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Verfahren zur Herstellung lagenförmiger Riemen".
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Gie Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines
Kiemens mit einer Druckzone, einer die Last aufnehmenden Zone und einer Zugzone,
von denen die Druckzone mehrere, voneinander in einem seitlichen Abstand liegende,
längsverlaufende Kippen aufweist, bei dem eine Kiemenmanschette mit einer innen
liegenden Druckschichte unvulkanisierten Gummis, eine die Last aufnehmende Zwischenlage
mit einem schraubenförmig gedrehten Cord und eine außen Liegende Zugschichte hergestellt
wird.
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Zur Zeit werden zahlreiche Arten endloser, kraftübertragender Riemen
vervendet, die in erster Linie aus elastomeren Materialien hergestellt und als mit
V-kippen versehene Riemen bekannt sind. Diese Riemen besitzen in der Druckzone Längsrippen
als integralen Riementeil. Die Rippen können aabei V-förmig oder als abgestumpftes
"V" ausgebildet sein. Die Herstellung solcher Riemen ist für gewöhnlich kompliziert
und teuer, und es werden deshalb ständig Versuche unternommen, um neue W ege der
Herstellung zu finden, die einfacher und weniger kostenträchtig sind.
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Die neuesten Verfahren zur 71erstellung von Riemen dieser Art sind
in den US-PSen 3,822.516, 3,839.116, 3,891.405 und 3,981.206 geoffenbart. Die Verwendung
solcher Riemen wird durch die US-PSen 3,951.006, 4,o28.995 und 4,031.761 illustriert.
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Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Verbesserung
gegenüber
dein Stande der Technik insbesondere hinsichtlich der
Anzahl der für die Herstellung eines mit V-Rippen versehenen Riemens notwendigen
Fabrikationsschritte zu schaffen. Erfindungsgemäß wird eine Riemenmanschette durch
Zusammensetzen der verschiedenen Komponenten in herkömmlicher W eise auf einer TronLmel
hergestellt. Statt jedoch Nachbehandlungseinrichtungen zu verwenden, wie sie die
US-PSen 3,833.116 und 3,981.206 zeigen, wird die Nachbehandlung auf einer als "Rotocure"
bekannten Einrichtung vollzogen, die eine beheizte Trommel und ein um diese Trommel
herum laufendes endloses Band aufweist. Eine derartige Linrichtung ist z. B. in
der US-PS 2,039.271 beschrieben.
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Es ist zwar bekannt, eine fertige Materialmanschette so zu bearbeiten,
daß daraus einzelne Riemen gebildet werden (vgL <iie US-PSen 3,477.895 und 3,565.984).
Die vorliegende Erfindung stellt jedoch insoferae eine Verbesserung gegenüber der
Lehre dieser Patentschriften dar, als bei der Herstellung der Riemenmanschette genügend
Gummi verwendet wird, um die mit Nuten versehene kolle während des Formvorganges
vollständig auszufüllen, so daß der die Last aufnehmende Cord ununterbrochen quer
über die ' Manschette verläuft. Der die Last aufnehmende Cord wird also gemäß der
vorliegenden Erfindung nicht in einzelne Riemenbreiten geschnitten und nicht in
den Rienienkörper eingepreßt, was eine Deformierung erheben würde.
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Eine weitere Eigenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin,
daß Riemen init einem die Last aufnehmenden Polyestercord auf der Vulkanisiereinrichtung
vollständig fertig hergestellt werden und keine anschließende Stabilisierung auf
einer gesonderten Apparatur benötigen, wie dies in der US-PS 3,761.558 beschrieben
wird.
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Es liegt demnach der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein im erwähnten
Sinne verbessertes Verfahren zur Herstellung von mit V-Rippen versehenen
Rit'nien
zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgeinäß - ausgehend von einem Verfahren
uir Herstellung eines mit V-Rippen versehenen Riemens mit einer Drcukzone, einer
die Last aufnehmenden Zone und einer Zugzone sowie nit mehreren V-förmigen oder
in der Form eines abgestumpften "V" ausgebildeten Längsrippen in der Druckzone,
bei dem eine Riemenmanschette mit einer innen liegenden Druckschichte aus formbaren,
unvulkanisierten Gummi, einer die Last aufnehmenden Lage von schraubenförmig gedrehtem
Cord und einer außen liegenden Zugschichte hergesteltt wird - dadurch gelöst, daß
zunächst die Riemenmanschette über eine drehbar gelagerte Vulkanisiertrommel mit
einer Vielzahl von einem axialen Abstand voneinander angeordneten, über den Umfang
verlaufenden und Nuten für das Formen der kiemeneLeniente bildenden Formrippen so
gelegt wird, daß die Druckschichte an den Nuten anliegt, daß hierauf die Riemenmanschette
gespannt wird, daß anschließend auf die Zugzone der Riemenmanschette während der
Drehung der Vulkanisiertrommel Druck ausgeübt und so die Druckschichte in die Forrinuten
zwecks Ausbildung der kiemenelernente gezwungen wird, und daß schließ der Gummi
in den Nuten nachbehandelt wird.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden
Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungen.
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Fig. 1 zeigt einen Teil der Vulkanisiereinheit in einer Anlage zur
L:urchfiihrung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig, 2 zeigt einen Teilquerschnitt
zur Veranschaulichung des ersten Verfahrensschrittes bei der Riemenherstellung Fig.
3 stellt einen weiteren Teilquerschnitt durch den Riemen nach seiner vollständigen
Ausformung vor bzw. während der Nachbehandlung dar. Fig. 4 ist eine Teilansicht
einer Ausführung eines erfindungsgemäß hergestellten, mit V-förmigen Kippen versehenen
Keilriemens, wogegen Fig. 5 eine ähnliche Ansicht einer anderen Ausführung zeigt.
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Die ersten Arbeitsvorgänge bei der erfindungsgemäßen lierstellung
einer Riemenmanschette sind im wesentlichen mit jenen nach dem Stande der Technik
identisch Die Riemenzonen werden in Form einer Manschette auf einem entweder starren
oder aufweitbaren Kern gebildet, welcher für die }4erstellung von Keilriemen bekannt
ist. Im allgemeinen weisen die Elemente der Manschette eine Schichte von Druck aufnehmendem
Gummi, eine Lage von Zuggliedern (üblicherweise ein einfacher schraubenförmig gedrehter
Cord) und eine Schichte von die Oberseite bildendem Gummi oder gummiimprägniertem
Stoff auf Es wird zur Zeit bevorzugt, daß die Manschette auch Schichten von Lagerkissen
ober- und unterhalb der Zugglieder besitzt.
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Soweit ist die so aufgebaute Riemeninanschette im wesentlichen mit
denen nach dem Stande der Technik gleich Bei herkömmlichen Verfahren wird jedoch
die Manschette als nächstes in die einzelnen Riemen gewünschter Breite zerschnitten,
die hierauf voni Kern abgenommen, voneinander getrennt und einer Reihe, von Behandlungsschritten
unterworfen erden, die die einzelnen Riemen etwa auf die Kontur derjenigen Form
bringen, in der sie nachbehandelt werden.
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Erfindungsgemäß wird hingegen die Riemenmanschette in ihrer Gesamtheit
vom Kern abgezogen und unmittelbar der Form und Nachbehandlungseinrichtung zugeführt
Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Drehvulkanisator, wie er auch in der lJS-PSi 2,039.271
beschrieben ist, mit einer großen, um eine horizontale Achse drehbaren Vulkanisiertrommel
2, die von innen her mittel einer nicht dargestellten Beheizung, z. Bo elektrischen
Heizwiderständen, und von außen her mit Hilfe einer Heizeinrichtung 3, z. B. einer
Infrarotheizüng, beheizt wird. Die Vulkanisiertronmel 2 arbeitet mit einer Spannrolle
4 zusammen, die in derjenigen kichtung, in der die zu bearbeitende Riemen manschette
6 gespannt ist, verstellt und befestigt werden kann. Eine oder
mehrere
Riemenmanschetten 6 laufen rund um die Vulkanisiertrommel 2 und die kolle 4. Die
Vulkanisiertrommel 2 wird später noch im einzelnen beschrieben.
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Ein Druckband 8 läuft ebenfalls langsam rund um die Vulkanisiertrommel
2 und kann mit Hilfe einer verstellbaren Rolle 10 gespannt werden. Dieses Band 8
ist auch über Führungsrollen 12 gelegt, die an schwenkbar miteinander verbundenen
Armen 14 gelagert sind, die ihrerseits durch ein Paar von Spannbändern 16 zusammengehalten
werden.
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i ie Fig. 2 zeigt, ist die Vulkanisiertrommel 2 mit einer Vielzahl
von jeweils in einem axialen Abstand voneinander angeordneten, über den Umfang laufenden
Forarippen 18 versehen, die dazwischen Nuten 20 für je ein Riemen element aufweisen.
Obwohl Fig. 2 trapezoidale Nuten zeigt, können auch V-förmige Nuten vorgesehen sein.
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Die Rienlenmanschette 6 weist eine Druckzone 22, eine lastaufnehmende,
der Länge nach mit zumindest einer Lage gedrehten Cords 26 verstärkte Zone 24 und
eine Zugzone 28 auf und liegt auf der Vulkanisiertrommel an den kippen 18 an. Die
Rienienmanschette 6 wird unter Spannung gesetzt, indem man die Spannrolle 4 von
der Vulkanisiertrommel 2 wegbewegt. Die Spannrolle 4 kann zwar eine zylindrische
Oberfläche aufweisen, doch ist es vorzuziehen, wenn sie mit Forarippen und Nuten
für die Riemenelemente verZ sehen ist, die im Querschnitt den Kippen 18 und den
Nuten 20 der Vulkanisiertrommel 2 entsprechen.
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Sodann wird auch der Riemen 8 mittels der einstellbaren Rolle 10 bei
gleichzeitigem Drehen der Vulkanisiertrommel 2 gespannt, wodurch die außen liegende
Zugzone 28 der kiemenmanschette 6 unter Druck gesetzt wird. Dieser Druck zwingt
die Kompressionszone 22 in die Nuten 20 der Vulkanisiertrommel
2
und bildet so die Riemenelemente (Fig. 3).
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Während des Forivorganges wird die Vulkanisiertrommel 2 mit einer
derartigen Geschwindigkeit gedreht, daß sie alle 15 bis 30 Minuten eine Umdrehung
macht.
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Die Temperatur der Vulkanisiertrommel 2 Liegt währenddessen über der
Umgebungstemperatur und ist genügend hoch, um den Gurnmi der Druckzone 22 formbar
zu machen, ist jedoch geringer als jene Temperatur, die für eine Vulkanisation der
Manschette 6 benötigt würde.
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Nachdem die Riemenmanschette 6 ein Mal vollständig um die Vulkanisiertro.nmel
2 gelaufen ist, wird deren Temperatur auf die Vulkanisiertemperatur erhöht, und
nun läuft die Manschette 6, die bereits die dem. Querschnitt der Nuten 20 entsprechenden
Riemenelemente gebildet hat (vgl. Fig. 3), ein zweites Mal über die Vulkanisiertrommel
2, uin eine Vulkanisierung zu erzielen. Dadurch wird der fertige, mit V-Rippen versehene
kiemen gebildet.
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Bei Vollendung des Vulkanisiervorganges wird das Druckband 8 von der
Vulkanisiertrommel 2 entfernt. Gewünschtenfalls kann der fertiggestellte Riemen
von der Trommel 2 durch Lösen der Spannrolle 4 abgenommen werden.
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Alternativ kalm jedoch der fertige Riemen auch an der VulKanisiereinrizhtung
vor seiner Abnahme gekühlt werden.
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Unter dem Begriff "Gummi soll in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen
jedes vulkanisierbare elastomere bzw. elastische natürliche oder sythetische Material
verstanden werden, das normalerweise für die Herstellung von kraftübertragenden
Riemenstrukturen verwendet wird.
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Der die Last aufnehmende Cord 26 Kann aus jedem beliebigen bekannten
Material bestehen, wie Baumwolle, Rayonkunstseide, Nylon, Glasfasern, Aramia od.
dgl. sowie Mischungen davon Der die Last aufnehmende Cord 26 kann allerdings auch
ein Polyestercord sein, in welchem Falle zusätzliche Ver
fahrensschritte
im kahmen der Erfindung erfolgen können.
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Im Falle einer solchen Riemenmanschette 6 mit einem die Last aufnehmenden
Polyestercord 26 wird der gewünschte Querschnitt der Riemenelemente in der oben
beschriebenen else geformt. Am Ende des ersten, <ti. des formenden Zyklus wird
die Manschette mittels der Spannrolle 4 auf eine vorbestimmte Riemenlänge gespannt
und dic Vulkanisiertrommel 2 auf die gewünschte Vulkanisiertemperatur erhitzt. Der
so geformte Riemen wird vulkanisiert, wie oben beschrieben. Nach dem zweiten, d.
i. dem vulkanisierenden Zyklus wird der vulkanisierte Riemen wenigstens einem, vorzugsweise
zwei, weiteren Zyklus bzw. Zyklen bei VulKanisiertemperatur unterworfen, um den
Polyestercord zu stabilisieren. Das Druckband 8 wird dann entfernt, die Spannung
gelöst und der fertige Riemen abgenommen.
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Der fertige, mit V- Rippen versehene, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellte Keilriemen 32 ist in Fig. 4 dargestellt. Der Riemen 32 weist zumindest
zwei und vorLugsweise nicht mehr als fünf trapezoide Riemenelemente bzw. konische,
abgestumpfte V Rippen 30 auf, Der Riemen 32 ist mit einer lastaufnehmenden Zone
24 versehen, die mit Cord 26 verstärkt ist, und mit einer Zugzone 28. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel weist die Zugzone 28 eine Lage elastomeren Materials auf, in
die sich seitlich erstreckende Cordfäden 34 eingebettet sind. Diese Fäden 34 liegen
in Abständen im wesentlichen parallel zueinander über den endlosen Verlauf des Riemens,
wobei sich jeder Faden 34 über die gesamte Querabmessung des Riemens 32 erstreckt.
Die Cordfäden 34 sind jener Art, die in der Literatur oft als " Reifencord" bezeichnet
werden. Solch ein Reifencord besitzt verhältnismäßig weiche Bindefäden 36, die die
starken Cordfäden 34 im wesentlichen parallel halten. Die Zugzone kann jedoch auch
ein vorgespanntes Gewebe, einen " flspannungsentlasteten" Stoff (bei dem die Kett-und
Schußfäden miteinander einen inkel von 95 ois 1550 einschließen),
Maschenware
oder andere Stoffe einschließen. Überdies können auch andere Riemenkonstruktionen
angewandt werden, beispielsweise eine Stoffiage in die Druckzone 22 eingelegt werden,
so daß der Stoff die Rippenteile bzw.
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trapezoidalen Elemente 30 überdeckt.
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Fig. 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäß hergestellte Riemenfortn,
bei der der fertige Riemen 40 V-formige Rippen 54 statt des stupfkonischen V-Form
bzw, den trapezoidalen Kippen des kiemens 32. Das Herstallungsverfahren für diesen
Riemen ist das gleiche, wie oben beschrieben, ausgenommen daß der Querschnitt der
Formnuten 20 ein anderer ist, um eben die V-förmigen Kippen zu erzielen. Der Riemen
40 weist eine außen liegende Zugzone 42 aus einem Elastomer auf, in das eine Stofflage
44 eingebettet ist, die hier als Maschenware dargestellt ist, Dieser Stoff kann
jedoch auch ein Keifencorustoff wie beim Riemen 32 sein oder ein vorgespanntes Gewebe,
kann spannungsentlastete oder andere Ware bekannter Art sein. Diir Riemen 40 besitzt
überdies eine widerstandsfähige Zone 46 mit starken, der Länge nach verlaufenden
Cordfäden 48, eine Druckzone 50 in Form von V-Rippen und einen Abdeckstoff 52, der
gewebt, gewirkt oder gestrickt oder aus besonderen Bindungen herbestellt sein kann.
Der Stoff 52 kalm aber auch in der in Fig. 4 gezeigten Weise weggelassen werden.
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Wie bereits erwähnt, kann die fertige Riemenmanschette 6 so geformt
werden, daß sie am Lude einen Riemen 32 oder einen Riemen 40 ergibt, von denen jeder
jede gewünschte Anzahl von Rippen, vorzugsweise zwischen zwei und fünf, haben kann.
Die Manschette hingegen kann mehr kippen besitzen, als im fertigen Riemen gewünscht
wird, also beispielsweise zehn, zwölf, sechzehn oder mehr Rippen. In diesem Falle
muß die fertige Manschette in einzelne kiemen 32 bzw. 40 od. dgl. zerschnitten werden,
die die verlangte Anzahl an Rippen haben. So kann jede Manschette eine Vielzahl
von Riemen bilden.
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L e e r s e i t e