DE69003870T2

DE69003870T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von endlosen Treibriemen.

Info

Publication number: DE69003870T2
Application number: DE90810370T
Authority: DE
Inventors: Shmuel Harel; Jonathan Schanin
Original assignee: FENRIR AG C O STRAUB MOSER
Current assignee: VOLTA CARMIEL - A FACTORY OF PLASTIC MATERIALS Ltd
Priority date: 1989-05-22
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2010-05-22
Also published as: ES2045881T3; PL285268A1; YU98590A; IE65412B1; FI100649B; DK0399956T3; NO178046B; IL90363A0; IE901812L; YU47005B; CA2017159A1; GB9011352D0; CZ281181B6; PT94086A; AU5575390A; EP0399956B1; US5176583A; NO902224D0; GB2233936A; KR950009064B1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines endlosen Treibriemens aus elastischem Riemenmaterial. Sie bezieht sich sich ebenfalls auf einen endlosen Treibriemen, und auf eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens.

Stand der Technik

Offen-endiges, elastisches Riemenmaterial mit darin eingebetteten, aus hochfesten Materialien wie Baumwolle, Kunstseide, Polyester oder dergleichen hergestellten Zugträgerfäden ist bekannt und ist in der Vergangenheit ausgiebig genutzt worden. Die Schwierigkeiten mit dieser Art von Riemenmaterial ergeben sich jedoch, wenn die Enden von vorgeformtem zugeschnittenem, offen-endigem Riemenmaterial miteinander verbunden werden müssen, um endlose Riemen zu bilden. Während die Enden eines thermoplastischen Riemenmaterialkörpers leicht verbunden werden können durch die anwendung von Wärme oder von Adhäsionsmittelm, ergibt sich ein Problem bei den Zugträger-Fäden. Hier ist bereits eine Vielzahl von Verfahren vorgeschlagen worden, die Verspleissung, Überlappen, die Verwendung von Manschetten oder von Einsätzen etc. umfassen, wobei jedoch keines der der Verfahren wirklich befriedigende Ergebnisse lieferte, weil sie in der Regel grössere minimale Krümmungsradien, Vibrationen und Lärm und insgesamt reduzierte Riemenstärke and Lebensdauer sowie auch eine erhöhte Abnutzung der Rollenlager zur Folge haben.
In Anbetracht dessen ist auch schon vorgeschlagen worden, eine endlose Schicht aus verstärkendem Zugträgermaterial auf das elastische Riemenmaterial aufzubringen nachdem das letztere zur Bildung eines endlosen Riemens zusammengefügt worden ist.
So beschreibt Ray im deutschen Patent Nr. 23 61 244 und im US-Patent Nt. 3,847,0298 ein Verfahren, bei dem ein extrudierter Streifen, der aus einer Vielzahl von Seite an Seite nebeneinander angeordneten, miteinander verbundenen Riemenkörperelementen besteht, um eine zylindrische Trommel geschlungen und auf dieser zu einer endlosen Muffe zusammengeschweisst wird. Nach dem Schweissen lässt man die Muffe auf Umgebungsternperatur abkühlen. Jedes Riemenkörperelement ist an seiner Oberfläche mit einer, durch Vorsprünge bzw. Stege gebildeten bzw. begrenzten Nut versehen. In diese Nuten wird in jeweils mehreren Windungen ein offen-endiger Zugträger-Faden gewickelt. Der Faden wird wird während des Wickelvorgangs mit einem geschmolzenen oder flüssigen thermoplastischen Elastomer überzogen. Mittels einer Heizvorrichtung wird der überzogene Faden während des Wickelns noch erhitzt, um sicherzustellen, dass die Temperatur des thermoplastischen Elastomers, zumindest bis das Wickeln beendet ist, über dessen Schmelztemperatur bleibt. Durch den geschmolzenen oder flüssigen Überzug werden die Nuten vollständig ausgefüllt, wobei der der Faden in direkten Kontakt mit dem Boden der Nuten kommt. Nach dem Wickeln und Abkühlen unter die Schmelztemperatur, wird die Muffe zerschnitten, um eine Vielzahl von separaten Riemen zu erhalten.
Dieses bekannte Verfahren hat jedoch verschiedene Nachteile. Die erforderliche Einrichtung ist recht schwer und komplex. Mit einer bestimmten Trommel kann nur eine Riemengrösse hergestellt werden. Für das flüssige Überziehen des Fadens ist eine Applikatorvorrichtung erforderlich, wie z.B. ein Extruder, für den industrielle Unterstützungssysteme, Raum etc. erforderlich sind. Installation und Betrieb sind teuer. Dieses Verfahren ist daher nicht geeignet für Werkstätten oder Unternehmen, die, um eine kostspielige Lagerhaltung von Riemen von verschiedener Grösse zu vermeiden, in der Lage sein wollen, lediglich bei Bedarf ihre eigenen Riemen herzustellen.
Ein weiterer Nachteil ist, dass das geschmolzene oder flüssige Material nicht vollständig in den Nuten bleibt, wenn die Trommel während des Wickelns rotiert, sondern an der Unterseite teilweise heraustropft. Das Elastomer haftet auch nicht ausreichend an der Oberfläche der Nuten. Die Verfestigungsbedingungen des Fadenüberzugs sind unkontrolliert und unterschiedlich für verschiedene Fadenwindungen.
Das britische Patent beschreibt ein Verfahren zur Herstellung endloser Riemen aus synthetischem, thermoplastischen Material. Das Verfahren umfasst das Wickeln wenigstens eines Verstärkungsfadens auf eine vorgeformte thermoplastische Muffe (welche dazu bestimmt ist, den Grundkörper des Riemens zu bilden). Die Schmelztemperatur des Fadens ist dabei höher als die der Muffe. Vor dem Wickeln wird wird der Faden (nicht jedoch die Muffe) auf eine Temperatur erhitzt, welche höher als die Schmelztemperatur der thermoplastischen Muffe ist. Während der Verstärkungsfaden gewickelt wird, wird Druck auf die Muffe ausgeübt (vermittels eine Zylinders) um das thermoplastische Material der Muffe über dem Verstärkungsfaden zu glätten, nachdem das das vorgängige Erhitzen desselben hat das Material der Muffe lokal zum Schmelzen und den Faden zur Einbettung darin gebracht hat. Anschliessend werden eine Vielzahl von Riemen aus der Muffe- Faden-Kombination herausgeschnitten. Während des Wickelns schmilzt der vorgängig erhitzte Faden das Material der Muffe und dringt in dieses ein. Das Eindringen des Fadens 4 verursacht Rillen in der Oberfläche der Muffe, die durch eine Glättungs-Operation entsprechend geschlossen werden müssen. Nachfolgend kann zudem noch Hitze auf die Muffe- Faden-Kombination angewendet werden, um das thermoplastische Material der Muffe über dem Faden zu verschmelzen. Anstelle von oder in Ergänzung zur Erhitzung des Fadens kann auch ein erhitzter Schneidroller oder ein erhitzter Schneidstahl verwendet werden, um die Muffe anzuschmelzen, zu schneiden oder einzukerben, wobei dann nachfolgend ein mit einem plastischen Material beschichteter Faden in der sich ergebenden Rille plaziert wird.

Darstellung der Erfindung

Es ist eine der Zielsetzungen der vorliegenden Erfindung, die Nachteile der im Stand der Technik bekannten Verfahren zu überwinden und ein Verfahren zur Herstellung eines endlosen Treibriemens aus wenigstens teilweise offen-endigem elastischem Riemenmaterial anzugeben, das die Herstellung von verbesserten endlosen Treibriemen mit praktisch einheitlicher Stärke und Steifheit über ihre gesamte Länge vereinfacht, und zwar vermittels ihrer verbindungsfreien Zugträgerelemente. Das Verfahren soll weiter die Verwendung einer relativ einfachen und kostengünstigen, an die vorgeformten Verfahrenskomponenten angepassten Gerätschaft erlauben.
Gemäss der Erfindung wird dies erreicht durch ein Verfahren zur Herstellung eines endlosen Treibriemens, umfassend die Schritte Herstellen eines vorgeformten Druckelementriemens, der ein festes, jedoch aufweichbares elastisches Material mit einem ersten Elastomer enthält, Wickeln eines vorgeformten Zugträgerelements mit einem Faden, der in einem festen, jedoch aufweichbaren Material mit einem zweiten Elastomer, welches mit dem ersten Elastomer verschmelzbar ist, eingebettet ist, entlang und um eine Oberfläche des Druckelementriemens, wobei eine Schicht gebildet wird, die eine Vielzahl, mindestens jedoch mehr als eine volle Windung umfasst und gleichzeitig mit dem Wickeln Verlassen, dass die Windungen der Wickelschicht (4) des Zugträgerelements (6) mit der Oberfläche des Druckelementriemens gut verbunden werden, indem gegenseitiger Druck zwischen den Windungen und der Oberfläche angewendet wird und indem selektiv die Oberflächenschichten des Zugträgerelements (6)und des Druckelementriemens (2), die in Kontakt miteinander kommen sollen, erweicht werden, unmittelbar bevor sie in Kontakt miteinander kommen, und zwar mindestens in einem solchen Ausmass, dass das Material dieser Oberflächenschichten unter dem angewendeten gegenseitigen Druck verschmelzen und die Windungen wenigstens teilweise in der besagten Oberfäche des Druckelementriemens eingebettet bzw. in diese eingedrückt werden können.
Es ist eine weitere Zielsetzung der Erfindung, einen Treibriemen anzugeben, der leicht in jeder erforderlichen Grösse und zu minimalen Kosten und mit minimalem Kapitalaufwand hergestellt werden kann.
Gemäss der Erfindung wird dies erreicht, durch einen Treibriemen mit einem Druckelementriemen mit einer Oberfläche, der ein festes, aber erweichbares elastisches Material mit einem ersten Elastomer enthält, und einer Zugträgerschicht, bestehend aus einer Vielzahl, mindestens jedoch mehr als einer vollen Windung eines Zugträgerelements, das entlang und um die Oberfläche des Druckelementriemens gewickelt ist und das mit einem Faden versehen ist, der in einem Überzug eingebettet ist, die ein festes, jedoch erweichbares elastisches Material mit einem zweiten Elastomer, das dem ersten Elastomer verschmelzbar ist, enthält, wobei die Windungen der Wickelschicht des Zugträgerlements gut verbunden sind mit der Oberfläche des Druckelementriemens, wobei der Übergangsbereich zwischen den Windungen und der Oberfläche geschmolzenes Material aus sowohl einer angrenzenden Oberflächenschicht des Ueberzugs des Fadens des Zugträgerlements und einer angrenzenden Oberflächenschicht der Oberfläche des Druckelementriemens enthält, und wobei die Windungen wenigstens teilweise in die Oberfläche eingedrückt sind.
Eine weitere Zielsetzung der Erfindung ist es, eine relativ einfache und preiswerte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens bereitzustellen, die eine Herstellung von Treibriemen jeder Grösse im eigenen Betrieb als ökonomische Möglichkeit erlaubt.
Gemäss der Erfindung wird dies erreicht, durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines endlosen Triebriemens aus vorgeformten Elementen, wobei die Elemente mindestens einen Druckelementriemen und ein Zugträgerelement umfassen, die ihrerseits jeweils aus einem ein festes, jedoch erweichbares elastisches Material enthaltenden Material bestehen, und wobei die Einrichtung versehen ist mit einer Riemenmontagerolle mit einer Breite, die der Breite von mindestens einem einzelnen Druckelementriemen entspricht, Antriebsmitteln zum Drehantrieb der Riemenmontagerolle (18), einer Freilaufrolle in einer Ebene mit der Riemenmontagerolle und in einer variablen Mittelpunktsdistanz davon, Hilfsmitteln, um die variable Mittelpunktsdistanz anzupassen und um in einem um die Riemenmontagerolle und die Freilaufrolle geführten Druckelementriemen, einen angemessenen Zug zu erzeugen, Druckerzeugungsmitteln für die Anwendung von gegenseitigem Druck zwischen dem Druckelementriemen und dem Zugträgerelement während des Wickelns des Zugträgerelements auf die äussere Oberfläche des Druckelementriemens durch die Rotation der Riemenmontagerolle, Aufweichmitteln zum selektiven Aufweichen von Oberflächenschichten von sowohl dem Zugträgerelement als auch dem Druckelementriemen, die während des Wickelns miteinander in Kontakt kommen, kurz bevor sie in Kontakt mit einander kommen und zwar mindestens in einem solchen Ausmass, dass das Material der Oberflächenschichten unter dem gegenseitig angewendeten Druck verschmelzen kann und weiter, damit die Windungen des Zugträgerelements wenigstens teilweise eingedrückt werden können in die Oberfläche des Druckelementriemens.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die bevorzugten Ausführungsarten der Erfindung werden jetzt beschrieben unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes eines Treibriemes, hergestellt mit Hilfe des Verfahrens gemäss der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Zugtägerelements gemäss der Erfindung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform, bei der ein Zugelement mit einem Zugträgerlement kombiniert ist;
Fig. 4 eine Darstellung einer Stossverbindung zweier Enden eines Druckelements eines Keilriemenprofils;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vorichtung gemäss der Erfindung;
Fig. 6 eine Teilansicht der Riemenmontagerolle der Vorrichtung; und
Fig. 7 eine Seitenansicht der Riemenmontagerolle, der Führung und des Heissluftgebläses der Vorrichtung.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Es wird nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen. In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines einfachen Keilriemens zu sehen, der mit Hilfe des Verfahrens gemäss der Erfindung hergestellt wurde.
Der Keilriemen gemäss Fig. 1 umfasst ein Grundelement 2, welches in der Fachsprache auch als Druckelement bekannt ist und eine Zugträgerschicht 4, die aus verschiedenen Windungen eines Zugträgerelements 6 zusammengesetzt ist, wobei die Windungen in einem Verfahrenschritt, der weiter unten beschrieben wird, fest verbunden worden sind und zwar sowohl mit dem Druckelement 2 als auch untereinander. Das Druckelement 2 besteht aus oder umfasst zumindest ein festes, jedoch aufweichbares elastisches Material mit einem ersten Elastomer. Das Zugträgerelement 6 besteht aus einem verstärkenden hoch-zugfesten Faden 8, der eingebettet ist in eine Umhüllung 10, aus oder mindestens mit einem festen, jedoch aufweichbaren elastischen Material mit einem zweiten Elastomer. Sowohl das erste als auch das zweite Elastomer sind verschmelzbar miteinander und sind vorzugsweise thermoplastische Elastomere wie z.B. Polyrethan (z.B. ESTANE von B.F. Goodrich), Polyester (z.B. HYRTEL von Dupont), Olefin (z.B. LEVAFLEX von Bayer) oder entsprechenden Mischungen (z.B. SANTOPRENE von Monsanto).
Weiter ist ein sogenanntes Zugelement 12 zu sehen, eine optionale Komponente, die mit der Schicht 4 der Zugträgerelemente 6 verbunden ist. Das Zugelement 12 ist ebenfalls hergestellt aus oder umfasst mindestens ein festes, aber aufweichbares Material mit einem dritten Elastomer. Dieses dritte Elastomer ist verschmelzbar mit mindestens dem zweiten Elastomer und ist vorzugsweise ebenfalls ein thermoplastisches Elastomer der oben erwähnten Art.
Während das Zugelement 12 in Fig. 1 flach und glatt ist, können Zugelemente von Riemen für z.B. Fliessband- Anwendungen auch nicht-rechteckige, z.B. dreieckförmige Querschnitte haben und/oder eine geriffelte Oberfläche.
Das Zugträgerelement 6 von Fig. 2, vorgeformt mittels konventioneller Verfahren als Rollenmaterial am laufenden Meter, hat einen kreisförmigen Querschnitt und besteht aus einem verstärkenden Faden 8, fest eingebettet und eingehüllt in das oben definierte Material 10, das kompatibel ist zu dem Material des Druckelements 2, das auch oben definiert wurde. Der Faden 8 besteht aus hoch-zugfesten Materialien wie Baumwolle, Rayon, Polyester oder Aramid. Vor dem Einbetten wird der Verstärkungsfaden 8 mit Vorteil noch überzogen oder getränkt mit einem Grundierungsmittel wie z.B. einem wasserlöslichen Epoxyd und einem Adhäsionsmittel wie z.B. einem Polyurethan. Er kann zwecks Verbesserung seiner mechanischen Eigenschaften auch noch wärmebehandelt werden.
Für gewisse Anwendungen kann der Faden 8 hergestellt werden durch Zusammendrehen oder Flechten von mindestens zwei Materialien: einem belastbaren und einem mit guter natürlicher Haftung zum Material der Umhüllung 10.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Zugelement 12 mit dem Zugträgerelement 6 ein einziges vorgeformtes Element bildet.
Alle Riemenkomponenten, das Druckelement 2, das Zugträgerelement 6 und das (optionale) Zugelement 12 sind vorgeformt mit konventionellen Verfahren wie z.B. durch Extrudieren, durch Spritzen oder Druckgiessen. Ausgehend von diesen vorgeformten Komponenten erfolgt die Herstellung eines endlosen Treibriemens wie folgt:
Zunächst wird ein Druckelementriemen hergestellt, z.B. durch Zuschneiden eines Stücks des Druckelements 2 auf die erforderliche Länge, definiert durch die entsprechenden Rollendurchmesser und ihrer Mittelpunktsdistanz. Vorzugsweise werden die freien Enden des Stückes dann auf Stoss, wie in Fig. 4 gezeigt, miteinander verbunden. Das verwendete Verbindungsverfahren kann je nach Eigenschaften des Materials des Druckelements 2 und der Verfügbarkeit der Werkzeuge gewählt werden. Für thermoplastische Materialien kann die Verbindung erzielt werden, indem beide Enden gegen eine heisse Platte oder einen heissen Spiegel gehalten und dann die Enden gegeneinander gepresst werden. Als Alternative kann ein heisser Luftstrom verwendet werden oder auch alle anderen bekannten Verbindungstechnologien, die Hitze und Druck anwenden.
Eine weitere Alternative für das Verbinden ist die Verwendung von Adhäsionsmitteln, ein Verfahren, das nicht beschränkt ist auf thermoplastische Materialien und das angewendet werden kann auch für vulkanisierten Gummi, vernetztes Polyurethan und andere.
Der Druckelementriemen könnte alternativ auch in einem einzigen Verfahrensschritt, z.B. durch Spritzgiessen oder dergleichen hergestellt werden. Nachdem der Druckelementriemen auf eine der vorerwähnten Arten hergestellt worden ist, wird das Zugträgerelement 6 von einer Vorratsrolle abgezogen und in einer kontinuierlichen Spirale mit den Windungen nah beieinander auf und in Längsrichtung um die Aussenfläche 16 (Fig. 4) des Druckelementriemens 2 gewickelt, vorzugsweise im wesentlichen die Breite des letzteren bedeckend. Druck, der das Zugträgerelement 6 auf die Riemenoberfläche 16 presst, wird angewendet während des Wickelns. Der Druck kann erzeugt werden, indem das Zugträgerelement 6 während des Wickelns straff gehalten wird oder mit Hilfe von mindestens einer nachgiebigen Andruckrolle. Während des Wickelns werden ausserdem die Oberflächenschichten des Zugträgerelements und des Druckelementriemens, die in Kontakt miteiander kommen sollen gleichzeitig und selektiv, kurz bevor sie in Kontakt kommen miteinander, aufgeweicht. Dieses Aufweichen wird ausgeführt durch die Anwendung von Wärme und/oder eines Adhäsionsmittels.
Durch die angewendete Wärme oder das Adhäsionsmittel und den Druck wird eine gute Verbindung erzielt zwischen a) dem Zugträgerelement 6 und der Riemenoberfläche, und b) zwischen der neuen und der vorherigen Windung des Zugträgerelements 6. Der Übergangsbereich zwischen dem Zugträgerelement 6 der Zugträgerschicht und der Riemenoberfläche 16 besteht dann aus miteinander verschmolzenem Material aus sowohl der erweichten Oberflächenschicht des Fadenüberzugs und dem aufgeweichten Material der Riemenoberfläche. Ebenso werden durch den angewendeten Druck während des Wickelns die Zugträgerelemente 6 mindestens teilweise eingebettet oder eingedrückt in die Riemenoberfläche 16, wobei die dabei entstehenden nutenähnlichen Eindrücke 9 klar erkennbar sind in Fig. 1 und 6. Die Zugträgerelemente sollten in die Riemenoberfläche in einem Ausmass von mindestens 20 % eingedrückt werden. Vorzugsweise sollten keine Hohlräume zwischen den angrenzenden Windungen übrig bleiben.
Vorzugsweise ist die Dicke der erweichten Oberflächenschicht des Zugträgerelements 6 kleiner als die Dicke des Ueberzugs 10 des Fadens 8, damit die Adhäsion zwischen dem Faden und seinem Überzug, die vorzugsweise während der Stufe des Vorformens des Zugträgerelements optimiert wurde, nicht beeinträchtigt wird. Um dies zu erreichen, ist eine äusserst selektive und zeitlich gut abgestimmte Anwendung von Wärme und/oder eines Adhäsionsmittels erforderlich.
Weiter werden vorzugsweise die Menge der angewendeten Wärme und/oder des Adhäsionsmittels und der Betrag des angewendeten Drucks im Hinblick auf eine möglichst grosse Wickelgeschwindigkeit hin optimiert.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung der Zugträgerschicht 4 ist das simultane Wickeln von mehreren Zugträgerelementen 6, wobei mehrere Enden erzeugt werden und so die erforderliche Zeit zur Herstellung eines Treibriemens reduziert wird.
Des optionale Zugelement 12 wird auf die im Prinzip gleiche Weise wie die Zugträgerschicht 4 aufgebracht. Das Zugelement 12 wird allerdings nicht spiralförmig aufgewickelt, sondern gerade und in den meisten Fällen in Form nur einer Windung. Bei Verwendung eines Elements nach Fig. 3, werden das Zugträgerelement und das Zugelement gemeinsam in nur einem Schritt aufgebracht.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist besser zu verstehen in Verbindung mit der in den schematischen Zeichnungen der Figuren 5 und 7 dargestellten Einrichtung, wobei es Aufgabe der Einrichtung ist, einen Riemen zu versehen mit einer kontinuierlichen, praktisch endlosen Zugträgerschicht. Eine Riemenmontagerolle ist mit 18 bezeichnet (Figuren 5, 6), deren Nutenprofil den Flanken 13 des Druckelements 2 (Fig. 4) entspricht und die entweder von Hand oder vorzugsweise mit Hife eines Antriebsmotors 22 mit variabler Geschwindigkeit in Rotation versetzt werden kann. Eine Freilaufrolle 24 ist mit Abstand von Rolle 18 sowie in der gleichen Ebene und in gleicher Ausrichtung wie Rolle 18 vorgesehen. Die Freilaufrolle 24 ist drehbar auf einem Block 26 montiert, der mit einem Innengewinde versehen und auf eine Spindel 28 aufgesetzt ist, die nur einen Rotationsfreiheitsgrad aufweist. Demzufolge wird eine Drehung der Spindel 28 (mit Hilfe z.B. des Griffs 30) bewirken, dass der Block 26 einschliesslich der Freilaufrolle 24 eine translatorische Bewegung ausführt, wobei die Mittelpunktsdistanz zwischen der Rolle 18 und der Freilaufrolle 24 variiert wird. Die Führungsstange 32, die durch einen gabelförmigen Vorsprung 34 am Block 26 verläuft, verhindert, dass der letztere um die Spindel 28 während der obengenannten Translationsbewegung rotiert. Die Schraube 28 und der Riegel 32 sind zwischen Rahmenteilen 33 montiert, die stationär sind relativ zur Freilaufrolle 24 und ihrem Montageblock 26.
Weiter ist ein Führungsblock 36 (siehe auch Fig. 7) vorgesehen, durch den das von einer Vorratsrolle 37 abgezogene Zugträgerelement 6 verläuft auf seinem Weg zum Riemen, was im Detail weiter unten erklärt wird.
Der Führungsblock 36 ist fähig, eine Translationsbewegung in einer Richtung parallel zur Achse einer Führungsspindel 38 auszuführen, welche, wenn sie rotiert wird, bewirkt, dass der Block 36 solche eine Bewegung ausführt. Die Führungsspindel 38 kann z.B. von Hand betätigt werden. Vorzugsweise ist sie jedoch verbunden mit einem weiteren Motor mit variabel einstellbarer Geschwindigkeit 40, wobei die Geschwindigkeit in einem bestimmten Vehältnis zur Geschwindigkeit des Antriebsmotors 22, der die Rolle 18 antreibt, mit Hilfe eines Kontrollelements 42 gesteuert wird. Die Bedeutung dieses Geschwindigkeitsverhältnisses wird weiter unten erklärt.
Montiert unterhalb des Führungsblocks 36, entweder örtlich fest oder teilnehmend an dessen Translationsbewegung, ist ein Gebläse 44, das einen heissen Luftstrom erzeugt, den eine Düse 46 gegen den Punkt richtet, an dem das Zugträgerelement 6, das durch den Führungsblock 36 verlaufen ist, in Kontakt tritt mit der Riemenoberfläche. Alternativ dazu könnte die für den Verbindungsprozess erforderliche Hitze auch bereitgestellt werden durch eine Quelle von konzentrierter Wärmestrahlung, eine Quelle von konznetrierten Ultraschallschwingungen oder durch eine Quelle von konzentrierten elektromagnetischen Schwingungen. Im letzteren Fall ist es jedoch erforderlich, dass das Material der Fadenumhüllung und/oder des Druckelementriemens kleine Metallteilchen beinhaltet.
Der mittels einem der obengenannten Verfahren hergestellte Druckelementriemen wird montiert auf die zwei Rollen, die Gussrolle 18 und die Freilaufrolle 24, welche, indem der Griff 30 gedreht wird von einander wegbewegt werden, bis der Druckelementriemen ziemlich straff ist. Das Ende des Zugträgerelements 6 wird dann abgezogen von der Vorratsrolle 37, durch den Führungsblock 36 geführt (welcher in eine Anfangsposition gebracht wurde, d.h. gegenüber dem linken Rand des Riemens) und an dem Riemen z.B. durch Punktschweissen befestigt. Die Heissluftdüse (oder die entsprechende Wärmequelle) wird nun eingeschaltet und die Gussrolle 18 zusammen mit dem Riemen 2 mit Hilfe des Antriebsmotors 22 in Rotation versetzt. Der Riemen 2 zieht Zugträgerelement 6 mit sich mit, welches, erhitzt durch die Düse, verbunden wird mit der gleichfalls erhitzten (und dabei aufgeweichten) Riemenoberfläche. Die Straffheit des Zugträgerelements, die für das Wickeln erforderlich ist, wird erzeugt durch die Reibung, die bei der Bewegung des Zugträgerelements entsteht, während es durch den Führungsblock 36 verläuft. Der erforderliche Anpressdruck ergibt sich in Folge der Ablenkung des Zugträgerelments 6, wenn es in Kontakt tritt mit dem gebogenen Teil der Riemenoberfläche in der Rolle 18. Wie bereits erwähnt, könnte der erforderliche Druck auch oder zusätzlich durch mindestens eine nachgiebige Andruckrolle (nicht dargestellt) erzeugt werden.
Wenn der Riemen 2 sich zu bewegen beginnt, wobei er das Zugträgerelement mitnimmt, beginnt die Führungsspindel 38 ebenfalls sich zu drehen und trägt langsam den Führungsblock 36 nach rechts. Während der Rotation der Rolle 18, d.h. der Bewegung des Riemens, wird das Zugträgerelement 6 durch die Querbewegung des Führungsblocks 36 spiralförmig um den Riemen 2 gewickelt, so dass eine ordnungsgemässe Wickelschicht 4 entsteht.
Die erforderliche Beziehung zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der Rolle 18 und der linearen Geschwindigkeit des Führungsblocks 36 ist nicht nur eine Funktion der Breite des Riemens 2 und des Durchmessers oder der Weite des Zugträgerelements 6, sondern auch der Oberflächengeschwindigkeit des Riemens und der Riemenlänge. Daraus ergibt sich die Wichtigkeit des Kontrollelements 42.
Der Führungsblock 36 könnte auch stufenweise am Ende jeder Umdrehung des Druckelements 2 seitlich versetzt werden.
Das Aufbringen des optionalen Zugelements 12 auf den jetzt verstärkten Riemen erfolgt in ähnlicher Weise wie vorbeschrieben, ausser dass ein anderer Führungsblock erforderlich ist und dass der letztere fest auf den Riemen 2 eingestellt ist und keine Querbewegung ausführt. Ebenso, während die Düse 46 einen ziemlich dünnen Heissluftstrom erzeugt, erfordert das relativ breite Zugelement einen breiten und flachen Strom (oder eine Anzahl von mehreren dünnen Heissluftströmen).
Zur Verwendung der Einrichtung mit Adhäsionsmitteln, wird die Gebläseanordnung 44, 46 ersetzt durch einen Adhäsionsmittelspender. Ein solcher Spender könnte natürlich auch zusätzlich zu einer Wärmequelle vorgesehen werden.
Obwohl die Ausführungsbeispiele, die beschrieben wurden, um die Erfindung zu illustrieren, einen einfachen Keilriemen betreffen, können auf die im Prinzip gleiche Weise natürlich auch andere Arten von Riemen, wie z.B. Flachriemen oder Zahnriemen, hergestellt werden.
Es wäre z.B. auch möglich, zunächst in einem ersten Schritt, ein Zugträgerelement spiralförmig auf mindestens eine Montagerolle mit einer im wesentlichen flachen Aussenfläche zu wickeln, wobei eine Schicht gebildet wird mit einer Vielzahl, jedoch aber mindestens mit einer vollen Windung und erst anschliessend, in einem zweiten Schritt, eine ganze Windung eines vorgeformten, offen-endigen Druckelementprofils entlang und um die äussere Oberfläche der genannten Schicht des Zugträgerelements zu wickeln. Auch hierbei müsste das Druckelementprofil in der gleichen Weise wie oben erklärt simultan eng verbunden werden mit der genannten Oberfläche der genannten Windungen der Wickelschicht des Zugträgerelements.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines endlosen Treibriemens, umfassend folgende Schritte:

Herstellen eines Druckelementriemens (2) der ein festes, jedoch aufweichbares elastisches Material mit einem ersten Elastomer enthält; und

Wickeln eines vorgeformten Zugträgerelements (6) mit einem Faden (8), der in einem Material (10) mit einem zweiten Elastomer eingebettet ist, entlang und um eine Oberfläche des Druckelementriemens (2), wobei eine Schicht (4) gebildet wird, die eine Vielzahl, mindestens jedoch mehr als eine volle Windung umfasst;

dadurch gekennzeichnet,

dass das Material, in welchem der Faden eingebettet ist, ein festes, jedoch aufweichbares elastisches Material ist,

dass das zweite Elastomer verschmolzen werden kann mit dem ersten Elastomer, und

dass gleichzeitig mit dem genannten Wickeln die Windungen der Wickelschicht (4) des Zugträgerelements (6) gut verbunden werden mit der Oberfläche des Druckelementriemens (2), indem gegenseitiger Druck zwischen den Windungen und der Oberfläche angewendet wird und indem selektiv die Oberflächenschichten des Zugträgerelements (6)und des Druckelementriemens (2), die in Kontakt miteinander kommen sollen, erweicht werden, unmittelbar bevor sie in Kontakt miteinander kommen, und zwar mindestens in einem solchen Ausmass, dass das Material dieser Oberflächenschichten unter dem angewendeten gegenseitigen Druck verschmelzen kann und um den Windungen zu erlauben, wenigstens teilweise in die besagte Oberfläche des Druckelementriemens eingedrückt zu werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, mit folgenden weiteren Schritten:

Wickeln von wenigstens einer vollen Windung eines vorgeformten, offen-endigen Zugelementprofils (12), das ein festes, jedoch erweichbares elastisches Material mit einem dritten Elastomer enthält, das verschmelzbar ist mit dem zweiten Elastomer, rund um und oben auf die Schicht (4) des Zugträgerelements (6); und gleichzeitig

Bewirken, dass die mindestens eine Windung des Zugelementprofils (12) mit der Zugträgerschicht (4) gut verbunden wird, indem gegenseitiger Druck zwischen dem Zugelementprofil )12) und der Zugträgerschicht (4) angewendet wird und durch selektives Erweichen von Oberflächenschichten von sowohl der Zugträgerschicht (4) als auch dem Zugelementprofil (12), die in Kontakt miteinander kommen sollen kurz bevor sie in Kontakt miteinander kommen zumindest in einem solchen Ausmass, dass diese Oberflächen unter dem angewendeten Druck verschmelzen können.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dicke der erweichten Oberflächenschicht des Zugträgerelements (6) kleiner ist als die Dicke des festen, jedoch erweichbaren elastischen Materials (10), in das der Faden eingebettet ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Oberflächenschichten der Elemente (2,6), die in Kontakt miteinander kommen, mindestens in dem Ausmass erweicht werden, dass die Materialien dieser Oberflächenschichten in die Hohlräume zwischen den genannten Elementen hineinfliessen und diese füllen können, und um den Windungen des Zugträgerelements (6) zu erlauben, wenigstens 20 % in die Oberfläche des endlosen Druckelementriemens (2) eingedrückt zu werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Windungen des Zugträgerelements (6), die die genannte Schicht (4) bilden, im wesentlichen quer über die ganze Breite der Oberfläche des Druckelementriemens (2) gewickelt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, wobei das Erweichen ein Verflüssigen durch die Anwendung von Wärme ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei zur Erwärmung eine Heissluftdüse (4,6) verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei zur Erwärmung eine Quelle konzentrierter Wärmestrahlung verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei zur Erwärmung eine Quelle von konzentrierten mechanischen Ultraschallschwingungen verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Material von mindestens einem der Elemente (2,6,12), die miteinander verbunden werden sollen, Metallteilchen enthält, und wobei zur Erwärmung eine Quelle von konzentrierten elektromagnetischen Schwingungen verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, wobei das Erweichen durch die Anwendung eines Adhäsionsmittels erreicht wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11, wobei das Erweichen sowohl durch die Anwendung von Wärme als auch eines Adhäsionsmittels erreicht wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, wobei der gegenseitige Druck erzeugt wird, indem das Zugträgerelement (6) während des Wickelns straff gehalten wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenseitige Druck mit Hilfe mindestens einer Andruckrolle erzeugt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite und/oder dritte Elastomer im wesentlichen ein thermoplastisches Elastomer ist.

16. Endloser Treibriemen mit:

einem Druckelementriemen (2) mit einer Oberfläche, der ein festes, aber erweichbares elastisches Material mit einem ersten Elastomer enthält; und

einer Zugträgerschicht (4), bestehend aus einer Vielzahl, mindestens jedoch mehr als einer vollen Windung eines Zugträgerelements (6), das entlang und um die Oberfläche des Druckelementriemens (2) gewickelt ist und das mit einem Faden (8) versehen ist, der in einem Überzug (10) eingebettet ist, die ein festes, jedoch erweichbares elastisches Material einem zweiten Elastomer enthält,

dadurch gekennzeichnet,

dass das zweite Elastomer mit dem ersten Elastomer verschmelzbar ist, und

dass die Windungen der Wickelschicht (4) des Zugträgerlements (6) gut verbunden sind mit der Oberfläche des Druckelementriemens (2), wobei der Übergangsbereich zwischen den Windungen und der Oberfläche geschmolzenes Material aus sowohl einer angrenzenden Oberflächenschicht des Ueberzugs (10) des Fadens des Zugträgerlements (6) und einer angrenzenden Oberflächenschicht der Oberfläche des Druckelementriemens (2) enthält, und wobei die Windungen wenigstens teilweise in die Oberfläche eingedrückt sind.

17. Endloser Treibriemen nach Anspruch 16, weiter umfassend ein um und auf der Wickelschicht (4) des Zugträgerelements (6) angeordnetes Zugelement (12) aus einem festen, aber erweichbaren elastischen Material mit einem dritten Elastomer, das verschmelzbar ist mit dem zweiten Elastomer, wobei das Zugelement (12) gut verbunden ist mit der Wickelschicht (4), wobei der Übergangsbereich zwischen der Wickelschicht (4) und dem Zugelement (12) geschmolzenes Material aus sowohl einer angrenzenden Oberflächenschicht des Ueberzugs (10) des Fadens (8) des Zugträgerelements (6) und einer angrenzenden Oberflächenschicht des Zugelements (12) enthält.

18. Endloser Treibriemen nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Material des Fadens (8) ausgewählt ist aus einer Gruppe enthaltend Baumwolle, Kunstseide, Polyester, Aramid, und dergleichen.

19. Endloser Treibriemen nach einem der Ansprüche 16 - 18, wobei der Faden (8) vor seiner Einbettung in das feste, jedoch erweichbare elastische Material mit Wärme behandelt wurde.

20. Endloser Treibriemen nach einem der Ansprüche 16 - 19, wobei der Faden (8) vor seiner Einbettung in das feste, jedoch erweichbare elastische Material mit einem wässrigen Epoxyd-Grundierungsmittel und/oder einem Adhäsionsmittel behandelt wurde.

21. Endloser Treibriemen nach einem der Ansprüche 16-20, wobei der Faden (8) aus mindestens zwei mechanisch miteinander verbundenen Materialien besteht, einem hochfesten Material und einem Material mit guter natürlicher Adhäsion an das Material, in welches der Faden (8) eingebettet ist.

22. Endloser Treibriemen nach einem der Ansprüche 16-21, wobei die Windungen im wesentlichen die ganze Breite der Oberfläche bedecken.

23. Endloser Treibriemen nach einem der Ansprüche 16 - 22, wobei die Windungen mindestens 20% eingedrückt sind in die Oberfläche des Druckelementriemens (2).

24. Vorrichtung zur Herstellung eines endlosen Triebriemens aus vorgeformten Elementen, wobei die Elemente mindestens einen Druckelementriemen (2) und ein Zugträgerelement (6) umfassen, die ihrerseits jeweils aus einem ein festes, jedoch erweichbares elastisches Material enthaltenden Material bestehen, und wobei die Einrichtung versehen ist mit:

einer Riemenmontagerolle (18) mit einer Breite, die der Breite von mindestens einem einzelnen Druckelementriemen (2) entspricht;

Antriebsmitteln (22) zum Drehantrieb der Riemenmontagerolle (18);

einer Freilaufrolle (24) in einer Ebene mit der Riemenmontagerolle (18) und in einer variablen Mittelpunktsdistanz davon;

Hilfsmitteln, um die variable Mittelpunktsdistanz anzupassen und um in einem um die Riemenmontagerolle (18) und die Freilaufrolle (24) geführten Druckelementriemen (2), einen angemessenen Zug zu erzeugen;

Druckerzeugungsmitteln für die Anwendung von gegenseitigem Druck zwischen dem Druckelementriemen (2) und dem Zugträgerelement (6) während des Wickelns des Zugträgerelements (6) auf die äussere Oberfläche des Druckelementriemens (2) durch die Rotation der Riemenmontagerolle (18);

Aufweichmitteln zum selektiven Aufweichen von Oberflächenschichten von sowohl dem Zugträgerelement (6) als auch dem Druckelementriemen (2), die während des Wickelns miteinander in Kontakt kommen, kurz bevor sie in Kontakt mit einander kommen und zwar mindestens in einem solchen Ausmass, dass das Material der Oberflächenschichten unter dem gegenseitig angewendeten Druck verschmelzen kann und weiter, damit die Windungen des Zugträgerelements (8) wenigstens teilweise eingedrückt werden können in die Oberfläche des Druckelementriemens (2).

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die Aufweichmittel Heizmittel und in einer solchen Weise angeordnet sind, dass sie Wärme gleichzeitig und selektiv auf das Zugträgerelement (6) und die Oberfläche des Druckelementriemens (2) in der Nähe des Punktes applizieren, an dem das Zugträgerelement (6) während des Wickelns auf die Oberfläche des Druckelementriemens (2) in Kontakt kommt mit dieser Oberfläche.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Heizmittel ein elektrisches Gebläse (44) und eine Düse (46) umfassen, die einen heissen Luftstrom erzeugen.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Heizmittel eine Quelle von konzentrierter Wärmestrahlung umfassen.

28. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Heizmittel eine Quelle von konzentrierten elektromagnetischen Schwingungen umfassen.

29. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Heizmittel eine Quelle von konzentrierten mechanischen Ultraschallschwingungen umfassen.

30. Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die Aufweichmittel Spendermittel zum Auftrag eines Adhäsionsmittels mindestens auf das Zugträgerlement (6) kurz vor seiner Ablage auf der Oberfläche des Druckelementriemens (2) sind.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 - 30, wobei die Aufweichmittel Heizmittel und Spendermittel für den Auftrag eines Adhäsionsmittels einschliessen.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 - 31, wobei die Druckerzeugungsmittel Führungsmittel (36) zur Führung und zum Straffhalten des Zugträgerelements (6) während des Wickelns auf den Druckelementriemen (2) sind, wobei die Führungsmittel (36) so ausgebildet sind, dass sie der Bewegung des Zugträgerelements (6) einen Widerstand entgegensetzen.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 - 31, wobei die Druckmittel nachgiebige Andruckrollen sind.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 - 33, wobei Führungsmittel (36) zur Führung des Zugträgerelements (6) während des Wickelns auf den Druckelementriemen (2) vorgesehen sind.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, weiter umfassend zweite Antriebsmittel (40), die den Führungsmitteln (36) eine Translationsbewegung während der Rotation der Riemenmontagerolle (18) vermitteln in einer Richtung senkrecht zur Längsausdehnung des zwischen der Riemenmontagerolle (18) und der Freilaufrolle (24) montierten Druckelementriemens (2).

36. Vorrichtung nach Anspruch 35, weiter umfassend Mittel (42), um die Beziehung zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der Riemenmontagerolle (18) und der Geschwindigkeit der Translationsbewegung der Führungsmittel (36) zu kontrollieren.

37. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der genannte Druckelementriemen (2) durch dauerhaftes Verbinden der beiden Enden eines vorgeformten, offen-endigen, auf die erforderliche Länge zugeschnittenen Druckelementprofils hergestellt wird.