BRPI1015044B1

BRPI1015044B1 - Tecido trançado com elasticidade para reforçar uma correia de transmissão de potência e correia de transmissão de potência

Info

Publication number: BRPI1015044B1
Application number: BRPI1015044-7A
Authority: BR
Inventors: Shawn Xiang Wu; Clifford WALKER; Kevin Ward
Original assignee: The Gates Corporation
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2020-05-26
Also published as: BRPI1015044A2; EP2449283B1; ES2527219T3; JP5518188B2; PL2449283T3; WO2011003090A1; CN105177795B; EP2449283A1; US10018247B2; CN102472363A; US20110003659A1; JP2012532289A; CN105177795A

Abstract

tecido trançado com elasticidade para reforçar uma correia de transmissão de potência e correia de transmissão de potência trata-se de um tecido para reforçar uma correia de transmissão de potência inclu5 indo fibras de sulfeto de poliarileno e uma correia utilizando o tecido. o tecido pode ter fios esticados texturizados ou elásticos envolvidos no núcleo na direção longitudinal. os fios longitudinais podem incluir pps e fios transversais texturizados incluem náilon. os fios podem incluir blendas de fibras de alto desempenho e náilon ou outras fibras.

Description

“TECIDO TRANÇADO COM ELASTICIDADE PARA REFORÇAR UMA CORREIA DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA E CORREIA DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA”

Campo da Invenção

Esta invenção refere-se geralmente a uma correia dentada de transmissão de potência, mais particularmente a uma correia dentada com um tecido resistente ao calor e ao desgaste para suporte dos dentes, e especificamente a uma correia dentada com tecido para suporte dos dentes de sulfeto de poli p-fenileno.

Fundamentos da Invenção

As correias dentadas de transmissão de potência são usadas em transmissões síncronas por correias. As correias dentadas geralmente têm um corpo elastomérico com uma camada de cabos de reforço resistentes à tração que fornecem alta estabilidade dimensional. O corpo sob a camada de cabos é formado em uma série de dentes que encaixa em polias ou rodas dentadas e transmite cargas de transmissão ao cabo resistente à tração. Os dentes são geralmente cobertos com um tecido de reforço tal como um tecido trançado com elasticidade de fios de multifilamentos de náilon-66. Os tecidos de reforço de dentes podem ser de malhas planas ou em linhas diagonais ou similares. As camadas de tecido podem também ser usadas na traseira de correias dentadas, na traseira do perfil de contato de polia de correias estriadas em v, ou em correias em v ou correias planas. Os tecidos de náilon66 (também conhecidos como poliamida-66 ou PA-66) geralmente utilizam fios texturizados ou crimpados em uma direção, como descrito, por exemplo, na Patente US No. 4.826.472 que é incorporada no presente por referência, para permitir suficiente elasticidade na direção longitudinal da correia para se adequar aos dentes durante um processo de fabricação de correia de fluxo passante, como descrito, por exemplo, na Patente US No. 3.078.206 que é incorporada no presente por referência. Outros tecidos utilizam fios de núcleo elástico para alcançar suficiente elasticidade na direção longitudinal, como descrito, por exemplo, na Patente US. No. 5.529.545 que é incorporada no presente por referência. Esses fios serão chamados a seguir os “fios longitudinais” da correia na direção do comprimento, onde os fios a serem combinados com os fios longitudinais serão chamados os “fios transversais”. Entretanto, esses “fios longitudinais” e “fios transversais” não são necessariamente coincidentes com a terminologia “urdidura” e “trama”, como usada para descrever a estrutura têxtil.

Crescentes demandas por correias de transmissão de potência, particularmente na área de aplicações automotivas sob o capô, levaram a um número de variações de tecido destinadas a aprimorar o desempenho das correias de transmissão de potência, incluindo, por exemplo, o uso ou a substituição de fios ou fibras de para-aramida, meta-aramida, poliéter-éter-cetona (PEEK), poli-imida (PI), ou politetrafluoroetileno (PTFE) em lugar de alguns ou todos os fios ou fibras entrelaçadas de náilon usuais, por exemplo, como descrito em WO 2006-066669. Cada variação proposta tem limitações, então novas alternativas de tecido

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2/14 são ainda desejáveis. Um problema é que PEEK, aramida e PTFE não são facilmente ligados a composições de corpo de correia de elastômero como é o náilon, então somente quantidades limitadas de substituição de náilon no entrelaçamento são práticas tal como descrito em WO 2006-066669. Outro problema é que a para-aramida não pode ser texturizada como o náilon, então outros meios de conferir elasticidade a alguns fios longitudinais precisam ser usados, tal como combinando aramida com fio elástico como descrito, por exemplo, na Patente US 5.529.545. Tais fios combinados podem sofrer de menos propriedades. Muitos tais fios e tecidos de alto desempenho podem ter o uso limitado por considerações econômicas.

O que é necessário é um tecido esticado para correias de transmissão de potência tendo alta resistência ao calor, ao fluido, à flexão e à abrasão, mas em um custo muito mais razoável do que outras soluções propostas. O que é necessário é um tecido que possa ser processado como tecidos esticados convencionais de náilon-66. O que é necessário é um tecido com boa abrasão a materiais elastoméricos usados em correias. A presente invenção alcança uma ou mais dessas necessidades.

Sumário da Invenção

A presente invenção é direcionada a sistemas e métodos que fornecem uma correia de transmissão de potência cm um tecido de reforço de alta resistência ao calor, ao fluido e à abrasão, por exemplo, cobrindo uma superfície de dente ou uma traseira da correia. A presente invenção também fornece um tecido de reforço para uma correia de transmissão de potência.

A presente invenção é direcionada a uma correia de transmissão de potência tendo um corpo elastomérico, membro de reforço de cabo resistente à tração, e membro de tecido de reforço. A invenção é também direcionada a um tecido de reforço para uma correia de transmissão de potência. Em uma modalidade, o membro de tecido de reforço compreende um fio, linha, ou fibra de um material de sulfeto de poliarileno. O tecido pode ser tecido ou tecido não tecido. Um material de sulfeto de poliarileno é sulfeto de poli(p-fenileno) (“PPS”). A fibra, linha ou fio de multifilamentos de PPS pode substituir alguns ou todos os fios, linhas ou fibras de náilon-66 nos fios longitudinais de um tecido de correia entrelaçada convencional. A fibra de PPS pode estar presente nos fios de urdidura ou de trama do tecido, mas está preferencialmente presente nos fios longitudinais do tecido da correia. Preferencialmente, os fios longitudinais contendo o PPS são texturizados para fornecer elasticidade na direção longitudinal. Os fios transversais podem ser texturizados. A trama pode estar na direção longitudinal e a urdidura na direção transversal.

A correia pode ser uma correia dentada, uma correia plana, uma correia em v, ou uma correia multiestriada em v. O tecido pode cobrir os dentes ou outras superfícies da correia de contato com a polia, ou o tecido pode cobrir a traseira ou estar embutido no corpo de

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3/14 correia elastomérica.

O tecido pode ter um fio transversal incluindo fibras ou fios de náilon-66 texturizados. O tecido pode ser tratado para promover a adesão ao corpo elastomérico.

Ao utilizar fibras de PPS no tecido de acordo com a presente invenção, o tecido to rna-se mais resistente ao calor, resistente a óleo, e resistente ao desgaste do que o tecido de náilon-66 convencional. Assim, a invenção fornece uma correia mais resistente ao calor, ao fluido e ao desgaste e mais durável para um diferencial de custo razoável.

A presente invenção é também direcionada a uma correia de transmissão de potência tendo um tecido de reforço e um tecido de reforço para uma correia de transmissão de potência, sendo que o tecido de reforço inclui fios longitudinais capazes de estiramento, preferencialmente ao menos aproximadamente 50% ou ao menos aproximadamente 80%, e fios transversais tendo fibras de náilon multifilamentos texturizados. Ao menos uma parte dos fios longitudinais tem fibras de náilon e fibras de um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste de para-aramida, meta-aramida, poliéster, policetona, poli-imida, poliacrilonitrilo, polisulfonamida, acrílico, fluoropolímero, e sulfeto de poliarileno. Utilizando fibras de náilon texturizadas nos fios transversais, a adesão do tecido ao corpo da correia pode ser aprimorada e/ou a penetração de tratamentos no tecido pode ser aprimorada. Em várias modalidades, os fios de elasticidade longitudinal podem ser fios blindados texturizados dos materiais mencionados acima, ou fios de núcleo elástico envoltos com os materiais mencionados acima.

O anterior descreveu amplamente as características e vantagens técnicas da presente invenção de modo que a descrição detalhada da invenção que segue pode ser melhor entendida. Características e vantagens adicionais da invenção que serão descritas a seguir formam o assunto das reivindicações da invenção. Os versados na técnica apreciarão que o conceito e a modalidade específica descrita podem ser prontamente utilizados como uma base para modificar ou projetar outras estruturas para executar os mesmos propósitos da presente invenção. Os versados na técnica deveriam também perceber que tais construções equivalentes não abandonam o espírito e escopo da invenção como apresentado nas reivindicações em anexo. As novas características que se acreditam serem características da invenção, como para sua organização e método de operação, junto com objetivos e vantagens adicionais serão mais bem entendidas a partir da seguinte descrição quando considerada em conjunto com os desenhos em anexo. É para ser expressamente entendido, entretanto, que cada uma das figuras é fornecida com o propósito de ilustração e descrição somente e não é destinado como uma definição dos limites da presente invenção.

Breve Descrição dos Desenhos

Os desenhos em anexo, que são incorporados e formam parte da especificação nos quais números similares designam partes similares, ilustram modalidades da presente

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4/14 invenção e juntos com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção. Nos desenhos:

A FIG. 1 é uma vista em perspectiva parcialmente fragmentada de uma correia dentada construída de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A FIG. 2 é uma representação de uma parte do tecido construído de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A FIG. 3 é uma representação de partes de fios utilizados em modalidades da presente invenção.

A FIG. 4 é uma representação de uma parte de um fio com elasticidade utilizado em modalidades da presente invenção.

A FIG. 5 é uma vista esquemática de um sistema de correia e polia utilizando uma modalidade da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

A invenção refere-se a um tecido útil para uma correia de transmissão de potência e a correia resultante. A FIG. 1 mostra uma vista em perspectiva parcialmente fragmentada de uma correia dentada construída de acordo com uma modalidade da presente invenção. Na FIG. 1, a correia dentada 10 tem um corpo elastomérico que inclui a traseira elastomérica 12, dente elastomérico 16 e o membro embutido resistente à tração 18. O tecido de reforço com dentes 14 cobre as partes de dentes 17 e as partes de apoio 19 e é a superfície da correia dentada de contato com a polia. De acordo com uma modalidade da invenção, o tecido 14 compreende fibras de um polímero de sulfeto de poli(arileno) (“PAS”). Preferencialmente, o polímeros PAS é sulfeto de poli(p-fenileno) (“PPS”). A FIG. 2 mostra um tecido trançado em linha diagonal 2 x 2 de acordo com uma modalidade da presente invenção. O tecido trançado 20 é formado de fios de urdidura 22 e fios de trama 24. Quando usado como o tecido de reforço 14 para a correia 10, ou a urdidura ou a trama pode ser orientada na direção longitudinal da correia (isto é, geralmente paralela ao membro resistente à tração 18), enquanto a outra é orientada na direção transversal da correia (isto é, geralmente perpend icular ao membro resistente à tração 18). As fibras de PAS ou de PPS podem estar presentes no tecido 14 na direção longitudinal, na direção transversal, ou em ambas as direções da correia.

Uma correia de acordo com uma modalidade da invenção é tipicamente usada e um sistema de transmissão por correias, que pode incluir ao menos uma correia, uma polia acionadora e uma polia acionada. A FIG. 5 ilustra um sistema de transmissão por correias tendo a correia 10, a polia acionadora 56 e a polia acionada 58.

Uma modalidade da presente invenção é um tecido para reforçar uma correia de transmissão de potência compreendendo fibras de PAS. Os polímeros de PAS adequados para as fibras para uso na prática da invenção podem ser homopolímeros, copolímeros, te rPetição 870200026227, de 27/02/2020, pág. 20/31

5/14 polímeros e similares ou uma blenda de polímeros. Exemplos de polímeros de sulfeto de poliarileno incluem sulfeto de poli(2,4-tolueno), sulfeto de poli(4,4’-bifenileno), e sulfeto de poli(p-fenileno) (“PPS”). Por causa de sua disponibilidade e propriedades desejáveis, as fibras de PPS são atualmente preferenciais. As fibras de PPS adequadas incluem: A Fibra Sulfar vendida sob esse nome comercial por Testori Group; fio de PPS multifilamentos Diofort® de Diolen Industrial Fibers; e fibra e PPS Procon vendida sob esse nome comercial por Toyobo Co. Ltd. Acredita-se que a fibra de sulfeto de poliarileno comercial seja uma fibra sintética na qual o material de formação de fibra seja um polissulfeto sintético de cadeia longa no qual ao menos 85% das ligações sulfeto são acopladas diretamente a dois anéis aromáticos. O PPS pode ser formado por reação de enxofre com diclorobenzeno e então extrudado por solidificação rápida para produzir fibras padronizadas ou de filamentos. O PPS é um polímero cristalino tendo uma cadeia de estrutura rígida simétrica de anéis benzeno para-substituídos recorrentes e átomos de enxofre.

Em várias modalidades, o tecido pode ser trançado ou não tecido. Um tecido trançado adequado pode ter fios de urdidura e de trama, e ao menos um dos ditos fios de urdidura e de trama inclui um fio multifilamento de fibras de PAS, ou preferencialmente fibras de PPS. O tecido pode ainda incluir fibras de náilon-66. Em uma modalidade, o tecido tem fibras de PPS presentes na trama, e a urdidura inclui ou consiste essencialmente de náilon66 texturizado. Preferencialmente, para uso em uma correia, o PPS está presente em fios longitudinais e os fios transversais incluem ou consistem essencialmente de náilon-66 texturizado. Os fios longitudinais podem incluir tanto fibras de náilon-66 quando fibras de PPS e podem ser texturizados.

Em várias modalidades, uma correia de transmissão de potência pode ser uma correia dentada, uma correia plana, uma correia em v, ou correia multiestriada em v. O tecido tendo fibras de PAS, ou preferencialmente PPS, pode cobrir os dentes ou outra superfície de uma correia de contato com a polia, ou o tecido pode cobrir a traseira ou estar embutido no corpo de correia elastomérica. Vários exemplos de correias e tecidos que podem ser vantajosamente adaptados incorporando-se a fibra de PAS de acordo com uma modalidade da invenção podem ser mencionados sem limitar a invenção. A Patente US No. 6.793.599, que é incorporada no presente por referência, descreve correias em V e correias multiestriadas em V tendo regiões não tecido de engate com a polia onde o material não tecido pode incluir material de fibra sintética. A Patente US No. 5.529.545, incorporada aqui por referência, descreve correias dentadas com tecido com elasticidade para uso em um processo de fabricação de fluxo passante. As modalidades úteis do tecido da presente inve nção podem também incluir tecidos sem elasticidade ou com semielasticidade para cobrir os dentes das correias dentadas em um processo de fabricação de pré-forma ou para cobrir correias em V ou traseiras de correia onde pouca elasticidade é necessária. Tecidos de malha e correias

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6/14 usando reforços de malha como descrito, por exemplo, nas Patentes US Nos. 5.645.504 e 6.863.761, que são incorporadas no presente por referência, podem ser utilmente aprimorados de acordo com uma modalidade da presente invenção.

As correias dentadas ou síncronas automotivas típicas usam 100% de tecido de náilon com revestimentos adesivos como o elemento de cobertura nos dentes da correia. Em uma modalidade, a presente invenção refere-se a um tecido para dente com construção híbrida consistindo de fibras de náilon e outras fibras tendo mais resistência ao calor e/ou ao óleo e/ou outra característica de alto desempenho em relação ao náilon. Em certas modalidades da invenção, as outras fibras podem ser de um polímero de alto desempenho que pode ser difícil de se ligar a materiais elastoméricos tal como os utilizados no corpo de uma correia. As fibras resistentes ao calor e/ou ao óleo podem ser incorporadas combinando-se fios ou fibras desses materiais com náilon ou outro material convencional dentro de um ou mais fios de trama ou longitudinais do tecido. Os fios de urdidura ou transversais podem ser 100% náilon, mas diferente dos tecidos de náilon convencionais, os fios de urdidura ou transversais são texturizados para fornecer um grau mais alto de cobertura e preparação pelo subsequente RFL ou outro revestimento adesivo. A penetração aprimorada de revestimento no tecido pode fornecer proteção aprimorada contra fadiga e/ou abrasão.

Assim, outra modalidade da invenção é um tecido trançado para reforçar uma correia de transmissão de potência tendo fios longitudinais preferencialmente capazes de elasticidade de ao menos aproximadamente 80% e fios transversais tendo fios de náilon multifilamento texturizados preferencialmente capazes de elasticidade de aproximadamente 1% a aproximadamente 20% em 2 kg de tensão, com ao menos uma parte dos fios longitudinais incluindo fibras de náilon e fibras de um ou mais materiais de alto desempenho, que podem ser relativamente difíceis de ligar a elastômeros, tal como para-aramida, meta-aramida, poliéster, policetona, fluoropolímero, poli-imida, polisulfonamida, sulfeto de poliarileno, acrílico e similares.

A capacidade de elasticidade do tecido trançado pode ser fornecida texturizando-se os fios longitudinais. A texturização é geralmente uma possibilidade de fibras termoplásticas tal como poliéster, policetona, sulfeto de poliarileno e similares, ou separadamente ou junto com fibras de náilon. A texturização pode ser alcançada por qualquer método de texturização conhecido, tal como falsa torção, crimpagem, crimpagem por compressão, “knit/de-knit”, jato de ar, e similares. O alongamento do fio texturizado é uma forma de caracterizar o grau de texturização. Em particular, o alongamento em uma carga específica, tal como 2 kg, pode fornecer uma medida útil do grau de texturização de um fio. Os fios longitudinais texturizados para tecido de cobertura de dentes para uma correia dentada são preferencialmente capazes de ao menos aproximadamente 50% de alongamento em 2 kg de tensão, ou ao menos aproximadamente 80% de alongamento em 2 kg de tensão.

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Alternativamente, a capacidade de elasticidade do tecido trançado pode ser fornecida usando para os fios longitudinais um fio de núcleo elástico urdido com náilon e uma ou mais fibras de alto desempenho selecionadas. Por exemplo, as fibras de alto desempenho selecionadas podem ser usadas em ao menos uma primeira urdidura em torno do núcleo elástico e fibras de náilon-66 em ao menos uma segunda urdidura. Pode ser vantajoso que a segunda urdidura esteja na direção de urdidura oposta à primeira urdidura. Exemplos de tais construções de fio de elasticidade são fornecidos na Pat. US. No. 5.529.545, Pat. europeia No. 637.704, e Pat. Europeia No. 1.436.450, que são todas incorporadas no presente por referência. A FIG. 4 ilustra tal fio de elasticidade. Com relação ao fio de elasticidade 45 na FIG. 4, o núcleo elástico 46 é primeiro urdido em uma primeira direção com o fio 47 que pode incluir vantajosamente PAS ou PPS, e é depois urdido na direção oposta com o fio 48 que pode ser de náilon.

A texturização do fio transversal pode ser alcançada da mesma maneira que descrita acima para o fio longitudinal. Em uma modalidade da invenção, o grau de texturização do fio transversal pode ser substancialmente menor do que o do fio longitudinal. O alongamento em 2 kg do fio longitudinal, por exemplo, pode ser maior do que aproximadamente 50%, ou maior do que aproximadamente 80%. O alongamento em 2 kg do fio transversal pode estar na faixa de aproximadamente 1% a aproximadamente 15%, ou de 2% a aproximadamente 10%. A elasticidade mais alta na direção longitudinal é útil para a fabricação de correias dentadas pelo processo de fluxo passante, durante o qual o tecido estica seguindo a linha de membro de tração para formar o perfil inteiro dos dentes. O fio menos elástico na direção transversal é suficiente para fornecer os benefícios mencionados acima de texturização nessa direção. Em uma modalidade da invenção, os fios transversais podem consistir essencialmente de fio de náilon multifilamento texturizado, preferencialmente náilon-66. O tecido mencionado acima pode também ser usado em uma correia de transmissão de potência.

A título de exemplo, a FIG. 3 mostra um comprimento representativo de um fio altamente texturizado longitudinal representativo, um fio levemente texturizado transversal útil em uma modalidade da presente invenção, e um fio não texturizado. Com relação à FIG. 3, o fio altamente texturizado 34 exibe um alongamento de aproximadamente 88% em 2 kg de tensão. O fio transversal levemente texturizado 32 exibe um alongamento de aproximad amente 3% em 2 kg de tensão. O alongamento na quebra para o fio não texturizado 30 é aproximadamente 25% em aproximadamente 100 kg, e para o fio levemente texturizado 32 é aproximadamente 30% em 104 kg. O alongamento na quebra para o fio altamente texturizado 34 é aproximadamente 180% em 323 kg. A resistência à quebra é mais alta porque o fio 34 tem aproximadamente três vezes mais filamentos do que o fio 30 ou 32.

Os respectivos fios ou fibras de alto desempenho podem ser configurados, coPetição 870200026227, de 27/02/2020, pág. 23/31

8/14 trançados, ou co-torçidos em qualquer estágio do processo de fabricação de fio ou cabo com fios ou fibras convencionais que podem ser preferencialmente de náilon, ou que podem ser de acrílico, poliéster, algodão e similares. Dever-se-ia notar que um terceiro fio resistente ao calor ou de alto desempenho pode ser blindado em qualquer razão junto com o primeiro fio de alto desempenho ou náilon. Os fios padronizados podem também ser usados ou um fio padronizado blindado contendo fibras incluindo PEEK, PPS e/ou outros.

Por náilon entende-se qualquer fibra de poliamida termoplástica incluindo náilon-6, náilon-66, náilon-46 e similares. O náilon-66 é preferencialmente uma poliamida. O náilon-66 pode ainda ser de uma variedade de alta tenacidade ou tenacidade média ou normal.

Por aramida entende-se uma poliamida sintética de cadeia longa tendo suas ligações amida acopladas diretamente a dois anéis aromáticos ou na posição para ou na posição meta. Na presente invenção, pode-se fazer uso, por exemplo, de PPD-T, poli(pbenzamida), copoli(p-fenileno/3,4’-oxidifenileno tereftalamida), ou similares. Por PPD-T entende-se o homopolímero resultante da polimerização mol por mol de p-fenileno diamina e cloreto de tereftaloila e, também copolímeros resultantes da incorporação de pequenas quantidades de outras diaminas com a p-fenileno diamina e de pequenas quantidades de outros cloretos diácidos com o cloreto de tereftaloila. As fibras de aramida comerciais adequadas para a prática desta invenção incluem aquelas vendidas sob as marcas TEIJINCONEX, TECHNORA e TWAROM por Teijin Limited, e sob as marcas NOMEX, e KEVLAR por E. I. DuPont de Nemours and Company.

Uma fibra LCP comercial é a fibra de poliéster-poliarilato de cristal líquido vendida sob a marca VECTRAN por Celanese Acetate LLC e Kuraray Co., Ltd. O PBO é vendido sob a marca ZYLON por Toyobo Co. Ltd. As fibras de poliéster incluem tereftalato de polietileno (PET) e naftalato de polietileno (PEN). O PEN é vendido sob a marca PENTEX por Honeywell International Inc. O PEN é também vendido por Teijin Limited, INVISTA, e Hyosung Corporation.

Os fluoropolímeros adequados podem incluir, por exemplo, mas não estão limitados a polímero politetrafluoroetileno (PTFE), polímero politrifluoromonocloroetileno (PTFFE), polímero fluoreto de polivinilideno (PVDF), polímero etileno fluorado (FEP) e polímero perfluoroalcóxi (PFA).

As fibras de poli-imida e/ou de poliamida-imida (“PI”), especialmente as poli-imidas de alta temperatura, podem ser usadas. Uma fibra PI adequada pode ser P84, vendida sob esse nome comercial por Inspec Fibers, uma companhia Degussa. As fibras de poliacrilonitrilo (“PAN”) são vendidas, por exemplo, por Toyobo Co. Ltd. As fibras de PAN incluem f ibras com uma faixa de teor acrílico, geralmente ao menos 85% de acrilonitrilo, e vários comonômeros, tal como metil metacrilato, vinil acetato e similares.

A fibra de polisulfonamida (“PSA”) é um tipo de fibra de poliamida aromática tendo

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9/14 uma cadeia principal de anéis benzeno para-ligados com grupos SO2 e ligações amida. A fibra de PSA é atualmente vendida na forma padronizada sob o nome comercial Tanlon por Shanghai Tanlon Fiber Co. Ltd. As características do PSA incluem resistência à alta temperatura, excelente resistência às chamas, estabilidade dimensional em alta temperatura, e alta estabilidade química.

As fibras de policetona são formadas de polímeros tendo ligações ou grupos cetona na cadeia principal. Por exemplo, a Pat. US. No. 5.130.408 descreve um número de tipos ou policetonas aromáticas incluindo poliétercetonas (PEK), poliéterétercetonas (PEEK), poliétercetonacetonas (PEKK), e poliarilétercetonas (PAEK) que podem ser vantajosamente usadas na presente invenção. Um exemplo de um material PEEK comercial tem uma unidade de repetição de oxi-1,4-fenileno-oxi-1,4-fenileno-carbonil-1,4-fenileno que forma um polímero semicristalino aromático linear com resistência à temperatura muito alta. Uma fibra de PEEK adequada é vendida sob o nome comercial Zyex por Zyex Ltd.

Outra fibra de policetona útil pode ser formada de polímero policetona tendo uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 5,9 dl/g no qual etileno preparado por um procedimento convencional é completamente copolimerizado com monóxido de carbono e poli(1-oxotrimetileno). Em geral, a fibra de poliolefina cetona (POK) útil pode ser obtida por solidificação rápida ou fiação a úmido como descrito na Patente US. No. 6.763.867 e referências citadas nesta. Pode ser vantajoso usar uma fibra de poliolefina cetona tendo uma estrutura representada pela seguinte fórmula: --(CH2 -CH2 -CO)n--(R -CO)m--, onde 1,05 >= (n + m)/n >= 1,00, e R é um grupo alquileno tendo três ou mais carbonos como descrito na Pat. US. No. 6.763.867. A fibra de POK pode ser vantajosamente de um polímero alternativo de monóxido de carbono e etileno como descrito na Pat. US. No. 6.818.728. Todos os tipos acima de fibras de policetona serão chamados “PK” ou policetona aqui e nas reivind icações.

A Tabela 1 lista um número de fibras de alto desempenho que podem ser vantajosamente aplicadas nas modalidades da presente invenção, junto com algumas propriedades típicas. Na tabela, “-“ significa pobre, “0” significa fair, “+” significa bom, e “++” significa excelente. Também na tabela, “MR” é reganho de umidade; “m.p.” é ponto de fusão; “HAS” é encolhimento por calor; e “Eb” é alongamento na quebra.

Tabela 1

Polímero PA 66

Tipo de contífibra nua

Nome comercial

PPS PPS meta- PI aramida contí- contí- contí- contínua

Dõ fort nua nua

PEEK PEEK PAN contí- contí- padronua nua nizada

PTFE PSA contí- padronua nizada

Tanlon

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Fabricante		Diolen	Toyobo		Inspec	genérico	Zyex	Toyobo	Gore	Shanghai
Tamanho de filanento, dtex		4			0,6 a 8			0,9 a 8		1,2 a 4
tenacidade, cN/tex	79,5	> 52	40	40 a 45	(35)	20 a 40	62	60 a 70		> 30
Eb, %	25	20 a 25	25				20	1,5 a 2
HAS, %		< 1 ou 5	3,5				1,1	1,5 a 2
temp. de uso ^oC contínua	95	190	190	190	(240)	250	250	125	250	250
Densidade	1,14	1,35	1,35	1,38			1,3	1,18	2,18	1,42
m. p. ^oC	255	290	290				334
MR, %	4,5	< 0,02		4 a 5	(3)	0,1			0	6,3
resist. à oxidação	0	0	0	+	(+)	0	0		++
resist. à hidrólise	-	++	++	0	(+)	++	++		++
resist. à acido	0	++	++	0	(+)	+	+		++	+
resist. a álcalis	-	++	++	+	(0)	+	+		++	0

Na construção de uma correia de acordo com uma modalidade da invenção, o material ou materiais geralmente flexíveis utilizados na seção sobrecabos 12 e dentes 16 deveriam geralmente ser compatíveis entre si e podem ser do mesmo tipo ou de tipos diferentes de material. Qualquer elastômero adequado e/ou convencional, incluindo tanto elastômeros 5 refratários quanto elastômeros não refratários, pode ser usado como a seção sobrecabos 12 e/ou os dentes 16 (a seguir, coletivamente, “as partes de corpo de correia”) nesta modalid ade da presente invenção. Exemplos de elastômeros refratários adequados incluem, mas não estão limitados a poliuretanos refratários (incluindo poliuretanos, poliuretano/ureias e poliuPetição 870200026227, de 27/02/2020, pág. 26/31

11/14 reias), plastisois, organosois, cloroprenos líquidos, polisulfetos líquidos, borrachas líquidas, silicones, epóxidos, uretanos, resinas à base de poliéster, resinas à base de poliéter, e similares, bem como blendas de quaisquer dois ou mais desses. Os elastômeros de poliuretano são geralmente preferenciais sobre outros tipos de elastômeros refratários no presente por causa de sua resistência à tração e resistência à abrasão favoráveis e seu módulo e elasticidade satisfatórios. Tais poliuretanos podem ser preparados de qualquer maneira convencional, tal como compondo um pré-polímero de poliuretano com um agente extensor de cadeia, e opcionalmente uma quantidade de plastificante ou outro ingrediente se desejado. Os extensores de cadeia convencionais que podem ser utilizados são geralmente conhecidos na técnica.

Os elastômeros não refratários úteis como as partes de corpo de correia de tais correias que provavelmente aproveitam os benefícios fornecidos pela presente invenção incluem, por exemplo, borracha de cloropreno (CR), borracha de acrilonitrilo butadieno (NBR), NBR hidrogenado (HNBR), borracha de estireno-butadieno (SBR), polietileno clorosulfonado alquilado (ACSM), epicloro-hidrina, borracha de butadieno (BR), poli-isopreno (incluindo tanto borracha natural (NR) quanto poli-isopreno sintético) e elastômeros de etileno-alfa-olefina exemplificados por elastômero de terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM), bem como blendas ou misturas de quaisquer dois ou mais dos anteriores. A maior parte dos elastômeros termoplásticos é também abrangida dentro desse contexto. As correias contínuas ou de longo comprimento, por exemplo, formadas extrudando-se o elastômero termoplástico em cabo e tecido e pressionando-se em um molde giratório, são também abrangidas neste contexto.

Se um elastômero refratário ou não refratário é utilizado nas composições para fo rmar porção(ões) elastomérica(s) da correia, tais composições podem também incluir geralmente aditivos convencionais em quantidades geralmente adequadas para uso na aplicação pretendida. Assim, por exemplo, tal composição pode também incluir uma carga de reforço, de reforço parcial, ou de não reforço em quantidades de aproximadamente 0 partes por centena de peso de borracha (phr) a aproximadamente 500 phr; alternativamente de aproximadamente 20 phr a aproximadamente 250 phr; um ou mais plastificantes em quantidades de aproximadamente 0 phr a aproximadamente 30 phr, ou alternativamente de aproximadamente 1 phr a aproximadamente 25 phr; um ou mais agentes de vulcanização ou curativos, incluindo enxofre, materiais de geração de radicais livres tal como peróxido e radiação ionizantes, etc., em quantidades eficazes para cura, por exemplo, de aproximadamente 0 phr a aproximadamente 30 phr, por exemplo; um ou mais co-agentes ou ativadores em quantidades de aproximadamente 0 phr a aproximadamente 100 phr; e um ou mais antidegradantes em quantidades de aproximadamente 0 phr a aproximadamente 15 phr, etc. Em uma modalidade da presente invenção, ao menos um dentre a parte sobrecabos 12 e os dentes 16 da

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12/14 correia 10 é formado de uma composição de borracha de acrilonitrilo butadieno hidrogenada (HNBR), tal como a apresentada, por exemplo, na Pat. US. No. 6.358.171 para Whitfield, cuja descrição com relação a tais composições de elastômeros é incorporada no presente por referência; ou uma composição de poliuretano/ureia adequada tal como a apresentada, por exemplo, em WO 09602584 para Wu e outros, cuja descrição com relação a tais composições de elastômeros é incorporada no presente por referência.

A seção sobrecabos de elastômero 12 é preferencialmente fornecida com uma camada de reforço resistente à tração ou uma pluralidade de membros resistentes à tração, qualquer número dos quais é bem conhecido na técnica, tal como os cabos resistentes à tração longitudinalmente se estendendo e espaçados 18 como mostrado. Esse cabo resistente à tração 18 pode consistir de um ou mais filamentos de qualquer material resistente à tração adequado incluindo, mas não limitado a cabo de poliamida, de aramida, de fibra de vidro, de fibra de carbono, de poliéster, ou de fio de filamento, ou híbridos ou combinações desses, tipicamente dispostos como um ou mais cabos helicoidalmente enrolados embutidos como mostrado. Os membros resistentes à tração podem ser pré-tensionados ou impregnados ou revestidos com um material adesivo ou auxiliar de processo, particularmente onde um elastômero não refratário tal como HNBR é empregado como ou na parte de corpo de correia.

Os materiais flexíveis formando os dentes 16 e/ou a seção sobrecabos 12 podem opcionalmente ser carregados com fibras descontínuas, pela incorporação dentro da composição de elastômero enquanto geralmente no estado não vulcanizado de qualquer material adequado e/ou convencional incluindo fibra padronizada, fibra de polpa ou materiais de reforço picados. Os materiais adequados para o carregamento de fibra incluem, por exemplo, aramidas, incluindo meta- e para-aramidas, tal como aquelas disponíveis por DuPont Chemical Co. sob a marca KEVLAR; náilon, poliéster, acrílico, carbono e algodão. O carregamento de fibra pode ser em qualquer nível adequado para a aplicação, tal como descrito na Pat. US. No. 6.358.171, cuja descrição com relação aos tipos e níveis de carregamento de fibra é incorporada no presente por referência; e pode incluir no caso de orientação de correias dentadas de ao menos um número substancial das fibras em uma direção perpendicular à viagem da correia. Uma ou mais tais fibras podem ademais se projetar a partir do material elastomérico.

A camada de tecido geralmente resistente ao desgaste 14, ou o tecido 20 se ajusta intimamente ao longo da superfície de transmissão de potência da correia 10, que é no caso da correia dentada ilustrada na FIG. 1, ao longo de ao menos os dentes alternativos 16 e partes de superfície da correia 10 como mostrado, para formar uma cobertura dessa. O tecido utilizado pode ser de qualquer configuração desejada tal como malha convencional consistindo de fios de urdidura e malha em qualquer ângulo desejado, incluindo tais malhas

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13/14 como tecidos trançados em linhas diagonais, quadradas ou matte 1X1, -1X2, -1X3, -2X1, 2X2, -2X3, -3X1, -3X2, ou -3X3; ou pode compreender cordões de trama, ou ser de uma configuração em malha ou trançada, ou de uma configuração não tecido, ou similar. Mais de uma camada de tecido pode ser empregada, incluindo combinações de diferentes tipos de tecidos. Se desejado, o tecido pode ser cortado em viés como é bem conhecido na técnica de modo que os filamentos formem um ângulo com a direção de viagem da correia. As fibras convencionais podem ser empregadas, tais como algodão, poliéster, poliamida, poliamida aromática, cânhamo, juta, fibra de vidro e várias outras fibras sintéticas e naturais.

Em uma modalidade da invenção, a camada de tecido 14 compreende um tecido trançado em linhas diagonais ou matte 2X2 cortado em viés. Ao menos um dos fios de urdidura ou de trama pode ademais ser lavado, termoendurecido, texturizado, torcido e/ou de outra forma processado como é bem conhecido na técnica. Opcionalmente, a superfície da correia remota de sua superfície de transmissão de potência pode também incluir um elemento de tecido como descrito no presente (a seguir, “tecido posterior”), o tecido posterior que pode ser ou do mesmo tipo e forma do utilizado ao longo da parte de dente 17 e parte de superfície 19 da correia 10, ou de um tipo e forma diferentes.

Em uma modalidade da presente invenção, uma quantidade de agente lubrificante interno pode ser utilizada mediante e/ou dentro do elemento de cobertura de tecido. Um lubrificante pode ser incluído em um tratamento de tecido, tal como RFL, ou aplicado em um tratamento com lubrificante separado. Exemplos de uso de lubrificantes para tecidos de correia são descritos, por exemplo, na Pat. US. No. 7.042.021 e Publicação US No. 2007/249451, cujos conteúdos são incorporados no presente por referência.

Exemplos podem ser construídos e testados para demonstrar a utilidade e as vantagens das modalidades da presente invenção. As descrições dos testes com correia são como segue:

O teste de força máxima (ar ambiente) usa uma correia com 120 dentes, 30 mm de largura testada em motor a diesel de ultra alta carga. A velocidade do motor é variada por todo o curso do teste, para exercer a carga máxima na correia. O teste é conduzido em temperatura ambiente.

O teste em alta temperatura (ar ambiente) usa uma correia com 141 dentes, 15 mm de largura testada em motor a diesel com alta carga. O motor é mantido em uma velocidade constante de 4000 rpm. O fluxo de combustível para a bomba de injeção é regulado em 480 m/min. O teste é conduzido em uma caixa superaquecida, com a entrada de calor controlada de modo que a temperatura da correia seja 200° C.

Embora a presente invenção e suas vantagens tenham sido descritas em detalhes, dever-se-ia entender que várias mudanças, substituições e alterações podem ser feitas sem abandonar o espírito e escopo da invenção como definida pelas reivindicações em anexo.

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14/14

Ademais, o escopo do presente pedido não é destinado a ser limitado às modalidades particulares do processo, máquina, fabricação, composição de matéria, dispositivo, métodos e etapas descritos na especificação. Como um versado na técnica prontamente apreciará a partir da descrição da presente invenção, os processos, máquinas, fabricação, composições 5 de matéria, dispositivos, métodos ou etapas, existindo no presente ou a serem desenvolvidas posteriormente que executam substancialmente a mesma função ou alcançam substancialmente o mesmo resultado das modalidades correspondentes descritas no presente, podem ser utilizados de acordo com a presente invenção. Consequentemente, as reivindicações em anexo são destinadas a incluir dentro de seu escopo tais processos, máquinas, 10 fabricação, composições de matéria, dispositivos, métodos ou etapas. A invenção descrita no presente pode ser adequadamente praticada na ausência de qualquer elemento que não é especificamente descrito no presente.

Claims

1. Tecido trançado (14, 20) com elasticidade para reforçar uma correia de transmissão de potência (10), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende fibras contínuas texturizadas de sulfeto de poliarileno e algumas fibras contínuas texturizadas de poliamida.

2. Tecido (14, 20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende fios de urdidura (22) e de trama (24), onde ao menos um dos ditos fios de urdidura (22) e de trama (24) compreende as ditas fibras contínuas de sulfeto de poliarileno na forma de um fio multifilamento de fibras texturizadas de sulfeto de poli p-fenileno.

3. Tecido (14, 20), de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas fibras de sulfeto de poli p-fenileno estão presentes na trama e texturizadas para possuírem pelo menos 50% de alongamento a uma tensão de 2 kg, e a dita urdidura compreende fibra texturizada de poliamida.

4. Tecido (14, 20), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito tecido compreende ainda, como a dita fibra de poliamida, fibras texturizadas de náilon-66 para possuírem de 1 a 20% de alongamento a uma tensão de 2 kg, e em que o dito tecido não possui nenhum fio de núcleo elástico.

5. Correia de transmissão de potência (10) tendo um corpo elastomérico, um membro resistente à tração (18) embutido dentro do dito corpo, uma superfície de contato com a polia (17, 19), e uma superfície traseira (12), CARACTERIZADA pelo fato de que compreende em ao menos uma das ditas superfícies (12, 17, 19) um tecido trançado (14, 20), conforme definido na reivindicação 1, com elasticidade consistindo de fibras contínuas texturizadas de sulfeto de poliarileno e algumas fibras contínuas texturizadas de náilon.

6. Correia (10), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que apresenta a forma de uma correia dentada tendo dentes (16) na dita superfície de contato com a polia (17, 19) e com o dito tecido (14, 20) cobrindo os ditos dentes (16).

7. Correia (10), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito tecido (14, 20) é trançado com fios transversais e longitudinais em relação às suas orientações na correia (10), e em que os ditos fios transversais compreendem fibras de náilon-66, e os ditos fios longitudinais compreendem tanto fibras texturizadas de náilon-66 quanto as ditas fibras de sulfeto de poliarileno na forma de fibras de sulfeto de poli pfenileno.

8. Correia (10), de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que os ditos fios transversais são texturizados para alcançar de 1% a 20% de alongamento a uma tensão de 2 kg, e os ditos fios longitudinais são texturizados para alcançar ao menos 50% de alongamento a uma tensão de 2 kg.

9. Correia (10), de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que os ditos fios longitudinais não compreendem núcleo elástico.

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10. Correia de transmissão de potência (10), de acordo com a reivindicação 5 CARACTERIZADA pelo fato de que compreende fios longitudinais orientados na direção longitudinal da correia (10) que são capazes de se esticar ao menos 50% e fios transversais orientados na direção transversal da correia (10);

5 com os fios longitudinais compreendendo fibras de poliamida e fibras de sulfeto de poliarileno; e os fios transversais consistindo de fio de poliamida multifilamento texturizado.

11. Correia (10), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que os fios longitudinais são texturizados para alcançar a dita capacidade de elasticidade.

10

12. Correia (10), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que os fios transversais são texturizados para alcançar a capacidade de elasticidade na faixa de 1% a 20%.

13. Correia (10), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que os fios transversais são texturizados para alcançar a capacidade de elasticidade na fai-

15 xa de 2% a 10% sob uma tensão de 2kg, e os ditos fios longitudinais são capazes de se esticar pelo menos 80%.

14. Correia (10), de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADA por ser na forma de uma correia dentada de transmissão de potência.