DE3406123C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel­ lung eines endlosen Riemens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines endlosen Riemens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.

Aus der DE 24 26 932 A1 ist bekannt, Enden von Förderbän­ dern zu verbinden. Die Förderbänder bestehen aus einem gummiähnlichen Material, in das zugfeste Einlagen wie Drähte, Seile oder dergleichen eingebettet sind. Freige­ legte Enden der zugfesten Einlage werden durch Spleißen verbunden. Sowohl Endbereiche des Förderbandes als auch die freiliegenden Enden der Einlage sind dabei etwa in einer Ebene angeordnet. Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist, daß die freiliegenden Einlagen sich nicht mit exakter Länge verspleißen lassen, weil sie in einer Ebene liegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines endlosen Riemens zu schaffen, der in einfacher Weise herstellbar und dauerhaft belastbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Verfahrensan­ spruchs 1 gelöst. Die Endbereiche des zu verbindenden Riemens sind erfindungsgemäß zur Verbindung der Einlage gleichgerichtet parallel zueinander gehalten, wodurch die Riemenenden in einer Ebene übereinander liegen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Endbereiche des Riemens ist gewährleistet, daß die freiliegenden Enden der Einlage sich mit genauer Länge verbinden lassen, wodurch ein exakter Abstand zwischen den korrespondierenden Riemenenden ent­ steht und dabei alle Einlagen etwa eine gleiche Länge auf­ weisen.

Eine Vorrichtung zur Lösung der Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 7 auf. Mit dem Distanzhalter der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung, der zwischen den Endbereichen des Riemens angeordnet ist, kann der Abstand zwischen den korrespondierenden Riemenenden exakt eingestellt werden. Je nach dem, wie dick der Distanzhalter bemessen ist, kann ein veränderbarer, aber über die Breite des Riemens festgeleg­ ter Abstand zwischen den Riemenenden erzeugt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher er­ läutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines (Zahn-)Riemens nach dem ersten Verfah­ rensschritte;

Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht eines fertiggestellten (Zahn-)Riemens;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine Variante eines (Zahn-)Riemens;

Fig. 4 eine Vorrichtung zur Durchführung des ersten Verfahrensschrittes; und

Fig. 5 eine Vorrichtung zur Durchführung des zweiten Verfahrensschrittes.

Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren bezeichnen gleiche Teile.

Obwohl im nachfolgenden Ausführungsbeispiel auf einen Zahnriemen Bezug genommen wird, sei darauf hingewiesen, daß in analoger Ausgestaltung auch sonstige Riemen oder Gurte wie z. B. Keilriemen, flache Bänder etc. herge­ stellt werden können.

Als Ausgangsmaterial verwendet die Erfindung einen end­ lichen Riemen 1 mit einer verstärkenden, zugfesten Ein­ lage 2, wie er gemäß der EP-A-00 21 054 gefertigt werden kann. Die Einlage 2 kann aus einzelnen oder zu Bündeln zusammengefaßten Fasern aus Aramid, Metalldrähten oder Textilfasern bestehen sowie auch aus entsprechenden Geweben oder Geflechten. Die Einlage liegt hierbei in der sogenannten "neutralen Zone" des fertigen Riemens. Die Ummantelung der Einlage 2 besteht aus extru­ dierbarem Kunststoff, Gummi oder sonstigen geeigneten Materialien. Die Einlage 2 weist gegenüber dem sie umman­ telnden Material eine mechanische Vorspannung auf, damit bei Beanspruchung des Riemens die Einlage ohne wesentli­ che Verformung des sie ummantelnden Materiales Zugkräfte aufnehmen kann. Bei den Zahnriemen der Fig. 1 sind in gleichmäßigen Abständen Zähne 3 und Zahnlücken 4 an einer Seite des Riemens 1 vorgesehen.

Nach der Erfindung werden nun freiliegende bzw. zuvor freigelegte Enden 5 der Einlage 2, die aus den Riemenen­ den 6 des ummantelnden Materiales herausragen, miteinan­ der verknotet, so daß der Knoten 7 eine feste, durch Zug belastbare Verbindung schafft. Hierbei werden die Riemen­ enden 6 in vorbestimmtem Abstand 8 gehalten. Besitzt die Einlage 2 mehrere Fasern, so werden die Fasern einzeln oder zu Bündeln zusammengefaßt längengleich verknotet. Besteht die Einlage 2 aus einem einzigen Zugstrang, so kann die gesamte Einlage auch mit einem einzigen Knoten verbunden werden.

Bei Zahnriemen werden die Knoten vorzugsweise in einem Zahn 3 untergebracht, können aber auch auf mehrere neben­ einanderliegende Zähne 17, 19 (Fig. 3) verteilt sein. Mit der Anordnung der Knoten 7 bzw. 20 . . . 25 in den Zähnen wird die mechanische Beanspruchung des kraftschlüssigen Teils der Verbindungsstelle auf ein Minimum reduziert. Alle zwangsläufig vorkommenden mechanischen Belastungs­ zustände wie z. B. Zug, Druck, Biegung, Walken, Reibung werden im Bereich der Zähne am wenigsten wirksam.

Die Knoten können von Hand hergestellt werden oder auch mit im Handel erhältlichen Knotgeräten. Im letzteren Fall ist eine bessere Gleichmäßigkeit und insbesondere die Längengleichheit der freiliegenden Enden 5 und des Knotens 7 besser gewährleistet. Auch der Knoten 7 liegt in der neu­ tralen Zone, d. h. er hat gegenüber einer (Außen-)Seite des Riemens den gleichen Abstand 9 wie die Einlage 2.

Wie aus Fig. 3 deutlicher hervorgeht, werden einzelne Stränge 11 . . . 16 der Einlage 2 einzeln verknotet (Knoten 20 bis 25), wobei die Knoten in Längsrichtung des Riemens 1 gegeneinander versetzt angeordnet sind. So sind in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 die Knoten 20, 21, 22 im Bereich eines Zahnes 17 angeordnet, während die Knoten 23, 24 und 25 im Bereich eines hierzu benachbarten und durch eine Zahnlücke 18 getrennten Zahnes 19 angeordnet sind. Der wechselseitige Abstand 26 der Knotengruppen 20 bis 22 bzw. 23 bis 25 entspricht dem Mittenabstand zweier benachbarter Zähne 17, 19.

Die Vorrichtung 29 gemäß Fig. 4 dient zur Halterung der miteinander zu verbindenden Riemenenden während des Ver­ knotens. Diese Vorrichtung 29 besitzt zwei spiegelsym­ metrische Formhälften 30 und 31 sowie einen Distanzhalter 32, der an seinem unteren Ende ein Anschlußorgan 33 auf­ weist.

Die Formhälften 30 und 31 besitzen Ausnehmungen, die der Kontur des Riemens angepaßt sind, also hier Vorsprünge 36 und Vertiefungen 37, welche den Zahnlücken 4 bzw. den Zäh­ nen 3 der Riemen entsprechen. Die miteinander zu verbin­ denden Riemenenden werden in diese Ausnehmungen eingelegt, so daß die Riemenenden 6 in einer Ebene mit Stirnflächen 34 der Formhälften liegen. Der Abstand der beiden Formhälf­ ten bzw. der Abstand der aufeinander zuweisenden Flächen der miteinander zu verbindenden Riemenenden wird durch den Distanzhalter 32 bestimmt im Bereich dessen Stirnflä­ che 35 dann der Knoten 7 mit den frei liegenden bzw. zuvor freigelegten Enden 5 der Einlage 2 gefertigt wird. Die Maßhaltigkeit der Knoten kann entweder dadurch bestimmt werden, daß die Stirnfläche 35 des Distanzhalters 32 exakt in der gemeinsamen Ebene der Riemenenden 6 und der Stirnflächen 34 der Formhälften 30 und 31 liegt oder in­ dem die Stirnfläche 35 aus dieser Ebene herausgeschoben wird, wodurch die Länge der Enden 5 der Einlage 2 variier­ bar ist.

Grundsätzlich ist bei dem Verknoten zu beachten, daß die bei der Riemenherstellung in die Zugstränge eingebrachte Vorspannung auch in jeder Verbindungsstelle (Knoten 7) eingehalten ist. Die Vorspannung der verknoteten Zugsträn­ ge wird dadurch vorgegeben, daß der beim Verknoten zwi­ schen den Riemenenden angeordnete Distanzhalter in der Dicke um ein empirisch ermitteltes Maß dünner gehalten wird, als es für die Einhaltung der Zahnbreite erforderlich ist. Beim Einlegen in die mit genauer Zahnteilung verse­ hene Vorrichtung gemäß Fig. 5 werden dann die frei liegen­ den verknoteten Zugstränge zwangsläufig gereckt. Bei Rie­ men mit glatter Oberfläche, wie z. B. bei Keilriemen ohne Zähne, werden die verknoteten Enden in der Vorrichtung analog Fig. 5 unter Zugspannung gehalten.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 4 ist spiegelsymmetrisch zu einer Mittelebene 38 aufgebaut und besitzt an der der Verknotungsstelle abgewandten Seite eine Aufweitung 39, die das Einschieben des Distanzhalters 32 erleichtert und eine Aufnahme des Anschlußorganes 33, welches beispiels­ weise mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung verbunden sein kann, erlaubt.

Der verknotete Riemen gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 3 (Halbfabri­ kat) wird in einer Vorrichtung gemäß Fig. 5 zum fertigen Riemen verbunden. Hierzu wird der Zwischenraum zwischen den Enden 6 der Riementeile mit elastischem Werkstoff wie z. B. Kunststoff aufgefüllt, wobei die Auffüllmasse die freigelegten Enden 5 und den Knoten 7 ummantelt und die Verbindung zwischen den Riemenenden 6 herstellt. Die Auf­ füllmasse besteht vorzugsweise aus schmelzbarem Material das sich unter Hitze- und ggf. Druckeinwirkung optimal mit dem elastischen Material der vorgefertigten Riemen verbindet.

Die Vorrichtung 40 gemäß Fig. 5 besteht aus zwei Formhälf­ ten 41 und 42, die Ausnehmungen 45, 46 für die Aufnahme der mit­ einander zu verbindenden Riemenenden und das Auffüll­ material aufweisen. Im einzelnen ist für die Fertigung von Zahnriemen vorgesehen, daß die Formhälfte 41 eine Nut 43 mit gradlinigen Wänden aufweist, während die Formhälfte 42 eine Nut mit Vorsprüngen 44 und Vertiefungen 45 besitzt, die der Kontur des Zahnriemens angepaßt sind. Der verkno­ tete Zahnriemen 1 wird nun in die Vorrichtung 40 einge­ legt, wobei bei Herstellung des Knotens der Abstand 8 (Fig. 1) so gewählt wurde, daß bei in die Vorrichtung 40 eingelegtem Riemen die Einlage 2 und der Knoten 7 im Be­ reich der noch aufzufüllenden Verbindungsstelle unter einer Zug-Vorspannung stehen. Sodann wird der auszufüllen­ de Bereich mit Auffüllmasse gefüllt, beispielsweise durch Einlegen von zwei Formstücken 27 und 28, durch Einspritzen von vorplastiziertem Material, Einfüllen von Granulat usw.

Beide Formhälften 41 und 42 besitzen hier im Bereich der Verbindungsstelle jeweils eine Heizeinrichtung 47 bzw. 48, mit welchen das Material im Bereich der Verbindungsstelle erwärmt wird, wodurch ein Verschweißen bzw. ein sonstiger Verbindungsvorgang wie Vulkanisieren, Polymerisieren etc. stattfindet. Nach Auskühlen und damit Verfestigung des gesamten Materiales im Bereich der Verbindungsstelle kann der fertige Riemen gemäß Fig. 2 dann entnommen werden.

Vorzugsweise sind die Formhohlräume der Vorrichtung 40 mit Trennmitteln, beispielsweise Teflon beschichtet, um ein Verkleben des Riemens mit der Form zu verhindern.

Der fertige Riemen ist in Fig. 2 dargestellt, wobei hier davon ausgegangen wurde, daß als Verbindungsmaterial zwei Einlegestücke 27 und 28 verwendet werden, die beidseitig an die Einlage 2 bzw. den Knoten 7 angrenzen und gleich­ zeitig einen Zahn des Zahnriemens bei gleichzeitiger vollständiger Auffüllung der vorhandenen Lücke bilden.

Der nach der Erfindung gefertigte Riemen hat durch das Verknoten keine Unterbrechung in der Zugeinlage und ge­ währleistet daher optimale Zugfestigkeit und Dauerstand­ festigkeit. Durch vorgespannte Zugstränge beim Behandeln in der Vorrichtung 40, beispielsweise beim Schweißvor­ gang, wird eine genaue Teilung des Zahnriemens bei spä­ terer Belastung der Verbindungsstelle sowie das Verblei­ ben der Einlage und des Knotens in der neutralen Zone ge­ währleistet. Die Verbindungsstelle wird beim Biegewechsel wenig beansprucht und ermöglicht aufgrund ihrer geringfü­ gigen Längenausdehnung die Verwendung einer kleinen Schweißform. Durch diese direkte Verbindung der Einlage ergeben sich auch gleiche mechanische Eigenschaften über die gesamte Riemenlänge.

Bezugszeichenliste

 1 Riemen
 2 Einlage
 3 Zahn
 4 Zahnlücke
 5 Freigelegte Enden (von 2)
 6 Riemenenden
 7 Knoten
 8 Abstand
 9 Abstand
10 Teilungsebene
11, 12, 13, 14, 15, 16 Faser bzw. Faserbündel
17 Zahn
18 Zahnlücke
19 Zahn
20, 21, 22, 23, 24, 25 Knoten
26 Versatz
27 Verbindungsstück
28 Verbindungsstück
29 Einspannvorrichtung
30 Formhälfte
31 Formhälfte
32 Distanzhalter
33 Anschlußorgan (von 32)
34 Stirnfläche (von 30, 31)
35 Stirnfläche (von 32)
36 Vorsprung
37 Ausnehmung
38 Mittelebene
39 Aufweitung
40 Verbindungsvorrichtung
41 Formhälfte
42 Formhälfte
43 Nut
44 Vorsprung
45 Ausnehmung
46 Ausnehmung
47 Heizeinrichtung
48 Heizeinrichtung

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung eines endlosen Riemens, Gurtes oder dergleichen, insbesondere eines Zahnriemens, aus einem elastischen, gießfähigen Material, wie z. B. Kunststoff, und mindestens einer darin eingebetteten, zug­ festen Einlage, wobei zunächst ein endlicher Riemen mit Einlage gefertigt, freiliegende Enden der Einlage mitein­ ander verbunden und ein im Bereich der miteinander verbunde­ nen freiliegenden Enden der Einlage gebildeter Zwischenraum zwischen gegenüberliegenden Riemenenden mit elastischem Material ausgefüllt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von den Riemenenden (6) ausgehende Endbereiche des noch endlichen Riemens (1) gleichgerichtet parallel zueinander mit in einer Ebene übereinanderliegen­ den Riemenenden (6) gehalten und dabei die freiliegenden Enden (5) der Einlage (2) miteinander verknotet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage mit den Knoten zumindest im Bereich der Ver­ bindungsstelle während des Ausfüllens mit dem elastischen Werkstoff und während der Herstellung der Verbindung unter Zugspannung gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Endbereiche mit einem vorbestimmten Abstand parallel zueinander gehalten werden, derart, daß bei Zahnriemen der vorbestimmte Abstand einer Zahnbreite entspricht.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Einlage mit mehreren Fasern die Fasern einzeln oder jeweils zu Bündeln zusammengefaßt längengleich verknotet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Knoten einzeln oder gruppenweise in Längsrichtung des Riemens gegeneinander versetzt werden, bei Zahnriemen vorzugsweise um den Abstand benachbarter Zähne.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zahnriemen die Knoten im Bereich von Zähnen gebildet werden.

7. Vorrichtung zur Herstellung eines endlosen Riemens, Gurtes oder dergleichen, insbesondere eines Zahnriemens, mit zwei der Kontur des Riemens oder dergleichen angepaßten symmetrischen Formhälften mit Ausnehmungen zum Ausfüllen des Zwischenraums an einer Verbindungsstelle einer oder mehrerer Einlagen des Riemens oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Formhälften (30, 31) ein Distanzhalter (32) angeordnet ist zur Festlegung eines bestimmten, parallelen Abstands zwischen den an den Riemen­ enden (6) angrenzenden Endbereichen des Riemens (1) zwischen den Formhälften (30, 31).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen der Formhälften (30, 31) Vorsprünge (36) und Ausnehmungen (37) sind, die der Kontur des Zahn­ riemens angepaßt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stirnflächen (34) der Formhälften (30, 31), eine Stirnfläche (35) des Distanzhalters (32) sowie Riemenenden (6) von Riementeilen (1) in einer Ebene liegen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Distanzhalter (32) in Längsrichtung ver­ schiebbar ist, und zwar so weit, daß seine Stirnfläche (35) über eine von Stirnflächen (34) der Formhälften (30, 31) gebildete Ebene hinausragt.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch zwei Formhälften (41, 42), in welche nach der Herstellung der Knoten (7, 20 . . . 25) der Riemen (1) mit an die Enden (6) des elastischen Werkstoffs angrenzenden gegenüberliegenden Bereichen unter Zugspannung einsetzbar ist, wobei die Formhälften (41, 42) auch Aus­ nehmungen (37) aufweisen, die der Kontur des Riemens (1) oder dergleichen angepaßt sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß eine oder beide Formhälften (41, 42) im Bereich der Verbindungsstelle der Riemenenden Heizeinrichtungen (47, 48) aufweisen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausnehmungen (37) der Formhälften (41, 42) mit wärmebeständigem Kunststoff, vorzugsweise mit Polytetrafluoräthylen, beschichtet sind.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (45, 46) in einer Formhälfte (42) der Form des Zahnriemens angepaßt sind.