DE1926965A1

DE1926965A1 - Dehnbarer Keilriemen

Info

Publication number: DE1926965A1
Application number: DE19691926965
Authority: DE
Inventors: Fix Sidney R
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1968-06-25
Filing date: 1969-05-23
Publication date: 1970-01-02
Also published as: FR2022657B1; BR6909408D0; GB1266965A; US3566706A; FR2022657A1

Description

Dipi.-ing. Walter Meissner Dipi,-ing. Herbert Tischer BERLIN 33, HERBERTSTRASSE 22 MÜNCHEN Fernsprecher: 8 87 72 37 - Drahtwort: Invention Berlin «ft5A Postecheckkonto: W. Meleener, Berlin West 13282 _ · αΚ\ χ"«³ Bankkonto: W. Meissner, Berliner Bank A,-Q., Depka 36, . ___, ... __ ,__, _. .. . *|4 * Berlln-Halentee, KurtOrstendamm 130, Konto Nr. 95 716 ' BERLIN 33 (GRUNEWALD), den *·«*' Herbertstraie 22

6478 GE THE GOODYEAR TIRE AND RUBBER COMPANY, Akron, Ohio, USA

Dehnbarer Keilriemen

Die Erfindung betrifft allgemein dehnbare Riemen und insbesondere Kraftübertragungsriemen, die einen Spannungsabschnitt aus synthetischen thermoplastischen Corden aufweisen, die vor dem Einarbeiten in die Riemen einer speziellen Behandlung unterworfen worden sind, um so die Riemen einer spezifischen Anwendungsmöglichkeit zuzuführen. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum ^erstellen derartige!' Riemen und das Herstellen der Corde, die in dem Spann ungs abschnitt, der Riemen vorliegen. Die Erfindung hat insbesondere Anwendung bei KraftUbertragungsriemen gefunden, die einen allgemein trapezoiden Querschnitt aufweisen und zusammen mit Riemenscheiben mit Ausnehmung arbeiten sollen.

iCraftübertragungsriemen aus einem flexiblen federnden Ilaterial wie Kautschuk oder Textilgut werden normalerweise bei Treibrieraenanordnungen angewandt, um Kraft von einer Antriebsscheibe auf eine angetriebene Scheibe dadurch zu übertragen, daß eine Zugspannung zwischen denselben und ein Reibungseingriff mit den antreibenden Oberflächen der Scheiben vorliegt. Diese Riemen weisen in den meisten Fällen wie ähnliehe Kautschukgegenstände einen Spannungsabschnitt aus Textilcorden oder quadratisch gewobenem Textilgut auf, um so dem Riemen die erforderliche längsseitige Verstärkung, Stabilität, Flexibilität usw. zu vermitteln. ^₀ Es wurde gefunden, daß Corde aus synthetischem thermoplastischen ° Material, wie Nylon, Polyester und dgl. die unterschiedliche te

co Ausmaße an Elastizität zeigern^ zweckmäßig hierfür sind. Anderer» ^, seits ist es dooh bekannt_s daß derartige synthetische thermopla- ^ ' stische Materialien ebenfalls unterschiedliches Ausmaß an Dimeno

to sionen zeigen bedingt durch ein Einschrumpfen und Wachsen, und sä dies is ο beaügjich der- Arbeitsweise des Kautschukgegenstandes

unzweckmäßic·

Derartige Paktoren sind insbesondere wichtig bezüglich der Arbeitsweise der Kraftübertragungsriemen. Aufgrund der neigung der Riemen nach Inbetriebnahme uri die Riemenscheiben herum über längere Zeitspannen hin sich zu recken oder zu "wachsen" ist es, um die richtige Arbeitsspannung aufrechtzuerhalten erforderlieh_s die MitteIpunktentfernungen zwischen den Antriebsscheiben und den angetriebenen Scheiben einzustellen zwecks rlonpoensieren des Reckens des Riemens, v.'enn die Riemenscheiben ortsfest dergestalt sind, daß die wittelpunktsentfernung ni-cht eingestellt v:erden kann, ist es erforderlich, eine zusätzliche Leerlaufscheibe oder Aufnahmescheibe vorzusehen, die dazu dient den Durchhang aufzunehmen, der sich durch das natürliche Recken des hien.ens ergibt, um so die richtige Riemenspannung su beaufschlagen und kontinuierlich beizubehalten. Die Zugspannung des Riemens ist insbesondere kritisch, wenn es sieh ura das Anwenden von Kraftu'oertragungsriemen mit allgemein trapezoidera luersehnitt handelt, die allgeraein als Keilriemen bezeichnet v/erden, da diese Riemen für einen Reibungseingriff oder Keileingriff mit den keilforr.iren Ausneanungen der Riemenscheiben vorgesehen sind₃ wodurch deren Antriebsfunktion bedingt wird.

Jede der oben beschriebenen Antriebsriemenanordnun^en ist kostspielig in Hinblick auf die erforderlichen bev/eglichen Teile und zusätzlicher Ausrüstung. Weiterhin stellen die bei der Einstellung derartiger Riemen auftretenden Arbeit skr iiftekost en ernsthafte wirtschaftliche Nachteile dar. VJie auf den einschlägigen Gebiet bekannt, ist es somit zweckir-äßi?:* eine Pdenenatriefcsanordnung zu schaffen, bei der keine Einstellung und keine zusätzlichen Scheiben für das Aufrechterhalten der Antriebsspannung erforderlich sind.

Erfindungsgemäß wird nun unter Heransiehen eines in spezieller V/eise sich selbst spannengen Riemens eine derartine Anordnung geschaffen, die für vielerlei Anwenöiaigszwecke sich zufriedenstellend erweist. Der erfindungsgemä&e Riemen ist endlos aasgebildet, so daß dessen Länge im upspr-laiglieben Zustand wesentlich

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kleiner als dessen Llnce im eingebauten Zustand in der Riemenantriebsanordnunist. Es muß somit ein wesentliches Recken erfolgen, um den Bienen in seiner Arbeitslage um die Riemenscheiben herur. anzuordnen, und im Anschluß hieran erfo'lgt ein Einziehen des Riemens auf die Antriebslage bezüglich der Riemens ehe ib en, jedoch wird ausreichende restliche Spannung für das Ausüben der Antriebsfunktion beibehalten. Diese spezielle Arbeitsfunktion wird durch eine besondere und ungewöhnliche Cordbeuandlunu erzielt, wie es weiter unten im einzelnen erläutert ist.

Der eincchl-ijj-i-c"-⁰ Fachmann weiß, daß es bei der Behandlung von wärmeschrumpfbaren Corden aus synthetischen Thermoplasten wesentlicn isö, dieselben verschiedenen Bedingungen eines gesteuerten Reckens, Entspannung und hoher Temperatur auszusetzen, un so eine dreidimensionale Stabilität zu erzielen. Zu diese::. Cv/ecl: sind verschiedene Textilgutbehandlung^ entwickelt worden, siehe z.Z. die Üö-Patentschriften 2 679 083- und 2 955 3h5.

Somit wird es als von größter Wichtigkeit erachtet, jedes übermäßige Recken oder Dehnung der verstärkenden Textilien zu verhindern, die in die Kraftübertragungsriemen eingearbeitet werden, da dies zu einem Gleiten des Riemens bei der Bewegung ur. die Riemenscheiben herum führt und einen erheblichen Kraftverlust bedingt. Es ist weiterhin außerordentlich wichtig, ein merkliches Einschrumpfen der Verstärkungsmaterialien zu verhindern, da die hierdurch bedingte übermäßige Zugspannung zu einer Beschädigung der Scheibenlager führen und einen schnellen Abrieb des Riemens bedingen kann. Somit werden Kraftübertragungsriemen, wie Keilriemen, gewöhnlihc irr. wesentlichen nicht dehnbar in Dimensionen ausgeführt, die der Arbeitslange des Riemens entspricht und können nicht wesentlich gereckt werden, um sie um die Riemenscheiben herum anzuordnen.

_CD ^s wurde nun gefunden, daß ein sorgfältig gesteuertes, kontihuierliches Verfahren, bei dem Wärmeschrmmpf-bare elasti- -* sehe oder teilweise elastische Corde, die synthetische Thermo_o plasten aufweisen, gleichzeitig in der Wärme gehärtet und ■ ^ bei rlichtvorliegen einer Zugspannung entspannt werden, nachts den das Bindemittel für den Kautschuk -an dem Textilgut aufge-

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bracht worden ist, zu Corden mit ungewöhnlichen Eigenschaften führt. Diese behandelten Corde sind in der Lage, ein anfängliches Recken oder Dehnung innerhalb bestimmter begrenzter Werte und eine sich anschließende Rückführung für wenigstens einen erheblichen Anteil des ursprünglichen Reckens zu erfahren, ohne daß im Anschluß daran eine übermäßige Dehnung •erfolgt. Beispiele für synthetische Thermoplasten sind Polyester, Nylon und Kombinationen derselben. So werden z.B. Polyesterfäden oder Corde, die bis zu etwa 155? deren ursprünglicher Länger gereckt oder gedehnt wurden, eine schnelle Rückführung eines großen Teils des ursprünglichen Reckens erfahren. Der einschlägige Fachmann weiß, daß diese Behandlung grundsätzlich von den Cordbehandlungsverfahren abweicht, wie sie in dem oben angegebenen Stand der Technik wiedergegeben ist und dies insbesondere im Hinblick auf die allgemein übliche Praxis des Reckens synthetischer Thermoplasten im Anschluß an das Aufbringen des Bindemittels.

Nachdem diese speziell behandelten Corde in einen Kautschukgegnstand, wie einen Riemen eingebracht worden sind, kann der Riemen über seine ursprüngliche Länge im vulkanisierten Zustand gedehnt v/erden und wird auf eine Länge zurückgeführt, die etwas größer als die ursprüngliche Länge ist, jedoch wird nach dieser ursprünglichen Dehnung derselbe praktisch auf diese nunmehr erreichte Länge bei einer sich anschließenden Dehnung zurückkehren. Es wird somit ein spezieller Gegenstand geschaffen, der sowohl stark flexibel als auch dimensional beständig ist.

Wenn diese speziell behandelten Corde in den Zugabschnitt eines kraftüberträgenden Riemens eingearbeitet werden, wird der Riemen innerhalb bestimmter Grenzen dehnbar und nachdem ein Vulkanisieren auf eine vorherbestimmte Länge kürzer als die Einbaulänge erfolgt ist, kann der Riemen somit für den Einbau in die Antriebsriemenanordnung gereckt werden. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, daß entweder der Riemen über die Kante der Riemenscheiben und auf die Riemenscheibenoberflächen gezogen oder gerollt wird. Nach den für den Emn-

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bau anfänglichen Recens zieht sich.der Riemen sodann zusammen oder nimmt die Antriebslage bezüglich der Riemenscheiben ein und hält eine ausreichende Zugspannung aufrecht, um so in einen Reibungseingriff mit den Riemenscheibenoberflächen ■zu kommen und die Antriebsfunktion auszuführen. Die erfindungsgemäßen dehnbaren Riemen können zunächst um etwa 12!£ bezüglich deren ursprünglicher freien Länge gereckt werden, während unter normalen Bedingungen herkömmliche Kraftübertragungsriemen nicht mehr als 1% gereckt werden können, ohne eine bleibende Beschädigung zu erfahren. Aufgrund der arteigen vorliegenden Flexibilität bedingt durch diese speziell behandelten Corde weisen die erfindungsgemäßen. Riemen ebenfalls überlegene stoßdämpfende und Festigkeitseigenschaften auf.

Eine wesentliche der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen dehnbaren Riemen zu schaffen₉ der sowohl stark flexibel als auch dimensional beständig ist. Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Kraftübertragungsriemen zu schaffen, der in.der Lage ist gereckt zu werden_s um so in der Arbeitslage um die Ringscheiben in einer Riemenantriebsanordnung gebracht zu werden, jedoch im. Anschlußp daran iaieht sich der Riemen in seine Anfrriebslage zusammen bezüglich der Scheiben und behält eine ausreichende Restspannung aufrecht, umdie Antriebsfunktion auszuführen. .

Eine weitere der Erfindung !Zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Biemenantriebsanordnung zu "schaffen, die keine Einstellung und auch keinen zusätzlichen Leerlaufscheiben erforderlich macht» um die Antidebsspannung aufrechtzuerhalten. Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darins ein Verfahren zum Herstellen von Kraftübertragungs-* riemen zu schaffen, die einen Sugabsetoitt aus Corden- aufweisen mit einem synthetischen Igherraoplasfeea», wobei die Corde einer speziellen Behandlung unterworfen worden; sind, bevor sie in den Riemen eingearbeitet worden -sind» Hierdurch wird es möglich«, «Sie Riemen zunächst um die Riemenscheiben herum zvi recken-, jedoch sienen sich dieselben soöann in die Antriebslag® besiiglioh de?* Seheiben zusammen, wick behalten

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unter Ausbilden der erforderliehen Antriebskräfte eine ausreichende Zugspannung aufrecht.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteht darin, ein Verfahren zur Wärmebehandluhgeines Cordes einschließlich eines synthetischen, thermoplastiehen Fadenmaterials zu schaffen, wodurch das hergestellte behandelte Cordgut zunächst um einen erheblichen Betrag ausgedehnt werden kann und zwar weniger als den Bruchpunkt des Cordes entsprich, jedoch einen erhebliehen Teil der ursprünglichen Dehnung wieder aufgehoben wird und diese Zurüekführung in den ursprünglichen Zustand des Cordes zu einer wesentlichen Stabilisierung gegenüber einer sich anschließenden Dehnung führt, der der Cord unterworfen wird.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnaiime auf die beigefügten Zeichnungen erläutert:

Fig. 1 ist ein Seitenaufriß eines erfindungsgeinäßen dehnbaren Riemens in dessen nicht eingebautes Zustand.

Pig. 2 ist ein Seitenaufriß des erfinetangsgemäß dehnbaren Riemens im eingebauten Zustand in einer Bieisenantriebsanordnung.

Fig, 3 ist ein vergrößerter Schnitt längs der Linie 3~3 nach der Fig. 2.

Fig. H ist eine diagranmiförmige Darstellung der bei der Behandlung der erfindungsgemäßen Cords in Anwendung kommenden Behandlungseinheiten.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der vergleichenden Dehnungscharakterdstika der erfindungsgemißen Corde im nicht behandelten, speziell behandalten und in herkömmlicher •Weise behandeltem Zustand.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung der typischen Hysteresis charakterist ika des dehnbaren erflndungsgemäßeis Riemens.

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In der Fie· 1 ist der erfindungsgemäße, dehnbare Kraftübertragüngsriemen 10 gezeigt, der aus einer elastomeren Masse besteht, die in deia vorlie pjenden Fall allgemein trapezoiden Querschnitt aufweist, wobei es sich um einen Seitenantriebsriemen handelt, der gewöhnlich auch als Keilriemen bezeichnet wird. Der Riemen 10 liegt nach der Vulkanisation normalerweise endlos vor und ist hier in seiner ursprünglichen freien Länge vor dem Einbau in eine Riemenantriebsanordnung gezeigt.

Die Fig. 2 zeigt eine typische Riemenantriebsanordnung, wobei ein Motor 11, eine antreibende Riemenscheibe 12 an der Welle angeordnet, ebenfallsmit demllotor 11 in Verbindung steht, und eine angetriebene Riemenscheibe IM angeordnet an der Welle 15 vorliegt. Der Riemen 10 ist um die Riemenscheiben 12 und 14 geführt und liegt in den ausnehmungen 16 und 17 der Scheiben. Die Länge des Riemens 10 im eingebauten Zustand ist größer als die ursprüngliche freie Länge desselben, siehe die Fig. 1, und somit KUw ein erhebliches Recken erfolgen, damit eine Anordnung um die Riemenscheibe 12 ermöglicht wird. Da jeder verstärkte Riemen aus flexiblem federnden Material wenigstens um einen geringen Betrag gereckt werden kann, bedeutet der hier in Anwendung kommende Ausdruck "um einen erheblichen Betrag gereckt mehr als den Betrgg, um den irgendeiner der praktisch nicht dehnbaren Kraftübei?tragungsriemen gereckt werden kann, oder spezieller ausgedrückt eine Reckung von etwa 1,5X oder darüber.

Nachdem der Riemen 10 zunächst gereckt worden ist, zieht sich derselbe in die Antriebslage bezüglich der. Scheiben 12 und ik zusammen und behält eine ausreichende restliche Zugspannung bei, um die Antriebs funkt ion auszuführen. So v/i dies der Fall bei anderen Kraftübefctragungsriemen ist, wenn der Motor umläuft, wobei durch Umlaufen der Welle 13. die antreibende Scheibe 12 in Bewegung gestzt wird, behalten die Seiten des Riemens 10 die Antriebsspannung durch den Reibungs- oder Teileingriff der V-förmigen Ausnehmungen 16 und 17 der Scheiben 12 und Ik aufrecht und sobald sieh der Riemen 10 um die Scheiben 12 und Ik herum bewegt, überträgt derselbe die Kraft von der antreibenden Scheibe 12 auf die angetriebene Scheibe 14.

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Dies ist insbesondere in der Fig. 3 reseint, die ebenfalls die Jauart des Riemens 10 wiedergibt. Der Riemen 10 ist ein typischer Keilriemen hergestellt in üblicher Weise und weist ein Körperteil 18 aus Hilastorieren auf, das einen Druckab- " schnitt oder Polster 19 enthält. Es ist ein kautschukisolierter Zugabschnitt 20 in den ilcrperteil 13 über dem Druc!:abschnitt 19 eingebettet. Der Zugabschnitt 20 v/eist eine Mehrzahl von wenigstens teilweise elastischen Corden 21 auf, die wenigstens teilweise aus Fäden aus synthetischen Thermoplasten, wie Polyester, JJylon und dgl. oder r.:öplicherv;eise Kombinationen derselben zusammengesetzt sind. Vorzugsweise wird Polyester in Forr: von Kabelcorden für diesen Zweck ausgewählt in Hinblick auf dessen hohe dinensionale Stabilität. Es umgibt eine nit Guuni versehene Textilgutumkeldiung 21 z.B. bestehend aus Baumwolle, Kunstseide, Nylon oder Kombinationen derselben den äußeren Umfang des Rier.eris 10 und steht im Reibungseingriff mit den Kanten der V-förmigen Ausnehmung 17 der Scheibe lH unter Bilden der erforderlichen Antriebszugspannung. Es ist ebenfalls möglich, einen geformten oder eine hohe Kante aufweisenden Keilriemen für dieses Anwendungsgebiet heranzuziehen, der ein Textil£;utschicht auf der oberen Seite des Riemens, jedoch keine Umkleidung aufweist.

Dieser spezielle Riemen 10 wird vermittels einer speziellen· Behandlung, der die Corde 21 unterworfen sind, dehnbar gemacht. Das Anwenden des Riemens 10 bei vielen Anwendungsgebieten scließt somit das Erfordernis aus, in der Antriebsanordnung eine 3ρannungsvorrichtung vorzusehen, wie sie bei Anwenden herkömmlicher Riemen erforderlich ist, um auf den Riemen die richtige Antriebsspannung zu beaufschlagen und aufrecht zu erhalten.

Die bevorzugte Arbeitsweise des Behandeins der Corde 21, die als ein i/ärmeerhärtungs-Sntspannun^s-Verfahren bezeichnet werden kan£, ist in der Fig. 4 gezeigt. Wie diagramförmig erläutert, wird bei dem Herstellen der erfindungsgemäßen Corde 21 eine Spule 23 mit synthetischem, thermoplastischem Cord 21 im unbehandelten Zustand, der auch als Griege Cord bezeichnet wird, an einer entsprechenden Ablaufanordnung (nicht gezeigt) angeord-'

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net. Sodann werden einzelne Cordelemente 21 kontinuierlich durch das Behandlungssystem praktisch ohne "Spannung mit gesteuerten Geschwindigkeiten vermittels der Antriebs- oder opannungsrollen 24 oder 25 hindurchgeführt. Nacheinander weist das Behandlungssystem die Täucheinheit 26, die Erhitzungseinheit 27 und die Cordaufv/ickelrolle 28 auf, die ihren eigenen Antrieb, nicht gezeigt, besitzen.

In der Taucheinheit 26 bewegt sich der Cord 21 über Führungarollen 29 und wird mit einem Bad 30 eines herkömmlichen Bindemittels für Kautschuk-Anstrichtextilgut überzogen und imprägniert, wobei essich z.3. um ein Isocyanatbad handelt, durch das eine Alebverbindung zwischen dem Textilcord 21 und dem elastomeren Körperteil l8 des Riemens 10 bewirkt wird. Dieses Verfahren wird angenähert bei Raumtemperatur oder s.3. etwa 18 bis etwa 30⁰C ausgeführt. Ein entsprechendes Teil des Cordes befindet sich in der Taucheinheit 26 angenähert 2 Sekunden lang.

Hach Verlassen der Taucheinheit 26 wird der Cord 21 mit gesteuerter Geschwindigkeit in die Eriiitzungszone der Erhitzungseinheit 27 vermittels der Spannungsrollen 2^l\ überführt, wo die 'Jürmebehandlung zur Durchführung kommt.: Der Cord 21 bewegt sich durch die Erhitzungseinheit 27 und ein entsprechendes Teil des Cordes 21 und wird einer Temperatur von 175 bis etwa 25O°C eine Zeitspanne von etwa 60 bis I80 Sekunden ausgesetzt. Wie dem Fachmann geläufig, hängt die spezielle Temperatur und Zeitspanne der Behandlung größtenteils von Faktoren, wie der Größe und der Eigenart des der Behandlung unterworfenen Thermoplasten ab und somit können auch in entsprechender Weise andere Verfahrensparameter angewandt werden. Es wurde z.B. gefunden, da3 bezüglich Dacron-Polyestercord mit einer Dicke von etwa 0,38 bis etwa 0,50 mm die bevorzugten Arbeitsbedingungen sich auf eine Temperatur von etwa 210°C und eine Zeitspanne von 120 Sekunden belaufen".

Die. ^angegebenen Behandlungszeiten und Temperaturen bei der Wärmebehandlung liegen natürlich unter denjenigen, die für ein. Schmelzen der synthetischen thermoplastischen Corde 21, erforder-

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lieh 3ir.d, nühern sich jedoch den bedingungen, unter denen der Thermoplast schmilzt, ur; ao den Cord 21 zu erweichen und dia sich anschließende Verarbeitung; 2U erleichtern, λ in- Zweck des 3eaufochla-:ens von irirne auf die Corde 21, v;io Lei herkönn.-lichen Behandlungsverfahren besteht darin, daä auf der Oberfläche cieo Cordeü 21 vorliegende "^indenittel zu trocknen und: ^u härten, '..'ichti^er- ist, daß die ./^raebeaandlun"; au einer ausgeprägten. Veränderung der physikalischen Eigenschaften des Cordes 21 führt. Jin wichtiger Vorteil des erfindungsgerrLeen w'äri.iebenandlun;_Gverfahrens besteht darin, daß rtao Trocknen und Konditionieren der Corde ^leichzeitir; durchr-efihrt v;ird und nicht eine su^-taliche oder sich anschließende I]r v/i.'r min gs stufe erforderlich ist.

Die .jpannungsrollen 25 viirlcen dergestalt, daß der Cord 21 durch die Jrhitsungseinheit 27 hindurcnr;esof;en wird, un d dieselben arbeiten r.iit Spannungsrollen 2k derf;e.3talt susarjien, daß sich eine Steuerung des aetrajes des Kinschrumpfens des Cordes 21 ergibt, wie dies bei den: F]rv;ärnien erfolgt. Dies v/ird dadurch ersielt, daß die 3pannun;;3rollen 25 eine derartige Übersetzung aufv;eisen, daß sie mit langsamerer Geschviindißkeit als die Jpannunfjsrollen 2k umlaufen, so daß der Cord 21 aus der Srhitzungseinheit 27 mit langsamerer Geschwindigkeit herausgesogen wird als der Cord 21 in der Erhitzungseinheit 27 eingeführt wird. Gleichzeitig begrenzen die Spannungsrollen 2M die 3ev/egung des Cordes 21 bedingt durch das Einschrumpfen und somit erfährt der Cord 21 eine gesteuerte Entspannung, die sich vorzugsweise auf etwa 1 bis etwa 33 bezüglich der ursprünglichen Länge im unbehandelten Zustand beläuft. 3o erfährt z.D. ein Daeron-Polyestercord mit einer Dicke von etwa 0,38 bis etwa . 0,50 mm eine Entspannung oder Relaxation von etwa 25» wenn sich die Geschwindigkeit der Rolle 2k auf 2% mehr als die Geschwindigkeit der Rolle 25 beläuft. In dieser V/eise wird jeder einzelne, warmeschrmmpfbare Cord 21 gleichzeitig erwärmt undmit einen- bestimmten Betrag bei Ilichtvorliegen einer Zugspannung entspannt, so daß der Cord 21 während einer derartigen Behandlung ein erhebliches Einschrumpfen erfährt. Es wurde ■ festgestellt, daß die erreichte Länge, des Cordes 21 nach der Behandlung sich auf etwa 1 'bis ~5% weniger als dessen Länge im ursprünglich unbehandelten Zustand beläuft. Es ist zu betonen,

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daß Vi aar end des üehandlungsverfahrens nicht mehr äugspannung angewandt wird, als absolut erforderlich ist, um den Cord 21 durch die verschiedenen Behandlungstufen hindurchzufuhren. Der Gord 21 wird sonit im entspannten Zustand auf eine Temperatur angenähert (lew Schmelzpunkt des einzelnen Cordes 21 eine Zeitspanne lam; erhitzt, die kürzer als die für das schmelzen des Cordes 21 erforderliche Zeitspanne ist, so daß der Cord 21 auf eine Länge einschrumpft, die kürzer als die Länge desselben in ursprünglichen unbenandelten Zustand ist.

oel der abschlieSenden Stufe des BehandlungsVerfahrens wird der Cord 21 auf eine Cordaufwickelvorrichtung, wie eine Aufwickelrolle 2u gebracht, um sodann den weiteren Arbeitsütufen bei der Fdemenherstellung zugeführt zu werden.

Die relativen Dehnungscharakteristika des Cordes 21 nach der Järnebehandlun^. sind graphisch- in der Fig. 5 wiedergegeben, die einen Vergleich sowohl mit unbehandeltem Cord als auch Cord gleicher Art in behandelten Zustand nach einer herkömmlichen Weise"wiedergibt. 3ei dem geprüften Cord handelt es sich um einen 2200 Denier Dacron-Polyester-Kabelcord mit einer Dicke von etwa 0,405 mm bis etwa 0,43 mm mit 1100/2 4 Windungen/cm, und S-Verdrillung. Durchschnittliche Spannungsund Dehnungswerte sind in Form der Kurven x, y und ζ aufgetragen. Die Kurve χ stellt eine Auftragung für den nicht behandelten Cord, die Eurve y eine Aufzeichnung für den in der erfindungsgemäßen Weise behandelten Cord und die Kurve zu eine Auftragung für einen Cord dar, der während des Cordbehandlungs· Verfahrens um G% gereckt "worden ist. Die Zahlenwerte zeigen, daß der nach den erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Cord die grüßte Dehnung bei erhöhter Zugspannung aufweist. So beläuft sich Ξ.ΰ. die Dehnungbei einer Zugkraft von 11,4 kg für die ?iurve y auf l4,6# im Vergleich zu 12,35 für die Kurve χ und 9^ für die oirve z.

Die behandelten Corde 21 werden sodann in das Körperteil 18 des Riemens 10 unter Ausbilden des Spannungsabschnittes 20 vermittels allgemein bekannter Verfahren nach dem Stand der Technik eingearbeitet. Man verführt hierbei z.B. dergestalt,

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daß die Corde 21 auf die gewünschte Länge geschnitten, die Corde 21 spiralformic über die elastomere Polsterschicht 19 Gewickelt v/erden, wobei diese Schicht zuvor auf eine Aufbautrommel aufgebracht wurde und sodann wird über die Corde eine weitere Schicht des Zlastomeren angeordnet. Sodann kann eine mit Kautschuk überzogene Textilgutumkleidung 22 gegebenenfalls aufgebracht werden in Abhängigkeit von der Art des herzustellenden Riemens. Der Rier.en 10 werden sodann nach allgemein bekannten Verfahrensweisen wie nach dem herkömmlichen Vulkanisieren in aner Form unter Anwenden von 'iärrae und Druck vulkanisiert.

Die er findimgs gemäßen vulkanisierten Riemen werden um etwa 1,5 bis etwa 12,1 gereckt, damit dieselben in den Riemenantriebsanordnungen angeordnet werden können. Es versteht sich jedoch, daß je höher die prozentuale ursprüngliche Reckung des Riemens ist j um so kleiner ist die prozentuale Rückführung nnd somit um so kurzer die Lebensdauer des Riemens bedingt durch eine erhöhte Möglichkeit eines Gleitens des Pdemens. Für die meisten Anwendungsgebiete belüuft sich das erforderliche Recken auf etwa 2 bis etwa 5%· Das folgende Beispiel 1 gibt typische Prüfwerte bezüglichder Leistung der erfindungsgemäßen dehnbaren Kraftübertragungsriemen wieder.

Beispiel 1

Es werden 5 Kraftübertragungsriemen der Keilriementype vermittels des weiter oben beschriebenen Verfahrens, wie es hier als A- bis E bezeichnet wird, hergestellt.

Die den Zugabschnitt dieser Riemen bildenden Corde werden in der beschriebenen V/eise unter Anwenden der Behandlungseinheit nach der Fig. H verarbeitet. Bei dem synthetischen Thermoplasten handelt es sich um 2200 Denier Dacron-Polyester-Kabelcord mit einem Durchmesser von 0,405 mm mit 1100/2, k Windungen(cm und 3-Verdrillung. Der Polyester wird für dieses Anwendungsgebiet gewählt, aufgrund seiner relativ hohen dimensionalen Staibilität. Diese Corde werden bei Raumtemperatur mit einem Kautschukj-Textilgut-Bindemittel oder unter Anwenden eines Klebbades bestehend aus etwa einer 5 bis etwa 15$igen auf der Voäumengrundlage von Isocyanat in Toluol überzogen und imprägniert. Die

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spezielle Art und Zusammensetzung des Tauchbades wird natürlich von den physikalischen Eigenschaften des zu übersiehenden Textilgutes abhängen. Ein jeweiliges Teil des Cordes befindet ..sich in dem Tauchbad etwa 2 Sekunden lang.

Die Corde werden sodann einer Temperatur von etwa 210 C eine ■ ' Zeitspanne von etwa 120 Sekunden unter Trocknen und Härten des üiVidemittels und Einschrumpfen der Corde unterworfen, wobei gleichzeitig ein 2,ji;;es Entspannen ohne Beaufschlagen von Zugspannung erfolgt. Hierdurch ergibt sich dann eine Länge der Corde nach der Behandlung, die etwa 2% kleiner als die ursprüngliche Länge der nicht behandelten Corde ist.

Die Riemen Λ bis D v/erden hergestellt, in den die speziell behandelten Corde in eine ileopren-Kautschukmasse eingearbeitet werden, und es wird sodann um den Umfang dieser Anordnung herum unter Ausbilden des nicht vulkanisierten Riemens eine Umkleidung aus mit Kautschuk überzogenem Baunvoll-Textilgut gebracht. Man bedient sich hierbei einer herkömmlichen Aufbautrommel. Der Riemen Ξ weist die gleiche Bauart wie die Riemen A bis D mit der Ausnahme auf, da3 keine Textilgutumkleidung an den Seiten oder dem Boden des Riemens vorliegt". Die in dieser '//eise hergestellten Riemen A bis D werden sodann in herkömmlicher Weise-vulkanisiert. Die vulkanisierten Riemen enthalten ein Polster aus IJeoprenbautschuk und einem Entspannungsabschnitt aus 5 sich längsseiiig erstreckenden Dacron-Polyestercorden. Der Riemen A bis D weisen nach der Vulkanisation eine Länge von 110 cr.ij eine Breite am oberen Ende von 10,8 mm, eine 3reite an unteren Ende von 6,5 mm, eine Dicke von 5,55 mm und einen Winkel von 42° auf. Der Riemen E weist eine Länge von 112 cm, eine breite am oberen Ende von 10,6 mm₃ eine Breite an unteren. Ende von._;-i>:,;95 mm, eine Dicke von 7₅15 mm und einen Winkel von 36° auf.

Die Kraftübertragungs-Keilriemen A bis 3 werden in einer entsprechenden Riemen-Prüfeinheit angeordnet, die eine Kapazität von 1,5 PS und eine Arbeitsgeschwindigkeit des Riemens von etwa m/min, aufweist.

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Dor Rie::ien A v;ird eingebaut und entfernt vermittels Einstellen der mittleren Entfernung; sv/i sehen der Riemenscheiben der Riemenprüfeinheit. Di2 Riemen E, C, D und L' werden eingebaut inder.: dieselben auf diose Scheiben rerollt werden und das -Intfürnen erfolgt durch Abrollen von diesen Jc.ieiben, \-iobei die Entfernung zwischen den ocheiben konstant bleibt. Alle Kiemen './erden bei der an^e^eb men Po-'..^rertzal:l und die angeriebene Jtundenzahl betrieben und sodann von dor Prlifeinheit entfernt. Eo finden sich entsprechende Anrerkunr.cn beaürlich des Zustandes öer Riemen. Die Ergebnisse Ί-er Prüfungen sind in der Tabelle A zusammengestellt:

Tabelle. A

Riemen iibertracene Recken beim PJ-Zah'l Einbau (,Ό +

3tunden Zustand des Riemens

0,2

0,42

0,42
1,0-

1,0

2,3

kein erneutes Einstellen :

2,3

kein erneutes einstellen j

n,65

333

132 333

-uif riedenstellend keine Fehlstellen

aufriedenstellend ein Riß der Umkleidung " .. '

zufriedenstellend

1,22

7,0

1903

bildunr; in der Urr^ kleidung an den Seitenwänden des Riemens .'.m'--

aufriedenstellend' ein r>ev/is3es Gleiten des Rienens viird festgestellt bedingt durch Versagen der Haschine

zufriedenstellend Seine Fehlstellen

Der Prozentsatz an Recken, wie er bei den Einbau festrestellt v/ird erfolgt bei dem Anordnen des Riertens in den Ausnehrauneen der Riemenscheibe und schließt nicht das sas;"it2-liehe Recken ein, das erforderlieh ist, um den Riemen über die Kanten der Scheiben zu rollen. Der Betrap dLoses Recken« in chm läßt sich angenähert durch die folgende Formal■"wiedergeben:

Recken (cm) = Dicke des Riemens (cm) χ 2 It

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Die in der Tabelle A angegebenen Ergebnisse zeilen, daß die Kiei.ien Λ bis D, die eine Baunwolltextilgut-Umkleidung aufweisen, sich als zufriedenstellend nit der Ausnahme der geringfügigen angegebenen· Fehler erweisen, die insbesondere in der Umkleidung der Riemen <3 und C auftreten. Es ist von Bedeutung, daß der Riei.ien ^:: nit geformter oder roher Kante (raw edge construction), der kein Textilcutumkleidung an den Seiten und an der: I3oden des Riemens aufweist, sich als sehr zufriedenstellend in Vergleich su den Riei.ien. Λ bis D erweist. Die Fehler' der Unklei dun"; lassen sich auf die emeb liehe Belastung der äußeren Textil^r;utunkleidung zurückfuhren, denen dieselbe während des anfänglicen Reckens des Riemens unterworfen wird, da Baunwolltetigut sich nicht so leicht ausdehnen oder recken läßt, wie dies der Fall bezüglich des Elastomeren des Körperteils oder der speziell behandeltenelastischen Corde ist, die in dem Körperteil des Riemens vorliegen. Das Gleiten des Riemens D beruht in wesentlichen auf Problemen der Ausrüstung und zeigt in keiner 'Weise einen Nachteil bezüglich der Leistungsfähigkeit des Riemens.

Die PG-Einstellungen für die Riemen A und B werden erhöht ohne die Riemen in der Prüfeinheit erneut einzustellen oder in ihrer Lage zu verändern. Die Ergebnisse für den Riemen B zeilen, da"ß ein so reringfugiger 'iert wie ein 2,~$Z Recken bei dem Einbau zu. einen ausreichenden sich anschließenden Zusammenziehen 'und opavmung bis zuir. Jbertragen von 1 PS führt. Da zufriedenstellende Ergebnisse ebenfalls bei einem Recken .von 1% bei dem Einbau, siehe die Ergebnisse für den Riemen D erzielt werden, zeigt das angenäherte 3^ zusätzliche Recken, daß jede RienengrÖße auf einen Bereich von Antrieb3rier.enanordnun.3en unterschiedlicher Größe angepaßt werden kann.

Die speziellen Dehnungseigenschaften der Pder.en sind, in der graphischer. Darstellung der Rienenhystcresis in der Fig. 0 •,•(■iedeiT.e^eben. Die Riemenproben, wie sie für das Erhalten der Ilysteresisucrte angewandt werden, entsprechen den Rienenprodukten A bis D. üs v/ird festgestellt, daß der Riemen bei etwa 16,63 Dehnung unter einer Spannung von 84 kg in der- ;jeseic.ten V/eise zerreißt. Somit wird eine geringere Zug·^ spannung von 57 kg Zugkraft beaufschlagt, um die durchschnitt-

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lichen Hysteresiswerte zu erhalten, die zu einer aänfgnglichen Dehnung von 0 bis 12,4 JS entsprechend der Kurve a und einer Rückführung von 4,0# entsprechend der Kurve a' oder etwa 70/B der ursprünglichen Dehnung führen. Die Kurven b, b^f und c, c¹ geben die Rückführungen über 90$ wieder, wie sie sich aufgrund der anschließenden Dehnung des Riemens ergeben, wodurch gezeigt wird, daß diese Rückführung des Riemens eine wesentliche Stabilisierung nach der ersten Dehnung erfährt. Nach der zweiten Dehnung auf 12,6$ (Kurve b) erfährt der Riemen z.B. eine Rückführung auf 4,3$ (Kurve b^l) und nach der dritten Dehnung auf 12,75? (Kurve c) wird der Riemen auf 4,6$ zurückgeführt (Kurve c¹)· Es ist zu beachten, daß die anfänglich beaufschlagte Zugspannung, die zu der ursprünglichen prozentualen Dehnung oder dem Recken in einem Betrage führt, der größer als dienormalerweise beaufsehla-te Dehnung ist, um den Riemen um die Scheiben herum anzuordnen. Es wurde gefunden, daß Polyestereorde eine stärkere Zurückführung in d?n ursprünglichen Zustand erfahren, wenn das ursprüngliche Recken nicht so gfeark ist und sich z.B. auf 10$ oder darunter beläuft. Somit ist zu erwarten, daß eine Zurückführung in den ursprünglichen Zustand von nicht weniger als 10% erzielt wird, wenn man die erfindungsgemäßen reckbaren Riemen anwendet.

Die Zahlenwerte zeigen, daß der erfindungsgemäße Riemen Corde enthält; die in der Lage sind, nach einem ursprünglichen Recken oder Dehnung eine sich anschließende Rückführung in den ursprünglichen Zustand nach dem Recken erfahren, ohne daß so·¹-

dann eine übermäßige Dehnung erfolgt. Der Riemen ist somit dehnbar oder reckbar und kann somit in Rieraenantriebssystemen dadurch eingebaut werden, daß derselbe über die Kante der Riemenscheiben gezogen oder gerolltund auf die Oberfläche der Riemenscheibe aufgebracht wird, wobei der Riemen sich sodann zusammenzieht in die Antriebslage bezüglich der Riemenscheiben und eine ausreichende Zugspannung oder Reibungseingriff mit den Oberflächen der Riemenscheiben für das Antriebafunktion aufrechterhält.

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Claims

Dipi.-ing. Walter Meissner oipi -ing. Herbert Tischer

1 BERLIN 33, HERBERTSTRASSE 22 Jl MÜNCHEN

Fwi»pr«to*r:8877aa7-Dr»htoort:liw«wrtlon Bertin jfi f

Portchtckkonfo: W. M · I β · η · r, Berlin Weit 122 82 *', _ι(.

Bankkonto: W. Μ·!«·η·τ, Berliner Bank Α.-G., Depk« 3β, . ι bcdi im aa MDi imcu/ai m Η·η » /. '···'·

Berlln-Halenw^KurffiriUndiunm 130, Konto Nr. 96 716 » BERUIN 33 (QRUNEWAlP), den

■ , " HerbtrtrtnO· aa

THE SQODYEAR TIRE AND filrzfi rir

flubber Company , °⁴'.-. ^Uft

Patentansprüche:

Wärmebehandeiter iextiieord, de;#-als-Verstärkung für einen dehnbaren Riemen geeignet ist, der ein synthetisches, thermoplastisches Material in dem Cordaufbau und der behandelten Form aufweist, dadurch gekennzeichnet»daß derselbe auf eine Länge praktisch geringer als die ursprüngliche Länge im nicht behandelten Zustand entspannt wird, um so eine anschließende Dehnung 3U ermöglichen, wobei praktisch ein Teil desselben die elastischen Eigenschaften beibehält.
2. Cord nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß sich die Länge des behandelten Cordes auf 1 bis etwa 3%. kleiner als dessen ursprüngliche Länge im unbehandelten Zustand beläuft.
3. Cord nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der synthetische Thermoplast Nylon oder Polyester ist.
4. Cord nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl derselben eien Teil eines Spannungsabschnittes eines dehnbaren Riemens aus verstärktem, flexiblem federndem Material darstellt, der Riemen in einer vorherbestimmten Länge vulkanisiert ist und nach einem Dehnen von etwa 1,5? der vorherbestimmten Länge wenigstens um 70$ dieses Betrages wieder in den ursprünglichen Zustand zurückgeführt und sodann um wenigstens 90£ bei jeder sich anschließenden Dehnung in den ursprünglichen Zustand zurückgeführt wird, der derselbe unter normalen Arbeitsbedingungen gegebenenfalls unterworfen wird.
5. Cord nach Anspruch 4,. dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen um einen Betrag von 1,5 bis etwa 1255 bezüglich der vorherbestimmten Länge gereckt wird.

_mm ρ _mm

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6. Cordnach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl derselben einen Teil eines Spannungsabschnittes eines flexiblen, endlosen Kraftübertragungsriemens derart bildet, wie eer in Riemenantriebssystemen für die Kraftübertragung von einer antreibenden Riemenscheibe auf eine angetriebene Riemenscheibe angewandt wird unter Vorliegen des Riemens unter Zug-* spannung um und im Reibungseingriff mit den äußeren Oberflächen * der Riemenscheiben, wobei die Länge des Riemens wesentlich kleiner in dessen ursprünglicher freien Lage als in der Arbeitslage in der Riemenantriebsantriebsanordnung ist, so daß der Riemen um wenigstens 1,5% gereckt werden muß, damit derselbe in seiner Arbeitslage um die Riemenscheiben herum angeordnet werden kann, sich jedoch im Anschluß daran auf die Antriebslage bezüglich der Riemenscheiben zusammenzieht und eine ausreichende Zugspannung unter Erzielen der erforderlichen Antriebskräfte aufrechterhält.
7. Cord nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen um einen Betrag von etwa 1,5 bis 12$ bezüglich der vorherbestimmten Länge gereckt wird und sich sodann um wenigstens fO% bezüglich des ursprünglichen Reckens zusammenzieht und sodann sich um wenigstens 90% bezüglich jedes sich anschließenden Reckens zusammenzieht, dem derselbe gegebenenfalls unter normalen Arbeitsbedingungen unterworfen wird.
8. Cord nach Ansprüchen 6 oder 7> dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen einen allgemein trapezoiden Querschnitt aufweist, die Riemenscheiben mit Ausnehmungen versehene äußere Oberflächen besitzen, an die sich der Riemen anpaßt«
9'» Verfahren zum Herstellen des Cordes nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß der Cord im entspannten Zustand ausreichend lange einer V/ärnebehandlhng unter Einschrumpfen des Cordes auf eine Länge unterworfen wird, die wesentlich kleiner al3 dessen ursprüngliche Länge im unbehandelten Zustand ist.

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10. Verfahren nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß vor der Wärmebehandlung ein flüssiges-Bindemittel für Textilgutan-Kautschuk auf den Cord aufgebrachtund das Bindemittel auf dem Corde Getrocknet wird, gleichzeitig während des Ausführens der Wärmebehandlung. ·
11. Verfahren nach Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Cord einer Temperatur von etwa 175 bis 250⁰C eine Zeitspanne von etwa 60 bis etwa 180 Sekunden lang unterworfen und sodann gleichzeitig um eine'n Betras von etwa 1 bis etwa 3$ bezügr lieh der ursprünglichen Länge im nicht behandelten Zustand entspannt wird.
12. Verfahren nach Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Bindemittel für Textilgut-an-Kautschuk, auf den Cord aufgebracht und der Cord sodann einer Temperatur von etwa 210⁰C eine Zeitspanne von 120 Sekunden unterworfen und sodann um etwa 2JS bezüglich seiner ursprünglichen Länge im unbehandelten Zustand entspannt wird.

13· Verfahren nach Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß (a) eine Mehrzahl der behandelten Corde in das Körperteil eines dehnbaren Riemens unter Ausbilden des Zugabschnittes desselben eingearbeitet und (b) der in dieser Weise ausgebildete Riemen in eine einheitliche Struktur vulkanisiert jrird.

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