BR112014018979B1 - Correia de transmissão para uso em óleo e sistema de transmissão relacionado - Google Patents

Abstract

uso de correia de transmissão em óleo e sistema de transmissão relacionado é descrito um tecido de correias de transmissão que é feito totalmente de fibras de poliaramida. além disso, é fornecida uma correia de transmissão que compreende um corpo feito de um primeiro material elastomérico ,no qual é embutida uma série de insertos filiformes longitudinais resistentes , e uma superfície de trabalho coberta em tecido de cobertura que compreende fibras de poliaramida em fios de trama e de urdidura; convenientemente, a correia de transmissão é uma correia dentada. segundo a presente invenção, durante o uso, a correia encontra-se em contato contínuo com óleo ou é parcialmente imersa em óleo.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção se refere ao uso de uma correia de transmissão que compreende um tecido e um sistema de transmissão relacionado; particularmente, a presente invenção refere-se a uma correia dentada utilizada em óleo.

Descrição da Técnica Relacionada

[002] Correias dentadas normalmente compreendem um corpo feito de material elastomérico, no qual diversos enxertos filiformes longitudinais resistentes, também conhecidos como cordões, e diversos dentes cobertos por um tecido de cobertura são embutidos.

[003] Cada componente da correia contribui com a melhoria do desempenho em termos de resistência mecânica, de forma a reduzir o risco de quebra da correia e aumentar a potência específica que pode ser transmitida.

[004] Os cordões contribuem especifica mente para garantir as características mecânicas necessárias da correia, contribuem essencialmente com o módulo da própria correia e, particularmente, garantem manutenção do desempenho a longo prazo. Os cordões são normalmente obtidos por meio de torção de fibras com alto módulo por várias vezes.

[005] Os cordões são normalmente tratados com compostos apropriados para aumentar a compatibilidade das fibras com a mistura de corpo que rodeia os cordões.

[006] A mistura de corpo permite a conexão dos elementos indicados acima e garante que eles contribuam de forma sinérgica com o desempenho final da correia.

[007] As misturas de corpos são baseadas em um ou mais materiais elastoméricos, preferencialmente enriquecidos com fibras para aumentar a dureza.

[008] Por fim, o tecido de cobertura das correias realiza a tarefa de aumentar a resistência à abrasão e, portanto, proteger a superfície de trabalho da correia contra o desgaste devido à fricção entre os lados e as faces dos dentes da correia, os lados da ranhura e os fundos da polia com a qual a correia interage.

[009] Além disso, o tecido de cobertura reduz o coeficiente de fricção sobre a superfície de trabalho, reduz a capacidade de deformação dos dentes e, acima de tudo, fortalece a base dos dentes, evitando desta forma a quebra dos dentes.

[0010] O uso de tecidos de cobertura atualmente é conhecido, particularmente para correias dentadas, por exemplo, com uma estrutura simples constituída por trama e urdidura, com fios de trama compreendendo fibras de poliaramida ou uma estrutura composta, em que a trama é constituída por fios de trama, cada qual formado por um fio elástico como núcleo e um par de fios compostos enrolados em volta do fio elástico, em que cada fio composto compreende um fio com alta resistência térmica e mecânica e pelo menos um fio de cobertura enrolado em volta do fio com alta resistência térmica e mecânica. Cada fio composto compreende um fio com alta resistência térmica e mecânica e um par de fios de cobertura enrolados em volta do fio com alta resistência térmica e mecânica. O fio elástico poderá, por exemplo, ser feito de poliuretano. O fio com alta resistência térmica e mecânica poderá, por exemplo, ser feito de poliaramida para-aromática.

[0011] Esta solução é particularmente desvantajosa, entretanto, pois a fabricação desses tecidos de cobertura requer tecnologias muito complexas e caras devido à estrutura composta com a qual são feitos.

[0012] São procurados, portanto, materiais alternativos para a produção de um tecido de cobertura para correias de transmissão, particularmente correias dentadas, que permitam a obtenção de configuração de tecido mais simples e, portanto, menos cara, que se adere perfeitamente à superfície dos dentes e ainda permite a manutenção de características mecânicas comparáveis ou melhores que as de tecidos conhecidos.

[0013] Além disso, nos últimos anos, regulamentações de emissões mais exigentes resultaram no projeto de motores que atingem temperaturas cada vez mais altas no compartimento de motor durante o funcionamento.

[0014] Os materiais atualmente utilizados para fabricar tecidos de cobertura, por exemplo, que compreendem fios de nylon 66 simples na direção longitudinal da correia, não exibem comportamento ideal sob essas temperaturas altas.

[0015] Nos motores atuais, nos quais o desempenho melhorou significativamente, correias dentadas são submetidas a altas temperaturas e essas temperaturas geram deterioração mais rápida dos materiais que constituem os vários componentes das correias.

[0016] Além disso, as correias são frequentemente utilizadas em óleo ou em sistemas nos quais a correia encontra-se dentro da caixa de câmbio e, portanto, em contato direto com pulverização de óleo ou até funciona permanente e parcialmente imersa em óleo. Particularmente, os materiais de correias de transmissão utilizados "secos", projetados para resistir a óleo apenas por breves períodos e sob baixas temperaturas, não permitem evitar a piora das características mecânicas sob altas temperaturas e, portanto, podem gerar quebra dos dentes e, consequentemente, reduzir a vida média da correia.

[0017] São procurados, portanto, tecidos de cobertura que sejam resistentes às altas temperaturas dos motores atuais, particularmente quando utilizados continuamente em óleo.

[0018] Além disso, quando utilizadas secas e quando utilizadas em óleo ou no interior da caixa de câmbio do motor, as correias estão sujeitas a ataques por diversos agentes químicos. Em sistemas nos quais a correia é utilizada em contato direto ou parcialmente imersa em óleo, o óleo de motor frequentemente contém poluentes tais como etanol, gasolina e óleo diesel. Particularmente, a poluição de gasolina que é misturada com o óleo, mesmo em percentuais bastante altos, diluindo o óleo e atacando os materiais que constituem a correia, é prejudicial para os materiais do tecido.

[0019] Em algumas aplicações, por exemplo, o óleo pode conter até 30% de gasolina. O percentual de gasolina é variável, dependendo das condições de condução do motor, e aumenta com alta carga e baixa temperatura de motor.

[0020] Além disso, os modernos combustíveis denominados verdes são particularmente agressivos, pois eles contêm diversos aditivos que atacam os fios do tecido.

[0021] São procurados, portanto, tecidos de cobertura que sejam capazes de trabalhar por toda a vida útil da correia no óleo, mas que, ao mesmo tempo, sejam resistentes a outros agentes químicos, especialmente sob altas temperaturas.

[0022] O documento WO 2010116390 descreve uma correia compreendendo um corpo feito de um primeiro material elastomérico, no qual uma pluralidade de enxertos filiformes longitudinais resistentes é incorporada e, uma superfície de trabalho revestida por um tecido de revestimento, vantajosamente, a superfície de trabalho consiste de um endentamento. O primeiro material elastomérico compreende fibras que se estendem em uma direção substancialmente perpendicular às inserções resistentes, e uma direção substancialmente paralela a uma superfície definida pelos eixos das inserções resistentes.

[0023] O documento US 5417618 descreve uma correia de transmissão apresentando um corpo com um comprimento e superfícies internas e externas. Uma pluralidade de dentes é espaçada no sentido longitudinal ao longo do corpo da correia e define ao menos uma porção de uma das superfícies internas e externas do corpo da correia. Uma camada de tecido com fios da trama é fornecida em uma das superfícies internas e externas do corpo da correia. Ao menos uma porção dos fios da trama inclui uma pluralidade de filamentos de fibra para-aramida apresentando uma espessura de 0,3 a 1,2 denier.

[0024] O documento US 5120280 descreve uma correia de transmissão que apresenta uma seção de base com uma pluralidade de dentes espaçados no sentido longitudinal da correia e uma camada de lona cobrindo os dentes. A camada de tela tem fios de trama que se estendem na direção longitudinal definida por fios fiados de fibras de poliaramida aromática torcidos com um fio elástico de uretano. A camada de lona inclui adicionalmente fios de urdidura feitos pelo torcimento de uma pluralidade de filamentos, ao menos um dos quais é monofilamento alifático de 10 a 50 denier, ou uma pluralidade de multifilamentos de poliaramida aromática de 1 a 6 denier.

Resumo da Invenção

[0025] Um primeiro objetivo da presente invenção é a obtenção de um tecido de cobertura que seja resistente a altas temperaturas, quando seco e particularmente em óleo, e fabricado de forma fácil e sob baixos custos.

[0026] Um segundo objetivo da presente invenção é a obtenção de um tecido de cobertura que seja resistente a agentes químicos, especialmente impurezas presentes em óleo de motor.

[0027] Um objetivo adicional da presente invenção é a obtenção de uma correia de transmissão, particularmente uma correia dentada, que possua vida longa e, portanto, excelentes características mecânicas, de adesão e de precisão de mesh.

[0028] Um objetivo adicional da presente invenção é a obtenção de um sistema de transmissão que compreende uma correia dentada na qual a superfície dos dentes é coberta com um tecido de cobertura que seja simples e resistente a agentes químicos e temperatura.

[0029] Segundo a presente invenção, estes objetivos são atingidos por meio do uso de uma correia de transmissão de acordo com a reivindicação 1.

[0030] Segundo a presente invenção, também é fornecido um sistema de transmissão de acordo com a reivindicação 17.

Breve Descrição das Figuras

[0031] Para melhor compreensão da presente invenção, ela será agora descrita com referência às figuras anexas, nas quais: - a figura 1 exibe uma vista em perspectiva parcial de uma correia dentada de acordo com a presente invenção; - a figura 2 é um diagrama de um primeiro sistema de controle de tempo utilizando uma primeira correia dentada de acordo com a presente invenção; - a figura 3 é um diagrama de um segundo sistema de controle de tempo utilizando uma segunda correia dentada de acordo com a presente invenção; - a figura 4 é um diagrama de um terceiro sistema de controle do tempo que utiliza uma terceira correia dentada de acordo com a presente invenção; - a figura 5 é um gráfico que exibe os valores de resistência à tração medidos para fios elaborados com polimeta-aramida e outros materiais mantidos a 150 °C por 28 dias em óleo misturado com gasolina a 10%; - a figura 6 é um gráfico que exibe os resultados de um ensaio de inchamento em óleo/RME/diesel da correia de acordo com a presente invenção em comparação com uma correia de acordo com o estado da técnica; e - a figura 7 exibe um sistema de transmissão utilizado para ensaios de vida sobre correias dentadas de acordo com a presente invenção e de acordo com o estado da técnica. Descrição da Invenção

[0032] A seguir, compreende-se que "o material elastomérico é essencialmente constituído" indica que o material elastomérico pode compreender pequenos percentuais de outros polímeros ou copolímeros, que podem ser adicionados ao material elastomérico sem alterar as características físico-químicas da mistura e, portanto, sem abandonar o escopo da presente invenção.

[0033] Compreende-se a seguir que "aditivo para material elastomérico" indica algum tipo de material que é adicionado ao material elastomérico para alterar suas características físico-químicas.

[0034] Compreende-se que "em óleo" ou "continuamente em contato com óleo ou em um banho de óleo" indica que, durante o uso, a correia é parcialmente imersa em óleo ou continuamente em contato direto com óleo. Geralmente, durante o uso, a correia encontra- se dentro da caixa de câmbio do motor, por exemplo, como alternativa a sistemas de engrenagens ou correntes.

[0035] Compreende-se que uso "seco" indica que as correias encontram-se fora da caixa de câmbio do motor e encontram-se apenas acidentalmente em contato com óleo do motor e geralmente sem contato com óleo misturado com gasolina.

[0036] Compreende-se que utilizado "em óleo misturado com gasolina" indica que a correia dentada é utilizada em uma mistura de óleo com percentuais de gasolina que chegam a exceder 30%.

[0037] Compreende-se que "texturizado" indica que o tecido compreende um fio tratado térmica e mecanicamente, de forma a assumir deformação permanente dos filamentos individuais apropriados para aumentar a capacidade de extensão e o volume.

[0038] Compreende-se que "urdidura", dentro do escopo da presente invenção, indica o conjunto de fios que, durante o uso, estão em direção de latitude na correia, ou seja, eles se estendem em direção perpendicular com relação à direção de movimento da correia durante o uso.

[0039] Compreende-se que "trama" indica o conjunto de fios que, durante o uso, encontram-se em direção longitudinal na correia, ou seja, eles se estendem em direção longitudinal com relação à direção na qual se move a correia.

[0040] No caso de correias dentadas, os fios de trama devem possuir elasticidade que permita ao tecido deformar-se a fim de seguir o perfil dos dentes durante a etapa de vulcanização da correia.

[0041] Compreende-se que "poliaramida" e "poliaramida aromática" indicam uma poliaramida obtida a partir de pelo menos um monômero que contém um anel aromático.

[0042] Compreende-se que "para-aramida" indica uma poliaramida que contém pelo menos dois anéis aromáticos lado a lado na cadeia de polímero, que são ligados em posição para (átomos 1 e 4).

[0043] Exemplos desses materiais são Kevlar®, Technora®, Heracron® e Twaron®.

[0044] Compreende-se que "meta-aramida" indica uma poliaramida que contém pelo menos dois anéis aromáticos lado a lado na cadeia de polímero, que são ligados em posição meta (átomos 1 e 3).

[0045] Exemplos desses materiais são Conex® e Nomex®.

[0046] Na figura 1, uma correia dentada é indicada, como um todo, pelo algarismo de referência 1. A correia 1 compreende um corpo 2 feito de material elastomérico, no qual é embutida uma série de enxertos filiformes longitudinais resistentes.

[0047] O corpo 2 possui uma série de dentes 4, que é coberto por um tecido de cobertura 5. O tecido de cobertura 5 pode também ser colocado sobre o dorso 7 da correia.

[0048] O tecido de cobertura 5 da série de dentes 4 ou o tecido de cobertura opcional do dorso 7 podem ser constituídos por uma ou mais pregas e podem ser obtidos por meio de diferentes técnicas de tecedura, utilizando, por exemplo, a técnica de tecedura conhecida como sarja 2x2.

[0049] O tecido 5 é geralmente submetido a primeiro, segundo, terceiro e quarto tratamentos.

[0050] Estes tratamentos foram considerados extremamente vantajosos para que a correia tenha vida longa em contato contínuo com óleo sob altas temperaturas.

[0051] Convenientemente, o primeiro tratamento é baseado em poliisocianatos.

[0052] O primeiro tratamento foi considerado particularmente eficaz na fabricação de fibras de poliaramida e, portanto, no caso da presente invenção, todo o tecido adere-se aos elastômeros do corpo.

[0053] Convenientemente, o tecido 5 é submetido em seguida a um segundo tratamento com RFL, que aumenta a capacidade adesiva do tecido à mistura de corpo subjacente. Claramente, RFL pode ser substituído por outros adesivos que são úteis para o mesmo propósito.

[0054] Convenientemente, o tecido 5 é submetido em seguida a um terceiro tratamento com base em borracha, também conhecido como cimento, preferencialmente uma borracha de nitrila hidrogenada, tal como Zetpol. O propósito deste tratamento é o de aumentar adicionalmente a compatibilidade entre tecido e mistura de corpo e, por esta razão, compreende preferencial mente materiais do mesmo tipo químico da mistura de corpo, tais como os formados com um monômero que contém grupo de nitrila, como NBR, HNBR e XHNBR, por exemplo.

[0055] Além disso, as correias de acordo com a presente invenção são preferencialmente revestidas por meio de um quarto tratamento; de preferência ainda maior, este tratamento forma um revestimento que é, por exemplo, calandrado sobre o tecido.

[0056] Os terceiro e quarto tratamentos podem ser substituídos, por exemplo, por um único tratamento que compreende elastômeros e um material antifricção tal como PTFE ou mesmo grafite, dissulfeto de molibdênio, pós de cobre e similares.

[0057] O quarto tratamento compreende convenientemente um polímero fluoretado, tal como PTFE, e um elastômero de processamento, tal como um material similar ao utilizado para a mistura de corpo ou um fluoroelastômero.

[0058] Convenientemente, um ou mais copolímeros formados com um monômero que contém grupo nitrila e um dieno podem, portanto, ser utilizados como elastômeros para o quarto tratamento.

[0059] Convenientemente, os monômeros que contêm o grupo nitrila encontram-se em percentual na faixa de 15 a 60% com relação a todos os copolímeros finais.

[0060] Convenientemente, os monômeros que contêm o grupo nitrila encontram-se em percentual na faixa de 33 a 51% com relação a todos os copolímeros finais.

[0061] Mais convenientemente, eles se encontram em 15 a 25% em peso para aplicações frias com temperaturas de até -40 °C, de 33 a 39% em peso para correias com aplicações secas e de 39 a 51% em peso para aplicações em óleo.

[0062] Ainda mais convenientemente, para aplicações em óleo, elas são de 49 a 51% em peso, tal como de 50% em peso, enquanto, para aplicações secas, elas são de 19 a 23% em peso, tal como de 21% em peso.

[0063] Mais convenientemente, o(s) copolímero(s) de processamento utilizado(s) é(são) borracha(s) de nitrila e/ou fluoroelastômero(s) e, ainda mais convenientemente, são borrachas de acrilonitrila butadieno, conhecidas pela sigla NBR. De conveniência ainda maior, eles são acrilonitrila butadieno hidrogenado ou HNBR, ou mesmo XHNBR, ou seja, acrilonitrila butadiene hidrogenado carboxilado.

[0064] Selecionando-se oportunamente as quantidades dos materiais dos quais é formado, o quarto tratamento forma convenientemente um revestimento de cobertura distinto e separado do próprio tecido, também denominado a seguir revestimento resistente ao desgaste 8. O revestimento resistente ao desgaste 8 constitui a superfície de trabalho da correia e, portanto, aumenta ainda mais a resistência ao desgaste e reduz a absorção de óleo.

[0065] Convenientemente, o polímero fluoretado está presente no revestimento resistente ao desgaste 8 em quantidade de phr maior que a soma do elastômero fluoretado e do segundo material elastomérico.

[0066] A medida do revestimento resistente ao desgaste 8 é convenientemente de 0,03 a 0,3 mm.

[0067] O revestimento resistente ao desgaste 8 pode ser colocado sobre o tecido 5 de diferentes formas. Preferencialmente, ele é colocado por meio de uma etapa de calandragem.

[0068] Um material adesivo pode ser disposto entre o tecido 5 e o revestimento resistente ao desgaste 8 para aumentar a adesão do revestimento resistente ao desgaste 8 sobre o tecido 5.

[0069] Preferencialmente, para garantir a resistência necessária, o revestimento resistente ao desgaste 8 possui peso na faixa de 200 a 400 g/m2.

[0070] Preferencialmente, o dorso 7 da correia também são cobertas por um tecido de cobertura 5, o mesmo descrito anteriormente.

[0071] Preferencialmente, o tecido de cobertura 5 também é tratado com tratamentos diferentes. Descobriu-se que é particularmente vantajoso tratar o dorso 7 com tratamento similar ao quarto tratamento do tecido, que cobre a superfície de trabalho descrita acima. Mais convenientemente, este quarto tratamento forma um revestimento resistente ao desgaste sobre o tecido. De preferência ainda maior, o revestimento resistente ao desgaste que cobre o tecido de cobertura 5 do dorso é o mesmo que cobre o tecido de cobertura 5 dos dentes.

[0072] O tecido de cobertura 5 possui uma estrutura constituída por trama e urdidura, na qual ambas, trama e urdidura, contêm fios que compreendem fibras de poliaramida.

[0073] Convenientemente, os fios de trama compreendem pelo menos um fio elástico e pelo menos um fio de fibra de fibras de poliaramida para facilitar o estiramento do tecido, de forma que siga o perfil dos dentes durante a etapa de vulcanização. Ainda mais convenientemente, os fios de trama compreendem um fio elástico e pelo menos um primeiro e um segundo fio de fibra de fibras de poliaramida.

[0074] Em uma realização particularmente preferida da presente invenção, comprovou- se que é particularmente resistente em óleo uma correia de transmissão 1 na qual a superfície de trabalho é coberta por um tecido no qual um primeiro fio de fibra de fibras de poliaramida é enrolado em volta de um fio elástico em uma primeira direção S e um segundo fio de fibra de fibras de poliaramida é enrolado na direção oposta Z em volta do primeiro fio.

[0075] Convenientemente, o fio elástico é feito de poliuretano, que fornece elasticidade do tecido durante a formação do dente.

[0076] Convenientemente, os fios de trama compreendem fibras de para-poliaramida.

[0077] Os fios de trama poderão ser formados, por exemplo, enrolando-se um par de fios de para-poliaramida, tais como fios de Technora, em volta de um fio de poliuretano.Os fios podem ser texturizados, a fim de evitar o uso de fio elástico como núcleo.

[0078] Convenientemente, os fios de urdidura compreendem fibras de meta- poliaramida.

[0079] Comprovou-se que o uso de fios de meta-poliaramida é particularmente conveniente, pois descobriu-se, surpreendentemente, que eles são capazes de manter excelentes valores de tensão mesmo sob altas temperaturas e em óleo misturado com gasolina, conforme exibido pelos resultados do gráfico da figura 5, que exibe as condições de condução de correias dentadas em óleo, ou seja, quando as correias dentadas encontram-se dentro da caixa de câmbio do motor no lugar de sistemas de correntes ou engrenagens e encontram-se continuamente em contato direto com óleo ou mesmo parcialmente imersas em um banho de óleo.

[0080] Preferencialmente, um valor na faixa de 300 a 800 dtex é utilizado para os fios de urdidura de acordo com a presente invenção.

[0081] Particularmente, comprovou-se que fios Conex são particularmente vantajosos, de preferência ainda maior na configuração 40/2, ou seja, 500 dtex.

[0082] Convenientemente, são utilizados tecidos que possuem fios de trama compostos de um fio elástico tal como poliuretano em volta do qual são enrolados dois fios de polipara- aramida. A resistência à tração do tecido antes do tratamento na direção longitudinal da correia encontra-se na faixa de 800 a 1400 N/25 mm, de preferência ainda maior de 1000 a 1200 N/25 mm.

[0083] Convenientemente, são utilizados tecidos que contêm fios de urdidura compostos de um fio de polimeta-aramida. A resistência à tração na direção da latitude encontra-se na faixa de 700 a 1300 N/25 mm, ainda mais convenientemente de 900 a 1100 N/25 mm.

[0084] Convenientemente, são utilizados tecidos que possuem peso após os dois primeiros tratamentos na faixa de 400 a 1000 g/m2, ainda mais convenientemente de 500 a 700 g/m2.

[0085] Convenientemente, o corpo 2 é feito de uma mistura de corpo, em que a mencionada mistura de corpo também é constituída por um ou mais elastômeros.

[0086] Convenientemente, a mistura de corpo compreende um ou mais copolímeros formados por um monômero que contém grupo nitrila e um dieno.

[0087] Convenientemente, os monômeros que contêm o grupo nitrila encontram-se em percentual similar aos do material de corpo.

[0088] Convenientemente, os monômeros que contêm o grupo nitrila encontram-se em percentual na faixa de 15 a 60% com relação a todos os copolímeros finais.

[0089] Mais convenientemente, eles são de 15 a 25% em peso para aplicações frias com temperaturas de até -40 °C, de 33 a 39% em peso para correias com aplicações secas e de 39 a 51% em peso para aplicações em óleo.

[0090] Mais convenientemente, o(s) copolímero(s) utilizado(s) como mistura(s) de corpo é(são) borracha(s) de nitrila; convenientemente, borrachas de acrilonitrila butadieno, conhecidas pela sigla NBR. Ainda mais convenientemente, acrilonitrila butadieno hidrogenado ou HNBR, ou ainda XHNBR, ou seja, acrilonitrila butadieno hidrogenado carboxilado.

[0091] Convenientemente, o HNBR utilizado para elaboração de sistemas de transmissão nos quais a correia encontra-se parcialmente em um banho de óleo ou em contato direto com óleo e impurezas possui alto nível de hidrogenação. Podem ser utilizados, por exemplo, os chamados HNBRs totalmente saturados, que possuem um percentual de ligações duplas residuais de, no máximo, 0,9%, mas HNBRs com nível mais baixo de saturação podem também ser utilizados, tais como HNBRs com nível de saturação de 4% ou 5,5%, conhecidos como HNBRs parcialmente saturados.

[0092] Alguns exemplos dos copolímeros de HNBR que podem ser utilizados na mistura de corpo e também nos diferentes tratamentos dos vários elementos que formam a correia dentada, incluem copolímeros pertencentes à família THERBAN de produtos da Lanxess, tais como THERBAN 3407 com 34% de grupos nitrila e nível de hidrogenação de, no máximo, 0,9%, THERBAN 3406 com 34% de grupos nitrila e nível de insaturação de, no máximo, 0,9%, THERBAN 3607 com 36% de grupos nitrila e nível de insaturação de, no máximo, 0,9%, THERBAN 3446 com 34% de grupos nitrila e nível de insaturação de, no máximo, 4%, THERBAN 3447 com 34% de grupos nitrila e nível de insaturação de, no máximo, 5,5%, THERBAN 3627 com 36% de grupos nitrila e nível de insaturação de, no máximo, 2%, THERBAN 3629 com 36% de grupos nitrila e nível de insaturação de, no máximo, 2% e THERBAN 3907 com 39% de grupos nitrila e nível de insaturação de, no máximo, 0,9%.

[0093] Alternativa mente, também é possível utilizar HNBRs produzidos pela Nippon Zeon com o nome ZETPOL. Particularmente, ZETPOL 2000 com 36% de grupos nitrila e nível de insaturação de, no máximo, 0,9%, ZETPOL 2000L com 36% de grupos nitrila e nível de insaturação de, no máximo, 0,9%, ZETPOL 2010 com 36% de grupos nitrila e nível de insaturação de, no máximo, 4%, ZETPOL 2010L com 36% de grupos nitrila e nível de insaturação de, no máximo, 4%, ZETPOL 2010H com 36% de grupos nitrila e nível de insaturação de, no máximo, 4%, ZETPOL 2020 com 36% de grupos nitrila e nível de insaturação de, no máximo, 5,5%, e ZETPOL 2020L com 36% de grupos nitrila e nível de insaturação de, no máximo, 5,5%.

[0094] Ainda mais convenientemente, utiliza-se um polímero que é formado a partir de uma mistura de um ou mais copolímeros, obtidos a partir de um monômero de dieno e um monômero que contém grupo nitrila. Um ou mais desses copolímeros possui convenientemente um ácido carboxílico insaturado ou um sal de ácido carboxílico insaturado a eles adicionado.

[0095] Mais convenientemente, o ácido carboxílico insaturado é um ácido acrílico ou metacrílico e o mencionado sal é um sal de zinco de um ácido acrílico ou metacrílico.

[0096] Ainda mais convenientemente, utiliza-se um sal de zinco de ácido metacrílico.

[0097] Ainda mais convenientemente, o sal de zinco do ácido metacrílico é adicionado em quantidade de 10 a 60 phr.

[0098] São convenientemente utilizados, por exemplo, os elastômeros vendidos pela Zeon com os nomes a seguir: ZSC 1295, ZSC 2095, ZSC 2195, ZSC 2295, ZSC 2295L, ZSC 2295R e ZSC 2395.

[0099] Particularmente, é possível substituir total ou parcialmente os HNBRs mencionados anteriormente, nomeadamente ZETPOL e/ou THERBAN com um ZSC que compreende um ácido carboxílico insaturado e óxido de zinco e/ou com THERBAN ART, que compreende um sal de ácido carboxílico insaturado.

[00100] Alternativa mente, para elaborar sistemas de transmissão nos quais a correia está seca, são utilizados polímeros com base em NBR ou HNBR com percentual de acrilonitrila na faixa de 15 a 25%.

[00101] A mistura do primeiro material elastomérico pode também compreender aditivos convencionais, tais como agentes de reforço, cargas, pigmentos, ácido esteárico, aceleradores, agentes de vulcanização, antioxidantes, ativadores, iniciadores, plastificantes, ceras, inibidores da pré-vulcanização, antidegradantes, óleos de processo e similares.

[00102] Convenientemente, pode-se utilizar fuligem como carga, que é convenientemente adicionada em quantidades de 0 a 80 phr, mais convenientemente cerca de 40 phr. Convenientemente, cargas de reforço claras tais como talco, carbonato de cálcio, sílica e silicates são convenientemente adicionadas em quantidades de 0 a 80 phr, convenientemente cerca de 40 phr. Silanos podem também ser utilizados convenientemente, em quantidades de 0 a 5 phr.

[00103] Convenientemente, óxidos de zinco e magnésio são adicionados em quantidade de 0 a 15 phr.

[00104] Convenientemente, plastificantes de éster, tais como trimelitatos ou etil ésteres, são convenientemente adicionados em quantidade de 0 a 20 phr.

[00105] Convenientemente, podem ser adicionados coagentes de vulcanização, tais como isocianuratos de trialila, e metacrilatos orgânicos e inorgânicos tais como sais metálicos, convenientemente em quantidade de 0 a 20 phr, ou peróxidos orgânicos, tais como peróxido de isopropilbenzeno, convenientemente em quantidade de 0 a 15 phr.

[00106] Convenientemente, é possível utilizar enxertos resistentes 3, também conhecidos como cordões, feitos de um material selecionado a partir do grupo que consiste de fibras de vidro, fibras aramídicas, fibras de carbono e fibras de PBO; além disso, também é possível utilizar cordões do chamado tipo "híbrido", ou seja, que compreendem cordões de diferentes materiais, convenientemente selecionados a partir dos mencionados anteriormente.

[00107] Preferencialmente, as fibras que constituem o cordão são tratadas com um látex HNBR vulcanizado com peróxidos hidrossolúveis por meio do processo descrito na patente WO 2004057099, de propriedade da Nippon Glass.

[00108] É elaborada uma correia dentada 1 de acordo com a presente invenção utilizando processos de fabricação conhecidos.

[00109] Correias dentadas que compreendem o tecido de acordo com a presente invenção exibiram excelente resistência a agentes químicos e, portanto, ao envelhecimento, particularmente em aplicações secas, mas também em óleo, misturas de óleo e diesel e de óleo e biodiesel, gasolina, E25 e todos os tipos de combustíveis utilizados.

[00110] Convenientemente, o uso de fibras de poliaramida na trama e na urdidura em um tecido de cobertura para correias de transmissão permite o uso de tecnologias simples e menos caras com relação às utilizadas na produção de tecidos compostos do estado da técnica.

[00111] As correias de acordo com a presente invenção são particularmente apropriadas para uso em sistemas em contato direto com óleo ou parcialmente imersos em óleo. Particularmente, foram atingidos resultados ideais no caso em que a correia é utilizada no lugar de sistemas tradicionais de engrenagens ou correntes no interior da caixa de câmbio, sistemas nos quais a correia é exposta por toda a sua vida útil para contato contínuo com pulverização de óleo ou, se necessário, é parcialmente imersa em banho de óleo.

[00112] Neste caso, quando um tecido de cobertura 5 estiver presente sobre o dorso 7, os segundo, terceiro e quarto tratamentos em particular também são conduzidos convenientemente sobre o dorso 7. Além disso, é particularmente preferido o caso em que o quarto tratamento forma um revestimento resistente ao desgaste.

[00113] Neste caso, o revestimento resistente ao desgaste 8 permite também evitar a penetração de óleo do dorso 7 da correia dentada 1 e é particularmente vantajoso quando a correia dentada 1 é utilizada em sistemas de controle nos quais o dorso 7 da correia estão em contato com sapatas ou tensionadores. De fato, nesses sistemas, o óleo permanece interposto entre a superfície de contato da sapata ou tensionador com a correia e o dorso da correia e, portanto, a penetração no interior da mistura que constitui o corpo seria favorecida.

[00114] Preferencialmente, a correia dentada 1 pode ser tratada sobre todas as superfícies externas e, particularmente, sobre os lados 10 nos quais a mistura de corpo é mais exposta a ataque pelo óleo, com uma borracha resistente ao inchamento, tal como ENDURLAST®.

[00115] A correia 1 de acordo com a presente invenção pode ser convenientemente utilizada, por exemplo, em um sistema de controle do tempo para veículo automotor do tipo exibido na figura 2. Na figura, o sistema de controle do tempo é indicado, como um todo, pelo algarismo de referência 11 e compreende uma polia de acionamento 12 fixada rigidamente ao eixo de acionamento, não exibido, uma primeira 13a e uma segunda 13b polia acionada e um tensionador 14 para tensionar a correia dentada.

[00116] Conforme uma segunda realização alternativa, exibida na figura 3, uma correia dentada de acordo com a presente invenção é indicada pelo algarismo de referência 20, possui um dente sobre as duas faces e, portanto, possui um tecido resistente que cobre os dois dentes.

[00117] Uma correia dentada 20 pode, por exemplo, ser utilizada em um sistema de controle de tempo para veículos automotores do tipo exibido na figura 3. Na figura, o sistema de controle de tempo é indicado, como um todo, pelo algarismo de referência 21 e compreende uma polia de acionamento 22 fixada rigidamente ao eixo de acionamento, não exibido, uma primeira 23a, segunda 23b e terceira 24 polia acionada.

[00118] Segundo uma terceira realização da presente invenção, exibida na figura 4, uma correia dentada 30 de acordo com a presente invenção pode ser convenientemente utilizada em um sistema de controle do tempo, indicado na figura como um todo pelo algarismo de referência 31, que compreende uma polia de acionamento 32 fixada rigidamente ao eixo de acionamento, não exibido, uma primeira 33a e uma segunda 33b polia acionada, um tensionador de sapata 34 e uma sapata 35.

[00119] Particularmente, a correia de transmissão de acordo com a presente invenção comprovou ser particularmente eficaz quando utilizada em um sistema de transmissão conhecido como sistema de eixo de equilíbrio.

[00120] Durante o uso, as correias dentadas 1, 20 e 30 nos sistemas de controle correspondentes 11, 21 e 31 encontram-se em contato direto com o óleo e dentro da caixa de câmbio do motor.

[00121] As figuras 2 a 4 designam sistemas de controle associados ao controle do movimento de contraeixos de equilíbrio, mas é evidente que a correia de acordo com a presente invenção pode também ser utilizada nos chamados sistemas de "carne a carne" ou para acionar a bomba de óleo. Nestes casos, a correia é parcialmente imersa em banho de óleo durante a operação.

[00122] Além disso, também é possível utilizar a correia de acordo com a presente invenção na transmissão principal para controlar o movimento das carnes e também para acionar a bomba de injeção em motores a diesel.

[00123] Alternativa mente, a correia de acordo com a presente invenção pode também ser utilizada como correia seca para controle de tempo do motor.

[00124] Estabeleceu-se experimentalmente que o uso do tecido de acordo com a presente invenção permite também atingir resistência de óleo eficaz sob altas temperaturas e, portanto, permite aprovação em ensaios de vida aos quais as correias dentadas são submetidas, para que possam ser utilizadas em veículos automotores, de forma a evitar todos os problemas de correias quando empregadas continuamente em contato com óleo e, particularmente, a queda das características mecânicas; menos adesão, mesh pior e menor resistência ao desgaste.

[00125] Além disso, a correia de acordo com a presente invenção pode ser utilizada na forma de correia seca em sistemas temporizados sob altas temperaturas de mais de 130 °C.

[00126] A partir do exame das características da correia produzida de acordo com a presente invenção, as vantagens que podem ser atingidas com isso são evidentes.

[00127] Convenientemente, as correias descritas acima podem ser consequentemente utilizadas para aplicações secas e em óleo em altas temperaturas, mesmo na presença de contaminantes, tais como combustíveis verdes, que são particularmente agressivos.

[00128] Embora algumas realizações tenham sido descritas com fins de ilustração da presente invenção, fica evidente que os técnicos no assunto poderão fazer alterações do tipo de fibra e dos materiais de que ela é formada, bem como dos materiais da mistura de corpo e dos outros componentes da correia dentada sem abandonar o escopo da presente invenção. O tecido e a correia de acordo com a presente invenção também serão descritos a seguir por meio de exemplos, sem que a presente invenção seja limitada a eles. Exemplos Exemplo 1

[00129] Fios de urdidura com fibras inteiramente de polimeta-aramida e, particularmente, um fio fiado de Conex com configuração 40/2, em que 40 são as unidades métricas ou mesmo o número de mechas de 1000 metros para compor um quilograma e 2 é o número de fios fiados no interior do fio utilizado como fio de urdidura (em dtex, é equivalente a 500 dtex).

[00130] Segundo a presente invenção, fios de urdidura de materiais diferentes foram testados para medir sua resistência à tração em óleo e biodiesel 90:10 a 150 °C por 28 dias.

[00131] Os combustíveis utilizados para o ensaio foram óleo (5W30 Mobil 1 - 5W-30 Fórmula ESP) e biodiesel (metil éster de canola).

[00132] Os ensaios foram conduzidos em tubos vedados de cerca de 200 ml que contêm o óleo e contaminantes com razão entre óleo e fibra de 150:5. Os tubos foram colocados em forno por 28 dias. Ao final do ensaio, o óleo foi removido e as amostras foram lavadas com destilado de petróleo, também conhecido como terebintina mineral, a 40-60 °C e secas antes da medida da resistência à tração.

[00133] Os resultados obtidos com os fios Conex foram comparados com os obtidos com fios de poliaramida 6.6, PPS e PEEK, todos utilizados na produção de tecidos de cobertura de correias de transmissão.

[00134] Os resultados dos ensaios comparativos são exibidos na figura 5.

[00135] Como se pode observar na figura 5, o fio Conex, ou seja, o fio de polimeta- aramida, exibe nível muito mais alto de preservação da resistência à tração, não apenas que o medido para poliaramida 6.6, mas também para outros fios normalmente utilizados, e, portanto, demonstrou-se que é particularmente eficaz quando utilizado como urdidura de tecidos para correias dentadas.

Exemplo 2

[00136] A Tabela 2 exibe um exemplo de tecido que pode ser utilizado em correias de transmissão de acordo com a presente invenção e permite atingir resultados excelentes em termos de resistência ao desgaste e agentes químicos quando a correia, durante o uso, estiver em contato direto contínuo com óleo, ao menos parcialmente em um banho de óleo no interior da caixa de câmbio do motor.

[00137] O tecido possui configuração de sarja 2x2 e estrutura constituída por trama e urdidura que possuem as características exibidas na Tabela 2. Tabela 2

[00138] Por outro lado, a Tabela 3 exibe um exemplo de tecido de acordo com o estado da técnica. Esse tecido também possui configuração de sarja 2x2.

[00139] Os fios de urdidura são formados por fios de poliaramida 66 HT do tipo testado no Exemplo 1. Os fios de trama que se estendem na direção longitudinal das correias, portanto na direção na qual a correia move-se durante o uso, são fios formados por um núcleo de poliuretano, particularmente elastano, em volta dos quais é enrolado um par de fios compostos. Cada fio composto é composto de um fio com alta resistência térmica e mecânica, particularmente polipara-amida Technora, em volta da qual é enrolado um fio de cobertura, particularmente poliaramida texturizada 6.

[00140] Os detalhes de construção do tecido são exibidos na Tabela 3. Tabela 3

[00141] Os ensaios conduzidos são indicativos de comportamento geral dos tecidos, pois os elementos restantes da correia são absolutamente idênticos entre si e, portanto, poderão ser diferentes.

[00142] No caso do presente exemplo, as correias são utilizadas continuamente em contato com óleo ou em um banho de óleo. As correias são produzidas de acordo com o Pedido de Patente Internacional WO 2005080820.

[00143] Para os ensaios a seguir, foram utilizadas correias de mercado com número de peça 03L115264A com apenas um componente diferente: o tecido.

[00144] Particularmente, para realizar o ensaio de inchamento ou protuberância sobre a correia em óleo, foram conduzidos ensaios em um sistema de transmissão, especificados na Tabela 4. O passo das correias testadas neste ensaio e nos seguintes é a utilizada universalmente no campo automotivo, nomeadamente 9,525 mm. Tabela 4

[00145] O sistema por meio do qual o ensaio é conduzido é trazer o motor acionado eletricamente de 2500 para 4500 revoluções em noventa segundos, depois 4500 revoluções por dez segundos, depois de 4500 para 2500 revoluções em noventa segundos, depois 2500 revoluções por dez segundos e, depois, repetição do mesmo ciclo.

[00146] O óleo utilizado é óleo AGIP 70045W40. O RME é um biodiesel conhecido.

[00147] Dos ensaios de inchamento exibidos na figura 6, fica evidente que a correia de acordo com a presente invenção possui valores de inchamento muito menores com relação à correia produzida de acordo com o estado da técnica.

Exemplo 4

[00148] Ensaios de vida também foram conduzidos sobre a correia em óleo sob altas temperaturas (90 °C e 120 °C).

[00149] Foram testadas correias idênticas às descritas anteriormente nas Tabelas 2 e 3 do Exemplo 3.

[00150] O ensaio de verificação da quebra de dentes é novamente conduzido utilizando um sistema de transmissão. Tabela 5

[00151] O sistema por meio do qual o ensaio foi conduzido deve trazer a velocidade do ensaio (rpm) de 3000 para 5000 revoluções em 120 segundos e, em seguida, de 5000 para 3000 revoluções em 120 segundos.

[00152] O sistema de transmissão utilizado é exibido na figura 7, na qual é indicado pelo algarismo de referência 200, e compreende uma polia de acionamento 201, duas carnes 202 e 203 e uma correia dentada 204. A bomba de injeção encontra-se sobre o lado oposto da carne 203. O sistema de transmissão é disposto no interior de uma caixa de câmbio 205 e também compreende um tensionador automático 206 e uma roda-guia 207.

[00153] Os resultados do ensaio são exibidos na Tabela 6. Tabela 6

[00154] Como se pode observar na Tabela 6, quanto mais alta a temperatura do óleo, mais alta é a diferença da quantidade de horas de vida da correia de acordo com a presente invenção com relação àquela de acordo com o estado da técnica.

[00155] Portanto, independentemente do ensaio utilizado, do sistema de transmissão ou dos vários componentes que constituem a correia, a correia de acordo com a presente invenção apresenta quebra de dentes retardada.

Claims (17)

1. Correia de transmissão (1) em contato contínuo com óleo ou imersa em banho de óleo, sendo que a dita correia compreende um corpo (2) feito de um primeiro material elastomérico, uma série de dentes (4) e uma série de enxertos longitudinais resistentes (3) embutidos no corpo da correia, e um dorso (7), sendo que a dita correia apresenta uma superfície de trabalho e a dita superfície de trabalho é coberta com um tecido de cobertura (5) que compreende fios de trama e de urdidura, caracterizada por os ditos fios de trama consistirem de poliaramida e fios de urdidura consistirem de poli-meta-aramida.

2. Correia (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os ditos fios de trama serem formados por um fio elástico e por um primeiro e segundo fios.

3. Correia (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por os fios de trama serem formados por poli-para-aramida.

4. Correia (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por o dito primeiro fio ser um fio de fibra de poli-para-aramida enrolado em torno do dito fio elástico em uma primeira direção e o dito segundo fio ser um fio de fibra de poli-para-aramida enrolado em uma direção oposta em torno do dito primeiro fio.

5. Correia (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a dita correia de transmissão ser uma correia dentada.

6. Correia (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o dito dorso (7), ser coberto com o dito tecido de cobertura.

7. Correia (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o dito primeiro material elastomérico ser obtido a partir de um monômero de dieno e um monômero que contém grupo nitrila.

8. Correia (1), de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por os ditos grupos nitrila serem em uma porcentagem na faixa de 33 a 51% em peso.

9. Correia (1), de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por o dito primeiro material elastomérico ser selecionado a partir do grupo que consiste de NBR, HNBR, XHNBR ou suas misturas.

10. Correia (1), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por o dito primeiro material elastomérico compreender um polímero que contém um ácido carboxílico insaturado e/ou um sal de ácido carboxílico insaturado.

11. Correia (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o dito tecido ser submetido a um primeiro tratamento e a um segundo tratamento.

12. Correia (1), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por o dito primeiro tratamento compreender poliisocianatos.

13. Correia (1), de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por o dito segundo tratamento compreender um terceiro tratamento.

14. Correia (1), de acordo com a reivindicação 13, caracterizada por o dito terceiro tratamento compreender um elastômero selecionado do grupo que consiste de NBR, HNBR, XHNBR ou misturas dos mesmos.

15. Correia (1), de acordo com a reivindicação 13, caracterizada por compreender um quarto tratamento.

16. Correia (1), de acordo com a reivindicação 117 caracterizada por o dito segundo tratamento compreender um adesivo.

17. Sistema de transmissão para o controle de tempo para veículos automotivos, caracterizado por compreender ao menos uma polia de acionamento (12, 22, 32), uma polia acionada (13a, 13b, 23a, 23b, 24, 33a, 33b) e os meios adaptados para manter continuamente uma correia de acordo com a reivindicação 1 em contato com óleo ou imersa em óleo.

Images