DE102012112357B4

DE102012112357B4 - Verfahren zur Herstellung eines Riemens aus plastifizierbarem Kunststoff-Material

Info

Publication number: DE102012112357B4
Application number: DE102012112357.8A
Authority: DE
Inventors: Hubert Göser; Dr. Winkler Thomas; Andre Kucharczyk
Original assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Current assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2032-12-18
Also published as: DE102012112357A1; CN204488070U

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Riemens (2) aus plastifizierbarem Kunststoff-Material unter Verwendung einer Vorrichtung mit einer ersten Station (6) zur Herstellung eines ersten, mit Festigkeitsträgern (4) versehenen Teilriemens (2a)und mit einer zweiten Station (8) zur Herstellung eines zweiten Teilriemens (2b) und zur Ausformung des zweiten Teilriemens (2b) an den ersten Teilriemen (2a),wobei die erste und die zweite Station (6, 8) jeweils einen Extruder (10, 12) und ein Formrad (14, 16) aufweisen,wobei die erste Station (6) außerdem- ein endloses Formband (18), das mit Hilfe einer oberen Druckrolle (20), einer unteren Druckrolle (22) und einer Spannrolle (24) einen Formhohlraum (26) längs eines Teilumfangs des Formrades (14) bildet, und- eine Drahtzuführung (28) aufweist, wobei die zweite Station (8) außerdem- eine Umlenkrolle (30) mit einem einstellbaren Abstand (32) zwischen Umlenkrolle (30) und zweitem Formrad (16) enthält, wobei der Abstand (32) zwischen Umlenkrolle (30) und dem zweiten Formrad (16) die Dicke des zu erzeugenden Riemens (2) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 4 - 8 m/min die Formräder (14, 16), die Druckrollen (20, 22) und die Umlenk- und Spannrollen (30, 24) in folgenden Temperaturbereichen führt:- Formrad (14) der ersten Station: 25°C - 35°C;- Formrad (16) der zweiten Station: 65°C - 80°C;- Obere Druckrolle (20) der ersten Station: 40°C - 50°C;- Umlenkrolle (30) der zweiten Station: 15°C - 25°C;- Untere Druckrolle (22) der ersten Station: 30°C - 50°C;- Spannrolle (24) der ersten Station: 30°C - 50°C.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Riemens aus plastifizierbarem Kunststoff-Material.
Das Verfahren zur Herstellung eines Riemens aus plastifizierbarem Kunststoff-Material ist aus der DE 102 22 015 A1 unter Verwendung einer Vorrichtung mit einer ersten Station zur Herstellung eines ersten, mit Festigkeitsträgern versehenen Teilriemens und mit einer zweiten Station zur Herstellung eines zweiten Teilriemens und zur Ausformung des zweiten Teilriemens an den ersten Teilriemen bekannt, wobei die erste und die zweite Station jeweils einen Extruder und ein Formrad aufweisen, wobei die erste Station außerdem ein endloses Formband, das mit Hilfe einer oberen Druckrolle, einer unteren Druckrolle und einer Spannrolle einen Formhohlraum längs eines Teilumfangs des Formrades bildet, und eine Drahtzuführung aufweist, wobei die zweite Station außerdem eine Umlenkrolle mit einem einstellbaren Abstand zwischen Umlenkrolle und zweitem Formrad enthält, wobei der Abstand zwischen Umlenkrolle und dem zweiten Formrad die Dicke des zu erzeugenden Riemens bestimmt.
Die aus plastizifierbarem Werkstoff herstellbaren Riemen bestehen aus jeweils zwei Teilriemen. Der erste Teilriemen wird mit Hilfe der ersten Station, die ein drehbar gelagertes Formrad und ein endloses Formband aufweist, hergestellt. Dabei ist das Formband längs eines Teilumfanges über eine obere Druckrolle, eine untere Druckrolle und eine Spannrolle mit dem Formrad derart zusammengeführt, dass zwischen beiden ein Formhohlraum entsteht, vor dem ein Extruder angeordnet ist. Zudem sind der ersten Station Mittel zum Zuführen einzelner Zugträger oder Gruppen von Zugträgern zur Bildung von einer Verstärkungseinlage in dem mit der ersten Station herzustellenden Teilriemen zugeordnet.
Mit Hilfe einer zweiten Station, die lediglich einen zweiten Extruder, ein zweites Formrad und eine weitere Umlenkrolle aufweist, wird ein zweiter Teilriemen auf den ersten Teilriemen aufgebracht, wobei der Abstand zwischen der weiteren Umlenkrolle und zweitem Formrad einstellbar ist. Dieser Abstand zwischen Umlenkrolle und dem zweiten Formrad bestimmt die Dicke des zu erzeugenden Riemens. Die zweite Station weist somit kein gesondertes Formband auf.
Zudem ist aus der vorgenannten Druckschrift bekannt, die obere und/oder die untere Druckrolle mit einer Heizung zur individuellen Temperierung der Riemenoberfläche zu versehen. Zudem ist auch eine Temperierung der Formräder denkbar. Über konkrete Werte der Temperierung an den jeweiligen Rollen schweigt sich die Druckschrift jedoch aus.
Es ist dem Fachmann jedoch ebenfalls bekannt, eine solche Temperierung zur Kühlung/ zum Erstarren des zu fertigenden Riemens zu verwenden.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Riemengeometrie durch Materialschrumpf während des vorgenannten Herstellprozesses beeinflusst wird. Insbesondere bei erwünschten hohen Produktionsgeschwindigkeiten entstehen leichte Schrumpfstellen und/oder die Dickes des Riemens zwischen den Festigkeitsträgern wird zu gering. Durch eine sehr hohe Kühlung des zu produzierenden Riemens wäre theoretisch eine sehr hohe Produktionsgeschwindigkeit des Riemens ermöglicht, jedoch träte dann der Nachteil eines sehr starken Materialschrumpfes auf.
„Hohe Produktionsgeschwindigkeiten“ des Riemens bedeuten Geschwindigkeiten über 3m/min.
Die DE 16 29 394 B betrifft eine Einrichtung zum Herstellen von Bändern aus Kunststoff. Bei den Bändern aus Kunststoff handelt es sich insbesondere um Skirohlinge aus thermoplastischem Kunststoff, welche durch einen Walzvorgang hergestellt werden. Die Einrichtung umfasst eine temperierbare obere Walze und eine weitere temperierbare untere Walze, die durch ein Unterlagsband umschlungen ist. Eine Strangpressdüse fördert das plastische Kunststoffmaterial in einen durch die Walze und das Unterlagsband gebildeten Spalt. Das ausgewalzte Kunststoffband kühlt auf dem umlaufenden endlosen Unterlagsband langsam ab. Durch wirkende Adhäsionskräfte zwischen dem ausgewalzten Kunststoffband und dem Unterlagsband kann das ausgewalzte Kunststoffband nicht ungleichmäßig schrumpfen. Durch eine Temperierung der Walzen wird das Adhäsionsverhalten zwischen dem ausgewalzten Kunststoffband und dem Unterlagsband sowie der Walze verändert. Nachteiliger Weise ist nicht offenbart, wie eine geschwindigkeitsabhängige Kühlung des Materials erfolgen kann, sodass auch bei unterschiedlichen Produktionsgeschwindigkeiten keine Schrumpfstellen entstehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, welches mithilfe der vorgenannten Vorrichtung ausgeführt wird und mit welchem ein Riemen bei unterschiedlichen Produktionsgeschwindigkeiten mit gewünschter Geometrie ohne Schrumpfstellen durch Materialschrumpf herstellbar ist.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß dem Oberbegriff und dem kennzeichnenden Merkmal von Anspruch 1 dadurch, dass man bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 4 - 8 m/min die Formräder, die Druckrollen und die Umlenk- und Spannrollen in folgenden Temperaturbereichen führt:

- Formrad der ersten Station: 25°C - 35°C;
- Formrad der zweiten Station: 65°C - 80°C;
- Obere Druckrolle der ersten Station: 40°C - 50°C;
- Umlenkrolle der zweiten Station: 15°C - 25°C;
- Untere Druckrolle der ersten Station: 30°C - 50°C;
- Spannrolle der ersten Station: 30°C - 50°C.

Man erhält durch diese Temperaturführung einen hochqualitativen Riemen mit gewünschter Geometrie, der so gut wie keine Schrumpfstellen aufweist. Die Kühlleistungen (erreicht durch die Temperierung der Formräder und Rollen) sowie die Auswirkungen dieser Kühlung auf den zu fertigenden Riemen sind an den jeweiligen Formrädern bzw. Rollen unterschiedlich. Erfindungsgemäß wird für das jeweilige Formrad bzw. die unterschiedlichen Rollen ein gesonderter, optimaler Temperaturbereich gewählt, mit dem ein hochqualitativer Riemen mit hoher Produktionsgeschwindigkeit zu fertigen ist.
Dabei weist das Formrad der ersten Station einen Durchmesser von 600 mm - 800 mm, das Formrad der zweiten Station ebenfalls einen Durchmesser von 600 mm - 800 mm, die obere Druckrolle der ersten Station einen Durchmesser von 150 mm - 300 mm, die Umlenkrolle der zweiten Station einen Durchmesser von 150 mm - 300 mm, die untere Druckrolle der ersten Station einen Durchmesser von 200 mm - 400 mm und die Spannrolle der ersten Station einen Durchmesser von 150 mm - 300 mm auf.
In einer anderen Ausführung, in welcher man das Verfahren in einer Produktionsgeschwindigkeit < 4 m/ min durchführt, führt man die Formräder, die Druckrollen und die Umlenk- und Spannrollen in Temperaturbereichen, die um 10°C gegenüber den vorgenannten Temperaturbereichen erhöht sind. Durch die langsamere Produktionsgeschwindigkeit wird der Riemen länger am jeweiligen Formrad bzw. den Rollen gekühlt. Um die optimale Kühltemperatur zu erhalten, ist die Temperatur dieser Räder und Rollen um 10°C erhöht ist. Das Risiko von Schrumpfstellen am Riemen ist minimiert.
In einer anderen Ausführung, in welcher man das Verfahren in einer Produktionsgeschwindigkeit > 8 m/ min durchführt, führt man die Formräder, die Druckrollen und die Umlenk- und Spannrollen in Temperaturbereichen, die um 10°C gegenüber den vorgenannten Temperaturbereichen erniedrigt sind. Durch die hohe Produktionsgeschwindigkeit wird der Riemen kürzer am jeweiligen Formrad bzw. den Rollen gekühlt, so dass die Temperatur dieser Räder und Rollen um 10°C erniedrigt ist, um die optimale Kühlung des Riemens zu erhalten.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind in der Figur, welche ein schematisches Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert.
Die einzige Figur, die 1, zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines aus zwei Teilriemen hergestellten, mit Festigkeitsträgern verstärkten Riemens aus plastifizierbarem Werkstoff für die Aufzugstechnik.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird auf einer Vorrichtung durchgeführt, welche aus zwei Stationen besteht, „Station 1“ 6 und „Station 2“ 8. Die „Station 1“ 6, die zur Herstellung eines ersten Teilriemens 2a dient, besteht aus einem im Gegenuhrzeigersinn drehbaren Formrad 14 und einem endlosen Formband 18, das einen Teilabschnitt des Formrades 14 umschlingt. Die Enden des Teilabschnitts werden von einer oberen Druckrolle 20 und einer unteren Druckrolle 22 in Verbindung mit einer Spannrolle 24 vorgegeben. Zwischen dem Teilabschnitt des Formbandes 18 und dem darunter befindlichen Umfang des Formrades 14 wird ein Formhohlraum 26 gebildet. Mit Hilfe der Spannrolle 24 kann der Andruck des Formbandes 18 auf das Formrad 14 eingestellt werden.
Außerdem weist die „Station 1“ 6 einen Extruder 10 und eine Drahtzuführung 28 auf. Die Produktionsgeschwindigkeit beträgt 4- 8 m/min. Zur Herstellung des ersten Teilriemens 2a auf der „Station 1“ 6 wird ein plastifizierbarer Kunststoff, z.B. PU, aus einem Extruder 10 auf das mit einer Temperatur von 25° - 35°C temperierte Formrad 14 gegeben. Gleichzeitig wird über die Drahtzuführung 28 die als Festigkeitsträger 4 vorgesehene Verstärkungseinlage zugeführt. Aufgrund der Drahtspannung werden die Drähte 4 auf die Umfangsfläche des Formrades 14 gedrückt, wo sie die Unterseite des zwischen dem Formrad 14 und dem endlosen Formband 18 entstehenden ersten Teilriemens 2a bilden. Das endlose Formband 18 bildet mit Hilfe einer oberen Druckrolle 20, temperiert auf 40° - 50°C, mit Hilfe einer unteren Druckrolle 22, temperiert auf 30° - 50°C und mit Hilfe einer Spannrolle 24, temperiert auf 30° - 50°C, einen Formhohlraum längs eines Teilumfangs des Formrades 14.
An die „Station 1“ 6 schließt sich unmittelbar eine zweite Station 8 an. Diese „Station 2“ 8 besteht im Wesentlichen aus einer Umlenkrolle 30 und einem Formrad 16. Beide sind temperiert und zwar die Umlenkrolle 30 auf 15° - 25°C und das Formrad 16 auf 65° - 80°C. Ähnlich wie die „Station 1“ 6 weist auch die „Station 2“ einen Extruder auf.
Zur Herstellung eines zweiten Teilriemens 2b bzw. zur Herstellung eines fertigen, aus erstem 2a und zweitem Teilriemen 2b bestehenden Riemens 2 wird der erste Teilriemen 2a unmittelbar nach Verlassen des Formrades 14 um die Umlenkrolle 30 und weiter um das Formrad 16 geschlungen. Mit Hilfe des Extruders 12 wird plastifiziertes Kunststoff-Material auf die mit dem Festigkeitsträger 4 versehenen Seite des ersten Teilriemens 2a gegeben und in den zwischen erstem Teilriemen 2a und Formrad 16 gebildeten Zwischenraum (Abstand 32 zwischen Umlenkrolle 30 und zweitem Formrad 16) befördert, wo der zweite Teilriemen 2b entsteht und sich sofort mit dem ersten Teilriemen 2a verbindet. Verglichen mit der „Station 1“ 6 übernimmt hier die Verstärkungseinlage 4 des ersten Teilriemens 2a die Funktion des Formbandes, indem der das Formrad 14 verlassende Riemen 2 über zwei Rollen 38, 38' geführt und mit einem vorgegebenen Zug 40 beaufschlagt wird (Abzugseinrichtung nicht dargestellt). Die Rolle 30 ist eine reine Umlenkrolle.
Zur Begrenzung und Führung des ersten Teilriemens 2a ist die Umlenkrolle 30 mit Bordscheiben 30a, 30b versehen.
Die an dem zweiten Formrad eingezeichneten Bordscheiben 16a, 16b können ergänzend vorgesehen werden, sind aber nicht erforderlich.
Bezugszeichenliste

1: Riemen, Flachgurt, Fertigprodukt
2a: erster Teilriemen, Halbfabrikat
2b: zweiter Teilriemen
4: Festigkeitsträger
6: erste Station (Station 1)
8: zweite Station (Station 2)
10: (erster) Extruder
12: (zweiter) Extruder
14: (erstes) Formrad
14a, 14b: Bordscheiben
16: (zweites) Formrad
16a, 16b: Bordscheiben
18: endloses Formband
20: obere Druckrolle
22: untere Druckrolle
24: Spannrolle
26: Formhohlraum
28: Drahtzuführung
30: Umlenkrolle
30a, 30b: Bordscheiben
32: Abstand zwischen Umlenkrolle und zweitem Formrad
38, 38': Rolle
40: Zug

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Riemens (2) aus plastifizierbarem Kunststoff-Material unter Verwendung einer Vorrichtung mit einer ersten Station (6) zur Herstellung eines ersten, mit Festigkeitsträgern (4) versehenen Teilriemens (2a) und mit einer zweiten Station (8) zur Herstellung eines zweiten Teilriemens (2b) und zur Ausformung des zweiten Teilriemens (2b) an den ersten Teilriemen (2a), wobei die erste und die zweite Station (6, 8) jeweils einen Extruder (10, 12) und ein Formrad (14, 16) aufweisen, wobei die erste Station (6) außerdem - ein endloses Formband (18), das mit Hilfe einer oberen Druckrolle (20), einer unteren Druckrolle (22) und einer Spannrolle (24) einen Formhohlraum (26) längs eines Teilumfangs des Formrades (14) bildet, und - eine Drahtzuführung (28) aufweist, wobei die zweite Station (8) außerdem - eine Umlenkrolle (30) mit einem einstellbaren Abstand (32) zwischen Umlenkrolle (30) und zweitem Formrad (16) enthält, wobei der Abstand (32) zwischen Umlenkrolle (30) und dem zweiten Formrad (16) die Dicke des zu erzeugenden Riemens (2) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 4 - 8 m/min die Formräder (14, 16), die Druckrollen (20, 22) und die Umlenk- und Spannrollen (30, 24) in folgenden Temperaturbereichen führt: - Formrad (14) der ersten Station: 25°C - 35°C; - Formrad (16) der zweiten Station: 65°C - 80°C; - Obere Druckrolle (20) der ersten Station: 40°C - 50°C; - Umlenkrolle (30) der zweiten Station: 15°C - 25°C; - Untere Druckrolle (22) der ersten Station: 30°C - 50°C; - Spannrolle (24) der ersten Station: 30°C - 50°C.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Formräder (14, 16), die Druckrollen (20, 22) und die Umlenk- und Spannrollen (30, 24) bei einer Produktionsgeschwindigkeit < 4m/ min in Temperaturbereichen führt, die um 10°C erhöht sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Formräder (14, 16), die Druckrollen (20, 22) und die Umlenk- und Spannrollen (30, 24) bei einer Produktionsgeschwindigkeit > 8m/ min in Temperaturbereichen führt, die um 10°C erniedrigt sind.