DE3527640C2

DE3527640C2 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Riemen aus plastifizierbarem Werkstoff

Info

Publication number: DE3527640C2
Application number: DE19853527640
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Dr Hanschen; Gerhard Dipl Ing Koop; Claus Winkelmann
Original assignee: Norddeutsche Seekabelwerke GmbH
Current assignee: Norddeutsche Seekabelwerke GmbH
Priority date: 1985-08-01
Filing date: 1985-08-01
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2005-08-02
Also published as: DE3527640A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Riemen aus plastifizierbarem Werkstoff gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Riemen aus plastifizierbarem Werkstoff gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.

Riemen aus plastifizierbarem Werkstoff, die als zwei Teilriemen und einer zugfesten Einlage bestehen, sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Die GB-PS 12 51 908 zeigt einen derartigen Riemen. Bei der Herstellung des Riemens gemäß GB-PS 12 51 908 werden fertig vorgeformte Teilriemen durch Vulkani sieren miteinander verbunden. Die Verbindungsflächen beider Teilriemen müssen somit in aufwendiger Weise wieder aufgeheizt werden, um die Teilriemen zusammenzufügen.

Auch die DE-AS 21 23 902 zeigt einen Riemen mit einer zugfesten Einlage, der jedoch einstückig hergestellt wird. Bei der Her stellung des Riemens gemäß DE-AS 21 23 902 werden Verstärkungs stränge während des Gießens auf ein Formrad aufgetragen. Die Verstärkungsstränge müssen demnach auf umständliche Weise in ein Mundstück eines Extruders eingeführt werden.

Die DE-PS 11 10 397 offenbart einen Riemen, der aus zwei ge trennten Hauptteilabschnitten hergestellt wird. Die zwei Haupt teilabschnitte des Riemens werden Fläche an Fläche gelegt und schließen dabei verseilte Zugelemente ein.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Riemen aus plastifizierbarem Werkstoff zu schaffen.

Zur Lösung dieses Problems weist die erfindungsgemäße Vorrich tung zum Herstellen von Riemen aus plastifizierbarem Werkstoff die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf. Erfindungsgemäß ist das Formrad der ersten Form als Rillenscheibe ausgebildet, wobei die Zugträger in Rillen des Formrads eingelegt werden. Dies hat den Vorteil, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Riemen herstellbar sind, bei denen die Zugträger an genau definierten Stellen liegen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Riemens aus plastifizierbarem Werkstoff weist die Merkmale des Patent anspruchs 8 auf. Erfindungsgemäß werden hierbei die Zugträger vor dem Auftragen des plastifizierten Werkstoffs für den einen Teilriemen auf das Formrad der ersten Form aufgelegt. Hierdurch können die Zugträger auf besonders einfache Weise der Form zum Herstellen des ersten Teilriemens zugeführt werden. Darüber hinaus ist es möglich, die Zugträger exakt in den Rillen des Formrads auszurichten. Die Zugträger liegen demnach beim ferti gen Riemen an genau definierten Stellen.

An den zuerst gefertigten Teilriemen wird durch Gießen bzw. Spritzgießen eine Einlage angeformt, wobei der Werkstoff im plastischen Zustand auf die Einlage aufgetragen wird. Durch das Anformen des Teilriemens an die Einlage liegt diese immer in einer definierten Position zum Teilriemen. Das Gießen bzw. Spritzgießen ermöglicht eine besonders innige Verbindung zwischen der Einlage und dem Teilriemen.

Der zweite Teilriemen wird an den ersten Teilriemen auf der Seite der Einlage angeformt. Dadurch ist die Position der Einlage auch gegenüber dem zweiten Teilriemen unverrückbar fixiert. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der erste Teilriemen im Bereich der Verbindungsfläche beider Teilriemen replastifiziert. Dadurch wird die Verbindung zwischen beiden Teilriemen besonders innig und kann im Bereich durch eventuell auftretende Beanspruchungen (Schwerkräfte) nicht so leicht gelöst werden.

Der Werkstoff wird im wesentlichen drucklos in entsprechende Formen eingegeben. Dadurch ist es möglich, die Werkzeuge bzw. Formhälften kostengünstig auszubilden, da auf kostspielige Dichtmittel verzichtet werden kann.

Die einzelnen Teilriemen können aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt werden und so die Vereinigung verschiedenartiger Eigenschaften in einem einzigen Riemen bewirken. Geforderte Eigenschaften können sein: Abriebfestigkeit auf der aufliegenden Seite, Zugfestigkeit insgesamt, Hitze- oder Strahlungsbeständigkeit auf der der Einwirkung zugewandten Seite, eine hohe Schwingungsdämpfung, zum Beispiel bei besonders langen Riemen, usw.

Die Teilungsebene der erfindungsgemäßen Riemen liegt in der biegeneutralen Zone. Es wird dadurch verhindert, daß im Betrieb an der Teilungsebene Scherkräfte auftreten, die zu einer Zerstörung der Verbindung beider Teilriemen führen.

Der Riemen wird mit einer (insbesondere zugfesten) Einlage versehen, die fest in die der Teilungsebene zugewandten Seite des Teilriemens eingebettet ist. Die Einlage liegt damit auch in der biegeneutralen Zone und ist vom Werkstoff des Riemens völlig eingeschlossen.

Vorzugsweise wird dabei gleichzeitig die Oberfläche der Seite, in die die Einlage eingebettet ist, durch in Längsrichtung verlaufende dreieckprofilartige Vertiefungen vergrößert, was später eine innigere Verbindung der Teilriemen ermöglicht.

Da die Einlage nicht wie bisher üblich bei der Fertigung sogleich in der Mitte eines (einstückigen) Riemens zum liegen kommt, sondern zunächst in eine Außenfläche eines Teilriemens eingebettet wird, kann man die räumliche Lage der Einlage im Fertigungsprozeß leichter und genauer fixieren.

In Weiterführung des Erfindungsgedankens entspricht der Riemen in seiner Querabmessung mehreren nebeneinander angeordneten Einzelriemen, wobei dann auch die zugfesten Einlagen innerhalb des Riemens nebeneinander so angeordnet sind, daß sie jeweils der Breite der Einzelriemen entsprechen. Durch diese Maßnahme können kostengünstig mehrere Riemen, z. B. mit DIN-Breite, gleichzeitig gefertigt werden, wobei nur noch ein weiterer Arbeitsgang zum Aufschneiden des Riemens in Einzelriemen erforderlich ist.

Der Riemen kann auch zweiteilig, ohne Verwendung einer zug festen Einlage hergestellt werden. Der erste Teilriemen ist dann aus besonders zugfestem Werkstoff gefertigt.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird der Riemen aus mehr als zwei Teilriemen, insbesondere aus drei Teilriemen gefertigt, wobei der mittlere Teilriemen die Funktion der zugfesten Einlage übernimmt. Dabei darf der mittlere Teilriemen nicht zu dick gefertigt werden, um die Scherkräfte an den Verbindungsflächen der Teilriemen nicht zu groß werden zu lassen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unter ansprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel des Riemens sowie der Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Hierbei zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Ferti gung eines ersten Teilriemens mit zugfester Ein lage;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Anfor mung eines zweiten Teilriemens an einen ersten Teilriemen mit Einlage, und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.

Die Fig. 2 und 4 sind gegenüber den korrespondierenden Fig. 1 und 3 vergrößert.

Der gezeigte Riemen 10 (Fig. 3) besteht aus einem Teilrie men 11 und einem Teilriemen 12, welcher auf der dem Teil riemen 11 abgewandten Seite mit einem Zahnprofil 13 ver sehen ist. Die beiden Teilriemen 11, 12 sind im Bereich einer Verbindungsebene 14 fest und unlösbar miteinander verbunden. An der Seite des Teilriemens 11, die der Ver bindungsebene 14 zwischen beiden Teilriemen 11, 12 zuge wandt ist, ist eine zugfeste Einlage 15 angeformt.

Eine Vorrichtung zur Fertigung des gezeigten Riemens 10 besteht aus zwei Formen 16, 17. Die Form 16 zur Herstel lung des Teilriemens 11 besteht aus einem Formband 18 und einem Formrad 19 (Fig. 1). Das Formband 18 wird entlang eines Teilabschnitts des Formrades 19 zugeführt und läuft dabei über eine obere Druckrolle 20, eine untere Druck rolle 21 und eine Umlenkrolle 22. Wie aus Fig. 1 ersicht lich, ist die obere Druckrolle 20 oberhalb des Formrades 19 mit Abstand zu diesem angeordnet. Die Umlenkrolle 22 ist rechts vom Formrad 19 angeordnet, wobei die Verbin dungslinie zwischen Umlenkrolle 22 und Formrad 19 einen Winkel von 90° zur Verbindungslinie zwischen oberer Druck rolle 20 und Formrad 19 hat. Die untere Druckrolle 21 ist unterhalb des Formrades 19 angeordnet, und zwar auf der Verlängerung der Verbindungslinie zwischen oberer Druck rolle 20 und Formrad 19 nach unten. Das Formrad 19 dreht sich im Uhrzeigersinn und bildet zusammen mit dem Form band 18 einen Formhohlraum 23 von der oberen Druckrolle 20 bis zur unteren Druckrolle 21. Der Formhohlraum 23 kann eingestellt werden über den Abstand der Druckrollen 20, 21 vom Formrad 19. Das Formrad 19 ist als Rillenscheibe ausgebildet mit auf seiner Umfangsfläche umlaufenden Ril len 24. Die Rillen 24 haben eine V-förmige oder dreieck förmige Querschnittsgestaltung.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, besteht die Form 17 zur Anfor mung des Teilriemens 11 an den Teilriemen 12 aus dem Formband 25 und dem Formrad 26. Das Formband 25 läuft über eine obere Druckrolle 27, eine untere Druckrolle 28 und eine Umlenkrolle 29, die relativ zum Formrad 26 eben so angeordnet sind wie die Rollen 20, 21, 22 zum Formrad 19. Zwischen dem im Uhrzeigersinn drehenden Formrad 26 und dem Formband 25 besteht von der oberen Druckrolle 27 bis zur unteren Druckrolle 28 ein Formhohlraum 30. Dieser Form hohlraum 30 ist über den Abstand der Druckrollen 27, 28 vom Formrad 26 einstellbar. Das Formrad 26 besteht aus einer Werkzeugscheibe 31 und seitlich abschließenden Bord scheiben 32 und 33. Die Werkzeugscheibe 31 ist zwecks Aus formung des Zahnprofils 13 mit in Umfangsrichtung aufein anderfolgenden Vertiefungen 34 versehen, deren Unterkanten 35, vom Mittelpunkt 36 des Formrades 26 aus gesehen, tiefer liegen als die Umfangsflächen 37, 38 der Bordscheiben 32, 33.

Bei der Herstellung des Riemens 10 wird zunächst der Teil riemen 11 gefertigt, indem aus einem Extruder 39 ein Kunst stoffstrom 40 in die Form 16 gegeben wird. Der Werkstoff - hier der Kunststoffstrom 40 - wird nicht, wie sonst beim Spritzgießen üblich, unter Druck in die Form 16 gegeben, sondern im wesentlichen drucklos. Auf dem Formrad 19, welches als Rillenscheibe ausgebildet ist, liegt die zug feste Einlage 15, die zuvor über die Führungsrolle 41 dem Formrad 19 zugeführt wurde, in den Rillen 24. Die Führungs rolle 41 ist so angeordnet, daß die zugfeste Einlage 15 auf der Rillenscheibe 19 anliegt, bevor der Kunststoff strom 40 in die Form 16 eintritt. Der Kunststoffstrom 40 ist mengenmäßig so bemessen, daß die zugfeste Einlage 15 gerade abgedeckt ist. Der Kunststoffstrom 40 wird durch den Druck der oberen Druckrolle 20 mit der zugfesten Ein lage 15 auf der Rillenscheibe 19 verpreßt und erhält durch den Druck des Formbandes 18 und der unteren Druckrolle 21 seine endgültige Form. Die beiden Druckrollen 20, 21 sind in ihrem Abstand vom Formrad 19 verstellbar, um Teilriemen 11 unterschiedlicher Stärke fertigen zu können. Das Form band 18 übt aufgrund seiner geometrischen Anordnung einen Druck in Richtung des Mittelpunktes des Formrades 19 aus, sofern es unter Spannung steht. In den fertigen Teil riemen 11 ist jetzt die zugfeste Einlage 15 auf der dem Formrad 19 zugewandten Seite eingebettet.

Gemäß Fig. 3 wird in einem nächsten Arbeitsschritt der Teilriemen 11 an den Teilriemen 12 angeformt und mit die sem verpreßt. Dazu wird aus einem Extruder 43 ein Kunst stoffstrom 44 zwischen der oberen Druckrolle 27 und dem Formrad 26 in die Form 17 gegeben. Der Kunststoffstrom 44 liegt dabei auf dem Formrad 26 auf und wird von außen durch den Teilriemen 11 abgedeckt, welcher gleichzeitig über die obere Druckrolle 27 zugeführt wird. Ebenso wie bei der Form 16 sind auch bei dieser Form 17 die Druck rollen 27, 28 in ihrem Abstand vom Formrad 26 verstellbar, um unterschiedliche Riemenstärken einstellen zu können.

Wird der Riemen 10 als Zahnriemen gefertigt, so kann durch Verstellen der Druckrollen 27, 28 in engen Grenzen auch die Teilung des Zahnriemens verstellt werden, um den Zahn riemen schon in der Fertigung an einen bestimmen Bela stungsfall anzupassen.

Vorzugsweise ist der Teilriemen 11 breiter als die Werk zeugscheibe 31, so daß äußere Kanten 45, 46 des Teilriemens 11 bis auf die Bordscheiben 32, 33 überstehen. Die Druck rollen 27, 28 werden so eingestellt, daß zwischen den Kan ten 45 bzw. 46 des Teilriemens 11 und den Bordscheiben 32 bzw. 33 ein definierter Spalt 47 besteht, der der Dicke des Teilriemens 12 entspricht, abzüglich der Höhe des vor zugsweise vorhandenen Zahnprofils 13.

Der fertige Zahnriemen 10 tritt zwischen der unteren Druck rolle 28 und dem Formrad 26 aus der Form 17 aus. Vorzugsweise besteht die zugfeste Einlage 15 aus einzelnen Zugträgern 48, z. B. Stahldrahtlitzen, die in den Rillen 24 des Formrades 19 sauber nebeneinander zu liegen kommen. Der Durchmesser eines einzelnen Zugträgers 48 ist dabei höch stens so groß wie der Abstand von dem Tiefpunkt einer Rille 24 zum Tiefpunkt der benachbarten Rille und mindestens so groß, daß ein Teil des Querschnitts des Zugträgers 48 über die Umfangsfläche der Rillenscheibe 19 hinausragt (Fig. 2).

Gemäß Fig. 4 werden die Zugträger 48 der zugfesten Einlage 15 zu Zugträgergruppen 49 (Einlagengruppen) zusammengefaßt, dergestalt, daß der Riemenquerschnitt nicht über seine ge samte Breite mit Zugträgern 48 versehen ist, sondern daß zwischen den Zugträgern 48 Lücken 50 bestehen, die die zwi schen zwei Lücken liegenden Zugträger 48 als zu einer Zug trägergruppe 49 gehörend definieren. Bei dieser Anordnung der Zugträger 48 wird der Riemen 10 in einem weiteren Ar beitsschritt durch Längsschnitte in Einzelriemen entspre chend der Breite der Zugträgergruppen 49 aufgeteilt.

Bezugszeichenliste

10 Riemen
11 Teilriemen
12 Teilriemen
13 Zahnprofil
14 Verbindungsebene
15 zugfeste Einlage
16 Form
17 Form
18 Formband
19 Formrad (Rillenscheibe)
20 obere Druckrolle
21 untere Druckrolle
22 Umlenkrolle
23 Formhohlraum
24 Rille
25 Formband
26 Formrad
27 obere Druckrolle
28 untere Druckrolle
29 Umlenkrolle
30 Formhohlraum
31 Werkzeugscheibe
32 Bordscheibe
33 Bordscheibe
34 Vertiefung
35 Unterkante
36 Mittelpunkt
37 Umfangsfläche
38 Umfangsfläche
39 Extruder
40 Kunststoffstrom
41 Führungsrolle
43 Extruder
44 Kunststoffstrom
45 Kante
46 Kante
47 Spalt
48 Zugträger
49 Zugträgergruppe (Einlagengruppe)
50 Lücke

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung von Riemen aus plastifizier barem Werkstoff, mit einer ersten Form für die Fertigung eines ersten Teilriemens und einer zweiten Form für die Anformung ei nes zweiten Teilriemens an den ersten Teilriemen, die der er sten Form nachgeschaltet ist, wobei jeder Form ein Extruder zu geordnet ist, der vor einem Formhohlraum der jeweiligen Form angeordnet ist und den Werkstoff für den zu fertigenden Teil riemen liefert, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Formen (16, 17) bestehen jeweils aus einem drehbaren Formrad (19, 26) und einem endlosen Formband (18, 25), das längs eines Teilumfangs mit dem Formrad (15, 25) zu sammengeführt ist, derart, daß der Formhohlraum (23, 30) zwischen beiden entsteht,
b) das Formrad (19) der ersten Form (16) ist als Rillen scheibe ausgebildet, die auf ihrer Umfangsfläche als um laufende Rillen (24) ausgebildete Vertiefungen aufweist,
c) der ersten Form (16) sind Mittel zum Zuführen einzelner Zugträger (48) oder Gruppen von Zugträgern (48) zur Bil dung der Einlage (15) zu dem als Rillenscheibe ausgebil deten Formrad (19) zugeordnet, wobei diese Mittel derart angeordnet sind, daß die Zugträger (48) im wesentlichen in den Rillen (24) zu liegen kommen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das endlose Formband (18) der ersten Form (16) am Anfang und am Ende des Formhohlraums (23) über verstellbare Druckrollen (20, 21) geführt ist, wobei die am Extruder (39) befindliche Druck rolle (20) derart angeordnet ist, daß der vom Extruder (39) ge spendete Werkstoff mit der auf dem als Rillenscheibe ausgebil deten Formrad (19) aufliegenden Einlage (15) verpreßt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß das endlose Formband (25) der zweiten Form (17) am An fang und am Ende des Formhohlraums (30) über verstellbare Druckrollen (27, 28) geführt ist, die derart angeordnet sind, daß der Teilriemen (11) über die am Extruder (43) befindliche Druckrolle (27) zugeführt wird und diese den Teilriemen (11) auf den extrudierten Werkstoff am Formrad (26) preßt.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zuführen der Ein lage (15) als Führungsrollen (41) ausgebildet und in Drehrich tung des als Rillenscheibe ausgebildeten Formrads (19) gesehen vor dem Extruder (39) angeordnet sind, derart, daß die zugfeste Einlage (15) an dem als Rillenscheibe ausgebildeten Formrad (19) anliegt, bevor die Einlage (15) am Extruder (39) vorbei läuft und in den Formhohlraum (23) eintritt.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Formrad (26) der zweiten Form (17) mit in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Vertie fungen (34) ausgebildet ist und aus einer Werkzeugscheibe (31), in deren Umfangsfläche die Vertiefungen (34) als zu den Stirn flächen offene Schlitze ausgebildet sind, sowie aus zwei Bord scheiben (32, 33) besteht, welche mit der Umfangsfläche der Werkzeugscheibe (31) im wesentlichen bündig abschließen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugscheibe (31) schmaler ausgebildet ist als der über die obere Druckrolle (27) zugeführte Teilriemen (11) bereit ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckrollen (27, 28) der zweiten Form (17) so angeordnet sind, daß zwischen dem außen liegenden Teilriemen (11) und dem Formrad (26) ein definierter Spalt (27) besteht.

8. Verfahren zur Herstellung von Riemen aus plastifizierba rem Werkstoff, wobei zwei Teilriemen hergestellt werden, da durch gekennzeichnet, daß zur Bildung des ersten Teilriemens (11) zunächst einzelne die zugfeste Einlage (15) bildende Zug träger (48) in Vertiefungen eines Formrads (19) eingelegt wer den, sodann der plastifizierte Werkstoff für den ersten Teil riemen (11) auf das Formrad aufgetragen und mit den Zugträgern (48) verbunden wird, und schließlich der zweite Teilriemen (12) angeformt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Herstellen des ersten Teilriemens (11) der zweite Teilriemen (12) durch Gießen an den ersten Teilriemen (11) auf der Seite der Einlage (15) angeformt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff für beide Teilriemen (11, 12) drucklos in eine entsprechende Form (16, 17) eingespritzt wird.