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    • 专利摘要:
    Ein reibschlüssiger Kraftübertragungsriemen überträgt Kraft auf eine Riemenscheibe, wobei sein Riemenaufbau um die Riemenscheibe gewickelt ist und diese berührt. Zumindest ein die Riemenscheibe berührender Teil des Riemenaufbaus wird aus einer Kautschukzusammensetzung gebildet, welche Ethylen-alpha-Olefin-Elastomer als Kautschukbestandteil enthält, aber im Wesentlichen keine kurzen Fasern enthält und welche gemessen mit einem Durometer Typ A gemäß JIS K6253 eine Kautschukhärte von mindestens 80, aber unter 95 aufweist.
    公开号:DE102004019025A1
    申请号:DE102004019025
    申请日:2004-04-20
    公开日:2004-11-18
    发明作者:Hiroyuki Kobe Shiriike；Hiroyuki Kobe Tachibana
    申请人:Bando Chemical Industries Ltd；
    IPC主号:C08J5-14
    专利说明:
    [0001] DieseErfindung betrifft reibschlüssigeKraftübertragungsriemenfür dieKraftübertragung,wobei ihr Riemenaufbau um eine Riemenscheibe gewickelt ist und dieseberührt,und betrifft Riemenantriebsvorrichtungen mit diesen.
    [0002] Serpentinenriemenantriebsvorrichtungenfür dieKraftübertragungvon einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugmotors auf Zusatzeinrichtungenwie Servolenkung, Kompressor und Drehstromgenerator über eineneinzelnen Keilrippenriemen werden verbreitet eingesetzt, um denPlatz füreinen Motorraum zu reduzieren. Unter diesen Umständen muss ein solcher Keilrippenriemeneine hohe Kraftübertragungskapazität aufweisen.Ferner muss der Keilrippenriemen auch zur Verwirklichung komfortablen Fahrverhaltensund fürandere Zwecke eine hohe Geräuschlosigkeitwährenddes Riemenlaufs aufweisen. Fürdiese Zwecke wird ein typischer Keilrippenriemen durch kurze Fasernverstärkt,die in einer die Riemenscheiben berührenden Kautschuk-Riemenunterbauschichtso eingemischt sind, dass sie in einer Breitenrichtung des Riemensausgerichtet sind und die kurzen Fasern von der Riemenfläche abstehen,um den Reibungskoeffizienten der Riemenfläche zu senken, was zu verringerterGeräuscherzeugungund verbesserter Abriebbeständigkeitführt.
    [0003] Dieungeprüftejapanische Patentschrift Nr. 7-63242 offenbart ein Verfahren, beidem eine aus Acrylnitril-Butadien-Hydrokautschuk hergestellte Rippenkautschukschichteines Keilrippenriemens einen doppelschichtigen Aufbau aus Rippenuntergewebe undRippenobergewebe aufweist, kurze Fasern in den Acrylnitril-Butadien-Hydrokautschuk, welcher dasRippenuntergewebe bildet, gemischt sind und im Wesentlichen in derBreitenrichtung des Riemens ausgerichtet sind und ungesättigtesCarbonsäure-Metallsalzin den Acrylnitril-Butadien-Hydrokautschuk gemischt ist, welcherdas Rippenobergewebe bildet. Diese Schrift beschreibt, dass dasobige Verfahren einen langlebigen Keilrippenriemen zur Hand gebenkann, der selbst bei Einsatz unter erschwerten Bedingungen, wieUmgebungstemperaturanstiegen, eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit,Abriebbeständigkeitund Dauerbiegefestigkeit aufweist und keine Probleme, wie Fehlfunktionaufgrund Abrieb, verursacht.
    [0004] Dieungeprüftejapanische Patentschrift Nr. 2003-12871 offenbart einen Keilrippenriemen,welcher aus einer elastischen Aufbauschicht gebildet wird, welcheeine Adhäsionskautschukschicht,in welcher ein Kord entlang der Riemenlängsrichtung eingebettet ist,und eine Kautschuk-Riemenunterbauschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet,dass von der elastischen Aufbauschicht bestehend aus Adhäsionskautschukschichtund Kautschuk-Riemenunterbauschicht zumindest die Kautschuk-Riemenunterbauschichtaus einem Vulkanisat aus einer Ethylen-α-Olefin-Elastomerverbindungbesteht, der Ethylenanteil des Ethylen-α-Olefin-Elastomers 60 bis 75 Masseprozentbeträgt,eine oder mehrere Arten kurzer Fasern von 0,5 mm bis 3 mm Länge alsverstärkendeFasern in der Kautschuk-Riemenunterbauschichtenthalten sind und die Gesamtmenge der zugegebenen kurzen Fasernbei 10 bis 30 Massenteilen auf 100 Masseteile des Ethylen-α-Olefin-Elastomers ausmacht.Diese Schrift beschreibt, dass eine solche kurze Fasern enthaltendeKautschukzusammensetzung mit ausgezeichneter Auswalzbarkeit zumindestfür dieKautschuk-Riemenunterbauschicht verwendet wird, wodurch ein KraftübertragungsriemengroßerHaltbarkeit mit ausgezeichneter Dauerbiegefestigkeit und Wärmebeständigkeit,Kältebeständigkeit,Abriebbeständigkeitund Haftabriebbeständigkeitzur Hand gegeben wird.
    [0005] Diekurzen Fasern zur Verwendung bei Keilrippenriemen werden durch Schneidenlanger Fasern hergestellt und müsseneiner Adhäsionsbehandlungunterzogen werden, um ihnen Adhäsionsvermögen gegenüber Kautschukzu verleihen, was zu hohen Materialstückkosten führt. Dies ist einer der Faktorengestiegener Riemenmaterialkosten.
    [0006] Keilrippenriemenwerden durch Ausüben vonWärme undDruck auf Materialien hergestellt, welche ein Rohkautschukfell,ein Gewebe und ein Kord umfassen, die um eine zylindrische Formgewickelt oder geschlungen werden. In diesem Fall wird als Rohkautschukfell,das einen Rippenkautschukteil eines Riemenaufbaus bildet, ein Rohkautschukfell verwendet,bei welchem kurze Fasern im Wesentlichen senkrecht zur Wickelrichtungum die zylindrische Form ausgerichtet sind. Ein solches Rohkautschukfell,bei welchem kurze Fasern in einer einzigen Richtung ausgerichtetsind, wird durch Ausziehen eines massiven, kurze Fasern enthaltendenRohkautschuks zu Fellform mittels einer Kalanderwalze hergestellt.Bei dem so hergestellten Rohkautschukfell sind die kurzen Fasernin Längsrichtungdes Fells ausgerichtet. Daher kann bei der Herstellung eines Keilrippenriemensdas kurze Fasern enthaltende länglicheRohkautschukfell nicht in dieser Form verwendet werden, d.h. mitseiner Längsseitezur Wickelrichtung um die Form ausgerichtet, und muss durch Zuschneidenauf eine etwas kürzereLänge als dieder Form und Wickeln um die zylindrische Form, wobei beide Schnittkantenzu beiden Seiten einer Reihe von Keilrippen kommen, verwendet werden. Aufdiese Weise ist bei der Herstellung eines Keilrippenriemens derSchritt des Schneidens eines kurze Fasern enthaltenden gewalztenRohkautschukfells erforderlich. Dies ist ein Faktor, der die Riemenherstellungskostenerhöht.
    [0007] Dervorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen reibschlüssigen Kraftübertragungsriemenmit ausgezeichneter Geräuschminderungsleistungtrotz fehlender Verwendung eines kurze Fasern enthaltenden Kautschukszur Hand zu geben.
    [0008] ZurVerwirklichung der obigen Aufgabe ist die vorliegende Erfindungauf einen reibschlüssigen Kraftübertragungsriemenfür dieKraftübertragung gerichtet,wobei ein Riemenaufbau desselben um eine Riemenscheibe gewickeltist und diese berührt, dadurchgekennzeichnet, dass zumindest ein die Riemenscheibe berührenderTeil des Riemenaufbaus aus einer Kautschukzusammensetzung gebildetist, welche Ethylen-α-Olefin-Elastomerals Kautschukbestandteil enthält,aber im Wesentlichen keine kurze Fasern enthält und welche bei Messung miteinem Durometer Typ A gemäß JIS K6253eine Kautschukhärtevon mindestens 80, aber unter 95 aufweist.
    [0009] Beidem obigen Aufbau ist der Kautschukbestandteil der Kautschukzusammensetzung,welche den die Riemenscheibe berührendenTeil des Riemenaufbaus bildet, Ethylen-α-Olefin-Elastomer und der Kautschukbestandteilselbst hat einen niedrigen Reibungskoeffizienten und eine hohe Kautschukhärte. Daherweist die Riemenoberflächeeinen niedrigen Reibungskoeffizienten auf und ihr Reibgeräusch beiBerührender Riemenscheibe kann auf einen niedrigen Wert verringert werden.Dadurch weist der Keilrippenriemen trotz fehlender Verwendung eines kurzeFasern enthaltenden Kautschuks eine ausgezeichnete Geräuschminderungsleistungauf.
    [0010] Daim Wesentlichen keine kurzen Fasern in die Kautschuk-Riemenunterbauschichtgemischt werden, könnenweiterhin die Materialkosten und die Fertigungskosten stark gesenktwerden.
    [0011] Wennkurze Fasern in die Kautschuk-Riemenunterbauschicht gemischt werden,wird deren Kautschukhärtehoch und es könnensich Risse von den Grenzflächenzwischen dem Kautschuk und den kurzen Fasern ausbilden, wodurchdie Riemenlebensdauer aufgrund Biegeermüdung gesenkt wird. In der vorliegendenErfindung erlaubt das Mischen von im Wesentlichen keinen kurzenFasern in die Kautschuk-Riemenunterbauschicht, dass der Keilrippenriementrotz seiner hohen Kautschukhärteeine ausgezeichnete Dauerbiegefestigkeit aufweist. Da der Kautschukbestandteilder Kautschukzusammensetzung, welche den die Riemenscheibe berührenden Teildes Riemenaufbaus bildet, Ethylen-α-Olefin- Elastomer ist, weist der Kautschukbestandteil selbsteine hinreichende Festigkeit fürdie Konstruktion eines Riemens sowie eine ausgezeichnete Dauerbiegefestigkeitauf.
    [0012] Beidem erfindungsgemäßen reibschlüssigen Kraftübertragungsriemenweist das Ethylen-α-Olefin-Elastomervorzugsweise einen Ethylenanteil von unter 75% auf.
    [0013] Beidem erfindungsgemäßen reibschlüssigen Kraftübertragungsriemenist das Ethylen-α-Olefin-Elastomer,welches den Riemenaufbau mit der Riemenscheibe bildet, vorzugsweisemit einem organischen Peroxid vernetzt.
    [0014] Dererfindungsgemäße reibschlüssige Kraftübertragungsriemenist nicht sonderlich beschränkt, solangeer Kraft auf eine Riemenscheibe überträgt, wobeider Riemenaufbau um die Riemenscheibe gewickelt ist und diese berührt, wiez.B. flankenoffene Keilriemen und Flachriemen, eignet sich aberbesonders als Keilrippenriemen zur Verwendung in Kraftfahrzeuganwendungen.
    [0015] EineRiemenantriebsvorrichtung mit ausgezeichneter Geräuschminderungsleistungkann durch mehrere Riemenscheiben und einen erfindungsgemäßen reibschlüssigen Kraftübertragungsriemen, dessenRiemenaufbau um mindestens eine der mehreren Riemenscheiben gewickeltist und diese berührt,konstruiert werden.
    [0016] WeitereAufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehenaus der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die Begleitzeichnungenhervor.
    [0017] 1 ist eine perspektivischeAnsicht eines Keilrippenriemens nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführung.
    [0018] 2A zeigt Konstruktionsmaterialiendes Keilrippenriemens und 2B zeigtden gesamten Aufbau des Keilrippenriemens.
    [0019] 3 zeigt die Anordnung einerRiemenantriebsvorrichtung fürdas Antreiben von Kraftfahrzeugzusatzeinrichtungen gemäß der erstenAusführung.
    [0020] 4 ist eine perspektivischeAnsicht eines Keilriemens nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführung.
    [0021] 5 zeigt die Anordnung einerRiemenlauftestvorrichtung füreinen Riemenhaltbarkeitstest.
    [0022] 6A und 6B sind Tabellen, welche den Aufbau vonTestauswertungsriemen und Testauswertungsergebnisse zeigen.
    [0023] Nachfolgendwerden erfindungsgemäße Ausführungenunter Bezug auf die Zeichnungen eingehend beschrieben.
    [0024] 1 zeigt einen KeilrippenriemenB nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführung.
    [0025] DieserKeilrippenriemen B umfasst einen Keilrippenriemenaufbau 10,einen in dem Keilrippenriemenaufbau 10 so eingebettetenKord 16, dass er bei bestimmten Teilungen in der Riemenbreitenrichtungeine Spirale bildet, und ein die Rückfläche verstärkendes Gewebe 17,das zur Bedeckung der Rückflächenseitedes Keilrippenriemenaufbaus 10 vorgesehen wird.
    [0026] DerKeilrippenriemenaufbau 10 besteht aus einer Kautschukzusammensetzung,bei welcher Ethylen-α-Olefin-Elastomer,wie z.B. Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk (EPDM), mit einem Ethylenanteilvon mindestens 60%, aber unter 75% als Kautschukbestandteil enthaltenist und der Kautschukbestandteil mit einem organischen Peroxid vernetztist. Der Keilrippenriemenaufbau 10 ist so aufgebaut, dasseine Adhäsionskautschukschicht 11 mit demdarin eingebetteten Kord 16 und eine darunter liegendeKautschuk-Riemenunterbauschicht 12 zu einem Stück geschichtetsind. Die Kautschuk-Riemenunterbauschicht 12 dient alsTeil fürdas Berühren einerRiemenscheibe, die innerhalb des Riemens angeordnet ist, und für das Übertragenvon Kraft direkt auf die Riemenscheibe. Um sicherzustellen, dassder Riemen eine breite Kontaktflächezur Riemenscheibe aufweist, ist die Kautschuk-Riemenunterbauschicht 12 dahermit wulstartigen Rippen 13 versehen, die sich in der Riemenlängsrichtungerstrecken und in der Riemenbreitenrichtung ausgerichtet sind. ImGegensatz zu den bekannten Keilrippenriemen sind weiterhin im Wesentlichenkeine kurzen Fasern in die Kautschuk-Riemenunterbauschicht 12 eingemischt. DieKautschuk-Riemenunterbauschicht 12 hat gemessen mit einemDurometer Typ A gemäß JIS K6253eine Kautschukhärtevon mindestens 80, aber unter 95.
    [0027] DerKord 16 wird aus Zwirn aus Aramidfasern, Polyesterfasernoder dergleichen gebildet. Um dem Kord 16 ein Adhäsionsvermögen zumKeilrippenriemenaufbau 10 zu verleihen, wird der Kord 16 vordem Formen einer Reihe von Einweichbehandlungen in einer Resorcinolformaldehyd-Latex-Wasserlösung (nachstehendals eine RFL-Wasserlösung bezeichnet)und einer Wärmebehandlungsowie einer Reihe von Einweichbehandlungen in Kautschuklösung undTrocknen unterzogen.
    [0028] Dasdie Rückfläche verstärkende Gewebe 17 wirdaus einem Gewebe wie z.B. Gewebe in glatter Bindung bestehend ausKamm- und Schussgarnen gebildet. Um dem die Rückfläche verstärkenden Gewebe 17 einAdhäsionsvermögen zumKeilrippenriemenaufbau 10 zu verleihen, wird das Gewebe 17 vordem Formen einer Reihe von Einweichbehandlungen in RFL-Wasserlösung undeiner Wärmebehandlungsowie einer Reihe von Kautschuklösungsbeschichtungsbehandlungenseiner Oberfläche,die mit dem Keilrippenriemenaufbau 10 in Kontakt kommt,und Trocknen unterzogen.
    [0029] Dadie Kautschukzusammensetzung der Kautschuk-Riemenunterbauschschicht 12,welche ein die Riemenscheibe berührenderTeil des Keilrippenriemenaufbaus 10 ist, eine hohe Kautschukhärte aufweist,weist bei dem Keilrippenriemen B mit dem obigen Aufbau die Riemenoberfläche einenniedrigen Reibungskoeffizienten auf. Da der Kautschukbestandteilder die Kautschuk-Riemenunterbauschicht 12 bildenden KautschukzusammensetzungEthylen-α-Olefin-Elastomermit einem niedrigen Reibungskoeffizienten ist, kann ferner das Reibgeräusch desKeilrippenriemens B an der Riemenscheibe stark gesenkt werden. Daherweist der Keilrippenriemen B trotz der fehlenden Verwendung eineskurze Fasern enthaltenden Kautschuks eine sehr gute Geräuschminderungsleistungauf.
    [0030] Daim Wesentlichen keine kurzen Fasern in die Kautschuk-Riemenunterbauschicht 12 eingemischtsind, könnenweiterhin die Material- und Fertigungskosten stark gesenkt werden.
    [0031] Wennkurze Fasern in die Kautschuk-Riemenunterbauschicht 12 gemischtwerden, wird die Kautschukhärtehoch und es könnensich Risse von den Grenzflächenzwischen dem Kautschuk und den kurzen Fasern ausbilden, wodurchdie Riemenlebensdauer aufgrund Biegeermüdung gesenkt wird. In dieserAusführungerlaubt jedoch das fehlende Einmischen von kurzen Fasern in dieKautschuk-Riemenunterbauschicht 12,dass der Keilrippenriemen B trotz seiner hohen Kautschukhärte eineausgezeichnete Dauerbiegefestigkeit aufweist. Zu dieser günstigenEigenschaft trägtder Faktor bei, dass der Kautschukbestandteil der Kautschukzusammensetzung, welchedie Kautschuk-Riemenunterbauschicht 12 bildet, Ethylen-α-Olefin-Elastomerist und dass der Kautschukbestandteil selbst eine hinreichende Festigkeitfür dieKonstruktion eines Riemens sowie eine ausgezeichnete Dauerbiegefestigkeitaufweist.
    [0032] AlsNächstesfolgt eine Beschreibung eines Verfahrens für die Fertigung eines Keilrippenriemens Bmit dem obigen Aufbau unter Bezug auf 2A undAB.
    [0033] DieFertigung eines Keilrippenriemens B erfolgt unter Verwendung einerInnenform, deren Außenumfangeine Formflächefür dasAusbilden der Riemenrückenfläche zu einervorbestimmten Form aufweist, und einer Kautschukmanschette, derenInnenumfang eine Formflächefür dasAusbilden der Riemeninnenseite zu einer vorbestimmten Form aufweist.
    [0034] Zuerstwird der Außenumfangder Innenform mit einem Gewebe 17' bedeckt, das ein die Rückfläche verstärkendesGewebe 17 sein wird, und dann wird ein unvernetztes Kautschukfell 11b' für das Ausbildeneines Rückflächenseitenteils 11b einerAdhäsionskautschukschicht11 um das Gewebe 17' gewickelt.
    [0035] Dadurchwird ein Zwirn 16',der ein Kord 16 sein wird, spiralförmig um das Kautschukfell 11b' gewickelt, dannwird ein unvernetztes Kautschukfell 11a' fürdas Ausbilden eines Innenflächenseitenteils 11a derAdhäsionskautschukschicht 11 umdas zwirnumwickelte Kautschukfell 11b' gewickelt und ein unvernetztes Kautschukfell 12' für das Ausbildeneiner Kautschuk-Riemenunterbauschicht 12 wird dann um dasKautschukfell 11a' gewickelt.In diesem Zusammenhang wird kein mit kurzen Fasern vermischtes unvernetztesKautschukfell als unvernetztes Kautschukfell 12' für das Ausbildeneiner Kautschuk-Riemenunterbauschicht 12 verwendet. Daherwird ein durch Ausziehen eines massiven Rohkautschuks zu Fellformmittels einer Kalanderwalze oder dergleichen hergestelltes länglichesRohkautschukfell als unvernetztes Kautschukfell 12' so wie es istverwendet, d.h. mit seiner Längsseiteausgerichtet zur Richtung, in der die Form umwickelt wird. BeimWickeln jedes der unvernetzten Kautschukfelle 11b', 11a' und 12' überlappenderen Enden in Wickelrichtung nicht, sondern liegen aneinander an.
    [0036] Danachwird die Kautschukmanschette auf das geformte Stück um die Innenform gegeben,sie werden in einen Formofen gegeben und die Kautschukmanschettewird dann mit hohem Druck radial nach innen gegen die Innenformgepresst, während dieInnenform durch Dampf hoher Temperatur oder dergleichen erhitztwird. Dabei wird der Kautschukbestandteil fluidisiert und gleichzeitigläuft eineVernetzungsreaktion ab, so dass Adhäsionsreaktionen des Zwirns 16' und des Gewebes 17' an dem Kautschukablaufen. Dadurch wird ein zylindrischer Riemenwickel gebildet.
    [0037] Dannwird der Riemenwickel von der Innenform genommen und in seiner Längsrichtungin mehrere Teile unterteilt. Danach wird der Außenumfang jedes Teils zur Bildungvon Rippen 13 geschliffen.
    [0038] Schließlich wirdder in mehrere Teile unterteilte Riemenwickel, der am Außenumfangausgebildete Rippen 13 aufweist, zu Stücken vorbestimmter Breite zerschnittenund jedes Stückwird umgedreht, wodurch ein Keilrippenriemen B erhalten wird.
    [0039] 3 zeigt die Anordnung einerZusatzeinrichtung-Riemenantriebsvorrichtung 30 des Typs Serpentinenantriebin einem Kraftfahrzeugmotor, welche den Keilrippenriemens B verwendet.
    [0040] DieseAnordnung der Zusatzeinrichtung-Riemenantriebsvorrichtung 30 wirddurch eine an einer obersten Position angeordnete Servolenkung-Riemenscheibe 31,eine unter der Servolenkung-Riemenscheibe 31 platzierteDrehstromgenerator-Riemenscheibe 32,eine links unter der Servolenkung-Riemenscheibe 31 positionierteFlachspannrolle 33, eine unter der Spannrolle 33 platzierteflache Kühlmittelpumpen-Riemenscheibe 34,eine links unter der Spannrolle 33 platzierte Kurbelwellen-Riemenscheibe 35 undeine rechts unter der Kurbelwellen-Riemenscheibe 35 platzierteKlimaanlagen-Riemenscheibe 36 gebildet. Von diesen Riemenscheibensind alte mit Ausnahme der Spannrolle 33 und der Kühlmittelpumpen-Riemenscheibe 34,welche flache Riemenscheiben sind, Rippenriemenscheiben. Der KeilrippenriemenB ist um die Servolenkung-Riemenscheibe 31 gewickelt,um an seinen Rippen 13 Kontakt herzustellen, dann an derSpannrolle 33, um Kontakt an seiner Rückfläche herzustellen, dann in Folgean der Kurbelwellen-Riemenscheibe 35 und der Klimaanlagen-Riemenscheibe 36,um Kontakt an seinen Rippen 13 herzustellen, dann an derKühlmittelpumpen-Riemenscheibe 34,um Kontakt an seiner Rückfläche herzustellen,dann an der Drehstromgenerator-Riemenscheibe 32, um Kontakt anseinen Rippen 13 herzustellen, und kehrt schließlich zurServolenkung-Riemenscheibe 31 zurück.
    [0041] Dadie Zusatzeinrichtung-Riemenantriebsvorrichtung 30 einenerfindungsgemäßen KeilrippenriemenB verwendet, weist sie eine sehr gute Geräuschminderungsleistung auf.
    [0042] 4 zeigt einen flankenoffenenKeilriemen C nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführung.
    [0043] DieserKeilriemen C umfasst einen Keilriemenaufbau 40, einen indem Keilriemenaufbau 40 so eingebetteten Kord 46,dass er bei bestimmten Teilungen in der Riemenbreitenrichtung eineSpirale bildet, und ein die Rückfläche verstärkendesGewebe 47, das zur Bedeckung der Rückflächenseite des Keilriemenaufbaus 40 vorgesehenist.
    [0044] DerKeilriemenaufbau 40 besteht aus einer Kautschukzusammensetzung,bei welcher Ethylen-α-Olefin-Elastomer,wie z.B. Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk (EPDM), mit einem Ethylenanteilvon mindestens 60%, aber unter 75% als Kautschukbestandteil enthaltenist und der Kautschukbestandteil mit einem organischen Peroxid vernetztist. Der Keilriemenaufbau 40 ist so aufgebaut, dass eineAdhäsionskautschukschicht 41 mitdem darin eingebetteten Kord 46, eine unter der Adhäsionskautschukschicht 41 liegendeKautschuk-Riemenunterbauschicht 42 und eine über derAdhäsionskautschukschicht 41 liegendeZugkautschukschicht 43 zu einem Stück geschichtet sind. Im Gegensatzzu bekanten Keilriemen sind weiterhin im Wesentlichen keine kurzenFasern in die Kautschuk-Riemenunterbauschicht 42 eingemischt.Die Kautschuk-Riemenunterbauschicht 42 hat gemessen miteinem Durometer Typ A gemäß JIS K6253eine Kautschukhärte vonmindestens 80, aber unter 95.
    [0045] DerKord 46 wird aus Zwirn aus Aramidfasern, Polyesterfasernoder dergleichen gebildet. Um dem Kord 46 ein Adhäsionsvermögen zumKeilriemenaufbau 40 zu verleihen, wird der Kord 46 vordem Formen einer Reihe von Einweichbehandlungen in einer RFL-Wasserlösung undeiner Wärmebehandlungsowie einer Reihe von Einweichbehandlungen in Kautschuklösung undTrocknen unterzogen.
    [0046] Dasdie Rückfläche verstärkende Gewebe 47 wirdaus einem Gewebe wie z.B. Gewebe in glatter Bindung bestehend ausKamm- und Schussgarnen gebildet. Um dem die Rückfläche verstärkenden Gewebe 47 einAdhäsionsvermögen zumKeilriemenaufbau 40 zu verleihen, wird das Gewebe 47 vor demFormen einer Reihe von Einweichbehandlungen in RFL-Wasserlösung undeiner Wärmebehandlung sowieeiner Reihe von Beschichtungsbehandlungen ihrer Oberfläche, welchemit dem Keilriemenaufbau 40 in Kontakt kommt, mit Kautschuklösung und Trocknenunterzogen.
    [0047] Dadie Kautschukzusammensetzung der Kautschuk-Riemenunterbauschschicht 42,welche ein die Riemenscheibe berührenderTeil des Keilriemenaufbaus 40 ist, eine hohe Kautschukhärte besitzt,weist bei dem Keilriemen C mit dem obigen Aufbau die Riemenoberfläche einenniedrigen Reibungskoeffizienten auf. Da der Kautschukbestandteil derdie Kautschuk-Riemenunterbauschicht 42 bildenden KautschukzusammensetzungEthylen-α-Olefin-Elastomermit einem niedrigen Reibungskoeffizienten ist, kann daher das Reibgeräusch desKeilriemens C an der Riemenscheibe stark gesenkt werden. Daher weistder Keilriemen C trotz der fehlenden Verwendung eines kurze Fasernenthaltenden Kautschuks eine sehr gute Geräuschminderungsleistung auf.
    [0048] Daim Wesentlichen keine kurzen Fasern in die Kautschuk-Riemenunterbauschicht 42 eingemischtwerden, könnenweiterhin die Material- und Fertigungskosten stark gesenkt werden.
    [0049] Zwarwurde in der ersten Ausführungein erfindungsgemäßer reibschlüssiger Kraftübertragungsriemenals Keilrippenriemen B und in der zweiten Ausführung ein flankenoffener KeilriemenC beschrieben, doch ist die Erfindung nicht auf diese Typen beschränkt undkann auch andere Arten, wie z.B. andere Arten von Keilriemen oderFlachriemen, einschließen.
    [0050] Zwarwird in der ersten und zweiten Ausführung die den Riemenaufbau 10 bzw. 40 bildende Kautschukzusammensetzungdurch Vernetzen von Ethylen-α-Olefin-Elastomer mit einemorganischen Peroxid erhalten, doch dies ist nicht einschränkend undes kann eine durch Vernetzen von Ethylen-α-Olefin-Elastomer mit Schwefelerhaltene Kautschukzusammensetzung verwendet werden.
    [0051] Nachstehendfolgt eine Beschreibung von Testauswertungen von Keilrippenriemen.
    [0052] Eswurden die in den folgenden Beispielen 1 bis 11 gezeigte Keilrippenriemenhergestellt. Ihre Struktur wird ebenfalls in 6A und 6B gezeigt.
    [0053] AlsBeispiel 1 wurde ein Keilrippenriemen hergestellt, der den gleichenAufbau wie in der ersten Ausführunghat und bei dem die Kautschuk-Riemenunterbauschicht aus einer Kautschukzusammensetzunggebildet wird, die durch Verwendung von EPDM mit einem Ethylenanteilvon 58% als zugrundliegender Kautschukbestandteil und Mischen von100 Masseteilen EPDM mit 75 Masseteilen Ruß (HAF: 40 Masseteile, FEF:35 Masseteile), 14 Masseteilen Paraffinöl als Weichmacher, 1 MasseteilStearinsäure,5 Masseteilen Zinkoxid, 3 Masseteilen Antioxidans, 1,5 MasseteileSchwefel als Vernetzungsmittel, 4 Masseteilen Vulkanisationsbeschleunigerund 25 Masseteilen kurze Nylonfasern von 1 mm Länge erhalten wurde. Die Kautschukhärte derKautschuk-Riemenunterbauschicht betrug gemessen mit einem Durometer TypA gemäß JIS K625385. Die Adhäsionskautschukschichtwurde ebenfalls aus einer Kautschukzusammensetzung, die EPDM alszugrunde liegenden Kautschukbestandteil enthielt, gebildet.
    [0054] AlsBeispiel 2 wurde ein Keilrippenriemen hergestellt, der den gleichenAufbau wie in der ersten Ausführunghat und bei dem die Kautschuk-Riemenunterbauschicht aus einer Kautschukzusammensetzunggebildet wird, die durch Verwendung von EPDM mit einem Ethylenanteilvon 60% als zugrunde liegender Kautschukbestandteil und Mischenvon 100 Masseteilen EPDM mit 75 Masseteilen Ruß (HAF: 40 Masseteile, FEF:35 Masseteile), 14 Masseteilen Paraffinöl als Weichmacher, 1 MasseteilStearinsäure,5 Masseteilen Zinkoxid, 3 Masseteilen Antioxidans, 1,5 MasseteileSchwefel als Vernetzungsmittel und 4 Masseteilen Vulkanisationsbeschleunigererhalten wurde. Die Kautschukhärteder Kautschuk-Riemenunterbauschicht betrug 78. Die Adhäsionskautschukschichtwurde ebenfalls aus einer Kautschukzusammensetzung, die EPDM alszugrunde liegenden Kautschukbestandteil enthielt, gebildet.
    [0055] AlsBeispiel 3 wurde ein Keilrippenriemen hergestellt, der den gleichenAufbau wie in Beispiel 2 hat, wobei aber der Anteil an FEF in Ruß 40 Masseteilebetrug. Die Kautschukhärteder Kautschuk-Riemenunterbauschicht betrug 80.
    [0056] AlsBeispiel 4 wurde ein Keilrippenriemen hergestellt, der den gleichenAufbau wie in Beispiel 2 hat, wobei aber der Anteil an FEF in Ruß 60 Masseteilebetrug. Die Kautschukhärteder Kautschuk-Riemenunterbauschicht betrug 89.
    [0057] AlsBeispiel 5 wurde ein Keilrippenriemen hergestellt, der den gleichenAufbau wie in Beispiel 2 hat, wobei aber der Anteil an FEF in Ruß 100 Masseteilebetrug. Die Kautschukhärteder Kautschuk-Riemenunterbauschicht betrug 95.
    [0058] AlsBeispiel 6 wurde ein Keilrippenriemen hergestellt, der den gleichenAufbau wie in Beispiel 4 hat, wobei aber EPDM mit einem Ethylenanteilvon 58% als zugrunde liegender Kautschukbestandteil der die Kautschuk-Riemenunterbauschichtbildenden Kautschukzusammensetzung verwendet wurde. Die Kautschukhärte derKautschuk-Riemenunterbauschichtbetrug 87.
    [0059] AlsBeispiel 7 wurde ein Keilrippenriemen hergestellt, der den gleichenAufbau wie in Beispiel 4 hat, wobei aber EPDM mit einem Ethylenanteilvon 69% als zugrunde liegender Kautschukbestandteil der die Kautschuk-Riemenunterbauschichtbildenden Kautschukzusammensetzung verwendet wurde. Die Kautschukhärte derKautschuk-Riemenunterbauschichtbetrug 89.
    [0060] AlsBeispiel 6 wurde ein Keilrippenriemen hergestellt, der den gleichenAufbau wie in Beispiel 4 hat, wobei aber EPDM mit einem Ethylenanteilvon 74% als zugrunde liegender Kautschukbestandteil der die Kautschuk-Riemenunterbauschichtbildenden Kautschukzusammensetzung verwendet wurde. Die Kautschukhärte derKautschuk-Riemenunterbauschichtbetrug 91.
    [0061] AlsBeispiel 9 wurde ein Keilrippenriemen hergestellt, der den gleichenAufbau wie in Beispiel 4 hat, wobei aber EPDM mit einem Ethylenanteilvon 75% als zugrunde liegender Kautschukbestandteil der die Kautschuk-Riemenunterbauschichtbildenden Kautschukzusammensetzung verwendet wurde. Die Kautschukhärte derKautschuk-Riemenunterbauschichtbetrug 95.
    [0062] AlsBeispiel 10 wurde ein Keilrippenriemen hergestellt, der den gleichenAufbau wie in Beispiel 7 hat, wobei aber anstelle von Schwefel undeinem Vulkanisationsbeschleuniger 2,5 Masseteile organisches Peroxid,das als Vernetzungsmittel dient, in die die Kautschuk-Riemenunterbauschichtbildende Kautschukzusammensetzung gemischt wurde. Die Kautschukhärte derKautschuk-Riemenunterbauschichtbetrug 89.
    [0063] AlsBeispiel 11 wurde ein Keilrippenriemen hergestellt, der den gleichenAufbau wie in der ersten Ausführunghat und bei dem die Kautschuk-Riemenunterbauschicht aus einer Kautschukzusammensetzunggebildet wird, die durch Verwendung von Chloroprenkautschuk (CR)als zugrunde liegender Kautschukbestandteil und Mischen von 100Masseteilen CR mit 100 Masseteilen Ruß (HAF: 40 Masseteile, FEF:60 Masseteile), 5 Masseteilen Sebacinsäurederivat als Plastifizierungsmittel,1 Masseteil Stearinsäure,5 Masseteilen Zinkoxid, 3 Masseteilen Antioxidans und 4 MasseteilenMagnesiumoxid erhalten wurde. Die Kautschukhärte der Kautschuk-Riemenunterbauschichtbetrug 80. Die Adhäsionskautschukschichtwurde ebenfalls aus einer Kautschukzusammensetzung, die CR als zugrundeliegenden Kautschukbestandteil enthielt, gebildet.
    [0064] 5 zeigt die Anordnung einerRiemenlauftestvorrichtung 50 für die Haltbarkeitsauswertung vonKeilrippenriemen B. Diese Riemenlauftestvorrichtung 50 umfasstRippenriemenscheiben 51 und 52 großen Durchmessersmit einem Riemenscheibendurchmesser von 120 mm, die übereinanderangeordnet sind (die obere ist eine Abtriebsriemenscheibe und dieuntere ist eine Antriebsriemenscheibe), und eine Rippenriemenscheibe 53 kleinen Durchmessersmit einem Riemenscheibendurchmesser von 45 mm, die rechts der RippenriemenscheibengroßenDurchmessers und auf einer Höhe zwischenden Rippenriemenscheiben großenDurchmessers angeordnet ist. Die Rippenriemenscheibe 53 kleinenDurchmessers ist so angeordnet, dass sie einen Riemenwickelwinkelvon 90° bildet.
    [0065] Mitjedem der Keilrippenriemen B der obigen Beispiele 1 bis 11 wurdeein Riemenlauftest durch Wickeln jedes Riemens um die drei Rippenriemenscheiben 51 bis 53,Ziehen der Rippenriemenscheibe 53 kleinen Durchmesserszur Seite, um sie durch ein festgelegtes Gewicht von 834 N einerLast auszusetzen, und Drehen der unteren Rippenriemenscheibe 52,welche eine Antriebsscheibe ist, bei 4.900 U/min. in einer Atmosphäre von 23°C durchgeführt. Unter diesenBedingungen wurde die Zeit ab Beginn des Laufs bis zum Versagendes Riemens als Biegelebensdauer des Riemens gemessen.
    [0066] Für jedender Keilrippenriemen der Beispiele 1 bis 11 wurde die Masse desRiemens nach 100 Stunden Lauf in dem obigen Riemenlauftest gemessenund mit der des gleichen Riemens vor dem Riemenlauftest verglichen,wodurch der Betrag des Abriebverlusts als Volumen berechnet wurde.
    [0067] Für jedender Keilrippenriemen der Beispiele 1 bis 11 wurde das Gleitschlupfgeräusch desRiemens nach 300 Stunden Lauf in dem obigen Riemenlauftest gemessen.
    [0068] DieTestergebnisse werden in 6A und 6B gezeigt. Bezüglich derAuswertung kann Beispiel 1, bei welchem die Kautschuk-Riemenunterbauschichtaus einem kurze Fasern enthaltenden Kautschuk gebildet ist, einKriterium als Norm vorbekannter Technik sein.
    [0069] Bezüglich 6A und 6B zeigen die Vergleiche der Beispiele2 bis 5, die einen unterschiedlichen Anteil an FEF in Ruß aufweisen,dass ein größerer FEF-Anteilzu einer höherenKautschukhärteführt, Beispiel2 mit einer Kautschukhärtevon 78 von der Riemenbiegelebensdauer liegt gleichauf mit Beispiel 1,weist aber einen höherenSchalldruck und einen größeren Abriebverlustals dieses auf, und Beispiel 5 mit einer Kautschukhärte von95 hat einen niedrigeren Schalldruck und einen kleineren Abriebverlustals Beispiel 2, weist aber eine äußerst kurzeRiemenbiegelebensdauer auf. Die Gründe für diese Ergebnisse werden darinvermutet, dass eine niedrigere Kautschukhärte zwar zu einem höheren Reibungskoeffizientenan der Riemenoberflächeund wiederum zu einem lauteren Reibgeräusch des Riemens an der Riemenscheibeführt,eine höhereKautschukhärteaber zu einer geringeren Biegefestigkeit des Riemenaufbaus führt. Beispiel3 mit einer Kautschukhärtevon 80 und Beispiel 4 mit einer Kautschukhärte von 89 entsprechen vomSchalldruck her Beispiel 1, haben einen kleineren Abriebverlustals Beispiel 2 und die gleiche Riemenbiegelebensdauer wie Beispiel1.
    [0070] Vergleicheder Beispiele 4 und der Beispiele 6 bis 9, die einen unterschiedlichenAnteil an Ethylen in EPDM aufweisen, zeigen, dass ein größerer Ethylen-Anteilzu einer höherenKautschukhärteführt, Beispiel8 mit einem Ethylenanteil von 74% hat eine Kautschukhärte von91 und eine längereRiemenbeugelebensdauer, einen niedrigeren Schalldruck und einenkleineren Abriebverlust als Beispiel 1 und Beispiel 9 mit einemEthylenanteil von 75% hat eine Kautschukhärte von 95 und einen niedrigerenSchalldruck und einen kleineren Abriebverlust als Beispiel 1, hataber eine äußerst kurzeRiemenbiegelebensdauer.
    [0071] Gemäß den obigenErgebnissen wird erwogen, dass eine geeignete Kautschukhärte derKautschuk-Riemenunterbauschicht bei mindestens 80, aber unter 95liegt, um einen Keilrippenriemen mit ausgezeichneter Geräuschminderungsleistungund Riemenbiegefestigkeit zu erhalten. Zwar hängt andererseits ein geeigneterEthylenanteil desselben von der Zusammensetzung des verwendetenKautschuks ab, doch wird anhand der obigen Ergebnisse erwogen, dassein Ethylenanteil von unter 75% bevorzugt ist.
    [0072] EinVergleich der Beispiele 7 und 10, bei denen unterschiedliche Vernetzungsmittelverwendet werden, zeigt, dass Beispiel 7 unter Verwendung von Schwefelals Vernetzungsmittel eine gleichwertige Riemenbiegefestigkeit wieBeispiel 10 unter Verwendung eines organischen Peroxids als Vernetzungsmittelaufweist, dass aber das letztere einen niedrigeren Schalldruck undeinen geringeren Abriebverlust als das erste aufweist. Daher wirderwogen, dass organische Vernetzungsmittel auf Peroxidbasis gegenüber Vernetzungsmittelauf Schwefelbasis bevorzugt sind, um einen Keilrippenriemen mitausgezeichneter Geräuschminderungsleistungzu erhalten.
    [0073] Beispiel11, welches CR als Kautschukbestandteil der Kautschuk-Riemenunterbauschichtverwendet, hat eine geringere Kautschukhärte, einen höheren Schalldruck,eine kürzereRiemenbiegelebensdauer und einen stärkeren Abriebverlust als Beispiel1. Diese Ergebnisse zeigen, dass bei Bildung der Kautschuk-Riemenunterbauschichtaus CR, das keine kurzen Fasern enthält, ein Keilrippenriemen mit ausgezeichneterGeräuschminderungsleistungund anderen erforderlichen Eigenschaften nicht verwirklicht werdenkann.
    [0074] DasVorstehende offenbart und beschreibt lediglich veranschaulichendeAusführungender vorliegenden Erfindung. Der Fachmann wird mühelos anhand dieser Erläuterungenund der Begleitzeichnungen und Ansprüche erkennen, dass verschiedene Änderungen,Abwandlungen und Abweichungen daran vorgenommen werden können, ohnevom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
    权利要求:
    Claims (5)
    [1] ReibschlüssigerKraftübertragungsriemenfür die Übertragungvon Kraft, dessen Riemenaufbau um eine Riemenscheibe gewickelt wirdund diese berührt, dadurchgekennzeichnet, dass mindestens ein die Riemenscheibe berührenderTeil des Riemenaufbaus aus einer Kautschukzusammensetzung gebildetwird, welche Ethylen-α-Olefin-Elastomerals Kautschukbestandteil, aber im Wesentlichen keine kurzen Fasernenthältund welche bei Messung mit einem Durometer Typ A gemäßJIS K6253eine Kautschukhärtevon mindestens 80, aber unter 95 aufweist.
    [2] ReibschlüssigerKraftübertragungsriemen nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ethylen-α-Olefin-Elastomereinen Ethylenanteil von unter 75% aufweist.
    [3] ReibschlüssigerKraftübertragungsriemen nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das den Riemenaufbau bildendeEthylen-α-Olefin-Elastomer mit einemorganischen Peroxid vernetzt ist.
    [4] ReibschlüssigerKraftübertragungsriemen nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemenaufbau ein Keilriemenaufbauist.
    [5] Riemenantriebsvorrichtung, welche umfasst: – mehrereRiemenscheiben und – einenreibschlüssigenKraftübertragungsriemen, dessenRiemenaufbau um mindestens eine der mehreren Riemenscheiben gewickeltist und diese berührt, dadurchgekennzeichnet, dass mindestens ein die Riemenscheibe berührenderTeil des Riemenaufbaus aus einer Kautschukzusammensetzung gebildetwird, welche Ethylen-α-Olefin-Elastomerals Kautschukbestandteil enthält,aber im Wesentlichen keine kurzen Fasern enthält und welche gemessen mit einemDurometer Typ A gemäß JIS K6253eine Kautschukhärtevon mindestens 80, aber unter 95 aufweist.
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    同族专利:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-04-14| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2014-10-23| R016| Response to examination communication|
    2014-10-31| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2015-11-20| R020| Patent grant now final|
    2019-11-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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