(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テンション層(4)と、第１の長手方向の端での第１の端部(2)と、第２の長手方向の端での第２の端部(3)と、前記第１の端部(2)及び前記第２の端部(3)を接続するための端部接続と、を有するベルト(1)であって、
前記端部接続は、前記第１の端部(2)に取付られる第１の接続要素(21)と、前記第２の端部(3)に取付られる第２の接続要素(31)と、を備え、前記第１の接続要素(21)及び前記第２の接続要素(31)は、解除可能なように相互連結可能であるとともに、ワンピースでそれぞれ形成されており、
前記第１の接続要素(21)及び前記第２の接続要素(31)の各々は、前記テンション層(4)と一緒に、単一のニュートラルな曲げ平面を形成し、前記テンション層(4)及び少なくとも１つの指要素(22，32)のそれぞれが、前記第１の端部(2)及び前記第２の端部(3)の領域に指状に互いに係合するように、前記第１の接続要素(21)及び前記第２の接続要素(31)の各々が、前記第１の端部(2)及び前記第２の端部(3)に指状に埋め込まれた少なくとも１つの指要素(22，32)をそれぞれ有することを特徴とするベルト(1)。
【請求項２】
前記第１の接続要素(21)及び前記第２の接続要素(31)が、鋼からなることを特徴とする、請求項１に記載のベルト(1)。
【請求項３】
前記第１の接続要素(21)及び前記第２の接続要素(31)が、少なくとも１０ＧＰａの弾性係数を有する伸長抵抗材料から形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のベルト(1)。
【請求項４】
前記第１の接続要素(21)及び前記第２の接続要素(31)が、少なくとも１９０ＧＰａの弾性係数を有する伸長抵抗材料から形成されることを特徴とする、請求項３に記載のベルト(1)。
【請求項５】
前記第１の接続要素(21)及び前記第２の接続要素(31)が、曲げ可撓性材料から形成されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１つに記載のベルト(1)。
【請求項６】
前記テンション層(4)が、複数のテンションキャリアを備えることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１つに記載のベルト(1)。
【請求項７】
前記テンションキャリアが、テンションケーブルであることを特徴とする、請求項６に記載のベルト(1)。
【請求項８】
前記第１の接続要素(21)及び前記第２の接続要素(31)が、前記第１の端部(2)及び前記第２の端部(3)に改善されたアンカー固定のための突出部(26，36)及び／又は凹部(27，37)をそれぞれ備えることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１つに記載のベルト(1)。
【請求項９】
前記第１の接続要素(21)は第１のアイレットを持った第１の結合要素(23)を有し、前記第２の接続要素(31)は第２のアイレットを持った第２の結合要素(33)を有し、前記第１の結合要素(23)及び前記第２の結合要素(33)は、互いの間で係合する第１のアイレット及び第２のアイレットを通して渡すことができるヒンジロッド(5)によって相互連結可能であることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１つに記載のベルト(1)。
【請求項１０】
前記ベルト(1)が歯付きのベルトであることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１つに記載のベルト(1)。
【請求項１１】
前記ベルト(1)が、前記端部接続の領域において連続した歯部(8)を有することを特徴とする、請求項１０に記載のベルト(1)。
【請求項１２】
前記歯部(8)が、前記端部接続の領域において分割された歯(81)を有することを特徴とする、請求項１１に記載のベルト(1)。
【請求項１３】
前記ベルト(1)が、前記テンション層(4)及び前記端部接続とは別に、少なくとも部分的に熱可塑性の材料から形成されることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１つに記載のベルト(1)。
【請求項１４】
テンション層(4)と、第１の長手方向の端での第１の端部(2)と、第２の長手方向の端での第２の端部(3)と、前記第１の端部(2)及び前記第２の端部(3)を接続するための端部接続と、を有するベルト(1)であって、前記端部接続が、前記第１の端部(2)に取付られる第１の接続要素(21)と、前記第２の端部(3)に取付られる第２の接続要素(31)と、を備え、前記第１の接続要素(21)及び前記第２の接続要素(31)の各々が、伸長抵抗材料からワンピースで形成され、解除可能なように相互連結可能であり、前記テンション層(4)と一緒に、単一のニュートラルな曲げ平面を形成するベルト(1)の製造方法であって、
a) 前記第２の接続要素(31)に前記第１の接続要素(21)を接続するステップと、
b) 前記第１の接続要素(21)及び前記第２の接続要素(31)が、前記テンション層(4)と一緒に、単一のニュートラルな曲げ平面を形成するように、溶融圧縮成形によって、前記第１の端部(2)に前記第１の接続要素(21)を接続するとともに前記第２の端部(3)に前記第２の接続要素(31)を接続するステップと、
c) 前記第２の接続要素(31)から前記第１の接続要素(21)を切り離すステップと、備えるベルト(1)の製造方法。
【請求項１５】
前記ステップb)では、前記第１の接続要素(21)及び前記第２の接続要素(31)が、熱可塑性の下側部(25，35)と熱可塑性の上側部(24，34)との間で溶融圧縮成形の前に配置されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベルトの端部を接続するための解除可能な端部接続を有するベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
このタイプのベルトは、一般に、コンベヤーベルト、駆動ベルトあるいはタイミングベルトである。バンドも参照される。この用語は、明瞭さの目的で以下に同等に使用されている。これらのベルトは、フレキシブルであり、異なる断面を有することができる。すなわち、これらのベルトは、例えばV字形やフラットであってもよい。その用途はマニホールドであり、力の伝達及び運ばれる材料の輸送が、特に重要である。さらに、装置の周期的なシーケンスあるいは空間の位置のいずれかが制御されるために、タイミングベルトも使用される。ベルトは、時々エンドレスで製造されないが、ベルトの２つの長手方向の端部で、間接的にあるいは直接的に相互に連結される端部を有する。
【０００３】
歯付きのベルト用の解除可能な端部接続は、特許文献１から知られている。当該歯付きのベルトは、テンション層を備えている。歯付きベルトでは、材料を運ぶことができる上層が上方に配置され、歯部を有する下層が下方に配置されている。歯付きのベルトは、その２つの長手方向の端部で第１の接続要素及び第２の接続要素を備える。それらは接続ロッドを介して連結される。第１の接続要素及び第２の接続要素の各々は、クランプ及び取付層を有する。クランプの各々は、取付層を介して各場合において上下からテンション層に接続される。ここで、クランプが、テンション層によって形成されたニュートラルな（neutral）曲げ平面の外側に配置され、追加の取付層によってテンション層に取付られることは問題である。これは、このタイプのベルトの走行特性への悪影響を有する。
【０００４】
ベルトの端部でのベルトの解除可能な端部接続については、織物層（fabric ply）を備える特許文献２からも知られている。プラスチック又は金属からできた螺旋形のワイヤー要素が、端面において織物層に取付られている。ベルトを端部接続するとき、螺旋形のワイヤー要素が互いに係合し、結合ロッドは、２つの端部が互いに連結されるように、互いに係合する螺旋形のワイヤー要素を通して渡される。これらのベルトとこの結合方式は、ベルトが伸ばされてもよいので、螺旋形のワイヤー要素及び織物層を介して端部に取付することにより、許容可能な張力の負荷が極度に制限されるという不都合を有する。それは、特に当該ベルトの可能な伸張スリップを考慮すると多くの用途においてもはや受け入れ可能でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公開第2003/0146072号明細書
【特許文献２】独国実用新案第296 15 292号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、この発明の目的は、冒頭部で述べたタイプの解除可能な端部接続を有するベルトを作ることである。それは、先行技術でのベルトの不都合を有しないし、特に高い張力を取り込む（take up）ように構成されており、良好な走行特性を有する。
【０００７】
この目的は、請求項１で規定されるような、この発明に係る端部接続を有するベルトによって達成される。請求項１４は、この発明に係る当該ベルトの製造方法に関する。好ましい変形例は、従属請求項から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の本質は、以下のとおりである。ベルトは、テンション層と、第１の長手方向の（longitudinal）端での第１の端部と、第２の長手方向の端での第２の端部と、２つの端部を接続するための端部接続と、を有する。端部接続は、第１の端部に取付られる第１の接続要素と、第２の端部に取付られる第２の接続要素と、を備えて、第１の接続要素及び第２の接続要素は、解除可能なように相互連結可能であり、伸長抵抗材料から形成されることを特徴とする。第１の接続要素及び第２の接続要素の各々は、ワンピースで形成され、テンション層と一緒に、単一のニュートラルな曲げ平面（single neutral bending plane）を形成する。さらに、テンション層および指要素が第１の端部及び第２の端部の領域に指状にそれぞれ互いに係合するように、第１の接続要素および第２の接続要素の各々が、第１の端部及び第２の端部に指状にそれぞれ埋め込まれた少なくとも１つの指要素を有する。
【０００９】
当該指要素の数および形態は、テンション層と接続要素との間での所望の接続強度に応じて選択することができる。テンション層の部分が指要素に隣接配置されるので、互いでの指状の係合は、第１の端部および第２の端部の内部にある指要素によって単一のニュートラルな曲げ平面に沿ってテンション層が続けられることを可能にする。このように、指要素は、テンション層の高さでベルト内に配置される。そして、テンション層の上下に接続要素を配置することは必要ではない。
【００１０】
伸長抵抗材料から第１の接続要素及び第２の接続要素を形成することにより、張力を受けているベルトの端部接続の延伸が最小限にされる。そして、引張強度は概して増加する。
【００１１】
伸長抵抗という用語は、より具体的にはその幾何学(すなわち材料片の断面積や長さ)に関して、材料がその変形の状態に置く（put）抵抗を意味すると理解されるべきである。伸長抵抗Dは、弾性係数Ｅ及び断面積Ａの積(すなわちＤ=Ｅ・Ａ)として規定される。
【００１２】
単一のニュートラルな曲げ平面での接続要素の配置及びテンション層の配置は、ベルトの走行特性を改善する。そして、特に、端部接続の領域での著しく急速な材料疲労が回避されるので、その耐久性は、概して延長される。ニュートラルな曲げ平面は、ベルトが曲がる場合には長さが変わらないベルトの領域を決定する。
【００１３】
この発明に係るベルトの更なる利点は、接続要素の各々がワンピースで形成され、ベルトの端部に直接的に接続されるということである。接続要素を端部に取付するための追加の要素は必要ではない。それは、一方では構造上の負担を軽減し、他方では強度を高める。
【００１４】
好適である変形例では、第１の接続要素及び第２の接続要素は、鋼（特にばね鋼）からなり、それは、特に容易に加工される安価な材料との伸長抵抗の接続を可能にする。
【００１５】
好ましくは、第１の接続及び第２の接続要素は、少なくとも１０ＧＰａ（１０・１０９N/ｍ２）の弾性係数、特に少なくとも１９０ＧＰａ（１９０・１０９N/ｍ２）の弾性係数を有する伸長抵抗材料から形成される。
【００１６】
第１の接続要素及び第２の接続要素は、好適には曲げ可撓性（bending flexible）材料から形成される。ここで、ベルトの曲げ可撓性は、テンション層の、あるいはベルトの曲げ可撓性に従って柔軟に曲がる接続要素の形成により、端部に保持することができる。その結果、曲げ可撓性は、全ベルトに沿って実質的に一定に保つことができる。
【００１７】
好ましくは、接続要素とテンション層との間での接続は、接続要素及びテンション層の両方が埋め込まれる中間のベルト材料を介して達成される。
【００１８】
好ましくは、テンション層は、複数のテンションキャリア（特にテンションケーブル）を備える。形態及び断面を考慮して、テンションキャリアの設計が、マニホールド（manifold）とすることができる。テンションキャリアの数は、例えば、少なくとも１つのテンションキャリアが各指要素の一側に設けられるように、設けられた指要素に依存して選択することができる。逆もまた同じである。
【００１９】
好適には、第１の接続要素及び第２の接続要素の各々は、第１の端部及び第２の端部での改善されたアンカー固定（anchoring）のための突出部及び／又は凹部をそれぞれ備える。このように、接続要素の簡単な合体（incorporation）が可能である。そして、同時に、安全なホールドは、形態適合（fit）により張力の方向に保証される。
【００２０】
好適である変形例によれば、第１の接続要素は、第１のアイレットを有する第１の結合要素を備える。そして、第２の接続要素は、第２のアイレットを有する第２の結合要素を備える。第１の結合要素及び第２の結合要素は、ヒンジロッドによって相互に連結可能である。ヒンジロッドは、互いの間で係合する第１のアイレット及び第２のアイレットを通して渡すことができる。第１の結合要素は、ベルトを閉じるために簡単な方法で第２の結合要素に接続される。結合が間接的にあるいは直接的に実行される他の結合変形例も考えられる。結合がヒンジ連結された実施形態も、単なる例示であって義務的ではない。
【００２１】
端部接続の領域での伸長抵抗により、歯付きのベルトが形態ロック（form-locked）の方法でその駆動要素に着座することが保証されるので、ベルトが歯付きのベルトである場合、この発明が特に好適であることが分かっている。歯付きのベルトの走行特性については、好ましい変形例に係る歯付きのベルトが、端部接続の領域に連続した歯部を有することが好適であることが判明している。歯がないわけではないので、これによって、歯付きのベルトの循環の間に一定の形態の適合（fit）が可能になる。
【００２２】
歯付きのベルトを開くこと及び／又は閉じることのために、好適には、その歯部は、端部接続の領域において、分割された歯を有する。
【００２３】
ベルトは、テンション層及び端部接続を別にして、好ましくは少なくとも部分的に熱可塑性の材料で作られている。これによって、熱接合による端部接続を有するベルトの簡単な製造が可能になる。
【００２４】
テンション層と、第１の長手方向の端での第１の端部と、第２の長手方向の端での第２の端部と、２つの端部を接続するための端部接続と、を有するベルトを製造するためのこの発明に係る方法であって、端部接続は、第１の端部に取付られる第１の接続要素と、第２の端部に取付られる第２の接続要素と、を備え、第１の接続要素及び第２の接続要素の各々は、伸長抵抗材料からワンピースで形成され、解除可能なように相互連結可能であり、テンション層と一緒に単一のニュートラルな曲げ平面を形成するベルトの製造方法であり、当該方法は、
a) 第２の接続要素に第１の接続要素を接続するステップと、
b) 第１の接続要素及び第２の接続要素がテンション層と一緒に単一のニュートラルな曲げ平面を形成するように、溶融圧縮成形によって、第１の端部に第１の接続要素を接続するとともに第２の端部に第２の接続要素を接続するステップと、
c) 第２の接続要素から第１の接続要素を切り離すステップと、を備える。
【００２５】
好適である変形例によれば、製造方法のステップb)では、第１の接続要素及び第２の接続要素は、熱可塑性の下側部と熱可塑性の上側部との間に溶融圧縮成形の前に位置決めされる。当該位置決めは、ベルトのテンション層の高さで接続要素の配置を簡単にする。熱可塑性の下側部及び熱可塑性の上側部の各々は、ツーピースで形成され、ベルトの端部からあらかじめ除去されてもよい。
【００２６】
この発明に係るベルトは、例示の実施形態に基づく添付図面を参照して、以下に詳しく説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】端部接続を有するこの発明に係るベルトの例示の実施形態の一部の斜視図を示す。
【図２】図１におけるベルトの接続領域の分解図を示す。
【図３】ベルトの端部に埋め込まれた接続要素の斜視図を示す。
【図４】図１におけるベルトの接続要素の平面図を示す。
【図５】図４における接続要素の側面図を示す。
【図６】図１におけるベルトの相互連結した接続要素の平面図を示す。
【図７】ベルトの端部に埋め込まれた接続要素を下から見た図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に述べることが、以下の記載に当てはまる。図では、参照記号が図面の明瞭さの目的で示されるが、直接的に関連する記載の部分で言及されていない場合、これらの参照記号の説明のために記載の前部分あるいは後部分が参照される。反対に、図面を過剰に複雑にするのを避けるために、即時の理解にはそれほど適切でない参照記号が、すべての図に示されていない。この場合、他の図が参照される。
【００２９】
この発明に係るベルト1の図１乃至７に図示した例示の実施形態は、図１によれば、第１の接続要素21が取付られている第１の端部2と、第２の接続要素31が取付られている第２の端部3と、を備える。以下に詳細に説明されるように、２つの接続要素21，31は、ヒンジロッドを介して、相互連結されている。ベルト1は、テンション層4をさらに有する。テンション層4は、複数の平行のテンションケーブルによってここに形成される。テンションケーブルの２つだけが図示されている。図示したテンションケーブルのうちの１つは、一部分だけを示したベルト1のコースを示す。ベルト1は、歯付きのベルトとして形成され、その走行側に歯部8を有する。
【００３０】
テンション層4は、第１の接続要素21及び第２の接続要素31と一緒に、ベルト1のニュートラルな（neutral）曲げ平面を形成する。ベルト1のニュートラルな曲げ平面というのは、ベルトが曲がるときに長さが変わらないベルト1の領域を意味すると理解されるべきである。この目的のために、いずれの場合においてもテンション層4の高さで、第１の接続要素21が第１の端部2の内部に配置され、第２の接続要素31が第２の端部3の内部に配置される。テンションケーブルが接続要素21，31の部分に隣接して第１の端部2及び第２の端部3の領域にそれぞれ延在し、それらと一緒に、前記端部接続領域にベルト1のニュートラルな曲げ平面を形成するように、テンション層4のテンションケーブルは、第１の端部2及び第２の端部3に達する。
【００３１】
テンション層4のテンションケーブルと接続要素21，31との間での力のロックされた（force-locked）接続は、ベルト材料を介して達成される。そして、テンションケーブルと接続要素21，31は埋め込まれている。好ましくは、ベルト材料は熱可塑性材料である。それによって、知られている方法による簡単な埋め込みプロセスが可能になる。
【００３２】
図２は、ベルトの端部接続の分解図である。第１の端部2が第１の上側部24及び第１の下側部25を備えることを見ることができる。第１の上側部24及び第１の下側部25は、第１の端部2の残りから離れていて、第１の上側部24及び第１の下側部25の間に第１の接続要素21が配置される。第１の接続要素21は２つの指要素22から作られているが、したがって第１の上側部24及び第１の下側部25は、指要素を形作っている。これらの指要素は、組み立てられた状態で、第１の端部2の残りの中での相補的な間隙と係合し、溶融圧縮成形プレスにおいて第１の端部2の残りと一緒に溶融される。第１の上側部24及び第１の下側部25によって、テンション層4の高さでの第１の接続要素21の位置決めと、ニュートラルな曲げ平面に従うアライメントと、が可能になる。
【００３３】
同様に、第２の端部3は、第２の上側部34及び第２の下側部35を備える。第２の上側部34及び第２の下側部35は第２の端部3の残りから離れていて、第２の上側部34及び第２の下側部35の間に第２の接続要素31が配置される。第２の接続要素31は２つの指要素32から作られるが、したがって第２の上側部34及び第２の下側部35は、指要素を形作っている。これらの指要素は、組み立てられた状態で、第２の端部3の残りの中での相補的な間隙と係合し、溶融圧縮成形プレスにおいて第２の端部3の残りと一緒に溶融される。第２の上側部34及び第２の下側部35によって、テンション層4の高さでの第２の接続要素31の位置決めと、ニュートラルな曲げ平面に従うアライメントと、が可能になる。
【００３４】
この例示の実施形態において、２つの端部2，3は、テンション層4とは別にして、熱可塑性の材料で完全に作られている。溶融圧縮成形中の熱可塑性の材料は、接続要素21，31に設けられた凹部27，37を通り抜けて、端部2，3において接続要素21，31を最適にアンカー固定するように、熱可塑性の材料によって、上側部24，34とそれぞれの下側部25，35との最適な溶融が可能になる。端部接続の引張強度を高めるために、突出部26，36が、接続要素21，31上に追加的に形成され、端部2，3において接続要素21，31をより強固にアンカー固定する。
【００３５】
ベルト1を閉じる、すなわちベルト1の端部を接続するために、第１の接続要素21は、複数のアイレットを持った第１の結合要素23を有する。そして、第２の接続要素31は、第１の結合要素23のアイレットに関して横方向にオフセットされた（offset）複数のアイレットを持った第２の結合要素33を有する。ヒンジロッド5を介して第１の結合要素及び第２の結合要素を互いにヒンジ連結することを可能にする。
【００３６】
図３では、ベルト1に埋め込まれた接続要素21，31は、ベルト1の閉状態を図示する。上側部24，34が、改善された明瞭さのために省略されている。ベルト1の歯部8が端部接続の領域に続いている、すなわち、そこではすべての歯が形成されているように、第１の接続要素21と第２の接続要素31との間のヒンジ連結された接続が設けられている。ここで、２つに分割された歯81は、第２の結合要素33への第１の結合要素23の接続の領域に設けられ、ベルト1の簡単な開閉を可能にする。
【００３７】
図４は、接続要素21の平面図を示す。そして、図５は、対応する側面図を示す。第２の接続要素3は、原則として同一に形成される。２つの指要素22と、さらに、２つの指要素22に沿って延在する凹部27及び突出部26とを、明確に見ることができる。この場合での結合要素23は、４つのアイレットを備える。２つの結合要素23，33がヒンジロッド5によってヒンジ連結された状態で接続されるように、接続要素3の結合要素33のアイレットがそれらの間で係合することができるように、４つのアイレットは、接続要素21の端部面において離間配置されている。
【００３８】
第１の接続要素21と第２の接続要素31との間の接続は、図６の平面図から明らかである。第２の結合要素33のアイレットに関する第１の結合要素23のアイレットのオフセットされた（offset）配置を見ることができる。この配置によって、単一のニュートラルな曲げ平面が形成されるように、オーバーラップなしで、１つの平面において第２の接続要素31への第１の接続要素21の接続が可能になる。結合は、完全にここに挿入されるヒンジロッド5によって達成される。
【００３９】
ベルト1に埋め込まれた接続要素21，31は、下からの図においてベルト1の閉状態で図７に図示している。ベルト1の歯部8が中断された状態（それは実際にそうでない）で図示されているように、下側部25，35は、改善された明瞭さのために省略されている。第１の接続要素21及び第２の接続要素31は、歯部8の領域の上にあるニュートラルな曲げ平面の領域においてベルト1の内部に配置される。
【００４０】
図１乃至７に図示した例示の実施形態に加えて、特に、接続要素及びテンション層の設計に関して、この発明に係る多数の更なる実施形態はもちろん考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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