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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR CONNECTING BELT ENDS, AND A DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/078324
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and to a device for the endless connection of at least two belt ends of a belt configured as a transport or drive belt and preferably equipped with a tension member and, at least on one side, with a tooth profile. For this purpose, the belt ends of the belt that are to be connected are briefly heated in their respective end face to a temperature above their softening temperature, and the belt ends are connected at their end faces by a joining movement. The joining movement of the softened belt ends occurs in a displacement-dependent manner up to a predetermined setpoint position in which no pretension is transmitted between the end faces of the belt ends that bear against one another. In this setpoint position, a cooling element having a negative contour tailored to the profiling is placed against the belt surface such that the heat is quickly dissipated and the belt is cooled to a temperature below the solidification temperature.

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Inventors:
BUCH TORSTEN (DE)
HEINRICH HANS (DE)
SCHULZ LENNART (DE)
Application Number:
PCT/DE2020/100861
Publication Date:
April 29, 2021
Filing Date:
October 06, 2020
Export Citation:
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Assignee:
FORBO SIEGLING GMBH (DE)
International Classes:
B29C65/02; B29C65/14; F16G3/10; B29C65/20; B65G15/32
Attorney, Agent or Firm:
SCHEFFLER, Jörg (DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCH E

1. Verfahren zur Verbindung von zumindest zwei Bandenden zumindest eines als ein Transport- oder Antriebsband ausgeführten Bands, wobei die zu verbindenden Bandenden des Bands in ihrer jeweiligen Stirnfläche auf eine Temperatur oberhalb ihrer Erweichungstemperatur erwärmt und an ihren Stirnflächen durch eine Fügebewegung verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügebewegung der erweichten Bandenden wegabhängig bis zu einer vorbestimmten Sollposition gesteuert durchgeführt wird, in welcher zwischen den gegeneinander anliegenden Stirnflächen der Bandenden keine oder nur eine sehr geringe Kraft übertragen wird, und dass in der so erreichten Sollposition zumindest ein Kühlkörper in einem sich an die Stirnfläche anschließenden Endabschnitt zumindest eines Bandendes durch eine Zustellbewegung mit diesem in Kontakt gebracht wird, sodass ein Wärmeübergang von den Bandenden auf den Kühlkörper stattfindet und diese dadurch auf eine Temperatur unterhalb ihrer Erweichungstemperatur abgekühlt und so die Verbindung zwischen den Bandenden erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper in dem Verbindungsbereich von zumindest einer Seite mit beiden Bandenden in Kontakt gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper zwei Kühlelemente aufweist, die durch eine synchronisierte Zustellbewegung gegen einander gegenüberliegende Außenflächen zumindest eines Bandendes angelegt werden.

4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung der Stirnfläche der Bandenenden berührungslos erfolgt. 5. Eine zur Durchführung eines Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche bestimmte Vorrichtung zur insbesondere endlosen Verbindung von zumindest zwei Bandenden zumindest eines als ein Transport- oder Antriebsband ausgeführten Bands, mit einem Heizelement zur Erwärmung der Bandenden des Bands in ihrer jeweiligen Stirnfläche auf eine Temperatur oberhalb ihrer Erweichungstemperatur und mit einem Stellmittel zur Übertragung einer relativen Zustellbewegung auf die Bandenden, gekennzeichnet durch zumindest einen gegenüber der Oberfläche zumindest eines Bandendes anlegbaren Kühlkörper.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper eine Auflagefläche mit einer an die Strukturierung der beiden Bandenden angepasste, die gegeneinander anliegenden Bandflächen überbrückende Oberflächenbeschaffenheit aufweist.

7. Vorrichtung Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper eine Zuführung für ein Kühlmittel aufweist.

8. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper eine insbesondere austauschbare, an eine Profilierung und/oder Oberflächenbeschaffenheit des Bands angepasste Wärmeabführfläche aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeabführfläche relativ zu dem Kühlkörper in Richtung der Bandfläche beweglich ist.

10. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur in der Kontaktzone mit zumindest einem Bandende ausgestattet ist.

Description:
Verfahren zur Verbindung von Bandenden sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur insbesondere endlosen Verbindung von zumindest zwei Bandenden zumindest eines als ein Transport- oder Antriebsband ausgeführten Bands, welches beispielsweise mit einem Zugträger und vorzugsweise an einer Seite mit einer Profilierung, insbesondere einem Zahnprofil ausgestattet ist, wobei die zu verbindenden Bandenden des Bands in ihrer jeweiligen Stirnfläche kurzzeitig auf eine Temperatur oberhalb ihrer Erweichungstemperatur erwärmt und die Bandenden an ihren Stirnflächen durch eine Fügebewegung verbunden werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Derartige Verfahren werden in der Praxis bereits eingesetzt, um die Bandenden eines Transportbands zu einem endlosen Band zu verbinden. Dabei bestehen Transportbänder ohne textile Verstärkungen aus einem homogenen, relativ dicken thermoplastischen Kunststoffmaterial. Dieses Kunststoffmaterial muss sowohl die geforderten Oberflächeneigenschaften erreichen als auch die im Band wirkenden Zugkräfte übertragen.

Transportbänder ohne textile Verstärkungen weisen einerseits den Vorteil auf, dass sie sich dank der rundum porenfreien Oberfläche gut reinigen lassen. Es können auch keine Partikel oder ungebundene Fasern zu Verunreinigungen führen.

Aufgrund des unerwünschten Kriechens des thermoplastischen Kunststoffmaterials unter einer ständigen Zugspannung werden in das Innere des Transportbands oftmals Zugträger eingefügt.

Transportbänder mit textilen Verstärkungen weisen den Vorteil auf, dass sie sich trotz der dauernden Zugspannung, der sie ausgesetzt sind, nur sehr geringfügig längen. Sie zeichnen sich durch eine gute Flachlage, auch im Bereich der Endlosverbindung, aus. Es lassen sich dünne und entsprechend flexible Transportbänder mit hoher Reißfestigkeit realisieren.

Demgegenüber wirken sich Gewebeverstärkungen auf der Transportseite oder der Laufseite nachteilig auf die Reinigungseigenschaften aus: Die im Gewebe nach einiger Betriebsdauer entstehenden Poren füllen sich mit Verunreinigungen an, welche nur schwer entfernt werden können. Im Bereich Lebensmitteltransport bildet sich häufig ein Nährboden für unerwünschte Mikroorganismen und Pilze aus. Wenn das Band durch mechanische Einflüsse am Rand oder auf der Rückseite beschädigt wird, beginnen die verstärkenden Gewebelagen leicht zu fransen oder zu flusen. So aus dem Verbund herausgelöste Fasern oder Faserreste können das Transportgut verunreinigen und die Funktion des Bands beeinträchtigen.

Zur Erzeugung der Endverbindung werden bei Transportbändern beide Bandenden senkrecht zur Laufrichtung oder unter einem von der Senkrechten geringfügig abweichenden Winkel, beispielsweise von 75°, geschnitten. Die Bandenden werden dann stumpf gefügt und mit Wärme und Druck miteinander verschmolzen oder mit einer Schweißschnur aus thermoplastischem Kunststoff verschweißt.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Bandenden stirnseitig zunächst mittels eines Heizspiegels zu erwärmen und anschließend stumpf gegeneinander zu pressen. Dadurch entstehen oftmals wulstförmige Aufwerfungen, eine sogenannte Stauchwulst, wodurch auch der gegebenenfalls eingeschlossene Zugträger in Richtung der Ober- oder Unterseite ausgelenkt ist und gegebenenfalls aus der Oberseite oder Unterseite austreten kann. Solche Aufwerfungen werden anschließend durch ein Schneidwerkzeug flächig abgetragen, was allerdings zu einem Nacharbeitsaufwand sowie auch zu veränderten Bandeigenschaften in dem Verbindungsbereich führt. Dieser Schneidvorgang legt häufig die Faser erst frei.

Weiterhin ist aus dem Stand der Technik auch bereits ein Verfahren bekannt, bei dem auf die zu verbindenden Endabschnitte der beiden Bandenden ein Heizbalken aufgesetzt wird, und so zugleich Wärme und Andruckkraft übertragen wird. Dadurch entsteht eine glatte Oberfläche, wobei sich die Materialstärke in dem Verbindungsbereich an die übrigen Bandbereiche anpasst. Durch die wirkende Druckkraft ergeben sich erkennbar Änderungen der Oberflächenbeschaffenheit, sodass diese Art der Verbindung für viele Anwendungen solcher Bänder nur eingeschränkt geeignet ist.

Die US 4 071 388 A offenbart bereits eine Vorrichtung, um Kunststoffbänder in Längsrichtung oder spiralförmig um Kabeladern zu wickeln. Die Vorrichtung hat ein Heizelement zur Erwärmung der Bänder und Stellmittel zur Zustellung der Bänder. Weiterhin hat die Vorrichtung seitliche sowie unter den Bändern befindliche Kühlkörper.

Bei allen bekannten Verfahren erweist es sich bei der Herstellung endloser Verbindungen als nachteilig, dass sich die Oberflächeneigenschaften des Bands visuell und funktional von der Oberfläche des Bandes in den angrenzenden Bereichen deutlich unterscheiden. Dadurch erfordern diese Verbindungsbereiche in der Praxis oftmals einen erhöhten Pflegeaufwand und führen zudem zu einer Materialschwächung.

Weiterhin kann auch ein gegebenenfalls vorhandener Zugträger, beispielsweise Cordzugträger, aufgrund der Stauchung durch die Bandoberfläche austreten, sodass dieser nicht mehr vollständig eingeschlossen ist. Derart offenliegende Zugträger können die Eigenschaften des Transport- oder Antriebsbands durch Umgebungseinflüsse nachhaltig verändern.

Dadurch können gegebenenfalls bei Anwendungen im Lebensmittel- oder Pharmabereich die jeweiligen Anforderungen an die einzuhaltenden Hygienevorschriften nicht mehr zuverlässig erfüllt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine endlose Verbindung zu schaffen, deren Eigenschaften mit den übrigen Bandabschnitten zumindest nahezu identisch übereinstimmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren vorgesehen, bei dem die Fügebewegung der erweichten Bandenden wegabhängig bis zu einer vorbestimmten Sollposition gesteuert durchgeführt wird, in welcher zwischen den gegeneinander anliegenden Stirnflächen der Bandenden keine oder nur eine sehr geringe Vorspannung bzw. Kraft übertragen wird, und bei dem in der so erreichten Sollposition zumindest ein Kühlkörper mit einer auf die Profilierung abgestimmten Negativkontur in einem sich an die Stirnfläche anschließenden Endabschnitt zumindest einer Bandfläche durch eine Zustellbewegung insbesondere quer zur Bandoberfläche in Kontakt gebracht wird, wobei die Zustellung auf die Bandstärke des Bands bis zu einer die Profilierung nicht verändernden Sollposition beschränkt ist, sodass ein Wärmeübergang von den Bandenden auf den Kühlkörper stattfindet und diese dadurch auf eine Temperatur unterhalb ihrer Erweichungstemperatur abgekühlt und so die Verbindung zwischen den Bandenden durch Verschmelzung und Erstarrung erzeugt wird. Erfindungsgemäß wird hierzu beispielsweise mittels eines Heizspiegels eine Erwärmung ausschließlich der Stirnseiten bzw. Stirnflächen der Bandenden vorgenommen. Sobald die Erweichungstemperatur erreicht ist, werden diese dann in einer definierten Relativposition entsprechend der Profilierung des Bands zusammengefügt, wobei die Zustellung nicht zu einer unkontrollierten Verformung führt. Vielmehr sorgt eine Wegsteuerung dafür, dass die Annäherung der Stirnflächen entsprechend einem vorbestimmten Abstand bzw. Rastermaß der Profilierung des Bands erfolgt. In dieser Sollposition wird der Kühlkörper auf den Verbindungbereich aufgebracht, der in Richtung der Bandoberfläche entsprechend der jeweiligen Banddicke exakt zugestellt wird, sodass es zu einem flächigen Kontakt, jedoch nicht zu einer starken Kompression bzw. Verformung des Bandmaterials kommt.

Es erfolgt also im Wesentlichen keine kraftabhängige Pressung, sondern eine weggesteuerte Fixierung. Dabei hat der Kühlkörper eine Auflagefläche, sodass das Bandmaterial bereits während der Zustellung in die Endposition auf eine Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur abgekühlt wird. Dadurch wird mittels des Kühlkörpers zwar eine Anlage gegen die Bandoberflächen realisiert, im Unterschied zum Stand der Technik hierzu allerdings keine oder nur eine sehr geringe Druckkraft auf das Band übertragen, sodass eine Aufstauchung und eine dadurch bedingte Auswölbung vermieden wird. Zugleich wird durch die in einer vorbestimmten Relativposition gegeneinander anliegenden Bandenden auch das Austreten der Zugträgerenden vermieden. Durch die Kühlwirkung wird nicht nur eine schnelle Wärmeabfuhr und somit Verfestigung des Bandmaterials im Verbindungsbereich sichergestellt, sondern zugleich auch eine plastische Verformung oder Veränderung der Oberfläche vermieden.

Vorzugsweise wird der Kühlkörper in dem Verbindungsbereich von zumindest einer Seite mit beiden Bandenden in Kontakt gebracht. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung weist der Kühlkörper zwei Kühlelemente auf, die durch eine synchronisierte Zustellbewegung gegen einander gegenüberliegende Außenflächen zumindest eines Bandendes angelegt werden, um so eine gleichmäßige Wärmeabfuhr der Bandenden von beiden Außenseiten zu erreichen. Dadurch kann einem unerwünschten Verzug oder einer Verformung aus der fluchtenden Sollposition der beiden Bandenden in dem Verbindungsbereich der Bandenden entgegengewirkt werden.

Die Erwärmung könnte nach dem an sich bekannten Prinzip mittels eines Heizspiegels erfolgen. Besonders vorteilhaft ist es hingegen, wenn die Erwärmung der Stirnfläche der Bandenenden berührungslos beispielsweise mittels Strahlungswärme erfolgt, um so einen direkten Kontakt der Wärmequelle mit dem Bandmaterial zu vermeiden. Zudem kann so die Temperatur in der Stirnfläche kontinuierlich gemessen werden, um so einerseits einen gewünschten Verlauf der Temperaturerhöhung und andererseits eine zuverlässige Einhaltung einer maximalen Temperatur sicherzustellen. Bevorzugt können dabei auch sogenannte Hybridgeräte zum Einsatz kommen, die auch in einem schnellen Wechsel eine Heiz- oder Kühlfunktion erfüllen können.

Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe noch mit einer Vorrichtung zur insbesondere endlosen Verbindung von zumindest zwei Bandenden zumindest eines als ein Transport oder Antriebsband ausgeführten Bands gelöst, welches vorzugsweise mit einem Zugträger und zumindest an einer Seite mit einer Profilierung, insbesondere einem Zahnprofil ausgestattet ist, mit einem Heizelement zur Erwärmung der Bandenden des Bands, mit einem Stellmittel zur Übertragung einer relativen Zustellbewegung auf die Bandenden und mit einem gegenüber der Oberfläche zumindest eines Bandendes anlegbaren Kühlkörper.

Dabei hat es sich bereits als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn der Kühlkörper eine Auflagefläche mit einer an die Strukturierung der beiden Bandenden angepasste, die gegeneinander anliegenden Bandflächen überbrückende Oberflächenbeschaffenheit aufweist. Hierdurch wird die lagerichtige Zuordnung der Bandenden unter Einhaltung der regelmäßigen Profilierung des Bands durch den eintretenden Formschluss sichergestellt.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform besteht der Kühlkörper aus zwei Kühlkörper-Elementen, die beiderseits des Bands anlegbar sind, und im Gebrauch das Band zwischen sich einschließen. Zumindest ein Kühlkörper-Element kann eine Ausformung, insbesondere Aussparung für die Profilierung des Bands, insbesondere Zahnprofil aufweisen. Indem zumindest ein Kühlkörper-Element eine Negativform für die Profilierung des Bands bildet und die Endabschnitte beider Bandenden formschlüssig aufnimmt, ist so der Soll-Abstand der Bandenden bereits geometrisch festgelegt.

Die gewünschte Kühlwirkung kann durch die Auswahl eines passiven Kühlkörpers mit entsprechend geeigneten thermophysikalischen Eigenschaften erreicht werden. Beispielsweise kann der Kühlkörper an einer dem Band abgewandten Oberfläche mit Kühlrippen ausgestattet sein. Besonders vorteilhaft ist es hingegen, wenn der Kühlkörper eine Zuführung für ein Kühlmittel oder ein aktives Kühlelement, beispielsweise ein Peltier- Element, aufweist, um so die Kühlwirkung steuern und insbesondere an die jeweiligen Betriebsbedingungen optimal anpassen zu können. Besonders bevorzugt weist dabei der Kühlkörper eine insbesondere austauschbare, an die Profilierung des Bands angepasste Wärmeabführfläche auf, um so auch die Bandenden von Bändern mit unterschiedlichen Bandprofilierungen oder ohne eine Profilierung mit derselben Vorrichtung verbinden zu können. Hierzu ist die Wärmeabführfläche beispielsweise mittels eines Schnellverschlusses mit dem Kühlkörper verbunden.

Dabei kann es von Vorteil sein, wenn die Wärmeabführfläche relativ zu dem Kühlkörper in Richtung der Bandfläche beweglich ist, sodass die Wärmeabführfläche beispielsweise zunächst der Zustellbewegung des Kühlkörpers vorauseilend lediglich unter dem Einfluss der Schwerkraft oder mit einer vorbestimmten Kraft gegen die Bandoberfläche anliegt. Dadurch wird bereits vor Erreichen der Sollposition des Kühlkörpers eine Wärmeabfuhr erreicht und damit der Verbindungsprozess beschleunigt.

Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung mit einem Temperatursensor zur Erfassung der Bandtemperatur in der Kontaktzone der Bandenden ausgestattet. Der Temperatursensor kann zur Kontrolle der Bandtemperatur vorgesehen sein. In Verbindung mit der Steuerung wird so beispielsweise sichergestellt, dass das stirnseitige Fügen nur oberhalb einer Mindesttemperatur, insbesondere also der Erweichungstemperatur erfolgt, oder dass die Rückstellung des Kühlkörpers aus seiner gegen die Bandoberfläche anliegenden Arbeitsposition erst bei Unterschreitung einer unteren Temperaturschwelle, beispielsweise der Erstarrungstemperatur erfolgt.