DE102009012395A1

DE102009012395A1 - Zahnriemen

Info

Publication number: DE102009012395A1
Application number: DE200910012395
Authority: DE
Inventors: Siegfried Reichenbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2010-09-16
Also published as: WO2010102798A1

Abstract

Ein Zahnriemen weist eine Vielzahl von benachbarten Zähnen auf, die jeweils zwei Zahnflanken und einen Zahnkopf aufweisen, der mit einer Beschichtung versehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zahnriemen mit einer Rückseite und einer Zahnseite, auf der eine Vielzahl von benachbarten Zähnen vorgesehen ist, die jeweils Zahnflanken und einen Zahnkopf aufweisen.
Derartige Zahnriemen sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen für vielfältige Anwendungen bei Transport- und Positionierungsaufgaben bekannt. Es ist auch bekannt, derartige Zahnriemen zu beschichten, um eine Beeinflussung der Reibbeiwerte, der Abriebfestigkeit oder der Kompressibilität zu erreichen. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, Zahnriemen beispielsweise mit einem dünnen, elastischen Polyamidgewebe zu beschichten, welches die komplette Zahnform umschließt.
Bei bestimmten Transportaufgaben, beispielsweise dem Transport von schweren Werkstücken in einer rauen Umgebung kann die Beschichtung eines Zahnriemens bei gleitender Riemenabtragung schnell zerstört werden, insbesondere wenn in der Umgebung abrasive Materialien anfallen, die zwischen den Zahnriemen und die Abtragungsfläche gelangen können.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zahnriemen der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen reduzierten Reibwert bei erhöhter Standfestigkeit aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1. und insbesondere dadurch, dass auf der Zahnseite des Zahnriemens eine Beschichtung ausschließlich im Bereich der Zahnköpfe vorgesehen ist.
Auf diese Weise ist es nämlich möglich, ein besonders widerstandsfähiges Beschichtungsmaterial auszuwählen, da durch die Beschichtung ausschließlich im Bereich der Zahnköpfe die Flexibilität des Zahnriemens insgesamt nicht negativ beeinflusst wird. Durch eine Beschichtung ausschließlich im Bereich der Zahnköpfe kann ein besonders verschleißfestes und unter Umständen auch wenig flexibles Beschichtungsmaterial ausgewählt werden, das an die Riemenabtragungsfläche, auf der die Zahnköpfe gleiten, angepasst ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen beschrieben.
Als Beschichtungsmaterial können grundsätzlich verschiedenste Materialien in Frage kommen, beispielsweise Baumwollgewebe, Polyamidgewebe, Kevlargewebe oder dergleichen. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Beschichtung jedoch Polyester, das ein guter Reibpartner gegenüber einer Abtragungsfläche aus Stahl, Gleitkunststoff oder Hartholz ist.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Beschichtung mit Polyester imprägniert ist oder wenn die Beschichtung ein Polyestergewebe ist. Das Polyestergewebe kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform auch mit Polyurethan getränkt bzw. imprägniert sein.
Nach weiteren vorteilhaften Ausführungsformen kann die Beschichtung ein Gewebe mit monofilen und/oder polyfilen Schussfäden aufweisen.
Eine einfache Herstellung des Zahnriemens wird dadurch möglich, dass die Zahnköpfe eine Gewebeeinlage aufweisen, die insbesondere als Stanzstreifen ausgebildet sein kann. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Be schichtung so in den Zahnriemen eingebracht ist, dass die auf der Zahnseite sichtbare Fläche der Beschichtung eines Zahnes im Wesentlichen in einer Ebene liegt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Zahnriemen gute Gleiteigenschaften aufweist, dass jedoch die Flexibilität und damit die Kraftübertragung des Zahnriemens während des Umlaufs um Zahnräder nicht beeinflusst ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft diese eine Vorrichtung zur Herstellung eines Zahnriemens der vorstehend beschriebenen Art, wobei die Vorrichtung einen Kalander umfasst, der eine mit Walzenzähnen versehene Walze aufweist. Erfindungsgemäß ist hierbei eine Einlegeeinrichtung vorgesehen, mit der ein streifenförmiges Beschichtungsmaterial zwischen zwei Walzenzähne der Kalanderwalze einbringbar ist.
Mit einer solchen Vorrichtung lässt sich auf an sich bekannte Weise ein Zahnriemen herstellen, indem über eine Spritzdüse Riemenmaterial auf die Walze aufgebracht wird, das beim weiteren Umlauf der Walze allmählich abkühlt und dadurch den Zahnriemen bildet. Erfindungsgemäß wird jedoch zusätzlich ein streifenförmiges Beschichtungsmaterial zwischen zwei Walzenzähnen der Kalanderwalze eingelegt, so dass das Beschichtungsmaterial, beispielsweise ein Stanzstreifen aus einem Gewebe, in die Zähne des entstehenden Zahnriemens eingebettet wird.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Einlegeeinrichtung eine umlaufende Zahnwalze aufweisen, wobei mit Hilfe dieser Zahnwalze die einzelnen Beschichtungsmaterialien zwischen zwei Walzenzähne der Kalanderwalze einbringbar sind.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Einlegeeinrichtung ein Zuführband aufweist, mit dem das Beschichtungsmaterial zugeführt wird.
Beispielsweise kann das Zuführband das Beschichtungsmaterial unmittelbar an die Kalanderwalze abgeben oder aber das Zuführband kann das Beschichtungsmaterial an eine umlaufende Zahnwalze der Einlegeeinrichtung abgeben.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Einlegeeinrichtung einen Sauggreifer aufweisen. Mit einem solchen Sauggreifer lassen sich die streifenförmigen Beschichtungsmaterialien zwischen zwei benachbarte Walzenzähne der Kalanderwalze einbringen. Hierbei kann der Sauggreifer ein mechanisch betätigbares Greifelement sein. Es ist auch möglich, den Sauggreifer in die umlaufende Zahnwalze der Einlegeeinrichtung zu integrieren, so dass das streifenförmige Beschichtungsmaterial der umlaufenden Zahnwalze durch Unterdruck festgehalten wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Einlegeeinrichtung einen Ausstoßer aufweisen, mit dem das streifenförmige Beschichtungsmaterial an die Kalanderwalze abgegeben wird. Auch hier kann der Ausstoßer in die Zahnwalze der Einlegeeinrichtung integriert sein, um die zuvor angesaugten Beschichtungsstreifen auszustoßen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Einlegeeinrichtung in Laufrichtung des Kalanders gesehen vor einer Spritzdüse angeordnet ist, mit der Riemenmaterial auf die Kalanderwalze aufgebracht wird, da in diesem Fall dafür gesorgt ist, dass das streifenförmige Beschichtungsmaterial gut in das Material des Zahnriemens eingebettet wird.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Zahnriemens;
2 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung des Zahnriemens von 1; und
3 eine vergrößerte Seitenansicht der Vorrichtung von 2.
1 zeigt perspektivisch einen Zahnriemen 10 mit einer flachen Rückseite 12 und einer Zahnseite 14, auf der eine Vielzahl von benachbarten Zähnen 16 vorgesehen ist, die jeweils zwei Zahnflanken 18, 20 und einen Zahnkopf 22 aufweisen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Linear-Zahnriemen mit AT-Teilung mit einer Breite von 150 mm, wobei die Fläche jedes Zahnkopfes 22 eine im Wesentlichen rechteckige Ebene ist. Im Inneren des Zahnriemens 10 ist auf bekannte Weise eine Cordeinlage eingebracht, die in 1 nicht dargestellt ist.
Wie 1 ferner zeigt, ist auf der Zahnseite 14 des Zahnriemens 10 eine Beschichtung 24 vorgesehen und zwar ausschließlich im Bereich der Zahnköpfe 22. Zur besseren Darstellung sind bei den beiden rechts außen noch erkennbaren Zähnen die Beschichtungen 24 weggelassen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Beschichtung ein mit Polyurethan getränktes Polyestergewebe vorgesehen, das aus monofilen Fäden gebildet ist, mit 16 Fäden in Laufrichtung und 18 Fäden quer zur Laufrichtung pro cm². Aus diesem Gewebe sind die in 1 erkennbaren rechteckigen Stanzstreifen ausgestanzt oder ausgeschnitten, die die gesamte Fläche jedes Zahnkopfes 22 vollständig bedecken, so dass die auf der Zahnseite 14 sichtbare Fläche der Beschichtung eines Zahnes 16 in einer Ebene liegt. Mit anderen Worten erstreckt sich die Beschichtung 24 nicht in den Bereich der Zahnflanken 18, 20 oder gar in die jeweils zwischen zwei Zähnen liegende Wickelnase 26 hinein.
Die Gewebeeinlage 24, die als Stanzstreifen ausgebildet ist, ist vollständig in das Material des Zahnriemens 10 eingebettet, wobei seitlich lediglich die beiden äußeren Stirnflächen der Gewebeeinlage 24 von außen sichtbar sind.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines Zahnriemens der vorstehend genannten Art, die einen Kalander 30 umfasst, der eine Kalanderwalze 32 aufweist, die mit Walzenzähnen 34 (3) versehen ist. Die Zähne 34 der Kalanderwalze 32 verlaufen parallel zur Drehachse der Kalanderwalze 32 und bilden eine Matrize zur Herstellung des Zahnriemens 14. Mit Hilfe einer Spritzdüse 36 wird Riemenmaterial auf die Kalanderwalze 32 aufgebracht, die sich (in 2 und 3) entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Beim weiteren Umlauf wird das aufgebrachte Riemenmaterial zwischen der Kalanderwalze 32 und einem Gegenband 38 gepresst und abgekühlt, wobei das Gegenband 38 etwa entlang des halben Umfangs der Kalanderwalze 32 verläuft und über drei Umlenkrollen 40, 42 und 44 geführt ist. Nach etwa einem halben Umlauf ist das Riemenmaterial so weit abgekühlt, dass der fertige Zahnriemen 10 von der Kalanderwalze 32 abgenommen werden kann.
Um eine besonders gute Festigkeit des Zahnriemens zu erzielen, wird weiterhin auf an sich bekannte Weise eine Cordeinlage 46 aus Stahl oder Aramid in den Walzenspalt zwischen Kalanderwalze 32 und Gegenband 38 eingeführt, wobei diese Cordeinlage 46 vollständig in den Zahnriemen eingebettet ist.
Zum Einbringen der Beschichtung 24 ausschließlich in den Bereich der Zahnköpfe 22 des Zahnriemens 10 dient eine Einlegeeinrichtung 50 (3), mit der streifenförmiges Beschichtungsmaterial 24 in den Zwischenraum zwischen zwei Zähne 34 der Kalanderwalze 32 einbringbar ist. Zu diesem Zweck weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Einlegeeinrichtung 50 eine umlaufende Zahnwalze 52 auf, deren Zahnköpfe eine etwas geringere Fläche als die streifenförmigen Beschichtungsmaterialien 24 aufweisen, deren Zahnköpfe jedoch ebenfalls eben ausgebildet sind. Weiterhin weist die Einlegeeinrichtung 50 ein Zuführband 54 auf, das in horizontaler Richtung um zwei parallele Umlenkrollen 56 und 58 umläuft.
Durch eine nicht dargestellte Vorrichtung oder auch manuell können die streifenförmigen Beschichtungsmaterialien 24 auf das Zuführband 54 parallel beabstandet aufgebracht werden, woraufhin dann jeder einzelne Beschichtungsstreifen 24 von der Zahnwalze 52 aufgenommen werden kann, indem eine (nicht dargestellte) Saugeinrichtung im Bereich der Zahnflächen der Zahnwalze 52 einen Unterdruck ausübt, so dass die einzelnen Beschichtungsstreifen 24 an den Zähnen der Zahnwalze 52 anhaften und von dem Zuführband 54 abgenommen werden. Die Zähne der Zahnwalze 52 sind so an die Zahnzwischenräume der Kalanderwalze 32 angepasst und die beiden Walzen sind entsprechend getaktet, dass jeweils ein Beschichtungsstreifen 24 zwischen zwei Zähne der Kalanderwalze 32 eingebracht wird, indem sich die beiden Walzen 32 und 52 gegenläufig drehen. Wenn ein Beschichtungsstreifen 24 vollflächig an der Kalanderwalze 32 anliegt, und zwar in dem Raum zwischen zwei benachbarten Zähnen, so wird eine (nicht dargestellte) Ausstoßereinrichtung betätigt, beispielsweise wird der im Bereich der Zähne der Zahnwalze 52 wirkende Unterdruck durch Überdruck ersetzt, so dass der Beschichtungsstreifen 24 sich von der Zahnwalze 52 löst und auf der Kalanderwalze 32 im Be reich zwischen zwei benachbarten Zähnen umläuft, so wie dies in 3 dargestellt ist. Auf diese Weise liegt am oberen Scheitelpunkt der Kalanderwalze 32 zwischen zwei benachbarten Zähnen jeweils ein Beschichtungsstreifen 24 vollflächig an, so dass das anschließend durch die Spritzdüse 36 aufgebrachte Riemenmaterial den Beschichtungsstreifen 24 vollständig einbettet. Nach Abkühlen des so hergestellten Zahnriemens befindet sich der Beschichtungsstreifen 24, wie in 1 dargestellt, ausschließlich im Bereich der Zahnköpfe 22 und er bedeckt diese vollflächig innerhalb einer Ebene.

Claims

Zahnriemen (10) mit einer Rückseite (12) und einer Zahnseite (14), auf der eine Vielzahl von benachbarten Zähnen (16) vorgesehen ist, die jeweils zwei Zahnflanken (18, 20) und einen Zahnkopf (22) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Zahnseite (14) eine Beschichtung (24) ausschließlich im Bereich der Zahnköpfe (22) vorgesehen ist.
Zahnriemen nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass die Beschichtung (24) Polyester umfasst.
Zahnriemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (24) mit Polyester imprägniert ist.
Zahnriemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (24) ein Polyestergewebe ist, das insbesondere mit Polyurethan imprägniert ist.
Zahnriemen nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (24) ein Gewebe mit monofilen Schussfäden aufweist.
Zahnriemen nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (24) ein Gewebe mit polyfilen Schussfäden aufweist.
Zahnriemen nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnköpfe (22) eine Gewebeeinlage (24) aufweisen.
Zahnriemen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebeeinlage ein Stanzstreifen (24) ist.
Zahnriemen nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Zahnseite (14) sichtbare Fläche der Beschichtung (24) eines Zahnes (16) im Wesentlichen in einer Ebene liegt.
Vorrichtung zur Herstellung eines Zahnriemens nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend einen Kalander (30), der eine mit Walzenzähnen (34) versehene Kalanderwalze (32) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlegeeinrichtung (50) vorgesehen ist, mit der ein streifenförmiges Beschichtungsmaterial (24) zwischen zwei Walzenzähne (34) einbringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegeeinrichtung (50) eine umlaufende Zahnwalze (52) aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegeeinrichtung (50) ein Zuführband (54) aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegeeinrichtung (50) einen Sauggreifer aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegeeinrichtung (50) einen Ausstoßer aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegeeinrichtung (50) in Laufrichtung des Kalanders (30) gesehen vor einer Spritzdüse (36) angeordnet ist, mit der Riemenmaterial auf die Kalanderwalze (32) aufgebracht wird.