CN101375081A - 具有改进噪音特性的v形肋带 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有肋条(5)的V形肋带(1)，肋条(5)至少在肋带的第一侧沿纵向延伸，并通过热塑成形而成，以及第一侧具有由两种不同纱线构成的经编针织物(7)的层。为了提供更好的减噪，经编针织物由基于5％拉伸且模数大于5N/1000dtex的丝组成的第一纱线、以及基于5％拉伸且模数小于2cN/1000dtex的丝组成的第二纱线构成，其中第一纱线和第二纱线各形成粘附网，并且这些纱线彼此不缠绕。V形肋带可以有效地由上述类型的弹性经编针织物形成，上述类型弹性经编针织物的延伸不仅基于针织物结构。出人意料地，这些带在新的状态下以及经过一段较长使用期后均能保持良好的噪音特性。

Description

具有改进噪音特性的V形肋带
本发明涉及具有嵌入拉伸负荷承载元件的弹性体材料的V形肋带，这些肋带具有基本上楔形横截面的肋条，这些肋条至少在V形肋带的一侧沿纵向延伸，并且是通过热塑成形构成，以及，第一侧具有包括两种不同纱线的纺织经编织物层。
US 3981206A描述了一种V形肋带，在形成过程中，将可沿两侧拉伸并由针织丝组成的纺织织物固化到表面中，所使用的纺织织物包括一种组合纱线，组合纱线由聚氨酯弹性纱(产品的商标名称为Spandex，也称为弹性纱(elastane)、Dorlastan和Lycra)与聚酰胺丝彼此缠绕而构成。在US 4027545中，给出了这种V形肋带应用的具体细节，并说明了这些带的具体设置。
这些结构的带至今未能在市场上立足，因为通过在聚酰胺丝周围缠绕弹性纱形成的复合丝不耐用且易断。两种材料围绕彼此缠绕因而具有的效果是，在马达动态运行的条件下，整个纺织品结构倾向于断裂，以及，此带件经常很快失效。
特别是，在该文献附图所示的优选的针织类型尚未证明是成功的，因为产品会很快断裂。
在US 4169393中所教导的技术方案中，试图通过应用三轴向织物(triaxial fabric)来克服此缺点，但是所获产品动态耐用性较差，所以此技术未能市场化。
在驱动带表面使用经编织物是已知的。US 3724284描述了一种加套V形带(jacket V-belt)，其表面覆盖有包含两种不同纱线的经编织物层，该织物层经过热处理以设定预定的取决于结构的延伸度。此类非弹性材料的织物非常适合用于加套V形带，并已证实对这种带是成功的，但是很多情况下这些带的生产成本较高。
然而，在V形肋带中使用这些纺织品层到目前仍是不可能的。因为该纺织品层的延伸仅仅是通过纺织品层的结构获得的。所以，在这些纺织品层的情况下，没有提供生产期间在用于肋条形成的一个方向上、以及运行期间在用于持续动态负荷的另一方向的同时延伸性。
US 4464153披露了一种教导，其中通过纺织品层，例如机织织物的覆盖，使V形带被完全包围。经验表明加套V形带上的这些覆盖物不适合于V形肋带，因为在V形肋带情况下织物中会产生更大的延伸。
除了带表面的耐用性之外，目前的研究中对噪音特性也很关注。因为经编针织物的表面粗糙，在运行过程中可能会出现不希望的噪音。
EP 662571披露了带表面涂层，以通过组合措施来减小摩擦系数，其中将氟聚合物结合在无边界层的基质材料中。然而，这种不用边界层的结合在技术上非常复杂，而且，与含氟聚合物结合在设有边界层例如聚氨酯的载体材料中所组成的材料相比，这种不用边界层的结合也没有产生同样良好的减噪效果。
EP 1088177披露了一种方法，其中用减低磨耗材料在机织织物一侧进行处理，减低磨耗材料包括交联基质并设有滑动体。然而，该方法只能应用于不允许涂层完全通过的纺织物。另一方面，经编针织物(warp-knitted fabric)不能使用此方法进行处理。更确切地，设有经编针织物的带必须经过后继处理，否则经编针织物会从带上脱落。
本发明所基于的目的是，提供开篇处所说明类型的V形肋带，该肋带具有减少噪音发生且同时具有较长使用寿命，还能避免所提到的缺点。
该目的由一种经编针织物实现，该经编针织物由基于5％拉伸且模数大于5N/1000dtex的丝组成的第一纱线，以及基于5％拉伸且模数小于2cN/1000dtex的丝组成的第二纱线构成，第一纱线和第二纱线各形成粘附网，并且这些纱线彼此不缠绕。
这样一种弹性经编针织物，其延伸不是基于针织物的结构，允许V形肋带的良好成形。根据本发明的这些V形肋带，导致其在马达工作期间具有较长耐用值，伴随较低声音散发。出人意料之处是，这些带在新的状态下以及在相对较长的使用期之后均能保持良好的噪音特性。上述优点源于一种弹性而另一种非弹性的两种纱线的结构，能确保经编针织物良好的加工性能。
在本发明的一种改进中，第一纱线以及第二纱线至少部分地共同位于圈弧中。
本实施例具有的优点是，纱线各自的粘附网(coherent networks)被结合在一起，从而可以更好地加工。尽管纱线至少部分地位于共同的圈弧中，它们仍然形成彼此独立的网络，这一事实意味着，例如由于磨损仅使网络之一被破坏，经编针织物仍然保持稳定和可用。
在本发明的另一实施例中，第一纱线由聚酰胺丝构成。
聚酰胺具有良好的拉伸强度，同时具有良好的延伸特性。
在本发明的又一实施例中，第一纱线是聚酰胺6，线密度为20至60dtex。
这样一种聚酰胺具有特别适用于此应用的拉伸强度，同时具有良好的延伸特性。
在本发明的又一实施例中，第一纱线由聚酯丝构成。
聚酯对于V形肋带硫化期间的温度具有特别良好的抗耐性，而相对于周围的弹性体基质则具有良好的粘附性。
在本发明的又一实施例中，第二纱线是聚氨酯弹性纱。
作为弹性材料，弹性聚氨酯非常适于在生产过程中形成V形肋带的肋条。
在本发明的又一实施例中，第二纱线是总线密度为20至6dtex的弹性纱。
在测试中已经发现此类纱线对于V形肋带的加工性能和解决噪音问题特别有利。
在本发明的又一实施例中，经编针织物用两个引导纱梳栉基于以下图案针织，即：
·导纱梳栉1，用弹性纱线织成1-0-1/1-2-1顺序的闭口平纹组织，并且
·导纱梳栉2，用非弹性纱线织成2-3-2/1-0-1顺序的闭口经平组织。
在本发明的又一实施例中，经编针织物按反向针织示意图构建(counternotation)。
利用基于此构造的经编针织物，在V形肋带的运行中可以达到特别良好的声音减小。在这种情况下，四种铺设类型是可能的，即纱线1或纱线2在外侧，而针织方向在带的方向或针织方向垂直于带的方向。在这四种组合中，沿针织方向铺设已经证明不仅更为经济，而且就动态耐用性而言也更好。位于外侧的聚酰胺纤维更好地保护网络免受磨损。织物的铺设垂直于针织方向具有的缺点是，在带的顶端，长纱线处于肋条方向上并且过早地动态断裂。织物的铺设沿着针织方向动态性表现更好，因为只有相当短的纱线段沿带的方向延伸，因此，该经编针织物动态上更稳定。在此情况下，按反向针织示意图的构造具有的优点是，在处理过程中经编针织物变形较少。
利用根据本发明制成的V形肋带，在运行期间，首先在弹性纱层变形，该弹性纱层作为减噪层均匀地布置在其余聚酰胺网络之间。然后，在趋近带的寿命终点时，聚酰胺网络失去粘附性。然而，即使在此情况下，该带也保持没有噪音，因为包括弹性纱和聚合物或聚酯的组合的环圈深入橡胶基质之中。聚酰胺和弹性纱的结构一直保持到V形肋带寿命的终点，因而，在几乎所有被测试的马达上都没有出现振鸣噪音。
在本发明的一种改进中，在经编针织物上施加了减噪减摩涂层。
在本发明另一种实施例中，减噪减摩涂层由柔性载体层和滑动体构成。
在本发明又一种实施例中，柔性载体层主要由聚氨酯构成。
在本发明又一种实施例中，滑动体由含氟聚合物组成。
在本发明又一种实施例中，滑动体由PTFE组成。
在个别应用中，有可能即使使用上述经编针织物也不能在所有天气条件和湿度条件下确保高度无噪音。在这些情况下，V形肋带可以在纺织物表面上设置减噪减摩涂层。具有聚氨酯和润滑剂(优选来自含氟聚合物的范围)复合层的带处理方式，证实为是一种特别有利的处理方式。通过与仅覆盖聚酰胺织物的方式相比，这里存在着覆盖手段的聚氨酯与来自织物的弹性纱的聚氨酯的积极联系，使得免于振鸣音的状况出人意料地延长到带的寿命结束。这比采用没有弹性纱的织物覆盖所能达到的时间要延长很多倍。
在本发明又一实施例中，减噪减摩涂层的颜色与经编针织物或弹性体材料的颜色不同。
借助于在颜色上与通常惯用的黑色到黑灰色配置的不同，可以示出织物的磨损状态。只要可见到该区别颜色，它就仍然可用；当弹性体混合物或纺织物的基色露出，则应当考虑更换带。
在本发明的改进中，在与第一侧相对的第二侧上V形肋带具有基本上楔形截面的肋条，该肋条同样沿V形肋带的纵向延伸，肋条由V形肋带的弹性体材料通过加工特别是通过研磨形成。
这种带可以有利地用于其他单元的低噪音驱动，考虑到传动系的几何条件，这些单元必须用V形肋带的后侧(背面侧)进行驱动。在这种情况下，颜色上的不同可以有利地作为两个有肋侧面的区别特征。由于不同肋条的特性不同，如何安装V形肋带就比较重要。在常规双侧V形肋带的情况下，视觉上彼此区分形成侧和研磨侧可能相当困难。因此不同的颜色可以有利地用作区别特征。
在本发明的改进中，经编针织物层具有植绒层。
根据本发明的另一实施例，植绒层由棉绒形成。
根据本发明的另一实施例，植绒层由聚酰胺绒形成。
根据本发明的另一实施例，植绒层由芳族聚酰胺绒形成。
根据本发明的另一实施例，植绒层由粘胶纤维绒形成。
在特别苛刻的应用中，例如，在将带用于具有极度不均匀性的马达时，以及由于构造原因而没有防雨保护的情况下，需要保证避免在大量水的影响下产生噪音。为此目的，经证实特别有利地是在V形肋带有肋的一侧进行植绒。与常规V形肋带相比较，借助于由纺织物的本性所导致的粗糙表面，整体上避免摩擦掉该植绒层。光滑的金属皮带轮不会损坏绒基层并且完全摩擦掉绒，而在光滑橡胶表面上带有植绒层而没有纺织物表面的不利条件下，则会发生这种情况。
测量结果表明，采用这种覆盖纺织物并且同时植绒的带，这是第一次不再产生噪声，即使在最不利的气候条件下，即使在带的寿命终结时，也亦然如此。
在本发明的改进中，经编针织物具有导电性。
根据本发明的另一实施例中，经编针织物具有气相沉积金属的导电表面涂层。
根据本发明的另一实施例，经编针织物由导电涂层纱线构成。
根据本发明的另一实施例，用金属对经编针织物的纱线进行气相涂敷。
根据本发明的另一实施例，用银对经编针织物的纱线进行气相涂敷。
大多数V形肋带必须具有导电性以防止静电。最简单且最廉价的可能性是使用一种自身导电的弹性体混合物作为基体，并且选择一种相应的硫化程序，可在表面完全硫化前使整个弹性体层硫化。然而，这种措施会导致噪音。此外，这种可能性不是在所有情况下都存在，因为不能通过选择导电弹性体混合物来实现其他的带特性，例如在带运行期间需要较低的热量积蓄。在这些情况下，有利的是，将导电涂层施加到纺织物层上。
另一可能性是通过气相沉积或通过其他方法给纺织物设置导电层。最好的结果由银层产生。为此有两种方法，即，在处理之前对所完成的针织物进行气相沉积或处理，或者由金属化丝直接生产针织物。因此，可以用较低成本的丝处理取代高成本的片状形式纺织物预处理方法。
以下将基于附图对本发明进行详细说明，在附图中：
图1以立体图方式基本图示双侧V形肋带的一部分；以及
图2示出根据本发明的经编针织物的基本图示。
在图1中，以基本图示示出由具有内嵌拉伸负荷承载元件3的弹性体混合物2所构成的V形肋带1的一部分。V形肋带1在其第一侧具有楔形肋条5，肋条5沿着V形肋带1的纵向排列，并且是在生产过程中通过固化而形成。布置在对侧的肋条6是在V形肋带1完全固化后通过研磨由弹性体材料2形成。为了整体清晰的缘故，这里在每种情况下仅示出三个相邻的肋条，但V形肋带1可以有更多的肋条。肋条5具有一个经编针织物层7，该经编针织物层7设有减摩涂层8。肋条5在它们的表面上还具有植绒层9，植绒层9到达肋条5的基底10。在V形肋带1的经编针织物层7的整个表面上，不是将减摩涂层8就是将植绒层9施加至经编针织物层7上。经编针织物层7覆盖所有肋条5的整个表面。由于这只是基本图示，仅仅分别示出经编针织物层7、减摩涂层8以及植绒层9的细节。
在图2中，以基本平面图示出经编针织物层7的局部细节。经编针织物层7由弹性纱第一纱线12和聚酰胺第二纱线13针织而成。在此图示中，针织方向14从图的下缘向图的上缘延伸，并且与这里看不见的肋条的延伸方向平行。图示显示第一纱线12基于1-0-1/1-2-1顺序的闭口平纹组织的针织花纹进行针织，而第二纱线13是基于2-3-2/1-0-1顺序的闭口经平组织的针织花纹进行针织。将针织物嵌入过氧化物交联的乙丙橡胶弹性体混合物(未示出)中。在经编针织物(层)7的所有圈弧15中，纱线12和纱线13二者一起针织。然而，纱线12和纱线13各自本身形成彼此独立存在的闭合网络。
附图标号清单
1  V形肋带
2  弹性体混合物/弹性体材料
3  拉伸负荷承载元件
5  通过固化形成的肋条
6  通过研磨形成的肋条
7  经编针织物层
8  减摩涂层
9  植绒层
10 肋条5的基底
12 第一纱线
13 第二纱线
14 针织方向
15 圈弧

Claims (26)

1.一种具有内嵌拉伸负荷承载元件(3)的弹性体材料(2)的V形肋带(1)，所述V形肋带具有基本上楔形截面的肋条(5)，所述肋条至少在所述V形肋带(1)的一侧沿纵向延伸，并且通过热塑成形而成，以及，所述第一侧具有由两种不同纱线(12，13)构成的经编针织物(7)的层，其特征在于：所述经编针织物(7)由基于5％拉伸且模数大于5N/1000dtex的丝组成的第一纱线(12)、以及基于5％拉伸且模数小于2cN/1000dtex的丝组成的第二纱线(13)构成，所述第一纱线(12)和所述第二纱线(13)各形成粘附网，并且这些纱线(12，13)彼此不缠绕。
2.根据权利要求1所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述第一纱线(12)和所述第二纱线(13)至少部分地共同位于圈弧(15)中。
3.根据权利要求1或2所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述第一纱线(12)由聚酰胺丝构成。
4.根据权利要求3所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述第一纱线(12)是线密度为20dtex至60dtex的聚酰胺6。
5.根据权利要求1或2所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述第一纱线(12)由聚酯丝构成。
6.根据以上权利要求至少一项所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述第二纱线(13)是聚氨酯弹性纱。
7.根据权利要求6所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述第二纱线(13)是总线密度为20dtex至6dtex的聚氨酯弹性纱。
8.根据以上权利要求至少一项所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述经编针织物(7)用两个导纱梳栉基于以下图案进行针织，即
·导纱梳栉1，用弹性纱线织成1-0-1/1-2-1顺序的闭口平纹组织，以及
·导纱梳栉2，用非弹性纱线(13)织成2-3-2/1-0-1顺序的闭口经平组织。
9.根据以上权利要求至少一项所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述经编针织物(7)按反向针织示意图构建。
10.根据以上权利要求至少一项所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述经编针织物(7)上施加减噪减摩涂层(8)。
11.根据权利要求10所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述减噪减摩涂层(8)由柔性载体层和滑动体构成。
12.根据权利要求11所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述柔性载体层主要由聚氨酯构成。
13.根据权利要求11所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述滑动体由含氟聚合物组成。
14.根据权利要求11所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述滑动体由PTFE组成。
15.根据权利要求10所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述减噪减摩涂层(8)的颜色与所述经编针织物(7)或所述弹性体材料(2)的颜色不同。
16.根据以上权利要求至少一项所述的V形肋带(1)，其特征在于：在与所述第一侧相对的第二侧上所述V形肋带(1)具有基本上楔形横截面的肋条(6)，所述肋条(6)沿所述V形肋带(1)的纵向延伸，所述肋条(6)由所述V形肋带(1)的弹性体材料通过加工特别是通过研磨形成。
17.根据权利要求1到9至少一项所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述经编针织物层(7)具有植绒层。
18.根据权利要求17所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述植绒层(9)由棉绒形成。
19.根据权利要求17所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述植绒层(9)由聚酰亚胺绒形成。
20.根据权利要求17所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述植绒层(9)由芳族聚酰胺绒形成。
21.根据权利要求17所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述植绒层(9)由粘胶纤维绒形成。
22.根据以上权利要求至少一项所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述经编针织物(7)具有导电性。
23.根据权利要求22所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述经编针织物层(7)具有金属气相沉积的导电表面涂层。
24.根据权利要求22所述的V形肋带(1)，其特征在于：所述经编针织物层(7)由导电涂层纱线(12，13)构成。
25.根据权利要求24所述的V形肋带(1)，其特征在于：用金属对所述导电纱线(12，13)进行气相涂敷。
26.根据权利要求25所述的V形肋带(1)，其特征在于：用银对所述导电纱线(12，13)进行气相涂敷。
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