DE4038656C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Metallform zum Vulkanisie­ ren von Zahnkeilriemen gemäß der durch den Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei einer aus der JP-GM-AS 1-23 783 bekannten Metallform dieser Art wird das unvulkanisierte Material in Form eines Endlosrie­ mens durch zwei achsparallele und im Achsabstand veränderliche Riemenscheiben abschnittsweise bewegt. Die Metallform für das Vulkanisieren dieses Endlosriemens ist im Bereich zwischen den beiden Riemenscheiben angeordnet und weist einen dritten Formenteil mit einer gezahnten Oberfläche auf, so daß mit dem so ausgebildeten Vulkanisator gleichzeitig auf die beiden Trumms des Endlosriemens eingewirkt werden kann. Bei einem Vulkanisieren mit solchen mehrteiligen Metallformen zeigt sich, daß der Gummi während der Anfangsstufe der Vulkanisation, wenn der Gummi also erst halbvulkanisiert ist, an jedem Ende der plattenförmigen Formenteile nach außen ver­ drängt wird und sich dort mit dem noch unvulkanisierten Rie­ menmaterial verbindet, so daß das unvulkani­ sierte Riemenmaterial an der Außenseite der Metallform eine Auswölbung erfährt. Diese vor dem eigentlichen Vulkanisieren stattfindende Auswölbung des noch unvulkanisierten Riemenmaterials ergibt eine Unordnung der in das un­ vulkanisierte Riemenmaterial eingebetteten Zugbänder sowie auch eine unregelmäßige Querschnittsverteilung des Riemenma­ terials. Bei dem Vulkanisieren ergibt sich daher eine unregelmäßige Querschnittsform des Riemens und insbesondere der einzelnen Zahnformen seiner gezahnten Oberfläche. Bei der bekannten Metallform ist daher zur Vermeidung dieses Nachteils eine Ab­ schrägung oder Verjüngung in solcher Art und Weise vorgesehen, daß sich diese Verjüngung an dem Kantenbereich der Unterseite der beiden Endbereiche eines oberen Formenteils senkrecht zu der Längsrichtung erstreckt, wobei der obere Formenteil eine flache Oberseite aufweist. Die Verjüngung ist damit an der Rückseite des Riemens vorgesehen, die deshalb extreme Höhen­ differenzen an der Riemenoberseite auslöst ebenso wie eine un­ regelmäßige Anordnung der in die Riemen eingebetteten Zugbänder. Bei der Ausbildung der Zahnformen während des Vulkanisierens entstehen deshalb entsprechende Unregelmäßigkeiten, weil der Gummi nicht mehr gleichförmig fließen kann und sich auch schlecht mit den Zugbändern verbindet.

Um einen qualitätsmäßig befriedigenden Zahnkeilriemen herzu­ stellen, muß für das unvulkanisierte Riemenmaterial ein Gummi­ volumen zur Verfügung stehen, das gleich oder größer als das Ma­ terialvolumen des fertigen Riemens ist. Ist das Gummivolumen kleiner, dann ergeben sich daraus insbesondere die Probleme der Lunkerbildung, die auch dann vorhanden sind, wenn mit einem mit dem fertigen Riemen gleichen Gummivolumen gearbeitet wird. Es entspricht daher der allgemeinen Übung, mit einem Gummivolumen größer als das Materialvolumen des fertigen Rie­ mens zu arbeiten, so daß dabei das Fließen des Gummis praktisch nicht vermieden werden kann.

Aus der DE-AS 11 34 506 ist eine Metallform bekannt, bei welcher zur Verhinderung eines Längsflusses des Riemen­ materials nach der Außenseite der Form hin zwischen zwei vergleichbaren Formenteilen eine an der Druckübertragung ebenfalls teilnehmende besondere Druckplatte aus einem elastisch verformbaren Material angeordnet ist, die an der gegen das Riemenmaterial anzudrückenden einen Seite glatt ausgebildet und an der dazu abgewandten Rückseite mit einer Mehrzahl von sich kreuzenden Nuten versehen ist. Durch die sich kreuzenden Nuten werden dabei für die Druckplatte eine entsprechende Vielzahl von kleineren und wechselseitig mehr oder weniger unabhängigen druckübertragenden Einzelfeldern erhalten, die während des Vulkanisierens das Riemenmaterial von einem Verdrängen nach außen zurückhalten, wobei diese Wirkung noch dadurch begünstigt werden kann, daß die Formen­ teile im mittleren Formenbereich mit Durchflußkanälen für ein Heizmittel und den beiden anschließenden äußeren Formen­ bereichen mit Durchflußkanälen für ein Kühlmittel versehen sind, um damit eine entsprechend abgestufte Erstarrung des Riemenmaterials während des Vulkanisierens zu erhalten.

Die durch die Patentansprüche gekennzeichnete Erfindung löst die Aufgabe, eine Metallform zum Vulkanisieren von Zahnkeilriemen der angegebenen Art derart auszubilden, daß ein Austritt des erst halbvulkanisierten Gummis aus der Form weit­ gehend bis völlig verhindert wird und die ursprüngliche Anord­ nung der Zugbänder nicht übermäßig gestört und jede unregel­ mäßige Ausbildung der Zahnform respektive die abwechselnde Anordnung der zahnförmigen Erhöhungen und Vertiefungen verhin­ dert wird.

Die mit der erfindungsgemäßen Metallform erzielbaren Vorteile liegen im wesentlichen darin, daß wegen einer damit erreichten Umwandlung des unvulkanisierten Riemenmaterials zunächst in einen halbvulkanisierten Zustand eine vorläufige Formgebung der Zähne des Riemens mit einem verringerten Fließvermögen des Gummis erhalten wird, so daß bei dem nachfolgenden fertigen Vulkanisieren jede unregelmäßige Formgebung der Zähne ebenso verhindert werden kann wie eine wesentliche Unordnung der in den Riemen eingebetteten Zugbänder. Diese formgenaue Herstellmöglichkeit der Zahnform solcher Zahnkeil­ riemen beim Vulkanisieren unter Verwendung der erfindungsgemäßen Metallform ist dabei im besonderen dann möglich, wenn für die gegenüber dem mittleren Formenbereich unterschiedliche Ausbil­ dung der beiden Endbereiche des oberen Formenteils auch die mit dem wärmeisolierenden Material entsprechend eingeengte Kühlung vorgesehen ist, weil damit für das Fertigvulkani­ sieren die Abgrenzung gegen die halbvulkanisierten Materialbe­ reiche des Riemens entsprechend optimal eingehalten werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Metallform ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines unter Verwendung der erfindungsgemäßen Metallform ausgebildeten Vulkanisators für Keilriemen,

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht der Einzel­ heit A der in Fig. 1 gezeigten Metallform,

Fig. 3 einen Querschnitt der Metallform zur Dar­ stellung der erfindungswesentlichen Einzel­ heit und

Fig. 4 eine Schemadarstellung zur näheren Erläuterung der interessierenden Zahnform der gezahnten Oberfläche des einen Formenteils.

Mit dem in Fig. 1 schematisch gezeigten Vulkanisator 1 wird ein unvulkanisiertes Riemenmaterial in Form eines Endlosriemens 2 mittels zweier Riemenscheiben 3 und 4 bewegt, deren Achsab­ stand veränderlich ist. Die Bewegung des Endlosriemens 2 erfolgt dabei abschnittsweise für ein Vulkanisieren des unvulkanisierten Riemenmaterials durch eine Vulkanisiermaschine 14, die im we­ sentlichen mit einer Metallform ausgebildet ist, welche ein oberes Formenteil 5 an der Oberseite des oberen Trumms des Endlosriemens 2, ein mittleres Formenteil 6 im Zwischenraum zwischen dessen beiden Trumms und ein unteres Formenteil 7 an der Oberseite des unteren Trumms des Endlosriemens 2 aufweist. Die drei Formenteile sind dabei mit Formgebungsplatten 11, 12 und 13 ausgebildet, deren Formgebung und Anordnung für ein Vulkanisieren der beiden Trumms des Endlosriemens 2 ausgebil­ det ist.

Die für die Metallform hinsichtlich des Vulkanisierens somit näher interessierenden Formenteile 11, 12 und 13 sind mit einer eingebetteten Kühleinrichtung in der Ausbildung einer über die Breite der Metallform verlaufenden Kühlwasserröhre versehen. Mit der Einzelheit in Fig. 2 ist gezeigt, daß diese Kühlwasserröhren 21 eine auf die beiden Endbereiche der beiden Formenteile 11 und 12 beschränkte Anordnung aufweisen, die ge­ gen den mittleren Formenbereich hin durch ein in die Formen­ teile eingebettetes wärmeisolierendes Material 22 abgegrenzt ist. Diese Anordnung ist auch bezüglich des Formenteils 13 verwirklicht, der wie der Formen­ teil 11 mit einer gezahnten Oberfläche versehen ist und ent­ sprechend der in Fig. 2 gezeigten Einzelheit eine paarweise Anordnung mit einem flachen Formenteil 12 auf­ weist. Das wärmeisolierende Material 22 ist mit einem sogenannten FRP-Material bereitgestellt.

Gemäß der Detailansicht in Fig. 3 weist der obere Formenteil 11 - und damit entsprechend auch der Formenteil 13 - eine ge­ zahnte Oberfläche auf, die mit abwechselnd angeordneten zahn­ förmigen Erhöhungen 11a bzw. 11b und zahnförmigen Vertiefungen 11c bzw. 11d ausgebildet ist. Der mit diesem oberen Formenteil 11 an dem oberen Trumm des Endlosriemens 2 zusammenwirkende untere Formenteil 12 ist andererseits im wesentlichen flach ausgebildet und ist mit einer mäßigen Gegenkrümmung in der Längsrichtung des Formenteils versehen. Der obere Formenteil 11 weist einen sich etwa über 60 bis 70 mm erstreckenden Endbereich an dem einen Ende der Metallform - sowie entsprechend auch an deren anderem Ende - auf, bei dem die zahnförmigen Erhöhungen 11a ein prozentual kleineres Volumen als die zahnförmigen Erhöhun­ gen 11b des mittleren Formenbereichs aufweisen. Dieses prozen­ tual verringerte Volumen der zahnförmigen Erhöhungen 11a be­ trägt bei jedem Endbereich S des oberen Formenteils 11 etwa 20 bis 30%, so daß in diesen Endbereichen S die zahnförmigen Erhöhungen 11a beispielsweise um durchschnittlich 0,2 bis 0,5 mm weniger breit sind als die zahnförmigen Erhöhungen 11b des mittleren Formenbereichs. Dabei ist gleichzeitig die Besonder­ heit eingehalten, daß sämtliche zahnförmige Erhöhungen 11a und 11b eine gleiche Höhe in der Längsrichtung des Formenteils 11 aufweisen, was zur Folge hat, daß umgekehrt die zahnförmigen Vertiefungen 11c bei den Endbereichen S etwas größer sind als die zahnförmigen Vertiefungen 11d des mittleren Formenbereichs. Diese Verhält­ nisse sind durch die Einzeldarstellung der Fig. 4 verdeutlicht. Aus dieser Einzeldarstellung ist auch ableitbar, daß die zahn­ förmige Erhöhung 11a symmetrisch zu der Mittellinie ist, die in der Höhenrichtung verläuft, und daß die Zahnteilung in der Längsrichtung des Formenteils 11 konstant ist.

Wenn unter Verwendung der vorbeschriebenen Metallform der End­ losriemen 2 aus unvulkanisiertem Material vulkanisiert wird, dann wird bei diesem Vulkanisieren zunächst mit den Endbereichen S ein halbvulkanisierter Zustand erhalten, bei welchem das Fließvermögen des Gummis unterdrückt oder zumindest sehr weit­ gehend eingeengt wird. Diesem anfänglichen Vulkanisieren folgt ein Fertigvulkanisieren nach, bei dem das Material mit der regelmäßigen Zahnform des fertigen Zahnkeilriemens versehen wird, ohne daß es dabei zu einer Lunkerbildung kommt. Weil während des anfänglichen Vulkanisierens in den Endbereichen S das Fließvermögen des Gummis begrenzt wird, ist es damit auch möglich, einen kurze Fasern enthaltenden Gummi zu einem Zahn­ keilriemen jeder gewünschten Formgenauigkeit zu vulkanisieren, ohne daß für die Kurzfasern eine unerwünschte Unordnung erhalten wird. Es versteht sich, daß dieses Fertigvulkani­ sieren in dem mittleren Formenbereich vorgenommen wird, in welchen der Endlosriemen abschnittsweise vorbewegt wird, nachdem er in den Endbereichen S in den halbvulkanisierten Zu­ stand überführt worden ist. Es ist daher mit dieser Anordnung auch gewährleistet, daß in das Riemenmaterial eingebettete Zugbänder keine Unordnung erfahren und der Querschnitt des Riemens formstabil erhalten bleibt.

Claims (7)

1. Metallform zum Vulkanisieren von Zahnkeilriemen, die aus einem unvulkanisierten Material bestehen, wobei die Metall­ form einen flachen unteren Formenteil mit einer mäßigen Ge­ genkrümmung in der Längsrichtung und einen oberen Formen­ teil mit einer gezahnten Oberfläche aufweist, die mit ab­ wechselnd angeordneten zahnförmigen Erhöhungen und Vertie­ fungen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zahnförmigen Erhöhungen (11a) des oberen Formenteils (11) an den beiden in seiner Längsrichtung verlaufenden Endbereichen (S) weniger breit ausgebildet sind als die zahnförmigen Erhöhungen (11b) des mittleren Formenbereichs, wobei alle Erhöhungen (11a, 11b) der einzelnen Formenbereiche eine gleiche Höhe haben.

2. Metallform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zahnförmigen Erhöhungen (11a) der beiden Endbereiche (S) des oberen For­ menteils (11) um 20 bis 30% weniger breit aus­ gebildet sind als die zahnförmigen Erhöhungen (11b) des mittleren Formenbereichs.

3. Metallform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zahnförmigen Erhöhungen (11a) der beiden Endbereiche (S) des oberen For­ menteils (11) um 0,2 bis 0,5 mm weniger breit sind als die zahnförmigen Erhöhungen (11b) des mittleren Formenbereichs.

4. Metallform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das obere Formenteil (11) mit einer zum Kühlen des unvulkani­ sierten Riemenmaterials vorgesehenen Kühleinrichtung (21) versehen ist.

5. Metallform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrich­ tung (21) wenigstens in die Endbereiche (S) des oberen For­ menteils (11) zusammen mit einem zu dem mittleren Formenbereich hin beabstandet angeordneten wärmeisolierenden Material (22) eingebettet ist.

6. Metallform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeiso­ lierende Material (22) jeweils im Übergang der beiden End­ bereiche (S) zu dem mittleren Formenbereich des oberen For­ menteils (11) angeordnet ist.

7. Metallform nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem oberen Formenteil (11) übereinstimmende Endbereiche des unteren Formenteils (12) mit einer entsprechend eingebetteten Kühl­ einrichtung (21) und einem entsprechend eingebetteten wärmeisolierenden Material (22) versehen sind.