Giessform zur Herstellung von Riemen aus schmelzbaren, thermoplastischen Stoffen mit Verstärkungseinlagen
Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren und eine Giessform zur Herstellung von Riemen aus schmelzbaren, thermoplastischen Stoffen mit Einlageverstärkungen. Gemäss dem Patentanspruch II des Hauptpatentes ist die Giessform dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe einen Dorn und einen Aussenring aufweist, und dass mindestens einer dieser Teile am Umfang mit Nuten versehen ist, welche die Bildung einer Verzahnung an den herzustellenden Riemen gewährleisten. Bei im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Dorn der Giessform auf seiner Mantelfläche verzahnt.
Die vorliegende Zusatzerfindung betrifft eine weitere Ausbildung der zuletzt erwähnten Giessform, und zwar zeichnet sich dieselbe dadurch aus, dass die die Zahnlücken des Riemens abformenden, erhabenen Stellen des Dornes zur Lagerung der Verstärkungsein lagen Vorsprünge aufweisen, deren Ausdehnung in Umfangsrichtung des Dornes gesehen geringer ist als diejenige der erhabenen Stellen des Dornes.
Diese starren und fest mit dem Dorn verbundenen als Anschläge wirkenden Vorsprünge gewährleisten eine genaue, durch die Höhe der Vorsprünge bestimmte Stellung der Verstärkungseinlagen in bezug auf den Formenhohlraum, durch den der Querschnitt des Riemens festgelegt ist. Es kann somit ein Zahnriemen grösster Genauigkeit erzielt werden, da die Stellung der Verstärkungseinlagen in bezug auf die verzahnte Innenfläche des Riemens genau festgelegt ist. Diese beim Aufspulen der Verstärkungseinlagen in jedem Falle unnachgiebigen Vorsprünge üben überraschenderweise durch die von ihnen am Fertigerzeugnis hervorgerufenen Aussparungen an der Innenfläche, also an der verzahnten Seite des Riemens, keinen nachteiligen Einfluss auf die Laufeigenschaft und die Lebensdauer des Riemens aus.
Durch die geringe Breite der Vorsprünge (Ausdehnung in Umfangsrichtung) bleibt im Bereich der Zahnlücken des Riemens eine elastische Polsterschicht zwischen den Verstärkungseinlagen und den mit dem Riemen zusammenwirkenden verzahnten Scheiben erhalten; ein Abknicken des Riemens an den von den Vorsprüngen hervorgerufenen Aussparungen kann nicht eintreten, da der Riemen an seinen auf Biegung beanspruchten Stellen, und zwar an seinen Umlenkstellen, durch die verzahnten Räder geführt ist.
Bei der erfindungsgemässen Giessform brauchen gesonderte Stifte oder sonstige Haltemittel für die Einlage nicht in die Form eingesetzt und nach dem Giessen des Riemens nicht aus demselben herausgenommen zu werden.
Um vorzeitigen Zerstörungen der Verstärkungseinlagen und der sie umgebenden elastischen Schichten, zum Beispiel durch Ermündung, vorzubeugen, ist es vorteilhaft, die den Verstärkungseinlagen zuzukehrenden Flächen der Vorsprünge abzurunden. Es ist ferner zweckmässig, den den Verstärkungseinlagen zuzukehrenden Teil der Vorsprünge zu verdicken und den hierdurch entstehenden Kopf gegebenenfalls an seiner den Verstärkungseinlagen zuzukehrenden Fläche und zusätzlich auch seitlich hiervon abgerundet auszuführen.
In der beigefügten Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sowie ein Anwendungsbeispiel eines mit dem Erfindungsgegenstand gegossenen Treibriemens veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt einen Riementrieb mit einem verzahnten Riemen und entsprechend verzahnten Riemenscheiben in der Seitenansicht.
Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt durch eine Giessform zur Herstellung eines verzahnten Riemens für den Riementrieb gemäss Fig. 1.
Fig. 3 bis 6 zeigen je weitere Ausführungsbeispiele für die auf den erhabenen Stellen des Dornes befindlichen Vorsprünge zur Lagerung der Verstärkungseinlagen.
Gemäss Fig. 1 arbeitet ein verzahnter Riemen 7 mit entsprechend verzahnten Riemenscheiben 8 zusammen. Der Riemen 7 enthält Verstärkungseinlagen, die zweckmässigerweise in einer Querebene, und zwar in oder nahe der neutralen Ebene des Riemens angeordnet sind und zum Beispiel aus in Windungen verlegten Stahllitzen 4 bestehen (Fig. 2).
Die Giessform zum Herstellen des Riemens 7 besteht gemäss Fig. 2 aus einem Formaussenring 1 und einem als Forminnenteil dienenden Dorn 3, der auf seiner Mantelfläche entsprechend der gewünschten Verzahnung des Riemens 7 gestaltet ist. Die die Zahnlücken des Riemens formenden erhabenen Stellen 9 des Dornes 3 sind mit in Achsrichtung oder im wesentlichen in Achsrichtung verlaufenden, fest mit dem Dorn 3 verbundenen Vorsprüngen 10 zur Lagerung der Verstärkungseinlagen 4 versehen. In Umfangsrichtung des Dornes 3 ist die Ausdehnung der im wesentlichen im Querschnitt dreieckförmig gestalteten Vorsprünge 10 wesentlich geringer als diejenige der erhabenen Stellen 9; die Breite B der erhabenen Stellen 9 ist etwa drei- bis fünfmal grösser als die Breite B der Vorsprünge 10.
Mit Vorteil ist der gegen die Verstärkungseinlagen 4 gerichtete Scheitel der Vorsprünge 10 abgerundet, so dass eine entsprechend abgerundete Vertiefung 10' in dem Körper des Riemens 4 entsteht (Fig. 1) und die Verstärkungseinlagen 4, für die gewöhnlich fadenförmige Elemente zum Beispiel in Form der vorerwähnten Stahllitzen verwendet werden, punktförmig mit den Vorsprüngen 10 in Berührung stehen.
Gemäss Fig. 3 können die erhabenen Stellen 9 je mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Vorsprüngen 10, die zweckmässigerweise unmittelbar in die Flanken 9' der erhabenen Stellen 9 übergehen, versehen sein, um hierdurch für die Verstärkungseinlagen mehrere feste Anschläge im Bereich einer erhabenen Stelle 9 zu erhalten.
Gemäss Fig. 4 ist an jeder erhabenen Stelle 9 ein Vorsprung 11 mit im wesentlichen trapezförmigem Querschnitt vorhanden, um eine grössere Berührungsfläche der Verstärkungseinlagen 4 mit den Vorsprüngen 10 zu gewährleisten, falls dies erwünscht sein sollte.
Der Vorsprung 12 gemäss Fig. 5 besitzt einen verdickten Kopf 13, der im Querschnitt des Vorsprungs knopfartig gestaltet ist und an seiner den Verstärkungseinlagen 4 zuzukehrenden Fläche und zusätzlich noch seitlich abgerundet ist. Durch diese Gestaltung des Vorsprungs 12 werden Ermüdungsbrüche des Riemens praktisch ganz ausgeschaltet.
Zur Herstellung des Zahnriemens werden zunächst die aus Stahlseilchen gebildeten Verstärkungseinlagen gleichmässig und zwar mit gewisser Längsspannung, auf den Dorn 3 aufgespult. Nunmehr wird der so belegte Dorn 3 in eine zu dem Formenring 1 koaxiale Lage gebracht, wodurch der Formhohlraum für den Zahnriemen entsteht. Nachdem der Formenhohlraum mit dem im giessbaren Zustand befindlichen Kunststoff oder dergleichen ausgefüllt, und, zum Beispiel bei Verwendung von Polyurethanen, die Vernetzung des Werkstoffes eingetreten ist, wird die Form geöffnet und der Riemen von seinem Dorn 3 abgezogen. Gegebenenfalls kann der so entstandene Riemen durch Abtrennen in mehrere endlose Riemen geringerer Breite aufgeteilt werden.
Eine besonders vorteilhafte Gestaltung des Dornes 3 ist in Fig. 6 dargestellt. Zum Zwecke einer unverschiebbaren Lagerung der Verstärkungseinlagen 4 besitzen die Vorsprünge 10 rinnenförmige Aussparungen 14, die in Umfangsrichtung des Dornes 3 bzw. in Längsrichtung der Verstärkungseinlagen 4 verlaufen und einen genauen Windungsabstand der letzteren gewährleisten.
Casting mold for the production of belts from meltable, thermoplastic materials with reinforcing inserts
The main patent relates to a method and a mold for the production of belts from meltable, thermoplastic materials with reinforcements. According to claim II of the main patent, the casting mold is characterized in that it has a mandrel and an outer ring, and that at least one of these parts is provided with grooves on the periphery, which ensure the formation of a toothing on the belt to be produced. In the embodiments described in the main patent, the mandrel of the casting mold is toothed on its outer surface.
The present additional invention relates to a further embodiment of the last-mentioned casting mold, namely the same is characterized in that the raised points of the mandrel that form the tooth gaps of the belt for mounting the reinforcement layers have projections whose extent is smaller than in the circumferential direction of the mandrel that of the raised parts of the thorn.
These rigid projections, which are firmly connected to the mandrel, act as stops and ensure an exact position of the reinforcing inserts, determined by the height of the projections, in relation to the mold cavity through which the cross section of the belt is determined. A toothed belt with the greatest possible accuracy can thus be achieved, since the position of the reinforcement inserts in relation to the toothed inner surface of the belt is precisely defined. These projections, which are invariably unyielding when the reinforcing inserts are wound up, surprisingly have no adverse effect on the running properties and service life of the belt due to the recesses they create on the finished product on the inner surface, i.e. on the toothed side of the belt.
Due to the small width of the projections (expansion in the circumferential direction), an elastic cushion layer is retained between the reinforcement inserts and the toothed pulleys that interact with the belt in the area of the tooth gaps of the belt; kinking of the belt at the recesses caused by the projections cannot occur, since the belt is guided through the toothed wheels at its points subject to bending stress, namely at its deflection points.
In the casting mold according to the invention, separate pins or other holding means for the insert do not need to be inserted into the mold and not removed from the same after the belt has been cast.
In order to prevent premature destruction of the reinforcement inserts and the elastic layers surrounding them, for example through opening, it is advantageous to round off the surfaces of the projections facing the reinforcement inserts. It is also expedient to thicken the part of the projections facing the reinforcement inserts and, if necessary, to round off the resulting head on its surface facing the reinforcement inserts and additionally also to the side thereof.
In the accompanying drawing, several exemplary embodiments of the subject matter of the invention and an application example of a drive belt cast with the subject matter of the invention are illustrated.
Fig. 1 shows a belt drive with a toothed belt and correspondingly toothed pulleys in a side view.
FIG. 2 shows a partial section through a casting mold for producing a toothed belt for the belt drive according to FIG. 1.
3 to 6 each show further exemplary embodiments for the projections located on the raised areas of the mandrel for mounting the reinforcement inserts.
According to FIG. 1, a toothed belt 7 works together with correspondingly toothed pulleys 8. The belt 7 contains reinforcing inserts, which are expediently arranged in a transverse plane, namely in or near the neutral plane of the belt and, for example, consist of steel strands 4 laid in turns (FIG. 2).
According to FIG. 2, the casting mold for producing the belt 7 consists of an outer mold ring 1 and a mandrel 3 serving as an inner mold part, which is designed on its outer surface in accordance with the desired toothing of the belt 7. The raised points 9 of the mandrel 3, which form the tooth gaps of the belt, are provided with projections 10, which extend in the axial direction or essentially in the axial direction and are firmly connected to the mandrel 3, for supporting the reinforcing inserts 4. In the circumferential direction of the mandrel 3, the extent of the projections 10, which are essentially triangular in cross-section, is significantly smaller than that of the raised points 9; the width B of the raised areas 9 is approximately three to five times greater than the width B of the projections 10.
Advantageously, the apex of the projections 10 directed towards the reinforcement inserts 4 is rounded so that a correspondingly rounded indentation 10 'is created in the body of the belt 4 (FIG. 1) and the reinforcement inserts 4, for which usually thread-like elements, for example in the form of The aforementioned steel strands are used, are in contact with the projections 10 at points.
According to FIG. 3, the raised points 9 can each be provided with two projections 10 arranged at a distance from one another, which expediently merge directly into the flanks 9 'of the raised points 9, in order to thereby create several fixed stops in the area of a raised point 9 for the reinforcement inserts to obtain.
According to FIG. 4, a projection 11 with an essentially trapezoidal cross-section is provided at each raised point 9 in order to ensure a larger contact area of the reinforcement inserts 4 with the projections 10, if this should be desired.
The projection 12 according to FIG. 5 has a thickened head 13, which is button-like in cross-section of the projection and is rounded on its surface facing the reinforcement inserts 4 and also laterally. This design of the projection 12 practically completely eliminates fatigue fractures of the belt.
To produce the toothed belt, the reinforcing inserts formed from small steel cables are first of all evenly wound onto the mandrel 3, with a certain longitudinal tension. The mandrel 3 so occupied is now brought into a position coaxial with the mold ring 1, whereby the mold cavity for the toothed belt is created. After the mold cavity has been filled with the plastic or the like in the castable state and, for example when using polyurethanes, the material has crosslinked, the mold is opened and the belt is pulled off its mandrel 3. If necessary, the resulting belt can be divided into several endless belts of smaller width by cutting.
A particularly advantageous design of the mandrel 3 is shown in FIG. For the purpose of immovable mounting of the reinforcement inserts 4, the projections 10 have channel-shaped recesses 14 which run in the circumferential direction of the mandrel 3 or in the longitudinal direction of the reinforcement inserts 4 and ensure a precise winding spacing of the latter.