Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Gummiraupenkette mit

Zugträgern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Gummiraupenkette mit Zugträgern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Gummiraupenkette unter Verwendung einer derartigen Vorrichtung gemäß dem Anspruch 6.

Als Antriebsmechanismen für Landfahrzeuge sind u.a. Raupenketten bekannt. Diese können nicht nur im militärischen Bereich sondern auch bei landwirtschaftlichen

Fahrzeugen sowie anderen Fahrzeugen für die Fortbewegung in unwegsamem Gelände genutzt werden. Raupenketten weisen üblicherweise an ihrer Innenseite, vorzugsweise mittig, nach innenragende Zahnelemente auf, mittels derer die Raupenkette von einem Antriebsrad oder dergleichen des Fahrzeugs erfasst und fortbewegt werden kann. An ihrer Außenseite weisen Raupenketten üblicherweise eine Profilierung auf, um auf dem

Untergrund besser Halt finden zu können. Diese Profilierung kann ähnlich wie bei z.B. einem Traktorreifen beschaffen sein, d.h. die Profilierung kann balkenförmige radiale

Erhebungen aufweisen, die schräg zur Laufrichtung der Raupenkette auf dieser angeordnet sind. Die innenliegenden Zahnelemente und die außenliegenden Profilierungselemente sind üblicherweise durch einen Raupenkettenkörper verbunden, der endlos geschlossen ist. Raupenketten können aus Gummi hergestellt sein und dann als Gummiraupenketten bezeichnet werden. Raupenketten können endlos geschlossen oder auch offen hergestellt werden. Sie können einen Zugträger zur Übertragung von Zugkräften z.B. in Form von Stahlseilen aufweisen, der in Laufrichtung mehrfach umlaufend angeordnet sein kann. Es können Querarmierungen vorhanden sein, die die Kräfte in der Breite der Raupenkette übertragen helfen können. Die Zugträger und bzw. oder Querarmierungen sind

üblicherweise im Raupenkettenkörper eingeschlossen, z.B. einvulkanisiert.

Zur Herstellung von Gummiraupenketten ist es z.B. aus der EP 1 075 385 Bl bekannt, in entsprechende Aussparungen einer zylindrischen Innenform un vulkanisierte

Gummielemente einzulegen, die später die Innenzähne der Gummiraupenkette bilden sollen. Über die unvulkanisierten Innenzähne bzw. die Außenfläche der Innenform wird dann der Raupenkettenkörper aus unvulkanisiertem Gummi mit dort eingebetteten

Zugträgern aufgebracht, z.B. durch Wickeln. Dabei wird der Raupenkettenkörper radial nach außen so dick aufgebaut, dass aus dem radial äußeren unvulkanisierten Material die außenseitige Profilierung geformt werden kann. Dies geschieht dadurch, dass eine zylindrische Außenform, welche an ihrer Innenseite die Außenkontur der Profilierung aufweist, und die un vulkanisierte Gummiraupenkette aneinander gepresst werden, so dass sich das außenliegende unvulkanisierte Material zur Profilierung verformt. Dann erfolgt die Vulkanisation innerhalb der Presse. Bei der Herstellung einer Gummiraupenkette gemäß der EP 1 135 248 Bl werden die Innenzähne als unvulkanisierte Gummielemente ausgebildet und in die entsprechenden Aussparungen einer zylindrischen Innenform eingelegt. Der übrige Körper der

Gummiraupenkette wird separat unvulkanisiert aufgebaut und dann auf die Innenform aufgelegt. Durch Zusammenpressen der Innenform und Außenform werden die Innenzähne von Innen an den Körper der Gummiraupenkette gepresst und auf der Außenseite der

Gummiraupenkette die äußeren Formsegmente durch Druck ausgebildet. Dann erfolgt die Vulkanisation innerhalb der Presse. Die Innenform und die Außenform ist dabei segmentiert aufgebaut, wobei die Segmente anfänglich in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind und im Rahmen der Vulkanisation zusammengedrückt werden, so dass sie eine zylindrische geschlossene Form ergeben. Nachteilig ist bei beiden zuvor beschriebenen Verfahren, dass die Außenkontur der Gummiraupenkette durch Pressen des unvulkanisierten Körpers der Gummiraupenkette ausgebildet wird. Da jedoch die Zugträger im unvulkanisierten Körper der

Gummiraupenkette angeordnet sind und durch das Pressen des unvulkanisierten Materials dieses fast ausschließlich im radial äußeren Bereich des Körpers der Gummiraupenkette verformt wird, kann es hierdurch zu einer Verlagerung der Zugträger aus ihrer

ursprünglichen Anordnung kommen. Auf diese Weise können die Zugträger nach der Vulkanisation nicht mehr in Umfangsrichtung gestreckt und in der neutralen Phase angeordnet sein, wodurch ihre Wirkung der Zugkraftübertragung in Längsrichtung der Gummiraupenkette eingeschränkt sein kann. Dies kann zu einem Reißen der

Gummiraupenkette führen und die Lebensdauer der Gummiraupenkette reduzieren.

Die DE 25 17 430 AI betrifft eine Form bzw. ein Verfahren zur Herstellung von

Doppelzahnriemen. Eine Innenform mit Aussparungen an seiner Außenseite zur

Ausbildung der Innenzähne des Doppelzahnriemens wird hier als Dorn bezeichnet. Die Außenform ist segmentiert ausgebildet, wobei jedes Segment zwei Zahnhälften und die Lücke zwischen zwei benachbarten Zähnen der Außenzähne ausbilden kann. Die

Segmente werden mittels eines verformbaren Mantels zusammengehalten und können auch hierdurch zusammengedrückt werden, um eine in Umfangsrichtung geschlossene

Außenform zu bilden. Die Segmente weisen seitlich hervorragende Zapfen auf, mit denen sie in radialer Richtung gegenüber der Innenform in dort ausgebildeten radialen

Langlöchern geführt werden können. Die Aussparungen zur Ausbildung der Innenzähne sowie der Außenzähne sind gleichgroß ausgebildet. Zur Ausbildung eines Doppelzahnriemens wird der in Umfangsrichtung endlos geschlossene Körper des Doppelzahnriemens auf der Außenoberfläche der Innenform aufgebaut, wobei auch hier Zugträger im Körper des Doppelzahnriemens angeordnet werden. Dann werden die Segmente der Außenform durch den Mantel zusammengezogen und die Außenform hierdurch geschlossen. Durch das Schließen der Form wird das eingeschlossene elastomere Material durch interne Strömungsvorgänge unter Druck in die Aussparungen der Innenform und Außenform gepresst und hierdurch die Zähne des Doppelzahnriemens ausbildet. Dann erfolgt die Vulkanisation innerhalb der Presse. Dabei kann überschüssiges elastomeres Material bzw. eingeschlossene Luft aufgrund des Druckes durch die Ritzen, die sich zwischen den Segmenten bilden, entweichen, weshalb diese Aufteilung der Segmentierung aufgrund des Verfahrens zu wählen ist.

Bei diesem Herstellungsprozess ist eine Verlagerung der Zugträger auch möglich, jedoch zumindest dann nicht zu erwarten, falls die Innenzähne und Außenzähne etwa gleichgroß ausgebildet sind, so dass das eingepresste Elastomermaterial relativ zur Lage der Zugträger gleichmäßig nach radial innen und radial außen gedrückt und hierdurch die Lage der Zugträger nicht bzw. nicht wesentlich verändert wird.

Dies gilt jedoch nur bei im Wesentlichen gleichgroßen Innenzähnen und Außenzähnen bzw. gleichgroßen Aussparungen der Innenform und Außenform zur Ausbildung dieser, weil sich nur dann der Druck des elastomeren Materials gleichmäßig verteilen kann. Somit ist das Verfahren der DE 25 17 430 AI nur mit den hinsichtlich der EP 1 075 385 Bl und der EP 1 135 248 Bl beschriebenen Nachteilen auf die Herstellung von

Gummiraupenketten anwendbar, weil bei einer Gummiraupenkette vergleichsweise kleine Innenzähne und vergleichsweise große äußere Profile ausgebildet werden. Ferner sind die Innenzähne im Allg. in einem schmalen mittigen Bereich angeordnet und die äußeren Profile erstrecken sich über die gesamte Breite der Gummiraupenkette, meist sogar schräg zur Laufrichtung.

Somit würde ein Einpressen eines elastomeren Materials in eine Form der DE 25 17 430 AI, die zur Herstellung von Gummiraupenketten verwendet werden soll, zu einem sehr starken Verlagern der Zugträger aus ihrer ursprünglichen Anordnung mit den

entsprechenden Nachteilen führen. Diese Verlagerung der Zugträger wäre sogar noch stärker als bei den Herstellungsverfahren der EP 1 075 385 Bl und der EP 1 135 248 Bl, weil dort beim Zusammenpressen der beiden Formen bereits elastomeres Material in den Aussparungen vorhanden ist, bei der DE 25 17 430 AI dieses jedoch erst noch unter Druck in die Aussparungen der beiden Formen eingepresst werden muss, was die

Wahrscheinlichkeit bzw. das Maß der Verlagerung der Zugträger deutlich erhöht. Auch sind die Zähne eines Doppelzahnriemens mit ca. 3 bis 5 mm radialer Höhe deutlich geringer ausgebildet als die Zähne einer Gummiraupenkette bzw. für landwirtschaftliche Fahrzeuge. Hier können die Zähne eine radiale Höhe von z.B. 70 mm aufweisen. Somit würden bei der Anwendung des Verfahrens der DE 25 17 430 AI auf eine

Gummiraupenkette auch viel größere Fließ wege des eingepressten elastomeren Materials auftreten, wodurch auch eine stärkere Verlagerung der Zugträger auftreten könnte.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Herstellung einer Gummiraupenkette mit Zugträgern der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, so dass Gummiraupenketten mit Zugträgern einfach und kostengünstig hergestellt werden können, ohne dass sich bei der Herstellung eine Verlagerung der Zugträger ergeben kann. Wenigstens soll die Verlagerung der Zugträger reduziert werden können.

Die Aufgabe wird erfindungs gemäß durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Gummiraupenkette mit Zugträgern mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Gummiraupenkette mit den Merkmalen gemäß Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung einer

Gummiraupenkette mit Zugträgern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Außenformsegmente jeweils an ihrer radialen Innenseite eine Aussparung zur Aufnahme eines unvulkanisierten Formelements für Außenzähne aufweisen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Außenzähne einer

Gummiraupenkette mit Hilfe von profilierten Formelementen einfacher und günstiger herzustellen sind als die außenseitige Profilierung aus dem unvulkanisierten Material des Körpers der Gummiraupenkette zu pressen. Diese Herstellung identischer Formelemente für einen Typ von Gummiraupenkette kann in großer Stückzahl und damit kostengünstig erfolgen.

Vorteilhaft ist auch, dass durch den Aufbau der zu vulkanisierenden Gummiraupenkette aus Formelementen als Zähne der Pressdruck auf ein Minimum reduziert und durch einen Mantel im Autoklaven erzielt werden kann. Die Vulkanisation kann daher in einem Autoklaven erfolgen, was die Herstellungskosten deutlich reduzieren kann.

Vorteilhaft ist insbesondere, dass durch den Verzicht auf ein Pressen der Formteile bzw. Drücken des elastomeren Materials in die Form eine Verlagerung der Zugträger durch die forminternen Strömungen des elastomeren Materials verringert bzw. vermieden werden kann. Hierbei werden unter Zugträgern sowohl die endlos gewickelten geschlossenen Stahlseile in Laufrichtung der Gummiraupenkette als auch Querarmierungen etc. in Querrichtung verstanden. Dies kann die Haltbarkeit und Langlebigkeit der

Gummiraupenkette verbessern.

Die Außensegmente können dabei miteinander zu einer in Umfangsrichtung verlaufenden und geschlossenen Kette zusammengesetzt oder auch einzeln und lose in Umfangsrichtung und bzw. oder seitlich nebeneinander angeordnet sein. Die Außensegmente können dabei jeweils in der Breite durchgängig oder nur abschnittsweise ausgebildet sein, so dass mehrere Außensegmente seitlich nebeneinander die Breite des Körpers der

Gummiraupenkette abdecken können. Es können identische Außensegmente oder unterschiedliche Außensegmente miteinander verwendet werden, so dass sich die

Gestaltung der Profilierung der Außenzähne auf diese Weise gestalten lässt.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Außenformsegmente von einem verformbaren Mantel in Umfangsrichtung zusammengehalten und von radial außen zusammengepresst werden. Hierdurch können die Außenformsegmente zueinander in Position gehalten werden. Auch kann über den Mantel Druck auf die Außenformsegmente ausgeübt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Außenformsegmente gegenüber der Innenform radial beweglich gelagert. Dies ermöglicht eine Beweglichkeit der Außenformsegmente beim Anpressen durch den Mantel nach radial innen. Ferner können so Fertigungsunterschiede der einzelnen Formelemente ausgeglichen werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen die

Außenformsegmente nach radial außen eine Öffnung auf. Diese Öffnung dient dem Druckausgleich beim Zusammenpressen der Außenformsegmente, d.h. durch die Öffnung kann das unvulkanisierte Material der Formelemente für Außenzähne nach radial außen austreten, falls dies erforderlich ist. Die radiale Außenfläche des Formelements kann sich dann innenseitig an den Mantel andrücken, so dass diesem Austritt eine Grenze gesetzt ist. Dieser radiale Überstand der vulkanisierten Außenzähne hat auf die Qualität der

Gummiraupenkette keinen Einfluss, weil sich diese Seite der Gummiraupenkette bei der Verwendung abnutzt und der Überstand damit abgetragen wird.

Diese Öffnung ist vorzugsweise flächig ausgestaltet, um Bewegungen im elastomeren Material anders als in radialer Richtung zu vermeiden, weil hierdurch eine Verlagerung der Zugträger erfolgen könnte.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung entspricht die Öffnung im Wesentlichen der radial äußeren Fläche eines unvulkanisierten Formelements für

Außenzähne. Hierdurch können Bewegungen im elastomeren Material anders als in radialer Richtung vermieden werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer

Gummiraupenkette unter Verwendung einer Vorrichtung wie zuvor beschrieben mit den Schritten gemäß Anspruch 6. Hierdurch können die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Herstellung von Gummiraupenketten genutzt werden. Ein Ausführungsbeispiel und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im

Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische schematische Darstellung einer erfindungs gemäßen

Vorrichtung ohne Gummiraupenkette;

Fig. 2 die Ansicht der Fig. 1 mit eingesetzten unvulkanisierten Formelementen für

Innenzähne und unvulkanisiertem Körper der Gummiraupenkette;

Fig. 3 die Ansicht der Fig. 2 mit aufgesetzten unvulkanisierten Formelementen für

Außenzähne;

Fig. 4 die Ansicht der Fig. 3 mit Außenformsegmenten;

Fig. 5 die Ansicht der Fig. 4 mit aufgesetztem beabstandeten Mantel; und

Fig. 6 die Ansicht der Fig. 5 mit zusammengezogenem Mantel.

Die erfindungs gemäße Vorrichtung weist eine Innenform 1 auf, welche zylindrisch ausgebildet ist und sich in einer Breite B und einer Umfangsrichtung U erstreckt. Die Innenform 1 besitzt einen zylindrischen Dorn 10, auf dessen Außenfläche in radialer Richtung R seitlich mittig eine Mehrzahl von Aussparungen 11 zur Aufnahme von unvulkanisierten Formelementen für Innenzähne 30 einer Gummiraupenkette 3 ausgebildet sind. Die radiale Außenfläche des Dorns 10 wird seitlich in der Breite B durch

Seitenbegrenzungen 12 begrenzt, die jeweils radiale Langlöcher 13 aufweisen.

Die erfindungs gemäße Vorrichtung weist ferner eine Außenform 2 auf, welche eine Mehrzahl von Außenformsegmenten 21 aufweist, die gemeinsam eine zylindrische Anordnung bilden. Die Außenformsegmente 21 werden von einem verformbaren Mantel 20 von radial außen gehalten und können von diesem nach radial innen zusammengedrückt werden. Jedes Außenformsegment 21 weist eine Aussparung 22 auf, die der Kontur eines unvulkanisierten Formelements für einen Außenzahn 31 entspricht. Dabei sind die

Außenformsegmente 21 nach radial außen flächig offen ausgebildet, so dass die

Außenfläche des unvulkanisierten Formelements für einen Außenzahn 31 aus dieser Öffnung 24 nach radial außen ragen und dort mit der Innenfläche des Mantels 20 in Kontakt kommen kann. Zur Führung der Außenformsegmente 21 weisen diese jeweils Führungselemente 23 in Form von Zapfen 23 auf, die sich in der Breite B von den Außenformsegmenten 21 erstrecken und in die radialen Langlöcher 13 der Seitenbegrenzungen 12 eingreifen.

Hierdurch werden die Außenformsegmente 21 an einer Bewegung in Umfangsrichtung U gehindert und damit in dieser Richtung positioniert. In radialer Richtung R ist jedoch eine Beweglichkeit innerhalb der Langlöcher 13 gegeben, so dass ein Höhenausgleich in radialer Richtung R erfolgen kann.

Mittels der erfindungs gemäßen Vorrichtung kann eine Gummiraupenkette 3 mit

Zugträgern 33 nun wie folgt hergestellt werden:

In die Aussparungen 11 der Innenform 10 (siehe Fig. 1) werden die unvulkanisierten Formelemente für Innenzähne 30 eingesetzt, so dass sie diese ausfüllen und radial außenseitig möglichst bündig mit der Außenfläche des Dorns 10 abschließen. Auf dieser Außenfläche des Dorns 10 wird dann der unvulkanisierte Körper 32 der

Gummiraupenkette 3 aus Schichten von elastomeren Material sowie dort eingebetteter Zugträger 33 aufgebaut, so dass die unvulkanisierten Formelemente für Innenzähne 30 und der unvulkanisierte Körper 32 einander flächig möglichst vollständig berühren (siehe Fig. 2).

Parallel werden die Außenformsegmente 21 zu einer Kette entsprechend des Umfangs der Außenfläche des unvulkanisierten Körpers 32 der Gummiraupenkette 3 zusammengesetzt und die unvulkanisierten Formelemente für Außenzähne 31 in die Aussparungen 22 eingefügt. Diese Kette von Außenformsegmenten 21 wird dann auf den unvulkanisierten Körper 32 der Gummiraupenkette 3 aufgerollt, so dass die Zapfen 23 in die radialen Langlöcher 13 eingreifen (siehe Fig. 3 und 4).

Dann wird der Mantel 20 um die Außenformsegmente 21 herum gelegt (siehe Fig. 5) und anschließend zusammengezogen (siehe Fig. 6), so dass die unvulkanisierten Formelemente für Innenzähne 30, der unvulkanisierte Körper 32 der Gummiraupenkette 3 und die unvulkanisierten Formelemente 31 für Außenzähne radial aneinander gedrückt und in diesem Zustand gehalten werden. Dabei kann elastomeres Material der unvulkanisierten Formelemente der Außenzähne 31 durch die Öffnungen 24 der Außenformsegmente 21 nach radial außen gegen die Innenseite des Mantels 20 gedrückt werden, um

Abweichungen der Formelemente der Außenzähen 31 auszugleichen.

In diesem Zustand kann die unvulkanisierte Gummiraupenkette 3 vulkanisiert werden, wobei dies in einem Autoklaven erfolgen kann, weil gemäß der erfindungs gemäßen Vorrichtung bzw. des entsprechenden Verfahrens kein hoher Druck zur Formgebung der Gummiraupenkette 3 auf die unvulkanisierten Elemente 30, 31, 32 ausgeübt werden muss. Auch ist kein Einpressen von unvulkanisiertem Material in die Form 1, 2 erforderlich. Hierdurch kann vermieden werden, dass es durch forminterne Strömungen des elastomeren Materials zu Verlagerungen der Zugträger 33 kommen kann, was diese aus der

gewünschten Lage wie der neutralen Phase bringen könnte.

Vielmehr werden erfindungsgemäß die unvulkanisierten Elemente 30, 31, 32 durch den Druck des Mantels 20 lediglich soweit zusammengedrückt, dass die Kontaktflächen zueinander während der Vulkanisation sicher zusammengefügt bleiben und so durch die Vulkanisation stoffschlüssig verbunden werden können. Dieser Druck des Mantels 20 ist jedoch zu gering, um in den vorgeformten unvulkanisierten Elemente 30, 31, 32 forminterne Strömungen des elastomeren Materials und hierdurch größere Verlagerungen der Zugträger 33 bewirken zu können, weshalb diese erfindungs gemäß vermieden werden können.

Bezugszeichenliste

(Teil der Beschreibung)

B Breite

R radiale Richtung, Radius

U Umfangsrichtung

I Innenform

10 Dorn

I I Aussparungen des Dorns 10

12 Seitenbegrenzung

13 radiale Langlöcher der Seitenbegrenzung 12 2 Außenform

20 Mantel

21 Außenformsegmente, Mantelsegmente

22 Aussparungen der Außenformsegmente 21

23 Führungselemente bzw. Zapfen der Außenformsegmente 21

24 Öffnungen der Außenformsegmente 21

3 Gummiraupenkette

30 unvulkanisierte Formelemente für Innenzähne, Zahnstollen, Innenzähne

31 unvulkanisierte Formelemente für Außenzähne, Profilstollen, Außenzähne, Profilierung

32 unvulkanisierter Körper der Gummiraupenkette 3

33 Zugträger