-
Die Erfindung betrifft einen endlosen
Riemen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Die endlosen Riemen, die für Anwendungen bei
mittleren Lastschaltgetrieben in Kraftfahrzeugen benutzt werden,
welche gängiger
insgesamt als Lüfterriemen
bezeichnet werden, sind aus einem flexiblen, reißfesten Polymermaterial konstruiert
und werden in unzähligen
verschiedenen Größen hergestellt, um
die verschiedenen Riemenscheibengrößen und Abstände dazwischen
anzupassen, die in der beträchtlichen
Anzahl von unterschiedlichen Modellen von Kraftfahrzeugen zu finden
sind, die in den Vereinigten Staaten und fremden Ländern verkauft
und vertrieben werden. Während
diese endlosen Riemen ziemlich strapazierfähig sind, sind sie dennoch
zu einem großen
Teil der Spannung infolge ihres Hochgeschwindigkeitsbetriebs ausgesetzt
und müssen
demzufolge regelmäßig ausgetauscht
werden. Daher ist es für
eine Werkstatt, die in der Lage ist, die Bedürfnisse ihrer Kunden zu erfüllen, notwendig,
eine große Anzahl
von Riemen mit verschiedenen Abmessungen zu bevorraten. Dies stellt
ein beträchtliches
Lagerbestandsproblem für
die Werkstatt dar, da diese Riemen von einer feststehenden Größe sind,
und demzufolge kann ein Riemen, der für das eine Kraftfahrzeug geeignet
ist, nicht generell in einem anderen verwendet werden.
-
Zusätzlich zur Bevorratung eines
großen
Lagerbestands von diesen Riemen muss ein Werkstattmechaniker oft
eine reichliche Menge an Arbeit beim Befestigen des Riemens um die
Riemenscheibe herum infolge der begrenzten Elastizität, die solchen Riemen
eigen ist, und der oft zusammentreffenden ungünstigen Positionierung der
Riemenscheiben bezüglich
der Kraftfahrzeugkarosserie aufwenden, die dem Mechaniker einen
beschränkten
Zugang zum Montieren des Riemens an den Riemenscheiben bietet.
-
Den Problemen der feststehenden Riemengröße und des
Einbaus könnte
beträchtlich
abgeholfen werden, wenn der Riemen entweder verstellbar oder von
einer Konstruktion wäre,
durch die er leicht vor Ort auf die gewünschte Größe für eine besondere Anwendung
gebracht werden könnte,
z. B. in einer Autoreparaturwerkstatt durch einen Automechaniker für ein besonderes
Kraftfahrzeugmodell. Eine Lösung
der Probleme der feststehenden Riemengröße und des Einbaus ist in dem
U.S. Patent Nr. 4,031,766 des Anmelders, erteilt am 28. Juni 1977,
zu finden, in dem ein verstellbarer Riemen geschaffen wird, welcher
um die Riemenscheiben herum montiert werden kann und dadurch den
Einbau erleichtert, wobei dem Bedürfnis für eine Lagerhaltung verschiedener
Riemengrößen Rechnung
getragen wird. Diese Lösung verwendet
einen Riemen, der ein Ende mit reduziertem Durchmesser und ein anderes
Ende mit einem Kanal darin aufweist, der gleich der Länge des
Abschnitts mit reduziertem Durchmesser des einen Endes ist. Um einen
Riemen mit einer gewünschten Größe zu definieren,
werden gleiche vorberechnete Stücken
von dem einen und dem anderen Ende abgetrennt, und ein Klebstoff
wird um das eine Ende herum aufgebracht, welches dann in das andere
Ende des Riemens eingesetzt wird. Um irgendwelche Risse zu vermeiden,
welche anderenfalls den Riemen schwächen und unausgewogen machen
würden, müssen diese
Schnitte sorgfältig
durchgeführt
werden, um sicherzustellen, dass die Länge des Abschnitts mit reduziertem
Durchmesser des einen Endes gleich der Länge des Kanals in dem anderen Ende
ist.
-
Eine Verbesserung zu der oben beschriebenen
patentierten Riemenkonfiguration ist im U.S. Patent Nr. Re. 33,
389 des Anmelders, erteilt am 16. Oktober 1990, offenbart. Bei der
verbesserten Struktur ist ein äußeres Stück aus flexiblem
und strapazierfähigem
Riemenmaterial mit einem mittig angeordneten Kanal vorgesehen, der
sich dahindurch erstreckt, und ein flexibles und strapazierfähiges Band
ist innerhalb des Kanals gleitend angeordnet und erstreckt sich
dessen Länge
nach. Ein endloser Riemen der gewünschten Größe wird durch Zuschneiden des Riemenmaterialstücks mit
dem darin enthaltenen Verstärkungsband
auf die gewünschte
Länge,
Schieben eines Abschnitts des Bandes von dem einen Ende des äußeren Riemenmaterialstücks und
Auftragen eines Klebstoffs auf das freigelegte Band und die Enden
des Riemenmaterials gebildet. Der freigelegte Abschnitt des Verstärkungsbandes
wird dann in den offenen Kanal in dem anderen Ende des äußeren Riemenmaterialstücks eingesetzt,
bis die Enden des äußeren Materialstücks in einer
aneinandergrenzenden Beziehung sind. Da das Verstärkungsband
von derselben Länge
wie das äußere Materialstück ist, sind
die Enden des Verstärkungsbandes
auch in einer aneinandergrenzenden Beziehung innerhalb des äußeren Materialstücks. Nach
dem Abbinden des Klebstoffs wird ein strapazierfähiger endloser Riemen mit der
gewünschten
Größe gebildet.
Während ein
solcher Riemenaufbau und Formvorgang die Leichtigkeit des Einbaus
und der Verstellbarkeit der früher
patentierten Konstruktion behält,
schließt
dieser den Bedarf für
die Anfertigung genauer Schnitte während des Riemenformvorgangs
aus und schafft den resultierenden Riemen mit besseren Festigkeitseigenschaften.
Jedoch wurde herausgefunden, dass eine solche Konstruktion infolge
der Kosten für
das Formen eines zylindrischen langgestreckten Kanals in dem äußeren Riemenstück relativ
teuer ist.
-
Eine weitere Verbesserung zu den
oben beschriebenen Riemen und deren Herstellungsverfahren ist in
dem U.S. Patent Nr. 5,632,700 des Anmelders, erteilt am 27. Mai
1997, zu finden. Die weiter verbesserte Konfiguration weist ein äußeres Stück aus flexiblem
reißfesten
Material auf, das parallele Innen- und Außenflächen definiert, die zu einer geschlossen
Schlinge mit gewünschter
Größe geformt sind.
Das äußere Materialstück weist
einen insgesamt rechteckigen Innenkanal darin auf, der sich um die
Schlinge herum proximal zu deren Innenfläche erstreckt. Ein Verstärkungsband
aus reißfestem
flexiblen Material isst innerhalb des Kanals angeordnet und erstreckt
sich um die Schlinge herum, durchquert die aneinander liegenden
Enden des äußeren Materialstücks und überlappt
sich innerhalb des Innenkanals. Ein Klebstoff ist innerhalb des
Innenkanals zum Befestigen des Verstärkungsbandes darin an dem Inneren
des äußeren Materialstücks und
zum Zusammenbringen der überlappenden
Abschnitte des Verstärkungsbandes
innerhalb des Kanals vorgesehen, wodurch ein starker und strapazierfähiger Treibriemen
geschaffen wird.
-
Der vorgenannte endlose Riemen war
angepasst, um vor Ort auf irgendeine gewünschte Länge entweder manuell oder automatisch
mit einer Riemenformvorrichtung geformt zu werden. Dies wurde durch
Versehen des äußeren Riemenmaterialstücks mit
einem längs
sich erstreckenden radialen Schlitz in der Außenfläche des Riemenmaterialstücks erreicht,
welches mit dem innen angeordneten Kanal verbunden ist. Das äußere Riemenmaterialstück wurde
zuerst auf die gewünschte
Länge geschnitten, so
dass dessen ausgestreckte Enden spitzwinklig zusammenpassende Flächen definierten.
Bei dem bevorzugten Vorgang zum Formen des Riemens wurden der Klebstoff
und das Verstärkungsband
als Ganzes in den Innenkanal in dem äußeren Riemenmaterialstück hinein
durch den radialen Schlitz darin hindurch geführt, wenn das äußere Riemenmaterialstück zu einer
geschlossenen Schlinge geformt wurde. Das Band und der Klebstoff
wurden fortlaufend in den Kanal hineingeführt, nachdem das vorlaufende Ende
des äußeren Riemenmaterialstücks in Anlage mit
dem nachlaufenden Ende gebracht wurde, um die endlose Schlinge zu
bilden, so dass sich das Verstärkungsband und
der Klebstoff über
die aneinander liegenden Enden des äußeren Riemenmaterialstücks und
um die dadurch gebildete Schlinge herum wie oben beschrieben erstreckten.
Das Band wurde dann getrennt, so dass ein kurzes Stück davon
radial von dem Innenkanal durch den Schlitz in dem Riemenmaterial
hindurch vorstand. Das vorstehende Band wurde dann in den Kanal
hinein durch den Schlitz hindurch über den zuvor eingebrachten
Klebstoff und das Band gedrückt.
Die aneinander liegenden Enden des äußeren Riemenmaterialstücks wurden
dann in einer zusammenpassenden Beziehung zusammengeklemmt, da der
Klebstoff schnell abgebunden hat, wodurch der Riemenformvorgang
beendet ist.
-
Diese Ausführungsform des Riemens und das
Konstruktionsverfahren behielt die Festigkeitseigenschaften der
zuvor diskutierten früheren
Ausführungsformen
und reduzierte beträchtlich
die Konstruktionskosten. Jedoch wurde bei vielen dieser Riemen,
besonders bei den längeren
Größen, eine
Kaltverfestigung in dem ausgehärteten
Klebstoff herausgefunden. Da die Klebstoffschichten innerhalb des Riemens
relativ dünn
waren, konnte ein solcher Zustand nach ausgedehnten Benutzungszeiträumen zum
Ausfall führen.
Es wurde herausgefunden, dass die Kaltverfestigung des Klebstoffs
aus hochfrequenter Vibration in dem Riemen während der Benutzung resultierte.
Es wurde herausgefunden, dass die Vibration durch eine Kombination
aus natürlicher
Resonanz während
der Hochgeschwindigkeitsnutzung, dem höheren Koeffizienten der von
dem Polyurethan-Riemenmaterial erzeugten Reibung, und der leichten
Unausgewogenheit in den Riemen verursacht wird.
-
Etwas natürliche Vibration in dem Riemen während der
Hochgeschwindigkeitsbenutzung ist unvermeidbar. Der höhere Reibungskoeffizient
in dem Riemenmaterial bewirkte, dass der Riemen zum „Umgreifen" der Riemenscheibe
während
der Benutzung tendiert, wie demgegenüber sich tangential davon auszudehnen,
wie dies bei herkömmlichen
Neoprenriemen auftritt. Infolgedessen gelangte der Riemen in nach
außen
geneigten Winkeln von der Riemenscheibe weg, was bewirkte, dass
der Riemen vibriert. Dieser höhere
Reibungskoeffizient ermöglichte
jedoch auch, dass der Riemen lockerer um die Riemenscheiben herum
als herkömmliche
Neoprenriemen gesichert war, wodurch die auf die Wellen ausgeübten Radialkräfte reduziert
wurden und daher die Lebensdauer der Lager und der zugehörigen Motoren,
wie der Wasserpumpe, verlängert
wurde. Daher überwogen
die aus der Benutzung des Polyurethanmaterials resultierenden potentiellen
Vorteile gegen die Benutzung von Neopren oder anderem Material mit
einem niedrigeren Reibungskoffizienten in dem Bestreben, die Vibrationsprobleme
zu lösen.
Die leichte Unausgewogenheit in diesen Riemen, welche auch zu der
Vibration betrug, wurde teilweise durch den überlappenden Abschnitt des
Bandes innerhalb des Riemens und teilweise durch Ungleichmäßigkeiten
in den extrudierten äußeren Riemenmaterialstücken verursacht.
Die Überlappung
des Verstärkungsbandes
innerhalb des äußeren Riemenmaterialstückes als
notwendig betrachtet infolge der Schwierigkeiten, denen beim sicheren
Verkleben des Bandes mit dem Polyurethan begegnet wurde. Die Band
auf Band Befestigung war beträchtlich
stärker.
-
Die hierin offenbarten endlosen Riemen
und Formvorgänge
halten an all den Vorteilen der oben diskutierten bekannten Ausführungsformen
fest, wobei die schädlichen
Wirkungen der Kaltverfestigung in dem ausgehärteten Klebstoff im Wesentlichen
verringert wurden, wodurch die nutzbare Lebensdauer des Riemens
beträchtlich
verbessert wurde.
-
Die US-A-2 985 22, die dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 entspricht, offenbart ein Verfahren zur Herstellung
eine V-Riemens,
der einen Kanal aufweist, der ein Band aufnimmt, das mit einer Schicht aus
druckempfindlichem Klebstoff an einer oder beiden Seiten beschichtet
ist.
-
Ein anderer endloser Riemen ist aus
der WO-A-96/23989 bekannt, welche am B. August 1996 veröffentlicht
wurde und später
als US-A-S 788 595 am 4. August 1998 erteilt wurde.
-
Es ist das grundlegende Ziel der
vorliegenden Erfindung, einen endlosen Riemen für ein Lastschaltgetriebe zu
schaffen, welcher leicht zu einer gewünschten Länge geformt werden kann und
welcher sehr strapazierfähig
und wirtschaftlich in der Herstellung ist.
-
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden
Erfindung, verbesserte Verfahren und Vorrichtung zu schaffen, welche
leicht vor Ort angewendet werden können, um einen sehr strapazierfähigen endlosen Riemen
für ein
Lastschaltgetriebe in irgendeiner gewünschten Länge zu bilden.
-
Gemäß der Erfindung wird dies durch
die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte
weitere Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
-
Kurz, die vorliegende Erfindung betrifft
einen endlosen Riemen für
ein Lastschaltgetriebe und Verfahren und Vorrichtung für ein leichtes
Formen des Riemens vor Ort in einer gewünschten Länge. Der Riemen der vorliegenden
Erfindung weist ein äußeres Stück aus flexiblem
reißfesten
Riemenmaterial auf, das im Querschnitt gleichmäßig ist und zu einer geschlossenen
Schlinge mit einer gewünschten
Größe geformt
ist. Das äußere Riemenmaterialstück hat einen
insgesamt rechteckigen Innenkanal darin, der sich um die gebildete
Schlinge herum proximal zu deren Innenfläche erstreckt. Ein dünnes unelastisches Verstärkungsband
mit starken, reißfesten
flexiblen Fasern ist innerhalb des Kanals angeordnet und erstreckt
sich vollständig
um die geschlossene Schlinge herum, wobei die Enden des Bandes in
einer aneinanderliegenden Anordnung an einer den aneinanderliegenden
Enden des äußeren Riemenmaterialstücks im Wesentlichen
gegenüberliegenden
Stelle sind. Ein Klebstoff ist innerhalb des Innenkanals um die
Schlinge herum zur Befestigung des Verstärkungsbandes an dem Inneren
des äußeren Riemenmaterialstücks vorgesehen,
wodurch ein außergewöhnlich starker
und hoch strapazierfähiger
Lastschaltgetrieberiemen geschaffen wird.
-
Das Verstärkungsband, das vorzugsweise
in der vorliegenden Erfindung angewendet wird, ist von einer dünn gewebten
oder geflochtenen Konstruktion, welche ermöglicht, das Band aus den Fasern
zu formen, die notwendig sind, um das Band mit dessen gewünschten
physikalischen Eigenschaften zu versehen, und ermöglicht,
dass sich der Klebstoff um das Band herumlegt und eine mechanische
Verbindung mit diesem zusätzlich
zu einer chemischen Verbindung bildet und dadurch eine stärkere Bindung zwischen
dem Band und dem äußeren Riemenmaterialstück bildet.
Infolgedessen braucht nur eine dünne
gleichmäßige Schicht
des Bandes verwendet werden, um den Riemen in dessen Endlosschlingenkonfiguration
zu halten. Das Vorsehen einer gleichmäßigen Schicht des Verstärkungsbandes über die
gesamte Länge
des Riemens hinweg verbessert die Ausgewogenheit des Riemens. Die
Verwendung einer Schicht des Verstärkungsbandes, welche, wenn sie
ziemlich stark ist, auch sehr dünn
ist, ermöglicht eine
Erhöhung
der Dicke des Klebstoffs um das Band herum, ohne die Größe des Innenkanals
zu vergrößern und
den Riemen zu schwächen.
Das Verwenden einer dickeren Schicht des Klebstoffs verringert beträchtlich
die ungünstigen
Wirkungen einer aus Vibration resultierenden Kaltverfestigung in
dem Klebstoff. Die Kombination reduzierter Vibration und einer strapazierfähigeren
Klebstoffschicht schafft eine beträchtliche Verbesserung der Haltbarkeit
des Riemens der vorliegenden Erfindung.
-
In einer alternativen und bevorzugten
Konfiguration der Erfindung sind zwei Umhüllungen des Verstärkungsbandes
innerhalb des Kanals angeordnet und erstrecken sich um die geschlossene
Schlinge herum, die von dem äußeren Materialstück gebildet
wird. Der in dieser Konfiguration eingesetzte Klebstoff bietet über dreihundert
Prozent Dehnung, so dass nach dem Aushärten die relativ dünnen Klebstoffschichten
ausreichend flexibel bleiben, um Kaltverfestigung zu vermeiden.
-
Die Enden des Bandes sind wieder
in einer einander benachbarten Anordnung innerhalb des äußeren Riemenmaterialstücks an einer
den aneinander liegenden Enden des äußeren Materialstücks im Wesentlichen
gegenüberliegenden
Stelle angeordnet.
-
Der endlose Riemen der vorliegenden
Erfindung ist besonders angepasst, um vor Ort auf irgendeine gewünschte Länge entweder
manuell oder automatisch mit einer Riemenformvorrichtung geformt
zu werden. Dies wird durch Versehen des äußeren Riemenmaterialstücks mit
einem längs
sich erstreckenden radialen Schlitz in der Außenfläche des Riemenmaterialstücks erreicht,
welche mit dem innen angeordneten Kanal verbunden ist. Das äußere Riemenmaterialstück wird
zuerst auf die gewünschte Länge geschnitten,
so dass dessen ausgestreckte Enden spitzwinklig zusammenpassende
Flächen
definieren. Bei dem bevorzugten Vorgang zum Formen des Riemens werden
der Klebstoff und das Verstärkungsband
als Ganzes in den Innenkanal in dem äußeren Riemenmaterialstück hinein
durch den radialen Schlitz darin hindurch beginnend an dem Mittelpunkt
des äußeren Materialstücks geführt. Von
dem Mittelpunkt werden das Band und der Klebstoff fortlaufend in
den Innenkanal in dem äußeren Materialstück hinein
durch den radialen Schlitz darin hindurch geführt, wenn das äußere Materialstück zu einer
geschlossenen Schlinge geformt wird. Das Band und der Klebstoff
werden fortlaufend in den Kanal hinein geführt, nachdem das vorlaufende
Ende des äußeren Riemenmaterialstücks in Anlage
mit dem nachlaufenden Ende gebracht ist, um die endlose Schlinge
zu bilden, so dass sich das Verstärkungsband über die aneinander liegenden
Enden des äußeren Riemenmaterialstücks und
längs um
das äußere Materialstück herum
und innerhalb desselben wie oben beschrieben erstreckt. Das Band
wird dann getrennt, so dass ein kurzes Stück davon radial von dem Innenkanal
durch den Schlitz in dem Riemenmaterial hindurch vorsteht. Das vorstehende
Band wird dann in den Kanal hinein in einer flachen Anordnung durch den
Schlitz hindurch gedrückt,
woraufhin die ausgestreckten Enden des Bandes an einer Stelle diametral
quer über
der gebildeten Schlinge von den extrudierten Enden des äußeren Riemenmaterialstücks aneinander
anliegen. Die einander gegenüberliegende
Anordnung der aneinander liegenden Enden des Verstärkungsbandes
und der aneinander liegenden Enden des äußeren Materialstücks wiegen
den fertigen Riemen besser aus. Irgendwelche verbleibenden Falten
in dem Band werden dann flach gelegt, und der Bereich in dem Kanal über dem
Band wird vorzugsweise mit Klebstoff gefüllt, um das Band innerhalb
des äußeren Materialstücks einzuschließen. Die
aneinander liegenden Enden des Riemenmaterials werden dann in einer
zusammenpassenden Beziehung zusammengeklemmt, da der Klebstoff schnell
abgebunden hat, wodurch der Riemenformvorgang abgeschlossen ist.
-
Der Vorgang zum Formen der bevorzugten Doppelumhüllungskonfiguration
des Riemens ist im Wesentlichen derselbe wie die Einzelumhüllung, außer dass
das Verstärkungsband
und der Klebstoff fortlaufend in den Kanal hinein für eine zusätzliche Schlinge
um das äußere Materialstück herum
geführt werden,
um zwei Umhüllungen
von Verstärkungsband
innerhalb des geformten Riemens mit einer zusätzlichen, dazwischen angeordneten
dünnen
Klebstoffschicht zu bilden. Beim Formen der Doppelumhüllungskonfiguration
wurde herausgefunden, vorzugsweise einen vorlaufenden Randabschnitt
des Bandes von etwa einem inch (2,54 cm) in der Länge in den
Kanal in einem trockenen Zustand einzusetzen und den vorlaufenden
Randabschnitt flach gegen den Kanalboden zu drücken, um einen glatten Endabschnitt
sicherzustellen. Danach wird das Band auf eine dünne Klebstoffschicht geführt, welche
sofort, nachdem das Band auf den Klebstoff gedrückt ist, über dem Kanalboden wie oben
beschrieben bei der Herstellung eines Riemens mit einer Einzelumhüllung des
Verstärkungsbandes
darin aufgetragen wird.
-
Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung
sind aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
-
1 ist
eine Seitenansicht des endlosen Riemens der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 aus 1.
-
3 ist
eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform des endlosen Riemens
der vorliegenden Erfindung.
-
4 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht,
die die zusammenpassenden Enden des äußeren Riemenmaterialstücks zeigt.
-
5A ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
eines Abschnitts eines Stücks
eines Doppelfaserverstärkungsbandes.
-
5B ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
einer modifizierten Ausführungsform
eines Stücks
eines Doppelfaserverstärkungsbandes.
-
5C ist
eine Schnittansicht einer anderen alternativen Ausführungsform
des endlosen Riemens der vorliegenden Erfindung.
-
5D ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
eines Abschnitts des Verstärkungsbandes, das
in der Riemenausführungsform
aus 5C verwendet wird.
-
5E isst
eine vergrößerte Draufsicht
der bevorzugten Ausführungsform
des Doppelfaserverstärkungsbandes,
wobei ein Abschnitt der übereinander
geflochtenen Fasern entfernt ist.
-
6 ist
eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des äußeren Riemenmaterialstücks, das bei
der Formung eines v-gerippten Riemens verwendet wird.
-
7 ist
eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des äußeren Riemenmaterialstücks, das bei
der Formung eines geteilten Riemens verwendet wird.
-
8 ist
eine perspektivische Ansicht der Säulenformführung, die bei der Formung
des äußeren Riemenmaterialstücks verwendet
wird.
-
9-14 sind Seitenansichten einer
Riemenformvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die die aufeinanderfolgenden
Schritte des Formens des Riemens mit der Vorrichtung zeigen. Abschnitte
des äußeren Riemenmaterialstücks sind
darin dargestellt, als ob das Material transparent wäre, zur
Deutlichkeit und um die Ansicht der Elemente nicht zu behindern,
die in das Riemenmaterial während
der Bildung des endlosen Riemens hineinragen.
-
15 ist
eine teilweise Draufsicht einer in der vorliegenden Erfindung verwendeten
Riemenformvorrichtung von unten, die die darin verwendete Riemenkanalspreizvorrichtung
zeigt.
-
16 ist
eine Draufsicht einer in der vorliegenden Erfindung verwendeten
Riemenformvorrichtung von oben, wobei die Abdeckung entfernt ist,
um das darin verwendete Klebstoffzuführsystem zu zeigen.
-
17 ist
eine teilweise Seitenansicht einer in der vorliegenden Erfindung
verwendeten Riemenformvorrichtung, die das Klebstoffzuführsystem
zeigt.
-
18 ist
eine teilweise Explosionsansicht der Verbindung zwischen dem Klebstoffantriebsgetriebemotor
und dem Zahntriebwerk in der Klebstoffzuführanordnung.
-
Nun ausführlich auf die Zeichnungen
bezogen, weist der endlose Riemen 10 der vorliegenden Erfindung
ein äußeres Stück aus flexiblem
reißfesten Riemenmaterial 12 und
ein Stück
Verstärkungsband 14 auf.
Das äußere Riemenmaterialstück 12 ist
vorzugsweise aus einem extrudierten halbfesten polymeren Material,
wie thermoplastischem Polyurethan, das keine hinzugefügten Gleit-
oder Trennmittel aufweist, welche die Bindefähigkeit mit dem Verstärkungsband 14 behindern
würden.
Ein Material auf Polyesterbasis, das von der Firma BASF unter dem Warenzeichen
Elastollan SP 806-50 verkauft wird, wurde als hoch geeignet für die Verwendung
beim Formen des äußeren Riemenstücks 12 nachgewiesen.
Da das äußere Riemenmaterial
keine Formtrennmittel enthält,
ist das Extrudierwerkzeug (nicht gezeigt) mit Teflon (ein Warenzeichen
von E. I. Du Pont de Nemours & Co.)
imprägniert,
um ein Festkleben zu verhindern.
-
Für
eine herkömmliche
Lüfterriemenkonfiguration
definiert das äußere Riemenmaterialstück 12 parallele
Außenund
Innenflächen 15 und 16,
entgegengesetzt zueinander geneigte Seitenwände 17 und weist einen
insgesamt rechteckigen Längskanal 18 auf,
der sich dahindurch erstreckt, in welchem das Verstärkungsband 14 angeordnet
ist. Um zu verhindern, dass der Riemen während der Formung oder Benutzung
verdreht wird, ist der Kanal 18 innerhalb des äußeren Stücks 12 im
Abstand näher
von dessen Innenfläche 16 als
der Außenfläche 14 angeordnet. Vorzugsweise
ist das obere Ende des Kanals 18 etwa in der Mitte zwischen
den Flächen 15 und 16 angeordnet,
um den Kanal 18 zumindest im Wesentlichen in der inneren
Hälfte
des geformten Riemens anzuordnen, wie in den 2–4 zu sehen ist.
-
Ein sehr dünner Schlitz 20 ist
in dem äußeren Materialstück 12 vorgesehen,
welcher sich über dessen
Länge hinweg
senkrecht von der äußeren Riemenfläche 15 zu
dem Kanal 18 erstreckt, so dass das Verstärkungsband 14 leicht
dahindurch in den Kanal 18 hinein eingesetzt werden kann,
wie beschrieben ist. Die obere Fläche des Kanals 18 ist
vorzugsweise mit einem Radius zu dem Schlitz 20 benachbart,
um einen zusätzlichen
Raum in dem oberen Abschnitt des Kanals 18 zu schaffen,
um einen Klebstoff 25 zum Befestigen des Verstärkungsbandes
darin unterzubringen und den Eintritt des Verstärkungsbandes durch den Schlitz 20 hindurch
in den Kanal 18 hinein zu erleichtern. Der Schlitz 20 ist
derart ausgebildet, dass die einander benachbarten vertikalen Wandabschnitte 21 um
den Schlitz 20 herum vorzugsweise in einer aneinander liegenden
Anordnung ohne Luftspalt dazwischen sind.
-
Um die Gleichmäßigkeit des Querschnitts des äußeren Riemenmaterialstücks 12 zu
verbessern und dadurch die Ausgewogenheit des vollendeten Riemens 10 zu
verbessern, wird vorzugsweise eine Säulenformführung 30 bei dem anderweitigen herkömmlichem
Extrudiervorgang angewendet, die zum Formen des äußeren Riemenstücks 12 benutzt wird.
Die Führung 30 isst
in 8 dargestellt und weist
ein Paar Blöcke 32 und 34 auf,
die vordere Enden 36 und 38, hintere Enden 40 und 42 und
zusammenpassende Kammern 44 und 46 definieren,
die in ihren nach innen einander zugewandten Seiten 48 und 50 der
Führungsblöcke ausgebildet
sind. Die Blöcke 32 und 34 sind
mittels einer Mehrzahl von sich dazwischen erstreckenden, länglichen
Gewindebefestigungselementen 52 miteinander befestigt.
Die Kammern 44 und 46 sind zusammenwirkend konfiguriert,
um mit der Konfiguration von üblichen
Lüfterriemen übereinzustimmen.
Durch Verstellen der Befestigungselemente 52 zum Variieren
des seitlichen Abstandes zwischen den beiden Blöcken kann die Breite der durch
die Kammern 44 und 46 definierten Öffnung 54 derart
verstellt werden, dass die Führung 30 bei
der Formung von Riemen unterschiedlichen Breiten verwendet werden
kann.
-
Für
einen Lüfterriemen,
der etwa 7/16 eines inch (1,12 cm) quer über die obere oder untere Fläche misst,
ist der Abstand zwischen den vorderen Enden 36 und 38 der
Führungsblöcke etwa
1/8 eines Inch (0,318 cm) breiter als der Abstand zwischen den hinteren
Enden der Blöcke.
Dieser Abstandsunterschied ist durch Pfeile A-A und B-B in 8 dargestellt. Auf Grund
des Abstandsunterschiedes ist eine Verjüngung der Öffnung 54 durch die
Säulenformführung 30 hindurch
vorgesehen, um den Durchgang des extrudierenden äußeren Materialstücks 12 durch die
Führung
hindurch zu erleichtern.
-
Bei der Benutzung ist die Führung 30 proximal
zu dem stromaufwärts
gelegenen Ende des Kühlbades
(nicht gezeigt) angeordnet, so dass das frisch extrudierte Polyurethanmaterial
kurz nach dem Eintreten in das Kühlbad
horizontal durch die Öffnung 54 hindurchtritt.
Anhand eines Beispiels ist bei einem horizontalen Extrudiervorgang
unter Verwendung eines Kühlbades
von etwa 30 Fuss in der Länge
und 6 inch in der Tiefe die Führung 30 in
dem Bad derart positioniert, dass die Öffnung 54 in einer
horizontalen Lage etwa 3 Inch unter der Fläche des Bades und etwa acht
inch von der Stelle angeordnet ist, an der das frisch extrudierte
Polyurethanmaterial in das Bad eintritt. Wenn das frisch extrudierte
Polyurethan zu kristallisieren beginnt und durch die Führung
30 hindurchtritt,
wirken die Seiten der Öffnung 54 als
eine Größenführung und
versehen das geformte äußere Materialstück 12 mit
einem gleichmäßigeren
Querschnitt, wodurch die Ausgewogenheit des Riemens verbessert wird.
-
Während
das äußere Materialstück 12 geformt
wird, ist der die obere Fläche
des äußeren Stücks 12 mit
dem Kanal 18 verbindende Schlitz 21 relativ offen,
wenn es durch die Führung 30 hindurchtritt.
Die Höhe
der Kammern 44 und 46 ist größer als die Höhe der äußeren Materialstücke, die
durch die Führung 30 zu
bemessen sind, so dass die Bodenflächen 56 und 58 der
Kammern 44 und 46 nicht die Unterseite des kristallisierenden äußeren Materialstücks kontaktieren,
wenn dieses dahindurchtritt. Infolgedessen tritt keine Riefenbildung
in dem Stück 12 auf
Grund des Abstandes zwischen den Blöcken benachbart zu den oberen
und unteren Enden der Kammern 44 und 46 darin
auf.
-
Das Verstärkungsband 14 sollte
recht stark und hoch beständig
gegen Spannung sein, um das äußere Materialstück 12 in
einer geschlossenen Schlingenkonfiguration der vorbestimmten Größe zu halten.
Das Band 14 muss auch flexibel, nicht zu viel abreibend
sein, damit das äußere Materialstück während der
Benutzung nicht zerreißt,
und es sollte relativ dünn
sein, um mehr Raum für
Klebstoff um das Band herum in dem Kanal 18 zu schaffen.
Die Erhöhung
der Dicke des Klebstoffs innerhalb des Kanals 18 reduziert
die ungünstigen
Wirkungen jeglicher Kaltverfestigung, welche in dem Klebstoff während der
Benutzung auftreten würde.
Die Erhöhung
der Größe des Kanals 18,
um zusätzlichen
Klebstoff unterzubringen, könnte
die strukturelle Integrität
des äußeren Materialstücks 12 schwächen. Schließlich sollte
das Band 14 für
einen Klebstoff derart empfänglich
sein, dass eine starke Bindung zwischen dem Band und dem äußeren Materialstück gebildet werden
kann, um das äußere Materialstück in dessen geschlossener
Schlingenkonfiguration mit vorbestimmter Größe zu halten.
-
Da die Materialien mit den gewünschten
Festigkeits- und Haltbarkeitseigenschaften nicht leicht empfänglich zum
Verbinden mit Polyurethan, selbst Polyurethan ohne den Formtrennmitteln
sind, wurde ein zusammengesetztes Band zum Verstärken des äußeren Materialstücks 12 und
Halten des Riemens 10 in einer geschlossenen Konfiguration
mit vorbestimmter Größe entwickelt.
Die eine in der vorliegenden Erfindung verwendete Konfiguration
des Verstärkungsbandes 14 weist
ein vorgespanntes kartesisches Gewebe aus zwei unterschiedlichen
Fasern auf. Die eine Faser versieht das Band mit dessen Haltbarkeits-
und Festigkeitsanforderungen. Die zweite wirkt mit dem Klebstoff
zusammen, um das Band an dem äußeren Materialstück aus Polyurethan zu
befestigen. Die gewebte Konfiguration des Bandes ermöglicht auch,
dass der Klebstoff das Band besser durchdringt. Eine zweite und
verbesserte Konfiguration des Verstärkungsbandes ist von einer geflochtenen
Konfiguration, wobei die verstärkenden Fasern,
welche nicht leicht mit dem Klebstoff verkleben, vollständig in
den klebstoffabsorbierenden Fasern eingeschlossen sind. Eine solche
Bandkonfiguration wird später
hierin beschrieben.
-
Ein Beispiel eines gewebten Doppelfaserverstärkungsbandes,
das für
die Verwendung in der vorliegenden Erfindung entwickelt ist, ist
in 5A zu sehen. Der
Mittelabschnitt 14A des Bandes 14, das darin dargestellt
ist, ist aus Aramidfasern geformt, wie jene, die von E. I. Du Pont
De Nemours & Co.
unter dem Warenzeichen Kevlar verkauft werden. Die Kevlar-Fasern
werden von seitlichen Abschnitten 14B begrenzt, die aus
Glasfaser (E-Glas) Fasern geformt sind. Die Kevlar-Fasern versehen
das Band 14 mit dessen notwendiger Festigkeit und Widerstandsfähigkeit
gegen Spannung, sind jedoch hoch abreibend und nicht gut mit Klebstoffen
zu verbinden. Die benachbarten Glasfaser-Fasern schützen das
Innere des äußeren Riemenmaterialstücks 12 vor
den abgeriebenen Rändern
des Kevlar und absorbieren den Klebstoff weit besser als die Kevlar-Fasern.
Die gewebte Konstruktion der Glasfaserbegrenzungen an dem Band 14 ermöglichen
auch, dass der Klebstoff das Band durchdringt und besser greift
und dadurch eine sehr starke Bindung mit dem äußeren Riemenmaterial 12 bildet,
um den Riemen 10 mit höherer struktureller
Integrität
zu versehen.
-
Ein anderes Beispiel eines gewebten
Doppelfaserverstärkungsbandes
ist in 5B dargestellt.
Wie darin zu sehen ist, weist das Band einen mittleren Kevlar-Abschnitt 14C auf,
der von vorgespannten Dacron-Abschnitten 14D (Dacron ist
ein Warenzeichen von E. I. Du Pont de Nemours & Co.) begrenzt wird. Eine Mehrzahl
von versetzt angeordneten Öffnungen
oder Durchgangslöchern 14E sind in
die Dacron-Abschnitte
hinein gewebt, um zu ermöglichen,
dass der Klebstoff eine mechanische Bindung mit dem Band bildet
und dadurch das Verkleben des Bandes 14 mit dem äußeren Riemenstück 12 verbessert.
Der Kevlar-Abschnitt 14C ist in 5B gezeigt, wie dieser enger in der Breite
als der Abschnitt 14A in der vorherigen Ausführungsform
des Bandes 14 ist. Je breiter der Kevlar-Abschnitt ist, desto
größer ist
die Festigkeit des Verstärkungsbandes
und desto größer sind
die Kosten der Konstruktion. Die Breite des Kevlar- oder festigkeitserhöhenden Abschnitts
des Bandes relativ zu den seitlichen Abschnitten, die in 5B gezeigt sind, würde mehrmals
die adäquate
Festigkeit für
jegliche herkömmliche
Anwendung schaffen. Andere Materialien mit den gewünschten
physikalischen Eigenschaften könnten
auch bei der Formung eines Verstärkungsbandes
für die
Verwendung in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Bei
solchen Bändern und bei
den oben erläuterten
Kevlar/Glasfaserband sind die oben beschriebenen Durchgangslöcher, wie
jene mit 72 in 5D gezeigten,
vorzugsweise darin gewebt, um zu ermöglichen, dass der Klebstoff
zur verbesserten Befestigung an dem äußeren Polyurethanmaterial die
Struktur des Bandes umhüllt.
Während die
Löcher 14E und 72 in
den 5B und 5D als rhombusförmig und
rechteckig gezeigt sind, könnte jede
Lochkonfiguration verwendet werden, um die Befestigung des Verstärkungsbandes
an dem äußeren Materialstück zu erhöhen.
-
Das Doppelfaserverstärkungsband 14 ist vorzugsweise
von einer im Querschnitt rechteckigen Konfiguration und derart bemessen,
dass dessen Querabmessung etwas geringer als die Querabmessung des
Kanals 18 ist und deren Dicke oder Höhe etwas geringer als die halbe
Höhe des
Kanals 18 ist. Anhand eines Beispiels ist in einem Riemen 10,
bei dem die Außenfläche 15 etwa
0,460 Inch (1,168 cm) breit ist, die Innenfläche 16 etwa 0,260
Inch (0,66 cm) breit ist und die eine Höhe von etwa 0,325 Inch (0,826
cm) hat, ein Band etwa 3/16 eines inch (0,476 cm) breit und etwa
0,0625 Inch in der Dicke (± 0,005 in.)
(0,159 cm ± 0,013
cm) in einem Kanal 18 angeordnet, der etwa 0,190 inch (0,483
cm) Breite mit etwa 0,125 in. (0,318 cm) Höhe misst. Der mittlere Kevlar-Abschnitt 14A des
Bandes 14 weist etwa fünfzig
Prozent der Gesamtbreite des Bandes 14 auf und die angrenzenden
Glasfaserabschnitte 14B weisen jeweils etwa fünfundzwanzig
Prozent der Breite des Bandes auf. Die Bodenfläche des Kanals 18 ist
etwa 0,090 inch (0,229 cm) im Abstand von der Innenfläche 16 angeordnet.
Die Endwände,
die den Kanal 18 bilden, können leicht abgerundet sein,
wie in den 2–4 gezeigt ist, um die Formung
von scharfen Ecken innerhalb des Riemens zu vermeiden und daher
mögliche
Spannungsstufen innerhalb des Riemens zu vermeiden.
-
Bei dem Riemen 10 bildet
das äußere Riemenmaterialstück 12 eine
geschlossene Schlinge von einer gewünschten Größe, wobei die sich erstreckenden
Enden 12' und 12'' in einer aneinanderliegenden und
zusammenpassenden Beziehung sind. Die Enden 12' und 12'' definieren vorzugsweise spitze
Winkel bezüglich
der Mittelachse des Riemenstücks 12 und
wie in 4 dargestellt
ist. Infolgedessen tendiert, wenn der fertige Riemen veranlasst wird,
sich in die Richtung des durch die aneinanderliegenden Enden 12' und 12'' definierten Punktes 12A zu
bewegen, die zusammenpassende Verbindung dazu, sich zu schließen, nicht
wegzuziehen, wenn sich der Riemen 10 über und um die Riemenscheiben
(nicht gezeigt) herum bewegt.
-
Das Verstärkungsband 14 ist
in einer flachen Lage in einem Bett eines schnell aushärtenden
Klebstoffs 25 proximal zu der Bodenwand des Kanals 18 angeordnet
und erstreckt sich innerhalb des Kanals 18 um das gesamte
Innere des Riemens 10, so dass die sich erstreckenden Enden 14' und 14'' des Bandes 14 innerhalb
des Kanals 18 aneinander anliegen. Um jede Unausgewogenheit
des Riemens 10 zu maximieren, liegen die Bandenden 14' und 14'' direkt quer über die von den aneinander
liegenden Enden 12' und 12'' des äußeren Riemenmaterialstücks 12 gebildete
Schlinge aneinander an. Der Klebstoff 25 wird während der
Formung des Riemens in den Kanal 18 hineingespritzt, um
das Verstärkungsband
an dem äußeren Riemenmaterialstück 12 zu
befestigen. Eine geringe Menge an Klebstoff kann auch auf die Enden 12' und 12" des Riemenstücks 12 aufgebracht werden,
um die zusammenpassenden Enden 12' und 12'' des äußeren Riemenmaterialstücks in einer
glatten und kontinuierlichen Verbindung miteinander zu befestigen.
Es wurde jedoch herausgefunden, dass es. für die Integrität des Riemens 10 nicht
notwendig ist, die zusammenpassenden Enden 12' und 12'' mit Klebstoff zu verkleben.
-
Der resultierende Riemen 10 mit
dessen innerer Verstärkung
ist hoch strapazierfähig,
wärmebeständig, gut
ausgewogen und unempfindlich gegen Spannung während der Benutzung. Das Polyurethan,
aus dem der äußere Abschnitt
des Riemens vorzugsweise geformt ist, hat einen hohen Reibungskoeffizienten,
um das Rutschen während
der Benutzung zu reduzieren, und ist ozonbeständig. Zusätzlich zu dem Schaffen eines
verbesserten Leistungsübertragungsriemens
ist der Riemen 10 besonders angepasst, vor Ort, wie zum
Beispiel von einem Kraftfahrzeugmechaniker, per Hand auf eine Umfangsgröße für die besondere
Anwendung geformt zu werden.
-
Der Klebstoff 25, der ursprünglich im
Riemen 10 eingesetzt wird, war ein Zweikomponenten-Urethankleber,
welcher sehr flexibel im Aushärten
war und ein Verhältnis
von Harz zu Beschleuniger von 1 : 1, um die Aufbringung zu erleichtern.
Ein solcher Klebstoff wird von Ashland Chemical Company von Columbus,
Ohio unter der Produktbezeichnung mit dem Warenzeichen PLIOGRIP
7420 verkauft. PLIOGRIP 7420 bietet einen 130% Dehnungsfaktor. Bessere
Ergebnisse wurden jedoch früher
bei Versuchen unter Verwendung einer Zweikomponenten-Urethanklebstoffformulierung
erreicht, die von Ashland Chemical Company entwickelt wurde, welche
ein Verhältnis
von Harz zu Beschleuniger von 2 : 1 hat und über dreihundert Prozent Dehnung
bietet. Dieser neue Klebstoff ist mit PLIOGRIP EXP 5840-154/6057-147 bezeichnet.
-
In einer neuen und nun bevorzugten
Form der vorliegenden Erfindung ist das Verstärkungsband geflochten und nur
mit der halben Dicke des Bandes 14 oder etwa 0,030 in.
(0,076 cm) bemessen. Durch Reduzieren der Dicke des Bandes und Verwendung des
neuen, oben bestimmten Klebstoffs mit einem hohen Dehnungsfaktor
kann sich das Band doppelt um das äußere Materialstück herum
innerhalb das Kanals 18 erstrecken, ohne die schädlichen
Wirkungen der Kaltverfestigung in dem Klebstoff auf sich zu nehmen.
Da das Verstärkungsband
besser mit sich selbst als dem Polyurethanmaterial klebt, welches vorzugsweise
in dem äußeren Riemenmaterialstück 12 verwendet
wird, verbessert die Doppelwicklung die Schlingenbeibehaltungsfunktion
des Verstärkungsbandes
und daher die Festigkeit und Haltbarkeit des Riemens. Da sich das
Verstärkungsband
bei der Doppelwicklungskonfiguration doppelt um den Kanal 18 in
dem äußeren Materialstück 12 erstreckt, wobei
die sich erstreckenden Enden des Bandes in einer benachbarten Lage
den benachbarten Enden 12' und 12'' des äußeren Materialstücks gegenüberliegend
sind, wird die Ausgewogenheit in dem Riemen beibehalten. Während die
Dicke der einzelnen Klebstoffschichten durch die Hinzufügung einer
zweiten Wicklung des Verstärkungsbandes
und einer Schicht aus Klebstoff zwischen den Bandwicklungen reduziert
wird, verhindert der hohe Dehnungsfaktor in dem Klebstoff wirksam
das Auftreten jeglicher Kaltverfestigung während der Benutzung.
-
Die oben beschriebene modifizierte
Riemenkonstruktion ist in 5C dargestellt.
Wie darin zu sehen ist, sind zwei Schichten 70a und 70b des
dünnen
Verstärkungsbandes 70 in
dem Kanal 18 mit Schichten aus Klebstoff 25 versehen,
die um jede Schicht des Bandes 70 herum angeordnet sind,
um das Band innerhalb des Kanals 18 wie in den zuvor beschriebenen
Ausführungsformen
einzuschließen. Das
Verstärkungsband 70,
das in der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung eingesetzt wird, ist in 5E dargestellt.
Das Band 70 weist vorzugsweise drei im gleichweiten Abstand
voneinander entfernte Zinken 70' aus längs angeordneten hochfesten
Fasern auf, welche mit vorgespannten Polyesterfasern 70'' überflochten sind. Jede der
Zinken der hochfesten Fasern weist etwa zwanzig bis dreißig Litzen
solcher Fasern auf. Die Fasern, die vorzugsweise in den Zinken 70' eingesetzt
sind, sind Fasern mit extrem hohem Molekulargewicht, die unter dem
Warenzeichen SPECTRAFIBER 1000 von Allied Signal, Inc. of Petersburg,
Va. verkauft werden. Da die SPECTRAFIBER 1000 Fasern im Wesentlichen
weniger abreibend als Kevlar sind, können sie mit dem klebstoffempfänglichen
Polyester ohne Schneiden des Polyesters überflochten werden und daher
von den vorgespannten Polyesterfasern vollständig eingeschlossen werden,
um den Flächenbereich
der klebstoffabsorbierenden Fasern zu erhöhen. Infolgedessen wird eine
bessere Klebung des Verstärkungsbandes
mit sich selbst und mit dem äußeren Riemenmaterialstück erreicht.
-
Der Vorgang zum Formen des Riemens 10 in einer
gewünschten
Größe kann
in Abhängigkeit
von dem Endgebrauch des Riemenformers variiert werden. Zum Beispiel
kann das äußere Riemenmaterialstück 12 mit
den währenddes
Extrudierens darin geformten inneren Kanal 18 und radialen
Schlitz 20 entweder mit dem Verstärkungsband 14 versehen
sein, das für
manuelle Herstellung bereits in dem Kanal 18 angeordnet
ist, oder bevorzugter für
manuelle und automatisierte Herstellung von dem Band getrennt sein.
Wenn es separat vorgesehen ist, wird das äußere Materialstück 12 zuerst
auf die vorbestimmte Länge
zum Formen der gewünschten
Riemengröße zugeschnitten,
so dass die sich erstreckenden Enden 12' und 12'' spitze
zusammenpassende Winkel definieren, wie zuvor beschrieben ist. Das
Band wird dann auf eine gleiche Länge zugeschnitten. Das abgetrennte äußere Materialstück 12 wird
dann zu einer kontinuierlichen endlosen Schlinge geformt, wenn das
Verstärkungsband 14 und
der Klebstoff 25 gleichzeitig in den Kanal 18 darin
eingebracht werden.
-
Wenn das äußere Riemenmaterialstück 12 bei
der Formung des Stückes 12 zu
einer geschlossenen Schlinge um eine Mehrzahl von Führungsrollen
herum geleitet wird, sind die Seitenwandabschnitte 21 des
Schlitzes 20 vorübergehend
voneinander weg angeordnet, um einen Zugang zu dem Kanal 18 für das Einbringen
des Klebstoffs 25 und des Verstärkungsbandes 14 darin
zu schaffen. Der Klebstoff und das Verstärkungsband werden dann durch
den aufgeweiteten Schlitz 20 hindurch in den inneren Kanal 18 geführt, so
dass das Band flach innerhalb des Kanals an einer Klebstoffschicht
liegt, wobei das vorlaufende Ende 14' des Verstärkungsbandes innerhalb des
Kanals 18 an dem Mittelpunkt des äußeren Riemenmaterialstücks 12 liegt.
Die Klebstoffzufuhr beginnt eigentlich kurz vor dem Eintritt des
Bandes, um sicherzustellen, dass der vorlaufende Rand des Bandes
in dem Klebstoff bleibt. Der Klebstoff und das Verstärkungsband
werden weiter in den Kanal 18 hinein entlang des Riemenmaterialstücks 12 geführt, so
dass das Band flach an einem Bett aus Klebstoff liegt, wobei sich
der Klebstoff um das gesamte Band herum erstreckt, dieses jedoch
nicht einschließt.
-
Wenn der Klebstoff und das Band weiter
zugeführt
werden und sich dem nachlaufenden Ende 12'' des äußeren Riemenstücks 12 nähern, wird
dessen vorlaufendes Ende 12' in
Anlage mit dem nachlaufenden Ende 12'' gebracht,
um eine geschlossene Schlinge zu formen. Der Klebstoff und das Band
werden weiter in den Kanal 18 hinein geführt, so
dass sich der Klebstoff und das Verstärkungsband quer über aneinanderliegenden
Enden 12' und 12'' des äußeren Riemenmaterialstücks 12 erstrecken,
bis das nachlaufende Ende 14" des
Bandes benachbart zu dem vorlaufenden Ende 14' eingebracht
ist. Irgendwelche Falten in dem Verstärkungsband 14 innerhalb
des Kanals 18 sollten dann flach gedrückt werden und zusätzlicher
Klebstoff wird vorzugsweise in und um den Kanal 18 herum
geführt,
was den Kanal 18 füllt
und das Band 14 umschließt. Irgendwelche Leckage von
Klebstoff 25 durch den Schlitz 20 hindurch sollte von
der Außenfläche 15 des
Riemens gereinigt werden. Während
es für
die strukturelle Integrität
des Riemens nicht notwendig ist, können die einander benachbarten
Riemenenden 12' und 12'' mit Klebstoff durch leichtes Trennen
der Enden 12' und 12'', Aufbringen einer geringen Menge
an Klebstoff auf die Enden, Zusammendrücken der Enden und Halten der
Enden in einer zusammenpassenden Beziehung während des Aushärtens des
Klebstoffs zusammengebracht werden.
-
Bei dem geformten Riemen 10 erstreckt
sich eine einzige Schicht des Verstärkungsbandes 14 gleichmäßig über das
gesamte Riemenmaterialstück 12,
spannt sich quer über
die aneinanderliegenden Enden davon und wird damit durch den geformten Riemen
hindurch gebunden, wodurch der geformte Riemen 10 in dessen
endloser Schlingenkonfiguration beibehalten wird und der Riemen
mit besserer struktureller Integrität und Haltbarkeit versehen
wird.
-
Der Vorgang zum Formen des Riemens
mit zwei Schichten des Verstärkungsbandes,
das sich über
das Innere des äußeren Materialstücks erstreckt,
ist eigentlich identisch mit dem oben beschriebenen, außer dass
die Zufuhr des Verstärkungsbandes
und des Klebstoffs für
eine zusätzliche Schlinge über den
in dem äußeren Riemenmaterialstück geformten
Kanal fortgesetzt wird, um zwei Wicklungen des Verstärkungsbandes
innerhalb des geformten Riemens mit einer dazwischen angeordneten
zusätzlichen
Klebstoffschicht zu formen. Zusätzlich
wird ein vorlaufender Randabschnitt des Bandes von etwa einem inch
(2,54 cm) in der Länge vorzugsweise
in einem trockenen Zustand auf den Kanalboden gelegt, so dass das
Bandende leichter flach gelegt werden kann, so dass es nicht mit
dem überlappenden
Band während
des nachfolgenden Zuführens
der zweiten Wicklung des Bandes innerhalb des Kanals überlagert
wird. Der Rest des Riemenformvorgangs, der in der Doppelwicklungsausführungsform
verwendet wird, ist dasselbe wie bei dem oben beschriebenen Einzelwicklungsvorgang.
-
Eine Ausführungsform einer automatisierten Riemenformvorrichtung 100 und
deren Betrieb zum Formen eines Riemens 10 ist in den 9–18 dargestellt.
Die Abschnitte des äußeren Materialstücks 12, die
durch die Riemenformvorrichtung 100 hindurchgehen, sind
in den 9–13 gezeigt, wenn auch das Riemenstück transparent
ist, um die Baugruppenelemente der Riemenformvorrichtung 100 deutlicher darzustellen.
Die Riemenformvorrichtung 100 weist eine Riemenführungs/Antriebsanordnung 102,
eine Klebstoffverteilanordnung 104, einen Schlitzspreizer 106,
eine Verstärkungsbandzuführanordnung 108 und
eine Riemenklemme 109 auf. Die Riemenführungs/Antriebsanordnung 102 weist
einen elektrischen Antriebsmotor (nicht gezeigt), der innerhalb des
Riemenformgehäuses 110 angeordnet
ist, ein Antriebsrad 112 (siehe 14), ein Paar angetriebene obere Rollen 114 und 116,
ein Paar angetriebene untere Rollen 118 und 120,
und eine frei drehende untere Riemenführungsrolle 122 auf.
-
Wie in 16 zu
sehen ist, weisen die oberen Rollen 114 und 116 jeweils
einen inneren Radantriebsabschnitt 114' und 116', eine nach außen vorstehende zylindrische
Schulter 114'' und 116'', und einen äußeren Riemenspreizabschnitt 114''' und 116''' auf.
Die Radantriebs- und Schulterabschnitte der Rollen 114 und 116 sind
aus Stahl geformt und sind eine einstückige Konstruktion, während die äußeren Spreizabschnitte
vorzugsweise aus einem Delrin Plastikmaterial geformt sind und von
einem Bolzenteil an und in axialer Ausrichtung mit den Schultern 114'' und 116'' gehalten
werden (Delrin ist ein Warenzeichen von E. I. Du Pont de Nemours & Co). Bei der
Benutzung ragen die Riemenspreizabschnitte 114''' und 116''' der
oberen Rollen 114 und 116 durch den Schlitz 20 hindurch
in das Riemenmaterialstück 12 hinein,
woraufhin der Schlitz von dem Schlitzspreizer 106 aufgeweitet
wird und der Schlitz vorübergehend
in einer Spreizposition gehalten wird, wenn das Band 14 und/oder
der Klebstoff 25 in den Kanal 18 hinein geführt werden,
wie beschrieben ist. Außerdem
wirkt die obere Rolle 116 auch als eine Bandzuführrolle
zum Leiten des Verstärkungsbandes 14 in
den Kanal 18 in dem äußeren Riemenmaterialstück 12 hinein
und definiert vorzugsweise flachen Kanal 116a in der Umfangsfläche des
Spreizabschnitts 116''', wie in 16 dargestellt ist, zum Ausrichten des
Bandes an der Rolle 116, wie auch später hierin beschrieben ist.
-
Die unteren Rollen 118 und 120 sind
von derselben Konstruktion wie die oberen Rollen 114 und 116,
außer
dass deren äußeren Abschnitte
(nicht gezeigt) Riemenantriebsabschnitte definieren, welche gegen
die Innenfläche 16 des äußeren Riemenmaterialstücks 12 drücken und
das Riemenstück
durch die Riemenformvorrichtung 100 hindurch antreiben.
Die äußeren Riemenantriebsabschnitte
der Rollen 118 und 120 sind daher breiter als
die Spreizabschnitte 114''' und 116''' der oberen
Rollen und sind mit geriffelten Umfangsflächen versehen, um das Vorrücken des
Riemens durch die Riemenformvorrichtung hindurch zu unterstützen. Für die Herstellung
typischer Automobillüfterriemen
mit einer Querabmessung über
die Außenfläche von
etwa 11/32 bis 15/32 inch (0,873–1,191 cm) und bei denen das
Verstärkungsband 14 etwa
3/16 inch (0,476 cm) breit ist, sind die Riemenspreizabschnitte
der oberen Führungsrollen etwa
0,02 Inch (0,051 cm) breiter als das Band oder etwa 0,208 Inch (0,528
cm) breit und die Riemenantriebsabschnitte der unteren Rollen sind
etwa 0,50 inch (1,27 cm) breit. Führungsrollen 122, über welche das äußere Riemenmaterialstück 12 vor
dem Erreichen der oberen und unteren Führungsrollen 114 und 118 läuft, definieren
innere und äußere radiale
Seitenwände
gleich einer herkömmlichen
Riemenscheibe, welche sich über
das äußere Riemenmaterialstück erstreckt,
um das Riemenmaterial in der Linie zu halten, wenn es in die Riemenformvorrichtung 100 zwischen
den oberen und unteren Rollen 114 und 118 eintritt.
Ein Tragegriff 103 ist an der oberen Endplatte 105 des
Gehäuses 110 befestigt.
-
Beim Betrieb greift das Antriebsrad 112 in
die inneren Radantriebsabschnitte der unteren Rollen 118 und 120 ein
und wird von dem Antriebsmotor in Uhrzeigerrichtung angetrieben,
um zu bewirken, dass die unteren Rollen 118 und 120 entgegengesetzt
zum Uhrzeigersinn gedreht werden. Die inneren Radantriebsabschnitte
der unteren Führungsrollen greifen
auch in die inneren Antriebsabschnitte 114' und 116' der oberen Führungsrollen 114 und 116 ein, um
eine Drehung im Uhrzeigersinn an den oberen Rollen zu bewirken.
-
Um zu ermöglichen, dass der fertige Riemen 10,
der auf der Riemenformvorrichtung 100 geformt wird, von
der Formvorrichtung 100 entfernt werden kann, werden die
unteren Rollen 118, 120 und 122 von einer
Stützplatte 111 getragen,
die proximal zu deren einem Ende um eine Bolzenwelle 113 schwenkbar
montiert ist (siehe 16).
Die Schwenkbewegung der Platte 111 und der daran montierten
Führungsrollen
wird von einer Führungsstange 115 gesteuert,
welche von dem anderen Ende der Platte 111 getragen wird
und in einen bogenförmigen
Führungsschlitz 117 in
der Seitenwand des Riemenformgehäuses 110 hineinragt
und entlang diesem verschiebbar ist. Ein Handgriff 119 ist
an der Führungsstange 115 angeschweißt, um die
Platte 111 aus deren oberen Betriebsposition, die in den 9–13 dargestellt
ist, in die untere Position zu schwenken, die in 14 dargestellt ist. Eine vertikal angeordnete
Feder (nicht gezeigt) ist innerhalb des Gehäuses 110 vorgesehen,
welche mit deren unterem Ende wirksam an der Führungsstange 115 befestigt
ist, um die Platte 111 in die obere Betriebsposition vorzuspannen.
Um die Platte 111 in der oberen Position zu verriegeln,
wird eine federbelastete Stange 121 mit einer in deren
innerem Ende (nicht gezeigt) befestigten Buchse von der Platte 111 getragen und
derart vorgespannt, dass sie in eine Raste oder Öffnung (auch nicht gezeigt)
in dem Gehäuse
hinter der Platte 111 und unter dem Antriebsrad 112 hineinragt.
Ein radial angeordneter Handgriff 123 ist an der Stange 121 befestigt,
um die Stange zurückzuziehen und
die Platte 111 von dem Gehäuse 110 außer Eingriff
zu bringen. Um die Platte 111 in der unteren Position zu
halten, um das Reinigen der Riemenformvorrichtung 100 zu
erleichtern, ist eine ähnliche Öffnung 125 in
dem unteren Abschnitt des Riemenformgehäuses angeordnet. Um die Platte 111 aus
der oberen verriegelten Position in die offene Position zu bewegen,
zieht die Bedienperson zuerst an dem Handgriff 123 nach
außen,
was die Stange 121 von dem Formgehäuse trennt, und zieht dann
den Handgriff 119 nach unten, was die untere Position der
Riemenantriebsanordnung in die in 11 gezeigte
Position bringt, wo diese wieder an Ort und Stelle mittels der Stange 121 verriegelt
wird. Das nachfolgende Zurückziehen
des Handgriffs 123 bewirkt, dass die Platte und die von
dieser getragenenen Rollen im Uhrzeigersinn um die Bolzenwelle 113 unter
der Kraft der daran wirkenden Feder geschwenkt werden und die Platte
in die obere Position zurückkehrt,
woraufhin das Lager in dem Ende der Stange 121 wieder in
das Riemenformgehäuse
eingreift und die Platte 111 in der Betriebsposition verriegelt.
-
Die Klebstoffverteilanordnung 104 ist
in den 16– 18 gezeigt und weist eine
horizontal angeordnete Wanne 130 auf, die in dem oberen
Ende des Riemenformgehäuses 110 zum
Tragen einer Kartusche 132 eines Zweikomponentenklebers 25 montiert
ist. Ein Zuführrohr 134 mit
einer an dessen stromabwärtsseitigen
Ende befestigten konischen Düse 136 ist
an dem Auslassende der Kartusche 132 zum Leiten des Klebstoffs
von der Kartusche in den Kanal 18 in dem Riemenmaterialstück 12 hinein
befestigt. Ein Paar längs
bewegliche Plunger 138A und 138B sind über eine
Zahnstange und Ritzel 140 mit einem kleinen Gleichstrom-Getriebemotor 141 mittels
eines Planetenrad-Untersetzungsgetriebes 143 verbunden,
um gegen die Kartusche 132 zu drücken und langsam die Klebstoffkomponenten
daraus zu pressen. Eine Spirale 142 isst innerhalb des
Zuführrohres 134 vorgesehen,
um das Mischen der beiden Klebstoffkomponenten zu bewirken, wenn
sie von den Plungern 138A und 138B durch das Zuführrohr hindurch
angetrieben werden. Die Rate der Klebstoffzufuhr, die durch die
Linearbewegung der Plunger 138A und 138 bewirkt
wird, kann mittels eines Rheostats 139 eingestellt werden,
der wirksam mit dem Getriebemotor 141 und einem Steuerknopf 144 verbunden
ist, welcher die Drehzahl des Getriebemotors 141 und daher
die Rate der Bewegung der Plunger variiert. Alternativ könnte ein
Spindelzuführmechanismus
anstelle der oben beschriebenen Zahnstangen und Ritzel-Klebstoffzuführanordnung
verwendet werden, um den Klebstoff aus der Kartusche 132 zu verteilen.
-
Eine Zuführung des Verstärkungsbandes 14 wird
von einer Spule 146 durchgeführt, die an der Riemenformvorrichtung 100 drehbar
montiert ist. Das Band 14 erstreckt sich von der Spule 146 durch
einen Führungsschlitz 147' in dem Block 147 zwischen dem äußeren Riemenspreizabschnitt 116''' der
oberen Rolle 116 und dem äußeren Bandantriebsabschnitt 149''' einer
Bandantriebsrolle 149 hindurch und um den äußeren Riemenspreizabschnitt 116''' der
oberen Rolle 116 innerhalb des Führungskanals 116a darin.
Eine bogenförmige
Führung 148 ist
an dem Riemenformgehäuse
bei 150 befestigt und erstreckt sich um einen Abschnitt
der Umfangsfläche des
Rollenabschnitts
116''' herum, um das Band 14 um
die Rolle 116 herum zu leiten. Die Bandantriebsrolle 149,
gleich den Rollen 114–120,
ist mit Rad- und Schulterabschnitten versehen, wobei der innere
des Radabschnitts davon in den Radabschnitt 116' der Rolle 116 eingreift
und von dem Radabschnitt 116' angetrieben
wird. Eine kreisförmige
Schneidklinge 152 zum Abtrennen des Verstärkungsbandes 14 ist wirksam
mit einer Steuerstange 154 und einem kleinen Antriebsmotor 158 verbunden.
Durch Niederdrücken
der Steuerstange 154 wird die Schneidklinge 152 in
den Pfad des Verstärkungsbandes
hinein entlang der Führungsstange 160 abgesenkt
und der Antriebsmotor 158 wird betätigt, was eine Drehung der Klinge 152 und
ein Abtrennen des Bandes 14 von dessen Zuführung an
der Spule 146 bewirkt. Eine bogenförmige Plexiglasabschirmung
(nicht gezeigt) ist vorzugsweise um die Klinge 152 zu Sicherheitszwecken
angeordnet.
-
Um den Riemen 10 unter Verwendung
der Riemenformvorrichtung 100 zu formen, wird das äußere Riemenmaterialstück 12 zuerst
auf die gewünschte
Länge zugeschnitten,
so dass die sich erstreckenden Enden 12' und 12'' die
oben beschriebenen zusammenpassenden zugespitzten Flächen definieren,
die in 4 dargestellt
sind. Ein guillotinenartiges Messer wird vorzugsweise eingesetzt,
um die gewünschten
Endschnitte zu fertigen. Das vorlaufende Ende 14' des Verstärkungsbandes,
das von der Spule 146 vorsteht, wird zwischen dem äußeren Riemenantriebsabschnitt 116''' der
Rolle 116 und dem entsprechenden Abschnitt 149''' der
Bandantriebsrolle 149 positioniert. Der Antriebsmotor der
Riemenformvorrichtung 100 wird betätigt, mit der Platte 111 vorzugsweise
in der abgesenkten Position. Auf das Ziehen der Stange 121 aus
der Öffnung 125 zieht
die Feder innerhalb des Riemenformgehäuses 110 die Platte 111 in
die obere Betriebsposition, wo die Stange 121 die Platte 111 wieder
an der Stelle verriegelt und die Radabschnitte der rotierenden unteren
Rollen 118 und 120 in die Radabschnitte der Rollen 114 und 116 eingreifen.
Das Band beginnt dann, von den Rollen 115 und 149 um
den Abschnitt 116''' der Rolle 116 herum gezogen
zu werden und wird von der bogenförmigen Führung 148 gegen die
Rolle 116 gehalten.
-
Auf die Betätigung des Antriebsmotors wird das
zugeschnittene Riemenmaterialstück 12 in
die Riemenformvorrichtung 100 derart eingesetzt, dass das
Stück 12 über die
Führungsrolle 122 vorbeigeht, das
spitz zulaufende Ende 106' der
Klinge des Schlitzspreizers 106 ragt längs in den Schlitz 20 an dem
vorlaufenden Ende 12' des
Riemenstücks 12 hinein
und wird nach vorn geführt,
bis der vorlaufende Rand 12' davon
zwischen den entgegengesetzt drehenden äußeren Riemenantriebsabschnitten 114''' und 118''' der
oberen und unteren Rollen 114 und 118 angeordnet
ist. Wenn das Riemenstück 12 nach
vorn geführt
wird, öffnet
die Klinge des Spreizers 106 den Schlitz 20, wodurch
die Seitenwandabschnitte 21 voneinander weg gedrückt werden.
Die Innenfläche 16 des
Riemenstücks 12 kontaktiert
den äußeren Antriebsabschnitt
der Rolle 118 und der äußere Spreizabschnitt 114''' der
oberen Rolle 114 ist benachbart zu dem vorlaufenden Rand
des Kanals 18 angeordnet. Die rotierende Antriebsrolle 118 rückt dann
das Riemenstück 12 in
die in 9 dargestellte
Startposition vor und der Antriebsmotor wird deaktiviert. In der
Startposition wurde das äußere Riemenstück 12 derart
vorgerückt,
dass dessen Mittelpunkt kurz hinter dem Klebstoffzuführrohr 134 angeordnet
ist. Wenn das Riemenstück 12 in
die Startposition bewegt wird, hält
die Spreizstange 106 den Schlitz 20 in der offenen
Position, um den äußeren Spreizabschnitt 114''' der
Rolle 114 aufzunehmen, welcher dann in den Kanal 18 hineinragt
und seinerseits den Schlitz offen hält, um die Düse 136 an
dem Klebstoffzuführrohr 134 aufzunehmen,
welche auch in den Kanal 18 hineinragt, wie in
6 zu sehen ist. Der Getriebemotor 141 wird
dann betätigt,
um die Klebstoffzufuhr zu beginnen. Die Bewegung des Klebstoffs
von der Kartusche 132 zu der Düse 136 kann durch
den Knopf 144 beschleunigt und anschließend eingestellt werden, um
die gewünschte
Klebstoffzuführrate
zu schaffen. Der Antriebsmotor bleibt nach der Betätigung des
Motors 141 deaktiviert, wodurch die Riemenbewegung gestoppt
wird, während
der Klebstoff durch das Zuführrohr 134 zu
der Düse 136 fließt.
-
Sobald wie der Klebstoff 25 in
den Kanal 18 hinein zu fließen beginnt, wird der Antriebsmotor
wieder betätigt
und die rotierenden oberen und unteren Rollen 114–120 bewirken,
dass sich das Riemenstück 12 wieder
von rechts nach links bewegt, wie in den Zeichnungen zu sehen ist,
wobei die äußeren Riemenantriebsabschnitte
der Rollen 118 und 120 an der Innenfläche 16 des
Riemenstücks
anliegen und die Antriebskraft schaffen, während sich die äußeren Riemenspreizabschnitte 114''' und 116''' der
Rollen 114 und 116 durch den Schlitz 20 zwischen
dessen getrennten Seitenwänden 21 hindurch
zu dem oberen Abschnitt des Kanals 18 erstrecken, wodurch
der Schlitz 20 vorübergehend
geöffnet
wird, um den Klebstoff und das Band aufzunehmen und Flächen zu
schaffen, gegen welche die unteren Antriebsrollen 118 und 120 das
Riemenstück 12 drücken können, um
das Riemenstück
durch die Riemenformvorrichtung 100 hindurch anzutreiben.
Das Ausschalten des Antriebsmotors bewirkt auch, dass die Rollen 116 und 149 das
Verstärkungsband 14 um
die Rolle 116 herum zurückziehen,
wenn Klebstoff 25 in den Kanal 18 hinein durch
die Düse 136 hindurch
mittels der sich bewegenden Plunger 138A und 138B gedrückt wird.
Die Rolle 116 leitet das Band in den Kanal 18 hinein
in eine flache Anordnung auf die dünne Schicht des Klebstoffs,
der gerade darin aufgetragen wurde. Der vorlaufende Rand des Verstärkungsbandes
wird in den Kanal
18 in dem Riemenstück 12 in dessen Mittelpunkt
hinein gezogen, um den geformten Riemen auszugleichen, wie beschrieben
ist. Wenn das Riemenmaterialstück 12 an
der Klebstoffzuführdüse 134 und
der Rolle 116 vorüber
läuft,
wird der Klebstoff weiter in den Kanal 18 hinein gespritzt,
gefolgt von dem Verstärkungsband,
welches in den Klebstoff eingebracht wird. Diese Stufe des Riemenformvorgangs
ist in 10 dargestellt.
Das Verstärkungsband 14 ist
in den 10-13 in gestrichelten Linien innerhalb
des äußeren Riemenmaterialstücks 12 gezeigt.
(Der Klebstoff, der benachbart zu dem Band innerhalb des äußeren Riemenmaterials
aufgebracht wird, ist nicht separat in diesen Figuren gezeigt, um eine
Unübersichtlichkeit
der Figuren zu vermeiden.)
-
Da die äußeren Spreizabschnitte der
oberen Rollen 114 und 116 durch den Schlitz 20 hindurchragen
und diesen aufweiten, um einen Zugang zu dem Kanal zu schaffen,
ist es wichtig, dass sie nur die Seitenwände 21 des Schlitzes 20 um
einen Abstand wegspreizen, der etwas größer als die Breite des Verstärkungsbandes 14 ist,
um das äußere Riemenmaterialstück 12 nicht über dessen
Elastizitätsgrenze
hinaus zu spannen. Durch Bemessen der Spreizabschnitte 114''' und 116''' der
oberen Rollen derart, dass sie nur etwa 0,02 inch (0,051 cm) breiter
als das Verstärkungsband
sind, schließt
die Eigenelastizität in
dem Riemenmaterial schnell den Schlitz 20 über dem
Band 15, wenn das Riemenstück 12 an der Rolle 116 vorbei
bewegt wird, wodurch ein Rutschen des Bandes bezüglich des Riemenstücks 12 verhindert wird.
Außerdem,
um ein Falten des Bandes 14 innerhalb des Kanals 18 zu
verhindern, ist es wichtig, dass das Band in einer straffen Anordnung
in den Kanal 18 hinein geführt wird. Jegliches Falten
des Bandes innerhalb des geformten Riemens 10 würde einen Schlupf
in dem Band innerhalb des fertigen Riemens 10 erzeugen
und erlauben, dass das äußere Materialstück 12 während der
Benutzung gespannt wird, was natürlich
unerwünscht
ist. Um einen solchen Zustand zu vermeiden, wird der Durchmesser
des Spreizabschnitts 116''' der Rolle 116, welche
auch als eine Bandzuführungsrolle
dient, etwas kleiner als der Durchmesser des Spreizabschnitts 114''' der
Rolle 114 gestaltet, wodurch die Umfangsgeschwindigkeit
des Rollenabschnitts 116''' relativ zu der des Rollenabschnitts 14''' reduziert
wird. Infolgedessen wird die Rate, mit welcher das Verstärkungsband
in den Kanal 18 in dem Riemenstück 12 hineingezogen wird,
relativ zu der Spreizung, bei welcher das Riemenstück 12 bewegt
wird, leicht reduziert, so dass dieses in einer straffen Anordnung
in den Kanal 18 hinein geführt wird. Mit dem Spreizabschnitt
der Rolle 114, die einen Durchmesser von 1,930 Inch (4,90
cm) definiert, schafft eine Reduzierung des Durchmessers des Spreizabschnitts
der Rolle 116 von etwa 0,050 Inch (0,127 cm) das gewünschte Ergebnis. Zum
Vergleich sind die Antriebsabschnitte der unteren Rollen 1,970 inch
(5,0 cm) im Durchmesser und die Radabschnitte der Rollen 114–120 jeweils
2,0 Inch (5,08 cm) im Durchmesser und haben eine gleiche Anzahl
von Radzähnen.
-
Wenn sich der nachlaufende Rand 12'' des Riemenstücks 12 den oberen
und unteren Rollen 114 und 118 nähert, nimmt
die Bedienperson den vorlaufenden Rand 12' des Riemenstücks 12 und positioniert
den vorlaufenden Rand benachbart zu dessen nachlaufenden Rand 12'', so dass der vorlaufende Rand
in die Riemenformvorrichtung 100 zwischen die Rollen 122, 114 und 118 zurückgeführt wird,
um eine geschlossene Schlinge zu bilden. Diese Position ist in 11 dargestellt. Die Bedienperson
ermöglicht
dann, dass die Antriebsrollen 118 und 120 weiterlaufen,
um die geformte Schlinge des Riemenmaterials 12 und des
Verstärkungsbandes 14 durch
die Riemenformvorrichtung 100 hindurch zu bewegen. Wenn
sich die einander benachbart angeordneten Enden 12' und 12'' des Riemenstücks 12 an dem Klebstoffzuführrohr 134 und
den oberen und unteren Rollen 116 und 120 vorbei
bewegen, wird das Verstärkungsband
kontinuierlich in den Kanal 18 eingesetzt, wodurch sich
dieses quer über
die benachbarten Enden 12' und 12'' des Riemenstücks 12 erstreckt und
sich selbst innerhalb des Kanals 18 überlappt. Wenn der vorlaufende
Rand 14' des
Verstärkungsbandes 14 in
dem Kanal 18 eine vorbestimmte Lage relativ zu der Riemenformvorrichtung 100 erreicht
(in 12 mit X bezeichnet),
welche annähernd
zwei Inch (5,08 cm) von der Düse 136 an
dem Klebstoffzuführrohr 134 ist,
wird die Bandschneidklinge 152 mittels der Steuerstange 154 betätigt, um
das Verstärkungsband
bei 170 abzutrennen, wie in 12 gezeigt
ist. Der nachlaufende Endabschnitt 172 des Verstärkungsbandes
wird in den Kanal 18 hinein gedrückt, wobei das sich erstreckende
Ende 14'' des Bandes 14 benachbart
zu dem vorlaufenden Ende 14' angeordnet
ist. Der Antriebsmotor wird dann in die Lage versetzt, den geformten
Riemen vorzurücken
(siehe 13), bis der
Riemen eine zusätzliche
volle Drehung um das Klebstoffzuführrohr 134 herum angetrieben
wurde, um das Verstärkungsband
innerhalb des Kanals 18 abzuflachen und den Kanal mit Klebstoff
zu füllen,
um das Band innerhalb des Klebstoffs über die Länge des Riemens 10 einzuschließen. Der
geformte Riemen 10 wird dann durch Schwenken der Platte 111 und
dann der von dieser getragenen Rollen 122, 118 und 120 aus
der Riemenformvorrichtung 100 in die untere Position mittels Handgriffen 119 und 123 entfernt,
wie früher
beschrieben und in 14 dargestellt
ist. Die einander benachbarten Enden 12' und 12'' des
Riemenstücks 12 werden
dann manuell leicht voneinander weg gezogen, eine geringe Menge
an Klebstoff wird auf die sich erstreckenden Enden aufgetragen,
irgendwelche Leckage von Klebstoff durch den Schlitz 21 hindurch
wird abgestreift, und die Enden 12' und 12'' werden
in der zueinander ausgerichteten zusammenpassenden Beziehung manuell
fixiert.
-
Die geformte Schlinge wird dann in
einer Klemme platziert, um die Enden 12' und 12'' an
den Klebstoffbindungen zusammenzuhalten. Eine Riemenklemme 109 ist
an der Seite an dem Riemenformgehäuse montiert und weist einen
unteren Stützblock 182 und
eine schwenkbar montierte obere Druckplatte 184 auf. Der
Block 182 weist eine darin ausgebildete Kammer 185 auf,
die dieselbe Querschnittskonfiguration wie der Riemen 10 hat.
Durch Anheben der Druckplatte 184 und Einsetzen der einander
benachbarten zusammenpassenden Enden 12' und 12'' des
geformten Riemens innerhalb der Kammer 185 in dem Stützblock
und Absenken der Platte in die verriegelte Position, wie in 14 zu sehen ist, werden
die einander benachbarten Enden des Riemens fest in zusammenpassender
Ausrichtung gehalten. Dem Riemen wird es ermöglicht, innerhalb der Klemme
für etwa
drei Minuten zu bleiben, während
der Klebstoff 25 innerhalb des Riemens aushärtet, was
die Bildung des Riemens 10 vollendet.
-
Um zu ermöglichen, dass die Bedienperson die
Plunger 138A und 138B nach der Bildung des Riemens 10 zurückzieht,
ist ein geeigneter Mechanismus zum Trennen der Zahnstange und des
Ritzels 140 vorgesehen, da der Getriebemotor 141 anderenfalls
das Zurückziehen
der Plunger verhindern würde.
Ein solcher Mechanismus ist in 18 dargestellt.
Das Ritzel 140' ist
an einer Stange 190 montiert, die mit einem zylindrischen
axialen Kanal 192 in deren verlängertem Endabschnitt und einem
Querschlitz 194 versehen ist, der sich quer über deren Ende
erstreckt. Die Getriebemotor-Antriebswelle 196 definiert
einen Abschnitt 198 mit reduziertem Durchmesser benachbart
zu deren Ende, welcher sich in den Kanal 192 in der Stange 190 hinein
erstreckt. Ein Bolzen 199 erstreckt sich quer durch den
Abschnitt mit reduziertem Durchmesser der Antriebswelle hindurch
und ist daran festgelegt. Der Bolzen 199 ragt radial durch
den Schlitz 194 hindurch und bildet daher eine Verriegelung
zwischen der Antriebswelle 196 und der Stange 190,
an welcher das Ritzel 140' festgelegt
ist. Eine Drehung der Getriebemotor-Antriebswelle wird daher durch diese
Verriegelung an die Stange 190 und das Ritzel 140' gegeben. Wenn der
Getriebemotor nicht betätigt
wird, bewirkt das Zurückziehen
der Stange 190 mittels eines Greifknaufs, dass das Ritzel
von der Zahnstange und das geschlitzte Ende der Stange 140 von
dem Bolzen 199 gezogen wird, woraufhin die Plunger leicht
zum Entfernen der Klebstoffkartusche zurückgezogen werden können.
-
Die Riemenformvorrichtung 100 könnte auch benutzt
werden, um die in den 5C und 5D dargestellte modifizierte
Riemengestaltung zu bilden, wobei sich das Verstärkungsband 14 doppelt
um das äußere Materialstück 12 herum
erstreckt. Um eine solche Konstruktion zu bewirken, ermöglicht die
Bedienperson einfach, dass die Antriebsrollen 118 und 120 die
geformte Schlinge des Riemenmaterials und des Verstärkungsbandes
eine zusätzliche
Umwicklung um die Riemenformvorrichtung herum bewegen, während das
Band und der Klebstoff weiter in den Kanal 18 hinein über das
vorläufig
verlegte Band geführt
werden, so dass eine Klebstoffschicht auf die vorläufig verlegte
Bandschicht aufgetragen wird und eine zweite Bandschicht wird auf
den Klebstoff gelegt. Der Kanal wird dann wie in der vorhergehenden Ausführungsform
mit Klebstoff gefüllt,
um die beiden Bandschichten in den Klebstoff einzuschließen, wie in 5C zu sehen ist.
-
Es wird angemerkt, dass die verschiedenen Komponenten
der Riemenformvorrichtung 100 modifiziert und eine andere
Vorrichtung zum Formen von Riemen 10 der vorliegenden Erfindung
in einer automatischen oder halbautomatischen Weise entwickelt werden
könnten.
Zum Beispiel könnten
die unteren Rollen 118, 120 und 122 in
einer modularen Anordnung lösbar
montiert werden, so dass dafür
breitere Rollen für
die Verwendung beim Formen von Riemen unterschiedlicher Breiten
von Konfigurationen, wie den breiteren Serpentin- oder Vgerippten
Riemen, ersetzt werden könnten.
Die Konfiguration des äußeren Materialstücks 312,
das bei der Bildung eines solchen Riemens verwendet wird, ist in 6 dargestellt. Das Band
(nicht gezeigt), das in den insgesamt rechteckigen Kanal 318 in
dem äußeren Riemenstück 312 einzusetzen
ist, ist gleich dem Verstärkungsband 14 in
der herkömmlichen
Lüfterriemenkonfiguration,
nur erheblich breiter. Eine oder zwei Wicklungen des Verstärkungsbandes
könnten
eingesetzt werden. Da V-gerippte Riemen im Allgemeinen größer als
die zuvor erläuterten
Riemenkonfigurationen sind und im Allgemeinen unter größerer Spannung
benutzt werden, wäre
jede durch überlappende Positionen
des Verstärkungsbandes
innerhalb des Kanals 318 in dem äußeren Riemenmaterialstück 312 erzeugte
Unausgewogenheit relativ unbedeutend. Dementsprechend könnten die
größeren V-gerippten
Riemen unter Verwendung einer einzigen Wicklung des Verstärkungsbandes
mit überlappenden
Endabschnitten geformt werden. Eine typische Bandgröße für die Verwendung
in V-gerippten Riemen würde
0,750 Inch (1,91 cm) Breite bei 0,030 inch (0,076 cm) Dicke sein
und vorzugsweise vier Längszinken
von hochfesten Fasern enthalten, im Gegensatz zu drei in dem in 5E gezeigten engeren Band 70.
Das Band ist im Kanal 318 angeordnet, welcher etwa 0,680
Inch (1,73 cm) Breite bei etwa 0,050 inch (0,127 cm) Höhe misst.
Das äußere Riemenmaterialstück ist etwa
0,840 Inch (2,13 cm) breit bei 0,336 inch (0,853 cm) Dicke. Wie
in 6 zu sehen ist, würde der
Schlitz 320 vorzugsweise aus einer Stufenkonfiguration
sein, um überlappende
Laschen 321A und 321B zu bilden, um die Extrudierung
des äußeren Materialstücks 312 zu
erleichtern.
-
Zusätzliche alternative Ausführungsformen des
Riemens 10 sind in den 3 und 7 dargestellt. 3 stellt eine Variation
der vorliegenden Erfindung dar, bei der das äußere Riemenmaterialstück 250 durch
Extrudieren mit einer Mehrzahl von längs dahindurch sich erstreckenden
Verstärkungsschnüren 252 für unübliche Anwendungen,
die einen außergewöhnliche
starken Riemen erfordern, geformt wird. Die Schnüre 252 könnten aus
Kevlar oder einem anderen starken, aber dennoch flexiblen Material
geformt sein. 3 stellt
auch eine separate Modifikation zu dem äußeren Riemenmaterialstück dar,
bei der ein Nylongewebe 256 in der unteren Fläche 258 des
Kanals 18 geformt ist. Das Gewebe 256 würde in die
Fläche 258 während des
Extrudierens des äußeren Riemenstücks 250 eingebettet
werden und würde
teilweise in den Kanal hineinragen, um Flächen innerhalb des Kanals 18 zu
schaffen, an welchen der Klebstoff 25 leichter kleben würde als
lediglich an den glatten Kanalwänden.
Es wurde jedoch herausgefunden, dass ein erfolgreiches Produkt unter
Verwendung des oben beschriebenen Doppelfaserverstärkungsbandes 14 hergestellt
werden kann, ohne das zusätzliche
Gewebe zu benötigen.
Es wird angemerkt, dass die Verwendung des Gewebes 256 und der
Verstärkungsschnüre 250,
die in 3 dargestellt
sind, separat voneinander eingesetzt werden könnten und in derselben Zeichnung
nur für
erläuternde
Zwecke dargestellt sind.
-
7 stellt
noch eine andere alternative Konfiguration des Riemens 10 dar,
bei der das äußere Materialstück aus einer
im Wesentlichen zylindrischen Konfiguration für die Herstellung von endlosen geteilten
Riemen für
nichtautomobile Anwendungen ist.