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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Treibriemen mit abwechselnden Zahnscheiteln
und Zahnmulden auf mindestens einer ihrer Seiten. Die Erfindung
betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Riemens.
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Stand der
Technik
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Riemen
mit Zahnscheiteln und Zahnmulden, die sich entlang der Länge davon
abwechseln, sind beispielsweise aus US-A-4737138 bekannt. Solche Riemen
werden in verschiedenen Anordnungen, wie beispielsweise Schneemobilen,
anderen Arten von Fahrzeugen und allgemein in industriellen Anwendungen
verwendet. In einer solchen Anordnung wird eine Geschwindigkeitsveränderung
durch Ändern der
wirksamen Durchmesser von antreibenden und angetriebenen Rollen,
um die der Riemen gelegt ist, bewirkt. Eine konventionelle Art von
unter solchen Bedingungen verwendeten Riemen kann die abwechselnde
Zahnscheitel- und Zahnmuldenanordnung auf einer oder beiden Seiten
eines Riemenkörpers
in einer Kompressionskautschukschicht und/oder einer Spannungskautschukschicht
aufweisen. Lasttragende Schnüre
werden üblicherweise
in die Pufferkautschukschicht zwischen den Spannungs- und Kompressionskautschukschichten
eingebettet.
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In
einem konventionellen Herstellungsverfahren zur Produktion eines
Riemens dieser Art wird zunächst
eine Zahnunterlage ausgebildet. Die Zahnunterlage wird aus einem
Blatt ausgebildet, welches aus einem verstärken den Gewebe, einem unvulkanisierten
Kautschukblatt zum Ausbilden einer Kompressionskautschukschicht
und einem unvulkanisierten Kautschukblatt zum Ausbilden einer Pufferkautschukschicht
besteht. Zahnmulden und Zahnscheitel werden durch Drücken der
Zahnunterlage gegen eine Form, die ein dem gewünschten Profil komplementäres Profil
aufweist, wobei sich die Zahnunterlage auf einer erhöhten Temperatur
befindet, ausgebildet. Die resultierende Zahnunterlage wird abgetrennt und
um eine zylindrische Halterung angeordnet, die Nute und Rippen aufweist,
welche komplementär
zu den Zahnmulden und Zahnscheiteln sind. Die Enden der Zahnunterlage
werden zum Herstellen einer endlosen zylindrischen Form anliegend
verbunden. Lasttragende Schnüre,
unvulkanisierte Blätter
zum Ausbilden einer zusätzlichen
Pufferkautschukschicht und einer zusätzlichen Spannungskautschukschicht
werden der Reihe nach an der Zahnunterlage angebracht, wonach die
gesamte Anordnung vulkanisiert wird und danach zu einzelnen Riemen
einer gewünschten
Breite geschnitten wird.
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Die
Zahnunterlage ist eine Schichtung einer oder mehrerer Lagen von
verstärkendem
Gewebe und einem unvulkanisierten Kautschukblatt, das in einem vorbestimmten
Abstand entlang der Riemenlänge
Zahnscheitel und Zahnmulden aufweist. Typischerweise wird die Zahnunterlage
manuell zum Erzeugen der gewünschten
Länge geschnitten.
Konventionell wird die Anzahl der Zähne zur Bestimmung der gewünschten
umfänglichen
Länge des
Riemens gezählt
und Kreide zum Markieren der Schneideposition zum Erzeugen dieser
Länge verwendet.
Die Zahnunterlage wird typischerweise an beiden Enden an der Spitze
eines Zahnscheitels unter Verwendung konventioneller Schneidemittel
geschnitten.
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Beim
Schneiden der Zahnunterlagenenden ist es erwünscht, von Seite zu Seite entlang
einer zur Riemenlänge
orthogonalen Linie zu schneiden. Die Ebene der Verbindung, an der
die Enden angelegt werden, ist geneigt, d. h. nicht senkrecht zu
einer sich entlang der Länge
des Riemens erstreckenden Linie. Wird die Zahnunterlage an einer
von einem Zahnscheitel beabstandeten Stelle geschnitten, wird es schwierig,
die Enden der Zahnunterlage zu zum Erzeugen einer geraden Stoßlinie zu
verbinden. An der Stoßlinie
kann ein Spalt entstehen, der möglicherweise
zu volumetrischen Rissen führt
und möglicherweise
eine defekte Verbindung erzeugt. Daher ist mit diesem Defekt ein
Risiko der Bruchbildung an der Verbindung, speziell im Fall des
Lastwechsels oder der Wärmeerzeugung,
wenn der Riemen im Betrieb läuft.
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Konventionell
können
die Ebenen der Verbindungen, auch wenn sie an den Zahnscheiteln
gemacht wurden, sich in eine benachbarte Zahnmulde erstrecken. Dies
ist bei dem in 8 dargestellten konventionellen
Treibriemen bei 10 sichtbar. Der Riemen 10 weist
einen Körper 12 mit
Zahnscheiteln (C) 14 und Zahnmulden (T) 16, die
sich in gleichmäßigen Abständen entlang
der Länge
des Riemenkörpers 12 abwechseln,
wie durch den Doppelpfeil 18 dargestellt. Eine verstärkende Gewebeschicht 20 ist
auf einer Seite 22 des Riemenkörpers 12 über den
Zahnscheiteln 14 und den Zahnmulden 16 angebracht. Die
andere Seite 24 des Riemenkörpers 12 weist abwechselnde
Zahnscheitel 26 und Zahnmulden 28 auf, die sich
gleichermaßen
entlang der Länge
des Riemenkörpers 12 abwechseln.
Mindestens eine sich längs
erstreckende lasttragende Schnur 30 ist in Pufferkautschukschichten 32, 34 eingebettet.
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Bei
diesem Riemen 12 sind die Enden 36, 38 einer
Kautschukschicht anliegend verbunden, um eine geneigte Verbindung 42 zu
erzeugen, d. h. deren Ebene ist nicht senkrecht zu einer sich längs zum Riemenkörper 12 erstreckenden
Linie. Die Verbindung 42 dringt von einem Zahnscheitel 14 zu
einer Zahnmulde 16, d. h. durch den Bereich T. Kautschuk in
der Pufferkautschukschicht neigt zum Wandern zur Verbindung 42 an
deren Ende 44. Ein im allgemeinen weicher Kautschuk in
der Pufferkautschukschicht 34, der in die Kautschukschicht 40,
typischerweise eine Kompressionskautschukschicht, eingedrungen ist, kann
die Intaktheit der Schicht 40 nachteilig beeinflussen.
Dies kann zum Versagen in der Muldenregion aufgrund von aus wiederholtem
Biegen resultierender Ermüdung
führen.
Risse können
am oder nahe beim Ende der Verbindung 44 auftreten und
dadurch die erwartete Riemenlebensdauer reduzieren. In der Mulde
erzeugte Risse können
sich zum Scheitel ausbreiten und zu dessen Bruch an der Verbindung 42 führen.
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In 9 ist
der Riemen 10 aus 8 mit einer
der Verbindung 42 entsprechenden Verbindung 46 dargestellt,
worin sich die Verbindung 46 nicht in die Zahnmulde 16 erstreckt.
In dieser Ausführungsform
neigt der Kautschuk in der Pufferkautschukschicht 34 zum
Wandern in die Verbindung 46 am Verbindungsende 48 im
Scheitelbereich. Dies reduziert die Dicke T1 der Pufferkautschukschicht 34 an der
Zahnmulde 16. Im Ergebnis werden die Zahnmulden 16 steifer,
und neigen stärker
zum Reißen
als Ergebnis der Ermüdung
durch wiederholtes Biegen.
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Kurze
Fasern in der Kautschukschicht 40 richten sich an der Zahnform
aus und passen sich daran an. Wird der Riemen 10 unter
hoher Last betrieben, nehmen die Riemenseitenflächen 50 (eine dargestellt)
die Scherkraft von einer zusammenwirkenden Rolle auf. Rissartige,
der Zahnkontur folgende Aussparungen 62 können auf
der mit der Rolle in Kontakt stehenden Führungsfläche auftreten. Rissartige Aussparungen
neigen ebenfalls zum Auftreten an der Verbindung 46. Diese
Aussparungen können möglicherweise
zu Längsrissen
wachsen, die den Bruch des Riemens 10 verursachen können.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen Treibriemen mit einem Körper, der eine Länge, eine
erste Seite, eine zweite Seite und seitlich beabstandete Flächen aufweist.
Der Körper
weist entlang der Länge
des Körpers
sich abwechselnde Zahnscheitel und Zahnmulden in mindestens einer
ersten Schicht der ersten Seite des Körpers auf. Der Körper weist
mindestens eine Pufferkautschukschicht und mindestens eine in die
mindestens eine Pufferkautschukschicht eingebettete und sich längs des
Körpers
zwischen den Zahnscheiteln in der mindestens ersten Schicht und der
zweiten Seite des Körpers
erstreckende lasttragende Schnur. Die mindestens erste Schicht weist eine
erste Verbindung auf. Die mindestens eine Pufferkautschukschicht
ist aus einem ersten Material gemacht und weist eine zweite Verbindung
auf, die längs
von der ersten Verbindung beabstandet ist, so dass das erste Material
aus der mindestens einen Pufferkautschukschicht nicht in die erste
Verbindung eindringt.
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In
einer Form ist keine sich in eine Zahnmulde erstreckende Verbindung
in der mindestens ersten Schicht vorhanden.
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In
einer Form weist die mindestens eine Pufferkautschukschicht eine
Dicke zwischen der mindestens einen lasttragenden Schnur und der
ersten Seite des Körpers
auf, die zwischen anliegenden Zahnscheiteln und Zahnmulden im Wesentlichen
einheitlich ist. Die Dicke kann über
die gesamte Länge des
Körpers
im Wesentlichen gleichförmig
sein.
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In
einer Form befindet sich die erste Verbindung in einer ersten Ebene,
die winkelartig zu einer zweiten Ebene senkrecht zu einer sich längs im Körper und
zwischen den ersten und zweiten Seiten erstreckenden Linie orientiert
ist.
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Die
erste Ebene kann bezogen auf die zweite Ebene einen Winkel von mindestens
60° bilden
und kann im Bereich von 65° bis
90° sein.
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Die
erste Ebene kann im wesentlichen senkrecht zu einer sich im Körper erstreckenden
Linie sein.
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In
einer Form erstreckt sich die erste Verbindung entlang einer ersten
Linie zwischen den seitlich beabstandeten Seitenflächen und
die erste Linie ist im wesentlichen senkrecht zu einer zweiten sich längs im Körper erstreckenden
Linie.
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Der
Treibriemen kann ferner eine verstärkende Gewebeschicht über den
Zahnmulden und Zahnscheiteln auf der ersten Seite des Körpers umfassen. Das
verstärkende
Gewebe weist sich an einem von dem Zahnscheitel, an dem die erste
Verbindung ausgebildet ist, beabstandeten Zahnscheitel überlappende
Enden auf.
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Die
mindestens erste Schicht kann eine Kautschuk umfassende Kompressionsschicht
sein.
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Der
Körper
kann sich abwechselnde Zahnscheitel und Zahnmulden auf der zweiten
Seite des Körpers
aufweisen.
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Die
zweite Verbindung kann von der ersten Verbindung um einen Abstand
gleich einem Abstand zwischen benachbarten Zahnscheiteln beabstandet sein.
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In
einer Form ist die zweite Verbindung von der ersten Verbindung um
einen Abstand mindestens gleich einem Abstand zwischen benachbarten
Zahnscheiteln.
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In
einer Form weist die mindestens eine Pufferkautschukschicht eine
Dicke zwischen der mindestens einen lasttragenden Schnur und der
ersten Seite des Körpers
auf, die zwischen anliegenden Zahnscheiteln und Zahnmulden nicht
variiert.
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In
einer Form weist die mindestens erste Schicht eine erste in einem
Zahnscheitel angeordnete und sich nicht in eine Zahnmulde erstreckende Verbindung
auf.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Her stellung eines einen
Körper
mit einer Länge
und sich entlang der Länge
des Körpers
abwechselnden Zahnmulden und Zahnscheiteln umfassenden. Das Verfahren
umfasst die Schritte: Ausbilden einer Zahnunterlage mit ersten und
zweiten Seiten, die Zahnmulden und Zahnscheitel auf der ersten Seite
umfasst und erste und zweite beabstandete Enden aufweist; Verbinden
der ersten und zweiten beabstandeten Enden an einer ersten Verbindung
zum Ausbilden einer endlosen Anordnung; Anbringen einer Pufferschicht
mit ersten und zweiten beabstandeten Enden an der zweiten Seite
der Zahnunterlage und Verbinden der ersten und zweiten Enden der
Pufferschicht an einer zweiten Verbindung, die längsweise relativ zum Körper von
der ersten Verbindung beabstandet ist; Wickeln einer lasttragenden
Schnur an die Pufferschicht; Anbringen einer zweiten Pufferschicht über der
lasttragenden Schnur; und Vulkanisieren der Zahnunterlage und der
Pufferschichten, worin die erste Pufferkautschukschicht eine Dicke
zwischen der mindestens einen lasttragenden Schnur und der ersten
Seite der Zahnunterlage aufweist, die zwischen anliegenden Zahnscheiteln
und Zahnmulden nicht variiert.
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Das
Verfahren kann ferner den Schritt des Anbringens einer Kautschukschicht über der
zweiten Pufferschicht umfassen.
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Die
erste Verbindung kann sich vollständig innerhalb eines Zahnscheitels
befinden.
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Die
zweite Verbindung kann von der ersten Verbindung um einen Abstand
mindestens gleich einem Abstand zwischen benachbarten Zahnscheiteln beabstandet
sein.
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Die
zweite Verbindung kann von der ersten Verbindung um einen Abstand
mindestens gleich einem Abstand zwischen benachbarten Zahnscheiteln beabstandet
sein. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Schneidens der Zahnunterlage
und der Pufferschichten nach dem Vulkanisieren auf eine gewünschte Breite
umfassen.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine teilweise Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen gezahnten
Treibriemens;
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2 ist
eine teilweise Endansicht einer erfindungsgemäß auf einer Formtrommel angeordneten
Riemenhülse;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer Zahnunterlage, die Teil der Riemenhülse in 2 ist;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht einer Halterung für eine Riemenhülse wie
in 2, die zum Ausrichten der Riemenhülse zum
Ausbilden von Zähnen
auf der gegenüberliegenden
Seite des Riemens verwendet wird und lösbare Führungselemente umfasst;
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5 ist
eine vergrößerte perspektivische Teilansicht
der Verbindung eines der Führungselemente
am oberen Ende der Halterung;
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6 ist
eine vergrößerte perspektivische Teilansicht
der Verbindung eines der Führungselemente
am unteren Ende der Halterung;
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7 ist
eine perspektivische Ansicht der Halterung mit der Riemenhülse, die
teilweise in eine Bedienungsposition darüber gerichtet ist;
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8 ist
eine teilweise Querschnittsansicht eines konventionellen mit einer
Art von Zahnunterlagenverbindung hergestellten Riemens; und
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9 ist
eine Ansicht wie in 8 des unter Verwendung einer
anderen Art von Zahnunterlagenverbindung hergestellten Riemens aus 8.
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Detaillierte
Beschreibung der Zeichnungen
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In 1 ist
ein erfindungsgemäßer Treibriemen
bei 60 dargestellt. Der Riemen 60 weist einen Körper 62 mit
einer Länge
in Richtung des Doppelpfeils 64, eine erste Seite 66,
eine zweite Seite 68 und seitlich beabstandete Seitenflächen 70 (eine
dargestellt) auf. Der Körper
weist Zahnscheitel 72 und Zahnmulden 74 auf der
ersten Seite 66 des Körpers 62 auf,
die abwechselnd entlang der Länge
des Riemens in einem vorbestimmten Abstand S angeordnet sind. Die
Längsabmessung
der Zahnmulden 74 ist mit „T" bezeichnet, und die Längsabmessung
der Zahnscheitel 72 ist mit „C" bezeichnet. Obwohl Zahnscheitel 76 und
Zahnmulden 78 auf der zweiten Seite 68 des Riemenkörpers 62 vorgesehen
sind, ist eine beidseitige Zahnanordnung nicht eine Notwendigkeit der
vorliegenden Erfindung.
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In
dieser Ausführungsform
sind die Zahnscheitel und Zahnmulden in einer Kompressionskautschukschicht 80 ausgebildet,
und die Zahnscheitel 76 und Zahnmulden 78 sind
in einer Spannungskautschukschicht ausgebildet. Eine oder mehrere
lasttragende Schnüre 84 sind
in den Pufferkautschukschichten 86, 88 eingebettet.
Ein verstärkender
Gewebestoff 90 ist an der ersten Seite 66 des
Riemenkörpers 62 über den
Zahnscheiteln 72 und Zahnmulden 74 angebracht.
Die Enden 92, 94 des verstärkenden Gewebestoffes sind überlappend
an einem der Zahnscheitel 72 verbunden. Eine optionale
Stoffschicht 96 kann auf der zweiten Seite 68 des
Riemenkörpers über die
Zahnscheitel 76 und Zahnmulden 78 angebracht werden.
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Die
Kompressionskautschukschicht 80 weist Enden 98, 100 zum
Erzeugen einer flachen Verbindung auf. Die Ebene der Verbindung 102 bildet
einen Winkel Θ bezogen
auf die Länge
der lasttragenden Schnur 84. Der Winkel Θ ist im
Bereich von 60° bis 90° und mehr
bevorzugt im Bereich von 65° bis
90°. Dies
erzeugt eine geneigte Verbindung.
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Eine
separate Verbindung 104 an den anliegenden Enden 106, 108 der
Pufferkautschukschicht 86 ist von der Verbindung 102 um
einen Abstand mindestens gleich der Längsausdehnung eines Zahnscheitels 72.
In jedem Fall ist aus Gründen,
die weiter unten erklärt
werden, der Abstand zwischen den Verbindungen 102, 104 so,
dass sie in einer Längsrichtung
nicht zusammenfallen. In dieser Ausführungsform befindet sich jede
der Verbindungen 102, 104 direkt über einem
Zahnscheitel 72.
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Vorzugsweise
sind die überlappenden
Enden 92, 94 des Stoffes 90 an einem
Zahnscheitel 72 angeordnet, der von dem Zahnscheitel 72,
an dem die Verbindungen 102, 104 angeordnet sind,
beabstandet ist. Durch diese Anordnung sind die Bereiche des Riemens 60,
die zum Reißen
neigen, voneinander getrennt.
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Als
ein Ergebnis des Längsversatzes
der Verbindungen 102, 104 wandert Kautschuk aus
der Pufferkautschukschicht 86 während der Vulkanisation nicht
in das Verbindungsende 112. Als ein Ergebnis kann die Pufferkautschukschicht 86 eine
einheitliche Dicke T3 zwischen anliegenden Zahnscheiteln 76 aufweisen,
und mehr bevorzugt entlang der gesamten Längserstreckung des Riemenkörpers 62. Als
ein Ergebnis werden die lasttragenden Schnüre 84 mit im wesentlichen
einheitlicher Zuverlässigkeit durch
die Pufferkautschukschichten 86, 88 über die gesamte
Riemenlänge
gehalten. Ferner kann aufgrund der Einheitlichkeit der Dicke der
Pufferkautschukschicht 36 die Biegeeigenschaften des Riemens 60,
insbesondere an den Zahnmulden 74, einheitlich über die
gesamte Riemenlänge
gemacht werden. Dadurch kann der Riemen 60 ohne einen Bereich,
an dem der Körper 62 zur
Biegeermüdung nach
wiederholtem Biegen aufgebaut werden.
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Jede
(nicht dargestellte) Verbindung der Spannungskautschukschicht 82 ist
vorzugsweise von den Verbindungen 102, 104 versetzt,
dies ist jedoch nicht notwendig.
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Obwohl
eine Verbindung 102, 104 für jede der Schichten 60, 66 dargestellt
ist, können
zwei oder mehrere Verbindungen in jeder dieser Schichten vorgesehen
sein. Es ist wünschenswert,
die Verbindungen in einer oben beschriebenen Art zu verteilen, um eine
Belastungskonzentration zu vermeiden.
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Beim
dargestellten Riemenaufbau kann die lasttragende Schnur aus Polyesterfaser,
Aramidfaser oder Glassfaser hergestellt sein.
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Der
Kautschuk in der Kompressionsschicht 80 und der Spannungsschicht 82 kann
einer oder mehrere aus Naturkautschuk, Butylkautschuk, Styrol-Butadienkautschuk,
Chloroprenkautschuk, Ethylen-Propylenkautschuk, alkyliertes chlorsulfoniertes Polyethylen,
Hydronitrilkautschuk, ein gemischtes Polymer aus Hydronitrilkautschuk
und einem ungesättigten
Metall-Carboxyl sein.
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Der
Kautschuk in den Kompressions- und Spannungsschichten 80, 82 kann
darin eingebrachte Fasern aufweisen. Die Fasern können Aramidfasern, Polyamidfasern,
Polyesterfasern, Baumwollfasern oder ähnliches sein. Die Länge der
Fasern, die bevorzugt basierend auf der Faserart ausgewählt wird, ist
im allgemeinen in einem Bereich von 1 bis 10 mm. Aramidfasern mit
einer Länge
von 3 bis 6 mm werden bevorzugt. Werden Polyamidfasern, Polyesterfasern oder
Baumwollfasern verwendet, so wird eine Faserlänge von 5 bis 10 mm bevorzugt.
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Die
Faserlängen
können
orthogonal zu einer sich längs
erstreckenden Linie L ausgerichtet sein. Vorzugsweise sind die Längen der
Fasern unter einem Winkel von 70 bis 110° bezogen auf die Linie L ausgerichtet.
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Obwohl
kurze verstärkende
Fasern in den Pufferkautschukschichten 86, 88 vorgesehen
sein können,
ist dies nicht bevorzugt.
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Der
verstärkende
Gewebestoff 90 kann aus einem oder mehreren der Materialien
Baumwolle, Aramidfaser, Poly esterfaser oder Nylon hergestellt sein.
Der Stoff kann aus glattem Gewebe (plain weaving), elastischem verdrilltem
Gewebe (twill elastic weaving) oder Satingewebe präpariert
werden. Der Stoff kann ein Canvas-Gewebe mit großem Winkel sein, das einen
Kreuzungswinkel der Schuss- und Kettfäden in einem Beriech von 90° bis 120° aufweist. Der
Stoff 90 kann durch Reibungsbeschichtung eines Gewebes
mit einer Kautschukzusammensetzung nach Behandlung mit RFL präpariert
werden. Eine geeignete RFL-Lösung
wird durch Mischen eines ursprünglichen
Kondensats aus Rescorcin und Formalin in einen Latex hergestellt
werden. Der Latex kann beispielsweise Chloropren, ein ternäres Styrol-Butadien-Vinylpyridin-Copolymer,
Hydronitrit oder NBR sein.
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Beim
Aufbau des erfindungsgemäßen Treibriemens 60 wird
eine Zahnunterlage, in 3 durch 116 dargestellt,
vorgeformt. Die Zahnunterlage 116 besteht aus der Kautschukschicht 80 und
ist vorzugsweise ursprünglich
ohne die Pufferkautschukschicht 86 ausgebildet. Die Schicht 80 mit
einer oder mehreren daran angebrachten Blättern des verstärkenden Stoffes 90 wird
auf einer flachen Modellform 118 mit abwechselnden, zu
den Zahnscheiteln 72 und Zahnmulden 74 komplementären Zähnen und
Aussparungen angeordnet. Das die Schicht 80 und den Stoff 90 umfassende
Blatt wird erhitzt und gegen die Modellform 118 zum Erzeugen
der die abwechselnden Zahnscheitel 72 und Zahnmulden 74 aufweisenden Zahnunterlage 116 gedrückt.
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Die
gegenüberliegenden
Unterlagenenden 98, 100 werden geschnitten, um
wie in 1 dargestellt, an einem Zahnscheitel 72 anliegend
verbunden zu werden. Das eine Ende 98 wird unter einem Winkel α im Bereich
von 0° bis
40° geschnitten,
wobei das gegenüberliegende
Ende 100 unter einem komplementären Winkel geschnitten wird,
um die Konfiguration von 1 zu erzeugen. Die Enden 98, 100 werden
dann aneinander angelegt. Ist der Winkel α größer als 40°, existiert ein Risiko, dass
die Verbindung 102 in eine Zahnmulde 74 hineinreicht.
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Wie
in 2 dargestellt, wird eine zylindrische Form 120 als
Teil einer Formmaschine 122 verwendet. Eine dem Fachmann
bekannte Form mit einer umgebenden Formhülse kann ebenfalls verwendet
werden. Die Form 120 weist eine äußere Fläche 124 mit Rippen 126 und
Aussparungen 128 auf, die jeweils komplementär zur Zahnmulde 74 und
zum Zahnscheitel 72 sind. Auf der Form 120 werden
die Zahnunterlagenenden 98, 100 zum Erzeugen der Verbindung 102 verbunden.
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Die
Pufferkautschukschicht 86 wird auf Länge geschnitten, um die Zahnunterlage 116 gewickelt und
so angeordnet, dass ihre Enden 106, 108 an der Verbindung 104 anstoßen. Wie
zuvor beschrieben, ist die Verbindung 104 von der Verbindung 102 beabstandet,
wie beispielsweise an einem anliegenden Zahnscheitel, so dass Kautschuk
in der Pufferkautschukschicht 86 nicht in die Verbindung 102 wandert.
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Nachdem
die Pufferkautschukschicht 86 angebracht wurde, wird die
lasttragende Schnur 84 gewickelt, gefolgt vom schrittweisen
Anbringen der Pufferkautschukschicht 88 und der Spannungskautschukschicht 82.
Die Form 120 kann dann von der Formmaschine 122 entfernt
werden und auf einer Halteplatte 132, wie in den 4 bis 7 dargestellt,
angeordnet werden.
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L-förmige Führungsstäbe/-elemente 134 sind
an der Form 120 und an einer Halteplatte 132 befestigt.
Die Führungsstangen
können
aus Metall oder einem synthetischen Harz hergestellt sein. Jede Führungsstange
weist einen horizontalen Schenkel 136 mit zwei daran hängenden
zylindrischen Stangen 138, 140 auf. Ein längerer vertikaler
Schenkel 142 endet an einer daran hängenden zylindrischen Stange 144.
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Die
Stangen 138, 140 sind zum gleichzeitigen Sitzen
in Öffnungen 146, 148 in
der Form 120 ausgebildet, wenn die Stange 144 in
einer Öffnung der
Halteplatte 132 sitzt. Durch diese Anordnung können die
Führungsstäbe 134 durch
eine einfache Verschiebungsbewegung nach unten montiert und durch
eine umgekehrte Aktion demontiert werden. Sind die Führungsstäbe 134 in
einer Betriebsstellung, lagern die vertikalen Schenkel 142 auf
der äußeren Fläche 152 einer
durch die schrittweise aufgebauten Teile definierten Riemenhülse 154 oder
sind leicht beabstandet davon. Die Führungsstäbe 134 sind in sechs
umfänglich
beabstandeten Positionen angebracht, obgleich diese Zahl variieren
kann. Wie in 7 dargestellt, wird, wenn die
Führungsstäbe 134 einmal
angebracht sind, eine äußere Hülse 156 nach
unten in Richtung des Pfeils 158 über die Riemenhülse 154 gerichtet.
Die äußere Hülse 156 ist vorzugsweise
eine vulkanisierte Kautschukhülse
mit Rippen 159 und Aussparungen 160, die sich
an deren inneren Umfang abwechseln. Die Aussparungen 160 sind
so ausgebildet, dass sie umfänglich
mit den Führungsstäben 134 ausgerichtet
sind, so dass die Führungsstangen 134 innerhalb
der Aussparungen gleiten, wenn die äußere Hülse 160 wie in 7 dargestellt
nach unten gerichtet wird.
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Die
Führungsstäbe 134 sind
von einer ausreichenden Größe zum Führen der
vertikalen Bewegung der äußeren Hülse 156 durch
eine führende
Bewegung innerhalb der Aussparungen 160. Der vertikale
Schenkel 142 an jedem Führungsstab
ist so bemessen, dass er innerhalb der Aussparungen 160 ohne
Bindung geführt
wird. Es existiert keine spezielle Begrenzung für die Querschnittsform der
Schenkel 142. Sie können
beispielsweise rund, elliptisch oder wie dargestellt rechteckig
sein. Die Führungsstäbe 134 werden
im obigen Verfahren optional benutzt, welches alternativ durch manuelles
Ausrichten der Teile ohne die Führungsstäbe 134 ausgeführt werden kann.
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Ist
die äußere Hülse 156 einmal
vollständig nach
unten zum Einrasten der Halteplatte 132 gerichtet worden,
ist das umfängliche
Ausrichten zwischen der äußeren Hülse 156 und
der Riemenhülse 154 ausgebildet.
Die Führungsstäbe 134 können dann bewegt
werden. Die gesamte in 7 dargestellte Untereinheit
ohne die Führungsstäbe 134 kann
dann in einem Vulkanisierbehälter
angeordnet werden. Nach dem Beenden der Vulkanisation werden eine während der
Vulkanisation umschließende
Hülle,
die äußere Hülse 156 und
dann die Riemenhülse 154 von
der Form 120 entfernt. Die Riemenhülse 154 wird dann
in einer vorbestimmten Breite zum Herstellen von einzelnen Riemen
geschnitten. Während
des Vulkanisierungsverfahrens formt die äußere Hülse 156 die Zahnscheitel 76 und
Zahnmulden 78 auf der Seite 68 des Riemens 60.
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Die
erfindungsgemäßen Vorteile
werden unten anhand von speziellen Beispielen aufgezeigt.
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Beispiel 1
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Eine
lasttragende Schnur wurde durch Verwenden einer Verwindungskonfiguration
von 2 × 3 durch
Verwinden von 1.500 Denier Aramidfasern der kommerziell unter der
Marke TWARONTM verkauften Art ausgebildet.
Die Schnur wurde in einer umgekehrten oben/unten-Konfiguration mit
einer Endverwindung von 19,7/10 cm und einer Anfangsverwindung von
15,8/10 cm verwunden. Die lasttragende Schnur hat insgesamt 9.000
Denier.
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Die
unbehandelte Schnur wurde in einen Isocyanatbasierenden Klebstoff
vorab eingetaucht, bei einer Temperatur von etwa 170° bis 180°C getrocknet
und in eine RFL-Lösung
eingetaucht. Die resultierende Schnur wurde einer Tief zieh-Thermofixierungsbehandlung
bei einer Temperatur von 200° bis 240°C zum Fertigstellen
einer behandelten Schnur.
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Ein
gemischter verwundener Strang aus Aramidfasern der kommerziell unter
der Marke TWARONTM verkauften Art und Polyethylen-Terephtalatfasern
in einem Gewichtsverhältnis
von 50 : 50 wurde als verstärkender
Stoff verwendet. Der resultierende Stoff war ein glattgewobener
Kanvas. Die Kanvasblätter
wurden in eine RFL-Lösung
eingetaucht und bei 150°C
für zwei
Minuten zum Erzeugen des behandelten Kanvas wärmebehandelt. Danach wurde der
behandelte Kanvas mit einer Kautschukzusammensetzung zum Erzeugen
eines gummierten Kanvas reibungsbeschichtet.
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Eine
Chloroprenkautschuk mit kurzen Aramidfasern umfassende Kautschukzusammensetzung
wurde zum Herstellen jeder der Kompressionskautschukschichten und
Span nungskautschukschichten verwendet. Eine aus Chloroprenkautschuk mit
kurzen Fasern bestehende Kautschukzusammensetzung wurde für die Pufferkautschukschicht verwendet.
Zwei Blätter
mit unterschiedlicher Dicke wurden für die Kompressionskautschukschicht
präpariert.
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Eine
Zahnunterlage wurde durch Anbringen eines laminierten, einen verstärkenden
Stoff und eine Kompressionskautschukschicht umfassenden Blattes
an einer flachen Modellform mit abwechselnden Zähnen und Aussparungen präpariert.
Das Blatt wurde durch Drücken
des gleichen bei 80°C
gegen die Modellform ausgebildet. Die Enden der resultierenden Zahnunterlage
wurden an der Spitze eines Zahnscheitels geneigt geschnitten.
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Die
Zahnunterlage wurde auf eine zylindrische Form gewickelt und die
Enden ihre Enden aneinandergelegt und verbunden. Um die Zahnunterlage wurde
die Pufferkautschukschicht angebracht und deren Enden an einer umfänglich von
der Verbindung in der Zahnunterlage beabstandeten Stelle verbunden.
Danach wurde eine lasttragende Schnur gewickelt, gefolgt von einer
weiteren Pufferkautschukschicht und einer Spannungskautschukschicht.
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Eine äußere Formhülse wurde
dann um die resultierende Riemenhülse angeordnet und in einen Vulkanisierungsbehälter angeordnet,
in dem die Vulkanisation durchgeführt wurde. Die resultierende Hülse wurde
von einem Schneidegerät
in eine V-Form zum Herstellen von Doppelzahnriemen der für ein Schneemobil
verwendbaren Art geschnitten.
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Die
resultierenden Riemen wiesen Verbindungen nur im Zahnscheitelbereich
der Kompressionskautschukschicht auf, wobei die Verbindung eine geneigte
Verbindung war. Der Kautschuk aus der anliegenden Pufferkautschukschicht
konnte nicht in das anliegende Verbindungsende eindringen, was zum Ergebnis
einer gleichförmigen
Dicke der Pufferkautschukschicht an der Verbindung führte.
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Der
Riemen wurde an einer vertikalen Betriebstestanordnung mit einer
antreibenden Rolle, die einen Durchmesser von 120 mm aufweist und
einer angetriebenen Rolle, die einen Durchmesser 120 mm aufweist,
montiert. Eine Spannungsrolle mit einem Durchmesser von 65 mm wurde
in Kontakt mit der Rückseite
des Riemens gebracht, wobei ein Biegewinkel des Riemens von 160° aufrechterhalten wurde.
Eine Last von 50 kgf wurde auf die angetriebene Rolle ausgeübt. Die
antreibende Rolle wurde mit 3.600 U/min rotiert. Nach dem Betrieb
zeigten die Ergebnisse, dass der Riemen auch nach 413 Betriebsstunden
nicht brach. An den Enden der Verbindung wurden keine Risse beobachtet,
während
an den anderen Zahnmulden Risse auftraten.
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Vergleichsbeispiel 1
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Beginnend
mit einem einen verstärkenden Stoff,
eine Kompressionskautschukschicht und eine Pufferkautschukschicht
umfassenden Blatt wurde eine Zahnunterlage in der gleichen Art präpariert
wie bei Beispiel 1 beschrieben. Die Zahnunterlage wurde um eine
Form gewunden und ihre Enden zum Herstellen einer geneigten Verbindung
aneinandergelegt. Eine lasttragende Schnur, eine flache Pufferkautschukschicht
und eine Spannungs kautschukschicht wurden nacheinander in gleicher
Art wie bezogen auf Beispiel 1 beschrieben um die Zahnunterlage
gewickelt. Der resultierende Riemen war ähnlich dem in 8 dargestellten.
Der resultierende Riemen war ähnlich
dem in 8 dargestellten. Die geneigte Verbindung erstreckte
sich aus einem Zahnscheitel in eine Zahnmulde. Das Einströmen von
Kautschuk aus der Pufferkautschukschicht wurde am Ende der Verbindung
beobachtet. Nach einem Betriebstest trat der Bruch an der Verbindung
in der Zahnmulde nach 312 Stunden auf.
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Vergleichsbeispiel 2
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Eine
Zahnunterlage wurde aus einem einen verstärkenden Stoff, eine Kompressionskautschukschicht
und eine Pufferkautschukschicht umfassenden Blatt in der gleichen
Art wie bei Beispiel 1 beschrieben präpariert. Die Zahnunterlage
wurde um eine Hülse
auf einer inneren Form in einer vertikalen Verbindungsform gewickelt.
Eine lasttragende Schnur, Pufferkautschkschicht und Spannungskautschukschicht
wurden nacheinander um die Zahnunterlage gewunden, um einen Riemen
in der gleichen Art wie bei Beispiel 1 beschrieben herzustellen.
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Der
resultierende Riemen wies die in 9 dargestellte
Konfiguration auf. Obwohl die Verbindung auf den Zahnscheitelbereich
beschränkt
war, floss die Pufferkautschukschicht während der Vulkanisation in
ihr Ende.
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War
der Riemen im Betrieb, trat der Bruch der Verbindung an der Zahnmulde
nach 350 Stunden auf. Die Laufzeit vor dem Bruch war geringfügig länger als
die beim Vergleichsbeispiel 1.
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Die
Erfindung ermöglicht
die Herstellung eines Treibriemens mit großem Lastübertragungsvermögen und
guter Flexibilität
und Reißwiderstand,
insbesondere im Muldenbereich.
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Die
vorige Offenbarung spezieller Ausführungsformen beabsichtigt die
Illustration des breiten in der Erfindung enthaltenen Konzepts.