CN101133262A

CN101133262A - 用于驱动内燃机附件的弹性伸缩式多重v形传动带

Info

Publication number: CN101133262A
Application number: CNA2004800441475A
Authority: CN
Inventors: 马尔科·迪梅科; 卡洛·特拉波利尼; 马里诺·佩塔恰
Original assignee: Dayco Europe SRL
Current assignee: Dayco Europe SRL
Priority date: 2004-10-04
Filing date: 2004-10-04
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2024-10-04
Also published as: US20080196818A1; WO2006038229A2; EP1815161B1; EP1815161A2; KR20070084007A; WO2006038229A3; US8012056B2; KR101164655B1; BRPI0419104A; CN101133262B

Abstract

一种多重V形带(13)，其尤其用于驱动内燃机(2)的附件(7，10)，所述带包括线缆(23)，所述线缆是由包括多个丝(25)的纱线(24)借助于第一缠绕处理过程和第二缠绕处理过程被制成，在所述第一缠绕处理过程中，形成至少两个股线(26)，在所述第二缠绕处理过程中，所述股线(26)被缠绕在一起，以形成所述线缆(23)，所述第一缠绕处理过程和所述第二缠绕处理过程沿相反的方向被完成；并且所述两个缠绕处理过程的每米的捻数被计算，从而，在所述完成的线缆(23)中，所述丝(25)与所述线缆的轴线(A)形成小于3.3°的角度。

Description

用于驱动内燃机附件的弹性伸缩式多重V形传动带

技术领域

本发明涉及传动带，尤其是涉及用于驱动内燃机附件的具有多槽道或者多重V形类型的传动带。

背景技术

为了便于安装在发动机上，最近在汽车行业上引入了所谓的″弹性″多V形传动带。

″弹性″或者″弹性伸缩式″带，说得更精确些，其具有耐久性的嵌入体或者具有相对低的拉伸弹性模量的线缆并且在组装时适于允许带的弹性拉长，这些带在工业应用领域中已经公知了数十年，例如在家用电器的领域中，在其中，负载传输和持续时间方面的要求不像在汽车领域那样严格；这些带通常手工组装，因为它们的拉伸弹性模量非常低，并且它们可由于可接受的应力而弹性伸展。

对于汽车应用，弹性带仅仅在近期被引入市场，在所述汽车应用中，存在类似的问题，即并不改变带轮之间的中心距而是通过延伸所述带而将所述带装配到所述传动带轮上。事实上，只有最新一代的材料才可以实现这样的可接受的折衷方案，即满足带弹性地“拉长”的需要以及汽车应用的严格的功能性需求。

与公知的弹性带有关的问题是经过一定时间保持用于传动件的张力的功能性可接受的级别的方式。张力由于时间的衰减大体涉及带的拉伸弹性模量，在这种情况中，在模量被减小时，在张力衰减中存在有对应的增加。

实际上，这就意味着当所述弹性带的模量的减小超出特定界限后，所述带将快速地失去张力，而同时工作，并且因而工作松弛经过一定时间，直至其传送负载的能力被危及。

公知的是当材料和所有其它结构性特征保持不变时，通过增加所述线缆的捻数(number of twists)而减少所述带的模量的方式。

特别的是，公知线缆是由纱线制成，其中所述纱线已经承受了第一缠绕处理过程，以获得股线，其中所述股线然后承受沿相反的方向的第二缠绕处理过程。公知的是，每纱线和股线的单位长度的捻数确定了线缆的拉伸弹性模量的减少。

然而，具有高拉伸应力的线缆很可能弹性衰减。

基于上述的理由，减少带的拉伸弹性模量的需要与确保张力损失对于应用而言是可接受的需要是矛盾的。

发明内容

本发明的目的是尤其为驱动内燃机附件提供一种这样类型的传动带，其具有多个槽道或者多重V形，其中所述传动带允许解决上述的问题，也就是说，其具有低模量，从而其可以容易地装配，而同时，经过一定时间之后，其张力衰减是可接受的。

上述目的是通过根据权利要求1所述的带而完成的。

附图说明

为了更好地理解本发明，参照附图，将以并不是限制性的单纯的实例的方式说明本发明的优选实施例，在附图中：

图1是用于驱动车辆内燃机附件的带传动装置的前侧示意图，其利用了根据本发明的带；

图2是图1中的带的一部分的透视图；

图3是图1中的带的线缆的结构的示意图；

图4是示意图，其示出了线缆结构的改型；并且

图5是示出了测试器具的示意图。

具体实施方式

参见图1，附图标记1作为整体说明了用于驱动内燃机2的多个附件的带传动装置。

所述传动装置包括键合在所述发动机2的曲轴4上的第一传动带轮3；键合在轴6上的、驱动诸如交流发电机的第一附件7的第二带轮5；键合在轴9上的、驱动诸如空调系统的压缩机的第二附件10的第三带轮8。

所述传动装置1还包括所述类型的具有多个槽道或者多个V形的带13，其卷绕在所述带轮3、5和8上，它们同样是具有多个槽道的类型。

参见图2，所述带13包括弹性材料的本体18；多个耐久性丝状元件19，它们平行并且彼此相邻，并且纵向嵌入本体18中；以及连接部分20，其由多个V形的肋21限定，所述肋21平行并且彼此相邻，同时从本体18一体延伸，并且相对于本体本身沿纵向延伸，从而形成V形槽道22，它们每个围在两个相邻的肋21之间。

所述本体18和所述连接部分20可以由任何适合于本应用的弹性材料制成。

所述加强元件19是以公知的方式由单个丝状耐久性元件的绕线或卷绕成螺旋形的连续线缆23形成。

线缆23是以公知的方式由多个缠绕在一起的纱线24构成(见图4)，其中所述纱线反过来是由丝25构成。线缆23的轴线由A表示。

方便地，所述丝是聚酰胺，优选6.6。可以使用的材料的例子是由Poliamide High Performance GmbH(Wuppertal，德国)生产的商标为ENKANylon 140HRT的聚酰胺。

根据本发明，所述线缆23具有″双平衡缠绕″类型的结构，也就是说其中，在两个缠绕阶段中的缠绕是经过计算的，从而，在最终的线缆中，所述丝25基本上是直线的并且彼此相互平行，并且平行于所述线缆的轴线A。特别地，根据本发明，所述丝与所述线缆的轴线A形成了小于3°的角度β，并且其优选为0°。

获得这种结果(图3)的方法是在初次缠绕处理过程(第一缠绕处理过程)时利用这样的结构，其中第一数量的纱线24，例如两个，(例如沿S方向)缠绕在一起以形成股线26，并且二次缠绕处理过程(第二缠绕处理过程)，其中，第二数量的由此所获得的股线26例如三个沿相反的方向(例如Z方向)被缠绕在一起以形成线缆23；在每种情况中，每单位长度的捻数被计算，从而由于缠绕而得到的螺旋角α1和α2在这两种情况中是大致相同的，并且因而，在丝25与线缆的轴线A之间形成的角度β大致等于0。

通过使得“缠绕因子”参数在两个缠绕阶段中保持恒定而以合适的方式完成这种计算：

TM = N \cdot \sqrt{LD} / 3000

其中N是所述缠绕的每米捻数，以及LD是所述股线(对于初次缠绕处理过程)或者所述线缆(对于二次缠绕处理过程)以dtex(g/10000m)为单位表示的数量或者线性密度。

特别地，在特定的情况中，必须满足下列关系：

{TM}_{1} = N_{1} \cdot \sqrt{{LD}_{py}} / 3000 = {TM}_{2} = N_{2} \cdot \sqrt{{LD}_{C}} / 3000,

也就是说：

N_{1} \cdot \sqrt{{LD}_{py}} = N_{2} \cdot \sqrt{{LD}_{C}} .

其中：

N1＝初次缠绕处理过程的每米的捻数(例如沿S方向)；

LD_py是以dtex为单位表示的所述股线的线性密度；

N2＝二次缠绕处理过程的每米的捻数(例如沿Z方向)；

LD_C是以dtex为单位表示的所述线缆的线性密度。

使用如上所述类型的具有940dtex的纱线，例如，上述公式大致考虑了，具有940 2×3 S300 Z175结构的线缆(三个股线沿方向Z以175缠绕/米的方式缠绕在一起，每个股线由沿方向S以300缠绕/米的方式缠绕在一起的两个纱线形成)。

这实际上给出了：

TM1＝4.3；TM2＝4.4；

α1＝24.5°；α2＝24.7°

β＝0.2°

实例

由上述类型的线缆构成的带(以下用″带A″表示)与在每种其它方面相同的批次的带进行对比测试，但是利用了不同类型的线缆，从而检查并且比较它们的弹性模量，以及使用中的张力衰减。

所述带A、B、C的线缆的结构特征如下：

A：940 2×3 S300 Z175(根据本发明的实例)

B：940 2×3 S150 Z125(对比例)

C：940 2×3 S250 Z200(对比例)。

所述带A、B和C具有下列共有的特征：

纱线：ENKANylon，线性密度940dtex；

标称长度：Ln＝1000毫米，张力为140N/rib(rib＝所述带的肋的数量)。

实例A、B和C中的带的线缆的特征以下在表1中被总结。对于每种类型的线缆，考虑到针对捻数的制品的公差设定为等于7％(被认为是充裕的并且预防的值)，角度β的值被计算，这是出于捻数的标称值(列A1、B1、C1)，以及针对N1和N2沿相反的方向的这些值的最大偏差这两者，从而允许公差的最不利的组合：特别地，在列A2、B2、C2中列出了对于这种情况的数据，即初次缠绕处理过程的捻数处于公差范围的上限，而二次缠绕处理过程的捻数处于公差范围的下限；在列A3、B3、C3中给出了对于这种情况的数据，即初次缠绕处理过程的捻数处于公差范围的下限，而二次缠绕处理过程的捻数处于公差范围的上限

表1

带	A			B			C
带	A			B			C			线缆	A1	A2	A2	B1	B2	B3	C1	C2	C3
N₁	300	321	279	150	161	140	250	268	233	线缆	A1	A2	A2	B1	B2	B3	C1	C2	C3
N₁	300	321	279	150	161	140	250	268	233	N₂	175	163	187	125	116	134	200	186	214
LD_PY(dtex)	1880	1880	1880	1880	1880	1880	1880	1880	1880	N₂	175	163	187	125	116	134	200	186	214
LD_PY(dtex)	1880	1880	1880	1880	1880	1880	1880	1880	1880	LD_c(dtex)	5640	5640	5640	5640	5640	5640	5640	5640	5640
A₁(°)	24.5	26.0	22.9	12.8	13.7	12.0	20.8	22.1	19.4	LD_c(dtex)	5640	5640	5640	5640	5640	5640	5640	5640	5640
A₁(°)	24.5	26.0	22.9	12.8	13.7	12.0	20.8	22.1	19.4	A₂₍°)	24.7	23.2	26.2	18.2	17.0	19.4	27.7	26.1	29.4

TM₁	4.3	4.6	4.0	2.2	2.3	2.0	3.6	3.9	3.4
TM₁	4.3	4.6	4.0	2.2	2.3	2.0	3.6	3.9	3.4	TM₂	4.4	4.1	4.7	3.1	2.9	3.3	5.0	4.7	5.4
β(°)	-0.2	2.8	-3.3	-5.4	-3.3	-7.4	-7.0	-4.0	-9.9	TM₂	4.4	4.1	4.7	3.1	2.9	3.3	5.0	4.7	5.4

可以注意到的是，所述线缆的A类型的带具有的角度β，其(绝对值)小于3.3°，以便缠绕值处于捻数的±7°的公差范围内；所述实例B和C具有大于上述绝对值的角度β，甚至允许由于制造公差的造成的可能的改变。

所述带的模量是被计算的，使用装有两个固定的多重V形带轮的测力仪对每个带进行测试。所述测试，其目的在于模拟所述带在组装时的弹性状态，依照下列步骤进行：

a)将所述带安置在所述带轮上；

b)逐渐地增加带张力直至数值T1，其对应于长度Le等于1050毫米(也就是说等于超过1000毫米的标称安装长度Ln的5％；所述长度的增加模拟所述带在组装时必需的伸长量，以越过肋的冠顶以及带轮的任意侧缘)；

c)释放带张力至T2值，其对应于1000毫米的标称长度；

d)利用下列公式计算模量M：

M＝(T1-T2)/(Le-Ln)

张力衰减是在图5中示意性示出的测试器具30中被测量，其中所述测试器具大体包括驱动带轮31和从动带轮32，它们具有的轴线a、b彼此相互平行。所述带轮之间的中心距被预定，从而利用所述带的工程数据，获得120N/rib的理论静态张力，张力值等于测试安装张力；明显地，由于带轮之间的相同的中心距，考虑到制造公差，每个带轮在组装之后的实际张力与标称值不同。

对于每个带，所述测试依照下列次序的步骤进行：

a)将所述带装配在带轮上，

b)测量初始张力(Ti)，

c)以下面的状态开始所述测试：转速：3000rpm；扭矩3.1Nm/rib；持续时间：24小时；

d)在测试结束时测量张力(Tf)；

e)计算衰减百分比TD＝(Ti-Tf)/Ti。

对于每一批带A、B、C，计算所述模量和所述张力衰减的平均数值，如下表所示。

表2

带的类型	模量[N/rib·mm]	张力衰减
带的类型	模量[N/rib·mm]	张力衰减	A	8.5	29.2％
B	10.1	30.2％	A	8.5	29.2％
B	10.1	30.2％	C	7.8	39.8％

观察上述的表中的结果可以很清楚看出，具有根据本发明的平衡结构(带A)的线缆的使用允许显著减小带的模量的方式，所有其它状态相同，并且在相同的时间，以相对于包含具有非平衡结构的线缆的传统类型的带(B)在使用中保持张力衰减显著未改变。

关于带C的对比例示出了每单位长度的捻数的增加允许获得模量的显著减小的方式，但这还涉及了明显更差的衰减。

最后清楚的是，在不脱离权利要求书所要保护范围的前提下，可以对根据本发明所实现的带进行改造和改型。特别地，线缆纱线的材料例如可以改变，对于其而言可使用另一种聚酰胺，例如4.6。

此外，所述线缆的构造可以改变，只要其具有平衡结构。例如，这种1×3类型的线缆可以被使用(图4)，也就是说其中所使用的三个股线是由单个纱线借助于初次缠绕处理过程被制成，所述三个股线反过来通过二次缠绕处理过程被缠绕在一起，或者这种3×3类型的线缆(分别三个纱线的三个股线)。同样，在这种情况中，初次缠绕处理过程和二次缠绕处理过程必须被完成，同时保持上述限定的“缠绕因子”参数恒定。

Claims

1.一种多重V形带(13)，其尤其用于驱动内燃机(2)的附件(7，10)，所述带包括弹性材料的本体(18)；多个耐久性丝状嵌入件(19)，它们沿纵向埋入所述本体中，由卷绕成螺旋形的线缆(23)限定；以及连接部分(20)，其中所述连接部分一体连接至所述本体(18)，并包含多个V形肋(21)，它们彼此相邻并且与V形槽道(22)交替设置，所述线缆(23)是由包括多个丝(25)的纱线(24)借助于第一缠绕处理过程和第二缠绕处理过程被制成，在所述第一缠绕处理过程中，形成至少两个股线(26)，它们每个包括至少一个所述纱线(24)；在所述第二缠绕处理过程中，所述股线(26)被缠绕在一起，以形成所述线缆(23)，所述第一缠绕处理过程和所述第二缠绕处理过程沿相反的方向进行；其特征在于，在所完成的线缆(23)中，所述丝(25)与所述线缆的轴线(A)形成小于3.3°的角度。

2.根据权利要求1所述的带，其特征在于，由所述丝(25)与所述线缆(23)的轴线(A)所形成的角度大致等于0°。

3.根据权利要求1或2所述的带，其特征在于，所述第一缠绕处理过程和所述第二缠绕处理过程具有大致相同的螺旋角(α1、α2)。

4.根据权利要求1或2所述的带，其特征在于，所述第一缠绕处理过程的每米的捻数(N1)和所述第二缠绕处理过程的单位长度每米的捻数(N2)是由下列的公式关联：

N_{1} \cdot \sqrt{{LD}_{py}} = N_{2} \cdot \sqrt{{LD}_{C}}

其中：

LD_py是以dtex为单位表示的所述股线(26)的数量；并且

LD_c是以dtex为单位表示的所述线缆(23)的数量。

5.根据前述权利要求任一所述的带，其特征在于，构成所述纱线(24)的材料是聚酰胺。

6.根据前述权利要求任一所述的带，其特征在于，构成所述纱线(24)的材料是聚酰胺6.6。

7.根据权利要求1至5任一所述的带，其特征在于，构成所述纱线(24)的材料是聚酰胺4.6。

8.根据前述权利要求任一所述的带，其特征在于，在使用24小时后，具有低于9 N/rib·mm的拉伸弹性模量以及小于30％的张力衰减，所述弹性模量和所述张力衰减是根据说明书中所述的测试方式被测量的。

9.根据前述权利要求任一所述的带，其特征在于，所述线缆(23)具有2×3的结构。

10.根据权利要求1至8任一所述的带，其特征在于，所述线缆(23)具有1×3的结构。

11.根据权利要求1至8任一所述的带，其特征在于，所述线缆(23)具有3×3的结构。