DE69008279T2 - Verschleissfester Traktorriemen. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf Vorschub-Vorrichtungen und insbesondere auf einen Vorschubriemen für Traktor-Vorschubmechanismen der Art, wie sie in Hochgeschwindigkeitsdruckern verwendet werden.
• Traktoren für den Papiervorschub bei Druckern und anderen Vorrichtungen verwenden einen Endlos-Vorschubriemen, der für gewöhnlich Stachelband genannt wird. Der Aufbau dieser Riemen umfaßt ein biegsames Band, auf dem sich in gleichmäßigem Abstand Antriebselemente befinden. Die Antriebselemente umfassen Transportstacheln auf der Außenseite des Riemens, die in Transportlöcher in einem Papierformular greifen, sowie Zahnrad-Zähne bzw. Nasen auf der Innenseite des Riemens, die von Öffnungen wie Nuten in einem oder mehreren Zahnkranzen bzw. Riemenscheiben mitgeführt werden, die von einem geeigneten Antriebsmechanismus gedreht werden.
• Ein Verfahren zur Herstellung eines kostengunstigen Traktors für den Papiervorschub besteht darin, einen Thermoplast durch Öffnungen in einem dünnen Zugglied zu gießen, um so auf gegenüberliegenden Seiten des Zugglieds Papiertransportstacheln und Treibriemen-Zahne zu bilden. Dieses Verfahren wird in der US- Patentschrift 3 825 162 und der mitanhangigen Serien-Nr. 153 394 vom 2. Februar 1988 beschrieben. Auch die Herstellung von Vorschubriemen ist bekannt, bei denen der gesamte Riemen aus thermoplastischen Materialien geformt wird, die eingebettete Litzen wie z. B. Drahte enthalten können. Dieses Verfahren wird in den US-Patentschriften 3 113 823 und 4 079 633 beschrieben.
• Ein Hauptproblem bei der Konstruktion von Papiervorschub-Traktorriemen ist der Verschleiß der Stacheln durch das Papier. Bei Druckern mit mäßiger Papiervorschub-Geschwindigkeit können die Thermoplast-Stacheln dem Verschleiß durch das Papier standhalten, während bei schnelleren Druckern ein übermäßiger Verschleiß der Stacheln eintritt, der Schwierigkeiten bei der exakten Ausrichtung des Papiers auf der Druckzeile und beim Abstreifen des Papiers von den Stacheln verursachen kann. Der Verschleißbereich liegt auf halber Höhe des Stachels, der - wie in der oben erwähnten, mitanhängigen Patentanmeldung beschrieben - konisch sein kann. Letzten Endes kann der Verschleiß nicht nur einen Einschnitt in der Stacheloberfläche erzeugen, was ein Abreißen des Papiers verursachen kann, wenn es vom Papier abgestreift wird, sondern der Verschleiß kann unter gewissen Bedingungen wie dem Laden mit hoher Beschleunigung und dem Auftreffen der Stacheln auf das Papier sogar zu Brüchen der Stacheln führen.
• Eine Lösung des Verschleißproblems besteht darin, Stacheln zu verwenden, die aus verschleißfestem Material wie Metall oder metallbeschichteten Kunststoffstacheln bestehen und in der gewünschten Größe und Form vorgefertigt werden und dann einzeln mit einem mechanischen Verfahren wie Festdrücken, Nieten oder Schweißen an das Zugglied angebracht werden. Ahnliche Verfahren sind eingesetzt worden, um Kunststoffstacheln am Zugglied zu befestigen. Diese Verfahren für unterschiedliche Stachelarten sind sowohl in den US-Patentschriften 3 392 893, 3 507 431, 3 608 801, 3 938 721, 4 193 527 und 4 316 567 als auch in Artikeln beschrieben, die im IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 1, Nr. 4, Dezember 1958, auf S. 2, Bd. 20, Nr. 4, September 1977, S. 1339, Bd. 20, Nr. 11A, April 1978, S. 4524ff und Bd. 23, Nr. 7B, Dezember 1980, auf S. 3111ff veröffentlicht worden sind. Metallstacheln und metallbeschichtete Stacheln wurden auch mechanisch an Riemen befestigt, die in den Druckern 1403, 3203, 4245 und 4248 von IBM eingesetzt wurden. Beim Drucker 1403 ist der Metallstachel zu Zungen bzw. Klammern geformt, die einzeln zusammengebaut und an einem Spritzguß-Synchronriemen angebracht werden. Bei den Druckern 3203 und 4245 werden die Metallstacheln durch Löcher in einem Spritzguß-Synchronriemen gedrückt. Beim Drucker 4248 bestehen die Stachelelemente aus mit einem Metallüberzug wie Chrom oder Nickel beschichteten Kunststoff und werden einzeln durch Löcher in einem Spritzguß-Synchronriemen gedrückt.
• Das Problem bei Vorschubriemen mit einzeln befestigten Stacheln bzw. Stachelanordnungen besteht darin, daß die Herstellung teuer ist und daß es schwierig ist, die erforderliche Ausrichtung der Stacheln zu wahren. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Befestigung der Stacheln das Anbringen an die Nasen bzw. Zahnrad-Zähne umfaßt, und speziell, wenn die Oberflächen der Antriebszähne so konstruiert sind, daß sie in Führungsoberflächen des Traktorkörpers greifen, damit die Ausrichtung des Riemens und der Antriebsstacheln wie in der mitanhängigen Patentanmeldung mit der Seriennummer 07/303 707 vom 27.01.89 beschrieben gewahrt bleiben. Bei Metallstacheln verursacht auch deren große Trägheit ein Problem, wenn hohe Beschleunigungen gewünscht werden.
• Allgemein ausgedrückt, korrigiert die Erfindung die obigen Schwierigkeiten, indem sie einen Vorschubriemen zur Verfügung stellt, bei dem die Transportstacheln zumindest teilweise aus verschleißfestem Material bestehen und durch thermoplatisches Spritzguß-Material fest mit dem Zugglied des Vorschubriemens verbunden sind. Auf diese Weise können die Vorteile der Verschleißfestigkeit und des Spritzgießens der Vorschubriemen verwirklicht werden. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der Transportstachel ein verschleißfestes Element, das zumindest den unteren Teil des Transportstachels bildet und mit dem Zugglied durch eine thermoplastische Spritzguß-Masse fest verbunden ist.
• Das verschleißfeste Element kann entweder eine hohle Hülse bzw. Röhre sein, die zumindest den unteren Teil des Transportstachels bildet und mit dem Zugglied durch einen Spritzguß-Kern aus einem Thermoplast, der entweder Bestandteil des Zugglieds oder der an das Zugglied durch Spritzguß angebrachten Antriebszahne ist. Auf diese Weise ist der Vorteil geringer Trägheit und kostengünstigerer Vorschubriemen verwirklicht. Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Zugglied ein Spritzguß-Band, und der Kern aus thermoplastischem Material ist Bestandteil des Bands. Bei einer zweiten Ausführungsform ist das Zugglied ein dünner Streifen mit Öffnungen, und der Kern aus thermoplastischem Material ist Bestandteil eines Antriebszahns aus Spritzguß-Thermoplast und verläuft durch die Öffnungen des Streifens, wobei der Kern und der Antriebszahn mit dem Streifen mechanisch verbunden sind. Das Hülseninnere ist ebenso mit einer Nut versehen wie die Elemente, die mit dem Spritzguß-Kern wechselwirken, um die Hülse auf dem Zugglied am Platz zu halten. Die Hülse kann auch extern durch einen spitzen Teil des Kern-Materials, der durch eine Öffnung ragt, die das Hülseninnere mit der Spitze verbindet, an ihrem Platz festgehalten werden. Der externe spitze Teil des Kerns kann so geformt sein, daß er mit dem profilierten Äußeren der Hülse genau zusammenpaßt und die Spitze des Transportstachels bildet. Bei einer dritten Ausführungsform besitzt die Hülse einen konisch erweiterten Kragen, der in das thermoplastische Spritzguß-Material eingebettet ist. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel besteht der Transportstachel vollständig aus verschleißfestem Material und besitzt einen Vorsprung, der durch die Öffnungen im Zuggliedstreifen verläuft. Der Transportstachel ist mit dem Zugglied dadurch verbunden, daß die Antriebszähne auf dem Stachelvorsprung durch Spritzguß auf unterschiedliche Weise hergestellt werden, was einen stabilen Aufbau ergibt. Der sich aus der Erfindung in ihren unterschiedlichen Formen ergebende Nutzen besteht darin, daß Vorschubriemen leicht hergestellt werden können, indem mehrere Stacheln in einem einzigen Arbeitsgang durch Spritzguß am Riemen angebracht werden. Die Erfindung bietet ferner die genaue Positionierung der Stacheln und der Antriebszähne mit Präzisionsoberflächen, damit die Ausrichtung des Vorschubriemens und der Stacheln während des Papiervorschubs in einem Vorschubtraktor bewahrt bleibt. Weitere Vorteile sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich.
• Fig. 1 ist eine dreidimensionale Ansicht eines Endlos-Vorschubriemens der Art, wie sie in Papiervorschubtraktoren verwendet wird,
• Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Teils einer Traktor-Vorschubvorrichtung und zeigt einen auf zwei Riemenscheiben aufgezogenen Endlos-Vorschubriemen,
• Fig. 3 ist ein Querschnitt durch einen Teil einer Traktor- Vorschubvorrichtung und zeigt die Art und Weise, in der die Antriebszähne durch die Oberfläche der Nuten geführt werden, die durch die Seitenplatten eines Traktor-Aufbaus gebildet werden,
• Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt eines Vorschub-Traktorriemens von der Seite und veranschaulicht das durch die Erfindung gelöste Verschleißproblem,
• Fig. 5 ist ein Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Vorschub-Traktorriemens und zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• Fig. 6 ist ein Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Vorschub-Traktorriemens und zeigt eine Variante der Erfindung aus Fig. 5,
• Fig. 7 ist ein Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Vorschub-Traktorriemens und zeigt eine weitere Variante der Erfindung aus Fig. 5,
• Fig. 8 - 11 zeigen Querschnitte durch Auschnitte eines Vorschub- Traktorriemens mit zusätzlichen Varianten der Erfindung aus Fig. 5,
• Fig. 12 - 14 sind Schnitte durch einen Ausschnitt eines Vorschub-Traktorriemens, in denen verschiedene Versionen eines zweiten Ausführungsbeispiels für die Erfindung gezeigt werden,
• Fig. 15 ist eine Schnittzeichnung eines Teils eines Spritzgußwerkzeugs, das zur Herstellung des in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiels des Vorschub-Traktorriemens verwendet werden kann,
• Fig. 16 ist eine Schnittzeichnung eines weiteren Spritzgußwerkzeugs, die das Verfahren zur Herstellung eines Vorschub-Traktorriemens vom Typ des in Fig. 10 abgebildeten Vorschub-Traktorriemens zeigt,
• Fig. 17 ist eine Aufsicht auf einen Teil eines Vorschub-Traktorriemens und zeigt eine weitere Version eines hohlen Stachels, der durch Spritzguß auf einem durch Spritzguß hergestellten Zugglied angebracht ist,
• Fig. 18 ist ein Schnitt längs der Linie 18 - 18 in Fig. 17,
• Fig. 19 ist ein Schnitt längs der Linie 19 - 19 in Fig. 17.
• Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, umfaßt ein Vorschubriemen 10, wie er in Traktor-Vorschubvorrichtungen für Hochgeschwindigkeitsdrucker und andere Vorrichtungen verwendet werden kann, ein biegsames Endlos-Zugglied 11, an dem eine Vielzahl von äquidistanten Antriebselementen 12 angebracht ist. Das Zugglied 11 kann aus einem Streifen aus rostfreiem Stahl, Polyimid oder einem anderen relativ unausdehnbarem Material hergestellt werden. Die Antriebselemente 12 sind am Zugglied 11 angebracht und umfassen Transportstacheln 12a, die aus der nach außen gerichteten Fläche bzw. der Transportoberfläche 11a herausragen und in Transportlöcher in einem Papiermedium greifen, sowie Antriebszähne 12b, die aus der nach innen gerichteten Seite bzw. der Antriebsseite 11b herausragen und in einen Antriebsmechanismus wie Antriebsriemenscheiben greifen. Bei einer Ausführungsform ist das Zugglied 11 ein dünnes Band aus rostfreiem Stahl mit einer Reihe äquidistanter, ausgerichteter Öffnungen (11c, Fig. 3), in denen die Antriebselemente 12 - wie in der zuvor erwähnten mitanhängigen Patentanmeldung mit der Seriennummer 153 394 vom 2. Februar 1988 ausführlicher beschrieben - durch Spritzguß angebracht sind. Bei einer weiteren Ausführungsform können das Zugglied 11 und die Antriebselemente 12 in einem Stück mit oder ohne eingebette Verstärkungselemente durch Spritzguß hergestellt werden.
• Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, wird der Riemen 10 von zwei Riemenscheiben 13 und 14 mitgeführt, die zusammen den Vorschubmechanismus zwischen zwei Trägerplatten (nicht abgebildet) bilden, wobei eine der Riemenscheiben mit einem Antriebsmechanismus verbunden ist, was in der zuvor erwähnten, mitanhängigen Patentanmeldung mit der Seriennummer 07/303 vom 27.01.89 ausführlicher beschrieben ist. Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, liegen die Kanten des Zugglieds 11 auf Führungsoberflächen 15a und 16a der Platten 15 und 16 eines Traktormechanismus auf, wobei die Platten 15 und 16 zusammen einen Kanal 17 bilden, in dem die Antriebszähne 12b laufen. Die Antriebszähne 12b besitzen eine seitliche Kante 12c, die zumindest auf einem Teil der Strecke zwischen den Riemenscheiben 13 und 14 auf der Seitenwand 15b der Seitenplatte 15 aufliegt. Auf diese Weise bleiben die Transportstacheln 12a zu den Transportlöchern im Papier ausgerichtet, das ebenfalls auf den Führungsoberflächen 15a und 16a aufliegt. Die Antriebszähne 12b, die durch Spritzguß in einem Stück mit den Transportstacheln 12a hergestellt sind, werden vorzugsweise aus einem reibungsarmen, thermoplatischen Material wie Nylon gefertigt, um den Verschleiß der Oberflächen der Antriebszähne beim Laufen in den Führungswänden 15b der Seitenplatte 15 und über die Riemenscheiben zu minimieren. Wie zuvor erörtert, unterliegt Nylon jedoch bei schnelleren Druckern erheblichem Verschleiß. Wie Fig. 4 zu entnehmen ist, umfaßt der Transportstachel 12a einen unteren Teil 12d und einen oberen Teil 12e. Der untere Teil 12d ist konisch, könnte jedoch auch zylindrisch sein, und der obere Teil 12e weist an seinem Umfang eine Verjüngung auf. Der obere Teil 12e ist verjüngt, damit er in die Löcher im Papier paßt, ohne dessen Kanten mitzuführen. Die Papierkanten werden vom unteren Teil 12d mitgeführt. Durch die Abreibwirkung des Papiers unterliegt der untere Teil 12d dem Verschleiß, so daß die Abmessungen seiner Oberfläche verändert werden. Die gestrichelte Linie 12f stellt die ursprüngliche Oberfläche des unteren Teils 12d dar, während die durchgezogene Linie 12g zeigt, wie stark sich der untere Teil 12d bei Verwendung in Hochgeschwindigkeitsdruckern in einer relativ kurzen Zeitspanne abnützt. Die Abnutzung beginnt in einem Abstand h vom Zugglied 11. Nach hinreichend langer Zeit wird die Oberflache 12g konkav und bildet eine Ausbuchtung, die über die Kanten der Öffnungen im Papier hinausragt, wodurch ein Ziehen an den Transportlöchern auftritt, wenn das Papier von den Transportstacheln 12a abgestreift wird.
• Das Verschleißproblem wird durch die Verwendung von Transportstacheln gelöst, die zumindest teilweise aus abriebfestem Material bestehen und durch ein Spritzgußverfahren am Zugglied angebracht sind. Wie Fig. 5 zu entnehmen ist, umfaßt der Transportstachel 12a gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung eine hohle, abriebfeste Hülse 20, die mit dem Zugglied 11 in der Aushöhlung 21 durch einen Spritzguß-Kern 30 aus einem Thermoplast fest verbunden ist, wobei der Kern durch die Öffnung 11c im Zugglied 11 verläuft und mit dem Antriebszahn 12b durch Spritzguß in einem Stück hergestellt ist. Die Außenfläche der Hü1se 20 ist so ausgearbeitet, daß sie einen konischen unteren Teil 22 und einen verjüngten oberen Teil 23 besitzt. Der obere Teil 23 ist abgeschnitten und bildet dadurch die Kante 24. Der Umriß des unteren Teils 22 kann konisch sein, während der obere Teil 23 als Evolvente gestaltet sein kann, was in der mitanhängigen Patentanmeldung mit der Seriennummer 153 394 näher beschrieben ist. Die Hülse 20 kann sowohl einen zylindrischen unteren Teil als auch andere Umrisse aufweisen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Hülse 20 mit dem Zugglied 11 von außen fest verbunden. Der Kern 30 erstreckt sich von der Aushöhlung 21 in Hülse 20 durch den Durchgang 25 und endet in einem äußeren Teil 31 der Spitze, der die Kante 24 der Hülse 20 bedeckt. Die Außenfläche 32 des Teils 31 der Spitze ist so ausgearbeitet, daß sie bündig mit dem oberen Teil 23 der Hülse 20 abschließt und so die Spitze des Transportstachels 12a vervollständigt. Die Hülse 20 ist mit dem Zugglied 11 zusätzlich fest verbunden, indem die Aushöhlung 21 an der Basis so groß gemacht wird, daß der Kern 30 einen die vorzugsweise nicht kreisförmige Öffnung 11c umgebenden Teil 11d der oben liegenden Oberfläche des Zugglieds 11 bedeckt. Dadurch wird der Spritzguß-Kern 30 fest mit dem Zugglied 11 verbunden und eine Drehung des Transportstachel-Aufbaus verhindert. Somit entsteht ein fest miteinander verbundenes System mit einem starren Aufbau aus Transportstachel und Zugglied.
• In Fig. 6 bildet eine maschinell eingearbeitete Nut in der Innenwand der Aushöhlung 26 von Hülse 20 die mechanische Verankerung. Der Kern 30 besitzt eine entsprechend geformte Rippe 33, die die Nut 26 ausfüllt und die Hülse 20 festhält. Die Außenfläche des oberen Teils 23 ist vollständig verjüngt - vorzugsweise als Evolvente - und besitzt ein Lüftungsloch 27, durch das während des Spritzgusses von Kern 30 in die Aushöhlung 21 Luft entweichen kann. Diese Art der Hülse 20 ist nützlich, wenn es gewünscht wird, daß die gesamte Oberfläche des Stachels abriebfest ist. Die Verankerung der Hülse 20 mit dem Zugglied 11 erfolgt intern.
• Einige verschleißfeste Materialien können auch das Zugglied abnutzen und dadurch vorzeitige Riemendefekte verursachen. Ein Beispiel dafür ist die Verwendung einer Keramikhülse in Verbindung mit einem Stahlband-Zugglied. Zur Lösung dieses Problems ist zwischen der Untenkante der Hülse 20 und der oben liegenden Oberfläche 11a des Bands 11 gemäß Fig. 8 ein Abstandhalter 36 vorgesehen. Der Abstandhalter 36 kann ein Thermoplast sein und kann ein Fortsatz von Kern 30 sein, wenn dieser durch Einspritzen von Thermoplast in die Aushöhlung 21, in der es zwischen der Unterkante der Hülse 20 und der oben liegenden Oberfläche 11a des Bands 11 einen kleinen Zwischenraum gibt, hergestellt wird. Alternativ kann der Abstandhalter 36 vom Typ eines Dichtungselements sein, das an der Unterkante der Hülse 20 angebracht ist. Ein geeignetes Material für dieses Dichtungselement wäre mit dem Spritzgußverfahren vereinbar, was die Abnutzung oder den Abrieb durch die Hülse 20 verhindert. Für eine Hülse 20 aus Keramik und ein Band 11 aus rostfreiem Stahl könnte ein geeigneter Abstandhalter aus Polyimid bestehen. Die Dicke des Abstandhalters 36 könnte in Abhängigkeit von der Position des Verschleißbereichs der Hülse 20 variieren, sollte jedoch nicht die Höhe h in Fig. 4 überschreiten.
• In Fig. 9 ist die verschleißfeste Hülse 20 mit dem Kern 30 durch einen Klebstoff fest verbunden. In diesem Fall werden der Kern 30 und der Antriebszahn 12b - wie zuvor beschrieben - durch die Öffnung 11c mittels Spritzguß fest mit dem Band 11 verbunden. Dann wird ein Klebstoff 40 auf die entsprechenden Oberflächen aufgetragen und die stiftförmige Hülse 20 auf den Kern 30 gesteckt. Der Klebstoff 40 könnte ein Epoxidkleber oder ein anaerob härtender Kleber sein. Aufgrund der niedrigen Temperaturen beim Kleben könnte die Hülse aus chrombeschichtetem ABS oder ähnlichen Materialien hergestellt werden. Der Nachteil dieses Ansatzes besteht darin, daß die Hülsen 20, statt während des Spritzgußverfahrens wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen, nach dem Spritzgußverfahren einzeln aufgesteckt werden.
• In Fig. 10 wurden Kern 30, Antriebszahn 12b und Zugglied 11 in einem einzigen Stück aus einem Thermoplast durch Spritzguß hergestellt. In Fig. 11 befinden sich die Antriebszähne 12b auf beiden Seiten der Hülse 20, und der Kern 30 wurde in einem Stück mit dem Zugglied hergestellt.
• Im Ausführungsbeispiel der Figuren 17 - 19 besteht die Hülse 20 aus einem dünnen, hohlen Stück Metall wie Stahl, Messing oder Aluminium mit einer aufplattierten Oberfläche aus Nickel und/oder Chrom oder aus unbeschichtetem, rostfreiem Stahl. Die Hülse 20 ist im oberen Teil 23 als Evolvente auf einem Kegelstumpf 22 wie in den vorigen Ausführungsbeispielen ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Hülse 20 an der Unterkante des Kegels bzw. Basis 22 mit einem teilweise konisch erweiterten Kragen 24 versehen. Die Hülse 20 ist durch Spritzguß mit einem Kern 30 aus Thermoplast gefüllt. Der konisch erweiterte Kragen 24 ist im Thermoplast des Kerns und/oder des Zugglieds eingebettet, wodurch die Hülse 20 fester im Riemenaufbau verankert wird.
• Für die Herstellung der Hülse 20 geeignete verschleißfeste Materialien können keramischer, metallischer oder polymerer Natur sein. Je härter das Material, desto größer ist im allgemeinen die Verschleißfestigkeit. Ein geeignetes metallisches Material wäre eine Eisen- oder eine Stahlsorte, die mit der maschinellen Bearbeitung, dem Schmieden, Sintern oder Prägen zur Herstellung der Hülse 20 vereinbar ist. Wird kein korrosionsbeständiges Material verwendet oder wird zusätzliche Verschleißfestigkeit gewünscht, ist es ratsam, die Hülse mit Chrom oder stromlos mit Nickel zu beschichten. Für eine zusätzliche Verschleißfestigkeit könnte eine Stahlhülse am besten vergütet bzw. mit Kohlenstoff gehärtet werden, während das stromlos beschichtete Nickel gesintert werden könnte. Das Polymermaterial für die Herstellung der Hülse 20 könnte ein beliebiges Polymer sein, dessen Schmelzpunkt höher als die Temperatur liegt, bei der das Spritzgußverfahren des Kerns vorgenommen wird, z. B. Polyimidamid, PEEK (Polyethylenethylenketon) oder auf Phenol-Basis.
• Das thermoplastische Material für die Herstellung des Kerns 30 und der Antriebszähne 12b ist vorzugsweise ein mit PAN-Karbonfaser und PTFE verstärktes Nylon 6/10, das gegenüber einem mit PAN-Karbonfaser und PTFE verstärkten Traktorkörper, wie er in der mitanhängigen Patentanmeldung 07/303 707 beschrieben ist, gleichermaßen kompatible Verschleißeigenschaften hat. Es könnte jedoch ein beliebiger geeigneter, verstärkter oder unverstärkter Thermoplast verwendet werden.
• Das Zugglied kann aus beliebigem festem, dünnem, biegsamem und relativ unausdehnbarem Material hergestellt werden, das den während des Spritzgusses auftretenden Temperaturen standhalten kann. Zu den geeigneten Materialien gehören Polyimid und rostfreier Stahl.
• In Fig. 12 besteht der Transportstachel 12a ganz aus verschleißfestem Material. In den Transportstachel 12a ist ein Fortsatz bzw. Pfeiler 12c integriert, der sich durch die Öffnung 11c des Bands 11 erstreckt. Der Pfeiler 12c enthält eine mechanische Verankerung wie die Nut 12d. Der Transportstachel 12a ist mit dem Band 11 durch den Spritzguß-Antriebszahn 12b verankert, der den Raum zwischen dem Pfeiler 12c, den Kanten der Öffnung 11c und der Nut 12d ausfüllt. In Fig. 14 bestehen der Antriebszahn 12b und das Zugglied 11 aus einem Stück eines thermoplastischen Materials und sind mit dem Pfeiler 12c des verschleißfesten Transportstachels 12a verankert.
• Es gibt Thermoplaste mit guter Verschleißfestigkeit gegenüber Papier, die jedoch eine rasche Abnutzung des Traktorkörpers verursachen. In Fig. 13 besitzt ein Transportstachel 12a aus verschleißfestem Material einen Pfeiler 12c mit Nuten 12d zur Verankerung. In diesem Fall wurde der Transportstachel 12a durch die Öffnung 11c im Band 11 durch Spritzguß hergestellt, wobei der Pfeiler um die Öffnung 11c herum mit dem Band verankert ist. Dann wird der Antriebszahn 12b durch Spritzguß mit dem Pfeiler 12c verbunden. Um ein Verdrehen zu vermeiden, ist die Öffnung 11c vorzugsweise nicht kreisförmig. Damit dieser Aufbau erfolgreich funktioniert, muß das Material für den Transportstachel 12a in der Lage sein, den Temperaturen beim Spritzguß des Antriebszahns 12b standzuhalten. Befriedigende Materialien für den Transportstachel 12a sind entweder glasfaser- oder karbonfaserverstärktes PEEK, PPS oder Polyimid. Für den Antriebszahn 12b können Nylon oder Polycarbonat (mit Karbonfaser oder PTFE verstärkt) verwendet werden.
• Fig. 7 zeigt eine Variante der in Fig. 13 beschriebenen, durch zweimaligen Spritzguß geformten Riemen. Der Kern 30 und der Antriebszahn 12b bestehen aus einem Stück und haben einen höheren Schmelzpunkt als das Material der verschleißfesten Hülse 20. Bei dieser Variante werden zuerst der Antriebszahn 12b und der Kern 30 durch Spritzguß durch die Öffnung 11c im Zugglied 11 hergestellt. Dann wird die verschleißfeste Hülse 20 durch Spritzguß auf den Kern 30 aufgebracht und mit diesem verankert. Die Rippe 34 und die Nut 35 von Kern 30 rasten in die Kerbe 28 bzw. die Rippe 29 ein.
• Gemäß Fig. 15 umfaßt eine Gußform zur Herstellung des Vorschubriemen-Aufbaus in Fig. 5 einen Gußformblock 50 mit einer Reihe von Aushöhlungen 51 für die Hülsen. Die Anzahl der Aushöhlungen 51 für die Hülsen ist gleich der Anzahl der auf dem Riemen zu befestigenden Transportstacheln 12a, und die Abstände entsprechen den gewünschten Abständen der Transportstacheln. Zunächst werden die Hülsen 20 - wie zuvor beschrieben - aus verschleißfestem Material hergestellt. In jede Hülsen-Aushöhlung 51 wird eine verschleißfeste Hülse gesteckt. Das Band 11 mit den Öffnungen 11c wird auf den Block 50 gelegt, wobei die Öffnungen 11c mit den Hülsen-Aushöhlungen 51 mittig ausgerichtet sind. Der Gußformblock 52 besitzt Aushöhlungen 53 mit der Form der auf dem Riemen-Aufbau herzustellenden Antriebszähne und wird auf das Band 11 und den Block 50 gelegt. Der Flüssigkeitskanal 54 besitzt mit den Aushöhlungen 53 für die Zähne verbundene Austrittsöffnungen 55 sowie die Einlaßöffnung 56. Nachdem die Blöcke 50 und 52 miteinander verbunden sind, wird mittels Düse 57 durch die Öffnung 56, den Kanal 54 und die Austrittsöffnungen flüssiger Thermoplast in die Aushöhlungen 53 für die Zähne sowie durch die Öffnungen 11c in Band 11 und die hohlen Hülsen in die Hülsen-Aushöhlungen 51 eingespritzt. Auf diese Weise kann ein ganzer Riemen-Aufbau durch ein einfaches, effizientes und genau kontrolliertes Verfahren hergestellt werden. Bei der Durchführung des obigen Verfahrens kann das Zugglied entweder ungebogen oder endlos hergestellt werden. Im letzteren Fall, wo eine gebogene Gußform verwendet wird, wäre jedoch größere Sorgfalt erforderlich, um die Hülsen 20 in ihren entsprechenden Aushöhlungen zu halten.
• Gemäß Fig. 16 umfaßt die Spritzgußform zur Herstellung des Riemen-Aufbaus mit einem Spritzguß-Zugglied wie in Fig. 10 einen Kanal 58, der mit den Aushöhlungen 53 und 51 für die Zähne bzw. die Hülsen verbunden ist. Die Gußform in Fig. 16 ist im wesentlichen gleich wie in Fig. 15, außer daß das Band 11 nicht in die Gußform eingelegt wird. Wenn also flüssiges thermplastisches Material des zuvor beschriebenen Typs in die Eintrittsöffnung 56 eingespritzt wird, gelangt die Flüssigkeit über die Aushöhlungen 53 für die Zähne in den Kanal 58 und bildet das Zugglied, den Kern 30, die Spitze 31 und die Antriebszähne 12b des Riemen-Aufbaus in Fig. 10.
• Aus den obigen Ausführungen wird leicht verständlich, daß ein Riemen-Aufbau zur Verfügung gestellt wird, der bei minimalen Kosten und maximaler Genauigkeit bei der Positionierung der Transportstacheln und der Kontrolle von Größe und Form der Antriebszähne, die dazu verwendet werden können, um die Ausrichtung der Transportstacheln für den Papiervorschub zu wahren, einfach herzustellen ist. Gleichzeitig wird leicht verständlich, daß ein verbesserter Transportstachel zur Verfügung gestellt wird, der das Problem löst, daß das Papier die Transportstacheln verschleißt und abnützt. Wenngleich die gezeigten verschleißfesten Elemente mehr oder weniger die spezielle Form eines Transportstachels aufweisen, sollte klar sein, daß diese Elemente andere Gestalten und Formen haben könnten, die mit dem Material des Kerns an den Stellen, an denen Verschleiß auftritt, verbunden sind, und die nicht das gesamte Material des Kerns bzw. dessen größten Teil umgeben müssen. Wenngleich die Verwendung von verschleißfesten Elementen bei Vorrichtungen für den Papiervorschub beschrieben worden ist, sollte klar sein, daß die Erfindung auch in anderen Vorrichtungen Anwendung finden könnte, bei denen ähnliche Verschleißprobleme zwischen dem transportierten Material und dem Transportelement auftreten.
• Wenngleich die Erfindung in einer speziellen Ausführung gezeigt und beschrieben worden ist, sollte klar sein, daß andere Veränderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne den Erfindungsbereich zu verlassen.

Claims (24)

1. Vorschubriemen-Aufbau mit einem biegsamen Zugglied und mindestens einem Transportstachel, der aus einer Oberfläche des Zugglieds herausragt,

wobei der Transportstachel so gestaltet ist, daß er in Öffnungen in einem transportierten Material wie Papier eingreift,

wobei der Transportstachel zumindest teilweise aus einem Material hergestellt ist, das gegen den Verschleiß durch das transportierte Material beständig ist, und

wobei der Transportstachel mit dem Zugglied durch einen durch Spritzguß mit dem Transportstachel verbundenen Kern aus Thermoplast verankert ist.

2. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 1, wobei

der Transportstachel einen verschleißfesten Teil umfaßt, der zumindest einen Teil des Kerns bedeckt, und

der verschleißfeste Teil mit dem Spritzguß-Kern mechanisch verankert ist.

3. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 2, wobei

der verschleißfeste Teil eine hohle Hülse ist und der Spritzguß-Kern mit dem Hülseninneren mechanisch verankert ist.

4. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 3, wobei

das Zugglied aus einem Spritzgußteil besteht, und

der Spritzguß-Kern in das Spritzguß-Zugglied integriert ist.

5. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 4, wobei

das Spritzguß-Zugglied mindestens einen Spritzguß-Antriebszahn enthält, der in das Zugglied intregriert ist, und

der Spritzguß-Kern in den Spritzguß-Antriebszahn integriert ist.

6. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 3, wobei

das Zugglied einen dünnen, biegsamen Streifen enthält, der eine Öffnung zur Positionierung des Transportstachels auf einer Seite des Streifens aufweist,

der Riemen-Aufbau ferner mindestens einen Spritzguß- Antriebszahn aus thermoplastischem Material auf der anderen Seite des Streifens enthält, und

das thermoplastische Material des Antriebszahns in das thermoplastische Material des Kerns integriert ist und durch die Öffnung in das Streifen-Material verläuft.

7. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 6, wobei

das thermoplastische Material, das den Antriebszahn bildet, durch die Öffnung in dem Streifen verläuft und auf der gegenüberliegenden Seite des Streifens einen Vorsprung zur Befestigung des Hülsenteils an dem Streifen bildet.

8. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 7, wobei

die hohle Hülse einen auf einem unteren Teil gelegenen oberen Teil besitzt und der obere Teil eine Durchverbindung zu einer Aushöhlung in dem hohlen Hülsenteil besitzt, und

sich das thermplastische Material, das den Spritzguß- Antriebszahn bildet, und der Kern in der Aushöhlung befinden und einen Teil enthalten, der durch das Loch verläuft und in einer Spitze endet, die mit dem oberen Teil des Hülsenteils zusammenpaßt, um das Hülsenteil mit dem Zugglied zu verankern.

9. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 8, wobei

die Außenfläche des oberen Teils des Hülsenteils verjüngt ist und die Spitze des Kerns oberhalb des oberen Teils eine Außenfläche hat, die mit der Außenfläche des oberen Teils bündig abschließt, um die Verjüngung des Stachelelements zu vervollständigen.

10. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 6, wobei

die innere Seitenwand des Hülsenteils Nuten besitzt, und

das thermoplastische Material des Kerns durch Spritzguß in die Aushöhlung eingespritzt ist und in die Nuten eingreift, um das Stachelelement auf dem Streifenglied zu verankern.

11. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 6, ferner mit

einem Abstandhalter aus verschleißfestem Material zwischen dem Hülsenteil und dem Streifenglied. EN 989 005

12. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 11, wobei der Abstandhalter in den Kern integriert ist.

13. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 11, wobei der Abstandhalter ein Dichtungselement ist.

14. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 6, wobei

das Hülsenteil mit dem Material des Kerns in der Aushöhlung verbunden ist.

15. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 6, wobei

das Hülsenteil eine dünne Hülse aus verschleißfestem Material mit einer konisch erweiterten Kante ist, und

die konisch erweiterte Kante in das thermoplastische Material, das den Kerns im Inneren der Hülse bildet, eingebettet ist.

16. Vorschubriemen-Aufbau für einen Papiervorschubtraktor, der folgendes umfaßt

ein dünnes Zugglied mit Öffnungen in gleichmäßigen Abständen,

Stachelelemente, die in Transportlöcher in Papier eingreifen, das durch den Traktor bewegt wird, und die aus einer Seite des Zugglieds herausragen,

wobei die Stachelelemente aus Material bestehen, das gegenüber dem Verschleiß durch das Papier beständig ist, und einen Vorsprung besitzen, der sich durch die Öffnungen zur gegenüberliegenden Seite des Zugglieds erstreckt,

wobei der Vorsprung auf der gegenüberliegenden Seite des Zugglieds Nuten besitzt, und

Antriebszähne aus thermoplastischem Material, das durch Spritzguß auf dem Vorsprung und in den Nuten des Vorsprungs hergestellt wird, um die Stachelelemente mit dem Zugglied zu verbinden.

17. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 16, wobei

der Vorsprung des Stachelelements so angeordnet ist, daß zwischen dem Vorsprung und den Kanten der Öffnungen im Zugglied eine Lücke bleibt, und

das thermoplastische Material, das die Antriebszähne bildet, die Lücke ausfüllt und den Vorsprung umgibt, wodurch das Stachelelement mit dem Zugglied fest verankert wird.

18. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 16, wobei

das Stachelelement aus verschleißfestem Material durch Spritzguß aus einem hochgradig temperaturbeständigen thermoplastischen Material hergestellt wird und danach den Vorsprung bildet, der durch die Öffnungen im Zugglied verläuft und sich mit dem Zugglied verankert, und

der Antriebszahn ein thermoplastisches Material mit niedrigerer Schmelztemperatur ist, das durch Spritzguß auf dem Vorsprung des Stachelelements aus thermoplastischem Material mit höherer Schmelztemperatur hergestellt ist.

19. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 6, wobei

der Vorsprung des Stachelelements keinen kreisförmigen Querschnitt besitzt.

20. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 1, wobei

das verschleißfeste Material, das das Stachelelement bildet, metallischer Natur ist.

21. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 1, wobei

das verschleißfeste Material, das das Stachelelement bildet, keramischer Natur ist.

22. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 14, wobei

das verschleißfeste Material polymerer Natur ist.

23. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 18, wobei

das Stachelelement aus Eisen oder Stahl ist, und

das Stachelelement durch Prägen, Formen, maschinelle Bearbeitung oder Sintern hergestellt wird.

24. Vorschubriemen-Aufbau gemäß Anspruch 1, wobei das Zugglied eine endlose Schleife ist.