DE3805245A1 - Kraftuebertragungsband - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftübertragungsband, bestehend aus einem flachbandförmigen Mittelbereich und beidendig vor­ gesehenen Anschlußschlaufen.

Bei herkömmlichen Kraftübertragungsbändern besteht stets das Problem, den zur Anschlußlaschenbildung erforderlichen Über­ schlag so am Band zu befestigen, daß ausreichend hohe Zug­ kräfte übertragen werden können. Diese Befestigung erfolgt beispielsweise durch Vernähen oder andere Verbindungsarten, wobei jedoch bei allen bekannten Verbindungstechniken ganz erhebliche Einbußen hinsichtlich der Gesamtfestigkeit des Kraftübertragungsbandes in Kauf genommen werden müssen. Für viele denkbare Anwendungsfälle, bei denen besonders hohe Kräfte zuverlässig aufgenommen bzw. über die Bänder übertra­ gen werden müssen, kommen daher die bekannten Kraftübertra­ gungsbänder für einen Einsatz nicht in Betracht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftübertragungsband der eingangs angegebenen Art in der Weise auszubilden, daß es einerseits in besonders wirtschaftlicher Weise nach dem je­ weils gleichen Konstruktionsprinzip für sehr unterschied­ liche und insbesondere sehr hohe zu übertragende Kräfte ge­ fertigt werden kann und sich durch Kompaktheit, Flexibilität und höchste Betriebssicherheit auszeichnet.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß die Anschlußschlaufen von den Umlenkbereichen einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, gleiche Um­ fangslänge aufweisenden Schleifen eines fadenförmigen Mate­ rials gebildet sind, und daß in dem zwischen den An­ schlußschlaufen gelegenenen Mittelbereich alle einzelnen Schleifenstränge nebeneinanderliegend angeordnet und durch ein thermoplastisches Material in einer Flachbandkonfigura­ tion fixiert sind.

Wesentlich für das Kraftübertragungsband nach der Erfindung ist, daß die Anschlußschlaufen Bestandteil der geschlossenen Schleifen und damit praktisch integriert ausgeführt sind, und daß durch die gleiche Umfangslänge der einzelnen Schlei­ fen auch bei höchsten Belastungen eine gleichmäßige Beanspru­ chung aller Schleifen erfolgt und Relativbewegungen zwischen Einzelschleifen bzw. Strängen dieser Schleifen verhindert werden. Damit addieren sich die Festigkeitswerte der Einzel­ schleifen unmittelbar und es ergeben sich in Abhängigkeit von dem verwendeten Fadenmaterial Gesamtfestigkeiten, die allen in der Praxis auftretenden Anforderungen Rechnung tragen können.

Bevorzugt sind die einzelnen umfangsgleichen Schleifen aus einem Endlos-Fadenmaterial gewickelt, wobei das Fadenmate­ rial in Abhängigkeit von den geforderten Festigkeiten ge­ wählt werden kann. Für besonders hohe Festigkeiten kommt vor allem ein Fadenmaterial aus im wesentlichen nicht dehnbarem synthetischen Fasermaterial, insbesondere aus einem Aramid in Betracht, wobei dieses Material in ein- oder mehrsträngi­ ger Form, in Garnform, Zwirnform und dergleichen, Verwendung finden kann.

Das Fadenmaterial ist bevorzugt jeweils in einen Mantel aus thermoplastischem Material eingebettet, wobei angestrebt wird, stets eine gute mechanische Bindung zwischen dem Umman­ telungsmaterial und dem Fadenmaterial zu erzielen. Besonders hohe Festigkeitswerte in der Verbindung dieser beiden Mate­ rialien werden dann erzielt, wenn mehrsträngiges Fadenmate­ rial, beispielsweise in Garn- oder Zwirnform verwendet wird, da in diesen Fällen das thermoplastische Ummantelungsmate­ rial in die entsprechenden Spalten und Vertiefungen des mehr­ strängigen Fadenmaterials eindringen und damit eine beson­ ders feste Verbindung erreicht werden kann.

Durch entsprechende Ummantelung des Fadenmaterials mit ther­ moplastischem Material kann erreicht werden, daß das umman­ telte Fadenmaterial eine im wesentlichen runde, ovale, qua­ dratische oder rechteckige Außenkontur besitzt, wobei vor allem die ovale und rechteckige Außenkontur den Vorteil be­ sitzt, daß die einzelnen Schleifen in besonders dichter Packung angeordnet werden können, damit bezogen auf die Band­ breite äußerst hohe Festigkeiten erreicht werden können und außerdem sich besonders ausgeprägte Schutzschichten für das Fadenmaterial ergeben, die einem Eindringen von Fremdkörpern im praktischen Einsatz dieser Kraftübertragungsbänder beson­ ders wirksam entgegenwirken und die Verschleißfestigkeit steigern.

Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines Kraftüber­ tragungsbandes nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß um zwei beabstandete Tragorgane vorgebbarer Querschnitts­ form und/oder Querschnittsgröße ein insbesondere endloses Fa­ denmaterial in Form von nebeneinanderliegenden Schleifen ge­ wickelt, in allen Schleifen die gleiche Spannung erzeugt, die Schleifenenden fixiert und dann sowohl die nebeneinander­ liegenden als auch die senkrecht zur Bandebene beabstandeten Schleifenstränge in dem zwischen den Anschlußschlaufen gele­ genen Mittelbereich durch Druck und Wärme in eine Flachband­ konfiguration mit in einer Ebene nebeneinanderliegenden Schleifensträngen überführt und in dieser Lage mittels des thermoplastischen Ummantelungsmaterials fixiert werden.

Durch das Endloswickeln der Einzelschleifen ist es möglich, durch Ausübung eines entsprechenden Zuges an den Schleifenen­ den eine praktisch gleiche Spannung in den einzelnen Schlei­ fen zu erzielen, was eine wesentliche Voraussetzung dafür ist, daß das fertige Kraftübertragungsband die vorstehend ge­ schilderten vorteilhaften Eigenschaften aufweist. Im ferti­ gen Produkt äußerst sich diese praktisch identische Schlei­ fenspannung in einer praktischen Identität der Schleifenum­ fangslängen.

Um die Einstellung der identischen Schleifenspannungen und vor allem die Erzeugung höherer Schleifenspannungen in beson­ ders einfacher Weise zu gewährleisten, ist gemäß der Erfin­ dung vorgesehen, daß die Tragorgane mit einer der Anzahl der Schleifen entsprechenden Anzahl nebeneinander angeordneter Aufnahmeelemente für das Fadenmaterial versehen sind, welche individuell drehbar auf dem jeweiligen Tragorgan gelagert sind und vorzugsweise aus Ringen bestehen, die leichtgängig, insbesondere über Kugel- oder Rollenlager gelagert sind und jeweils eine Aufnahmenut für das Fadenmaterial aufweisen.

Die leichtgängig gelagerten Aufnahmeelemente gestatten es unter Ausnützung des sich dabei zwangsläufig ergebenden Fla­ schenzugeffekts, die jeweils gewünschte Schleifenspannung durch einen problemfrei durchführbaren Zugvorgang an einem Ende des Endlosfadenmaterials zu bewirken, wenn das andere Ende bereits fixiert ist.

Um mit Sicherheit zu gewährleisten, daß im Mittelbereich des Kraftübertragungsbandes sämtliche Stränge exakt in der glei­ chen Ebene nebeneinander angeordnet sind, werden bevorzugt kammartig ausgebildete Führungsmittel verwendet, die sicher­ stellen, daß die zunächst senkrecht zur Bandebene beabstande­ ten Streifenstränge in eine gemeinsame Ebene gebracht und dann in dieser Ebene mittels des thermoplastischen Materials fixiert werden können.

Bei besonders langen Kraftübertragungsbändern ist es von Vor­ teil, wenn während des Herstellungsverfahrens die einzelnen Schleifenstränge zunächst in den beiden Anschlußschleifen be­ nachbarten Teilbereichen in die Flachbandkonfiguration mit in einer Ebene nebeneinanderliegenden Schleifensträngen über­ führt werden, so daß sich benachbart den Anschlußschlaufen bereits eine exakt definierte Lagepositionierung der Schlei­ fenstränge ergibt. Anschließend kann dann auch die Verfesti­ gung des dazwischenliegenden Mittelbereiches durch das ther­ moplastische Material erfolgen, wozu bevorzugt eine über diesem Zwischenbereich verfahrbare Heiz- und Druckeinrich­ tung Verwendung findet.

Die Teilbereichsfixierung benachbart den Anschlußschlaufen stellt auch sicher, daß sich bei der Fertigung des Mittelbe­ reiches Wellenbildungen und dergleichen mit Sicherheit aus­ schließen lassen.

Das Einbringen der zum Aufschmelzen des thermoplastischen Ma­ terials erforderlichen Wärmemenge kann durch Verwendung be­ liebiger Wärmequellen erfolgen, aber bevorzugt läßt sich dabei eine Hf-Heizung einsetzen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Kraftübertragungsbandes nach der Erfindung,

Fig. 2 eine erste Phase während des Verfahrens zur Herstel­ lung eines Kraftübertragungsbandes nach Fig. 1,

Fig. 3 eine zweite Phase der Herstellung eines Kraftübertra­ gungsbandes nach Fig. 1, und

Fig. 4 eine schematische Teilschnittdarstellung einer Aus­ bildung eines Tragorgans nach den Fig. 2 und 3.

Die Fig. 1 zeigt ein fertiges Kraftübertragungsband, das aus einem Flachbandkonfiguration besitzenden Mittelbereich 1 und beidseitig an diesen Flachbandbereich 1 sich anschließenden, integral ausgebildeten Anschlußschlaufen 2, 3 besteht.

Dieses hochfeste Kraftübertragungsband wird bevorzugt aus synthetischen Fasern, vorzugsweise aus mit Thermoplast umman­ teltem Aramid, gefertigt, wobei die Faserummantelung insbe­ sondere im Extrusionsverfahren erfolgt und dabei auch die je­ weils gewünschte Außenkontur des Festigkeitsträgers vorgege­ ben wird.

Das Kraftübertragungsband besteht aus einer Mehrzahl einzel­ ner, vorzugsweise aus endlosem Fadenmaterial gewickelten Schleifen, wobei der Mittelbereich 1 durch Zusammenschmelzen des mit Thermoplast ummantelten Fadenmaterials in die Flach­ bandkonfiguration erhalten wird und innerhalb dieser Flach­ bandkonfiguration die einzelnen Fadensträngen in einer Ebene nebeneinander liegen.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für die Bildung der Mehrzahl von einander benachbarten Schleifen 5. Diese Schleifen werden da­ durch erhalten, daß von einer Abrollspule 9 abgewickeltes Ma­ terial in Fadenform, Zwirnform, Garnform oder einer anderen mehrsträngigen Form, das jeweils mit einer Thermoplastumman­ telung versehen ist, um zwei entsprechend der gewünschten Länge des Kraftübertragungsbandes beabstandete zylindrische Trägerorgane 6, 7 gewickelt wird, wodurch eine Vielzahl von einzelnen Schleifen 4 entsteht, die unmittelbar nebeneinan­ der gelegen sind.

Durch Wahl der Anzahl nebeneinanderliegender Schleifen 5 wird die Breite des jeweils zu fertigenden Kraftübertragungs­ bandes bestimmt, und damit werden auch die Kraftübertragungs­ eigenschaften festgelegt.

Wenn die gewünschte Anzahl von Schleifen 5 gewickelt ist, er­ folgt ein definierter Spannvorgang, durch den sichergestellt wird, daß in den einzelnen Schleifen 5 jeweils die gleiche Spannung erreicht wird.

Um diesen Spannvorgang besonders günstig gestalten zu können und eine besonders hohe Sicherheit hinsichtlich der gleichen Schleifenspannung in allen Einzelschleifen zu gewährleisten, sind entsprechend der Darstellung in Fig. 4 auf den Trägeror­ ganen 6, 7 der Anzahl der Schleifen 5 entsprechend ringförmi­ ge Aufnahmeelemente 10 für das Fadenmaterial vorgesehen, welche individuell drehbar und leichtgängig auf dem jeweili­ gen Tragorgan 6, 7 insbesondere über Kugel- oder Rollenlager gelagert sind. Diese Ringelemente sind an ihrem Außenumfang mit jeweils einer Aufnahmenut 11 für das Fadenmaterial verse­ hen.

Die Verwendung dieser individuell drehbaren Aufnahmeringe ge­ stattet es, unter Ausnutzung des Flaschenzugeffekts eine be­ sonders hohe Gleichmäßigkeit in der Spannung der einzelnen Schleifen zu erzielen, ohne daß dazu störend hohe Zugkräfte an einem Fadenende bei festgelegtem zweiten Fadenende oder an beiden Fadenenden erforderlich wären.

Nach Einstellung der identischen Schleifenspannungen werden die losen Enden des Fadenmaterials fixiert.

Anschließend werden entsprechend der Darstellung in Fig. 3 die mit Abstand übereinandergelegenen Stränge 4 der Schlei­ fen 5 mittels eines zweiteiligen, beheizten Moduls 8 in ge­ genseitigen Kontakt gebracht, wobei durch geeignete, in der Zeichnung nicht dargestellte Führungsmittel sichergestellt wird, daß sich die zunächst beabstandeten Stränge in einer gemeinsamen Ebene geordnet nebeneinander legen, wodurch die Gleichheit von Schleifenspannung bzw. Schleifenumfangslänge erhalten bleibt.

Befinden sich alle Stränge geordnet in einer Ebene, so er­ folgt ein Schmelzen des thermoplastischen Ummantelungsmate­ rials, wodurch nach Verfestigung des Thermoplasts der eine Flachbandkonfiguration darstellende Mittelbereich 1 des Kraftübertragungsbandes geschaffen wird.

Während in Fig. 3 der Mittelbereich durch ein einziges Modul S in seine endgültige Form gebracht werden kann, ist bei län­ geren Kraftübertragungsbändern der Einsatz einer verfahrba­ ren Einrichtung von Vorteil. In diesem Falle werden aber zu­ nächst bevorzugt die den beiden Anschlußschlaufen 2, 3 be­ nachbarten Teilbereiche in der bereits beschriebenen Art in die Flachbandkonfiguration überführt und erst anschließend mittels einer verfahrbaren Einrichtung der zwischen diesem Teilbereich gelegene Rest-Mittelbereich in die endgültige Flachbandkonfiguration gebracht.

Nach einem Ausführungsbeispiel wird als Fasermaterial Kevlar 29 mit 1670 Dtex verwendet.

Ausgehend von diesem Fasermaterial wird ein mehrsträngiges Material gebildet, und zwar nach der Vorschrift:

1670×7-64 TPM S
1670×7/64 TPM S×3-40 TPM Z
1670×7×3,

wobei sich dann ein Durchmesser dieses mehrsträngigen Materials von etwa 2,8 mm ergibt.

Dieses mehrsträngige Fasermaterial wird bis zu einem Durch­ messer von 4 mm mit thermoplastischem Polyurethan ummantelt, das sich besonders fest mit dem mehrsträngigen Fasermaterial verbindet.

Wenn auf die Trägerorgane in der bereits beschriebenen Weise zwölf Windungen aufgebracht werden, so erhält man dabei typi­ scherweise ein Kraftübertragungsband mit einer Breite von etwa 100 mm, dessen Mittelbereich nach der Verschmelzung eine Dicke von etwa 3,2 mm besitzt.

Da die Stärke eines Einzelstranges der beschriebenen Art 550 kp besitzt, wird im fertigen Kraftübertragungsband eine Zugfestigkeit von etwa 13 570 kp erreicht.

Claims (18)

1. Kraftübertragungsband, bestehend aus einem flachbandförmi­ gen Mittelbereich und beidendig vorgesehenen Anschluß­ schlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschlaufen (2, 3) von den Umlenkbereichen einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, gleiche Um­ fangslänge aufweisenden Schleifen (5) eines fadenförmigen Materials gebildet sind, und daß in dem zwischen den An­ schlußschlaufen (2, 3) gelegenen Mittelbereich (1) alle einzelnen Schleifenstränge nebeneinanderliegend angeord­ net und durch ein thermoplastisches Material in einer Flachbandkonfiguration fixiert sind.

2. Kraftübertragungsband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest jeweils mehrere umfangsgleiche Schleifen (5) aus einem Endlos-Fadenmaterial gewickelt sind.

3. Kraftübertragungsband nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenmaterial aus synthetischen Fasern, Naturfa­ sern oder metallischen Fäden besteht.

4. Kraftübertragungsband nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenmaterial in Form von Einzelfäden, in Garn­ form, Zwirnform, Cordform oder in sonstiger mehrsträngi­ ger Form verwendet ist.

5. Kraftübertragungsband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenmaterial aus einem im wesentlichen nicht dehnbaren synthetischen Fasermaterial, insbesondere aus einem Aramid besteht.

6. Kraftübertragungsband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenmaterial in einen Mantel aus thermoplasti­ schem Material eingebettet ist.

7. Kraftübertragungsband nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Ummantelung aus einem Polyure­ than besteht.

8. Kraftübertragungsband nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ummantelte Fadenmaterial eine im wesentlichen runde, ovale, quadratische oder rechteckige Außenkontur besitzt.

9. Kraftübertragungsband nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschlaufen (2, 3) zumindest im wesentli­ chen halbringförmig ausgebildet sind.

10. Kraftübertragungsband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelschleifenabschnitte zweier Anschlußschlau­ fen (2, 3) unter kämmendem Eingriff miteinander kuppel­ bar sind.

11. Kraftübertragungsband nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere der Mittelbereich (1) mit einer zusätz­ lichen, insbesondere profilierten flexiblen Schutz­ schicht versehen ist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Kraftübertragungsbandes nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß um zwei beabstandete Tragorgane (6, 7) vorgebbarer Querschnittsform und/oder Querschnittsgröße ein insbeson­ dere endloses Fadenmaterial in Form von nebeneinanderlie­ genden Schleifen (5) gewickelt, in allen Schleifen (5) die gleiche Spannung erzeugt, die Schleifenenden fixiert und dann sowohl die nebeneinanderliegenden als auch die senkrecht zur Bandebene beabstandeten Schleifenstränge (4) in dem zwischen den Anschlußschlaufen (2, 3) gelege­ nen Mittelbereich (1) durch Druck und Wärme in eine Flachbandkonfiguration mit in einer Ebene nebeneinander­ liegenden Schleifensträngen (4) überführt und in dieser Lage mittels des thermoplastischen Ummantelungsmaterials fixiert werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragorgane (6, 7) mit einer der Anzahl der Schleifen (5) entsprechenden Anzahl nebeneinander ange­ ordneter Aufnahmeelemente (10) für das Fadenmaterial ver­ sehen sind, welche individuell drehbar auf dem jeweili­ gen Tragorgan (6, 7) gelagert sind.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeelemente (10) aus Ringen bestehen, die leichtgängig, insbesondere über Kugel- oder Rollenlager, gelagert sind und jeweils eine Aufnahmenut (11) für das Fadenmaterial aufweisen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmenut in ihrer Querschnittsform der Außen­ kontur des ummantelten Fadenmaterials angepaßt ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zunächst senkrecht zur Bandebene beabstandeten Streifenstränge (4) über insbesondere kammartig ausgebil­ dete Führungsmittel in eine gemeinsame Ebene überführt und dann in diese Ebene fixiert werden.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schleifenstränge (4) zunächst in den beiden Anschlußschlaufen (2, 3) benachbarten Teilberei­ chen in die Flachbandkonfiguration mit in einer Ebene ne­ beneinanderliegenden Schleifensträngen (4) überführt und durch Wärme fixiert werden und daß anschließend erst die Verfestigung des dazwischenliegenden Mittelbereiches durch das thermoplastische Material durchgeführt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verfestigung des Zwischenbereichs eine verfahrba­ re Einrichtung verwendet wird.