DE2535082A1 - Endloser antriebsriemen - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE CIFL.-ING. ALEX STENGER

D-4000 DÜSSELDORF 1 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

Malkastenstraße 2 DIPL.-ING. HEINZ J. RING

Unser Zeichen: ±6 3Ö8 Datum: if. AUgUSt ly?5

Day co Corporation, ~jJ5 W.B'irst Street, Dayton, Ohio 45401 (USA)

Bndloser Antriebsriemen

Die Erfindung betrifft die Konstruktion eines endlosen Antriebsriemens.

Die im starken Wettbewerb stehende Antriebsriemen-Industrie ist fortwährend bestrebt, endlose Antriebsriemen aus solchen Werkstoffenfierzustellen, mit denen einerseits die gewünschte Riemenleistung erzielt werden kann, die andererseits aber vergleichsweise preiswert sind. In vielen Versuchen ist bereits die Herstellung von Riemen aus mehreren zusammenwirkenden Werkstoffen in Angriff genommen worden, wobei ein jeder dieser Werkstoffe derart ausgewählt worden ist, daß er dem Teil des Riemens, für den er jeweils verwendet wird, ein spezielles Betriebsverhalten gibt. Wenn sich die verschiedensten Werkstoffe auch theoretisch für bestimmte Bestandteile eines Riemens anbieten, beispielsweise für den Lastaufnahmeteil, für den zug-beanspruchten Teil oder für den druckbeanspruchten Teil, so ist doch die Funktionsfähigkeit eines Rier.iens, dessen Bestandteile aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, deswegen nicht immer gewährleistet, weil es oft sehr schwierig ist, die unterschiedlichen Werkstoffe derart miteinander zu verbinden, daß eine akzeptable und einheitliche Rjsnenkonstruktion entsteht.

Aufgabe der Erfindung ist aus diesem Grunde die Schaffung einer Konstruktion für einen endlosen Antriebsriemen, dessen Bestandteile aus unterschiedlichen Werkstoffen fest miteinander verklebt und verbunden sind, so daß sich eine Riemenkonstruktion ergibt, die wirtschaftlich ist, sichln Übereinstimmung mit den derzeit bekannten Herstellungs- und Fertigungsverfahren herstellen läßt und

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darüberhinaus über eine lange Lebensdauer hinweg ein zufriedenstellendes Betriebsverhalten zeigt.

Die Aufgabenstellung der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Konstruktion eines Antriebsriemens geschaffen wird mit einer Lastaufnahmevorrichtung und einem thermoplastischen Elastomer auf mindestens einer Seite der Lastaufnahrnevorrichtung. Diese Riemenkonstruktion ist weiterhin gekennzeichnet durch eine Gummisubstanz, vorzugsweise eine chlorierte Gummisubstanz, die zwischen der Lastaufnahmevorrichtung und dem thermoplastischen Elastomer angeordnet ist und die Herstellung einer zähen und widerstandsfähigen Klebeverbindung zwischen dem thermoplastischen Elastomer und der Lastaufnahmevorrichtung gewährleistet.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, in der Ausführungsbeispieie dargestellt; sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausfihrungsform eines endlosen Antriebsriemens;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform,bei der der endlose Antziebsriemen eine Plattform aufweist;

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Antriebsriemens im Querschnitt, bei welchem es sich um einen Flachriemen mit rechteckigem Querschnitt handelt;

Fig. 4 einen Teilschnitt,der erkennen läßt, daß es sich bei dem in Fig. 1, Fig.2 und Fig.5 schraffiert dargestellten Werkstoff um Kunststoff handelt, der eine stark unorientierte Kristall- oder Molekularstruktur besitzen kann; ^

Fig. 5 einen der Fig. 4 entsprechenden Teilschnitt, der erkennen läßt, daß es sich bei dem in Fig.l, Fig.2 und Fig.5 schraffiert dargestellten Werkstoff um Kunststoff handeln kann, dessen Kristall- oder Molekularstruktur stark orientiert ist.

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Die mit Fig. 1 dargestellte Konstruktion eines endlosen Antriebsriemens 20 hat eine im vesentliehen trapezförmige Querschnittsform mit einem zugbeanspruchten Teil 21, einem Lastaufnahmeteil 22 und einem druckbeanspruchten Teil 2.5. Zum Last auf nähmet eil 22 gehört eine Lastaufnahraevorrichtung in Form eines iastaufnehrnenden und wendeiförmige!gewickelten Strangs 24.

Der zugbeanspruchte Teil 21 und der druckbeanspruchte Teil 22 des Antriebsriemens 20 sind jeweils aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt, und zwar vorzugsweise aus einem thermoplastischen Polyester-Elastomer. Bisher war es schwierig, ein thermoplastisches Polyester-Elastomer, wie dies im zugbeanspruchten Teil 21 und im druckbeanspruchten Teil 23 verwendet wird, durch Kleben mit dein Lastaufnahmeteii, insbesondere mit dem Lastaufnahmestrang 24 zu verbinden. Um nun eine feste und widerstandsfähige Klebeverbindung der Teile 21 und 2p an den einander gegenüberliegenden Seiten des lastaufnehmenden Strangs 24 herbeiführen zu aönnen, ist eine geeignete Gummi sub stanz in Form einer chlorierten Gurnmisubstanz vorgesehen, und zwar in den beiden Schichten 25 und 26. Anhand von Tests ist festgestellt worden, daß das chlorierte Gummi in einer Weise an den thermoplastischen Polyester-Elastomeren haftet, die die Verwendung dieser beiden Materialien oder Werkstoffe für die Hersteilung von Riemenkonstruktionen sehr wünschenswert macht.Die Schicht 2p schafft eine festhaftende Klebeverbindung zwischen dem thermoplastischen Elastomer, das den zugbeanspruchten Teil 21 bildet, und dem lastaufnehmenden Strang 24, wohingegen die Schicht 26 eine festhaftende Klebeverbindung zwischen dem thermoplastischen Elastomer, das den druckbeanspruchten Teil 2;5 bildet, und dem lastaufnehmenden Strag 24 schafft.

Beim endlosen Antriebsriemen 20 ist weiterhin eine optimale Konstruktionsintegrität dadurch gewährleistet, daß dieser Riemen 20 eine erste Kleberschicht aufweist, vorzugsweise in Form von Isozyanatkleber JO zwischen einer jeden der Schichten 25 und 26 und dem lastaufnehmenden Strang 24, aber auch noch eine zweite Kleberschicht in Form des Klebers j51, der sich mit dem chlorierten Gummi

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und auch init den: thermoplastischen Elastomer vertragt. -Damit aber befindet sich der Kleber 31 zwischen der Gummischicht 23 und dem thermoplastischen Elastomer, die den zugbeanspruchten Teil 21 ausmachen, und zwischen der Gummischicht 2o und dem thermoplastischen Elastomer, die den druckbeanspruchten Teil 23 ausmachen.

Der komplette und fertige Endlosriemen 20 hat im wesentlichen einen trapezförmigen Querschnitt, und zwar in der bereits in diesem Fachgebiet bekannten Ausführung. Zur Bildung des Lastaufnahmeteils 22 kann bei diesem Kiemen 20 ein vergleichsweise preiswerter lastaufnehmender Strang 24 herangezogen werden,wohingegen für den zugbeanspruchten Teil 21 und für den druckbeanspruchten Teil 23 des Riemens 20 ein thermoplastisches Polyester-Elastomer verwendet wird. Dennoch weist der Riemen 20 eine strukturelle Einheitlichkeit auf, die ein Auflösen in Schichten oder Auseinanderfallen ausschließt, weil die Schichten 25 und 26 aus chloriertem Gummi verwendet werden, die in einer Klebeverbindung fest mit dem thermoplastischen Elastomer verbunden sind. Die Kleber j50 und 5I werden in erster Linie dazu verwendet, um eine bessere Klebeverbindung zwischen den Teilen 21 und 25 und dem Lastaufnahmeteil 22 zu sichern.

Andere Ausführungsbeispiele sind in Fig. 2 und Fig. 3 der Zeichnung dargestellt.' Die Riemenkonstruktion nach Fig. 2 und Fig. ähneln der Riemenkonstruktion 20. Aus diesem Grunde werden auch solche Teile, die den entsprechenden Teilen der Riemenkonstruktxon 20 ähnlich sind, mit der gleichen Hinweiszahl unter Nachstellung des Zusatzbuchstabens A und B gekennzeichnet. Nur solche Bestandteile, die sich stark von den entsprechenden Teilen der Riemenkonstruktion 20 unterscheiden, erhalten eine neue und andere Hinweiszahl, der auch die Buchstabenbezeichnung nachgestellt wird.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, steht die Riemenkonstruktxon 2OA für eine in diesem Fachgebiet volkstümlich bezeichnete Plattform

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oder Lauffläche 2OA, während der komplette Kiemen, dem die Plattform 2OA zugeordnet ist, die allgemeine Bezugsziffer 33A ehält. Von der Konstruktion her besteht die Plattform 2OA aus dem Lastaufnahmeteil 22A mit dem wendelförmig gewickelten und lastaufnehmenden Strang 24A, aus den Chlorgummischichten 2^A und 26A, die unter Verwendung der Kleberschicht aus Isozyanatkleber 3OA fest mit dem Lastaufnahmestrang 24 verbunden sind, sowie aus den Schichten 34iyünd 35A aus thermoplastischein Polyester-Elastomer, die unter Verwendung einer geeigneten Kieberschicht oder eines geeigneten Klebers ~$lk fest mit den Schichten 25A und L-.OA verklebt sind.

Zurr: Riemen 20a gehört weiterhin eine geeignete Gummizusamrnensetzuiig, die als eine Schicht aus chloriertem Gummi den zugbeanspruchten Teil yok des Riemens 33A bildet, desgleichen aber auch eine geeignete Guaraizusamniensetzung, die als eine Schicht aus chloriertem Gummi den äuckbeanspruchten Teil 37A des Riemens 33A bildet. Die Schichten oder Abschnitte 3öA und 37A aus chloriertem Gummi sind auf den Oberflächen 4OA und 4IA der Schichten 34A und 3i3A angeordnet, und zwar fern von dem las tauf nehmenden Strang 24A oder dem Lastaufnahmeteil 22A.

Bei der mit Fig. 3 wiedergegebenen Konstruktion eines endlosen Antriebsriemens handelt es sich um eine Riemenkonstruktion 203, die aligemein als endloser Flachriemen bekannt ist und im wesentlichen einen Rechteckquerschnitt hat. Wie dies beim Riemen 20 der Fai^ist, hat auch der Riemen 2oB einen Lastaufnahmet.eil 22B, einen zugbeanspruchten Teil 21B und einen druckbeanspruchten Teil 233. Der Lastaufnähmeteil 22B besteht aus dem wendelförmig gewickelten iastaufnehmenden Strang 24B.

Zu dieser Riemenkonstruktion gehören weiterhin auch die Schichten aus einer Gummizusammensetzung, vorzugsweise aus chloriertem Gummi, die auf den einander.gegenüberliegenden Seiten des Iastaufnehmenden Strangs 24B angeordnet sind. Diese Schichten 25B und 20B sind unter Verwendung eines geeigneten Klebemittels in der

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Form von Isozyanatkleber 5OB fest rait dem lastaufnehmenden Strang 2hB verbunden. In ähnlicher Weise, wie dies bereits zuvor beschrieben worden ist, kann ein Klebemittel in Form eines geeigneten Klebers 313, der bei dem chloriertem Gummi und bei dein thermoplastischen Polyester-Elastomer eingesetzt werden kann, Verwendung finden zwischen der Schicht 2^B und dem zugbeanspruchten Teil 2IB und der Schicht 2OB und dem drucicbeanspruchten .Ceil 2j?B.

Das zur Herstellung der Riemen 20, 2OA und 2OB verwendete thermoplastische Polyester-Elastomer kann, wie dies unter dem Buchstaben X in Fig. 5 veranschaulicht ist, in der Kristallstruktur oder Molekuiarstruktur stark ausgerichtet sein, wobei in jeder Stelle von Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3> in der die Verwendung von Kunststoff ausgewiesen ist, dieser Kunststoff ein therrnop]astisches Polyester-Elastomer mit Kristallausrichtung oder Molekularausrichtung sein kann.

Eine jede der Riemenkonstruktionen nach Fig. 1, Fig. 2 und Fig.3 kann an den ausgewiesenen Stellen auch unter Verwendung eines Kunststoffes,d.h. eines thermoplastischen Polyester-Elastomer ohne Kristallausrichtung oder Molekularausrichtung hergestellt

f sein; eine solche Kristallstruktur oder Molekularstruktur ohne Kristallausrichtung oder Molekularausrichtung ist in Fig. 4 an der mit dem Kennbuchstaben Y ausgewiesenen Stelle dargestellt.

Ein jeder der Riemen 20, 2OA und 2OB kann unter Verwendung der in diesem Fachbereich bereits bekannten Herstellung verfahren hergestellt werden.

Der wendelförmig gewickelte und lastaufnehmende Strang 24,24A und 24b kann jeweils aus einem geeigneten Weitet off bestehender in der Riemenindustrie verarbeitet wird, darin eingeschlossen natürliche Werkstoffe, synthetische Werkstoffe oder Kombinationen aus natürlichen und synthetischen Werkstoffen. Weiterhin wird jeder lastaufnehmende Strang vorzugsweise aus faserartigem natür-

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lichen oder synthetischen Werkstoffen hergestellt und kann gemäß der Darstellung einen Kreisquerscnnitt haben. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß ein jeder Strang jede gewünschte Querschnittsfortn haben kann und nicht unbedingt aus faserför-Material zu bestehen braucht.

Die Dicken der verschiedenen Lagen oder Schichten, die die verschiedenen Teiie der Riemenkonstruktionen 20, 2OA und 2OB ausmachen, können irgendwelche geeignete Werte annehmen, die jeweils vom Einsatz der Riemen abhängig sind. 3ei der Riemenkonstruktion mit Plattform 2OA beispielsweise kann der Strang 24A einen Durchmesser von 0,050 Zoll haben, können die Schichten 2pA und 20A aus chloriertem Gummi auf jeder Seite des Strangs eine Größenordnung von 0,010 bis 0,020 Zoll annehmen, und die Schichten 54a und yj>k in den Größenbereich von 0,020 bis 0,0j%) Zoll fallen.

Beim Riemen 20 können die zugbeanspruchten. Teile 21 und die druck beanspruchten Teile 2j5 jeweils die erforderliche Höhe oder Verti- -caldicke erhalten. In ähnlicher Weise icönne^ dies wird mit Fig.5 dargestellt, die Dicken oder Höhen der Teile 2IB und 2JB variiert werden mit den anderen Abmessungen dieser verschiedenen Schichten oder Teile, die bestimmt werden in Übereinstimmung mit den technischen Verfahren in diesem Fachgebiet.

In diesem Zusammenhang sei auch darauf hingewiesen, daß verschiedene Güteklassen des thermoplastischen Polyester-Elastomers zu-r Herstellung der verschiedensten Teile der Riemenkonstruktionen Verwendung finden können, wobei die Güteklasse des thermoplastischen Polyester-Elastomers unter Beachtung des für den Riemen gedachten Verwendungszweckes gewählt wird.

Zur Herstellung der Riemenkonstruktionen kann jedes dafür geeignete thermoplastische Elastomer verwendet werden. Vorzugsweise besteht jede Riemenkonstruktion aus einem thermoplastischen Polyester-Elastomer hoher Qualität,das von der E.I.DuPont de Nemours Company, Wilmington, Delawaas, USA, unter der Markenbezeichnung "HYRTEL" verkauft wird.

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Claims (14)

1. Ansprüche :

   Endloser Antriebsriemen bestehend aus einem Lastaufnähmeteil und aus einem thermoplastischen Elastomer auf mindestens einer Seite des vorerwähnten Lastaufnähmeteils, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorzugsweise chlorierte Gumrnizusammensetzung (25,26) zwischen dem Lastaufnähmeteil (22) und dem thermoplastischen Elastomer (21,2^) angeordnet ist, und daß die Gummizusammensetzung (25,26) die Herstellung einer gut haftenden und widerstandsfähigen Klebeverbindung zwischen dem thermoplastischen Elastomer und dem Lastaufnähmeteil gewährleistet.
2. 2. Antriebsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß es sich bei dem thermoplastischen Elastomer um ein thermoplastisches Polyester-Elastomer handelt.
3. 3>. Antriebsriemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß das thermoplastische Polyester-Elastomer auf der einen Seite des LastaufnähmeteiIs (22) den zugbeanspruchten Teil (21) eines endlosen Antriebsriemens bildet, wohingegen von dem thermoplastischen Elastomer auf der anderen Seite des Lastaufnahmeteiles (22) der druckbeanspruchte Teil (23) eines endlosen Antriebsriemens gebildet wird.
4. 4. Antriebsriemen nach Anspruch 2 mit einer Plattform oder Lauffläche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gummizusammensetzung, die durch Kleben mit dem thermoplastischen Elastomer verbunden ist, auf beiden Seiten auf Flächen angeordnet ist, die von dem Lastaufnahmeteil entfernt sind.
5. 5. Antriebsriemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polyester-Elastomer auf diesen beiden Seiten aus zueinander parallelen Schichten besteht, die diese Riemenkonstruktion als einen endlosen und flachen Antriebsriemen festlegen, der einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat.

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6. 6. Antriebsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine erste Klebeschicht zwischen dem LastaufnähmeteiI und der Gummizusammensetzung befindet, während sich eine zweite Klebeschicht zwischen der Gummizusammensetzung und dem thermoplastischen Polyester-Elastomer befindet.
7. 7. Antriebsriemen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Lastaufnahmeteil (^2) um einen wendelförmig gewickelten und lastaufnehrnenden Strang handelt.
8. d. Antriebsriemen nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß der wendelförmig gewickelte und lastaufnehmende Strang aus faserartigem Material hergestellt ist und einen grob kreisförmigen Querschnitt hat.
9. 9. Antriebsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem thermoplastischen Polyester-Elastomer eine erste Schicht auf der einen Seite des Lastaufnähmeteiles angeordnet ist und eine zweite Schicht auf der anderen Seite des Lastaufnahmeteiles; daß eine erste Klebeschicht sich zwischen dem Lastaufnahmeteil und der Gummizusammensetzung befindet, während sich eine zweite Klebeschicht zwischen der Gummizusammensetzung und einer jeden der ersten und zweiten Schicht des thermoplastischen Polyester-Elastomers befindet.
10. 10. Antriebsriemen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der ersten Klebeschicht um einen Isoayanatkleber handelt.
11. 11. Antriebsriemen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polyester-Elastomer auf der bereits erwähnten einen Seite des Lastaufnahmeteiles den zugbeanspruchten Teil eines Endlosriemens bildet, während das thermoplastische Elastomer auf der anderen Seite des Lastaufnahmeteiles den druckbeanspruchten Teil des endlosen Artriebsriemens bildet.

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12. 12. Aririebsriernen nach Anspruch y, mit einer Plattform oder Lauffläche, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer chlorierten Gummizusammensetzung besteht, die durch Kleben mit dem thermoplastischen Elastomer auf zwei Seiten verbunden ist, die vom Lastaufnähmeteil entfernt angeordnet sind.
13. IjJ. Antriebsriemen nach Anspruch y, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polyester-Elastomer auf der einen Seite und auf der anderen Seite in-zwei zueinander parallelen Schichten angeordnet ist, so daß eine Flachriemenkonstruktion mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt entsteht.
14. 14. Antriebsriemen nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Klebeschicht angeordnet ist zwischen dem Lastaufnahmeteil und der Gummizusammensetzung und daß sich eine zweite Klebeschicht zwischen der Gumrnizusarnmensetzung und dem thermoplastischen Polyester-Elastomer befindet.

    15· Antriebsriemen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der wendelförmig gewickelte und lastaufnehmende Strang aus einem faserartigen Werkstoff hergestellt ist.

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