DE60130245T2

DE60130245T2 - Treibriemen

Info

Publication number: DE60130245T2
Application number: DE60130245T
Authority: DE
Inventors: Jerry Littleton DAUGHTERTY; Craig Bennett KOPANG
Original assignee: Gates Corp
Current assignee: Gates Corp
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2021-12-05
Also published as: ATE371822T1; EP1340004B1; KR20030057576A; JP4242152B2; MXPA03006119A; BR0115552B1; CA2436603C; US20020072445A1; DE60130245D1; BR0115552A; WO2002046642A3; WO2002046642A2; US6612955B2; CN1246605C; JP2004533578A; KR100512344B1; EP1340004A2; CA2436603A1; CN1479845A; AU2002233975A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Kraftübertragungsriemen und insbesondere Kraftübertragungsriemen, die eine Schicht aufweisen, welche mit einem vliesartigen Trägermaterial verspleißt ist.
Technischer Hintergrund der Erfindung
Auf dem Fachgebiet ist es bekannt, eine Deckschicht durch Haftverbindung an der Außenfläche eines Kraftübertragungsriemens zu befestigen, um den Riemen zu verstärken. Die Schicht kann ein Gewebe aufweisen. Die Deckschicht wird unter die nachfolgenden Schichten gelegt, während der Riemen auf einem Dorn hergestellt wird. Die Enden der Schicht werden miteinander verbunden, um die Endlosschicht an dem Riemenaufbau zu bilden.
Die Deckschichten können auch andere Materialien aufweisen, wie z.B. mit Kautschuk beschichtete Gewebe oder faserbeladene Bahnmaterialien. Diese werden oft schräg geschnitten und neuorientiert, um die Biege- und Trageigenschaften des Endprodukts zu verbessern. Nach der Orientierungsänderung werden die Bahnen erneut befestigt, indem entweder ihre Ränder in gegenseitige Überlappung und Anhaftung gebracht werden oder indem die Ränder in gegenseitige Stoßanlage gebracht und zusammengenäht oder die Ränder in gegenseitige Stoßanlage gebracht und thermisch miteinander verspleißt werden. Das in Überlappung angeordnete Material kann Unregelmäßigkeiten der Dicke des Produkts verursachen, die ein holpriges Laufverhalten oder einen geräuschintensiven Riemenbetrieb bewirken. Im Fall der miteinander vernähten Ränder werden die meisten der Dickenprobleme vermieden, jedoch ist Ausbildung dieser Ränder generell kostenaufwendiger.
Gemäß einer weiteren Verfahrensweise kann die Anbringung eines schmelzbaren Streifens vorgesehen sein, der den Bereich zwischen den Enden der Deckschicht überspannt. Dieses Verfahren erfordert, dass ein schmelzbarer Streifen appliziert und auf eine Vulkanisier- oder Schmelztemperatur erwärmt wird. Dies kann jedoch wiederum Unregelmäßigkeiten der Dicke des Riemens verursachen.
Repräsentativ für das Fachgebiet ist EP 0 742 383 B1 , in dem ein Riemen mit einem Laminat beschrieben ist, das eine Gewebebahn und eine anhaftende Kautschuk-Haftbahn aufweist. Mit Hilfe von Säumung oder Wärmehärtung werden die Enden des Laminats durch Stumpfspleißen miteinander verbunden.
Ebenfalls repräsentativ für den Fachgebiet ist US-5,224,905 (1993) von Mishima, das einen Riemen beschreibt, der entlang seiner gesamten Länge eine gleichförmige Querschnittskonfiguration hat und der eine Gewebeschicht aufweist, deren Enden durch Stumpfspleißen miteinander verbunden sind. Die Stumpfspleißung wird durch Nähen oder durch Verwendung eines überlappenden Materials erzielt, das ein thermoplastisches Harz aufweist.
Es besteht Bedarf an einem Riemen, der eine gespleißte Deckschicht aufweist, die unter Verwendung eines Vliesstreifens ausgebildet ist. Es besteht Bedarf an einem Riemen, der eine stumpfgespleißte Deckschicht aufweist, die unter Verwendung eines an einem Oberflächenbereich der angrenzenden Enden angeordneten Vliesstreifens gebildet ist. Es besteht Bedarf an einem Riemen, der eine stumpfgespleißte Schicht aufweist, die unter Verwendung eines Vliesstreifens gebildet ist, dessen Dicke beträchtlich kleiner ist als die Dicke der anhaftenden Lage. Bedarf besteht an einem Riemen, der eine gespleißte einzelne Deckschicht unter Verwendung eines Vliesstreifens aufweist, mittels dessen Riemengeräusche und -vibration reduziert werden. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese Erfordernisse.
Überblick über die Erfindung
Der Hauptaspekt der Erfindung besteht in der Schaffung eines Riemens mit einer gespleißten Schicht, die unter Verwendung eines Vliesmaterial aufweisenden Streifens ausgebildet ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Schaffung eines Riemens mit einer stumpfgespleißten Schicht, die unter Verwendung eines Vliesmaterial aufweisenden Streifens gebildet ist, der an einem Oberflächenbereich der angrenzenden Enden angeordnet ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Schaffung eines Riemens mit einer stumpfgespleißten Schicht, die unter Verwendung eines Vliesstreifens gebildet ist, dessen Dicke beträchtlich kleiner ist als die Dicke der anhaftenden Lage.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Schaffung eines Riemens, der eine gespleißte einzelne Deckschicht unter Verwendung eines Vliesstreifens aufweist, mittels dessen Riemengeräusche und -vibration reduziert werden.
Weitere Aspekte der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung der Erfindung und den beigefügten Zeichnungen erläutert oder sind daraus ersichtlich.
Bei der Erfindung handelt es sich um einen Riemen gemäß Anspruch 1.
Ferner wird mit der Erfindung ein gemäß Anspruch 16 ausgelegtes Verfahren zum Herstellen eines Riemens angegeben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die beigefügten Zeichnungen, auf die in der Beschreibung verwiesen wird und die der Beschreibung zugehören, zeigen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Riemens.
2 zeigt eine vertikale Schnittansicht des Spleißungsbereichs des Riemens.
3 zeigt eine alternative Ausführungsform des Spleißungsbereichs des Riemens gemäß der Erfindung.
4 zeigt ein Detail der Kombinationsschicht.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
1 zeigte eine perspektivische Ansicht des Riemens. Bei dem hier beschriebenen Riemen gemäß der Erfindung wird ein dünner, schmaler Streifen aus Vliesmaterial verwendet, der über den aneinander anliegenden Rändern der beiden Teile einer Deckschicht appliziert wird, um die Ränder der Deckschicht zusammenzuhalten. Die Deckschicht kann ein Kautschuk-Bahnmaterial, ein faserbeladenes Kautschuk-Bahnmaterial, ein Gewebe, ein kautschukbeschichtetes Gewebe, eine Kombinationsschicht oder ein anderes auf dem Fachgebiet bekanntes Material aufweisen. Der Vliesstreifen kann mittels eines prozesskompatiblen Klebers oder einer Druckrolle, die beide auf dem Fachgebiet bekannt sind, in Anhaftung an der Deckschicht gebracht werden. Das Vlies wirkt wie ein Klebeband, das die Enden der Schicht stumpf aneinander befestigt. Die Dicke und die Breite, die für die Schicht gewählt sind, verursachen keine signifikanten Dickenabweichungen oder Diskontinuitäten in der Oberfläche des Riemens, wodurch eine holprige Laufbewegung oder Geräuschprobleme bei dem Produkt verhindert werden. Der erfindungsgemäße Riemen ermöglicht im Vergleich mit dem Nähen einer Stumpfspleißung eine Absenkung der Herstellungskosten, da sowohl der Materialaufwand als auch der Zykluszeit reduziert sind.
Der Streifen aus Vliesmaterial kann aus jeder auf dem Fachgebiet bekannten geeigneten Vliesfaser hergestellt werden, welche die Festigkeit besitzt, die Bahnmaterialschicht gut genug in Anlage mit sich selbst zu bringen, um die Anhaftung über den gesamten Produktionsvorgang aufrechtzuhalten. Der Streifen ist ferner schmal und flexibel genug, um die Entstehung eines starren Bereichs in dem fertigen Produkt zu verhindern. Ferner kann der Vliesstreifen verwendet werden, um aufeinanderfolgende Bahnen wie z.B. in einem Wickel entsprechend dem Aufrollen eines Banners zusammenzuhalten, oder er kann verwendet werden, um eine zylindrische Hülse zu bilden, die über der Aufbautrommel installiert wird.
Somit weist der erfindungsgemäße Riemen 10 einen lasttragenden Abschnitt mit Zugteilen oder Cords 2 auf, die in oder nahe einer Kautschuk-Haftschicht 1 eingebettet sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform bildet die Haftschicht 1 einen oberen Teil 1a und einen unteren Teil 1b. Die Cords 2 können wie gezeigt in der Kautschuk-Haftschicht eingebettet sein, oder sie können auf einer Oberfläche der Kautschuk-Haftschicht zwischen der Kautschuk-Haftschicht und dem Kompressionsabschnitt 4 platziert sein. Der Kompressionsabschnitt 4 weist Kautschuk des in der Schicht 1 verwendeten Typs oder ein anderes elastomeres Material auf, das auf dem Fachgebiet zur Verwendung bei Riemen-Kompressionsabschnitten bekannt ist.
Die Rippen 4 können jedes auf dem Fachgebiet bekannte Profil aufweisen. Gezeigt ist eine Mehrfachrippen-Ausführungsform. Die Deckschicht 6, die eine Kautschuk-Materialbahn, eine faserbeladene Kautschuk-Materialbahn, ein Gewebe, ein Ceilulosematerial, ein kautschukbeschichtetes Gewebe, eine Kombinationsschicht oder ein anderes auf dem Fachgebiet bekanntes Material aufweisen kann, liegt über die Breite des Riemens 10 hinweg auf dem oberen Teil 1a der Kautschuk-Haftschicht 1 auf.
Die Enden 61, 62 der Schicht 6 – siehe 2 – sind in gegenseitige Anlage gebracht, um eine Spleißung zu bilden, insbesondere um einen Teil der Spleißung 3 zu bilden. Unter der Spleißung 3 ist zwischen der Schicht 6 und der Haftschicht 1a ein Vliesstreifen 5 angeordnet. Der Streifen 5 weist ein Vliesmaterial mit einer Dicke im Bereich von 1,0 bis 6,0 Mil gemäß ASTM D-1777-64 auf. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt die Dicke 3.3 Mil, was beträchtlich weniger ist als die Dicke der befestigten Schicht. Eine Riemenschicht kann eine Dicke im Bereich von 0,008'' bis 0,200'' haben. Das Gewicht des Materials liegt im Bereich von 0,3 bis 1,5 ounces per square Yard gemäß ASTM D-3776-85. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt das Gewicht 0,5 ounces per square Yard. Die Breite W des Streifens über die Spleißung hinweg liegt im Bereich von 3/16'' bis 1''. Dieser Breitenbereich bewirkt die erforderliche Festigkeit zur gegenseitigen Verbindung der Schicht-Enden, ohne dass der Modul des fertigen Riemens im Bereich der Spleißung wesentlich beeinträchtigt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt die Breite des Streifens ½''. Die Zugfestigkeit des Streifens in der Maschinenrichtung liegt gemäß ASTM D-1682-64 im Bereich von 7 bis 59 pounds pro Materialstück mit einer Breite von 4''. Die bevorzugte Ausführungsform hat eine Zugfestigkeit im Bereich von 16 pounds in Maschinenrichtung.
Das Vliesmaterial kann beliebige Cellulose auf der Basis eines synthetischen Materials aufweisen. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird ein Vliesmaterial auf synthetischer Basis, und zwar Nylon, verwendet.
Bei der Herstellung wird zunächst die Schicht 6 auf den Dorn gelegt. Die Enden 61, 62 der Schicht werden in gegenseitige Anlage gebracht. Ein Streifen 5 aus Vliesmaterial wird derart platziert, dass er die Enden 61, 62 der Schicht 6 überspannt. Der Streifen überspannt ferner die gesamte Brei te der Deckschicht von einer Seite des Riemens zur anderen. Die Enden können die Breite des Riemens normal zu den Seiten überspannen, wie in 1 gezeigt ist, oder im Fall von Banner-Spleißungen können sie den Riemen diagonal überspannen.
Dann wird der Streifen in Kontakt mit den Schicht-Enden gedrückt. Die Haftfähigkeit der Schicht ist oft ausreichend, um den Vliesstreifen 5 während der nachfolgenden Schritte des Herstellungsvorgangs einschließlich der Vulkanisierung in Position zu halten. Es können auch Haftverbondungstechniken verwendet werden, um den Streifen in der nötigen Weise in Anhaftung zu bringen.
Der Streifen 5 verbleibt während des gesamten Herstellungsvorgangs zwischen der Schicht 6 und der Kautschuk-Haftschicht 1. Obwohl dies eine Diskontinuität im Längsquerschnitt des Riemens erzeugt, ist aufgrund der dünnen Ausgestaltung des Streifens 5 im Vergleich zu der Schicht und dem Rest des Riemens der Einfluss des Streifens 5 auf den Riemen während des Herstellungsvorgangs nicht wahrnehmbar. Die Außenfläche der Schicht ist über die Spleißung hinweg gleichförmig, da während der Vulkanisierung der Streifen selbst teilweise in die Kautschuk-Haftschicht 1a einbezogen wird. Somit wird das Geräuschaufkommen, das durch Diskontinuitäten aufgrund einer herkömmlichen Spleißung bei deren Lauf über eine Riemenscheibe oder Rückseiten-Laufrolle verursacht wird, bei dem erfindungsgemäßen Riemen reduziert oder beseitigt.
2 zeigt eine vertikale Schnittansicht des Spleißungsbereichs des Riemens. Die Enden 61, 62 werden in gegenseitige Anlage gebracht. Während des an einem Aufbaudorn durchgeführten Auflegvorgangs wird der Streifen 5 auf den Spleißungsbereich gelegt. Dann wird Druck auf den Verbindungsbereich ausgeübt, um den Streifen und die Haftschicht 1a in Anhaftung miteinander zu bringen. Der Streifen 5 hält die Schicht-Enden 61, 62 während der übrigen Herstellungsschritte in Position. Dann wird die Haft schicht 1 einschließlich der Zug-Cords 2 über die Schicht 6 und den Streifen 5 gelegt.
Nachdem der Aufbau vollständig ausgebildet ist, wird der Dorn in einer Vulkanisiervorrichtung platziert, um in einer auf dem Fachgebiet bekannten Weise vulkanisiert zu werden. Während des Vulkanisierens strömt die Elastomerschicht 1 teilweise um den Streifen 5 herum, hat jedoch ansonsten keine Auswirkung dahingehend, dass der Spleißungsbereich eine Diskontinuität in der Oberfläche des fertiggestellten Riemens verursachen würde. Dadurch wird das Betriebsgeräusch des Riemens, während dessen Rückseite um Riemenscheiben oder Laufrollen umläuft, reduziert oder beseitigt.
3 zeigt eine alternative Ausführungsform des Spleißungsbereichs des Riemens gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist ein Elastomermaterial 11 auf eine Oberfläche einer Gewebeschicht 60 kalandriert, wobei durch diese Kombination eine Kombinationsschicht 100 erzeugt wird. Während der Kalandrieroperation wird das Elastomermaterial teilweise in einen Dickenbereich 12 des Deckschichtgewebes 60 gedrückt, wobei auch eine Schicht aus Elastomer 110 an der Oberfläche des Gewebes verbleibt; siehe 4, die ein Detail der Kombinationsschicht zeigt.
Während der Herstellung wird die Kombinationsschicht 100 zuerst um einen Dorn gelegt. Mittels des Streifens 5 wird die Kombinationsschicht 100 zusammengespleißt, wie in dieser Offenbarung beschrieben wurde. Dann werden die Zugteile oder Cords 2 und die Elastomerschicht 1 auf die vom Benutzer gewünschte Weise in aufeinanderfolgenden Lagen auf die Schicht 100 gelegt, wie hier an anderer Stelle beschrieben wurde.
Obwohl hier eine einzige Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, wird Fachleuten ersichtlich sein, dass Änderungen an der Ausgestaltung und der gegenseitigen Beziehung der Teile vorgenommen wer den können, ohne vom Schutzumfang der hier beschriebenen Erfindung abzuweichen.

Claims

Endlosriemen (10) mit: einer Kautschuk-Haftschicht (1); einem in der Kautschuk-Haftschicht (1) eingebetteten lasttragenden Abschnitt (2); einer an einer Oberfläche der Kautschuk-Haftschicht (1) anhaftenden Deckschicht (6); wobei die Deckschicht (6) Enden (61, 62) aufweist, die eine quer zu dem Riemen verlaufende Breite haben und an einer Spleißung (3) unter gegenseitiger Anlage miteinander verbunden sind; gekennzeichnet durch einen Vliesstreifen (5), der sich quer über die Enden (61, 62) der Deckschicht erstreckt.
Riemen nach Anspruch 1, bei dem der Streifen (5) eine Dicke im Bereich von 25 bis 152 Mikrometer (1,0 bis 6,0 Mil) hat.
Riemen nach Anspruch 2, bei dem der Streifen (5) ferner eine Breite im Bereich von 4,8 mm bis 25 mm (3/16'' bis 1'') hat.
Riemen nach Anspruch 3, bei dem der Streifen (5) ferner ein Gewicht im Bereich von 10 bis 51 g/m² (0,3 bis 1,5 ounces per square Yard) hat.
Riemen nach Anspruch 1, bei dem die Streifendicke wesentlich kleiner ist als die Dicke der Deckschicht (6).
Riemen nach Anspruch 5, bei dem die Deckschicht (6) Gewebe aufweist.
Riemen nach Anspruch 6, bei dem der Streifen (5) ein Cellulosematerial aufweist.
Riemen nach Anspruch 6, bei dem der Streifen (5) ein synthetisches Material aufweist.
Riemen nach Anspruch 5, bei dem die Deckschicht (6) ein faserbeladenes Material aufweist.
Riemen nach Anspruch 5, bei dem die Deckschicht (6) ein Mischmaterial aufweist.
Riemen nach Anspruch 10, bei dem das Mischmaterial ein Elastomermaterial aufweist, das teilweise in einen Dickenbereich eines Gewebematerials gedrückt ist.
Riemen (10) nach einem der Ansprüche 1, 4 und 7–11, bei dem: ein Kompressionsabschnitt (4) an der Kautschuk-Haftschicht (1) anhaftet; und der Vliesstreifen (5) in die Kautschuk-Haftschicht (1) einbezogen ist.
Riemen nach Anspruch 12, bei dem die Deckschicht (6) ein Mischmaterial mit einem teilweise in einen Dickenbereich eines Gewebematerials gedrückten Elastomermaterial aufweist.
Riemen nach Anspruch 12, bei dem der Streifen (5) zwischen der Deckschicht (6) und der Kautschuk-Haftschicht (1) angeordnet ist.
Riemen nach Anspruch 14, bei dem der Streifen (5) zwischen der Deckschicht (6) und der Kautschuk-Haftschicht (1) anhaftet.
Verfahren zum Herstellen eines Riemens, mit folgenden Schritten: Legen einer Deckschicht (6) um einen Dorn; Platzieren der Enden (61, 62) der Deckschicht (6) in gegenseitiger Anlage; Drücken eines Vliesstreifens (5) quer über die Enden (61, 62); Legen einer Kautschuk-Haftschicht (1) um die Deckschicht (6); Aufbringen von Druck auf die Kautschuk-Haftschicht (1), um den Vliesstreifen (5) in Anhaftung zu bringen; Anlegen von Zugteilen (2) an die Kautschuk-Haftschicht (1); Legen einer Kompressionsschicht (4) um die Kautschuk-Haftschicht (1); und Vulkanisieren des Riemens, um: den Vliesstreifen (5) teilweise in die Kautschuk-Haftschicht (1) einzubeziehen, wodurch die Deckschicht (6) über den Vliesstreifen (5) hinweg eine gleichförmige Außenfläche erhält; und die Zugteile (2) in der Kautschuk-Haftschicht (1) einzubetten.