CN103703273A - 力传输带，特别是v型肋式带 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有一个弹性主体的力传输带（10），该力传输带包括作为皮带的背面的一个覆盖层（11）、以及具有一个力传输区域（14）的一个胎体（13），其中至少一个覆盖层（11）覆盖有由经纬线组成的至少一种织物材料，并且其中该纬线和/或经线含有作为包芯纱的至少一条弹性线，多个短纤维围绕所述线纺成，并且其中作为该包芯纱的该弹性线平行于延伸方向。

Description

力传输带,特别是V型肋式带

技术领域

本发明涉及一种具有一个弹性基础本体的力传输带，该力传输带包括：作为皮带背面的一个顶部层片以及具有一个力传输区域的一个下部结构，其中至少该顶部层片至少覆盖有由经纬线组成的织物材料。

背景技术

力传输带，也被称为传动带并且在运行状态下形成封闭的环路，它可以被配置为扁平带、V型带、V型肋式带以及齿形带。

覆盖该力传输区域和/或顶部层片的主要目的是延长这个带的这两个以机械方式严重受压的区域的寿命。

同时，用织物材料进行覆盖必须能够确保这个带的部分上面的较好的抗挠曲疲劳性；这具体与顶侧上的覆盖物相关。

例如，从WO2009/030529A1、EP1388598A1、DE4413540A1和WO2009/034748A1中已知了用于力传输侧的覆盖物。除了磨损控制以外，在力传输侧上，尤其由于橡胶材料穿透到纺织物中所引起的隔音是特别成问题的。为了避免这种穿透，WO2009/034748A1利用具有穿过两条弹性纱的双向弹力的纺织物。在WO2009/030529A1A1中，用于力传输侧的纺织物类似地为双向弹性的。EP1388598A1描述了一种用于减弱噪声的复合纱，而DE4413540A1中的纬纱含有对位芳纶纤维。具体而言，考虑后两者用于齿形带中。

例如，从DE10029470C2和EP1643157A1中已知了由经纬线组成的、采用背衬纺织物形式的此类织物覆盖物。

EP1455113B1描述了一种特定的背衬纺织物，该背衬纺织物由包装有包覆纱的弹性包芯纱组成。

然而，当非弹性天然纤维、人造纤维或者纺织的混合、合成或联合织物用作背衬织物时，典型地通过选择一种结构来寻求增大抗挠曲疲劳性，在该结构中纺织物相对于带的方向转动45°进行铺设，从而使得可以在该带的方向上达到某种织物延伸性。这样会引起倾斜的重叠/接缝，这对带的耐久性具有不利影响。

在纵向方向上提高的织物延伸性也可以通过使用所谓的宽角度纺织物来获得，其中经线与纬线之间的角度偏离90°。

发明内容

于是，本发明所解决的问题是提供一种力传输带，该力传输带具有提高的使用寿命，即，提高的耐久性，以及充分提高的抗挠曲疲劳性。同时，应当避免或至少明显地减少倾斜的重叠/接缝。

当力传输带的至少顶部层片至少覆盖有由经纬线组成的织物材料时，所述问题得到解决，其中纬线和/或纬线含有作为外部纺有短纤维的包芯纱的至少一条弹性线，并且其中作为包芯纱的该弹性线平行于延伸方向。

出人意料地，具有此种设计的皮带因特别的耐久性而值得注意。同时，皮带方向（即，平行于延伸方向）上的弹性纱为皮带提供较好的抗挠曲疲劳性。

因此，织物覆盖物不再需要相对于延伸方向以除了90°以外的某一角度进行切割、缝合以及应用，因此不会具有任何倾斜的重叠/接缝。这也增强了皮带对于认为皮带表面上的这些倾斜区域不雅观的顾客的可接受性。

但是，进一步同样完全可能的是，需要或有必要（例如，由于现场的技术情况）向接缝提供一个重叠区域或使用一个开口对接。类似地，遮盖针缝也是有可能的。

力传输带可以仅在顶部层片侧上覆盖有织物材料，但是该织物材料也可以不仅覆盖顶部层片，而且覆盖力传输侧。

此处，顶部层片和下部结构组合，以作为一个总体单元形成力传输带的弹性基础本体，该基础本体由尤其采用橡胶的硫化混合物形式的弹性体材料组成。所用的橡胶成分通常为乙烯-丙烯共聚物（EPM）、乙烯-丙烯-二烯单体共聚物（EPDM）、（部分）氢化丁腈橡胶（HNBR）、氯丁橡胶（CR）或氟橡胶（FPM）。任何张力绳股都由以下各项组成：钢铁、聚酰胺、芳香族聚酰胺、聚酯、玻璃纤维、碳纤维、聚醚酮（PEEK）、聚2,6萘二甲酸乙二酯（PEN）、玄武岩或聚苯并恶唑（PBO）。

为了改善粘附并且也为了调节皮带后侧上的摩擦系数，织物覆盖物可以在结合之前上胶。上胶可以经由一个或多个浸渍、刷涂或砑光步骤或其组合进行应用。例如，上胶可以由EPDM和/或CR和/或HNBR和/或NBR和/或SBR或其他橡胶/其组合组成。

在堆积成卷装/皮带之前，织物覆盖物可以用一个橡胶板来加倍，以此方式，力传输区域和/或顶部层片可以用背衬纺织物进行预制并且在一个操作中进行结合。

织物材料有利地为一种纺织物或针织物，优选地为纺织物。重要的是该织物材料由经纬线组成，其中纬线或经线含有作为外部纺有短纤维的包芯纱的至少一条弹性线，并且其中作为包芯纱的弹性线平行于延伸方向。经线和/或纬线可以具有一种芯鞘结构。

根据朗姆泊（

）的在线化学百科全书（Online-Chemielexikon），版本3.14，术语“短纤维”是“具有有限长度的纤维（与长丝相反），该纤维在化学加工工业中通过不同方法制造，该纤维通常采用散纤维形式获得，并且机械地纺成纺纱或丝带或者加工成毡、非织造材料、填料、纤维填料或绝缘材料或类似制品”的旧名。因此，所有短纤维材料都是具有有限长度的单根纤维。长丝是连续的纤维。所有天然纤维都自然是短纤维，因为它们仅达到某一长度。所有人造纤维都可以被切割成短纤维。

短纤维通常具有10mm与70mm之间的长度。

短纤维，尤其天然短纤维的优点在于，它们的成本通常低于长丝纱。

短纤维可以由一个种类的纤维或者两个或两个以上不同纤维的组合组成。

一个特别优选的实施例包括按照DIN60001-1:2001-05的天然纤维，该天然纤维是从植物部分或从动物毛发中获得，或者从蚕蛾的茧中获得，或者是矿物、天然来源。

根据朗姆泊（

）的在线化学百科全书（Online-Chemielexikon），版本3.14：“植物纤维可以是种子纤维（棉花为一个实例）、果壁纤维（木棉为一个实例）、韧皮纤维（亚麻、大麻、黄麻等）或硬纤维（剑麻、椰纤维以及其他）。动物纤维被分成羊毛、优良和粗劣的动物毛发以及丝绸。基于矿物质的一种（技术）天然纤维是石棉（也理解为矿物纤维）。天然纤维的长度和截面是自然成长的结果；短块纤维是通过加工来获得。”已证明特别有利的是使用由棉花组成的短纤维，该短纤维也特别便宜。

但是也可以使用人造纤维，例如，由天然聚合物形成的人造纤维，例如，铜铵纤维、纤维素纤维、莫代尔纤维、乙酸纤维，或者由合成聚合物形成的人造纤维，例如，丙烯酸纤维、乙酸乙烯酯纤维、乙烯吡咯烷酮纤维、芳香族聚酰胺、多氯化物纤维、弹性纤维、二烯类弹性纤维、含氟纤维、变性聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚丙烯纤维或乙烯醇系纤维，或者由无机物形成的人造纤维，例如，玻璃纤维、碳纤维或金属纤维。

两个或两个以上纤维的可能组合的实例为：

-棉花/聚酯；

-棉花/聚酰胺；

-聚酯/聚酰胺；

-聚酰胺/芳香族聚酰胺；

-聚酰胺/聚苯并恶唑；

-聚酰胺/聚苯硫醚；

-聚酰胺/聚醚醚酮；等等。

特定的纱线特性可以通过组合一种或多种纤维来获得。

因此，任何非弹性短纤维都可以在皮带方向上用作织物覆盖物，如果与成角度的结合相合并，则该短纤维至今仅适用于力传输带的动态应力。

包芯纱有利地由聚氨酯或一些其他合适的弹性材料组成，在这种情况下，此处合适的是例如由例如二烯橡胶组成的橡胶线，例如，天然橡胶或丁二烯橡胶、EPDM或可比较物，优选地每一者经交联，或未拉开的聚酰胺，优选为尼龙-6,6或弹性聚酯（例如，PET、PTT、PBT）或所谓的弹塑性多酯类（聚醚酯PEE）或者弹性共聚物。

包芯纱的断裂伸长率优选地在100%与700%之间，更优选地在150%与500%之间。

所用的织物覆盖物，即，具体是纺织物具有10%与50%之间的断裂伸长率、并且在15%的伸长率测试之后具有达到0.1%与5%之间的永久伸长的恢复。织物覆盖物的断裂伸长率是根据DIN EN ISO13934的原则来确定。

纺织物中的弹性材料比例有利地在1wt%至70wt%的范围内，优选地在1wt%至50wt%的范围内，更优选地在5wt%至50wt%的范围内，并且最优选地在10wt%至50wt%的范围内。

值得注意的是，已发现芳香族聚酰胺和尼龙-6,6特别适用于本发明，用作短纤维，尤其适用于石油领域和高温领域中的应用。

芳香族聚酰胺比尼龙6,6在某种程度上更耐高温和化学效应，但是最低限度地在动态上略差。

在一个具体实施例中，这可以通过向本发明的力传输带提供涂层来得到补偿。更具体地说，此处将涂层提供到力传输区域和/或顶部层片上。但是也可以用涂层完全包盖力传输带，即可以涂覆两个边缘以及力传输区域和顶部层片。为了实现特别好的耐热和耐化学性，可以任选地对织物覆盖帘布另外提供涂层。

当力传输带在石油环境中运行时，额外需要较好的耐油性，在这种情况下，涂层和下方的橡胶混合物可以防止石油进入。

当涂层是基于WO2011/029710A1中所描述的至少一种丙烯酸酯时，获得特别好的特性。此处可以涉及来自甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯的组中的多种物质。

当使用丙烯酸酯时，这些优选地具有异氰酸酯基，这些异氰酸酯基优选地在链末端处具有双官能团。

一个尤其优选的实施例包括二丙二醇二丙烯酸酯（DPGDA）和/或三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA）和/或己二醇二丙烯酸酯（HDDA），优选地为1,6己二醇二丙烯酸酯（1,6-HDDA）和/或三甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）和/或二氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯（HEMA-MDI）。

列举的丙烯酸酯可以单独使用或者与至少一种其他丙烯酸酯组合使用。

涂层进一步可能另外含有从由以下各项组成的组中选出的至少一种粉状滑动体：聚四氟乙烯（PTEF）和/或改性聚四氟乙烯（TFM）和/或氟乙烯聚合物（FEP）和/或全氟代烷基乙烯基醚共聚物（PFA）和/或乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE）和/或聚氟乙烯（PVF）和/或聚偏二氟乙烯（PVDF）和/或超高分子量聚乙烯（UHMWPE），其中特别优选的是聚四氟乙烯（PTEF）和/或改性聚四氟乙烯（TFM）。

也可以设想使用本领域的普通技术人员已知的其他粉状滑动体，例如，硅酸盐、硫化物（例如，硫化钼）、氮化物（例如，氮化硼）、石墨等。这些粉状滑动体用于进一步减小摩擦系数。

涂层可以是单层的或多层的。

对本发明进一步必要的是，包芯纱平行于延伸方向设置，因为否则无法确保较好的抗挠曲疲劳性。这意味着原则上经纬线可以互换。当经线为弹性的时，在结合织物覆盖物之前将不需要横切操作。然而，随后任何涂层都需要以尽可能低的张力进行涂覆。

类似地，可以同时在经线和纬线方向上使用弹性线，以生成双向松紧织物。

有用的编织结构不仅包括平纹组织，而且包括小花样的方块组织，还包括体编织和碎体编织（例如，交叉体衍生品）。

力传输带被用作扁平带、V型带、齿形带以及V型肋式带，最后者是特别优选的。

附图说明

现在将参考两个示意图，使用三个示例性实施例来对本发明进行描述，在附图中

图1示出穿过V型肋式带的截面，该V型肋式带包括用于顶部层片的纺织物覆盖帘布，

图2示出纬纱和/或经纱的结构，以及

图3示出包芯纱的芯鞘结构。

附图标记说明

10  V型肋式带

20  纬线或经线

30  经线和/或纬线的芯鞘结构

11  作为皮带背面的顶部层片

12  采用张力绳股形式的组件

13  下部结构

14  力传输区域

15  顶部层片上的织物材料

16  肋

17  凹槽

18  包芯纱

19  短纤维

21  包芯纱

22  鞘

23  短纤维

具体实施方式

图1示出一个传动带10，该传动带采用具有作为皮带背面的一个顶部层片11的V型肋式带的形式；一个强度组件帘布12，该帘布采用抗张组件的形式，在纵向方向上形成平行安排，并且还具有一个下部结构13。该下部结构包括一个V型肋式结构，由多个肋16和多个凹槽17形成。该下部结构包括力传输区域14。

由发明性的经线和/或纬线组成的织物材料，例如，纺织物15被提供到顶部层片11上。

图2示出纬纱和/或经纱的发明性结构20。包芯纱18由弹性材料组成，优选地为聚氨酯，该包芯纱由短纤维19、优选地由棉花短纤维纺成。

图3示出纬纱和/或经纱的一个有利实施例30，其中包芯纱21由一个鞘22包封，该鞘由短纤维23、优选地为棉花构成。

Claims (7)

1.一种具有一个弹性基础本体的力传输带（10），该力传输带包括作为皮带背面的一个顶部层片（11）、以及具有一个力传输区域（14）的一个下部结构（13），其中至少该顶部层片（11）至少覆盖有由经纬线（20，30）组成的一种织物材料，该力传输带的特征在于，其中该纬线和/或经线（20，30）含有作为外部纺有短纤维（19，23）的包芯纱（18，21）的至少一条弹性线，并且其中作为包芯纱（18，21）的该弹性线平行于延伸方向。

2.如权利要求1所述的力传输带，其特征在于，该织物材料为一种纺织物或针织物。

3.如权利要求1或2所述的力传输带，其特征在于，这些短纤维（19，23）为棉花纤维。

4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的力传输带，其特征在于，作为包芯纱（18，21）的该弹性线由聚氨酯组成。

5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的力传输带，其特征在于，一个涂层（15）被另外提供到该力传输区域（14）和/或该顶部层片（11）上。

6.如权利要求5所述的力传输带，其特征在于，该涂层（15）是至少基于一种丙烯酸酯。

7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的力传输带，其特征在于，该力传输带被配置为一个V型肋式带（10）。

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