DE102004044218A1 - Spulverfahren bei der Herstellung von mit Stahlcord-Zugträgern zu versehenen Riemen - Google Patents

Abstract

Auf eine zylindrische und evtl. mit einem Gewebe (14) belegte Aufbautrommel (4) wird - vor Belegung mit Rohgummiplatten und Vulkanisation unter Druck und Temperatur und anschließendem Schnitt in einzelne Riemen (3) - eine Zugstranglage aus Stahlcord (20) gewickelt. DOLLAR A Die Aufgabe besteht in der Erzielung sauberer Schneidkanten. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Spulverfahren sieht bevorzugt folgende Schritte vor: DOLLAR A Zunächst wird auf die Aufbautrommel (4) ein Stahlcord (20) in Längsrichtung (R¶A¶) gegeben. In einem sich anschließenden ersten Spul-Schritt umspult ein Hilfscord (22) diesen Stahlcord (20). Dabei wird der letzte Turn des Hilfscords (22) mittels des Stahlcords (20) in einem Umlenkpunkt (24) umgelenkt. Durch eine dabei durchzuführende Umschlingung wird der bis dahin längs orientierte Stahlcord (20) in die zirkulare Richtung (R¶Z¶) umgelenkt. Auf den umgelenkten Hilfscord (22) wird eine Stahlcord-Spulung durchgeführt. In diesem zweiten Schritt umspult der Stahlcord (20) den Hilfscord (22). Ein sich anschließender dritter Spul-Schritt mit Umlenkpunkt (26) entspricht dem ersten Spul-Schritt. Die sich abwechselnde Bespulung kann maximal solange fortgesetzt werden, bis die Aufbautrommel (4) in ihrer gesamten Breite vollständig bespult ist. DOLLAR A Insbesondere zur Herstellung von Zahn- oder Glatt-Riemen (3) aus Gummi oder Polyurethan.

Description

• Die Erfindung betrifft einen mit Stahlcord-Zugträgern versehenen Riemen, ein Spulverfahren bei der Herstellung eines solchen Riemens und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung, – gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 5 und 12.
• Nach derzeitig bekanntem Stand der Technik erfolgt der Aufbau eines mit Stahlcord-Zugträgern zu versehenen, insbesondere Gummi- Zahnriemens im Wesentlichen folgendermaßen:
  Auf eine zylindrische, mit Längsnuten versehene Aufbauform wird ein sogenanntes Zahngewebe gelegt. Dann wird auf die mit dem Zahngewebe belegte Aufbautrommel eine Stahlcord-Lage spiralig aufgewickelt. Anschließend erfolgt eine Belegung mit Rohgummiplatten. Der so aufgebaute Rohling wird unter Druck und Temperatur vulkanisiert. Um schließlich einzelne (Zahn-)Riemen zu erhalten, wird das so erhaltene Zwischenprodukt mit einem Messer in einzelne (Zahn-)Riemen vorgegebener Breite zerlegt, wobei beidseitig der jeweils nunmehr zu vereinzelnen Riemen der spiralig gewickelte Stahlcord an der Schnittfläche durchtrennt wird. Danach werden die einzelnen Riemen „versäubert". Da der Schnitt unter einem äußerst spitzen Winkel erfolgt und weil die Stahlcorde äußerst sperrig sind, ist das Ergebnis einer derartigen „Versäuberung" meistens recht unbefriedigend.
• Um das Problem des „Versäuberns" des unter einem spitzen Winkel durchtrennten Stahlcords zu umgehen, wird gemäß DE 102 00 401 4008.1 der Festigkeitsträger nach seinem wendelförmigen Aufspulen auf die Decklage aus wenigstens einem vorgegebenen, umlaufenden Bereich der Decklage entfernt. Dies soll dadurch erfolgen, dass zunächst jeweils die beiden neben diesem Bereich angeordneten Windungen miteinander verbunden werden und anschließend der zwischen diesen Verbindungsstellen befindliche Teil des Festigkeitsträgers entfernt wird, wobei eine Spullücke zwischen den Verbindungsstellen entsteht. Das Zuschneiden der Riemen kann nun problemlos entlang der Spullücken erfolgen.
• Das Verbinden jeweils der beiden randseitigen Windungen miteinander soll durch Löten oder dergleichen erfolgen, was sich als äußerst zeitaufwendig erwiesen hat.
• Um die Probleme beim „Versäubern" der Flanken von herzustellenden Stahlcord-Zahnriemen zu vermeiden, schlägt die US 4,681,558 vor, den in den Zahnriemen-Rohling wendelförmig zu integrierenden Stahlcord diskontinuierlich auszubilden, wobei die Stahlcord-Lücken (B) durch nichtmetallisches Trägermaterial (16) überbrückt werden (siehe dort, 8 und 10).
• Der Nachteil bei der Verwendung einer „diskontinuierlichen" Zugstrang-Einlage besteht darin, dass die Breite der durch Schneiden herzustellenden Riemen durch die jeweilige Länge der vorfabrizierten „diskontinuierlichen" Stahlcorde fest vorgegeben ist und deshalb der Riemen nicht spontan in beliebiger Breite produziert werden kann.
• Aufgabe der Erfindung
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht – bei Meidung der genannten Probleme – in der Erzielung sauberer Schneidkanten bei der Herstellung eines stahlcordverstärkten Riemens.
• Lösung und Vorteile
• Gemäß Anspruch 1 wird diese Aufgabe durch den Einsatz eines zweiten (bzw. zusätzlichen), als Hilfsstrang dienenden Zugstranges gelöst, der abwechselnd mit dem Stahlcord in „Paketen" und zwar jeweils im Schneidbereich auf eine zylindrische Form gespult wird. D. h.: Es werden gleichzeitig zwei verschiedene Zugstränge auf die zylindrische Form gewickelt.
• Dabei wird immer ein Zugstrang gespult, der andere Zugstrang wird nur eingewickelt. Der andere Zugstrang kann aber auch außen entlang geführt werden. Nach einer definierten Anzahl von Wicklungen erfolgt ein Wechsel. Beide Zugstränge umschlingen sich in einem Umkehrpunkt und wechseln anschließend ihre Aufbringrichtung von im Wesentlichen zirkularer in im Wesentlichen axiale Richtung bzw. umgekehrt. Bei der zirkularen Richtung ist die Spulsteigung zu bedenken. Im Endeffekt liegen immer mehrere Windungen eines Fadens nebeneinander und bilden ein „Paket" von Corden, während der andere Faden nur umgewickelt wurde.
• Der Hilfszugstrang ist aus einem mit einer Klinge leicht schneidbaren Material (z. B. Glascord, monofiler Kunststoffcord oder Kunststoff-Fasern).
• Die fertigen Riemen enthalten den Stahlcord als Hauptträger der Zugspannung. Der mit einer Klinge schneidbare Hilfszugstrang befindet sich lediglich im Bereich der Schnittflächen. Weil sich in dem für den Schnitt vorgesehenen Bereich nur der mit der Klinge leicht zu schneidende Hilfszugstrang befindet, können die ansonsten mit Stahlcord als Zugstrang versehenen Riemen mit der herkömmlichen Schneidtechnik geschnitten werden. Das problematische Versäubern von Stahlcord-Schnittflächen entfällt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Herstellung sowohl von Zahn- als auch von Glattriemen aus Gummi oder Polyurethan geeignet. Statt an der Oberfläche mit einer Gewebelage versehen zu sein, kann der im Wesentlichen aus elastomerem Material bestehende Riemen auch mit Kunststofffasern durchsetzt sein.
• Zeichnungen
• Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spulvorrichtung und ein auf erfindungsgemäße Weise durchgeführter Spulvorgang werden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigt:
• 1 eine erfindungsgemäße Konfektionsvorrichtung zum Bespulen mit Stahlcord und Hilfszugstrang zur Anfertigung von erfindungsgemäß mit Stahlcord-Paketen versehenen Gummizahnriemen;
• 2a, 2b und 2c Schritte bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Spulvorganges;
• 3 einen Ausschnitt einer fertig mit Stahlcord-Paketen bewickelten Aufbauform; und
• 4 einen erfindungsgemäß hergestellten Riemen, ausschnittsweise, in perspektivischer Sicht.
• Beschreibung
• Der Grundaufbau einer erfindungsgemäßen, in 1 dargestellten Konfektionsvorrichtung 2 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Zahnriemens 3 ist weitgehend identisch mit einer herkömmlichen Vorrichtung. Als wesentlichstes Bauelement kann eine zylindrische, mit Längsnuten 6 (siehe 2) versehene und um ihre Längsachse A drehbare Aufbautrommel 4 angesehen werden. Diese Aufbautrommel 4 ist beidendig mittels Reibstöcken 8, 10 einspannbar und mittels einer Antriebseinheit 12 antreibbar.
• Die Aufbautrommel 4 kann in herkömmlicher Weise mit einem Zahngewebe 14 (siehe 2 und 3) belegt werden.
• Für die Herstellung von Glattriemen ist statt einer mit Längsnuten 6 versehenen Aufbautrommel 4 eine glattzylindrische Aufbautrommel zu verwenden.
• Erfindungswesentlich ist die Art, wie die – vorzugsweise – mit Zahngewebe 14 versehene Aufbauform 4 mit Corden bespult wird.
• Die herkömmliche Methode besteht darin, die Aufbauform 4 durchgängig spiralig mit einem endlosen Cord zu bespulen, wie es z. B. von Garnspulen oder Magnetspulen her bekannt ist.
• Anstelle einer einzigen Verlegeeinheit für eine durchgängige Belegung mit Stahlcord sind erfindungsgemäß zwei unabhängig voneinander antreibbare Verlegeeinheiten 16, 18 vorgesehen, und zwar eine erste Verlegeeinheit (Verlegearm) 16 für die Bespulung mit Stahlcord 20 und eine weitere (zweite) Verlegeeinheit 18 für die Bespulung mit einem Hilfszugstrang 22. Diese zweite Verlegeeinheit 18 ist als Ring um die Form 4 ausgeführt. Der Verlegearm 16 für Stahlcord 20 kann in axialer Richtung R_A vorgetrieben werden.
• Die Durchführung der erfindungsgemäßen Bespulung erfolgt in der Weise, dass zunächst auf die mit Zahngewebe 14 versehene Aufbauform 4 ein Stahlcord 20 in Längsrichtung R_A gegeben wird (siehe 2a). In einem sich anschließenden ersten Spul-Schritt umspult ein Hilfscord 22 diesen Stahlcord 20. Wie aus 2b ersichtlich, wird der letzte Turn des Hilfscords 22 mittels des Stahlcords 20 umgelegt (Umlenkpunkt 24), wobei durch eine dabei durchzuführende Umschlingung der bis dahin längs orientierte Stahlcord 20 um ca. 90 Grad in die zirkulare Richtung R_Z (1) umgelenkt wird, während nun der bis dahin gespulte Hilfscord 22 um ca. 90 Grad in die axiale Richtung R_A umgelenkt wird. Auf diesen umgelenkten Hilfscord 22 wird eine Stahlcord-Spulung durchgeführt, d. h. in diesem zweiten Schritt umspult der Stahlcord 20 den Hilfscord 22 (2b).
• Ein sich anschließender dritter Schritt entspricht dem ersten Schritt (2c): Der letzte Turn des Stahlcords 20 wird mittels des Hilfscords 22 umgelenkt (Umlenkpunkt 26, 2c), wobei durch eine dabei durchzuführende Umschlingung der bis dahin längs orientierte Hilfscord 22 um ca. 90 Grad in die zirkulare Richtung R_Z umgelenkt wird, während der bis dahin gespulte Stahlcord 20 um ca. 90 Grad in axiale Richtung R_A umgelenkt wird. Auf diesen umgelenkten Stahlcord 20 wird eine weitere Hilfscord-Spulung durchgeführt, d. h. in diesem dritten Schritt umspult der Hilfscord 22 den Stahlcord 20 (2c, rechts). Diese abwechselnde Bespulung wird solange fortgesetzt, bis die Aufbauform 4 in der Breite des Zahngewebes (Oberflächengewebes) 14 vollständig bespult ist.
• Die derartig bespulte und mit Zahngewebe 14 versehene Aufbauform 4 wird anschließend mit Gummiplatten (nicht dargestellt) belegt und unter Druck und Temperatur einem Vulkanisationsprozess ausgesetzt.
• Zur Gewinnung von Zahnriemen 3 (siehe 4) kann der vulkanisierte Rohling (nicht dargestellt) jeweils im Bereich der Hilfscorde 22 problemlos abgestochen werden (Schnittstellen des Schneidbereichs: siehe Pfeile 28, 3). Es ergeben sich einzelne Zahnriemen 3 in der von den geschweiften Klammern 30 angegebenen Breite, wobei sich im mittleren Bereich jeweils Stahlcorde 20 befinden, während in den Randbereichen die Hilfscorde 22 angeordnet sind.
• Die Hilfscorde 22 sind problemlos zu durchtrennen. Auf ein „Versäubern" der Riemenkanten, wie es bei herkömmlichen Riemen erforderlich ist, kann bei den erfindungsgemäß hergestellten Riemen verzichtet werden.
• Der in 4 dargestellte Zahnriemen 3 besteht im Wesentlichen aus elastomerem Material 3a (z. B. Gummi oder PU). Statt ein Oberflächengewebe 14 vorzusehen, kann das Elastomermaterial 3a des Riemens 3 auch mit Kunststofffasern durchmischt sein.

2

Konfektionsvorrichtung (zur Zahnriemenherstellung)

3

Riemen (z. B. Zahn- oder Glattriemen)

3a

Elastomermaterial (z. B. Gummi oder PU)

4

Aufbautrommel, Aufbauform, Form

6

Längsnuten der Aufbautrommel

A

Längsachse der Aufbautrommel 4

8, 10

Reibstock

12

Antriebseinheit

14

Zahngewebe, Oberflächengewebe

16

(erste) Verlegeeinheit (Verlegearm)

18

(zweite) Verlegeeinheit

20

Stahlcord, erste Zugstranglage

22

Hilfszugstrang, Hilfscord, zweiter Zugstrang

R_A

axiale Richtung

24, 26

Umlenkpunkt

R_Z

zirkulare Richtung

28

Schnittstelle(n), Schneidbereich

30

Riemenbreite

Claims (13)

1. Im Wesentlichen aus elastomerem Material (3a) bestehender und mit mindestens einem Stahlcord-Zugträger (20) verstärkter Riemen (3), gekennzeichnet durch mindestens einen zusätzlichen Zugstrang (22).
2. Riemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine zusätzliche Zugstrang (22) ein- oder beidseitig im Seitenbereich des Riemens (3) angeordnet ist.
3. Riemen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine zusätzliche Zugstrang (22) aus einem mit einer Klinge leicht schneidbaren Material besteht.
4. Zahnriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Material (3a) Gummi oder Polyurethan ist.
5. Spulverfahren bei der Herstellung von mit mindestens einem Stahlcord-Zugträger (20) versehenen Riemen (3), gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei auf eine zylindrische Aufbautrommel (4) – vor Belegung mit Rohgummiplatten und Vulkanisation unter Druck und Temperatur und anschließendem Schnitt in einzelne Riemen – eine Zugstranglage aus Stahlcord (20) gewickelt wird, gekennzeichnet durch Verwendung eines zweiten Zugstranges (22).
6. Spulverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zugstrang (22) abwechselnd mit dem Stahlcord (20) in „Paketen" auf die zylindrische Aufbautrommel (4) gespult wird.
7. Spulverfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass von dem aus Stahlcorden und den aus schneidbaren Corden bestehenden Zugsträngen 20, 22) jeweils ein Zugstrang (20 oder 22) gespult und der andere Zugstang (22 oder 20) im Wesentlichen in Trommel-Längsrichtung linear mitgeführt wird.
8. Spulverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, – dass zunächst auf die Aufbautrommel (4) ein Stahlcord (20) in Längsrichtung (R_A) gegeben wird, – dass in einem sich anschließenden ersten Spul-Schritt ein Hilfscord (22) diesen Stahlcord (20) umspult, wobei der letzte Turn des Hilfscords (22) mittels des Stahlcords (20) in einem Umlenkpunkt (24) umgelenkt wird, und wobei durch eine dabei durchzuführende Umschlingung der bis dahin längs orientierte Stahlcord (20) in die zirkulare Richtung (R_Z) umgelenkt wird, – dass auf den umgelenkten Hilfscord (22) eine Stahlcord-Spulung durchgeführt wird, wobei in diesem zweiten Schritt der Stahlcord (20) den Hilfscord (22) umspult, und – dass ein sich anschließender dritter Spul-Schritt mit Umlenkpunkt (26) dem ersten Spul-Schritt entspricht, wobei die sich abwechselnde Bespulung maximal solange fortgesetzt wird, bis die Aufbautrommel (4) in ihrer gesamten Breite vollständig bespult ist.
9. Spulverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der als Hilfsstrang dienende zweite Zugstrang (22) jeweils in einem zum Schneiden vorgesehenen Bereich (28) positioniert wird.
10. Spulverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer definierten Anzahl von Windungen der Corde (20 oder 22) ein Wechsel der Aufbringrichtung der Corde (20 → 22, 22 → 20) von axialer in zirkulare Richtung und umgekehrt erfolgt.
11. Spulverfahren nach einem der Anspruch 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass beide Zugstränge (20, 22) sich in einem Umlenkpunkt (24, 26) umschlingen und anschließend ihr Aufbringverfahren wechseln.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11, mit einer zylindischen, um ihre Längsachse (A) drehbaren und antreibbaren Aufbautrommel (4), gekennzeichnet durch zwei unabhängig voneinander antreibbare Verlegeeinheiten (16, 18), wovon eine erste Verlegeeinheit (16) für die Bespulung mit Stahlcord (20) und eine zweite Verlegeeinheit (18) für die Bespulung mit einem Hilfszugstrang (22) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verlegeeinheit (16) in axialer Richtung (R_A) vortreibbar ist, und dass die zweite Verlegeeinheit (18) als Ring um die Aufbautrommel (4) ausgeführt ist.