DE3880710T2

DE3880710T2 - Herstellungsverfahren für endlose Riemen.

Info

Publication number: DE3880710T2
Application number: DE88102307T
Authority: DE
Inventors: Kazumi Fujito; Hitoshi Hirosawa; Junichi Inami; Koozi Kikuta; Satoshi Nakane
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1988-02-17
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2008-02-18
Also published as: EP0280175A2; US5066344A; DE3880710D1; EP0280175A3; EP0280175B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Riemens mit einem Riemen-Hauptkörper, der aus einem flüssigen, gießbaren, elastomeren Material besteht, einem Verstärkungs-Stoff auf einer Oberfläche des Hauptkörpers und einer elastomeren, stoßdämpfenden Schicht zwischen dem Hauptkörper und dem Verstärkungs-Stoff.
Die englischsprachige Zusammenfassung der JP-A-54-135 955 offenbart einen mit Zähnen versehenen Endlos-Riemen. Der Riemen umfaßt einen Hauptkörper, eine Verstärkungs-Stoffschicht und eine stoßdämpfende Schicht zwischen dem Hauptkörper und dem Verstärkungs-Stoff. Die Veröffentlichung macht keine Angaben zu dem Verfahren zur Herstellung des Riemens.
Die GB-A-9 18 112 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Riemens mit einem Riemen-Hauptkörper, der aus einem flüssigen, gießbaren, elastomeren Material besteht, und einem Verstärkungs-Stoff auf der Oberfläche des Hauptkörpers. Das Verfahren umfaßt die Schritte des Einfügens des Verstärkungs-Stoffes in entweder eine innere Form oder eine äußere Form und des Gießens oder Einspritzens des flüssigen, gießbaren, elastomeren Materials in einen Zwischenraum zwischen dem Verstärkungs-Stoff und der äußeren Form.
Endlos-Riemen zur Kraftübertragung und zum Transport umfassen solche in verschiedenen Formen, wie Flachriemen, Riemen mit Vorsprüngen oder Zähnen und Riemen in spezieller Form, die für verschiedene Anwendungen entworfen sind.
Beispielsweise haben Endlos-Zahnriemen zur Übertragung, die einen Riemen-Hauptkörper und einstückig damit ausgebildete Vorsprünge oder Zähne umfassen, in jedem Gebiet als wichtiges Mittel zur Kraftübertragung Verwendung gefunden. Die Charakteristiken derartiger Riemen, die eine synchronisierte Übertragung gewährleisten, sind für Kraftübertragungssysteme unverzichtbar. Insbesondere werden Endlos-Zahnriemen, die aus einem flüssigen, gießbaren, elastomeren Material wie Polyurethan hergestellt sind, wegen des verwendeten Materials als am besten geeignet für Kraftübertragungssysteme und Transportsysteme gehalten, die frei von Verunreinigungen mit Gummifragmenten oder ähnlichem sein müssen.
Bei Endlos-Zahnriemen aus Polyurethan oder ähnlichem treten Probleme auf, wenn die Zähne aus derartigem Material lediglich einstückig mit dem Riemen-Hauptkörper ausgebildet sind. Beim Kämmen mit dem Zahnbereich einer Riemenscheibe setzt der Riemen wegen des mitwirkenden Reibungswiderstandes merklich Wärme frei, und seine Zähne nutzen sich ab, so daß die Haltbarkeit niedrig ist. Der Riemen weist einen weiteren Nachteil auf, da beim Treiben der Kämmeingriff zwischen den Riemenzähnen und den Zähnen der Riemenscheibe Lärm verursacht.
Folglich schlägt die geprüfte japanische Patentveröffentlichung SHO 49-5912 einen Endlos-Riemen vor, der aus Polyurethan oder einem ähnlichen flüssigen, gießbaren, elastomeren Material hergestellt ist und einen Riemen- Hauptkörper umfaßt sowie einstückig damit ausgebildete Zähne, die mit einem Verstärkungs-Stoff über der Oberfläche bedeckt sind. Der die gezahnte Oberfläche abdeckende Verstärkungs-Stoff schützt die Zähne während des Gebrauchs, so daß der Riemen einen erhöhten Widerstand gegen Scherung und Abrieb und damit eine verbesserte Haltbarkeit erhält, und erzeugt außerdem einen stoßdämpfenden Effekt während des Kämmens, so daß das Mildern von Hitzeerzeugung und Lärm unterstützt wird.
Wenn jedoch der Verstärkungs-Stoff lediglich über der gezahnten Oberfläche vorgesehen ist, ist der Riemen nicht vollständig zufriedenstellend in bezug auf den Widerstand gegen Biegen und die Lärmverringerung, die von dem Material und der Dicke des Stoffes abhängen. Der Riemen ist daher noch verbesserbar.
Herkömmliche Endlos-Riemen werden dadurch geformt, daß ein flüssiges, gießbares, elastomeres Material in eine Form gegossen oder eingespritzt wird, entlang deren Innerer Umfangsfläche ein Verstärkungs-Stoff vorgesehen ist. Bei diesem Verfahren ist der Verstärkungs-Stoff mit dem elastomeren Material an der gezahnten Oberfläche angeklebt. Die Haftung des Stoffes an der gezahnten Oberfläche ist jedoch niedrig, so daß bei einer längeren Verwendung des Riemens der Stoff sich wahrscheinlich von der gezahnten Oberfläche abtrennt. Wenn darüber hinaus die Oberfläche des Verstärkungs- Stoffes vollständig unbedeckt bleibt, erzeugt der Stoff einen größeren Stoßdämpfungseffekt, so daß zwar Hitzeerzeugung und Lärm verringert werden, jedoch der Stoff merklich beschädigt wird.
Diese Probleme treten nicht nur bei Zahnriemen, sondern auch bei Flachriemen auf, bei denen der Riemen-Hauptkörper aus einem flüssigen, gießbaren, elastomeren Material hergestellt und mit einem Verstärkungs-Stoff bedeckt ist, und darüber hinaus auch bei verschiedenen anderen Riemen.
Weitere Endlos-Zahnriemen werden unter Verwendung einer inneren und einer äußeren Form und eines Verstärkungs-Stoffes, der in Übereinstimmung mit der Ausbildung des gewünschten gezahnten Bereiches vorgeformt ist, hergestellt durch Einfügen des Stoffes in die äußere Umfangsfläche der inneren Form, die Einschnitte zum Formen des gezahnten Bereichs aufweist, und durch Einspritzen von Polyurethan oder ähnlichem in den Zwischenraum zwischen den beiden Formen, so daß der Stoff an die gezahnte Oberfläche geklebt wird. Dieses Verfahren hat demzufolge die folgenden Probleme.
Bei dem herkömmlichen Verfahren muß der vorgeformte Verstärkungs-Stoff genau um die eingeschnittene äußere Umfangsfläche der inneren Form gelegt werden. Der Vorgang des Wickelns des Stoffes um die Form ist daher sehr beschwerlich, wohingegen die erhaltenen Zähne nicht gleichförmig ausgebildet sein werden, wenn der Stoff nicht genau angelegt wird. Wenn ein Abstand zwischen der Form und dem Stoff besteht, können leicht Hohlräume auftreten, und es wird schwierig, einen Endlos-Riemen ohne Hohlräume herzustellen. Darüber hinaus wird üblicherweise nur der vorgeformte Stoff verwendet, der nicht zum Füllen der Öffnungen damit behandelt ist. Folglich dringt wahrscheinlich Polyurethan oder ein ähnliches Material lokal durch den Stoff bis zu seiner Oberflächenseite hindurch, so daß lokale Änderungen in dem Stoßdämpfungseffekt, der durch den Verstärkungs-Stoff bewirkt werden soll, erzeugt werden und es mißlingt, ein Produkt von gleichförmiger Qualität zu schaffen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Endlos- Riemens zu schaffen, der mit weniger Biegeermüdung und verringertem Lärm betreibbar ist und der einen verbesserten Biegewiderstand aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Erfindung durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierten Schritte gekennzeichnet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft nur den aus den Fig. 1-14, 16-23 und 36-41 herleitbaren Inhalt.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Zahnriemens entsprechend einer Ausführungsform 1 der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht des Riemens;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die eine Formeinheit zur Herstellung des Riemens entsprechend Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 ist ein geschnittener Aufriß, der Formen zeigt;
Fig. 5 ist eine geschnittene Draufsicht, die die Formen zeigt;
Fig. 6 ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt
Fig. 7 ist ein geschnittener Aufriß, der Formen zur Verwendung bei der Herstellung einer Ausführungsform 3 der Erfindung zeigt
Fig. 8 ist eine geschnittene Draufsicht, die dasselbe zeigt;
Fig. 9 und 10 sind perspektivische Ansichten, die einen anderen Riemen zeigen, d. h., Ausführungsform 4 der Erfindung;
Fig. 11 ist ein geschnittener Aufriß, der Formen zur Verwendung bei der Herstellung des Riemens zeigt;
Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen Riemens, d. h., Ausführungsform 5 der Erfindung;
Fig. 13 ist ein geschnittener Aufriß, der Formen zur Verwendung bei der Herstellung des Riemens zeigt;
Fig. 14 und 15 sind Schnittansichten, die andere Riemen zeigen, wobei Fig. 14 eine Ausführungsform 7 der Erfindung darstellt;
Fig. 16 bis 20 sind perspektivische Ansichten, die Flachriemen zeigen, d. h., Ausführungsform 7 der Erfindung;
Fig. 21 ist eine perspektivische Ansicht, die einen anderen Flachriemen als Ausführungsform 8 der Erfindung zeigt
Fig. 22 und 23 sind geschnittene Aufrisse von Formen, die ein Verfahren zur Herstellung derselben zeigen;
Fig. 24 bis 28 zeigen eine andere Ausführungsform;
Fig. 24 ist eine perspektivische Ansicht, die den Riemen zeigt, d. h., dieselbe Ausführungsform;
Fig. 25 ist ein geschnittener Aufriß, der dasselbe zeigt
Fig. 26 ist ein Diagramm, welches das Vorformen eines Verstärkungs-Stoffes darstellt;
Fig. 27 ist ein geschnittener Aufriß, der Formen zeigt;
Fig. 28 ist eine geschnittene Draufsicht, die die Formen zeigt;
Fig. 29 ist eine teilweise Schnittansicht, die Formen für eine weitere Ausführungsform zeigt;
Fig. 30 ist eine geschnittene Draufsicht desselben;
Fig. 31 und 32 sind perspektivische Ansichten, die einen weiteren Riemen zeigen;
Fig. 33 ist ein geschnittener Aufriß, der Formen für diesen zeigt;
Fig. 34 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen Riemens;
Fig. 35 ist ein geschnittener Aufriß, der Formen für diesen zeigt;
Fig. 36 bis 38 sind perspektivische Ansichten, die andere Flachriemen zeigen, d. h., Ausführungsform 9 der Erfindung; und
Fig. 39 bis 41 sind perspektivische Ansichten, die Riemen mit Vorsprüngen zeigen.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der dargestellten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. §=Ausführungsform 1 Fig. 1 zeigt einen Zahnriemen 1 zur Kraftübertragung, der einen Riemen- Hauptkörper 2 und Zähne 4 umfaßt, die einstückig mit diesem an seiner Innenseite ausgebildet und gleichförmig auf dem Umfang des Körpers verteilt sind, wobei Stegbereiche 3 zwischen den Zähnen 4 angeordnet sind. Ein Verstärkungs-Stoff 5 ist über der gezahnten Oberfläche vorgesehen. Gemäß Fig. 2 sind der Riemen-Körper 2 und die Zähne 4 aus einem flüssigen, gießbaren, elastomeren Material wie flüssigem, gießbarem Polyurethan hergestellt. Ein sich wendelförmig erstreckendes Zugmaterial 6 ist in dem Hauptkörper 2 eingebettet. Wie in Fig. 2 zu sehen, ist eine stoßdämpfende Schicht 7 aus einem undurchlässigen, elastomeren Material wie thermoplastischem Polyurethan zwischen der gezahnten Oberfläche und dem Stoff 5 ausgebildet, weist eine gleichförmige Dicke auf und erstreckt sich über die gesamte innere Umfangsfläche des Riemen-Hauptkörpers 2.
Fig. 3 zeigt eine Formeinheit zur Verwendung bei der Herstellung des Zahnriemens 1. Fig. 3 zeigt eine innere Form 8 und eine äußere Form 9, die konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei ein bestimmter Zwischenraum 10 zwischen ihnen gebildet wird. Die Formen sind voneinander trennbar. Ein oberer Verschluß 11 und ein unterer Verschluß 12 sind abnehmbar jeweils an dem oberen und unteren Ende dieser Formen 8,9 befestigt und dichten den zwischen der inneren und äußeren Form 8,9 definierten Zwischenraum 10 ab. Der obere Verschluß 11 ist mit einem Entlüftungsloch 13 versehen, der in Verbindung mit dem Zwischenraum 10 steht. Eine Verschlußschraube 14 ist abnehmbar in das Entlüftungsloch 13 geschraubt. Ein Behälter 15, der ein gießbares, elastomeres Material 16 enthält, ist durch ein Rohr 17 mit der äußeren Form 9 verbunden. Wenn ein vorgegebener Druck P auf einen Kolben 18 ausgeübt wird, kann das elastomere Material 16 In den Zwischenraum 10 zwischen den Formen 8 und 9 durch das Rohr 17 eingespritzt werden. Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, sind Einschnitte 19 zum Formen der Zähne 4 des Riemens 1 in der äußeren Umfangsfläche der inneren Form 8 über den gesamten Umfang ausgebildet.
Zum Herstellen des Zahnriemens 1 wird ein dehnbarer, gewebter Nylonstoff, Polyesterstoff oder ähnliches als Verstärkungs-Stoff 5 verwendet. Eine Lösung von Polyurethan wird auf den Stoff aufgebracht (in einer Menge von 100 bis 500 g/m² im Trockenem) zum Schließen oder Füllen der Öffnungen des Stoffes, und die stoßdämpfende Schicht 7 einer bestimmten Dicke wird auf dem Stoff gebildet. Als nächstes wird der Stoff 5 auf eine vorgegebene Länge geschnitten, und die Länge des Stoffes wird beispielsweise durch Nähen mit einer Nähmaschine, durch Kleben oder Schmelzen mit einer Heizpresse oder durch Schmelzen mit einer Ultraschallmaschine, einer Schweißmaschine oder einer Hochfrequenz-Schweißmaschine zu einem Endlosschlauch gemacht. Der Stoff 5 wird dann um die innere Form 8 gelegt, wobei die stoßdämpfende Schicht 7 zur äußeren Form 9 weist. Ein Zugmaterial 6 wird dann wendelförmig um die innere Form 8 über den Stoff 5 gewunden. Ein Seil aus aromatischen Polyamidfasern wird als Zugmaterial 6 verwendet. Nachdem der Stoff 5 und das Material 6 vollständig um die innere Form 8 gelegt worden sind, wird die Form 8 in die äußere Form 9 eingesetzt, so daß eine Kombination mit dem bestimmten Zwischenraum 10 zwischen den beiden Formen 8,9 gebildet wird. Dann werden die Kanten des Stoffes 5 über das obere und untere Ende der inneren Form 8 zur Mitte hin gefaltet und zwischen der inneren Form 8 und dem oberen und unteren Verschluß 11 , 12 zur Befestigung eingeklemmt. Die Kombination der Formen 8,9 wird in ihrer Gesamtheit auf ungefähr 110ºC erhitzt, und ein Druck P (bis 2 kp/cm²) wird danach auf das elastomere Material 16 in dem Behälter 15 durch den Kolben 18 ausgeübt, so daß das Material 16 in den Zwischenraum 10 über das Rohr 17 eingefüllt wird. Das Material 16 ist eine Mischung aus Polyurethan-Polymer und Härter und hat eine Viskosität von 2000 bis 4000 cps. Beim Füllen des Zwischenraums 10 fließt das elastomere Material 16 aus dem Entlüftungsloch 13 heraus, woraufhin die Verschlußschraube 14 in das Entlüftungsloch 13 zum Verschließen des Entlüftungslochs 13 geschraubt wird. Nachdem der Zwischenraum auf diese Weise abgedichtet wurde, veranlaßt ein Druckgußvorgang bei 10 bis 30 kp/cm² und bei 110ºC für 60 Minuten das elastomere Material, den Druck auf den Stoff 5 auszuüben. Das Material 16 dringt nicht durch den Stoff 5 zu der inneren Form 8 hindurch, da die Stofföffnungen mit der stoßdämpfenden Schicht 7 verschlossen sind, mit dem Ergebnis, daß der Stoff 5 in Übereinstimmung mit der Ausbildung der eingeschnittenen äußeren Umfangsfläche der inneren Form 8 durch den Druck verformt wird, während er gedehnt wird, so daß er genau und eng an die äußere Oberfläche der inneren Form paßt, ohne daß irgendein Abstand zurückbleibt. Das Ausüben des Druckes bewegt oder verschiebt den Stoff 5 nicht, da die Kanten des Stoffes 5 eingeklemmt zwischen der inneren Form 8 und dem oberen und unteren Verschluß 11 , 12 während des Vorganges gehalten werden. Nach dem Aushärten des Materials 16 werden der obere und untere Verschluß 11, 12 entfernt, die innere und äußere Form 8,9 zum Freigeben des gegossenen Produktes voneinander getrennt, und das Produkt wird in Streifen einer bestimmten Breite geschnitten, wodurch Zahnriemen 1 erhalten werden können.
Der derartig hergestellte Zahnriemen 1 hat zwischen dem Verstärkungs-Stoff 5 und den Zähnen 4 die stoßdämpfende Schicht 7, die weicher oder härter als der Riemen-Hauptkörper 2 und die Zähne 4 Ist. Daher erzeugt bei Verwendung des Riemens die stoßdämpfende Schicht 7 genauso wie der Stoff 5 einen Dämpfungseffekt zum Verringern von Lärm. Die Anwesenheit der stoßdämpfenden Schicht 7 bietet außerdem einen besseren Biegewiderstand. Selbst wenn die stoßdämpfende Schicht 7 hart ist, kann verhindert werden, daß das elastomere Material vor dem Aushärten in den Stoff 5 eindringt, mit dem Ergebnis, daß bei einer sehr dünnen Schicht 7 der Riemen einen größeren Stoßdämpfungseffekt und einen höheren Biegewiderstand aufweist als bei fehlender Schicht 7. Außerdem ermöglicht die Anwesenheit der undurchlässigen, stoßdämpfenden Schicht 7, daß der Stoff 5, der dehnbar ist, sich leicht, genau und eng an die eingeschnittene Oberfläche (19) der inneren Form anpaßt, wenn der Druck ausgeübt wird. Demzufolge können hohlraumfreie Riemen leicht erhalten werden. Die stoßdämpfende Schicht 7, die die Öffnungen des Stoffes 5 verschließt, schließt aus, daß das elastomere Material 16 in den Stoff eindringt, so daß die Wahrscheinlichkeit eines lokalen Durchdringens des Materials 16 ausgeschlossen wird, das zu Änderungen in der Qualität des Produktes führen würde. Dies erleichtert die Herstellungsprozedur und gewährleistet einen Zahnriemen 1 von hoher Qualität.
Der Verstärkungs-Stoff 5 kann dadurch hergestellt worden sein, daß eine Polyurethanlösung auf ein oben erwähntes Stoffmaterial aufgebracht wird, der Stoff zur Schließbehandlung der Öffnungen (Füllbehandlung) getrocknet wird, eine stoßdämpfende Schicht 7 über dem resultierenden Stoff gebildet wird und danach ein Zahnmuster in Übereinstimmung mit der Ausbildung der Einschnitte 19 in der inneren Form 8 gebildet wird. Der vor einer Verwendung herzustellende Stoff 5 kann ein Wellenmuster oder ähnliches aufweisen, das dem Zahnmuster ähnelt. Der derart hergestellte Stoff kann außerdem durch den zum Formen ausgeübten Druck eng an die innere Form 8 angelegt werden, da der Stoff an sich dehnbar ist. Wenn demnach der Stoff 5 um die innere Form 8 zu legen ist, muß er nicht vollständig an die eingeschnittene Oberfläche (19) der Form angepaßt werden, wodurch die Arbeit erleichtert wird.
Das elastomere Material 16 kann durch Einspritzen in ein Vakuum oder durch Gießen bei Atmosphärendruck anstelle der Verwendung des Kolbens 18 in den Zwischenraum 10 zwischen der inneren und äußeren Form 8, 9 eingefüllt werden.
Der Formdruck kann für einige Sekunden ausgeübt werden. Insbesondere kann der Druck solange ausgeübt werden, bis der Stoff 5 an die eingeschnittene Oberfläche (19) der inneren Form 8 angepaßt ist, und der Zwischenraum 10 kann danach unter einem Vakuum oder bei Atmosphärendruck gehalten werden, insofern der Rückfluß des Materials 16 verhindert wird.
Damit erreicht wird, daß der Stoff 5 leicht in die Einschnitte 19 der inneren Form 8 einpaßbar ist, kann außerdem die Luft um den gezahnten Bereich dadurch entfernt werden, daß ein Vakuum durch die innere Form 8 gleichzeitig mit dem Druck ausgeübt wird.

Ausführungsform 2

Die stoßdämpfende Schicht 7 besteht aus einer Folie oder einem Blatt 20 von Polyurethan oder ähnlichem, das auf die Oberfläche des Verstärkungs-Stoffes 5 durch Schmelzen unter Verwendung einer Heizpresse 21, wie in Fig. 6 gezeigt, zur Füllbehandlung des Stoffes laminiert wird. In diesem Fall werden der Stoff 5 und das Material 20 jeweils in der Form von Rollen 22, 23 hergestellt, von denen sie in Richtung der gezeigten Pfeile abgezogen und eine über der anderen liegend durch die Heizpresse 21 laminiert werden. Das Material 20 mißt ungefähr 0,01 bis ungefähr 1,00 mm.

Ausführungsform 3

Fig. 7 und 8 zeigen eine Formeinheit, die eine innere Form 8 mit einer geglätteten äußeren Umfangsfläche und eine äußere Form 9 mit in ihrer inneren Umfangsfläche ausgebildeten Einschnitten 24 umfaßt. In diesem Fall ist ein Verstärkungs-Stoff 5 an der die Einschnitte 24 aufweisenden inneren Umfangsfläche der äußeren Form angepaßt, und die Kanten des Stoffes sind durch Einklemmen zwischen der äußeren Form 9 und dem oberen und unteren Verschluß 11, 12 befestigt. Ein Zugmaterial 6 ist um die innere Form 8 gewunden.
Das gegossene Produkt hat Zähne 4 und den Stoff 5 an seiner äußeren Umfangsfläche. Das Produkt wird dann in Streifen mit bestimmter Breite geschnitten, und jedes der geschnittenen Stücke wird mit der Innenseite nach außen gedreht, wodurch ein Zahnriemen 1 hergestellt wird, der dem in Fig. 1 gezeigten ähnelt.

Ausführungsform 4

Fig. 9 zeigt einen Zahnriemen 1 der symmetrischen Art, der einen Riemen- Hauptkörper 2 und Zähne 4 und 25 umfaßt, die jeweils symmetrisch an der inneren und äußeren Umfangsfläche des Körpers ausgebildet sind. Fig. 10 zeigt einen Zahnriemen 1 der asymmetrischen Art, der Innere Zähne 4 und äußere Zähne 25, die in Umfangsrichtung des Riemens gegen die inneren Zähne versetzt sind, aufweist. Diese Riemen 1 weisen auch eine stoßdämpfende Schicht 7 (27) zwischen einem eine Oberfläche abdeckenden Verstärkungs-Stoff 5 (26) und den Zähnen 4 (25) auf und werden durch das folgende Verfahren hergestellt.
Gemäß Fig. 11 werden in diesem Fall Formen 8, 9 verwendet, die jeweils mit Einschnitten 19, 28 zum Formen der Zähne 4, 25 versehen sind. Ein Verstärkungs-Stoff 5 und ein Zugmaterial 6 sind um die innere Form 8 gewunden, und ein ähnlicher Stoff 26 ist an die innere Umfangsfläche der äußeren Form 9 angefügt. Danach folgt derselbe Arbeitsablauf wie oben.

Ausführungsform 5

Fig. 12 zeigt einen Zahnriemen 30 mit einem Riemen-Hauptkörper 2, der einstückig mit Zähnen 4 an seiner inneren Umfangsfläche und mit V-förmigen Rippen 29 auf seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist. Die gezahnte innere Oberfläche des Riemens und die äußere Riemenoberfläche mit den Rippen 29 sind jeweils mit Verstärkungs-Stoffen 5, 31 abgedeckt, wobei eine stoßdämpfende Schicht 7 oder 32 zwischen diesen ausgebildet ist.
Gemäß Fig. 13 wird der Riemen unter Verwendung einer äußeren Form 9, die in ihrer inneren Oberfläche Einschnitte 33 zum Formen der Rippe 29 aufweist, durch denselben Arbeitsablauf wie Ausführungsform 4 hergestellt.

Ausführungsform 6

Fig. 14 zeigt einen Zahnriemen 1, der zusätzlich zu seiner stoßdämpfenden Schicht 7 eine Schutzfolie 34 aufweist, die über der gesamten Oberfläche eines Verstärkungs-Stoffes 5 ausgebildet ist. Die Schutzfolie 34 kann aus demselben Material wie die Schicht 7 oder aus einem anderen Material bestehen.
Wenn beabsichtigt ist, daß nur der Verstärkungs-Stoff durch die Füllbehandlung an die Form anpaßbar ist, kann eine Folie 35, wie in Fig. 15 gezeigt, über der Oberfläche des Stoffes 5 ausgebildet sein. In diesem Fall dringt jedoch das elastomere Material 16 in den Stoff 5 ein.

Ausführungsform 7

Fig 16 bis 20 zeigen Ausführungsformen zur Verwendung als Flachriemen 36 zur Kraftübertragung oder zum Transport. Der Hauptkörper 2 des Riemens von Fig. 16 hat in seinem inneren kein Zugmaterial 6. Der verwendete Verstärkungs-Stoff 5 Ist ein gewebter Polyesterstoff, der weniger dehnbar ist und mit einer stoßdämpfenden Schicht 7 versehen ist.
Der Riemen von Fig. 17 hat denselben Aufbau wie der Flachriemen 36 von Fig. 16 mit der Ausnahme, daß in dem Riemen-Hauptkörper 2 ein Zugmaterial 6 eingebettet ist.
Fig. 18 zeigt einen Flachriemen 16, bei dem der Riemen-Hauptkörper 2 jeweils mit Verstärkungs-Stoffen 5,37 auf seiner inneren und äußeren Oberfläche versehen ist. Eine stoßdämpfende Schicht 7 (38) ist zwischen den Hauptkörper und den Stoff 5 (37) eingefügt.
Der Riemen-Hauptkörper 2 von Fig. 19 ist jeweils mit Verstärkungs-Stoffen 5,37 über seiner inneren und äußeren Oberfläche versehen, wobei eine stoßdämpfende Schicht 7 (38) zwischen den Hauptkörper 2 und den Stoff 5 (37) eingefügt ist. In dem Hauptkörper 2 ist nahe an der Schicht 7 ein Zugmaterial 6 vorgesehen.
Fig. 20 zeigt einen Riemen, bei dem der Hauptkörper 2 ein Zugmaterial 6 nahe seiner inneren Umfangsfläche umfaßt und eine stoßdämpfende Schicht 7 und einen Verstärkungs-Stoff 5 über der äußeren Umfangsfläche hat.
Diese Flachriemen 36 können auf dieselbe Weise wie die vorhergehenden Ausführungsformen hergestellt werden.
Im Fall des Endlos-Riemens 36 kann eine endlose, hohle Webware für die Verstärkungs-Stoffe 5, 37 verwendet werden.

Ausführungsform 8

Fig. 21 zeigt einen Flachriemen 36, bei dem in dem Riemen-Hauptkörper 2 ein Zugmaterial 6 ungefähr im Mittelbereich seiner Dicke eingebettet ist.
Zum Herstellen dieses Riemens wird ein mit einer stoßdämpfenden Schicht 7 versehener Verstärkungs-Stoff 5 um eine innere Form 8 gefügt und ein elastomeres Material 16 in einen Zwischenraum zwischen dem Stoff und einer äußeren Form 9a gefüllt, so daß zuerst ein innerer Umfangsbereich 2a des Riemen-Körpers 2, wie in Fig. 22 gezeigt, gebildet wird. Die äußere Form 9a wird dann entfernt, ein Zugmaterial 6 wird um den Bereich 2a, der um die Form 8 gebildet ist, gewickelt, die resultierende Einheit wird in eine andere äußere Form 9b gestellt, und elastomeres Material 16 wird in den gebildeten Zwischenraum 10 gefüllt, so daß, wie in Fig. 23 gezeigt, ein äußerer Umfangsbereich 2b einstückig mit dem Bereich 2a gegossen wird. Auf diese Weise kann das Zugmaterial 6 in den Riemen-Körper 2 an der gewünschten Stelle in bezug auf die Richtung seiner Dicke eingebettet werden.
Fig. 24 zeigt einen Zahnriemen 40, der einen Riemen-Hauptkörper 2 und Zähne 4 aufweist, die aus einem elastomeren Material 16 bestehen, sowie eine dünne Schicht 39, die über der gesamten Oberfläche eines Verstärkungs- Stoffes 5 durch die Durchdringung des Materials 16 gebildet ist. Die Zähne 4 sind einstückig mit dem Riemen-Körper 2 aus dem elastomeren Material 16 gebildet. Wie in Fig. 25 gezeigt, wird der Stoff 5 klebend mit dem die Zähne 4 bildenden elastomeren Material 16 durch die Durchdringung und das Aushärten des Materials gehalten, und die Schicht 39 ist gleichförmig über der gesamten Oberfläche des Stoffes 5 einstückig mit den Zähnen 4 durch die Durchdringung des Materials 16 ausgebildet. Das elastomere Material 16 ist vollständig in die von den Ketten 41 und Schüssen 42 des Stoffes 5 gebildeten Maschenbereiche und auch in die Garne 41, 42 zwischen deren Fasern eingedrungen.
Der in Fig. 24 gezeigte Riemen 40 wird durch das folgende Verfahren hergestellt. Ein gewebter Verstärkungs-Stoff 5 aus Nylon, Polyester oder ähnlichem wird mit demselben Material wie das flüssige, gießbare, elastomere Material 16 beschichtet, beispielsweise mit einer Lösung von Polyurethan in einer Menge von ungefähr 10 bis ungefähr 30 gf/m² im Trockenen, d. h., in einer solchen Menge, daß der Stoff das zu formende Zahnmuster beibehalten kann, ohne daß seine Öffnungen aufgefüllt werden. Als nächstes wird der Verstärkungs-Stoff 5 unter Druck zu einem Zahnmuster unter Verwendung einer Heizpresse 45 geformt, die ein Paar von oberen und unteren Formen 43,44, wie in Fig. 26 gezeigt, aufweist, und danach auf eine vorgegebene Größe geschnitten. Das geschnittene Stück wird durch Nähen mit einer Nähmaschine oder durch Kleben oder Schmelzen mit einer Heizpresse zu einem Endlosschlauch gemacht. Gemaß Fig. 27 und 28 wird der Endlosstoff 5 um die innere Form 8 der Formeinheit in Übereinstimmung mit der Ausbildung von Einschnitten 19 gefügt, und ein Zugmaterial 5 wird wendelförmig um die Innere Form 8 über den Stoff 5 gewickelt. Die innere Form 8, an die der Stoff 5 und das Zugmaterial 6 vollständig angepaßt sind, wird dann in die äußere Form 9 eingesetzt, wobei ein bestimmter Zwischenraum 10 zwischen ihnen gebildet wird. Zu diesem Zeltpunkt werden die Kanten des Stoffes 5 über das obere und untere Ende der Inneren Form 8 zu ihrer Mitte hin gefaltet und zur Befestigung zwischen der Form 8 und einem oberen und unteren Verschluß 11, 12 eingeklemmt. Die Kombination der Formen 8,9 wird insgesamt auf ungefähr 1 10ºC erhitzt, und ein Druck P (bis 2 kp/cm²) wird anschließend auf das elastomere Material 16 in dem Behälter 15 durch den Kolben 18 ausgeübt, so daß das Material 16 über das Rohr 17 in den Zwischenraum 10 gefüllt wird. Das Material 16 Ist eine Mischung aus Polyurethan-Polymer und Härter und hat eine Viskosität von 200 bis 4000 cps. Beim Befüllen des Zwischenraums 10 fließt das elastomere Material 16 aus dem Entlüftungsloch 13, woraufhin die Verschlußschraube 14 zum Verschließen des Entlüftungsloches 13 in das Entlüftungsloch 13 geschraubt wird. Ein Druck von 10 bis 30 kp/cm² wird (bei 110ºC) für 60 Minuten zum Formen auf das Material ausgeübt. Während des Druckgießens wird der in ein Zahnmuster vorgeformte Verstärkungs-Stoff 5 durch das elastomere Material 16 gegen die innere Form 8 gedrückt, so daß er eng an die Form ohne jeden Abstand entlang der eingeschnittenen Oberfläche angepaßt wird. Zur selben Zeit dringt das elastomere Material 16 in die Maschenöffnungen des Stoffes ein, so daß eine dünne Schicht 39 des Materials 16 über der gesamten gezahnten Oberfläche einstückig mit dieser gebildet wird, wie in Fig. 25 gezeigt. Nachdem das Material 16 ausgehärtet ist, werden der obere und untere Verschluß 11, 12 entfernt, und die innere und äußere Form 8,9 werden zum Freigeben des gegossenen Produktes voneinander getrennt. Das Produkt wird dann in Streifen vorgegebener Breite geschnitten, wodurch die Riemen 40 erhalten werden können.
Bei dem so hergestellten Riemen 40 ist das elastomere Material 16 durch den Verstärkungs-Stoff 5 zu dessen Oberflächenseite gedrungen, so daß der Stoff 5 sehr wirksam an die Zähne 4 geklebt wird, wodurch der Riemen für eine ausgedehnte Zeitperiode verwendbar ist, ohne daß die Abtrennung des Stoffes 5 erlaubt wird. Die dünne Schicht 39 aus elastomerem Material 16, die die Oberfläche des Stoffes 5 abdeckt, dient zum Schützen des Stoffes 5, wodurch der Stoff 5 weniger anfällig für Beschädigung gemacht wird. Da die dünne Schicht 39 gleichzeitig mit dem Riemen-Körper während des Ausübens des Druckes nach dem Gießen oder Einspritzen des Materials 16 gebildet werden kann, kann der Riemen 40 leicht hergestellt werden. Der Verstärkungs-Stoff 5 wird in engen Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche der inneren Form 8 während des Ausübens des Druckes gebracht. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß die Bildung von Luftblasen in dem inneren Formraum ausgeschlossen wird, wodurch der entstandene Riemen frei von Hohlräumen ist.
Obwohl der Stoff 5 so behandelt wurde, daß er ein vollständiges Zahnmuster aufweist, kann dem Stoff auch ein Wellenmuster oder ein ähnliches, dem Zahnmuster ähnelndes gegeben werden.
Die Polyurethanlösung wird auf den Verstärkungs-Stoff 5 in einer erhöhten Menge von 30 bis 100 gf/m² im Trockenen aufgebracht und ein niedrigerer Druck (2 kp/cm²) wird auf das elastomere Material 16 ausgeübt, das in den geschlossenen Zwischenraum eingespritzt oder gegossen und dort eingeschlossen ist. Das Material 16 wird bei diesem Druck für 5 bis 15 Minuten gehalten, bis die Viskosität des Materials 16 auf 10&sup4; bis 10¹&sup0; cps ansteigt, und es wird danach einem Druck von 10 bis 30 kp/cm² bei 110ºC für 45 bis 55 Minuten zum Formen ausgesetzt.
Dieses Verfahren verringert etwas das Eindringen des elastomeren Materials 16 in den Verstärkungs-Stoff 5, wodurch lokal eine dünne Schicht 39 auf der Oberfläche des Stoffes 5 stellenweise erzeugt wird. Trotzdem ist diese Ausführungsform äquivalent oder nahezu äquivalent zu der Ausführungsform 9 in bezug auf die Haftung des Stoffes 5, etc.
Fig. 29 und 30 zeigen eine Formeinheit, die eine innere Form 8 mit einer geglätteten äußeren Umfangsfläche und eine äußere Form 9 umfaßt, die an ihrer inneren Umfangsoberfläche mit Einschnitten 24 versehen ist. Bei dieser Einheit wird der Verstärkungsstoff 5 an die eingeschnittene innere Oberfläche der äußeren Form 9 angepaßt, und die Kanten des Stoffes werden jeweils zwischen dem oberen und unteren Ende der äußeren Form 9 und dem oberen und unteren Verschluß 11, 12 eingeklemmt. Andererseits wird das Zugmaterial 6 um die innere Form 8 gewickelt.
Das erhaltene gegossene Produkt hat Zähne 4 und den Stoff 5 auf der äußeren Umfangsfläche. Das Produkt wird dann in Streifen von bestimmter Breite geschnitten, und jedes geschnittene Stück wird mit der Innenseite nach außen gedreht. Daher werden Riemen mit demselben Aufbau wie der in Fig. 24 gezeigte Riemen 40 hergestellt.
Fig. 31 zeigt einen Zahnriemen 40 der symmetrischen Art, der einen Riemen-Hauptkörper 2 und Zähne 4,25 umfaßt, die jeweils symmetrisch an der inneren und äußeren Umfangsfläche des Riemen-Körpers ausgebildet sind. Fig. 32 zeigt einen Zahnriemen 40 der asymmetrischen Art, der innere Zähne 4 und äußere Zähne 25, die in Umfangsrichtung des Riemens gegen die inneren Zähne versetzt sind, aufweist. Diese Riemen 40 weisen auch einen Verstärkungs-Stoff 5 (26), der jede gezahnte Oberfläche abdeckt, und eine dünne Schicht 39 (46) über der Oberfläche des Stoffes 5 (26) auf. Diese Riemen werden durch das folgende Verfahren hergestellt.
Fig. 33 zeigt die innere und äußere Form 8,9 zur Verwendung in diesem Fall, die jeweils mit Einschnitten 19, 28 zum Formen der Zähne 4, 25 versehen sind. Ein Verstärkungs-Stoff 5 und ein Zugmaterial 6 werden um die innere Form 8 gewickelt, und ein ähnlicher Stoff 26 wird an der inneren Umfangsfläche der äußeren Form 9 angebracht. Derselbe bereits beschriebene Arbeitsablauf folgt anschließend.
Fig. 34 zeigt einen Zahnriemen 47 mit einem Riemen-Hauptkörper 2, der einstückig mit Zähnen 4 auf seiner inneren Umfangsfläche und mit V-förmigen Rippen 29 auf seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist. Die gezähnte innere Oberfläche des Riemens und die äußere Riemenoberfläche mit den Rippen 29 sind jeweils mit Verstärkungs-Stoffen 5,31 bedeckt, die mit einer dünnen Schicht 5 oder 48 über der Oberfläche des Stoffes versehen sind.
Gemäß Fig. 35 wird der Riemen unter Verwendung einer äußeren Form 9, die an ihrer äußeren Umfangsfläche Einschnitte 33 zum Formen der Rippen 29 aufweist, durch denselben Arbeitsablauf wie Ausführungsform 12 hergestellt.

Ausführungsform 9

Der Endlos-Riemen mit einer dünnen Schicht 39 auf der Oberfläche des Verstärkungs-Stoffes 5 kann die Form eines Flachriemens, V-Riemens oder ähnliches haben. Beispielsweise können die in den Fig. 16 bis 20 gezeigten Riemen so aufgebaut sein, wenn sie nicht die stoßdämpfenden Schichten 7, 38 aufweisen. Wie darüber hinaus in den Fig. 36 bis 38 gezeigt ist, kann die dünne Schicht in Verbindung mit der stoßdämpfenden Schicht vorhanden sein.
Genauer ausgedrückt zeigt Fig. 36 einen Riemen, bei dem eine dünne Schicht 39 über der Oberfläche eines Verstärkungs-Stoffes 5 entlang der inneren Umfangsfläche des Riemen-Hauptkörpers 2 ausgebildet ist und eine stoßdämpfende Schicht 38 zwischen den Riemen-Körper 2 und einen Verstärkungs-Stoff 37 entlang der inneren Umfangsfläche des Körpers 2 eingefügt ist.
Fig. 37 zeigt einen Riemen, bei dem die Innenseite und die Außenseite gegenüber dem Flachriemen von Fig. 36 vertauscht sind. In den Riemen-Hauptkörper 2 ist ein Zugmaterial 6 eingearbeitet.
Fig. 38 zeigt einen Riemen mit demselben Aufbau wie der Flachriemen von Fig. 36, mit der Ausnahme, daß in dem Riemen-Hauptkörper 2 ein Zugmaterial 6 eingearbeitet ist.
Bei den in den Fig. 36 bis 38 gezeigten Riemen ist einer der Stoffe 5, 37, d. h., der Stoff 37, ungeschützt, während der andere Stoff 5 mit der dünnen Schicht 39 abgedeckt ist. Folglich unterscheiden sich die innere und äußere Riemenoberfläche in dem Reibungskoeffizienten, so daß der Riemen sehr geeignet zur Verwendung beim Transport und bei anderen Anwendungen gemacht wird.
Während oben verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, werden im folgenden nützliche Materialien für die erfindungsgemäßen Riemen aufgeführt.
Beispiele von nützlichen Verstärkungs-Stoffen sind gewebte, diagonal geschnittene Stoffe, gewebte Stoffe aus hochdehnbaren Garnen, Vließstoffe, usw. Beispiele von nützlichen gewebten Stoffen sind in der Form von Tuchbindung, Köperbindung, Satinbindung und ähnlichem aus Garnen oder elastischen Fasern, Gummigarnen und Kräuselgarnen hergestellt.
Für die Füllbehandlung wird eine geeignete Methode im Hinblick auf den Biegewiderstand des Verstärkungs-Stoffes und auf die verringerte Wahrscheinlichkeit von Lärmerzeugung verwendet. Nützliche Materialien für die Behandlung sind Polyurethanlösungen und Polyurethane von gleichen Folien oder Blättern, die feinporig sein können. Obwohl dasselbe Material wie das elastomere Material 16 nützlich ist, sind auch andere Materialien, die geklebt werden können, verwendbar.
Beispiele von flüssigen, gießbaren, elastomeren Materialien 16 sind Polyurethan-Polymere und ähnliche wärmehärtbare Flüssigharze, flüssiges Gummi, Plastisol, geschmolzene thermoplastische Harze, usw. Die Härte des flüssigen, gießbaren, elastomeren Materials beträgt nach dem Aushärten in der Gestalt eines Produktes passenderweise 70 bis 100 Grad der JIS-A-Härte. Die Härte kann in dem Bereich von Durometer A20 bis Durometer D80 liegen.
Beispiele von nützlichen Zugmaterialien 6 sind Seile aus Synthetikfasern wie aromatischem Polyamid, Nylon, Polyester und ähnlichen Fasern, Stahldrähte, usw.
Die erfindungsgemäßen Endlos-Riemen sind nicht auf die vorherigen Ausführungsformen in Konstruktion und Konfiguration beschränkt, sondern können insofern variieren, als der Riemen-Hauptkörper 2 einen Verstärkungs-Stoff aufweist. Beispielsweise kann die Erfindung als Endlos-Riemen für den Transport, beispielsweise wie die in den Fig. 39 und 40 gezeigten, ausgeführt werden, bei denen der Riemen-Hauptkörper 2 eine Vielzahl von der Breite nach verlaufenden Vorsprüngen 49 aufweist, die auf seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet und in einem bestimmten Abstand entlang der Umfangsfläche angeordnet sind, so daß Artikel in Eingriff mit den Vorsprüngen 49 transportiert werden. Fig. 41 zeigt ein anderes Beispiel, bei dem Sägezahn- Vorsprünge 50 auf der äußeren Umfangsfläche des Riemen-Hauptkörpers 2 vorgesehen sind.
Wenn der Verstärkungs-Stoff ungeschützt vorgesehen ist, kann die Oberfläche des Stoffes mit einer Schicht aus Silikon, Fluorkohlenstoff-Harz oder ähnlichem Synthetikharz oder Elastomer abgedeckt werden. Der Reibungskoeffizient der Stoffoberfläche kann dann in gewünschter Weise variiert werden, wodurch der Riemen einem größeren Verwendungsbereich zugänglich gemacht wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Riemens mit einem Riemen- Hauptkörper (2), der aus einem flüssigen, gießbaren, elastomeren Material (16) besteht, einem Verstärkungs-Stoff (5) auf einer Oberfläche des Hauptkörpers (2) und einer elastomeren, stoßdämpfenden Schicht (7) zwischen dem Hauptkörper und dem Verstärkungs-Stoff (5), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Bilden der stoßdämpfenden Schicht (7) aus einem elastomeren Material als flüssigkeitsundurchlässige Schicht auf der inneren Oberfläche des Verstärkungs-Stoffes (5),

Verwandeln des Verstärkungs-Stoffes in die Form eines Endlos- Schlauches,

Einfügen des Verstärkungs-Stoffes (5) in eine innere oder äußere Form (8,9), derart, daß die undurchlässige, stoßdämpfende Schicht (7) der anderen, entsprechenden Form (9 oder 8) zugewandt ist,

Bilden eines Zwischenraums (10) zwischen dem eingefügten Verstärkungs-Stoff (5) und der anderen, zugehörigen Form (9 oder 8),

Gießen des flüssigen, gießbaren, elastomeren Materials (16) des Hauptkörpers mit geringem Druck in den Zwischenraum und

nach dem Füllen des Zwischenraums Aufbringen eines hohen Drucks auf das gießbare, elastomere Material (16), damit die stoßdämpfende Schicht und damit der Verstärkungs-Stoff (5) fest auf die eine innere oder äußere Form gepreßt wird, ohne daß das gießbare elastomere Material den Verstärkungs-Stoff durchdringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der niedrige Druck in der Größenordnung von bis zu 2 kg/cm² liegt und der hohe Druck in der Größenordnung von 10 bis 30 kg/cm² liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Zwischenraum mit einer Luftauslaßöffnung (13) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießen bei offener Luftauslaßöffnung durchgeführt wird, und daß die Luftauslaßöffnung vor dem Aufbringen des Druckes von 10 bis 30 kg/cm² geschlossen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stoßdämpfende Schicht (7) gebildet wird durch Aufbringen einer Lösung eines elastomeren Materials auf die Oberfläche des Verstärkungs-Stoffes (5).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stoßdämpfende Schicht (7) gebildet wird durch thermisches Befestigen eines Filmes oder Blattes (20) aus einem elastomeren Material auf der Oberfläche des Verstärkungs-Stoffes (5).

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Einschnitte an einer der inneren oder äußeren Formen (8,9) gebildet sind, die Vorsprünge oder Zähne (4) bilden.