604A DE 2801604 A DE2801604 A DE 2801604A DE 2801604 C3 DE2801604 C3 DE 2801604C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren /ur Herstellung eines endlosen Zahnriemen* aus Kunststoff oder dergleichen extrudierbarem Material mit einer in Ricmenumfangsrichtung verlaufenden draht- oder fadenförmigen Armierungseinlage und mit einer die ge/ahntc Riemenscite bedeckenden Gewebcauflage.
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 Zahnriemen/.ähnc zu stark reibend und ruckartig in Zahnradniitcn eingreifen, was zu einem unsanften und unerwünscht geräuschvollen Lauf des Zahnriemens führt. Der Kunststoff Polyamid (Nylon) zeichnet sich gegenüber Polyurethan und Gummi durch einen sehr niedrigen Reibungsbeiwert 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 gezahnton Riemenseite zu versehen 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 ge\vickelten Armierungseinlage der Riemenrücken aufgebaut und schließlich der Riemen fertig vulkanisiert. Diese Hersteliungsweise 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 Spritzgießen oder Extrudieren in einem geschlossenen Formhohlraum aus. Allerdings fehlte es bislang noch an einer brauchbaren Lösung, um derartige 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 deutschen Patentschrift 21 23 902 beschriebenen Methode würde sich ein Kunststoff-Zahnriemen mit eingebetteter Armierungseinlage auch mit einer Gewebeauflage auf der gezahnten Riemenseite herstellen lassen, der entstehende Za.hnrietr ·η wäre aber ein endlicher Riemen, der nur mit beträchtlichen Schwierigkeiten, insbesondere bei kurzen Rieinenumfangslängen, durch eine Kunsls'offverschweißung 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. Hin 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 nebeneinanderliegenden Streifen gewickelt würde und also an dem endlos gemachten Riemen über dessen Riernenbreite unerwünschte und nachteilige Unterbrechungen aufweisen würde.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein endloser Zahnriemen aus Kunststoff oder dergleichen extrudierbarem Material mit beliebiger Riemenumfangslänge hergestellt werden kann, dessen gezahnte Riemenscite 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 untcrbrcchungslos über den Riemen-
unifang erstreckt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst in einem geschlossenen Formhohlraum aus eingeführtem flüssigen Kunststoff und einem eingeführten Gewebesireifen, 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 Rillen versehen wird, daß danach der Riemenstiang 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 durch Anschn:jlzen 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.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Herstellung des endlichen Riemenstranges:
F i g. 2 einen Querschnitt des vorgefertigten Riemenstranges entsprechend der Linie H-Il in Fi g. 1;
Fig.3 eine Vorrichtung zur Endlosmachung des Riemenstranges durch Zusammenschweißen der Strangenden;
Fig.4 eine Draufsicht auf die zusammengeführten Endes des Riemenstranges in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 3;
Fig. 5 eine Vorrichtung zum Bewickeln des endlos gemachten Riemenstranges mit einer Armierungseinlage 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 kontinuierlich ein Riemenstrang mit beliebiger Strang länge sowie auch mit beliebiger Sirangbreite, beispielsweise mit einer ein Mehrfaches der gewünschten endgültigen 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, t>o einerseits flüssiger Kunststoff mit einem zum vollständigen Ausformen des Formhohlraumes sowie zum Schwundausgleich des erkaltenden und dabei schrumpfenden Kunststoffmaterials erforderlichen Dn;ck eingeführt und andererseits durch das Düsenrohrmundstück b5 oder durch einen Spalt zwischen dem Düsenrohrmundstück und dem Foriiirad 2 ein Gewebestreifen 5, dessen Breite der Strangbreile des Riemenstranges entspricht, derart eingeführt, daß kein flüssiger Kunststoff durch die Einführungssielle der Vorrichtung Qr 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 Gewebesireifen in die Zahnnuten des Formrades eingedrückt, so daß der Gewebestreifen nicht in den aus dem Formhohlraum ausiretenden Riemenstrang 1 eingebettet ist, sondern die Oberflä; he der präzise ausgeformten gezahnten Riemenseite des Riemenstranges bildet. Der so auf seiner gezahnten Riemenseite mil der Gewehrauflage beschichtete beziehungsweise bedeckte Riemenstrang, der noch keine Armierungseinlagen enthält, wird auf seiner Rückenseite mit einer Mehrzahl von parallelen und in Längsrichtung des Riemenstranges sich ersirekkenden Rillen 6 versehen wie Fig. 2 veranschaulicht, die zur Aufnahme jeweils einer draht- oder fadenförmigen Armierungseinlage bestimmt sind. Die Rillenliefe wird so bemessen, daß die spä"-r in die Rillen einzulegenden Armierun^seinla^en. >r. der gewünschten Ebene des fertigen Zahnriemens, namentlich in dessen neutraler Zone, liegen. Durch Anwendung eines 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 die Rillen auf dem Rücken des Riemenstranges 1 geformt werden. Es können aber auch, wenn der mit dem Gewebestreifen 5 beschichtete Riemenstrang 1 in der in der F i g. I dargestellten oder in einer anderen Vorrichtung mit glattem, unprofiliertem Rücken hergestellt wird, die Rillen 6 bequem und kontinuierlich nachträglich in den Rücken des Riemenstranges mit einer geeigneten Schneidvorrichtung eingeschnitten oder mit einer beheizten, ringförmig berippten Rolle eingewalzt werden.
Der vorgefertigte Riemenstrang 1 wird sodann mit einer der gewünschten Umfangslänge des fertigen Za^nriemens entsprechenden Stranglänge abgeschnitten und durch Zusammenführen beziehungsweise Aneinanderstoßen seiner beiden Enden endlos gemacht. Vorteilhafterweise kann diese Endlosmachung durch Anschmelzen und Zusammenschweißen der Fncien des Riemenstranges mittels der in F i 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 Schweißplatte 7 der Schweißvorrichtung, die gezahnt ausgebildet ist und die Enden des Riemenstranges bei der Endlosmachung zahnteilungsgenau zusammenhält. Eine an der Rückenseite des Riemenstranges anliegende Gegenplatte 8 der Schweißvorrichtung 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 F.iden des Riemenstranges zu einem Ring brauchen 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 erste Windung der Armierungseinlage zusammenstoßend i.u-samm3ngehalten werden, wonach durch Drehen des Ringes das Wickeln der Armierungseinlage zu Ende geführt wird und beim Zuschweißen der Rillen gleichzeitig auch die StoBflächen der Riemencn-
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den miteinander verschweil.lt werden.
Wie in I'ig. 4 veranschaulicht ist. u eitlen beim Schließen des Riemensiranges /u einem King, wie /um Heispiel beim Zusammenschweißen der linien mit der Vorrichtung der Fig. i oder beim erwähnten Zusammenheilten der linden des Kiemensininges sogleich auf der Vorrichtung der I i g. 5 mittels einer ersten Armierungseinlagenwindung, die beiden Mnden des Riemenstranges um einen Rillenabstand seitlich gegeneinander verset/t. wodurch eine schraubenlinienförmig über den Umfang des ringförmig geschlossenen Riemenstranges verlaufende Rille entsteht. Hei sehr eng nebencinanderliegenden Rillen h können die beulen Riemenstrangenden beispielsweise auch um zwei Rillenabsländc seitlich gegeneinander verset/.i weitlen, wodurch dann zwei schraubenlinienförmig verlaufende Rillen entstehen. Diese Fndlosmachung des Riemen stranges nut gegeneinander verset/len Enden unter Hildiing von einer oder gegebenenfalls mehreren schraubenlinienförmigen Rillen ermöglicht es, in die Rillen durch einfaches Wickeln eine draht- oder fadenförmige Armierungseinlage einzulegen, wodurch eine in Umfatigsrichtung des herzustellenden Zahnriemens ununterbrochene zugfeste Rienienarmierung entsteht.
Hierzu kann in vorteilhafter Weise die in I ι g. ϊ dargestellte Vorrichtung nach dem Prinzip der deutschen Offcnlegungsschrifl 2h lh 177 angewendet werden. Der zu einem endlosen Ring zusammengeführte beziehungsweise geschlossene Riemenstraiig wird, mit seiner Rückenseile nach außen gewendet, auf das gezahnte f ormrad 10 und das vorzugsweise ebenfalls gezahnte Sparinrad 11 der Vorrichtung aufgelegt, dessen Abstand von dem Formrad 10 in Abhängigkeit von der Umfangsliinge des Ringes einstellbar ist. I inter 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 Drahtführung H oder durch Heißluft erwärmt und in erwärmtem Zustand in die schraubenförmig verlaufenden Rillen 6 des zu einem endlosen Ring zusammengeführten Riemenstranges I 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 der Gewebeauflage 5. im Bereich der Zahnnuten des Riemenstranges, in die Rillen 6 eindringen kann, so daß durch die (irwchi-auflagi· die Armicriingscinlagc in einem gleichmäßigen radialen Abstand von den /ahnen des gezahnten l-'ornirades 10 abgeslüi/i wird und somit genau in der gewünschten Ί Fbenc des Rieiiienquerschnittes liegt. Falls erwünscht, kann das Formrad 10. ,inalog wie bei der Vorrichtung nach tier deutschen Offenlegiingsschrift 2h lh 177. .iiif ilen KiipffliJclien seiner Zähne 14 schmale rippenfomuge Wickelnasen 15 aufweisen, um die Armierungseinla-ίο ge. über die zwischen den Wickelnasen und der Armierungseinlage liegende (iewebeauflage. in einem bestimmten Abstand von den Kopffläehcn der Zahne ties I ormradcs 10 abzustützen.
Nach Beendigung ties schraubenförmigen Finwiki'i kclns der Armierungseinlage 12 in die Rillen β wird das zu dieser Vorrichtung nach An tier deutschen Offenlegungssehrifl 2h Ib 177 gehörende I ormband lfi an das Formrad 10 herangeführt und auf die Rückenseite des Riemensiranges I aufgelegt. Während this Formrad 10 mit dem Riemenstrang 1 erneut in Umdrehung versetzt wird, wird das Formhand 16 im Berührungsbereich mit der Rückenseite des Riemenstranges mittels einer Heizeinrichtung 17 beheizt. Dadurch wird jetzt die Rückcnscite des Riemenstranges 2'i respektive des Ringes 1 angeschmolzen, so daß die Armierungseinlagcn in tlen Rillen durch eindringenden KunMstoff eingeschmolzen und die Rillci unter Bildung einer glatten Rückenoberfläche des fertigen armierten endlosen Zahnriem· ns geschlossen werden. Sofern die in F.nden des Riemenstranges noch nicht beispielsweise mittels der .Schweißvorrichtung der Fig. 3 miteinander verschweißt waren, werden die Finden bei diesem letzten Verfahrensschnitt auch noch miteinander verschmolzen.
i) Der fertige Zahnriemen kann erwünschtenfalls in schmalere Zahnriemenringe zerschnitten werden, die dann jeweils eine in Umfangsrichtung ununterbrochene Armierungseinlage und eine in Querrichtung unterbrcchungslose Gewebeauflage auf der gezahnten Riemenseitc besitzen. Die Fig. 4 stellt das seitliche Versetzen der Enden des Riemenstranges bei der Endlosmaehung schematisiert dar. In der Praxis sind die Rillenabständ? viei kleiner und im demeritspieciit.-iiu .iuv.ii \.\a* ^cuIii.ml-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 (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines endlosen Zahnriemens aus Kunststoff oder dergleichen extrudierbarem Material mit eint:r 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 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 Armierungseinlage in die Rillen eingewickelt wird, und daß sodann die Rückenseite des Ringes derart beheizt wird, daß durch Anschmelzen des Kunststoffes die Armierungseinlagen in den Rillen eingeschmolzen und die Rillen unter Bildung tiner glatten Rückenuberfläche geschlossen werden.
2. Verfahren nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungseinlage in erwärmtem Zustand in die schraubenförmig verlaufenden Rillen des zu einem endlosen Ring zusammengeführten Ricmenstrangcs eingewickelt wird.
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