DE2547296B2 - Verfahren und vorrichtung zum aufbauen und pressen eines zahnriemens - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein "Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbauen und Pressen eines Zahnriemens, bei dem auf einer glatten zylindrischen Abstützung in einer gegenüber dem fertigen Zahnriemen umgekehrten Reihenfolge einzelne Lagen zu einem Rohling gewickelt werden, der Rohling zwischen eine innere glatte und eine äußere entsprechend der Zahnform profilierte Abstützung gebracht wird und in den Rohling unter gleichzeitigem Erwärmen durch radiale Relativbewegung zwischen dem Rohling und der äußeren Abstützung die Zähne eingeformt werden, der Werkstoff der Lagen des Rohlings vulkanisiert oder vernetzt wird und der fertige Riemen von den Abstützungen entfernt und mit seiner glatten Innenseite ^ nach außen gewendet wird.

Es ist ein Verfahren zum Aufbauen und Ausformen des Riemens für Zahnriementriebe bekannt, bei dem zunächst die Lagen in einer gegenüber dem Zahnriemen umgekehrten Reihenfolge auf einer zylindrischen Abstützung zu einem Rohling aufgewickelt werden und unter Einwirkung eines radialen Fcrmdruckes in die Außenflächen des Rohlings die Zähne geformt, der Rohling vulkanisiert bzw. vernetz! und der Riemen mit seiner glatten Innenseite nach außen gewendet wird (vgl. DT-AS 11 56 973). Das bekannte Verfahren kann dabei auf verschiedene Weise verwirklicht werden. Wenn der Riemenrohling auf der Innenseite einer auf der Innenfläche die Zahnung aufweisenden starren Formhülse ausgeformt werden soll, dann werden die Lagen der Karkasse in einer der Reihenfolge im fertigen Riemen entgegengesetzten Reihenfolge aufgebaut, so daß der fertige Riemen nachträglich gewendet werden muß. In diesem Fall müssen allerdings die verschiedenen Lagen des Riemenrohlings auf einer gesonderten Trommel aufgebaut werden, die wegen der Überführung des Rohlings von der Aufbautrommel in die Formhülse in Form einer radial spreizbaren und zusammenziehbaren Trommel ausgebildet sein muß.

Wenn dagegen das bekannte Verfahren dadurch ausgeführt wird, daß der Riemenrohling auf einer in der äußeren Mantelfläche die Zahnung aufweisenden Trommel ausgeformt werden soll, so kann diese Trommel sogleich als Aufbautrommel verwendet werden. In diesem Falle besteht die Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens aus einer Heizeinrichtung mit der genannten Aufbautrommel und einer die Aufbautrommel aufnehmenden Heiztrommel, die einen in seinem Durchmesser veränderbaren hülsenförmigen Mantel aufweist. In diesen Mantel ist die Aufbautrommel mit dem darauf aufgebrachten Rohling einführbar. Weiterhin ist eine Einrichtung zum Aufbringen eines radial von außen nach innen gerichteten Formdruckes und einer zum Vulkanisieren bzw. Vernetzen ausreichenden Wärme über den Mantel auf den auf der Aufbautrommel angeordneten Rohling vorgesehen (vgl. auch DT-OS 20 04 145).

Bei der Herstellung endloser Keilriemen ist bekannt, die Flexibilität des Keilriemens dadurch zu erhöhen, daß man auf der Außenseite mit ihren Kämmen quer zur Längsrichtung des Riemens ausgerichtete Wellungen vorsieht. Zu diesem Zweck hat man auf die aufgebauten Lagen des Keilriemenrohlings eine weitere Lage aus kautschukartigem Werkstoff aufgebracht, in die zuvor bereits ein gezahnter Formteil aus Gummi, so eingedrückt wurde, daß die Zähne des Formteils die wellenförmige Außenprofilierung des Keilriemens hervorrufen. Der Formteil besteht aus einem harten Gummi, und wird beim Zerlegen des Riemenrohlings in Einzelriemen mitzerschnitten und vor oder nach dem Wenden des Riemens vom fertigen Riemen abgezogen (vgl. DT-AS 10 43 622).

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung so weiterzubilden, daß bei der Zahnriemenherstellung eine wesentliche Vereinfachung ohne Einbuße an der bei der Zahnriemenherstellung im hohen Maße geforderten Genauigkeit und Gleichförmigkeit der Ausbildung der Zähne und Zahnlücken verwirklicht werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Relativbewegung zwischen dem Rohling und der äußeren Abstützung die äußere Abstützung radial gegen den Rohling und dessen innere starre Abstützung bewegt wird. Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren, von dem das neue Verfahren

ausgeht, wird der Rohling in radialer Richtung während des Ausformens der Zähne unbeweglich auf der glatten, starren, zylindrischen Stützfläche abgestützt, während die äußere Abstützung unter Einpressung der Zähne in die äußeren Umfangsbereiche des Rohlings radial gegen den Rohling und die innere Abstützung des Rohlings bewegt wird. Dadurch wird die Herstellung des Riemens wesentlich erleichtert und die Genauigkeit und Gleichförmigkeit des Riemens verbessert. So können vor allem die einzelnen Lagen des Rohlings auf einer durchgehend glatten, starren und zylindrischen Formfläche aufgebaut und zuverlässig von dieser starren Zylinderfläche während der Verformung abgestützt werden. Dagegen wird die Zahnung dadurch in dem fest abgestützten Rohling erzeugt, daß die Zahnformfläche in den Rohling radial eingepreßt wird. Dabei hat sich überraschenderweise gezeigt, daß trotz der radialen Bewegung der äußeren, entsprechend der Zahnform profilierten Abstützung die Zahnung in den Riemenrohling mit gleicher Genauigkeit eingeformt werden kann, wie bei der Ausformung der Zahnung durch Einpressen der Karkasse in eine starre Zahnformfläche. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß beim Einformen der Zahnung der Riemenrohling weder radial gedehnt noch radial gestaucht werden muß, wie es beim Einpressen des Riemenrohlings in die entsprechend der Zahnform profilierte starre Abstützung der bekannten Verfahren und Vorrichtungen notwendig ist.

Ausgehend von der aus der obengenannten DT-AS 11 56 973 erläuterten bekannten Vorrichtung wird diese Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dadurch weitergebildet, daß die Aufbautrommel eine durchgehend glatte, äußere Zylinderfläche aufweist und der Mantel aus einem in Umfangsrichtung elastisch dehnbaren und zusammenziehbaren Material besteht und an seiner Innenfläche als die profilierte Zahnformfläche mit im entspannten Zustand geringerer lichter Weite als der Außendurchmesser des Rohlings auf der Aufbautrommel ausgebildet und durch eine Einrichtung radial elastisch dehnbar ist. Wesentlich ist dabei, daß der Mantel aus elastisch dehnbarem und zusammenziehbarem Material besteht und im entspannten Zustand eine geringere lichte Weite als der Außendurchmesser des Rohlings aufweist. Es hat sich gezeigt, daß beim Einformen der Zähne durch radiales Bewegen des äußeren Mantels gegen die innere starre Abstützung, der äußere Mantel sich gleichzeitig entspannt und damit in seine ursprüngliche von der Herstellung herrührende Form zusammenzieht, so daß die eingeformten Zähne mit der gleichen Genauigkeit in dem Riemenrohling erzeugt werden, wie die der Zahnform entsprechend profilierte Innenfläche des Mantels bei dessen Herstellung.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen senkrecht zur Achse verlaufenden Schnitt durch eine zum Ausführen des Verfahrens dienende Vorrichtung, wobei der Schnitt entlang der Ebene 1-1 der Fig. 2gelegt ist, bo

Fig.2 einen die Achse enthaltenden Längsschnitt durch die Vorrichtung in verkleinerter Darstellung,

F i g. 3 bis 5 gleiche senkrecht zur Achse verlaufende Schnitte durch die Vorrichtung nach Fig. 2, wobei die Schnitte entlang der Ebene 3-3 geführt sind und <,·> unterschiedliche Phasen des Verfahrens veranschaulichen und

Fig.6 in perspektivischer Darstellung und im Querschnitt einen nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung hergestellten Zahnriemen.

Auf eine Aufbautrommel 1 mit glatter Formoberfläche, die bevorzugt aus einer zylindrischen Walze besteht, wird eine Mehrzahl von Schichten, die den Zahnriemen bilden sollen, aufgebracht, und zwar einschließlich wenigstens einer Schicht aus Elastomer. Zu diesem Zweck können auf die hohlzyündrische Aufbautrommel I₁ die eine glatte äußere zylindrische und in sich geschlossene und steife Fonnoberfläche darbietet, nacheinander folgende Schichten aufgebracht werden: Radial innen, also direkt auf die Formoberfläche, eine Schicht aus Gewebe 2, aus einer oder zwei Lagen eines Polyamidgewebes oder Baumwollsegeltuches; eine dünne Schicht eines Elastomeren 2a, z. B. eines als Futter dienenden Polychloroprene, in einer Dicke von 0,4 cm; eine Wicklung aus Verstärkungskord 3 als die Zugkraft aufnehmendes Element, das vorzugsweise wendelförmig aufgewickelt ist und aus beispielsweise 18 Strängen pro 2,5 cm besteht und beispielsweise aus Polyesterkord von etwa 1 mm Durchmesser, aus Stahlkord, aus Rayonkord oder aus Fiberglaskord bestehen kann; aus einer zweiten dünnen Schicht aus Elastomer 3a, das aus Polychloropren-Futtermaterial von der gleichen Dicke wie die erste Schicht Elastomer 2a bestehen kann, einer über die ganze Breite des Riemenrohlings reichenden und diesen umgebenden zweilagigen Schicht aus Rayon-Reifenkord 3b, welches mit einer Feinschicht aus Polychloropren überzogen ist; eine weitere Schicht 4 aus Elastomer, das über die Mehrzahl von Kordschichten aufgebracht wird und z. B. aus fünf Lagen von einer Dicke von 1,5 mm von Polychloropren besteht, das mit Baumwoll- oder anderen Textilfasern oder -flocken beladen ist; sowie schließlich aus einer Schicht 5 von beispielsweise 1 mm Dicke aus einem Polyamid-Stretch-Gewebe, das mit Polychloropren feinbeschichtet ist und als äußerer Mantel über die Schicht 4 aus Elastomer aufgebracht ist.

Die obenerwähnten zwei Lagen aus Rayon-Reifenkord 3b können auch weggelassen oder durch eine oder mehr als zwei Lagen ersetzt werden.

Ein elastomerer Mantel 6, der eine innere Schicht mit darin ausgebildeten Rippen aufweist, wird um die Aufbautrommel 1 und die darauf aufgebauten Schichten gebracht und gegen die Schichten auf der Aufbau trommel 1 unter Anwendung von Hitze und Druck gepreßt, wobei ein ausgehärteter Riemenrohling mit einer äußeren Oberfläche erhalten wird, der darin eingeformte regelmäßige Nuten aufweist.

Die zur Herstellung des Mantels 6 verwendeten Elastomere sollen einen guten Wärmewiderstand, gute Dehnungseigenschaften sowie einen guten Abnutzungswiderstand besitzen und können beispielsweise und mit Vorteil aus einem Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymer von folgender Zusammensetzung hergestellt werden:

Bezeichnung Anteile

Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymer 100
Stearinsäure l

Zinkoxid 15

Ruß 85

Paraffinöl 20

Alterungsschutzmittel 0,2

2-Mercaptobenzothiazol 3,0

Tetramethylthiuram-Disulfid 0,75
Zink-Dibutyl-Dithiocarbamat 1,5

Schwefel 0,50

Der Mantel 6 kann z. B. in einer Flachpresse dadurch hergestellt werden, daß Kautschukmischung in eine flache Form der gewünschten Gestalt eingepreßt wird.

Ein zylindrisches Gehäuse 7 aus Stahl nimmt den Mantel 6 auf, wie dies Fig. 2 zeigt. Diese Anordnung umgibt die Schichten des Riemenrohlings, wobei der Mantel 6 mit Hilfe eines entsprechenden Unterdrucks, der über einen EinlaB 10 erzeugt wird, radial gedehnt wird. Dabei zieht sich der Mantel 6 gegen die Innenfläche des Gehäuses 7 zurück, wie dies Fig. 3 darstellt. Nachdem der Mantel 6 und das Gehäuse 7 über die die Schichten tragende Aufbautrommel 1 gebracht worden sind, baut man das Vakuum ab, so daß sich der Mantel 6 gegen die Oberfläche der äußersten Schicht legt. Danach werden Stirnplatten 8 und 9 mit entsprechenden, nicht dargestellten öffnungen angebracht, durch die Dampf unter niedrigem Druck, z. B. mit einem Druck von etwa 3,5 bar, von einem Einlaß 11 einer Vulkanisiereinrichtung 12 eingebracht wird, in die die Aufbautrommel 1 eingesetzt wird. Eine Kopfhaube 8a dichtet die Oberseite des Gehäuses 7 und des gerippten Mantels 6 ab, um den Hochdruckbereich innerhalb der Vulkanisiereinrichtung 12 zu isolieren. Dampf unter hohem Druck, beispielsweise unter einem Druck von 8,8 bar, kann von einem Vulkanisiereinlaß 12a in den Raum zwischen dem Gehäuse 7 und dem Mantel 6 durch den Einlaß 10 eindringen. Dieser Dampf liefert die Hitze und den Druck zur Ausformung der Zähne und zum Vulkanisieren des Riemenrohlings. Wie dies in F i g. 4 angedeutet ist, wird der Mantel 6 vor dem Vulkanisieren und nach Abbau des Vakuums radial verengt, um mit der äußeren Schicht des Riemenrohlings in Berührung zu gelangen. Daraufhin und während der Vulkanisation wird das Elastomer der uuigCuciuiCri SCiilCiiiCi! \ju~Cii UiC ι liiZC CFwCiClli, WOuGi sich gemäß Fig.5 die Rippen auf der Innenseite des Mantels 6 in den Riemenrohling einpressen, wobei der Mantel 6 weiter entspannt wird, wenn das Elastomer in die Nuten zwischen den Rippen des Mantels 6 einfließt. Zusätzlicher Formdruck kann durch Einlassen von Hochdruckdampf durch den Einlaß 10 aufgebracht werden. Der durch den Einlaß 11 eindringende Dampf von niederem Druck trägt dazu bei, die Luft aus den Nuten auf der Innenseite des Mantels 6 zu verdrängen und liefert ein Druckdifferential, welches die Vulkanisation unterstützt.

Nach der Vulkanisation kann auf der Rückseite des Mantels 6 erneut ein Vakuum erzeugt werden, um den Mantel 6 außer Eingriff mit dem geformten Zahnriemen zu bringen, so daß der Mantel 6 mit dem zugehörigen Gehäuse 7 von dem Zahnriemen und der Aufbautrommel 1 abgezogen und für die Wiederverwendung vorbereitet werden kann.

Der Zahnriemen wird dann von der Aufbautrommel 1 abgenommen und durch Schneiden oder Schleifen in einzelne endlose Zahnriemen der Gestalt, wie sie in F i g. 6 schematisch angedeutet ist, zerlegt. Die einzelnen Zahnriemen können auch dadurch gebildet werden, daß der Zahnriemen, bevor er von der Aufbautrommel 1 abgenommen wird, durch Schleifen oder Schneiden zerlegt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbauen und Pressen eines Zahnriemens, bei dem auf einer glatten zylindrischen Abstützung in einer gegenüber dem fertigen Zahnriemen umgekehrten Reihenfolge einzelne Lagen zu einem Rohling gewickelt werden, der Rohling zwischen eine innere glatte und eine äußere entsprechend der Zahnform profilierte Abstützung gebracht wird und in den Rohling unter gleichzeitigern Erwärmen durch radiale Relativbewegung zwischen dem Rohling und der äußeren Abstützung die Zähne eingeformt werden, der Werkstoff der Lagen des Rohlings vulkanisiert oder vernetzt wird und der fertige Riemen von den Abstützungen entfernt und mit seiner glatten Innenseite nach außen gewendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Relativbewegung die äußere Abstützung radial gegen den Rohling und dessen innere starre Abstützung bewegt wird.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Heizeinrichtung mit einer Aufbautrommel und einer diese aufnehmenden Heiztrommel, die einen in seinem Durchmesser veränderbaren hülsenförmigen Mantel aufweist, in den die Aufbautrommel mit dem darauf aufgebrachten Rohling einführbar ist und einer Einrichtung zum Aufbringen eines radial von außen nach innen gerichteten Formdrucks und einer zum Vulkanisieren bzw. Vernetzen ausreichenden Warme über den Mantel auf den auf der Aufbautrommel angeordneten Rohling, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbautrommel (1) eine durchgehend glatte äußere Zylinderfläche aufweist und der Mantel (6) aus einem in Umfangsrichtung elastisch dehnbaren und zusammenziehbaren Material besteht und an seiner Innenfläche als die profilierte Zahnformfläche mit im entspannten Zustand geringerer lichter Weite als der Außendurchmesser des Rohlings auf der Aufbautrommel (1) ausgebildet und durch eine Einrichtung radial elastisch dehnbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (6) mit seinen Enden in einem zylindrischen Gehäuse (7) eingespannt ist und der Raum zwischen der Innenseite des Gehäuses (7) und der Außenseite des Mantels (6) wahlweise mit Vakuum oder mit unter Druck stehendem Dampf beaufschlagbar ist.