CN101084387A - 带有由织物制造的齿覆盖物的齿形带 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有玻璃纤维绳增强件(5)的基于氢化丁腈橡胶(HNBR)的橡胶齿形带。所述齿形带(10)带有用聚酰胺6.6织物制造的改性的齿覆盖物(6)，其中，沿所述齿形带的周边方向/纵向方向的纬线(64)全部或者部分由用聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)和/或间位芳族聚酰胺制造的纱替代，或用PEEK、PI和/或间位芳族聚酰胺改性。
Description
技术领域
本发明涉及带有由织物制造的齿覆盖物的齿形带和附属的齿覆盖物。
背景技术
齿形带首先用作动力传递带(传动带)。在该应用中，齿形带的齿啮合在配合齿形带的齿之间，或者啮合在齿形带轮的齿之间，以进行力传递。齿形带经常用于同步带传动或者精确带传动，并且例如用于两个转动轴的同步运行。
在汽车行业中，所使用的齿形带往往是标准的橡胶齿形带，它们一般包括背面区域、有齿的正面区域和位于所述背面区域和正面区域之间的例如由钢丝绳或玻璃纤维绳构成的抗拉层。有齿的正面区域通常由基于HNBR(氢化丁晴橡胶)的硫化橡胶组成，即其包含氢化的丙烯腈-丁二烯-共聚物，在共聚物中包含常规的填充物。对这种齿形带的机械和热承受能力方面的要求随着它们所应用的机器的功率而提高。因此，在大工作温度范围内的长使用寿命和高机械承受力是必不可少的。WO00/29762和美国专利4,775,357描述了当前使用的齿形带的例子。
首先为了增加齿形带的齿的机械稳定性，可以在齿形带的齿形表面上设置齿覆盖物，所述齿覆盖物是通常连续的并且完全覆盖齿和齿间部分的覆盖物。这种齿覆盖物可由例如由改性硫化橡胶制成的涂层组成，或者可以优选地由针织物或纺织物构成。在实践中表明，由聚酰胺6.6弹力织物形成的覆盖物具有良好的机械特性和对橡胶混合物的良好粘附性。
然而，聚酰胺织物的缺点是，其在所述齿形带长时间在高温(110℃以上)工作时会产生热损坏，以致促进了齿剪断和由此造成的整个齿形带的过早失效。
在汽车行业中，因为发动机的功率日益提高，并且为了降低噪音对发动机进行了越来越完全的封装，所以齿形带承受越来越高的温度，从而对齿形带来说，迫切地需要具有优越的和能长期耐受高温的织物齿覆盖物。
因此，例如在WO00/29762中已经提出，使用除聚酰胺织物以外的覆盖物。但是，在这种情况下，就必须考虑与聚酰胺的优良机械性和粘附提供性比较的缺点。
发明内容
本发明的任务是避免现有技术中的问题，并且提供一种齿形带的齿覆盖物，该齿覆盖物提高齿形带的温度承受能力和防止出现失效，并且基本上保持机械特性。
为了解决这个任务，在由织物制成的用于覆盖齿形带的齿形表面的上述类型齿覆盖物情况下，所述织物是基于聚酰胺织物的混合织物，其中，沿所述齿形带的周边方向/纵向方向的纬线全部或者部分用由聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)和/或间位芳族聚酰胺制成的线替代，和/或用PEEK、PI和/或间位芳族聚酰胺进行改性。
已经发现，出人意料的是，仅通过全部或者部分用由上述材料或者其混合物制成的线或纱来替代纬线、或用这些材料对纬线进行改性，其中所述纬线可以是单线或者绞合的纱，就可以把带有由聚酰胺织物制成的齿覆盖物的齿形带的温度耐受性和稳定性改善到令人惊奇的程度。在此，改性不应采用涂层或者后处理的方式，因为涂层或者后处理可能会有损于聚酰胺的良好的机械特性。至少经线或者优选地还有一部分纬线仍然由聚酰胺组成，以便使该覆盖织物具有足够的与聚酰胺相关的有益特性。
基底织物优选是聚酰胺(即PA)6.6弹力织物。
在该基底织物中，按数量计算，优选的是2％至70％，更加优选的是5％至50％，并且还要更优选的是5％至20％的纬线由用聚醚醚酮、聚酰亚胺和/或间位芳族聚酰胺制造的线或者纱替代。在此，所述被替代的纬线部分可由上述材料之一或者由带或不带聚酰胺的上述材料制成的混合物组成。此外，还可以这样替代所述聚酰胺纬线，即使用由各种上述材料制成的多根纱或者线替代聚酰胺纬纱或者纬线。
在一个替代实施方式中，所述聚酰胺纬线可以全部或者部分地用聚醚醚酮、聚酰亚胺和/或间位芳族聚酰胺改性，优选是2％至70％，更优选的是5％至50％，并且还更优选的是5％至20％的聚酰胺纬线被改性。这可以用下述方式实现，即纬线可以整体上由用聚合体混合物或共聚物形式的PEEK、PI和/或间位芳族聚酰胺改性后的聚酰胺组成。所述纬线的改性还可以这样进行，即优选地按上述比例用由PEEK、PI和/或间位芳族聚酰胺制成的捻线来替代纱内的捻线。
另外，为了提高耐磨性，还有一部分聚酰胺纬线由PTFE纱或者单线替代，或者用PTFE改性，或者所述织物经过PTFE前处理。
另外，所述齿覆盖物可以至少在一侧上、按一步或者多步、优选用粘附促进剂和/或硫化橡胶进行涂覆，以提高所述覆盖物在齿表面的粘附，和/或减少磨损和摩擦。
本发明还包括装备有如权利要求1至5中任一项所述的由织物制成的齿覆盖物的齿形带。
齿形带优选是橡胶齿形带，特别是至少有齿的带部分包含氢化的丙烯腈-丁二烯-共聚物的橡胶齿形带。进一步优选的是，所述齿形带包括用于增强的至少一根抗拉绞合线，抗拉绞合线优选的是线绳形式的玻璃丝、碳丝和/或芳族聚酰胺丝。本发明的齿覆盖物显著地提高了装备有所述齿覆盖物的齿形带在高温下(110℃以上)的使用寿命，并且明显地减慢了齿剪断失效的进程。
另外，该齿形带的背面可以用另外织物进行保护。
下面结合附图参考实施例更加具体地说明本发明。
附图说明
图1是齿形带的示意剖面图。
具体实施方式
图中只示出了总体上用10表示的齿形带的局部，齿形带10具有背面2和带有分立的齿4的正面有齿部分3，齿4用于啮合到图中未示出的配合齿形带的齿之间。在齿形带的背面2与正面部分3之间布置了由分立的抗拉绞合线5组成的抗拉层，抗拉绞合线5例如由玻璃纤维绳、钢丝绳、碳绳或者芳族聚酰胺绳组成。所述齿形带的正面部分或上面部分3的齿形表面由齿覆盖物6覆盖，所述齿覆盖物设计成带有经线62和纬线64的织物形式。因此，纬线沿所述齿形带的纵向方向平行于抗拉绞合线5延伸，所述齿形带往往设计为环带。在此例中，由聚酰胺6.6弹力织物制成的纬线的一部分已经由相应强度(纱粗度)的PEEK纱替代，而其它的纬线和经线62一样仍由PA6.6组成。
实例
测量了由PEEK纬线替代了5％、8.5％、10％和20％的聚酰胺纬线的齿形带并且效果良好，其中，按照计划的齿形带使用目的，可以容易地代替更多的聚酰胺纬线。
比较试验
对常规的齿形带和根据本发明的齿形带进行最大力试验。为此，使用了电制动的配电盘式喷射泵发动机，所述发动机的转速被持续控制，以使所述齿形带上受到最大的扭矩作用。该试验在一个高温室中进行，其温度控制为使得齿形带的温度是160℃。齿形带静态张力为350N。试验齿形带为15mm宽。
把由PA6.6织物、用玻璃纤维绳制成的抗拉绞合线和HNBR橡胶混合物组成的系列齿形带与齿形带进行比较，在该齿形带中，齿覆盖物中的一部分纬线由PEEK纱替代。
结果
| A | B | |
| 齿形带类型 | 系列齿形带 | 本发明的齿形带 |
| 齿材料：抗拉绞合线 | HNBR橡胶混合物玻璃纤维绳 | 如同A栏的HNBR橡胶混合物如同A栏的玻璃纤维绳 |
| 齿覆盖物： | PA6.6织物 | 基底织物：如同A栏的PA6.6织物，其中10％的纬线由相应强度(粗度)的PEEK纱替代 |
| 平均寿命 | 48小时 | 95小时 |
Claims (15)
1.一种齿覆盖物(6)，其由织物制成，并用于覆盖齿形带(10)的齿形表面，其特征在于，所述织物是基于聚酰胺织物的混合织物，其中，沿所述齿形带的周边方向/纵向方向的纬线(64)全部或者部分由用聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)和/或间位芳族聚酰胺制造的线替代，或用PEEK、PI和/或间位芳族聚酰胺改性。
2.如权利要求1所述的齿覆盖物(6)，其特征在于，所述聚酰胺织物是PA6.6的弹力织物。
3.如权利要求1或2所述的齿覆盖物(6)，其特征在于，按数量计算，2％至70％，优选的是5％至50％，并且更优选的是5％至20％的纬线(64)被替代。
4.如权利要求1或2所述的齿覆盖物(6)，其特征在于，2％至70％，优选的是5％至50％，并且更优选的是5％至20％的纬线(64)用PEEK、PI和/或间位芳族聚酰胺改性。
5.如权利要求1至4中任一项所述的齿覆盖物(6)，其特征在于，沿所述齿形带的周边方向/纵向方向的纬线(64)另外部分由用PTFE制造的线替代，或者用PTFE改性。
6.如权利要求1至4中任一项所述的齿覆盖物(6)，其特征在于，所述混合织物至少在一侧上、按一步或者多步、优选地用粘附促进剂和/或弹性体进行涂覆。
7.一种齿形带(10)，其包括如权利要求1至5中任一项所述的由织物制成的齿覆盖物(6)。
8.如权利要求7所述的齿形带(10)，其特征在于，至少有齿的带部分(3)包含氢化的丙烯腈-丁二烯-共聚物。
9.如权利要求7或8所述的齿形带(10)，其特征在于，为了增加强度，该齿形带至少包括抗拉绞合线(5)，所述抗拉绞合线优选是玻璃丝、碳丝和/或芳族聚酰胺丝。
10.基于聚酰胺的织物在覆盖齿形带(10)的齿形表面中的应用，其特征在于，所述织物是聚酰胺混合织物，其中，沿所述齿形带(10)的周边方向/纵向方向的纬线(64)全部或者部分由用聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)和/或间位芳族聚酰胺制造的线替代，或用PEEK、PI和/或间位芳族聚酰胺改性。
11.如权利要求10所述的应用，其特征在于，所述聚酰胺织物是PA6.6弹力织物。
12.如权利要求10或11所述的应用，其特征在于，按数量计算，2％至70％，优选的是5％至50％，并且更优选的是5％至20％的纬线(64)被替代。
13.如权利要求10或11所述的应用，其特征在于，2％至70％，优选的是5％至50％，并且更优选的是5％至20％的所述纬线(64)用PEEK、PI和/或间位芳族聚酰胺改性。
14.如权利要求10至13中任一项所述的应用，其特征在于，沿所述齿形带的周边方向/纵向方向的纬线(64)另外部分由用PTFE制造的线替代，或者用PTFE改性。
15.如权利要求10至14中任一项所述的应用，其特征在于，所述混合织物至少在一侧上、按一步或者多步、优选地用粘附促进剂和/或弹性体进行涂覆。
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