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Hintergrund
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In den letzten Jahren haben sich Förderbänder mit Spezifikationen für Energieeffizienz, die den Stromverbrauch von Motoren für den Antrieb von Bändern reduzieren können, durchgesetzt. Für solche Förderbänder mit Spezifikationen für Energieeffizienz wird ein verlustarmer Gummi, ein Gummi mit einem geringen Verlustfaktor tanδ, welcher ein Energieverlust-Index ist, als ein Gummi verwendet, der eine untere, mit den Tragrollen in Kontakt kommende Gummideckschicht bildet (siehe z.B. Patentdokument 1). Der Verlustfaktor tanδ ist ein Wert, der aus G"/G' berechnet wird, wobei G' ein Speichermodul und G" ein Verlustmodul des Gummis darstellt. Je kleiner der Wert des Verlustfaktors tanδ, desto kleiner ist die bei der Verformung des Gummis als Wärme abgeführte Energiemenge (desto kleiner ist der Energieverlust).
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Wenn der verlustarme Gummi mit einem geringen Verlustfaktorwert tanδ als Gummi für die untere Gummidecksicht verwendet wird, ist es möglich die Verformung des Gummis, wenn sich das laufende Förderband über die Tragrollen bewegt, und den Laufwiderstand zu reduzieren. Folglich wird beim Laufen des Förderbands der Energieverlust reduziert, was zur Energieeffizienz des Motors beiträgt, der zum Antreiben des Förderbandes eingesetzt wird.
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Wie in 6 dargestellt, wird im Fall eines Förderbandes 11 mit Stahlcorddrähten 3 als ein Kern eine zwischen der oberen Gummideckschicht 5 und der unteren Gummideckschicht 6 angeordneten Kernschicht 2 durch Abdecken und Einbetten einer großen Anzahl von parallel in Richtung der Förderbandbreite angeordneten Stahlcorddrähten 3 mit einem Dämpfergummi 4 gestaltet. Endgummis 7 sind an beiden Seiten in Richtung der Förderbandbreite angebracht. Der Dämpfergummi 4 ist ein haftfähiger Gummi, welcher verwendet wird, um die Stahlcorddrähte 3 vorteilhaft mit der oberen Gummideckschicht 5 und der unteren Gummideckschicht 6 zu verkleben, und eine Dicke t des Dämpfergummis 4, d. h. die maximale Dicke, ist dicker als der Nenndurchmesser der Stahlcorddrähte 3.
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Bei der detaillierten Analyse der Verformung des Gummis während das Förderband über die Tragrollen läuft, wurde festgestellt, dass der Dämpfergummi zusätzlich zum Gummi der unteren Gummideckschicht ebenfalls verformt wurde und dass diese Verformung eine der Ursachen für den Laufwiderstand war. Es bestehen allerdings strikte Einschränkungen für die Mischung des Dämpfergummis, da es notwendig ist, die Haftung zwischen den Stahlcorddrähten und der oberen Gummideckschicht und der unteren Gummidecksicht zu priorisieren. Es ist daher schwierig, die Mischung des Dämpfergummis so einzustellen, dass der Verlustfaktor tanδ einfach reduziert wird, was eine Hürde für das Reduzieren des Laufwiderstandes beim Laufen über die Tragrollen darstellt.
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DE 11 84 275 B offenbart ein Förderband mit Stahlcorden. Die Stahlkorde sind mit einer Folie von oben und von unten bedeckt. Die Folie ist aus einem natürlichen Gummigemisch hergestellt. Die Dicke der Folie ist in einem Bereich zwischen 1/4 bis 1/7 des Durchmessers der Stahlkorde.
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JP 2009 -
40 604 A offenbart ein Förderband, welches eine Kernschicht aufweist, die mit einer Vielzahl von parallelen Stahlcorden ausgebildet ist. An der inneren Umfangsfläche der Kernschicht ist eine Gummischicht laminiert und an der äußeren Umfangsseite der Kernschicht ist eine äußere Gummischicht laminiert.
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CN 1 068 309 A offenbart ein Förderband mit einem Verstärkungskern, welcher mittels eines Deckmaterials bedeckt ist. Das Deckmaterial ist Gummi oder Kunststoff etc. Der Verstärkungskern kann aus einer Mehrzahl von Drähten bestehen. In dem Verstärkungskern können Abstandhalter vorgesehen werden. Die Abstandhalter können aus Kunststoff oder Gummi ausgebildet sein. Ein oberes Deckmaterial ist zwischen Drähten des Verstärkungskerns angeordnet.
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JP 2009-275 781 A offenbart einen Antriebsriemen mit einem inneren Kern, der in einem Gummiband mittels einer Klebeschicht verbunden ist. Die Klebeschicht umgibt ebenfalls einen Kerndraht. Der Riemen wird hergestellt mittels Einbettens des Kerns in zwei Gummischichten.
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Dokument des Stands der Technik
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Patentdokument
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Patentdokument 1: Ungeprüfte
japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. H11-139523A -
Zusammenfassung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösendes Problem
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Förderband bereitzustellen, welches den durch das Laufen über Tragrollen verursachten Laufwiderstand während des Betriebs des Förderbands weiter reduzieren kann.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Ein Förderband der vorliegenden Erfindung zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe ist ein Förderband mit den Merkmalen nach Anspruch 1.
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Wirkung der Erfindung
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Erfindungsgemäß ist die maximale Dicke des Dämpfergummis nicht mehr als 1/3 des Nenndurchmessers der Stahlcorddrähte, zusätzlich zur Verwendung eines verlustarmen Gummis mit einem Verlustfaktor tanδ von 0,07 oder geringer als der Gummi, der die mit den Tragrollen in Kontakt kommende untere Gummideckschicht bildet. Da die Dicke (die maximale Dicke) des Dämpfergummis nach dem Stand der Technik dicker als der Nenndurchmesser der Stahlcorddrähte ist, ist es möglich, das Volumen des Dämpfergummis in der vorliegenden Erfindung erheblich zu reduzieren. Es ist daher möglich, den Laufwiderstand während des Betriebs des Förderbandes weiter zu reduzieren, da es möglich ist, den Einfluss des Dämpfergummis zu reduzieren, für den der Verlustfaktor tanδ schwierig einzustellen ist.
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Erfindungsgemäß stimmt die Dicke des die äußere Umfangsfläche der Stahlcorddrähte bedeckenden Dämpfergummis mit der Dicke des Dämpfergummis zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten überein. Es ist hier ebenfalls möglich, eine Spezifikation festzulegen, bei der die benachbarten Stahlcorddrähte der Kernschicht mithilfe des Dämpfergummis miteinander verbunden sind. Dieser Spezifikation entsprechend ist es möglich, die Schritte für die Herstellung der Kernschicht zu vereinfachen, da es möglich ist, die Kernschicht aus einem Plattenmaterial des Gummis herzustellen, das den Dämpfergummi bildet.
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Zum Beispiel ist es auch möglich, eine Spezifikation festzulegen, bei der die Dicke des die äußere Umfangsfläche der Stahlcorddrähte bedeckenden Dämpfergummis geringer ist als die Dicke des Dämpfergummis zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten. Dieser Spezifikation entsprechend ist es möglich, die Schritte für die Herstellung der Kernschicht weiter zu vereinfachen, da es möglich ist, die Kernschicht aus einem Plattenmaterial mit einer vorbestimmten Dicke des Gummis herzustellen, das den Dämpfergummi bildet. Zudem besteht ein Vorteil in der Herstellung einer stabilen Kernschicht mit geringer Variation in der Dicke des Dämpfergummis mit hoher Produktivität.
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Erfindungsgemäß sind die benachbarten Stahlcorddrähte der Kernschicht durch den Dämpfergummi miteinander verbunden. Dieser Spezifikation entsprechend besteht ein Vorteil darin, dass eine gleichmäßige Haftkraft ohne Variation zwischen den Stahlcorddrähten und der oberen Gummideckschicht und der unteren Gummideckschicht erzielt werden kann.
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Es ist auch möglich, eine Spezifikation festzulegen, bei der der Gummi, der die untere Gummideckschicht bildet, zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten einfügt ist, ohne dass der die obere Gummideckschicht bildende Gummi eingefügt ist.
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Dieser Spezifikation entsprechend besteht ein Vorteil darin, dass der Laufwiderstand während des Betriebs des Förderbandes reduziert wird, da es möglich ist, das Volumenverhältnis des die untere Gummideckschicht bildenden, verlustarmen Gummis zu erhöhen.
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Alternativ kann auch eine Spezifikation festgelegt werden, worin die Gummis, die die obere Gummideckschicht und die untere Gummideckschicht bilden, zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten eingefügt sind, ohne die benachbarten Stahlcorddrähte der Kernschicht mit Hilfe des Dämpfergummis zu verbinden. Dieser Spezifikation entsprechend besteht ein besonderer Vorteil darin, dass der Laufwiderstand während des Betriebs des Förderbandes reduziert wird, da es möglich ist, das Volumen des Dämpfergummis auf das erforderliche Minimum zu reduzieren.
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Der Nenndurchmesser der Stahlcorddrähte beträgt zum Beispiel ca. von 2,5 mm bis 12,0 mm. Da die Verwendung von Stahlcorddrähten einer solchen Stärke als Bestandteil einer Kernschicht weit verbreitet ist, besteht ein Vorteil in der Verwendung der vorliegenden Erfindung.
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Figurenliste
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- 1 ist eine erklärende Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein erfindungsgemäßes Förderband gedehnt ist.
- 2 ist eine seitliche Querschnittsansicht des Förderbandes von 1.
- 3 ist eine erklärende Ansicht, die einen Herstellungsschritt einer Kernschicht von 1 darstellt.
- 4 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die eine weitere Ausführungsform eines Förderbandes darstellt.
- 5 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die noch eine weitere Ausführungsform eines Förderbandes darstellt.
- 6 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die ein Förderband nach dem Stand der Technik darstellt.
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Bester Weg zum Ausführen der Erfindung
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Unten stehend wird das erfindungsgemäße Förderband basierend auf den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschrieben.
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Ein erfindungsgemäßes Förderband 1, das in 1 und 2 dargestellt ist, ist zwischen einer antreibenden Riemenscheibe 8 und einer angetriebenen Riemenscheibe 9 einer Förderbandanlage gespannt. Eine Mehrzahl von Tragrollen 10 ist zwischen der antreibenden Riemenscheibe 8 und der angetriebenen Riemenscheibe 9 angeordnet und diese Tragrollen 10 kommen mit einer unteren Gummideckschicht 6 in Kontakt. Eine Kernschicht 2 ist ein Element, welches die Spannung trägt, wenn das Förderband 1 gespannt ist.
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Eine Kernschicht 2 ist zwischen der oberen Gummideckschicht 5 und der unteren Gummideckschicht 6 angeordnet. Die Kernschicht 2 ist aus einer großen Anzahl von Stahlcorddrähten 3, die sich parallel in Richtung der Förderbandlänge in Intervallen in Richtung der Förderbandbreite erstrecken, und dem diese Stahlcorddrähte 3 bedeckenden Dämpfergummi 4 gestaltet. Die Anzahl und Stärke der Stahlcorddrähte 3, welche den Kern bilden, werden gemäß den bezüglich des Förderbandes 1 geforderten Eigenschaften (Steifigkeit, Dehnbarkeit und ähnliches) bestimmt. Der Nenndurchmesser der Stahlcorddrähte 3 beträgt zum Beispiel ca. von 2,5 mm bis 12,0 mm. Die Intervalle zwischen benachbarten Stahlcorddrähten 3 betragen zum Beispiel ca. 8 mm bis 25 mm. Nach Bedarf ist eine verstärkende Schicht in dem Förderband 1 eingebettet.
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Der die obere Gummideckschicht 5 bildende Gummi wird hauptsächlich entsprechend den Objekten, die von dem Förderband 1 befördert werden, angemessen bestimmt. Beispiele für diesen Gummi sind Naturgummi, synthetischer Gummi und dergleichen, die in einem herkömmlichen Förderband 11 verwendet werden.
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Der Gummi, welcher die untere Gummideckschicht 6 bildet, ist ein verlustarmer Gummi mit einem Verlustfaktor tanδ von 0,07 oder geringer bei einer Frequenz von 10 Hz, 2 % dynamischer Belastung und einer Temperatur von 20 °C. Beispiele für den Gummi, welcher die untere Gummideckschicht 6 bildet, sind insbesondere Naturgummi, synthetischer Gummi und dergleichen.
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Die Dicke der oberen Gummidecksicht 5 beträgt zum Beispiel von 1,5 mm bis 30 mm, die Dicke der unteren Gummideckschicht 6 beträgt zum Beispiel von 1,5 mm bis 20 mm, und die Dicke der oberen Gummideckschicht 5 ist oftmals nicht geringer als die Dicke der unteren Gummideckschicht 6.
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Beispiele für einen den Dämpfergummi 4 bildenden Gummi sind Naturgummi, synthetischer Gummi und dergleichen, die im herkömmlichen Förderband 11 verwendet werden. In dieser Ausführungsform ist eine Dicke t2 des Dämpfergummis 4 zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten 3 die maximale Dicke und die Dicke t2 ist nicht mehr als 1/3 des Nenndurchmessers der Stahlcorddrähte 3.
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Der untere Grenzwert der Dicke t1 und t2 des Dämpfergummis 4 ist eine Dicke, bei der die Haftkraft zwischen den Stahlcorddrähten 3 und der oberen Gummideckschicht 5 und der unteren Gummidecksicht 6 auf einem festen Niveau gehalten werden kann, zum Beispiel ca. 1/10 des Nenndurchmessers der Stahlcorddrähte 3 oder ca. 1,0 mm.
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In der in 2 dargestellten Ausführungsform sind die benachbarten Stahlcorddrähte 3, welche die Kernschicht 2 gestalten, durch den Dämpfergummi 4 miteinander verbunden. Dann ist die Dicke t1 des Dämpfergummis 4, welcher die Oberflächen des äußeren Umfangs der Stahlcorddrähte 3 bedeckt, dünner als die Dicke t2 des Dämpfergummis 4 zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten 3. Zum Beispiel beträgt die Dicke t1 ist ca. 50 % der Dicke t2.
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Bei der Herstellung der Kernschicht 2, wie in 3 dargestellt, werden eine große Anzahl von parallel angeordneten Stahlcorddrähten 3 von oben und von unten zwischen Plattenmaterial aus Dämpfergummis 4a und 4b mit der Stärke t1 eingefügt. Aufgrund dessen wird die Kernschicht 2 hergestellt, in der die Stahlcorddrähte 3 von dem Dämpfergummi 4 bedeckt sind und die Dicke t1 des Dämpfergummis 4, welcher die Oberflächen des äußeren Umfangs der Stahlcorddrähte 3 bedeckt, dünner als die Dicke t2 des Dämpfergummis 4 zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten 3 ist. Es ist möglich, das Förderband 1 herzustellen, indem ein gewöhnlicher Vulkanisationsschritt durchgeführt wird, nachdem die von oben und unten einzufügende Kernschicht 2 zwischen dem Gummi, der die obere Gummideckschicht 5 bildet, bzw. dem Gummi, der die untere Gummideckschicht 6 bildet, gelegt wurde.
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In der vorliegenden Erfindung wird auf diese Weise durch Verwendung eines verlustarmen Gummis mit einem Verlustfaktor tanδ von 0,07 oder geringer als der die untere Gummideckschicht 6 bildende Gummi der Energieverlust während des Betriebs des Förderbands 1 durch Reduzieren des Laufwiderstand des über die Tragrollen 10 laufenden Förderbands 1 reduziert. Dann wird, zusätzlich zur Verwendung des verlustarmen Gummis, die Dicke t2 (die maximale Dicke) des Dämpfergummis 4 auf nicht mehr als 1/3 des Nenndurchmessers der Stahlcorddrähte 3 festgelegt.
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Wie in 6 dargestellt, ist die Dicke (die maximale Dicke) t des Dämpfergummis 4, welcher die in dem herkömmlichen Förderband 11 verwendete Kernschicht 2 bildet, dicker als der Nenndurchmesser der Stahlcorddrähte 3. Das heißt, die Dicke t des Dämpfergummis 4 zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten 3 ist die maximale Dicke und das Volumen des Dämpfergummis 4 wurde durch das Erhöhen der Dicke von diesem Abschnitt erhöht.
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Andererseits ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, das Volumen des Dämpfergummis 4 erheblich zu reduzieren, da die Dicke t2 (die maximale Dicke) des Dämpfergummis 4 reduziert ist. Daher ist es möglich, den Einfluss des Dämpfergummis 4, für den der Verlustfaktor tanδ schwer einzustellen ist, auf den Laufwiderstand zu verringern. Das heißt, es ist möglich, den Laufwiderstand während des Betriebs des Förderbands weiter zu reduzieren, auch wenn der Dämpfergummi 4 nach dem Stand der Technik verwendet wird. Noch bevorzugter ist die Dicke t2 (die maximale Dicke) des Dämpfergummis 4 auf 1/4 des Nenndurchmessers der Stahlcorddrähte 3 festgelegt.
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In dieser Ausführungsform ist es möglich, die Herstellungsschritte der Kernschicht 2 wie oben beschrieben aufgrund der Spezifikation zu vereinfachen, worin die benachbarten Stahlcorddrähte 3 der Kernschicht 2 durch den Dämpfergummi 4 miteinander verbunden sind. Da die Dicke t1 des die Oberflächen des äußeren Umfangs der Stahlcorddrähte 3 bedeckenden Dämpfergummis 4 dünner ist als die Dicke t2 des Dämpfergummis 4 zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten 3, ist es außerdem möglich, die Kernschicht 2 unter Verwendung von Plattenmaterial mit einer festgelegten Dicke t1 herzustellen. Daher ist es möglich, die Herstellungsschritte der Kernschicht 2 weiter zu vereinfachen. Zudem besteht ein Vorteil in der Herstellung der stabilen Kernschicht 2 mit geringer Variation in der Dicke des Dämpfergummis 4 mit hoher Produktivität.
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Hier ist es außerdem möglich, eine Spezifikation festzulegen, bei der die Dicke t1 des die äußeren Umfangsflächen der Stahlcorddrähte 3 bedeckenden Dämpfergummis 4 so festgelegt ist, dass sie mit der Dicke t2 des Dämpfergummis 4 zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten 3 übereinstimmt (t1 = t2). Wenn die Kernschicht 2 mit einer derartigen Spezifikation hergestellt wird, wird beispielsweise ein Plattenmaterial als ein den Dämpfergummi 4 bildenden Gummi hergestellt, welcher einen Abschnitt aufweist, bei dem die Dicke relativ in Intervallen zunimmt. Dann wird die große Anzahl von parallel angeordneten Stahlcorddrähten 3 von oben und von unten zwischen den Plattenmaterialien eingefügt, indem der Abschnitt des Plattenmaterials festgelegt wird, in dem die Dicke relativ erhöht wird, um den Stahlcorddrähten 3 zu entsprechen.
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Dieser Spezifikation entsprechend besteht ein Vorteil darin, dass durch Reduzieren von Variationen in der Haftkraft zwischen den Stahlcorddrähten 3 und der oberen Gummideckschicht 5 und der unteren Gummideckschicht 6 Uniformität erreicht wird, da die Dicke des als Haftgummi fungierenden Dämpfergummis 4 unabhängig von seiner Position konstant ist.
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In der Ausführungsform des in 4 dargestellten Förderbands 1 ist der Gummi (der verlustarme Gummi), der die untere Gummideckschicht 6 bildet, zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten 3 einfügt, ohne dass der Gummi eingefügt ist, der die obere Gummideckschicht 5 bildet. Mit anderen Worten wird die Kernschicht 2 durch Verbinden der benachbarten Stahlcorddrähte 3 gebildet, indem der Dämpfergummi 4 an oberen Endabschnitten eines jeden Stahlcorddrahtes 3 zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten 3 positioniert wird. Ansonsten ist die Konfiguration die gleiche wie die der in 2 dargestellten Ausführungsform.
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Bei der Herstellung der Kernschicht 2 wird zum Beispiel eine große Anzahl von parallel ausgerichteten Stahlcorddrähten 3 auf einem Plattenmaterial des Dämpfergummis 4a mit der Dicke t1 in einer Ebene angeordnet. Ein weiteres Plattenmaterial des Dämpfergummis 4b mit der Dicke t1 wird auf diesem Plattenmaterial angeordnet und die Stahlcorddrähte 3 sind von oben und von unten zwischen den Plattenmaterialien eingefügt, indem die Plattenmaterialien zwischen den Stahlcorddrähten 3 entlang der äußeren Umfangsflächen der Stahlcorddrähte 3 eingefügt sind.
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Aufgrund dessen, da die Oberfläche des auf der Ebene angeordneten Plattenmaterials flach ist, ist der die obere Gummideckschicht 5 bildende Gummi auf dieser Oberflächenseite angeordnet und der die untere Gummideckschicht 6 bildende Gummi ist an der dieser Oberfläche gegenüber liegenden Oberflächenseite angeordnet, wodurch es möglich ist, das Förderband 1 herzustellen, indem ein gewöhnlicher Vulkanisationsschritt durchgeführt wird, nachdem die Kernschicht 2 in einen Zustand gebracht wird, dass sie zwischen der oberen Gummideckschicht 5 und der unteren Gummideckschicht 6 eingefügt ist.
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Im Fall dieser Spezifikation ist nur der verlustarme Gummi zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten 3 eingefügt. Daher besteht ein Vorteil darin, dass der Laufwiderstand während des Betriebs des Förderbandes reduziert wird, da es möglich ist, das Volumenverhältnis des verlustarmen Gummis zu erhöhen.
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Noch eine andere Ausführungsform des Förderbands 1 ist in 5 dargestellt. In dieser Ausführungsform sind die benachbarten Stahlcorddrähte 3 nicht durch den Dämpfergummi 4 miteinander verbunden. Stattdessen sind die Gummis, die die obere Gummideckschicht 5 und die untere Gummideckschicht 6 bilden, zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten 3 eingefügt. Ansonsten ist die Konfiguration die gleiche wie die der in 2 dargestellten Ausführungsform.
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Beim Herstellen der Kernschicht 2 werden die Stahlcorddrähte 3, deren äußeren Umfangoberflächen von dem das Dämpfergummi 4 bildenden Gummi mit einer vorbestimmten Dicke t1 bedeckt sind, in einen Zustand gebracht, dass sie parallel ausgerichtet sind. Dann ist es möglich, das Förderband 1 herzustellen, indem ein gewöhnlicher Vulkanisationsschritt durchgeführt wird, nachdem die von oben und unten einzufügende Kernschicht 2 (ein paralleler Körper aus Stahlcorddrähten 3, dessen äußere Umfangsflächen mit der vorbestimmten Dicke t1 bedeckt sind) zwischen dem Gummi, der die obere Gummideckschicht 5 bildet, bzw. dem Gummi, der die untere Gummideckschicht 6 bildet, gelegt wurde.
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Bei dieser Spezifikation ist es möglich, das Volumen des Dämpfergummis 4 auf das notwendige Minimum festzulegen. Ferner besteht ein besonderer Vorteil darin, dass der Laufwiderstand während des Betriebs des Förderbandes reduziert wird, da der Gummi (der verlustarme Gummi), der die untere Gummideckschicht 6 bildet, zu einem bestimmten Grad zwischen den benachbarten Stahlcorddrähten 3 einfügt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Förderband
- 2
- Kernschicht
- 3
- Stahlcorddraht
- 4, 4a, 4b
- Dämpfergummi
- 5
- Obere Gummideckschicht
- 6
- Untere Gummideckschicht
- 7
- Endgummi
- 8
- Antreibende Riemenscheibe
- 9
- Angetriebene Riemenscheibe
- 10
- Tragrolle
- 11
- Herkömmliches Förderband
