WO2009109434A1 - Elastischer artikel, insbesondere antriebsriemen, mit einer folienschutzschicht und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Elastischer artikel, insbesondere antriebsriemen, mit einer folienschutzschicht und verfahren zu seiner herstellung Download PDF

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WO2009109434A1
WO2009109434A1 PCT/EP2009/051126 EP2009051126W WO2009109434A1 WO 2009109434 A1 WO2009109434 A1 WO 2009109434A1 EP 2009051126 W EP2009051126 W EP 2009051126W WO 2009109434 A1 WO2009109434 A1 WO 2009109434A1
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WO
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film
protective film
article
protective
resistant
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/051126
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Borvitz
Michael Well
Axel Unruh
Wolfram Herrmann
Jens-Peter Schemeit
Tim Fiss
Original Assignee
Contitech Antriebssysteme Gmbh
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G5/00—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/20—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section with a contact surface of special shape, e.g. toothed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G1/00—Driving-belts
    • F16G1/28—Driving-belts with a contact surface of special shape, e.g. toothed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/104—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing characterised by structure

Definitions

  • Elastic article in particular drive belt, with a film protective layer and method for its production
  • the invention relates to an article having an elastic body made of a polymeric material and having a surface area exposed to abrasion forces and / or heat and / or liquids (eg oils) and / or gases (eg ozone) which may damage the article. wherein the surface area to be protected is provided with a protective layer.
  • Drive belts which are usually provided with an embedded strength member with longitudinally extending parallel tension members (tension cords), occur in various embodiments, namely as a flat belt, V-belt, V-ribbed belt and toothed belt, each having a base with a power transmission zone and a cover layer as the belt back exhibit.
  • the main difference lies in the construction of the power transmission zone, due to different surface geometries, for example by a tooth-shaped profiling of timing belts.
  • the power transmission zone which is exposed to abrasion forces, particularly susceptible to wear.
  • Plastics made of UHMwPE and textile coverings have been used as the abrasion-resistant material for the power transmission zone, with textile coatings, which have been documented in numerous publications, hitherto forming a particular developmental focus. Also, the back of the belt is often equipped with a back fabric.
  • the document WO 2005/080821 A1 introduces a toothed belt which, in the region of its toothed force transmission zone, is provided with a textile support (tooth support), in particular in the form of a fabric.
  • a textile support in particular in the form of a fabric.
  • the textile cover is impregnated with a fluorine-containing plastic, and that at a high degree of filling of this plastic, at the same time a polymer coating (sealing) takes place.
  • Conveyor belts occur as steel cord conveyor belts, textile conveyor belts or aramid conveyor belts. They comprise two cover plates, namely a support side and running side cover plate, wherein hereinafter Simplified from the support side and the running side is spoken. Both sides are exposed to wear, on the load side by the conveying material and on the side by the drive drum, reversing drum, carrying rollers and pulleys. Also contact with oils can occur on both sides. In the case of the carrying side, it may be added, in particular, that material-damaging chemicals may be contained in the conveying material.
  • Friction layers based on rubber for example based on NBR (DE 40 39 584 A1), have hitherto been developed.
  • NBR NBR
  • the monitoring of the surfaces of the support side and / or running side has emerged in the recent past, for example by means of opto-electronic systems (camera surveillance), reference being made, for example, to EP 1 660 393 B1.
  • Tubular bodies include the product group conveying hoses of all kinds, air bellows (cross-layer bellows, axial bellows) and compensators in various designs.
  • the design concept is the same everywhere, namely comprising one
  • Outer layer (sheath), an inner layer (soul) and in particular an embedded single or multi-layer reinforcement.
  • intermediate layers may still be present, for example between two reinforcement layers.
  • Patent EP 1 024 942 B1 discloses a large hose, in particular a float hose with buoyant body.
  • the materials used are polyurethane elastomers for the hose and foams (eg polyurethane) for the buoyant body. These materials have the advantage that they are lightweight.
  • a disadvantage is their susceptibility to wear and low oil and
  • buoyancy body In floating hoses for off-shore systems, it is therefore necessary that in particular the buoyancy body is provided with a protective outer skin. In most cases, an elastomeric material with an embedded strength element is used.
  • a special form of tubular bodies form bellows.
  • An air spring bellows on the one hand with an air spring cover (support plate or pressure vessel) and on the other hand connected to an air spring piston (rolling piston).
  • An air spring bellows comprises a static region and a dynamic region, wherein in particular the dynamic range is particularly susceptible to wear due to the formation of a rolled fold in the course of deflection.
  • the use of fabric reinforcements within the surface of an air spring bellows has not been successful so far. Instead, external guides and protective sleeves are used here as protective components of an air spring system (EP 1 064 474 B1, EP 1 131 217 B1).
  • Seals in particular in the form of sealing profiles (extrudates, molded articles) comprise an anchoring surface and a sealing surface.
  • the anchoring surface in turn comprises a sealing base, which is seated in a receiving groove, or at least one anchoring foot, which is firmly integrated in the context of the casing in the concrete.
  • the seals usually have no embedded reinforcement.
  • the object of the invention is therefore to provide for drive belts, conveyor belts, tubular body and seals even under extreme conditions a durable surface protection at least for the particularly loaded article surfaces, namely a common protective layer conception.
  • a drive belt having the structure according to the preamble of claim 1, characterized in that at least the protective layer of the power transmission zone comprises a protective film consisting of an abrasion-resistant and heat-resistant and resistant to liquids and gases polymeric material, wherein the protective film with the main body durable bond forms.
  • the protective film covers in particular the entire surface area of the power transmission zone of the drive belt.
  • the belt back can also be full-surface or partially with a
  • Protective layer and be provided in the form of a fabric or in particular a protective film.
  • the protective film for the belt back consists of the same material as the protective film for the power transmission zone. Again, the protective layer preferably covers the entire surface area of the belt back.
  • the object is achieved in a conveyor belt having the structure according to the preamble of claim 2, characterized in that the protective layer of the support side and the running side also comprises a protective film consisting of an abrasion-resistant and heat-resistant and resistant to liquids and gases polymeric material, wherein the protective film with the base body forms a durable bond.
  • the protective film detects at least the surface center region of the support side, in particular the entire surface region of the support side of the conveyor belt. At the running side of the conveyor belt, the protective film captures at least its two surface edge areas. Advantageously, the entire surface area is also provided with the protective film on the running side.
  • a tubular body having the structure according to the preamble of claim 3, characterized in that at least the protective layer of the outer layer also comprises a protective film, which consists of an abrasion-resistant and heat-resistant and resistant to liquids and gases polymeric material, wherein the protective film with the Body forms a durable bond.
  • the tubular article may be a delivery hose, air bellows or a compensator.
  • the protective film comes especially at a
  • the air bag includes a static and dynamic range, which forms a roll fold in the deflection within the dynamic range.
  • Outer layer (eg nozzle area of an aggregate) equipped with the protective film.
  • the entire surface area of the outer layer is provided with the protective film here as well.
  • the protective film is used either only within the dynamic range or, preferably, the entire surface area of the air spring bellows is provided with the protective film.
  • the object is finally achieved in a seal with the structure according to the preamble of claim 4, characterized in that at least the protective layer of the sealing surface also comprises a protective film consisting of an abrasion-resistant and heat-resistant and resistant to liquids and gases polymeric material, wherein the protective film with the Body forms a durable bond.
  • the seal may be a sealing ring, in particular for socket pipes, or a sealing frame, in particular for tunnel structures and containers.
  • the protective film covers in particular the entire sealing surface.
  • the elastic body In the article group of the drive belt, conveyor belts and the tubular body, the elastic body usually an embedded strength carrier (fabric, pull cords) on. In the case of seals, on the other hand, no strength carrier is usually used. In some applications, it may be useful to provide the elastic body with at least one embedded thin reinforcing thread to prevent length expansion.
  • an embedded strength carrier fabric, pull cords
  • the protective film can be used with the material properties mentioned here.
  • the protective film consists of a plastic that is free of rubber polymers, so for example, no vulcanized NBR Fo lie or other vulcanized rubber film. Such rubber films do not meet the high requirements of an effective surface protection.
  • a fluorine-containing material is used here Plastic, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF) or polychlorotrifluoroethylene (CTFE). Of particular note here is the PTFE.
  • a polyetheretherketone (PEEK) is also of interest.
  • the protective film can act as a single film or in combination with at least one further film.
  • the single film here has the meaning of a unitary film, which consists exclusively of the abrasion-resistant and heat-resistant and resistant to liquids and gases polymeric material (such as PTFE).
  • polymeric material such as PTFE
  • the protective film forms the outer film.
  • a film composite the following two variants are used in particular:
  • the protective film forms a two-film composite with an adhesive film, wherein the
  • Adhesive film is directed towards the base body.
  • the adhesive film does not have to have the required for the protective film combinational property image.
  • a film of polyamide (PA), polyethylene (PE) or of a polymer based on ethylene-vinyl alcohol (EVOH), combined with an adhesion-friendly preparation is sufficient here.
  • PA polyamide
  • PE polyethylene
  • EVOH ethylene-vinyl alcohol
  • the adhesive film contributes to this within the composite film in addition to a gain.
  • the protective film forms a three-film composite with an adhesive film and a reinforcing film arranged between the protective film and the adhesive film, the adhesive film being directed toward the main body.
  • the adhesive film is applied to the in
  • the reinforcing film also need not have the required for the protective film combinational property image here.
  • the gain function is here in the foreground.
  • reinforcing film materials for example, polyamide (PA), polyester (PES) or aramid are suitable.
  • PA polyamide
  • PET polyester
  • aramid polyetheretherketone
  • PEEK polyetheretherketone
  • a film composite of the abovementioned type which can be produced, for example, by coextrusion, forms an overall protective layer with functionally separated layer units, wherein the protective film as outer film has a primary protective function.
  • the protective film therefore has an essential meaning in the sense of the aforementioned task.
  • the protective film has a thickness of 0.01 mm to 2 mm, in particular 0.05 mm to 1 mm, in particular again 0.1 mm to 0.6 mm.
  • the same range of strengths also applies to the adhesive film and the reinforcing film. It is usually sufficient if the total thickness of the film composite moves between 0.1 mm to 2 mm, in particular between 0.1 mm and 0.6 mm.
  • a three-film composite may have a total thickness of 0.3 mm for each film layer at a thickness of 0.1 mm.
  • the protective film acts as a single film, then it is surface-activated at least on its contact side towards the main body.
  • the surface activation is carried out in particular by etching or thawing, again the etching is of particular importance.
  • the surface modification or surface treatment by etching is carried out by known chemical or physical methods, for example by means of flame treatment, corona discharge, sputtering, plasma treatment, sodium ammonia process or sodium naphthalene process.
  • a fluorine-containing plastic e.g., PTFE
  • the etching techniques herein provide removal of fluorine atoms from the surface of the fluoroplastic. In this way, a particularly durable adhesive bond with the elastic body is achieved in the vulcanization.
  • the protective film as a single film and the film composite have a deep drawability and / or a self-elongation of not more than 10%.
  • the surface area to be protected, where the protective film acts as a single film or in a film composite, is free of a fabric.
  • the film coating of the article thus replaces the fabric, which will now be explained using the example of the drive belt using the following two variants:
  • the drive belt is equipped with a back fabric.
  • the power transmission zone is free of a tissue support.
  • the drive belt is also equipped with the protective film as a single film or as a film composite.
  • the cover layer of the elastic main body undergoes an immediate film coating.
  • the protective film forms as a single film or in the film composite without further coating the immediate article surface, so the outer skin.
  • the main body comprises an elastomeric material based on a vulcanized rubber mixture containing at least one rubber component as well as mixing ingredients.
  • the rubber component is an ethylene-propylene copolymer (EPM), an ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM), nitrile rubber (NBR), (partially) hydrogenated nitrile rubber (HNBR), fluorinated rubber (FPM), chloroprene rubber ( CR), natural rubber (NR), styrene-butadiene rubber (SBR), silicone rubber (MVQ) or another type of rubber compatible with the protective film or film composite, optionally with the use of a blend, in particular with one of the aforementioned rubber types.
  • EPM ethylene-propylene copolymer
  • EPDM ethylene-propylene-diene copolymer
  • NBR nitrile rubber
  • HNBR hydrogenated nitrile rubber
  • FPM fluorinated rubber
  • CR chloroprene rubber
  • the compounding ingredients comprise at least one crosslinker or crosslinker system (crosslinker and accelerator).
  • Other mixing ingredients are usually still a filler (eg carbon black and / or silica) and / or a processing aid and / or a plasticizer and / or an aging inhibitor and optionally further additives (eg fibers, color pigments).
  • a filler eg carbon black and / or silica
  • the object of the invention is also to provide a method for producing an article with an elastic body and with a
  • the method is characterized by at least the following method steps:
  • a polymeric material resistant to abrasion and heat and resistant to liquids and gases is pressed or extruded into a protective film forming the protective layer;
  • the protective film is surface-activated as a single sheet at least on its contact side to the base body:
  • the method is characterized by at least the following method steps:
  • a polymeric material resistant to abrasion and heat and resistant to liquids and gases is pressed or extruded into a protective film
  • the protective film is assembled with at least one other film to form a film composite as a common protective layer, wherein the protective film forms the outer film with primary protection function;
  • the film composite is surface-activated at least on its contact side to the main body out;
  • the film composite with the body forms a durable bond.
  • the protective film is used as a single film and according to the second process variant as part of a film composite.
  • the film composite is formed in particular as a two-film composite, consisting of the protective film and an additional adhesive film, or as a three-film composite, consisting here of the protective film and an additional reinforcing film and adhesive film.
  • the following options are particularly suitable:
  • the first and second process steps form a process engineering unit.
  • the surface activation of the protective film according to the first process variant and of the film composite according to the second process variant is carried out by etching or roughening.
  • the first and second variant of the method is used in particular in the production of a drive belt, conveyor belt, tubular body or a seal. These two process variants are embedded in the
  • Molds used in the manufacture of molded articles e.g., timing belts, non-extrudable gaskets
  • Extrusion heads in the production of extrudates and co-extrudates e.g., tubing and string-like seals
  • the advantage of using a protective film as a single film or in the film composite is that it is easily processable for the applications mentioned here, among other calendering is in the production of conveyor belts.
  • the object of the invention is finally to provide a method for producing a drive belt, in particular a toothed belt, with an elastic body made of polymeric material having an embedded strength member in the form of at least one tension cord, wherein the body has a base with a power transmission zone with a predetermined Surface geometry, in particular with a tooth-shaped profiling, and a cover layer as a belt back, again at least the power transmission zone is to be provided in particular over the entire surface with a permanent protective layer, using a first mold part forming the power transmission zone, and a second mold part forming the belt back in a simple as well as inexpensive process technology.
  • a protective film comprising the protective layer of an abrasion-resistant and heat-resistant and resistant to liquids and gases polymeric material is applied as a single film or in combination with at least one other film after cutting to the first mold part and fixed to the edges of its shape;
  • the tensile strand is wound in such a way that a positional shift of the fixed protective film as a single film or in the film composite is omitted;
  • the protective film as a single film or the film composite with the body forms a durable bond.
  • the application of the protective film as a single film or of the film composite to the first mold part is expediently carried out according to the following process steps:
  • the protective film as a single film or the film composite is cut to any overlap
  • the protective film is wound as a single film or the film composite on the first mold part and fixed to the edges of its shape, for example by means of an adhesive tape;
  • a trimming for example, wallpapering cut
  • the protective film as a single film or the film composite, to form an exact film shot.
  • the belt back is provided with a protective layer in the form of a woven fabric or a protective film, as used in the power transmission zone, the following two variants of the method are advantageous:
  • a fabric or a protective film is applied, wherein the protective film consists in particular of an abrasion-resistant and heat-resistant and to liquids and gases polymeric material and is used as a single film or in combination with at least one other film, wherein the fabric or Alternatively, the protective film in the completion of the drive belt in particular full-surface packaging each forms a permanent bond with the belt back.
  • the protective film consists in particular of an abrasion-resistant and heat-resistant and to liquids and gases polymeric material and is used as a single film or in combination with at least one other film, wherein the fabric or Alternatively, the protective film in the completion of the drive belt in particular full-surface packaging each forms a permanent bond with the belt back.
  • a fabric or a protective film is applied, wherein the protective film consists in particular of an abrasion-resistant and heat-resistant and resistant to liquids and gases polymeric material and thereby as a single film or in combination with at least one further film for
  • the protective film as a single film or the film composite is surface-activated at least on its contact side towards the main body, in particular by etching or building.
  • a vulcanizable rubber mixture based on EPM, EPDM, HNBR or FPM is used, in each case in a waste-free design.
  • mixture ingredients reference is also made here to the article-related description section.
  • the first and / or second mold part is preferably provided with a release agent.
  • the winding of the tension cord is carried out in particular at 40 to 400 m / min, in particular again at 150 to 400 m / min.
  • Figure 1 is a three-dimensional view of a toothed belt with a top view of the power transmission zone with protective layer.
  • Fig. 2 shows a longitudinal section through a toothed belt with a protective layer for the power transmission zone and for the belt back, with different protective layer variants are presented.
  • Fig. 1 shows a drive belt 1 in the form of a toothed belt with a cover layer 2 as a belt back, with several embedded and parallel tensile strands 3 as strength carrier and with a substructure 4.
  • the cover layer and the substructure form as a whole the elastic body, which consists of a polymeric material, in particular in the form of a vulcanized rubber mixture.
  • the rubber component used is usually EPM, EPDM, FINBR or FPM.
  • Pull cords are made of steel, polyamide, aramid, polyester, glass fibers or carbon fibers.
  • the base 4 is provided with a tooth-shaped profiling comprising teeth 5 and tooth webs 6, and forms the power transmission zone 7, which is particularly susceptible to wear by abrasion, heat and the influx of oils.
  • a Gewebeaufiage 8 as abrasion protection.
  • This Gewebeaufiage is impregnated according to the teaching of document WO 2005/080821 Al additionally with a fluorine-containing plastic, namely at a high degree of filling of this plastic, at the same time a polymer coating (seal) as an additional oil-resistant protective layer 9 is formed.
  • the two sub-layers 8 and 9 with different functions occur here as a common protective layer.
  • the protective layer 9 is now a protective film of an abrasion-resistant and heat-resistant polymeric material which is resistant to gases (for example ozone) and liquids (for example oils), which then preferably replaces the fabric layer 8.
  • gases for example ozone
  • liquids for example oils
  • the drive belt 10 again in the form of a toothed belt, comprises a cover layer 11 as a belt back, tension cords 12 and a base 13 with a tooth-shaped power transmission zone 14.
  • the power transmission zone as well as the belt back is provided with a protective layer 15 and 16, wherein the protective layer 15 for the power transmission zone is essential.
  • Adhesive film PA film (surface-activated) Thickness: 0.1 mm each
  • the protective layer 16 may be a back fabric in a classical manner.
  • the protective layer may be a fabric-free film coating, taking the above-mentioned embodiments for the protective layer 15.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Artikel mit einem elastischen Grundkörper aus einem polymeren Werkstoff sowie mit einem Oberflächenbereich, der Abriebskräften und/oder Hitze und/oder Flüssigkeiten (z.B. Öle) und/oder Gasen (z.B. Ozon) ausgesetzt ist, die den Artikel, umfassend Antriebsriemen (1), Fördergurte, schlauchförmige Körper und Dichtungen, beschädigen können, wobei der zu schützende Oberflächenbereich mit einer Schutzschicht (9) versehen ist. Die Schutzschicht (9) umfasst dabei eine Schutzfolie, die aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff besteht, wobei die Schutzfolie mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet. Die Schutzfolie besteht dabei insbesondere aus einem fluorhaltigen Kunststoff, insbesondere wiederum in Form einer PTFE-Folie. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Artikels mit Folienbeschichtung beschrieben. Die Ausstattung eines Antriebsriemens (1), insbesondere eines Zahnriemens, mit einer Folienschutzschicht (9) im Bereich der Kraftübertragungszone (7) wird als besonderer Anwendungsfall vorgestellt.

Description

Beschreibung
Elastischer Artikel, insbesondere Antriebsriemen, mit einer Folienschutzschicht und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Artikel mit einem elastischen Grundkörper aus einem polymeren Werkstoff sowie mit einem Oberflächenbereich, der Abriebskräften und/oder Hitze und/oder Flüssigkeiten (z.B. Öle) und/oder Gasen (z.B. Ozon), die den Artikel beschädigen können, ausgesetzt ist, wobei der zu schützende Oberflächenbereich mit einer Schutzschicht versehen ist.
Hiervon besonders betroffen sind Antriebsriemen, Fördergurte, schlauchförmige Körper und Dichtungen, deren diesbezüglicher Stand der Technik um die bisherige Schutzschichtkonzeption nun näher vorgestellt wird.
Antriebsriemen
Antriebsriemen, die zumeist mit einem eingebetteten Festigkeitsträger mit in Längsrichtung verlaufenden parallel angeordneten Zugträgern (Zugstränge) versehen sind, kommen in verschiedenen Ausführungsformen vor, und zwar als Flachriemen, Keilriemen, Keilrippenriemen und Zahnriemen, die jeweils einen Unterbau mit einer Kraftübertragungszone und eine Decklage als Riemenrücken aufweisen. Der wesentliche Unterschied liegt dabei in der Konstruktion der Kraftübertragungszone, bedingt durch unterschiedliche Oberflächengeometrien, beispielsweise durch eine zahnförmige Profilierung bei Zahnriemen. Dabei ist die Kraftübertragungszone, die Abriebskräften ausgesetzt ist, besonders verschleißanfällig. Die Entwicklung abriebfester Antriebsriemen hatte daher in der Vergangenheit bzw. noch heute eine besondere Bedeutung, wobei diesbezüglich beispielsweise auf folgende Dokumente verwiesen wird: DE 2 359 575 Al EP 0 662 571 Bl WO 02/084144 Al WO 2005/080821 Al WO 2006/06669 Al US 3 964 328 US 3 981 206
Als abriebfestes Material für die Kraftübertragungszone kamen insbesondere Kunststoffe aus UHMwPE sowie Textilauflagen (z.B. Gewebe) zum Einsatz, wobei bislang Textilauflagen, dokumentiert in zahlreichen Publikationen, einen besonderen Entwicklungsschwerpunkt bilden. Auch der Riemenrücken wird häufig mit einem Rückengewebe ausgestattet.
Die Entwicklung abriebfester wie auch zusätzlich ölbeständiger Antriebsriemen nimmt heute einen besonders breiten Raum ein, wobei folgende Entwicklung nun etwas näher vorgestellt wird.
In dem Dokument WO 2005/080821 Al wird ein Zahnriemen vorgestellt, der im Bereich seiner gezahnten Kraftübertragungszone mit einer Textilauflage (Zahnauflage), insbesondere in Form eines Gewebes, versehen ist. Um einen derartigen Zahnriemen auch ölbeständig zu machen, ist die Textilauflage mit einem fluorhaltigen Kunststoff getränkt, und zwar bei einem hohen Füllungsgrad dieses Kunststoffes, wobei gleichzeitig eine Polymerbeschichtung (Versiegelung) erfolgt.
Fördergurte
Fördergurte kommen je nach der Art des eingebetteten Festigkeitsträgers bzw. Zugträgers als Stahlseilfördergurte, Textilfördergurte oder Aramidfördergurte vor. Sie umfassen dabei zwei Deckplatten, nämlich eine tragseitige und laufseitige Deckpatte, wobei im Folgenden vereinfacht von Tragseite und Laufseite gesprochen wird. Beide Seiten sind einem Verschleiß ausgesetzt, und zwar tragseitig durch das Fördermaterial sowie laufseitig durch die Antriebstrommel, Umkehrtrommel, Tragrollen und Umlenkrollen. Auch der Kontakt mit Ölen kann bei beiden Seiten auftreten. Bei der Tragseite kann insbesondere noch hinzukommen, dass werkstoffschädigende Chemikalien im Fördermaterial enthalten sein können.
Die Bereitstellung abriebfester und gegenüber Ölen und Chemikalien beständiger Tragseiten und Laufseiten von Fördergurten ist noch heute eine Herausforderung. Entwickelt wurden bislang Reibschichten auf Kautschukbasis, beispielsweise auf NBR- Basis (DE 40 39 584 Al). Als Entwicklungsschwerpunkt hat sich in der jüngeren Vergangenheit allerdings die Überwachung der Oberflächen der Tragseite und/oder Laufseite herausgebildet, beispielsweise mittels opto-elektronischer Systeme (Kameraüberwachung), wobei beispielsweise auf die EP 1 660 393 Bl verwiesen wird.
Schlauchförmige Körper
Schlauchförmige Körper umfassen die Produktgruppe Förderschläuche aller Art, Luftfederbälge (Kreuzlagenbälge, Axialbälge) und Kompensatoren in verschiedenen Ausführungen. Das Aufbaukonzept ist dabei überall gleich, nämlich umfassend eine
Außenschicht (Mantel), eine Innenschicht (Seele) sowie insbesondere einen eingebetteten ein- oder mehrlagigen Festigkeitsträger. Zusätzlich können noch Zwischenschichten, beispielsweise zwischen zwei Festigkeitsträgerlagen, vorhanden sein.
In der Patentschrift DE 39 41 617 C2 wird ein Schlauch, insbesondere
Kraftfahrzeugschlauch, aus EPDM beschrieben, dessen Außenschicht mit einer Schutzschicht aus ölbeständigem Werkstoff versehen ist. Die Schutzschicht besteht dabei aus Epichlorhydrin (ECO), chloriertem Polyethylen (CM) oder chlorsulfoniertem Polyethylen (CSM) und ist aufextrudiert oder aufgedüst. In der Patentschrift EP 1 024 942 B 1 wird ein Großschlauch, insbesondere ein Schwimmschlauch mit Auftriebskörper, vorgestellt. Als Werkstoffe werden dabei für den Schlauch Polyurethanelastomere sowie für den Auftriebskörper Schaumstoffe (z.B. aus Polyurethan) eingesetzt. Diese Werkstoffe haben den Vorteil, dass sie leicht sind. Nachteilig ist jedoch ihre Verschleißanfälligkeit sowie geringe Öl- und
Chemikalienbeständigkeit. Bei Schwimmschläuchen für Off-Shore-Anlagen ist es daher erforderlich, dass insbesondere der Auftriebskörper mit einer schützenden Außenhaut versehen wird. Eingesetzt wird dabei zumeist ein elastomerer Werkstoff mit einem eingebetteten Festigkeitsträger.
Eine besondere Form von schlauchförmigen Körpern bilden Luftfederbälge. Ein Luftfederbalg ist dabei einerseits mit einem Luftfederdeckel (Tragplatte oder Druckbehälter) und andererseits mit einem Luftfederkolben (Abrollkolben) verbunden. Ein Luftfederbalg umfasst dabei einen statischen Bereich sowie einen dynamischen Bereich, wobei insbesondere der dynamische Bereich durch Ausbildung einer Rollfalte im Rahmen der Einfederung besonders verschleißanfällig ist. Der Einsatz von Gewebeverstärkungen innerhalb der Oberfläche eines Luftfederbalges hat sich bislang nicht durchsetzen können. Stattdessen kommen hier Außenführungen und Schutzmanschetten als schützende Bauteile eines Luftfedersystems zur Anwendung (EP 1 064 474 Bl, EP 1 131 217 Bl).
Dichtungen
Dichtungen, insbesondere in Form von Dichtprofilen (Extrudate, Formartikel) umfassen eine Verankerungsfläche und eine Dichtfläche. Die Verankerungsfläche wiederum umfasst einen Dichtungsunterbau, der in einer Aufnahmenut einsitzt, oder wenigstens einen Verankerungsfuß, der im Rahmen der Verschalung fest im Beton integriert wird. Die Dichtungen weisen dabei zumeist keinen eingebetteten Festigkeitsträger auf.
Dichtungen, insbesondere im Tiefbau wie auch Tunnelbau, sind Gleitkräften wie auch Kompressionskräften ausgesetzt und somit verschleißanfällig. Auch der Kontakt mit verschmutztem Wasser, Ölen, Chemikalien und Gasen ist häufig unvermeidbar. Hier hat sich bislang bei strangförmigen Dichtungen eine Entwicklungsrichtung in Form von Co- Extrudaten manifestiert, die elastische und schützende Werkstoffe miteinander kombinieren (EP 1 571 386 A2).
Wie dieser Gesamtstand der Technik dokumentiert, werden für die Artikelgruppe der Antriebsriemen, Fördergurte, schlauchförmige Körper und Dichtungen bei gleicher Aufgabenstellung nach einem wirksamen Oberflächenschutz verschiedene Lösungen angeboten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, für Antriebsriemen, Fördergurte, schlauchförmige Körper und Dichtungen auch unter extremen Belastungen einen dauerwirksamen Oberflächenschutz zumindest für die besonders belasteten Artikeloberflächen bereit zu stellen, und zwar bei einer gemeinsamen Schutzschichtgrundkonzeption.
Die Aufgabe wird bei einem Antriebsriemen mit dem Aufbau gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass wenigstens die Schutzschicht der Kraftübertragungszone eine Schutzfolie umfasst, die aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff besteht, wobei die Schutzfolie mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet.
Die Schutzfolie erfasst dabei insbesondere den gesamten Oberflächenbereich der Kraftübertragungszone des Antriebsriemens.
Auch der Riemenrücken kann zusätzlich ganzflächig oder teilweise mit einer
Schutzschicht, und zwar in Form eines Gewebes oder insbesondere einer Schutzfolie versehen sein. Die Schutzfolie für den Riemenrücken besteht dabei aus dem gleichen Werkstoff wie die Schutzfolie für die Kraftübertragungszone. Auch hier erfasst die Schutzschicht vorzugsweise den gesamten Oberflächenbereich des Riemenrückens. Die Aufgabe wird bei einem Fördergurt mit dem Aufbau gemäß Oberbegriff des Anspruchs 2 dadurch gelöst, dass die Schutzschicht der Tragseite und der Laufseite ebenfalls eine Schutzfolie umfasst, die aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff besteht, wobei die Schutzfolie mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet.
Die Schutzfolie erfasst dabei wenigstens den Oberflächenmittenbereich der Tragseite, insbesondere den gesamten Oberflächenbereich der Tragseite des Fördergurtes. Bei der Laufseite des Fördergurtes erfasst die Schutzfolie wenigstens deren beiden Oberflächenrandbereiche. Vorteilhafterweise ist auch bei der Laufseite der gesamte Oberflächenbereich mit der Schutzfolie ausgestattet.
Die Aufgabe wird bei einem schlauchförmigen Körper mit dem Aufbau gemäß Oberbegriff des Anspruchs 3 dadurch gelöst, dass wenigstens die Schutzschicht der Außenschicht ebenfalls eine Schutzfolie umfasst, die aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff besteht, wobei die Schutzfolie mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet.
Der schlauchförmige Artikel kann ein Förderschlauch, Luftfederbalg oder ein Kompensator sein. Die Schutzfolie kommt dabei insbesondere bei einem
Kraftfahrzeugschlauch, Schwimmschlauch und bei einem Luftfederbalg zum Einsatz. Der Luftfederbalg umfasst dabei einen statischen und dynamischen Bereich, wobei sich bei der Einfederung innerhalb des dynamischen Bereiches eine Rollfalte ausbildet.
Bei einem Förderschlauch wird wenigstens der Oberflächenanschlussbereich der
Außenschicht (z.B. Stutzenbereich eines Aggregates) mit der Schutzfolie ausgestattet. Vorzugsweise wird auch hier der gesamte Oberflächenbereich der Außenschicht mit der Schutzfolie versehen. Bei einem Luftfederbalg kommt die Schutzfolie entweder nur innerhalb des dynamischen Bereiches zum Einsatz oder vorzugsweise wird der gesamte Oberflächenbereich des Luftfederbalges mit der Schutzfolie versehen.
Die Aufgabe wird schließlich bei einer Dichtung mit dem Aufbau gemäß Oberbegriff des Anspruchs 4 dadurch gelöst, dass wenigstens die Schutzschicht der Dichtfläche ebenfalls eine Schutzfolie umfasst, die aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff besteht, wobei die Schutzfolie mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet.
Die Dichtung kann dabei ein Dichtring, insbesondere für Muffenrohre, oder ein Dichtrahmen, insbesondere für Tunnelbauwerke und Container, sein. Die Schutzfolie erfasst dabei insbesondere die gesamte Dichtfläche.
Bei der Artikelgruppe der Antriebsriemen, Fördergurte und der schlauchförmigen Körper weist der elastische Grundkörper zumeist einen eingebetteten Festigkeitsträger (Gewebe, Zugstränge) auf. Bei den Dichtungen wird dagegen zumeist kein Festigkeitsträger verwendet. In einigen Anwendungsfällen kann es sinnvoll sein, den elastischen Grundkörper mit wenigstens einem eingebetteten dünnen Verstärkungsfaden zu versehen, um Längenausdehnungen zu verhindern.
Unabhängig von der Gestalt des elastischen Grundkörpers ist die Schutzfolie mit den hier genannten Werkstoffeigenschaften einsetzbar.
Im Folgenden wird nun näher auf die vorteilhaften Werkstoffmodifikationen und Werkstoffparameter eingegangen.
Die Schutzfolie besteht aus einem Kunststoff, der frei von Kautschukpolymeren ist, also beispielsweise keine vulkanisierte NBR-Fo lie oder eine andere vulkanisierte Kautschukfolie. Derartige Gummifolien erfüllen nicht die hohen Anforderungen eines wirksamen Oberflächenschutzes. Zum Einsatz gelangt hier insbesondere ein fluorhaltiger Kunststoff, insbesondere wiederum Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Polychlortrifluorethylen (CTFE). Besonders hervorzuheben ist hier das PTFE. Als Alternative zu den fluorhaltigen Kunststoffen ist auch ein Polyetheretherketon (PEEK) von Interesse. Diese vorgenannten polymeren Werkstoffe zeichnen sich durch das kombinative Eigenschaftsbild, nämlich der Beständigkeit gegenüber Abrieb, Hitze, Flüssigkeiten und Gase aus.
Die Schutzfolie kann als Einzelfolie oder im Verbund mit wenigstens einer weiteren Folie wirken. Die Einzelfolie hat hier die Bedeutung einer Einheitsfolie, die ausschließlich aus dem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff (z.B. PTFE) besteht. Bei einem Folienverbund bildet die Schutzfolie die Außenfolie. Als Folienverbund kommen insbesondere folgende beiden Varianten zum Einsatz:
— Die Schutzfolie bildet mit einer Haftfolie einen Zweifolienverbund, wobei die
Haftfolie zum Grundkörper hin gerichtet ist. Die Haftfolie muss dabei nicht das für die Schutzfolie geforderte kombinative Eigenschaftsbild aufweisen. Es genügt hier beispielsweise eine Folie aus Polyamid (PA), Polyethylen (PE) oder aus einem Polymeren auf Basis Ethylenvinylalkohol (EVOH), verbunden mit einer haftfreundlichen Präparation. Die Haftfolie trägt dabei innerhalb des Folienverbundes zusätzlich zu einer Verstärkung bei.
— Die Schutzfolie bildet mit einer Haftfolie und einer zwischen der Schutzfolie und der Haftfolie angeordneten Verstärkungsfolie einen Dreifolienverbund, wobei die Haftfolie zum Grundkörper hin gerichtet ist. Hinsichtlich der Haftfolie wird auf das in
Verbindung mit dem Zweifolienverbund Ausgesagte verwiesen. Die Verstärkungsfolie muss hier ebenfalls nicht das für die Schutzfolie geforderte kombinative Eigenschaftsbild aufweisen. Die Verstärkungsfunktion steht hier im Vordergrund. Als verstärkende Folienwerkstoffe sind beispielsweise Polyamid (PA), Polyester (PES) oder Aramid geeignet. Das in Verbindung mit der Schutzfolie genannte Polyetheretherketon (PEEK) ist ebenfalls geeignet, da dieser Spezialwerksto ff außer der Schutzfunktion zusätzlich eine Verstärkungsfunktion übernehmen kann.
Ein Folienverbund der oben genannten Art, der beispielsweise durch Co-Extrusion herstellbar ist, bildet eine Gesamtschutzschicht mit funktional getrennten Schichteinheiten, wobei der Schutzfolie als Außenfolie eine Primärschutzfunktion zukommt. Die Schutzfolie hat daher im Sinne der eingangs genannten Aufgabenstellung eine erfindungswesentliche Bedeutung.
Die Schutzfolie besitzt eine Stärke von 0,01 mm bis 2 mm, insbesondere 0,05 mm bis 1 mm, insbesondere wiederum 0,1 mm bis 0,6 mm. Der gleiche Stärkenbereich gilt auch für die Haftfolie und die Verstärkungsfolie. Dabei reicht es zumeist aus, wenn sich die Gesamtstärke des Folienverbundes zwischen 0,1 mm bis 2 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 0,6 mm, bewegt. Ein Dreifolienverbund kann beispielsweise bei einer Stärke von 0,1 mm für jede Folienschicht eine Gesamtstärke von 0,3 mm aufweisen.
Wirkt die Schutzfolie als Einzelfolie, so ist diese wenigstens auf ihrer Kontaktseite zum Grundkörper hin oberflächenaktiviert. Dies gilt auch bei Einsatz eines Folienverbundes, wobei hier insbesondere die Haftfolie zusätzlich oberflächenaktiviert ist. Die Oberflächenaktivierung erfolgt dabei insbesondere durch Anätzen oder durch Auftauen, wobei wiederum das Anätzen von besonderer Bedeutung ist. Die Oberflächenveränderung bzw. Oberflächenbehandlung durch Anätzen erfolgt nach bekannten chemischen oder physikalischen Methoden, beispielsweise mittels Flammenbehandlung, Corona-Entladung, Sputtering, Plasmabehandlung, Natrium- Ammoniak- Verfahren oder Natrium-Naphthalin- Verfahren. Bei Folien aus einem fluorhaltigen Kunststoff (z.B. PTFE) sorgen die hier genannten Ätzverfahren für eine Entfernung von Fluoratomen aus der Oberfläche des Fluorkunststoffes. Auf diese Weise wird bei der Vulkanisation ein besonders dauerfester Haftverbund mit dem elastischen Grundkörper erzielt.
Die Schutzfolie als Einzelfolie und der Folienverbund weisen eine Tiefziehfähigkeit und/oder eine Eigendehnung von maximal 10 % auf. Der zu schützende Oberflächenbereich, wo die Schutzfolie als Einzelfolie oder im Folienverbund wirkt, ist frei von einem Gewebe. Die Folienbeschichtung des Artikels ersetzt also das Gewebe, was nun am Beispiel des Antriebsriemens anhand von folgenden zwei Varianten erläutert wird:
— Der Antriebsriemen ist mit einem Rückengewebe ausgestattet. Die Kraftübertragungszone ist dagegen frei von einer Gewebeauflage. Unter Ersatz dieses Gewebes durch die Schutzfolie als Einzelfolie oder im Folienverbund erfährt der Unterbau des elastischen Grundkörpers eine unmittelbare Folienbeschichtung.
— Der Antriebsriemen ist zusätzlich anstelle des Rückengewebes mit der Schutzfolie als Einzelfolie oder im Folienverbund ausgestattet. Dadurch erfährt auch die Decklage des elastischen Grundkörpers eine unmittelbare Folienbeschichtung.
Eine zusätzliche Gewebeverstärkung in dem Oberflächenbereich, wo die Schutzfolie wirkt, ist gegebenenfalls bei einem Großschlauch, insbesondere Schwimmschlauch, sinnvoll, da dessen Oberflächenbereich besonders angreifbar ist, beim Schwimmschlauch für Off- Shore- Anlagen unter anderem durch Naturkräfte (Wellengang).
Die Schutzfolie bildet als Einzelfolie oder im Folienverbund ohne weitere Beschichtung die unmittelbare Artikeloberfläche, also die Außenhaut.
Der Grundkörper umfasst einen elastomeren Werkstoff auf Basis einer vulkanisierten Kautschukmischung, enthaltend wenigstens eine Kautschukkomponente sowie Mischungsingredienzien. Die Kautschukkomponente ist ein Ethylen-Propylen- Mischpolymerisat (EPM), ein Ethylen-Propylen-Dien-Mischpolymerisat (EPDM), Nitrilkautschuk (NBR), (teil)hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR), Fluor-Kautschuk (FPM), Chloropren-Kautschuk (CR), Naturkautschuk (NR), Styrol-Butadienkautschuk (SBR), Silikon-Kautschuk (MVQ) oder ein anderer mit der Schutzfolie oder dem Folienverbund verträglicher Kautschuktyp, gegebenenfalls unter Einsatz eines Verschnittes, insbesondere mit einem der vorgenannten Kautschuktypen. Die Mischungsingredienzien umfassen wenigstens einen Vernetzer oder ein Vernetzersystem (Vernetzungsmittel und Beschleuniger). Weitere Mischungsingredienzien sind zumeist noch ein Füllstoff (z.B. Ruß und/oder Silika) und/oder ein Verarbeitungshilfsmittel und/oder ein Weichmacher und/oder ein Alterungsschutzmittel sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe (z.B. Fasern, Farbpigmente). Diesbezüglich wird auf den allgemeinen Stand der Mischungstechnologie verwiesen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht ferner in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Artikels mit einem elastischen Grundkörper sowie mit einem
Oberflächenbereich, der Abriebskräften und/oder Hitze und/oder Flüssigkeiten und/oder Gasen, die den Artikel beschädigen können, ausgesetzt ist, wobei der vorgenannte zu schützende Oberflächenbereich ganzflächig oder teilweise mit einer dauerwirksamen Schutzschicht zu versehen ist, und zwar im Rahmen einer einfachen wie auch kostengünstigen Verfahrenstechnologie.
Nach einer ersten Variante zeichnet sich das Verfahren durch wenigstens folgende Verfahrensschritte aus:
— ein aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständiger polymerer Werkstoff wird zu einer Schutzfolie verpresst oder extrudiert, die die Schutzschicht bildet;
— anschließend wird die Schutzfolie als Einzelfolie wenigstens auf ihrer Kontaktseite zum Grundkörper hin oberflächenaktiviert:
— nach der Konfektionierung der oberflächenaktivierten Schutzfolie mit dem Grundkörper wird der Rohling vulkanisiert, wobei die Schutzfolie mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet. Nach einer zweiten Variante zeichnet sich das Verfahren durch wenigstens folgende Verfahrensschritte aus:
— ein aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständiger polymerer Werkstoff wird zu einer Schutzfolie verpresst oder extrudiert;
— die Schutzfolie wird mit wenigstens einer weiteren Folie zu einem Folienverbund als gemeinsame Schutzschicht konfektioniert, wobei die Schutzfolie die Außenfolie mit Primärschutzfunktion bildet;
— der Folienverbund wird wenigstens auf seiner Kontaktseite zum Grundkörper hin oberflächenaktiviert;
— nach der Konfektionierung des oberflächenaktivierten Folienverbundes mit dem Grundkörper wird der Rohling vulkanisiert, wobei der Folienverbund mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet.
Der wesentliche Unterschied ist dabei, dass nach der ersten Verfahrensvariante die Schutzfolie als Einzelfolie und nach der zweiten Verfahrensvariante im Rahmen eines Folienverbundes eingesetzt wird. Der Folienverbund ist dabei insbesondere als Zweifolienverbund, bestehend aus der Schutzfolie und einer zusätzlichen Haftfolie, oder als Dreifolienverbund, hier bestehend aus der Schutzfolie und einer zusätzlichen Verstärkungsfolie und Haftfolie, ausgebildet. Hinsichtlich der Herstellung eines Folienverbundes bieten sich insbesondere folgende Möglichkeiten an:
— Alle Folienschichten werden miteinander verpresst.
— Von zunehmender Bedeutung ist die Co-Extrusion, wonach in einem Arbeitsgang verschiedene Werkstofftypen zu einem Gesamtverbund herstellbar sind. Im Zusammenhang mit diesen beiden vorgenannten Möglichkeiten bilden der erste und zweite Verfahrensschritt eine verfahrenstechnische Einheit.
Die Oberflächenaktivierung der Schutzfolie nach der ersten Verfahrensvariante sowie des Folienverbundes nach der zweiten Verfahrensvariante erfolgt durch Anätzen oder Aufrauen.
Hinsichtlich der vorteilhaften Art der Werkstoffe für die Schutzfolie und der Werkstoffbeispiele für die Haftfolie und Verstärkungsfolie sowie der zweckmäßigen Werkstoffe für den elastischen Grundkörper wird auf den artikelbezogenen Beschreibungsteil verwiesen.
Die erste und zweite Verfahrensvariante kommt insbesondere bei der Herstellung eines Antriebsriemens, Fördergurtes, schlauchförmigen Körpers oder einer Dichtung zum Einsatz. Diese beiden Verfahrensvarianten sind dabei eingebettet in die
Gesamt Verfahrenstechnologie unter Einbezug entsprechender Vorrichtungen, nämlich:
— Formwerkzeuge bei der Herstellung von Formartikeln (z.B. Zahnriemen, nicht extrudierbare Dichtungen);
— Kalander bei der Herstellung von Fördergurten;
— Extrusionsköpfe bei der Herstellung von Extrudaten und Co-Extrudaten (z.B. Schläuche und strangförmig verlaufende Dichtungen);
— Wickeleinrichtungen bei Dornschläuchen (z.B. Großschläuche) unter Aufwickeln einer streifenförmigen Folie.
Der Vorteil des Einsatzes einer Schutzfolie als Einzelfolie oder im Folienverbund ist, dass diese für die hier genannten Anwendungs fälle leicht verarbeitbar ist, unter anderem kalandrierbar ist bei der Herstellung von Fördergurten. Die Aufgabe der Erfindung besteht schließlich in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Antriebsriemens, insbesondere eines Zahnriemens, mit einem elastischen Grundkörper aus polymerem Werkstoff, der einen eingebetteten Festigkeitsträger in Form wenigstens eines Zugstranges aufweist, wobei der Grundkörper einen Unterbau mit einer Kraftübertragungszone mit einer vorbestimmten Oberflächengeometrie, insbesondere mit einer zahnförmigen Profilierung, und eine Decklage als Riemenrücken umfasst, wobei wiederum wenigstens die Kraftübertragungszone insbesondere ganzflächig mit einer dauerwirksamen Schutzschicht zu versehen ist, unter Verwendung eines ersten Werkzeugformteiles, das die Kraftübertragungszone ausbildet, und eines zweiten Werkzeugformteiles, das den Riemenrücken ausbildet, und zwar im Rahmen einer einfachen wie auch kostengünstigen Verfahrenstechnologie.
Das Verfahren zeichnet sich durch wenigstens folgende Verfahrenschritte aus:
— eine die Schutzschicht umfassende Schutzfolie aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff wird als Einzelfolie oder im Verbund mit wenigstens einer weiteren Folie nach Zuschnitt auf das erste Werkzeugformteil aufgebracht und an dessen Formkanten fixiert;
— anschließend wird der Zugstrang derart aufgespult, dass eine Positionsverschiebung der fixierten Schutzfolie als Einzelfolie oder im Folienverbund unterbleibt;
— nun wird die den Grundkörper bildende Polymermischung, insbesondere als vulkanisierbare Kautschukmischung, aufgelegt;
— schließlich wird mit Hilfe des zweiten Werkzeugformteiles, das mit dem ersten Werkzeugformteil einen geschlossenen Werkzeuggesamtverbund bildet, unter Vulkanisation der Antriebsriemen fertig gestellt, wobei die Schutzfolie als Einzelfolie oder der Folienverbund mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet. Das Aufbringen der Schutzfolie als Einzelfolie oder des Folienverbundes auf das erste Werkzeugformteil erfolgt zweckmäßigerweise nach folgenden Verfahrensschritten:
— die Schutzfolie als Einzelfolie oder der Folienverbund wird auf eine beliebige Überlappung zugeschnitten;
— nun wird die Schutzfolie als Einzelfolie oder der Folienverbund auf das erste Werkzeugformteil gewickelt und an dessen Formkanten fixiert, beispielsweise mittels eines Klebebandes;
— nun erfolgt ein Beschnitt (z.B. Tapezierschnitt) der Schutzfolie als Einzelfolie oder des Folienverbundes, und zwar unter Ausbildung eines exakten Folienstoßes.
Wird zusätzlich der Riemenrücken mit einer Schutzschicht in Form eines Gewebes oder einer Schutzfolie, wie sie bei der Kraftübertragungszone zum Einsatz gelangt, versehen, so sind folgende beiden Verfahrensvarianten vorteilhaft:
— Auf das zweite Werkzeugformteil wird ein Gewebe oder eine Schutzfolie aufgebracht, wobei die Schutzfolie insbesondere aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen polymeren Werkstoff besteht und dabei als Einzelfolie oder im Verbund mit wenigstens einer weiteren Folie zum Einsatz kommt, wobei das Gewebe oder alternativ die Schutzfolie bei der Fertigstellung des Antriebsriemens bei insbesondere ganzflächiger Konfektionierung jeweils einen dauerfesten Haftverbund mit dem Riemenrücken bildet.
— Auf den Rohling wird ein Gewebe oder eine Schutzfolie aufgebracht, wobei die Schutzfolie insbesondere aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff besteht und dabei als Einzelfolie oder im Verbund mit wenigstens einer weiteren Folie zum
Einsatz kommt, wobei das Gewebe oder alternativ die Schutzfolie bei der Fertigstellung des Antriebsriemens bei insbesondere ganzflächiger Konfektionierung jeweils einen dauerfesten Haftverbund mit dem Riemenrücken bildet.
Die Schutzfolie als Einzelfolie oder der Folienverbund ist wenigstens auf seiner Kontaktseite zum Grundkörper hin oberflächenaktiviert, insbesondere durch Anätzen oder Aufbauen.
Hinsichtlich der vorteilhaften Art der Werkstoffe für die Schutzfolie und der Werkstoffbeispiele für die Haftfolie und Verstärkungsfolie wird auf den artikelbezogenen Beschreibungsteil verwiesen.
Zur Herstellung des elastischen Grundkörpers eines Antriebsriemens wird insbesondere eine vulkanisierbare Kautschukmischung auf Basis EPM, EPDM, HNBR oder FPM eingesetzt, insbesondere jeweils in einer verschnittfreien Ausführung. Hinsichtlich der Mischungsingredienzien wird auch hier auf den artikelbezogenen Beschreibungsteil verwiesen.
Das erste und/oder zweite Werkzeugformteil wird vorzugsweise mit einem Trennmittel versehen.
Das Aufspulen des Zugstranges erfolgt insbesondere bei 40 bis 400 m/min, insbesondere wiederum bei 150 bis 400 m/min.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine dreidimensionale Darstellung eines Zahnriemens mit Draufsicht auf die Kraftübertragungszone mit Schutzschicht; Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Zahnriemen mit einer Schutzschicht für die Kraftübertragungszone und für den Riemenrücken, wobei verschiedene Schutzschichtvarianten vorgestellt werden.
Fig. 1 zeigt einen Antriebsriemen 1 in Form eines Zahnriemens mit einer Decklage 2 als Riemenrücken, mit mehreren eingebetteten und parallel verlaufenden Zugsträngen 3 als Festigkeitsträger sowie mit einem Unterbau 4. Die Decklage und der Unterbau bilden dabei als Gesamteinheit den elastischen Grundkörper, der aus einem polymeren Werkstoff besteht, insbesondere in Form einer vulkanisierten Kautschukmischung. Als Kautschukkomponente wird zumeist EPM, EPDM, FINBR oder FPM eingesetzt. Die
Zugstränge bestehen aus Stahl, Polyamid, Aramid, Polyester, Glasfasern oder Kohlefasern.
Der Unterbau 4 ist mit einer zahnförmigen Profilierung, umfassend Zähne 5 und Zahnstege 6, versehen und bildet die Kraftübertragungszone 7, die besonders verschleiß anfällig ist durch Abrieb, Hitze und den Einfiuss durch Öle. Aus diesem Grunde ist bereits vorgeschlagen worden, die Kraftübertragungszone mit einer Gewebeaufiage 8 als Abriebschutz zu versehen. Diese Gewebeaufiage wird nach der Lehre des Dokumentes WO 2005/080821 Al zusätzlich mit einem fluorhaltigen Kunststoff getränkt, und zwar bei einem hohen Füllungsgrad dieses Kunststoffes, wobei gleichzeitig eine Polymerbeschichtung (Versiegelung) als zusätzliche ölbeständige Schutzschicht 9 gebildet wird. Die beiden Teilschichten 8 und 9 mit unterschiedlichen Funktionen treten hier als gemeinsame Schutzschicht auf.
Bei dem neuen Antriebsriemen 1 ist nun die Schutzschicht 9 eine Schutzfolie aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Gasen (z.B. Ozon) und Flüssigkeiten (z.B. Ölen) beständigen polymeren Werkstoff, die dann vorzugsweise die Gewebeaufiage 8 ersetzt.
In Verbindung mit der Fig. 2 werden nun Details dieser neuen Schutzfolie erläutert. Der Antriebsriemen 10, wiederum in Form eines Zahnriemens, umfasst eine Decklage 11 als Riemenrücken, Zugstränge 12 und einen Unterbau 13 mit einer zahnförmigen Kraftübertragungszone 14. Die Kraftübertragungszone wie auch der Riemenrücken ist mit einer Schutzschicht 15 bzw. 16 versehen, wobei die Schutzschicht 15 für die Kraftübertragungszone von wesentlicher Bedeutung ist.
Hinsichtlich der Schutzschicht 15 in Form einer Folienbeschichtung ohne zusätzliche Gewebeverstärkung werden im Folgenden drei Ausführungsbeispiele aufgeführt:
— Einzelfolie (alleinige Schutzschicht)
Schutzfolie: PTFE-Folie (oberflächenaktiviert) Stärke: 0,1 mm
— Zweifo lienverbund (gemeinsame Schutzschicht) Schutzfolie: PTFE-Folie mit Primärschutzfunktion
Haftfolie: PA-Folie (oberflächenaktiviert) Stärke: jeweils 0,1 mm
— Dreifo lienverbund (gemeinsame Schutzschicht) Schutzfolie: PTFE-Folie mit Primärschutzfunktion
Verstärkungsfolie: PES-Folie als Zwischenschicht Haftfolie: PA-Folie (oberflächenaktiviert) Stärke: jeweils 0,1 mm
Wird als Haftfolie eine PE-Fo lie verwendet, so kann auf eine Oberflächenaktivierung verzichtet werden.
Nach Fertigstellung des Antriebsriemens durch Vulkanisation bildet die Einzelfolie bzw. der Folienverbund einen dauerfesten Haftverbund mit dem Unterbau 13, der ein Teil des gesamten elastischen Grundkörpers ist. Diese Folienbeschichtung nach diesen drei Ausführungsbeispielen ersetzt die Gewebeauflage nach dem Stand der Technik, womit der besondere Vorteil dieser Schutzbeschichtungskonzeption zum Ausdruck kommt.
Die Schutzschicht 16 kann in klassischer Art ein Rückengewebe sein. Alternativ hierzu kann die Schutzschicht eine gewebefreie Folienbeschichtung sein, und zwar unter Heranziehen der oben genannten Ausführungsbeispiele für die Schutzschicht 15.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)
I Antriebsriemen (Zahnriemen) 2 Decklage als Riemenrücken
3 Festigkeitsträger in Form von Zugsträngen
4 Unterbau
5 Zahn
6 Zahnsteg 7 Kraftübertragungszone
8 Gewebeauflage (Zarinauflage)
9 Schutzschicht
10 Antriebsriemen (Zahnriemen)
I 1 Decklage als Riemenrücken 12 Festigkeitsträger in Form von Zugsträngen
13 Unterbau
14 Kraftübertragungszone
15 Schutzschicht für die Kraftübertragungszone
16 Schutzschicht für den Riemenrücken

Claims

Patentansprüche
1. Artikel mit einem elastischen Grundkörper aus einem polymeren Werkstoff, der insbesondere einen eingebetteten Festigkeitsträger (3, 12) aufweist, sowie mit einem Oberflächenbereich, der Abriebskräften und/oder Hitze und/oder Flüssigkeiten und/oder Gasen, die den Artikel beschädigen können, ausgesetzt ist, wobei der Artikel ein Antriebsriemen (1, 10) ist, umfassend einen Unterbau (4, 13) mit einer Kraftübertragungszone (7, 14) mit einer vorbestimmten Oberflächengeometrie und eine Decklage (2, 11) als Riemenrücken, wobei wenigstens die Kraftübertragungszone ganzflächig oder teilweise mit einer Schutzschicht (9, 15) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Schutzschicht (9, 15) der Kraftübertragungszone (7, 14) eine Schutzfolie umfasst, die aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff besteht, wobei die Schutzfolie mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet.
2. Artikel mit einem elastischen Grundkörper aus einem polymeren Werkstoff, der insbesondere einen eingebetteten Festigkeitsträger aufweist, sowie mit einem Oberflächenbereich, der Abriebskräften und/oder Hitze und/oder Flüssigkeiten und/oder Gasen, die den Artikel beschädigen können, ausgesetzt ist, wobei der Artikel ein Fördergurt ist, umfassend eine Tragseite und eine Laufseite, wobei die Tragseite und/oder die Laufseite ganzflächig oder teilweise mit einer Schutzschicht versehen ist/sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht der Tragseite und/oder der Laufseite eine Schutzfolie umfasst, die aus einem abriebfesten sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff besteht, wobei die
Schutzfolie mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet.
3. Artikel mit einem elastischen Grundkörper aus einem polymeren Werkstoff, der insbesondere einen eingebetteten Festigkeitsträger aufweist, sowie mit einem Oberflächenbereich, der Abriebskräften und/oder Hitze und/oder Flüssigkeiten und/oder Gasen, die den Artikel beschädigen können, ausgesetzt ist, wobei der Artikel ein schlauchförmiger Körper ist, umfassend eine Außenschicht und eine Innenschicht, wobei wenigstens die Außenschicht ganzflächig oder teilweise mit einer Schutzschicht versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Schutzschicht der Außenschicht eine Schutzfolie umfasst, die aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff besteht, wobei die Schutzfolie mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet.
4. Artikel mit einem elastischen Grundkörper aus einem polymeren Werkstoff, der insbesondere frei von einem eingebetteten Festigkeitsträger ist, sowie mit einem
Oberflächenbereich, der Abriebskräften und/oder Hitze und/oder Flüssigkeiten und/oder Gasen, die den Artikel beschädigen können, ausgesetzt ist, wobei der Artikel eine Dichtung ist, insbesondere in Form eines Dichtprofiles, umfassend eine Verankerungsfläche und eine Dichtfläche, wobei wenigstens die Dichtfläche ganzflächig oder teilweise mit einer Schutzschicht versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Schutzschicht der Dichtfläche eine Schutzfolie umfasst, die aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff besteht, wobei die Schutzfolie mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet.
5. Artikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungszone des Antriebsriemens (1, 10) profiliert ist.
6. Artikel nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsriemen (1, 10) ein Zahnriemen ist.
7. Artikel nach Anspruch 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie (9, 15) den gesamten Oberflächenbereich der Kraftübertragungszone (7, 14) des Antriebsriemens (1, 10) erfasst.
8. Artikel nach Anspruch 1, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich der Riemenrücken (11) ganzflächig oder teilweise mit einer Schutzschicht (16) versehen ist.
9. Artikel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (16) des Riemenrückens (11) ein Gewebe umfasst, das mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet.
10. Artikel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (16) des Riemenrückens (11) eine Schutzfolie umfasst, die aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff besteht, wobei die Schutzfolie mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet.
11. Artikel nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (16) den gesamten Oberflächenbereich des Riemenrückens (2, 11) erfasst.
12. Artikel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie wenigstens den Oberflächenmittenbereich der Tragseite des Fördergurtes erfasst.
13. Artikel nach Anspruch 2 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie den gesamten Oberflächenbereich der Tragseite des Fördergurtes erfasst.
14. Artikel nach Anspruch 2, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie wenigstens die beiden Oberflächenrandbereiche der Laufseite des Fördergurtes erfasst.
15. Artikel nach Anspruch 2, 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet dass die Schutzfolie den gesamten Oberflächenbereich der Laufseite des Fördergurtes erfasst.
16. Artikel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel ein Förderschlauch ist.
17. Artikel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel ein Kraftfahrzeugschlauch ist.
18. Artikel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel ein Großschlauch ist.
19. Artikel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel ein Schwimmschlauch, insbesondere für Off-Shore-Anlagen, ist.
20. Artikel nach Anspruch 3, 16, 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie wenigstens den Oberflächenanschlussbereich der Außenschicht des schlauchförmigen Artikels oder des Schlauches erfasst.
21. Artikel nach Anspruch 3, 16, 17, 18, 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie den gesamten Oberflächenbereich der Außenschicht des schlauchförmigen Artikels oder des Schlauches erfasst.
22. Artikel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel ein Luftfederbalg ist, umfassend einen statischen und dynamischen Bereich, wobei sich bei der Einfederung innerhalb des dynamischen Bereiches eine Rollfalte ausbildet.
23. Artikel nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie wenigstens innerhalb des dynamischen Bereiches den Oberflächenbereich der Außenschicht des Luftfederbalges erfasst.
24. Artikel nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie den gesamten Oberflächenbereich der Außenschicht des Luftfederbalges erfasst.
25. Artikel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel ein Dichtring ist, insbesondere für Muffenrohre.
26. Artikel nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie die gesamte Dichtfläche des Dichtringes erfasst.
27. Artikel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel ein Dichtrahmen ist, umfassend vier strangförmig verlaufende Dichtprofile und vier Rahmenecken, insbesondere für Tunnelbauwerke und Container.
28. Artikel nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie wenigstens die Dichtfläche der vier strangförmig verlaufenden Dichtprofile erfasst.
29. Artikel nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie die gesamte Dichtfläche des Dichtrahmens einschließlich die der Rahmenecken erfasst.
30. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der zu schützende Oberflächenbereich, wo die Schutzfolie wirkt, frei von einem Gewebe ist.
31. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie aus einem Kunststoff besteht, der frei von Kautschukpolymeren ist.
32. Artikel nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie aus einem fluorhaltigen Kunststoff besteht.
33. Artikel nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie aus Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Polychlortrifluorethylen (CTFE) besteht.
34. Artikel nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie aus Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht.
35. Artikel nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie aus einem Polyetheretherketon (PEEK) besteht.
36. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie eine Stärke von 0,01 mm bis 2 mm, insbesondere 0,05 mm bis 1 mm, insbesondere wiederum 0,1 mm bis 0,6 mm, besitzt.
37. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie als Einzelfolie wirkt.
38. Artikel nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie wenigstens auf ihrer Kontaktseite zum Grundkörper hin oberflächenaktiviert ist.
39. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schutzfolie mit wenigstens einer weiteren Folie einen Folienverbund bildet, wobei die Schutzfolie die Außenfolie mit Primärschutzfunktion ist.
40. Artikel nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie mit einer Haftfolie einen Zweifolienverbund bildet, wobei die Haftfolie zum Grundkörper hin gerichtet ist.
41. Artikel nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie mit einer Haftfolie und einer zwischen der Schutzfolie und der Haftfolie angeordneten Verstärkungsfolie einen Dreifolienverbund bildet, wobei die Haftfolie zum
Grundkörper hin gerichtet ist.
42. Artikel nach einem der Ansprüche 39 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass der Folienverbund wenigstens auf seiner Kontaktseite zum Grundkörper hin oberflächenaktiviert ist.
43. Artikel nach Anspruch 38 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie als Einzelfolie und der Folienverbund angeätzt oder aufgeraut sind.
44. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie als Einzelfolie und der Folienverbund tiefziehfähig sind und/oder eine
Eigendehnung von maximal 10 % aufweisen.
45. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie als Einzelfolie oder im Folienverbund ohne weitere Beschichtung die unmittelbare Artikeloberfläche bildet.
46. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper einen elastomeren Werkstoff auf Basis einer vulkanisierten Kautschukmischung umfasst, enthaltend wenigstens eine Kautschukkomponente sowie Mischungsingredienzien.
47. Artikel nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschukkomponente ein Ethylen-Propylen-Mischpolymerisat (EPM), ein Ethylen-Propylen-Dien- Mischpolymerisat (EPDM), Nitrilkautschuk (NBR), (teil)hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR), Fluor-Kautschuk (FPM), Chloropren-Kautschuk (CR), Naturkautschuk
(NR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Silikon-Kautschuk (MVQ) oder ein anderer mit der Schutzfolie oder dem Folienverbund verträglicher Kautschuktyp ist, gegebenenfalls unter Einsatz eines Verschnittes, insbesondere in Verbindung mit einem der vorgenannten Kautschuktypen.
48. Artikel nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschukkomponente EPM, EPDM, FINBR oder FPM ist, die insbesondere jeweils verschnittfrei ist.
49. Verfahren zur Herstellung eines Artikels mit einem elastischen Grundkörper aus einem polymeren Werkstoff sowie mit einem Oberflächenbereich, der Abriebskräften und/oder Hitze und/oder Flüssigkeiten und/oder Gasen, die den Artikel beschädigen können, ausgesetzt ist, wobei der vorgenannte zu schützende Oberflächenbereich ganzflächig oder teilweise mit einer Schutzschicht versehen ist, gekennzeichnet durch wenigstens folgende Verfahrensschritte:
— ein aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständiger polymerer Werkstoff wird zu einer Schutzfolie verpresst oder extrudiert, die die Schutzschicht bildet;
— anschließend wird die Schutzfolie als Einzelfolie wenigstens auf ihrer Kontaktseite zum Grundkörper hin oberflächenaktiviert;
— nach der Konfektionierung der oberflächenaktivierten Schutzfolie mit dem Grundkörper wird der Rohling vulkanisiert, wobei die Schutzfolie mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet.
50. Verfahren zur Herstellung eines Artikels mit einem elastischen Grundkörper aus einem polymeren Werkstoff sowie mit einem Oberflächenbereich, der Abriebskräften und/oder Hitze und/oder Flüssigkeiten und/oder Gasen, die den Artikel beschädigen können, ausgesetzt ist, wobei der vorgenannte zu schützende Oberflächenbereich ganzflächig oder teilweise mit einer Schutzschicht versehen ist, gekennzeichnet durch wenigstens folgende Verfahrensschritte:
— ein aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständiger polymerer Werkstoff wird zu einer Schutzfolie verpresst oder extrudiert;
— die Schutzfolie wird mit wenigstens einer weiteren Folie zu einem Folienverbund als gemeinsame Schutzschicht konfektioniert, wobei die Schutzfolie die Außenfolie mit Primärschutzfunktion bildet; — der Folienverbund wird wenigstens auf seiner Kontaktseite zum Grundkörper hin oberflächenaktiviert;
— nach der Konfektionierung des oberflächenaktivierten Folienverbundes mit dem Grundkörper wird der Rohling vulkanisiert, wobei der Folienverbund mit dem
Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet.
51. Verfahren nach Anspruch 49 oder 50, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Herstellung eines Antriebsriemens (1, 10), umfassend einen Unterbau (4, 13) mit einer Kraftübertragungszone (7, 14) mit einer vorbestimmten Oberflächengeometrie und eine Decklage (2, 11) als Riemenrücken, wobei die Kraftübertragungszone insbesondere eine zahnförmige Profilierung unter Ausbildung eines Zahnriemens aufweist, zum Einsatz gelangt, wobei wenigstens die Kraftübertragungszone, insbesondere zusätzlich der Riemenrücken (2, 11), ganzflächig oder teilweise mit der Folienbeschichtung (9, 15, 16) versehen wird.
52. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Oberflächenbereich der Kraftübertragungszone (7, 14) sowie des Riemenrückens (2, 11) mit der Folienbeschichtung (9, 15, 16) versehen wird.
53. Verfahren nach Anspruch 49 oder 50, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Herstellung eines Fördergurtes, umfassend eine Tragseite und eine Laufseite, zum Einsatz gelangt, wobei die Tragseite und/oder Laufseite ganzflächig oder teilweise mit der Folienbeschichtung versehen wird.
54. Verfahren nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der Oberflächenmittenbereich der Tragseite des Fördergurtes, insbesondere der gesamte Oberflächenbereich der Tragseite des Fördergurtes, mit der Folienbeschichtung versehen wird.
55. Verfahren nach Anspruch 53 oder 54, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die beiden Oberflächenrandbereiche der Laufseite des Fördergurtes, insbesondere der gesamte Oberflächenbereich der Laufseite des Fördergurtes, mit der Folienbeschichtung versehen wird.
56. Verfahren nach Anspruch 49 oder 50, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Herstellung eines schlauchförmigen Körpers, insbesondere eines Förderschlauches oder Luftfederbalges, umfassend eine Außenschicht und Innenschicht, zum Einsatz gelangt, wobei wenigstens die Außenschicht ganzflächig oder teilweise mit der Folienbeschichtung versehen wird.
57. Verfahren nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung eines Förderschlauches, insbesondere eines Kraftfahrzeugschlauches oder Schwimmschlauches, wenigstens der Oberflächenanschlussbereich der Außenschicht, insbesondere der gesamte Oberflächenbereich der Außenschicht, mit einer
Folienbeschichtung versehen wird.
58. Verfahren nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung eines Luftfederbalges, umfassend einen statischen und dynamischen Bereiches, die Außenschicht wenigstens im dynamischen Bereich, insbesondere der gesamte
Oberflächenbereich der Außenschicht, mit einer Folienbeschichtung versehen wird.
59. Verfahren nach Anspruch 49 oder 50, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Herstellung einer Dichtung, insbesondere in Form eines Dichtprofiles, insbesondere wiederum eines Dichtringes oder Dichtrahmens, umfassend eine
Verankerungsfläche und eine Dichtfläche, zum Einsatz gelangt, wobei wenigstens die Dichtfläche ganzflächig oder teilweise mit einer Folienbeschichtung versehen wird.
60. Verfahren nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Dichtfläche mit einer Folienbeschichtung versehen wird.
61. Verfahren nach einem der Ansprüche 49 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass der zu schützende Oberflächenbereich, wo die Schutzfolie wirkt, mit einer Folienbeschichtung versehen wird, die frei von einem Gewebe ist.
62. Verfahren nach einem der Ansprüche 49 bis 61, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzfolie ein Kunststoff eingesetzt wird, der frei von Kautschukpolymeren ist.
63. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzfolie ein fluorhaltiger Kunststoff eingesetzt wird.
64. Verfahren nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzfolie Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylidenfiuorid (PVDF) oder Polychlortrifluorethylen (CTFE) eingesetzt wird.
65. Verfahren nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzfolie Polytetrafluorethylen (PTFE) eingesetzt wird.
66. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzfolie ein Polyetheretherketon (PEEK) eingesetzt wird.
67. Verfahren nach einem der Ansprüche 49 bis 66, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzfolie eingesetzt wird, die eine Stärke von 0,01 mm bis 2 mm, insbesondere 0,05 mm bis 1 mm, insbesondere wiederum 0,1 mm bis 0,6 mm, besitzt.
68. Verfahren nach einem der Ansprüche 50 bis 67, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzfolie verwendet wird, die mit einer Haftfolie einen Zweifolienverbund bildet, wobei die Haftfolie zum Grundkörper hin gerichtet ist.
69. Verfahren nach einem der Ansprüche 50 bis 67, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzfolie verwendet wird, die mit einer Haftfolie und einer zwischen der
Schutzfolie und der Haftfolie angeordneten Verstärkungsfolie einen Dreifolienverbund bildet, wobei die Haftfolie zum Grundkörper hin gerichtet ist.
70. Verfahren nach einem der Ansprüche 49 bis 69, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberflächenaktivierung mittels Anätzens oder Aufrauens erfolgt.
71. Verfahren nach einem der Ansprüche 49 bis 70, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzfolie als Einzelfolie oder ein Folienverbund eingesetzt wird, die/der eine Tiefziehfähigkeit und/oder eine Eigendehnung von maximal 10 % aufweist.
72. Verfahren nach einem der Ansprüche 49 bis 71, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzfolie als Einzelfolie oder im Folienverbund so eingearbeitet wird, dass die Schutzfolie ohne weitere Beschichtung die unmittelbare Artikeloberfläche bildet.
73. Verfahren nach einem der Ansprüche 49 bis 72, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Grundkörpers eine vulkanisierbare Kautschukmischung, enthaltend wenigstens eine Kautschukkomponente sowie Mischungsingredienzien, eingesetzt wird.
74. Verfahren nach Anspruch 73, dadurch gekennzeichnet, dass als Kautschukkomponente ein Ethylen-Propylen-Mischpolymerisat (EPM), ein Ethylen-
Propylen-Dien-Mischpolymerisat (EPDM), Nitrilkautschuk (NBR), (teil)hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR), Fluor-Kautschuk (FPM), Chloropren-Kautschuk (CR), Naturkautschuk (NR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Silikon-Kautschuk (MVQ) oder ein anderer mit der Schutzfolie oder dem Folieverbund verträglicher Kautschuktyp, gegebenenfalls unter Einsatz eines Verschnittes, insbesondere in
Verbindung mit einem der vorgenannten Kautschukkomponente, eingesetzt wird.
75. Verfahren nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, dass als Kautschukkomponente EPM, EPDM, HNBR oder FPM eingesetzt wird, die insbesondere jeweils verschnittfrei ist. Verfahren zur Herstellung eines Antriebsriemens (1, 10), insbesondere eines
Zahnriemens, mit einem elastischen Grundkörper aus polymerem Werkstoff, der einen eingebetteten Festigkeitsträger in Form wenigstens eines Zugstranges (3, 12) aufweist, wobei der Grundkörper einen Unterbau (4, 13) mit einer Kraftübertragungszone (7, 14) mit einer vorbestimmten Oberflächengeometrie, insbesondere mit einer zahnförmigen Profilierung, und eine Decklage (2, 11) als Riemenrücken umfasst, wobei wiederum wenigstens die Kraftübertragungszone ganzflächig mit einer Schutzschicht (9, 15) versehen ist, unter Verwendung eines ersten Werkzeugformteiles, das die Kraftübertragungszone ausbildet, und eines zweiten Werkzeugformteiles, das den Riemenrücken ausbildet, gekennzeichnet durch wenigstens folgende Verfahrensschritte:
— eine die Schutzschicht (9, 15) umfassende Schutzfolie aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff wird als Einzelfolie oder im Verbund mit wenigstens einer weiteren Folie nach Zuschnitt auf das erste Werkzeugformteil aufgebracht und an dessen Formkanten fixiert;
— anschließend wird der Zugstrang (3, 12) derart aufgespult, dass eine Positionsverschiebung der fixierten Schutzfolie als Einzelfolie oder im
Folienverbund unterbleibt;
— nun wird die den Grundkörper bildende Polymermischung, insbesondere als vulkanisierbare Kautschukmischung, aufgelegt;
— schließlich wird mit Hilfe des zweiten Werkzeugformteiles, das mit dem ersten Werkzeugformteil einen geschlossenen Werkzeuggesamtverbund bildet, unter Vulkanisation der Antriebsriemen fertig gestellt, wobei die Schutzfolie als Einzelfolie oder der Folienverbund mit dem Grundkörper einen dauerfesten Haftverbund bildet.
77. Verfahren nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Schutzfolie als Einzelfolie oder im Folienverbund auf das erste Werkzeugformteil nach folgenden Verfahrenschritten erfolgt:
— die Schutzfolie als Einzelfolie oder der Folienverbund wird auf eine beliebige
Überlappung zugeschnitten;
— nun wird die Schutzfolie als Einzelfolie oder der Folienverbund auf das erste Werkzeugformteil gewickelt und an dessen Formkanten fixiert;
— nun erfolgt ein Beschnitt der Schutzfolie als Einzelfolie oder des Folienverbundes, und zwar unter Ausbildung eines exakten Folienstoßes.
78. Verfahren nach Anspruch 76 oder 77, dadurch gekennzeichnet, dass auf das zweite Werkzeugformteil ein Gewebe oder eine Schutzfolie aufgebracht wird, wobei die
Schutzfolie insbesondere aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber Flüssigkeiten und Gasen polymeren Werkstoff besteht und dabei als Einzelfolie oder im Verbund mit wenigstens einer weiteren Folie zum Einsatz kommt, wobei das Gewebe oder alternativ die Schutzfolie bei der Fertigstellung des Antriebsriemens (1, 10) bei insbesondere ganzflächiger Konfektionierung jeweils einen dauerfesten Haftverbund mit dem Riemenrücken (2, 11) bilden.
79. Verfahren nach Anspruch 76 oder 77, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Rohling ein Gewebe oder eine Schutzfolie aufgebracht wird, wobei die Schutzfolie insbesondere aus einem abriebfesten und hitzebeständigen sowie gegenüber
Flüssigkeiten und Gasen beständigen polymeren Werkstoff besteht und dabei als Einzelfolie oder im Verbund mit wenigstens einer weiteren Folie zum Einsatz kommt, wobei das Gewebe oder alternativ die Schutzfolie bei der Fertigstellung des Antriebsriemens (1, 10) bei insbesondere ganzflächiger Konfektionierung jeweils einen dauerfesten Haftverbund mit dem Riemenrücken (2, 11) bildet.
80. Verfahren nach einem der Ansprüche 76 bis 79, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzfolie ein Kunststoff eingesetzt wird, der frei von Kautschukpolymeren ist.
81. Verfahren nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzfolie ein fluorhaltiger Kunststoff eingesetzt wird.
82. Verfahren nach Anspruch 81, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzfolie Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylidenfluorid (PFDF) oder Polytrifluorethylen (CTFE) eingesetzt wird.
83. Verfahren nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzfolie Polytetrafluorethylen (PTFE) eingesetzt wird.
84. Verfahren nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzfolie ein Polyetheretherketon (PEEK) eingesetzt wird.
85. Verfahren nach einem der Ansprüche 76 bis 84, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzfolie mit einer Stärke von 0,01 mm bis 2 mm, insbesondere 0,05 mm bis 1 mm, insbesondere wiederum 0,1 bis 0,6 mm, eingesetzt wird.
86. Verfahren nach einem der Ansprüche 76 bis 85, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzfolie eingesetzt wird, die mit einer Haftfolie einen Zweifolienverbund bildet, wobei die Haftfolie zum Grundkörper hin gerichtet ist.
87. Verfahren nach einem der Ansprüche 76 bis 85, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzfolie eingesetzt wird, die mit einer Haftfolie und einer zwischen der Schutzfolie und der Haftfolie angeordneten Verstärkungsfolie einen Dreifolienverbund bildet, wobei die Haftfolie zum Grundkörper hin gerichtet ist.
88. Verfahren nach einem der Ansprüche 76 bis 87, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzfolie als Einzelfolie oder ein Folienverbund eingesetzt wird, die/der wenigstens auf seiner Kontaktseite zum Grundkörper hin oberflächenaktiviert ist.
89. Verfahren nach Anspruch 88, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberflächenaktivierung mittels Anätzens oder Aufrauens erfolgt.
90. Verfahren nach einem der Ansprüche 76 bis 89, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzfolie als Einzelfolie oder ein Folienverbund eingesetzt wird, die/der eine Tiefziehfähigkeit und/oder eine Eigendehnung von maximal 10 % aufweist.
91. Verfahren nach einem der Ansprüche 76 bis 90, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper im Bereich der Kraftübertragungszone frei von einer zusätzlichen Gewebeauflage mit der Folienbeschichtung versehen wird.
92. Verfahren nach einem der Ansprüche 76 bis 91, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie als Einzelfolie oder im Folienverbund so eingearbeitet wird, dass die
Schutzfolie ohne weitere Beschichtung die unmittelbare Artikeloberfläche bildet.
93. Verfahren nach einem der Ansprüche 76 bis 92, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Grundkörpers eine vulkanisierbare Kautschukmischung auf Basis EPM, EPDM, HNBR oder FPM eingesetzt wird, insbesondere jeweils in einer verschnittfreien Ausführung
94. Verfahren nach einem der Ansprüche 76 bis 93, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Werkzeugformteil mit einem Trennmittel versehen wird.
95. Verfahren nach einem der Ansprüche 76 bis 94, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufspulen des Zugstranges (3, 12) bei 40 bis 400 m/min, insbesondere bei 150 bis 400 m/min, erfolgt.
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