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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Riemen zur Verwendung in Förderbändern, Laufbändern und dergleichen
und insbesondere ein Flechtriemengewebe zur Verwendung in derartigen
Riemen.
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Stand der
Technik
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Endlosriemen
werden üblicherweise
durch Zusammenfügen
der entgegengesetzten Enden eines Abschnittes von Riemenmaterial
ausgebildet und in einer Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungen
eingesetzt. Eine allgemein bekannte Anwendung für derartige Endlosriemen liegt
in Geräten
zum körperlichen
Training, wie z.B. Laufbänder,
sowie in verschiedenen Materialhandhabungsanwendungen, wie z.B.
Kaufhauskassensysteme und dergleichen.
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In
einem Laufband, das zum körperlichen Training
eingesetzt wird, läuft
ein motorbetriebener Riemen über
ein flaches Laufdeck. Der typische Riemen eines Laufbandes besteht
aus einem gewebten Material, das mit einer oberen Schicht aus Polyvinylchlorid
oder dergleichen versehen ist. Da das gewebte Riemenmaterial, das
die untere Fläche
des Webriemens bildet, durch das Gewicht der Person, die das Trainingsgerät nutzt,
mit der Oberfläche
des Laufdecks in Kontakt gedrückt
wird, hat der Riemen vorzugsweise spezifische Eigenschaften, derart, dass
er einen niedrigen Reibungskoeffizienten mit dem Deck aufweist,
unter Belastung eine gleichbleibende Stabilität hat, einen minimalen Lärm erzeugt und
durch Zufügen
von Schmiermitteln zwischen der Oberfläche des Decks und dem Riemen
eine verbesserte Leistung zeigt.
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Die
Art des eingesetzten Gewebes bestimmt zu einem sehr großen Teil
bestimmte Eigenschaften des Riemens, wie z.B. den Reibungskoeffizienten, die
Fähigkeit,
Wärme abzuleiten,
die Fähigkeit, Schmiermittel
zu absorbieren, die Stabilität
und die Geräuscherzeugung.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Riemen haben üblicherweise
die leiseren Riemen einen höheren
Reibungskoeffizienten und Riemen, die aus multifilen Kettfäden (d.h. langstapelige
Fäden)
hergestellt sind, haben eher einen niedrigeren Reibungskoeffizienten
als gesponnene Kettfäden
(d.h. kurzstapelige Fäden).
Darüber hinaus
haben Laufbandriemen, die aus einem typischen Gewebe mit Leinwandbindung
hergestellt sind, bei dem multifile Kettfäden und monofile Garne im Schuss
verwendet wer den, zwar im allgemeinen einen relativ niedrigen Reibungskoeffizienten,
erzeugen aber einen relativ hohen Geräuschpegel.
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In
einem aus dem Stand der Technik bekannten typischen Gewebe mit Leinwandbindung
ist der multifile Kettfaden abwechselnd über und unter einer Reihe von
nebeneinander angeordneten monofilen Schussfäden gewebt. Bei einem aus dem
Stand der Technik bekannten Riemengewebe, das als 1 × 3 "Whipser Weave"-Kreuzköper-Gewebe
(engl.: one-by-three whisper weave-broken twill fabric) bezeichnet
wird, verläuft
ein multifiler Kettfaden über
einem monofilen Schussfaden und unter drei monofilen Schussfäden. Ein
weiteres aus dem Stand der Technik bekanntes Riemengewebe, das als
Flechtgewebe (engl.: interwoven fabric) bezeichnet wird, hat eine
Schicht aus oberen monofilen Schussfäden und eine Schicht aus unteren
monofilen Schussfäden.
Die beiden Schichten sind durch einen Leicht-Denier-Faden voneinander
getrennt, und jeder einer Vielzahl von multifilen Bindekettfäden verläuft unter
einem der unteren monofilen Schussfäden und über einem angrenzenden oberen
monofilen Schussfaden.
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Ein
Problem bei den aus dem Stand der Technik bekannten Riemen aus einem
einlagigen Gewebe in Leinwandbindung und mit "Whisper Weave" liegt darin, dass ihnen bei Verwendung
in einem Laufbandriemen oder dergleichen die gewünschte Steifigkeit fehlt, die
unter den unterschiedlichen Lasten und bei den unterschiedlichen
Geschwindigkeiten erforderlich ist. Wenn solche Materialien eingesetzt
werden, ist normalerweise ein zweilagiger Riemen erforderlich, um
die gewünschte
Steifigkeit zu erzielen. Zweilagige Riemen sind aber in ihrer Herstellung
deutlich kostspieliger als einlagige Riemen. Beispielsweise kann
die Herstellung eines zweilagigen Riemens bis hin zu fünf Durchläufe durch
eine Riemenherstellungsmaschine erfordern, nämlich einen für die innere
Schicht, einen für
die Deckschicht und drei für
die Leimschichten.
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Aus
dem Stand der Technik bekannte Flechtgewebe gelten im allgemeinen
als unerwünscht
zur Verwendung in Riemen, da Riemen, die aus derartigen Geweben
hergestellt sind, relativ geräuschvoll sind
und das Gewebe üblicherweise
mit einem Kunststoffmaterial getränkt werden muss, um zu verhindern,
dass sich die Schussfäden
an der Seite des Riemens trennen.
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Laufbandriemen
werden üblicherweise
mit einer höheren
Geschwindigkeit als übliche,
zur Materialhandhabung eingesetzte Förderbandriemen betrieben und
in folge der Laufbewegung einer Person auf dem Riemen üblicherweise
höheren
konzentrierten Belastungen ausgesetzt. Folglich müssen die Laufbandriemen
insbesondere in der Querrichtung relativ steif sein. Eine derartige
Steifigkeit wird bei den aus dem Stand der Technik bekannten Riemen im
allgemeinen dadurch erreicht, dass man einen dickeren einlagigen
Riemen herstellt oder man zweilagige Riemen verwendet.
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Einlagige
bzw. zweilagige Riemen aus dem Stand der Technik bestehen aus einer
einzigen bzw. einer doppelten Gewebeschicht und einer oberen Deckschicht
aus Gummi oder Vinyl oder dergleichen. Die Mehrheit dieser Riemen
verwendet in ihrem Schuss Monofilgarne, da ein Material dieser Ausfertigung üblicherweise
einen relativ stabilen Riemen vorsieht, der flach aufliegt, keine
Wellen wirft und gerade läuft.
Im allgemeinen sind dickere Riemen stabiler als dünnere Riemen
und zweilagige Riemen stabiler als einlagige Riemen.
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Dickere
Riemen sind jedoch üblicherweise relativ
schwer und steif in Längsrichtung,
wodurch sie für
den elektrischen Motor, der zum Antrieb des Riemens eingesetzt wird,
eine relativ höhere
Last darstellen. Die höhere
Last auf den Motor erfordert den Einsatz eines größeren kostspieligeren
Motors, der üblicherweise
mehr Strom verbraucht, was alles die Kosten der Anlage und deren
Betrieb erhöht.
Aus diesem Grunde ist ein leichter, hochflexibler Riemen mit niedriger
Reibung für
Anwendungen wie beispielsweise Laufbänder eindeutig wünschenswert.
Darüber
hinaus werden die Laufbandriemen viel größeren Geschwindigkeitsänderungen
als Standardförderriemen
ausgesetzt. Folglich muss ein Riemen zur Verwendung in einem Laufband
sowohl bei hohen Geschwindigkeiten als auch bei niedrigen Geschwindigkeiten
stabil sein.
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Um
den Stromverbrauch und die Wärmeerzeugung
zu reduzieren, ist es wünschenswert,
die Reibung zwischen dem Riemen und dem Laufdeck zu verringern.
Folglich werden Riemen mit einem niedrigeren Reibungskoeffizienten
bevorzugt. Zusätzlich
werden häufig
Schmiermittel zwischen dem Riemen und dem Laufdeck aufgebracht,
um die Reibung weiter zu verringern. Ein Schmiermittel, wie z.B. Paraffinwachs,
Teflon® oder
lösungsmittelfreies
Silikon, wird häufig
verwendet, um die Reibung zwischen dem Riemen und dem Deck zu verringern.
Damit jedoch ein Schmiermittel effizient genutzt werden kann, muss
der Riemen in der Lage sein, eine bestimmte Schmiermittelmenge aufzunehmen.
Bestimmte aus dem Stand der Technik bekannte Riemen mit Leinwandbindung
sowie Flecht riemen mit Monofilgarnen in ihrem Schuss haben die gewünschten
Eigenschaften, dass sie dazu neigen, flach zu liegen, keine Wellen
zu werfen und gerade zu laufen. Aber derartige Riemen können Schmiermittel
weder gut absorbieren noch halten.
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US-Patent
Nr. 4,071,050 von Codorniu offenbart ein aus einer Doppelschicht
gebildetes Gewebe zur Verwendung in Papierherstellungs- und Zellulosemaschinen.
Das Gewebe besteht aus zwei Schichten von Schussfäden, die übereinander
in Paaren angeordnet sind. Kettfäden
werden über
Paare aus Schussfäden
und unter weiteren Paaren aus Schussfäden gebunden, um die Wellenbildung
der Schussfäden
zu erhöhen
und so eine Markierung zu reduzieren. Die Hoch- und Tiefbindung
erfolgt jedoch nicht bei nebeneinander angeordneten Paaren. Folglich verlaufen
Kettfäden
zwangsläufig
zwischen Paaren, um ein Strecken der Kette zu erleichtern.
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Ein
Riemengewebe gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 ist aus der US-A-5 376 440 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Diese
und weitere Nachteile des Standes der Technik werden erfindungsgemäß durch
ein Riemengewebe überwunden,
das eine Doppelschicht aus monofilen Schussfäden und einer Vielzahl von
Bindekettfäden
umfasst, wobei sich jeder Bindekettfaden über dem oberen Schussfaden
eines zusammengehörigen
Paares aus Schussfäden
und unter den unteren Schussfäden
einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Paaren von Schussfäden und
dann über
den oberen Schussfaden eines Paares aus Schussfäden, usw. erstreckt.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung erstreckt sich jeder Bindekettfaden einer Vielzahl
von Bindekettfäden über ein
erstes Paar miteinander ausgerichteter Schussfäden und unter zwei nebeneinander
angeordneten Paaren von miteinander ausgerichteten Schussfäden, über ein
nächstes
Paar von miteinander ausgerichteten Schussfäden und unter zwei Paaren von
miteinander ausgerichteten Schussfäden, die angrenzend an das
nächste
Paar angeordnet sind. Dieses Muster wird wiederholt, um ein erfindungsgemäßes Riemengewebe
auszubilden.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung erstreckt sich jeder Bindekettfaden einer Vielzahl
von Bindekettfäden über ein
Paar miteinander ausgerichteter Schussfäden und unter drei Paaren von
miteinander ausgerichteten Schussfäden.
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In
einem besonderen Ausführungsbeispiel der
Erfindung sind die Schussfäden
Monofilgarne mit einem Durchmesser von 0,3 mm und die Bindekettfäden Tausend-(1000)-Denier-Fäden, und
ein Leicht-Denier-Faden erstreckt sich zwischen nebeneinander angeordneten
Fäden jedes
Paares von monofilen Schussfäden.
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Ein
Vorteil des Riemenmaterials, das gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung hergestellt ist, liegt darin, dass das erfindungsgemäße besondere
Muster aus Schuss- und Kettfäden
eine Riemenoberflächenstruktur
vorsieht, die ermöglicht,
dass ein Deckmaterial auf die obere Fläche des Riemens aufgebracht
wird, ohne dass eine Leimschicht erforderlich ist, wie dies bei
den Riemen aus dem Stand der Technik notwendig war. Demzufolge führt die
Verwendung eines Riemenmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung
zu reduzierten Herstellungskosten. Vorteilhafterweise hat das Riemenmaterial
der vorliegenden Erfindung eine höhere Dehnfestigkeit und einen
niedrigeren Reibungskoeffizienten und ist dünner und leichter als die zweilagigen
Riemen aus dem Stand der Technik, die zuvor notwendig waren, um
den gewünschten
Stabilitätsgrad
zu erreichen. Dies führt
alles zu einem niedrigeren Stromverbrauch. Darüber hinaus hat das Riemenmaterial
gemäß der vorliegenden
Erfindung verbesserte Schmiermittelabsorptions- und -rückhalteeigenschaften,
wodurch die Wartungskosten gesenkt werden. Und dies auch deshalb,
weil das Riemenmaterial gemäß der vorliegenden
Erfindung einen dünneren
Riemen vorsieht und verbesserte Wärmeleitungseigenschaften bietet.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den Figuren zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines Querschnittes durch ein Förderriemenmaterial, in dem
die Prinzipien der Erfindung umgesetzt sind,
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2 eine
vergrößerte Seitenansicht
des Riemengewebes der 1, mit einem Webmuster gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung,
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3 das
Muster eines einzelnen Bindekettfadens in dem Webmuster der 2,
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4 eine
vergrößerte Seitenansicht
eines Querschnittes durch ein Förderriemengewebe
der 1 mit einem alternativen Webmuster gemäß den Prinzipien
der Erfindung, und
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5 das
Muster eines einzelnen Bindekettfadens in dem Webmuster der 4.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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In 1 ist
ein Querschnitt durch ein Förderriemenmaterial 100 gezeigt,
das aus einer Gewebeschicht 101 und einer Deckschicht 102 besteht.
Die Deckschicht 102 kann ein standardisiertes Gummimaterial
oder plastifiziertes Polyvinylmaterial oder dergleichen sein. Ein
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Riemengewebes 100 ist
in 2 in einer vergrößerten Seitenansicht eines
Abschnittes des Riemens 100 gezeigt. Das Riemengewebe der 2 umfasst
eine obere Schicht aus monofilen Schussfäden 105 und eine untere
Schicht aus monofilen Schussfäden 106.
Die einzelnen Schussfäden der
Schicht 105 sind mit den einzelnen Schussfäden der
Schicht 106 im wesentlichen ausgerichtet, wobei eine Vielzahl
von Paaren 110 bis 119 gebildet wird. Die monofilen
Schussfäden
haben vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 0,3 mm. Die beiden Schichten
aus Schussfäden 105, 106 sind
durch einen Standard-Leicht-Denier-Faden 107 voneinander getrennt.
Eine Vielzahl von Bindekettfäden 120, 121, 122,
vorzugsweise 1000-Denier-Fäden,
sind auf die Schussfäden
gewebt, um ein Riemengewebe gemäß der vorliegenden
Erfindung auszubilden.
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Die
Gewebeschicht 101 ist in einem sich wiederholenden Webmuster
gewebt, wobei drei Bindekettfäden 120, 121 und 122 in
einem spezifischen Muster durch eine Vielzahl von nebeneinander
angeordneten Paaren gewebt sind, die aus miteinander ausgerichteten
Paaren von Schussfäden
der Schichten 105 und 106 gebildet sind. In diesem
Muster erstreckt sich der erste Bindekettfaden 120 über einem ersten
ausgerichteten Paar aus Schussfäden 110 und
unter einem zweiten und einem dritten Paar 111 bzw. 112;
der zweite Bindekettfaden 121 erstreckt sich über das
zweite Paar 111 und unter dem dritten und dem vierten Paar 112 bzw. 113;
und der dritte Bindekettfaden 122 erstreckt sich über dem
dritten Paar 122 und unter dem vierten und dem fünften Paar 113 bzw. 114.
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Das
spezifische Muster aus Kettfäden,
das in 2 gezeigt ist, ist weiter in 3 gezeigt,
in der das Muster eines einzelnen Bindekettfadens 120 gesondert
von den anderen Bindekettfäden
gezeigt ist.
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4 zeigt
ein alternatives Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Riemens 200,
bei dem das Gewebe 201 vier Bindekettfäden 220, 221, 222 und 223 umfasst,
die in zwei Schichten aus Schussfäden 206, 207 gewebt
sind. Die Schichten aus Schussfäden 206, 207 sind
durch einen Leicht-Denier-Faden 208 voneinander getrennt.
Der Bindekettfaden 220, 221, 222, 223 sind
vorzugsweise 1000-Denier-Fäden,
und die Schussfäden 206, 207 sind
vorzugsweise ungefähr
0,3 mm starke Monofilgarne.
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Das
Gewebe 201 ist in einem sich wiederholenden Webmuster gewebt,
wobei vier Bindekettfäden 220, 221, 222 und 223 in
einem spezifischen Muster durch eine Vielzahl von Paaren gewebt
sind, die aus Paaren von miteinander ausgerichteten Schussfäden der
Schichten 206, 207 gebildet sind. In diesem Muster
erstreckt sich der erste Bindekettfaden 220 über einem
ersten ausgerichteten Paar aus Schussfäden 210 und unter
dem zweiten, dritten und vierten Paar 211, 212 bzw. 213;
der zweite Kettfaden 221 erstreckt sich über dem
zweiten Paar aus Schussfäden 211 und
unter dem dritten, vierten und fünften
Paar 212, 213 bzw. 214; der dritte Kettfaden 222 erstreckt
sich über
dem dritten Paar aus Schussfäden 212 und
unter dem vierten, fünften
und sechsten Paar 213, 214 bzw. 215;
und der vierte Kettfaden 223 erstreckt sich über dem
vierten Paar aus Schussfäden 213 und
unter dem fünften,
sechsten und siebten Paar 214, 215 bzw. 216.
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Das
spezifische Muster der Bindefäden
der 4 ist weiter in 5 gezeigt,
in der das Muster eines einzelnen Bindekettfadens, der Faden 221,
gesondert von den anderen Bindekettfäden gezeigt ist.
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Ein
erfindungsgemäßes Riemengewebe wird
vorzugsweise durch Zuführen
des gewebten Riemengewebes, z.B. 100, 200, von
einer Rolle mit Gewebe in eine allgemein bekannte Riemenbeschichtungsvorrichtung
hergestellt. Eine solche Vorrichtung umfasst üblicherweise einen Zuführmechanismus,
der den Riemen zwischen einer Walze und einer Rakel führt. Ein
Flüssig-PVC,
wie z.B. ein allgemein bekanntes Produkt, das im Handel als "Plastisol" bezeichnet wird,
wird standardmäßig aufgebracht.
Das Riemenmaterial mit dem frisch aufgebrachten Überzug wird dann einem Ofen
zugeführt und
durch Infrarotlampen oder dergleichen erwärmt, um das aufgebrachte PVC
zu schmelzen. Nachdem das Riemenmaterial mit dem aufgebrachten PVC den
Ofen durchlaufen hat, wird es zwischen einer Walze und einer Kühltrommel
durchgeführt,
während der
Riemen gekühlt
wird. Dies führt
dazu, dass das PVC in die Hohlräume
in dem Webmaterial gedrückt wird.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Riemengewebes liegt darin,
dass es Hohlräume
beträchtlicher
Größe hat,
die für
ein korrektes Haften der PVC-Schicht auf dem Gewebe sorgen. Demzufolge
ist eine Leimschicht, die bei Riemen aus dem Stand der Technik notwendig
war, nicht erforderlich. Das Aufbringen einer derartigen Leimschicht
erfordert, dass das Riemenmaterial durch einen Mechanismus zur Leimauftragung
geführt
wird, ähnlich
dem Mechanismus zur PVC-Auftragung. Demgemäß ist ein gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellter Riemen wesentlich kostengünstiger
in seiner Herstellung.