CZ186198A3

CZ186198A3 - Způsob výroby synchronního hnacího pásu a zařízení k jeho provádění

Info

Publication number: CZ186198A3
Application number: CZ981861A
Authority: CZ
Inventors: Bruce Wood Douglas
Original assignee: The Goodyear Tire And Rubber Company
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1996-10-03
Publication date: 1998-10-14
Also published as: DE69614405T2; CA2237857A1; BR9611981A; MX9804372A; CA2237857C; AU7390696A; US5733399A; EP0868297B1; JP2000502962A; AR004871A1; HUP9902065A2; CN1069577C; KR20000064381A; CZ293384B6; HU221521B; CN1204278A; JP4362637B2; ES2162105T3; DE69614405D1; WO1997022462A1

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká synchronních hnacích pásů a převodových pásů a zejména se týká způsobu a zařízení pro výrobu synchronního hnacího pásu, který má zuby, které v axiálním směru vzájemně do sebe zapadají s odpovídajícím povrchem formy.

Dosavadní stav techniky

US patentový spis č. 5,209,705 způsobem popisuje synchronní hnací posunutými zuby.

(Gregg) zcela zřejmým pás se šikmými a

US patentový spis č. 3,078,206 (Skura) zcela zřejmým způsobem popisuje způsob výroby zubů pásu a vyztužených pozitivních hnacího pásů.

US patentový spis č. 2,600,775 zcela zřejmým způsobem popisuje způsob a zařízení pro výrobu a vulkanizaci pásů pro přenos hnací energie.

Nakonec japonský patentový spis č. 59-133,034 je potom rovněž veden na způsob výroby synchronního hnacího pásu.

Synchronní hnací pásy jsou obecně vyráběny z pružného elastomeru a jsou zpevňovány s podélným tažným prvkem, který leží podél roztečné přímky pásu a je vyroben z množství kordů s velkým modulem pružnosti. Tyto kordy mohou být vyrobeny ze skleněného vlákna, uhlíkového vlákna, oceli, polyesteru, umělého hedvábí s velkou houževnatostí nebo výhodně z polyamidu. Povrch zubů může být zpevněn tkaninou odolnou

·· proti oděru, jejímž jedním příkladem je nylon. Elastomery mohou být kterékoliv z těch známých elastomerů, které jsou vhodné pro použiti v takových pásech, tedy včetně takových jako je polychloropren, polyuretan, NBR, IIR, IR, SBR, CSM, EPDM, další termosety, termoplastické elastomery a další směsi polymerů.

Je známo vyrábět ne-synchronní pásy postupem dovnitř-ven na hladkém válcovém jádru. Materiály použité pro výrobu tohoto pásu jsou navinuty kolem jádra a jádro je vloženo dovnitř válcové membrány ve vulkanizačním přístroji. Membrána je nafukována a tlačí radiálně směrem dovnitř na pás v průběhu vulkanizačního procesu. Vulkanizovaný pás nebo vulkanizovaný pruh je potom obráběn na jeho vnějším povrchu, aby se vytvořily boky nebo žebra a aby se vzájemně od sebe oddělily jednotlivé pásy, předtím než jsou otočeny správnou stranou ven.

Prstencové vulkanizované pásy jsou vyráběny prostřednictvím několika postupů. V jednom postupu jsou jednotlivé nevulkanizované pásy vloženy do dutin formy, vytvořených stohovanými spojenými prstenci. Dutiny jsou otevřené na jejich vnitřním obvodu. V průběhu vulkanizačního procesu je forma uložena kolem vnějšku membrány a přídržného prostředku a celá sestava je vložena do vulkanizačního zařízení. Membrána je roztahována a tlačí radiálně směrem ven proti otvoru dutiny formy, čímž přitlačuje pás proti této formě.

Pásy známé jako Poly-V® pásy pro různá zařízení jsou vytvářeny postupem dovnitř-ven na rozpínacím jádru. Tyto pásy jsou snímány z jádra a jsou ukládány (často ručně, protože tento pracovní krok lze jen velmi obtížně automatizovat) dovnitř válcové formy, která má obvodové drážky na jejím vnitřním povrchu. Vnitřní membrána a přidržovací prostředek jsou potom vloženy dovnitř nevulkanizovaného pásu nebo nevulkanizovaného pruhu. Membrána tlačí pruh radiálně směrem ven do drážek v průběhu vulkanizace. Po vulkanizaci je membrána vyjmuta a pruh je vybočen radiálně směrem dovnitř, aby se uvolnil záběr vytvarovaných žeber a drážek ve formě. Potom je pruh vyjmut v axiálním směru.

⁰ Pásy sněžných skútrů se již vyrábějí podobným postupem s využitím vnitřní membrány nebo segmentované, rozpínající se vnitřní formy. Ovšem způsob výroby Poly-V® pásů nebo pásů sněžných skútrů nebyl dříve vhodný pro výrobu převodových pásů a dalších synchronních pásů v důsledku vysoké přesnosti požadované u takovýchto pásů, která však není vyžadovaná u pásů pro sněžné skútry nebo pro Poly-V® pásy.

Rozpínací jádra a ruční zarovnávání pruhu ve formě θ dovnitř-ven neposkytovaly dříve možnost vyrobit přesný produkt, jako je požadováno pro aplikace se synchronními pásy. Naproti tomu je požadovaná přesnost a správnost obvykle dosahována s vnitřní formou, která má zuby na jejím vnějším válcovém povrchu a která je přesně obrobena z jednoho kusu kovu. Tato forma je vložena do konfekčního zařízení a 5 materiály jsou navíjeny kolem formy. Poté, co již byl sestaven nevulkanizovaný pás, je forma vložena dovnitř vulkanizační membrány, která tlačí radiálně směrem dovnitř na pruh v průběhu vulkanizace.

Toto radiálně směrem dovnitř vedené přitlačováni může být dosahováno prostřednictvím tlakového lisování nebo prostřednictvím přetlačování v radiálním směru dovnitř. Je obecně žádoucí ukládat kord převodového pásu tak blízko, jak jen je možné, k vrcholům mezer mezi zuby pásu, a podpírat jej prostřednictvím vrcholů zubů formy v průběhu lisování a vulkanizace.

V procesu tlakového lisování mohou materiály, které jsou navinuty kolem jádra předtím, než je kolem jádra navinut ⁰ kord, mít předem vytvarované zuby, které zabírají s mezerami mezi zuby na jádru. Tyto materiály z velké části vyplňují dutinu mezi kordem a mezerou mezi zuby na formě. Přídavné materiály mohou být potom ukládány až po kordu. Když membrána tlačí radiálně směrem dovnitř v průběhu lisování, materiál původně uložený nad kordem zůstává nad kordem, a materiál původně umístěny pod kordem zůstává pod kordem. To je tedy proces tlakového lisování.

Proces přetlačování radiálně směrem dovnitř využívá materiály, které nezabírají s nebo nevyplňují prostory mezi zuby formy. Jak je tento materiál ovíjen kolem formy je nanášen ve směru tětivy od vrcholu zubu k vrcholu zuby formy, přičemž ponechává dutinu v každé mezeře mezi zuby formy. U tohoto postupu je před kordem navíjen kolem formy pouze ten materiál, který je určen k tomu, aby byl mezi kordem a 5 vrcholem mezery mezi zuby pásu. Zbývající materiál, včetně toho materiálu, který je určen k tomu, aby vyplnil zuby pásu, je navíjen kolem formy až po kordu. V průběhu lisování membrána tlačí radiálně směrem dovnitř mezi kordy, aby vyplnila mezery mezi zuby formy. To je tedy proces přetlačování radiálně směrem dovnitř.. Vzájemná poloha • ·

materiálu zubů vzhledem ke kordu je v průběhu lisováni změněna. Pásy vytvořený tímto způsobem je ve vzájemném záběru s formou a může být vyjmut pouze v axiálním směru, protože kord bráni radiálnímu posunutí.

Po vulkanizaci je konec vytvářející prstenec formy odstraněn a pruh je vyjmut v axiálním směru z formy. Ačkoliv tento postup má některé vynikající znaky, vyžaduje aplikaci velkých sil pro vyjmutí pruhu z formy. Použití takových velkých sil může poškodit jak pruh tak i jádro. To omezuje tento postup pro výrobu pruhů nebo pásu pouze na axiální nebo velmi jednoduché spirálové ozubení.

Postup podle předkládaného vynálezu, popsaný v tomto popisu, využívá konfekční jádro jako nástroj pro nesení a zarovnání pruhu pásu, když jsou pruh a jádro uloženy do formy prostřednictvím registračního prostředku začleněného ve formě a jádru. Další důležitý aspekt předkládaného vynálezu využívá roztažitelné konfekční jádro pro vytváření radiální síly směrem ven na pruh v průběhu lisování a vulkanizace. Další důležitý aspekt předkládaného vynálezu využívá roztahovací jádro pro vytvoření nového procesu přetlačování radiálně směrem ven pro přesné vytváření zubů nebo žeber na pásu. Zuby mohou mít takový tvar, aby byly ve vzájemném záběru s dutinami ve formě. Způsob podle předkládaného vynálezu využívá vybočení vulkanizovaného pruhu v radiálním směru dovnitř pro umožnění vyjmutí pruhu, který je v záběru s formou, v axiálním směru z formy.

Forma obsahuje zub nebo žebro tvořící dutiny na jejím vnitřním válcovém povrchu. Pás je sestavován dovnitř-ven na vnějším válcovém povrchu roztažitelného jádra. Vrstvy materiálu jsou nanášeny na jádro v opačném pořadí ve srovnání.

a přetlačování v radiálním směru dovnitř. Materiál zubu nebo žebra je uložen na jádro před nanesením kordu. Délka kordu musí v podstatě stejná pro přetlačování v radiálním směru dovnitř podle dosavadního stavu techniky, pro tlakové lisování v radiálním směru ven podle dosavadního stavu techniky a pro přetlačování v radiálním směru ven podle předkládaného vynálezu. Tenká vrstva tkaniny nebo jiného materiálu pro vyložení zubů může být uložena z vnějšku na kord.

⁰ Poté, co jsou všechny materiálové vrstvy naneseny na pruh, jsou pruh a jádro uloženy do formy jako bylo popsáno výše. V průběhu přetlačování radiálně směrem ven je materiál zubu nebo žebra posouván z jeho polohy radiálně směrem dovnitř od kordu prostřednictvím protékání radiálně směrem ven mezi kordy.

Přetlačování radiálně směrem ven umožňuje, aby byl vnější průměr dovnitř-ven sestavovaného pruhu menší než vnitřní průměr formy, čímž je umožněno, aby byl pruh uložen θ do formy bez prvotního vybočení pruhu, a čímž je eliminována potřeba vybočování pruhu směrem dovnitř od konfekčního jádra při vyjímání pruhu. Tento aspekt předkládaného vynálezu umožňuje, aby bylo konfekční jádro použito pro nesení a přesné uložení sestavovaného pruhu ve formě s použitím registračního prostředku, čímž je zajištěna větší přesnost 5 nezbytná pro využití tohoto postupu pro pozitivní hnací sýnchronní pásy, a čímž je usnadněna automatizace posouvání pruhu a jeho ukládání do formy.

Když je materiál zubu nebo žebra přetlačován v q radiálně směrem ven, může být pruh uveden do vzájemného záběru s formou. Roztahovací konfekční jádro je vyjmuto z

L • · · · • ·4 formy, čímž se vytvoří prostor pro vybočení pruhu radiálně směrem dovnitř, aby mohl být uvolněn ze záběru s dutinami formy, čímž se umožní, aby byl pruh vyjmut v axiálním směru z formy s minimální použitou silou a bez rizika poškození formy nebo pruhu pásu.

Podstata vynálezu

Ještě další zisky a výhody předkládaného vynálezu budou zřejmé osobám v oboru znalým, kterým je tento popis určen, po přečtení a pochopení následujícího podrobného popisu vynálezu.

Podle předkládaného vynálezu je tedy vytvořen způsob výroby synchronního hnacího pásu prostřednictvím přetlačování. Tento způsob zahrnuje kroky umístění pásu proti vnitřnímu povrchu formy prostřednictvím polohovacího prostředku pro umístění pásu. Forma má vybrání ve vnitřním povrchu formy. Dále je pás přitlačován radiálně směrem ven do vybrání prostřednictvím tlačného prostředku pro přitlačování, čímž je přetlačován materiál zubů v pásu mezi

2° kordy a do vybrání ve formě. Dále je pás vulkanizován prostřednictvím vulkanizačního prostředku pro vulkanizaci a nakonec je pás vyjmut z formy. Pás je vyjmut z formy prostřednictvím vybočení části pásu radiálně dovnitř směrem k ose formy.

Podle dalšího aspektu předkládaného vynálezu je pás sestaven na konfekčním prostředku pro sestavování. Vzdušnice nebo membrána je namontovaná na tomto konfekčním prostředku a spolupracuje ve spojení s ním. Jádro může být uloženo dovnitř formy a přesně umístěno prostřednictvím registračního prostředku.

4444 ·· 44 • · · ·

444 · 4444 · 4 ·

4 4 4 4 ·

44

Podle dalšího aspektu předkládaného vynálezu zahrnuje způsob sestavování synchronního hnacího pásu kroky umístění oddělovací vrstvy radiálně směrem ven vzhledem k tlačnému prostředku pro přitlačování. Dále je umístěna vrstva materiálu zubů pásu radiálně směrem ven vzhledem k této oddělovací vrstvě. Dále je tato vrstva materiálu zubů protlačována mezi kordy a do vybrání přidružené formy prostřednictvím přitlačování oddělovací vrstvy radiálně směrem ven prostřednictvím tlačného prostředku.

o

Podle ještě dalšího aspektu předkládaného vynálezu je vrchní elastomerní vrstva umístěna radiálně směrem ven vzhledem k tlačnému prostředku a radiálně směrem dovnitř vzhledem k oddělovací vrstvě. Tato vrchní elastomerní vrstva má viskozitu odlišnou od viskozity vrstvy materiálu zubů. 15

Viskozity vrchní elastomerní vrstvy a vrstvy materiálu zubů jsou zvoleny za účelem zajištění toho, aby byl prostřednictvím tlačného prostředku aplikován požadovaný tlak. Viskozita vrchní vrstvy je mnohem větší než je viskozita vrstvy materiálu zubů.

Podle dalšího aspektu předkládaného vynálezu zahrnuje synchronní hnací pás vrchní elastomerní vrstvu, oddělovací vrstvu, která je umístěna radiálně směrem dovnitř vzhledem k vrchní elastomerní vrstvě, vrstvu tažného prvku, která je umístěna radiálně směrem dovnitř vzhledem k oddělovací 25 vrstvě. Vrstva materiálu zubů je umístěna radiálně směrem dovnitř vzhledem k vrstvě tažného prvku pásu a tkanině vyložení zubů, přičemž tato tkanina vyložení zubů je umístěna radiálně směrem dovnitř vzhledem k elastomernímu materiálu zubů.

• ···· • · · · • · ·· · * ··· ·· ·· • · · · • · · ♦

Podle dalšího aspektu předkládaného vynálezu zahrnuje způsob sestavování synchronního hnacího pásu prostřednictvím přetlačování kroky umístění vrstvy materiálu zubů pásu radiálně směrem ven vzhledem ke kontaktnímu povrchu tlačného prostředku pro přitlačování pásu do vybrání přidružené formy. Dále je tato vrstva materiálu zubů vtlačována do vybrání přidružené formy prostřednictvím tlačení oddělovací vrstvy nebo vrstvy materiálu zubů radiálně směrem ven prostřednictvím tlačného prostředku, přičemž kontaktní povrch tlačného prostředku je nerovný, zvlněný, žebrovaný, důlkovaný nebo jinak ne-hladký. Rozteč nebo mezery mezi zvlněními a jejich hloubka musí mít velikost úměrnou ostatním znakům pásu, takže pás může provádět jeho určené a požadované funkce, a takže zvlnění tlačného prostředku jsou v kontaktu s oddělovací vrstvou nebo kordem a aplikují sílu radiálně směrem ven.

Podle dalšího aspektu předkládaného vynálezu zahrnuje zařízení pro sestavování synchronního hnacího pásu jádro, na kterém může být pás sestaven před vulkanizací. Toto jádro má ~ , registrační prostředek pro registraci jadra vzhledem k vulkanizačnímu prostředku.

Podle dalšího aspektu předkládaného vynálezu uvedené zařízení dále zahrnuje membránu uloženou kolem jádra. Tato membrána má vnější obvod, který je volitelně nastavitelný

5 prostřednictvím nafukování nebo vyfukování této uvedené membrány.

Ještě další zisky a výhody předkládaného vynálezu se stanou zřejmými osobám v oboru znalým, kterým je tento popis určen, po pročtení a pochopení následujícího podrobného popisu.

0000 • 04 ·· 00 » 0 4 » 4 404

4 «

4 4

04

Definice

Předkládaný vynález může být rovněž lépe pochopen v kontextu následujících definic, které jsou použitelná jak pro popisnou část přihlášky vynálezu tak i pro připojené patentové nároky:

Axiální a axiálně je v tomto popisu použito pro označení linií nebo směrů, které jsou paralelní s osou otáčení pásu, formy nebo jádra.

_1Q Laterální označuje axiální směr.

Radiální a radiálně je v tomto popisu použito pro označení směrů radiálně směrem k nebo od osy otáčení válce, jako je jádro nebo konfekční buben.

Předkládaný vynález může být realizován fyzickým provedením určitých jeho částí a určitého uspořádáni jeho částí, přičemž výhodná příkladná provedení vynálezu budou detailně popsána v následujícím popisu a ilustrována na připojených výkresech, které jsou součástí popisu přihlášky vynálezu.

Přehled obrázků na výkresech

Obr.l znázorňuje axiální pohled na prstenec formy podle předkládaného vynálezu s vnitřním spirálovým ozubením;

Obr. 2 znázorňuje pohled v řezu na prstenec formy podle obr. 1, který je veden osou tohoto prstence;

Obr.3 znázorňuje zvětšený pohled na část prstence formy, ilustrovaného na obr. 2;

• · « 4

Obr. 4 znázorňuje zvětšený pohled na zuby prstence formy, jak jsou ilustrovány uvnitř kruhu 4-4 na obr. 1;

Obr. 5 znázorňuje nárys v řezu na sestavenou formu využivajici stoh prstenců s vnitřním spirálovým ozubením, který ukazuje připojenou vnitřní část, která funguje jak jako přídržný prostředek membrány tak i jako poddajné konfekční jádro;

Obr. 6 znázorňuje zvětšený pohled na část ilustrovanou na obr. 5;

Obr. 7 znázorňuje pohled v řezu, ilustrující jeden aspekt způsobu podle předkládaného vynálezu;

Obr. 8 znázorňuje zvětšený pohled na část ilustrovanou na obr. 7;

Obr.9 je schematický pohled, ilustrující jeden aspekt způsobu podle předkládaného vynálezu;

Obr.10 znázorňuje zvětšený pohled na část ilustrovanou na obr. 9.

Příklady provedení vynálezu

Výkresy ilustrují synchronní hnací pás a způsob a zařízení pro výrobu takového synchronního hnacího pásu.

S odkazy na obr. 1 a obr. 2 je popsán prstence 12 formy podle předkládaného vynálezu. Jak je zcela zřejmé z těchto obrázků, má prstenec 12 formy množství vybrání 14 na v radiálním směru vnitřním povrchu 18 prstence 12 formy.

» φ φ φ φ φφφφ

S odkazy na obr. 3 a obr. 4 je ve zvětšeném měřítku znázorněna koncová část 22 jednotlivého prstence 12 formy a také část vybrání 14 a v radiálním směru vnitřního povrchu 18.

S odkazy na obr. 5 je znázorněna sestava 26 formy, jak je sestavena z množství prstenců 12 formy. Tato sestava 26 formy zahrnuje horní koncovou desku 30, spodní koncovou desku 32 a buben 36. Tlačným prostředkem pro přitlačováni pruhu nebo nevulkanizovaného pásu 38 proti prstencům 12 formy je nafukovatelná membrána 40. Tato membrána 40 může být volitelně nafukována nebo vyfukována prostřednictvím tekutiny, jako je vzduch, pára, nebo horká voda, ve vedeních 4 6, 48. Podobně mohou být prstence 12 formy zahřívány prostřednictvím topných prostředků, jejichž jedno provedení sestává z prázdných oblastí 58 uvnitř každého prstence 12 formy, které mohou být volitelně plněny a zahřívány nebo ochlazovány tekutinami přiváděnými skrz potrubí 52, 54.

Při pokračujícím popisu ve spojení s obr. 5 lze uvést, že jedním důležitým znakem předkládaného vynálezu je skutečnost, že konfekční jádro 60, na kterém již byl sestaven nevulkanizovaný pás 38., je osazeno membránou 40 a je schopné toho, aby bylo uloženo do sestavy 26 formy. Dříve by požadovaná přesnost pro synchronní převodové pásy nemohla být dosaženo prostřednictvím podobné výrobní techniky. Požadovaná přesnost je nyní dosažitelná prostřednictvím registračního prostředku pro registraci jádra 60 ve správném vzájemném vztahu s prstenci 12 formy a rovněž prostřednictvím způsobu podle předkládaného vynálezu, který je popsán v tomto popisu.

···· ·· ·· · · ·· • · · · · · · « ··· · · · · · · · · · • · · · · · · ··· · 4 • ···· · · 1 ··· ·« ·· ·· ·· registrační prostředek je patrný na obr. 6, na kterém byla zvětšena část z obr. 5.

S odkazy na obr. 6 může být popsán registrační prostředek, přičemž obrázek zahrnuje roh horní koncové desky, který zapadá do vybrání v bubnu. Přesněji tedy zakulacený roh 66 horní koncové desky 30 zapadá do vybrání 70 v bubnu 36. Vybrání 70 zahrnuje dva navzájem kolmé povrchy, jeden povrch 7 6 prochází horizontálně a jeden povrch 78 prochází vertikálně. Registrací zakulaceného rohu 66 do vybrání 70, je horní koncová deska 30 registrována v axiálním a radiálním směru vzhledem k bubnu 36 a zbytku sestavy 26 formy, přičemž prstence 12 formy mohou být přesně usazeny a registrovány vzhledem ke konfekčnímu jádru 60.

Axiální a radiální umístění pruhu pásu ve formě může být odpovídajícím způsobem provedeno prostřednictvím axiálních radiálních polohovacích prostředků. Vlastí axiální umístění je relativně nedůležité ve srovnání s přípustnými tolerancemi ostatních oblastí pásu. Radiální umístění je mnohem více důležité, ale stále ještě není kritické, protože pruh pásu a membrána jsou poddajné a přizpůsobí se formě, jak membrána tlačí v radiálně směrem ven.

Nejvíce kritickým aspektem, který je třeba řídit, je úhel mezi osou formy a osou pruhu pásu, jak je definována polohou kordu v pásu. Pokud osa pásu a osa formy nejsou paralelní, pak kordy nebudou ležet v pravidelné spirále od jedné hrany dokončeného pásu k druhé hraně. To je kritické zarovnání, které zařízení a způsob podle vynálezu, které jsou popsány v tomto popisu, zlepšují na novou úroveň přesnosti nad přijatelné limity.

000 0 · · 0 0 ·· · * • 0·· 0000 000 0 0000 0 000

0000 000 00 00 00 00

Mechanické registrační prostředky, popsané výše, jsou jedním prostředkem pro zarovnání jádra vzhledem k formě za účelem získání souososti a paralelního zákrytu mezi osami dvou tuhých válcových konstrukcí. V tomto případě tyto tuhé konstrukce jsou představovány kovovou formou a kovovým jádrem. Ve skutečnosti je mnohem obtížnější výzvou definování a přesné řízení osy ne-tuhého válce tvořeného kordem. Kord je držen přibližně, ale ne zcela pevně, ve spirálovém vzoru prostřednictvím ostatních materiálů v nevulkanizovaném pásu.

Když je kord navinut na jádro, může být vyroben tak, aby tvořil přesnou spirálu, která je souosá a paralelní vzhledem k ose tuhého jádra. V postupech a zařízeních podle dosavadního stavu techniky, pokud a když je pás (a tudíž rovněž kord obsažený v tomto pásu) uvolněn z jádra, je zarovnání ztraceno a osa pásu nemůže být snadno stanovena v důsledku poddajné a viskózní povahy nevulkanizovaného pásu a jeho povrchů. Ve způsobu a zařízení podle předkládaného vynálezu ale pás není uvolněn od jádra. Proto také není ztraceno definování a kontrola osy pásu a kordu. Pás a jádro jsou uloženy ve formě jako sestava, která může být umístěna prostřednictvím tuhých registračních povrchů vytvořených na j ádru.

Jedním z klíčových znaků předkládaného vynálezu je ta skutečnost, že pásy jsou vyráběny prostřednictvím procesu přetlačování oproti procesu lisování nebo vstřikování. Termíny přetlačování, tlakové lisování a injekční vstřikování jsou v oboru dobře známé a jsou popisovány v různých učebnicích a příručkách známých v oboru, jako je například The Vanderbilt Rubber Handbook vydaná firmou RT

Vanderbilt Company, lne. V tomto zdroji informací jsou • 4444 ·· 4 • 444 • * · • ·

444 444 ·· 44 • · · • · ··· • · · · • 4 · 4 ·· • 4 44 • * · ·

4 44 • ···· · · · ·· 44 popisovány lisované a vytlačované výrobky vyráběné z pryže a plastu a příslušné části této příručky jsou tímto začleněny do tohoto popisu prostřednictvím odkazu.

Oddělovací způsob přetlačování

S odkazy na obr. 7 je popsán a ilustrován prstenec 12 formy. S odkazy na obr. 8A a obr. 8B je dále ilustrována zvětšená část z obr. 7. Obr. 8A naznačuje uspořádání zařízení a komponentů pásu před procesem přetlačování, zatímco obr. 8B naznačuje uspořádání těchto konstrukcí a komponentů již po dokončení procesu přetlačování. Jak je patrné na těchto obr. 8A a obr. 8B, zahrnuje prstenec 12 formy vybrání 14. Nevulkanizovaný pás 80 zahrnuje několik komponentů. Tyto ₁₅ komponenty zahrnují tkaninu 84 vyložení zubů, tažný kordový prvek 88 pásu, elastomerní materiál 92 zubů, oddělovací vrstvu 94 a vrchní elastomer 98. Některé části z konstrukce využité při vulkanizačním procesu dále zahrnují membránu 40 a konfekční jádro 60. Mezi jádrem 60 a membránou 40 je tlaková ₂₀ tekutina 102. Oddělovací vrstva 94 může být vyrobena z pneumatikového kordu, tkaniny nebo pleteniny, plastových nebo elastomerních filmů, netkaných konstrukcí s náhodně uspořádanými nebo s orientovanými vlákny, nebo dokonce z drátěného pletiva. Zvolený materiál musí být kompatibilní s ₂₅ funkcí dokončeného pásu a musí zajišťovat požadované oddělovací funkce v průběhu přetlačování a v průběhu vulkanizace. Oddělení může být rovněž využito jako funkční komponent v dokončeném pásu.

Některé synchronní pásy vyžadují příčné vyztužení ve formě vrstvy tkaniny nebo pneumatikového kordu. Účelem této • * • · · • · · · · • · · · · · · • 9 9 · ·

99 9 ··. · · vrstvy je nést axiální tlak vytvářený úhlovým ozubením. Tato vrstva může být uložena nad tažné kordové prvky 88, pod tažné kordové prvky 88 nebo na obě tato místa. Uložení nad tažné kordové prvky je upřednostňováno, aby se udržel nízký diferenciál roztečné přímky (nebo jinak PLD), ale nemusí být utěsněno vzhledem k tažnému kordovému prvku 88. Pokud objem tkaniny 84 vyložení zubů plus objem elastomerního materiálu 92 zubů je menší než 100 % objemu vybrání formy plus objem mezi kordy vrstvy tažného kordového prvku 88, posune se oddělovací vrstva 94 blíže a vlastně se dostane do kontaktu s tažnými kordovými prvky 88 v průběhu přetlačování a v průběhu vulkanizace. Pokud oddělovací vrstva 94 poskytuje nulový odpor pro průtok, pak zbytek do 100% objemu bude zajištěn vrchním elastomerem 98 protékajícím skrz oddělovací vrstvu 94 při přibližně stejném tlaku jako je tlak vyplývající z proudění elastomerního materiálu 92 zubů mezi tažnými kordovými prvky 88.

Pokud je velikost otvorů v oddělovací vrstvě 94 zmenšena, nebo pokud je viskozita elastomerního materiálu 92 zubů nebo vrchního elastomeru 98 zvýšena, pak oddělovací vrstva 94 zvětšuje tlak vyvíjený na kord zatímco elastomerní materiál 92 zubů protéká skrz tyto kordy. Tento zvýšený tlak může být přenášen na tažný kordový prvek 88 prostřednictvím oddělovací vrstvy 94, která může tento tažný kordový prvek 88 tlačit směrem ven proti prstenci 12 formy a tkanině 84 vyložení zubů uvnitř jejích daných hranic pružnosti. Pokud je objem elastomerního materiálu 92 zubů menší než 100 % objemu dutiny, bude oddělovací vrstva 94 přicházet do kontaktu s kordem. Pokud je velikost otvorů v oddělovací vrstvě 94 zmenšena, nebo pokud je viskozita vrchního elastomeru 98

999 9 • · · · • · · ·

9999 9

9 9 zvýšena, pak oddělovací vrstva 94 zvětšuje tlak při kterém bude vrchní elastomer 98 protékat.

Mnoho z materiálů použitých v pásech je do určité míry materiály termoplastické a některé mohou být viskoelastické. Další materiály mohou obsahovat tkaninu nebo vlákna. Většina materiálů pro pás vykazuje rovněž ne-newtonovské vlastnosti tečení, takže specifikace rozsahu dynamické a kinematické viskozity není vhodná. Klíčovým aspektem je vzájemné chování tečení vrstvy materiálu zubů skrz vrstvu kordu a vrchní vrstvy skrz oddělovací vrstvu pro dosažení aplikace síly radiálně směrem ven na kord, zatímco se zcela zaplní mezery mezi zuby formy požadovaným materiálem.

Ačkoliv reometry mohou měřit odpovídající viskozity eventuální vrstvy materiálu zubů a vrchní vrstvy, nemohou stanovit přijatelnost těchto dvou materiálů, protože jejich aplikace závisí na geometrii kordu a na geometrii oddělovací vrstvy. Elementárním testem je objem materiálu zubů, který proudí skrz určitý vzor kordu při daném tlaku, porovnaný s objemem materiálu vrchní vrstvy, který proudí skrz danou oddělovací vrstvu při stejném tlaku, teplotě a ve stejném čase. Jinými slovy užitečným poměrem by měl být odpor proti proudění materiálu zubů, který prochází mezi kordy, dělený odporem proti proudění materiálu vrchní vrstvy, který prochází skrz oddělovací vrstvu. Tento poměr ovšem dále závisí na rozměrech průchodů mezi kordy a na mezerách mezi těmito průchody, na rozměrech děr v oddělovací vrstvě a mezerách mezi těmito dírami (pokud jsou vůbec nějaké) a na pevnosti oddělovací vrstvy.

·· ·* » · · » · · · ·

Pokud je viskozita vrchní vrstvy mnohem větší než je viskozita vrstvy materiálu zubů, má konstruktér pásu největší volnost při výběru materiálu oddělovací vrstvy. Rozdíl ve viskozitě je často omezen dalšími požadavky na pás, takže díry v oddělovací vrstvě musí obecně být mnohem menší než mezery mezi kordy. Horní hranice pro viskozitu vrchní vrstvy je stanovena objemovou přesností mezer mezi zuby ve formě a vrstvy materiálu zubů. Vrchní vrstva a oddělovací vrstva musí dostatečně protékat nebo se deformovat alespoň tak, aby zcela vyplnily mezery mezi zuby ve formě uvnitř rozsahu přijatelných objemů nebo tlouštěk materiálu zubů. Tloušťka vrstvy materiálu zubů by se mohla měnit od 0,001 palce do 0,012 palců (přibližně 0,0254 mm až 0,3048 mm) v závislosti na tom, jak je tato vrstva vytvořena. Oddělovací vrstva a vrchní vrstva musí akceptovat tuto změnu.

Tento poslední znak je důležitý, protože poskytuje možnost vytváření synchronních pásů s malými rozdíly v délce kordu, zatímco je využívána jedna forma. Tento postup je velmi užitečný pro jemné ladění výrobního procesu, kompenzaci změn a materiálů, nebo pro výrobu speciálních délek pásů pro kritické aplikace bez potřeby použití speciálních nástrojů.

Obr. 8A reprezentuje rozmístění komponentů pásu před procesem přetlačování. Naproti tomu na obr. 8B jsou komponenty pásu znázorněny poté, co je proces přetlačování již dokončen. Tkanina 84 vyložení zubů tak byla posunuta do vybrání 14 . Elastomerní materiál 92 zubů byl takto vtlačen do vybrání 14 . Tažný kordový prvek 88 pásu, oddělovací vrstva 94.

a vrchní elastomer 98 mají uspořádání naznačené na obr. 8B.

—

Membrána 40 byla posunuta směrem k radiálně vnitřnímu povrchu • · • · • ·« • · prstence 12 formy. Tlaková tekutina 102 byla poněkud roztažena. Konfekční jádro 60 má nezměněnou polohu. Je důležité si povšimnout, jak je snadno patrné při porovnání obr. 8A a obr. 8B, že elastomerní materiál 92 zubů byl posunut skrz tažný kordový prvek 88 pásu v průběhu procesu přetlačování.

Způsob se zvlněnou membránou

S odkazy na obr. 9 je ilustrován alternativní způsob procesu přetlačování synchronního hnacího pásu.

Na obr. 10A a na obr. 10B je ilustrována část obr. 9 ve zvětšeném měřítku. Obr. 10A ilustruje orientaci různých komponentů pásu a konstrukcí formy před procesem přetlačování. Naproti tomu obr. 10B ilustruje uspořádání těchto komponentů a konstrukcí poté, co již byl proces přetlačování dokončen. Pokud se týká obr. 9, konstrukcí a komponentů znázorněných na obr. 10A a obr. 10B, jsou ty prvky a součásti, které jsou stejné jako prvky a součásti ilustrované na obr. 8A a obr. 8B, označeny stejnými vztahovými značkami. Primární rozdíl se týká membrány 40A. Na obr. 8A a obr. 8B má membrána 40 hladký radiálně vnější povrch 108. Ovšem u membrány 40A, která je ilustrována na obr. 10A a obr. 10B, je tento radiálně vnější povrch 108A membrány 40A zvlněný.

Hloubka zvlnění 110 v membráně 40A je nastavena na přibližně stejnou velikost jaké má požadovaná tloušťka elastomerní vrstvy, která leží nad tažným kordovým prvkem 88 pásu v dokončeném pásu 80. Objem tkaniny 84 vyložení zubů _z plus objem elastomerniho materiálu 92 zubu, uloženého mezi • · · · tažný kordový prvek 88 pásu a membránu 40A musí být stejný jako objem vybrání 14 plus objem dutin mezi tažnými kordovými prvky 88 plus objem mezi zvlněními 110 ve zvlněné membráně 40A. Vrstva elastomerního materiálu 90 může sestávat z jednoho homogenního materiálu, nebo může být vytvořena ze dvou vrstev materiálu s požadovanými vlastnostmi použitelnými pro pás. Membrána 40A musí být tužší než elastomerní materiál 92 zubů, takže její ozubený tvar není deformován tlakem vytvářeným v průběhu vulkanizace. V radiálním směru dovnitř zatahovací zdvih membrány 40A po vulkanizaci musí být větší než je hloubka zvlnění 110, pokud ovšem zvlnění nemají jednotný průřez v axiálním směru. Jinak zvlnění zabrání axiálnímu vyjmutí membrány 40A a jádra 60 z vulkanizovaného pásu 80.

Výhody tohoto způsobu se zvlněnou membránou zahrnují mnohem pružnější pás a menší spotřebu materiálu. Nevýhodou je výsledná zvlněná zadní strana pásu 80, což při některých aplikacích může být nežádoucí.

Podle znalostí přihlašovatele je tento způsob se zvlněnou membránou nový, pokud je použit při přetlačování radiálně směrem ven.

Předkládaný vynález byla popsán s odkazy na výhodné provedení. Je zcela zřejmé, že osoby v oboru znalé po přečtení a pochopení tohoto popisu snadno nahlédnou různé možné změny a modifikace. Všechny tyto zjevné změny spadají do rozsahu předkládaného vynálezu tak, jak je určen připojenými patentovými nároky nebo jejich ekvivalenty.

Claims

00 · · 0 0 0 0 ♦ 0 «0 0 · · • 0 0· 25. Způsob podle nároku 22, vyznačující se tím, že kontaktní povrch je důlkovaný. 26. Způsob podle nároku 22,vyznačující se tím, že hnací pás zahrnuje vrstvu tažného prvku. 27. Způsob podle nároku 22, vyznačující se tím, že po umístění vrstvy materiálu zubů radiálně směrem ven vzhledem k tlačnému prostředku dále zahrnuje následující krok: PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby synchronního hnacího pásu prostřednictvím přetlačování, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

2 0

2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že vyjmutí pásu z formy se provádí prostřednictvím vybočení části pásu radiálně směrem dovnitř směrem k ose formy.

3. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že tlačným prostředkem je nafukovatelná membrána.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vulkanizační prostředek zahrnuje:

₂₅ ohřívací prostředky formy pro ohřívání formy.

5 membrána, která s ním spolupracuje.

5. Způsob podle nároku 4,vyznačující se tím, že ohřívací prostředky zahrnují:

kanálky procházející skrz formu, které je možno naplnit ohřátými tekutinami.

• · • · • ·

⁵ umístění pásu proti vnitřnímu povrchu formy prostřednictvím polohovacího prostředku pro umístění pásu vzhledem k formě, přičemž tato forma má vybrání ve vnitřním povrchu formy;

tlačení pásu radiálně směrem ven do vybrání prostřednictvím tlačného prostředku pro přitlačování, čímž se přetlačuje pás do vybrání ve formě;

vulkanizací pásu prostřednictvím vulkanizačního prostředku pro vulkanizací; a vyjmutí pásu z formy.

6. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že před vtlačováním pásu do vybrání dále zahrnuje:

sestavení pásu na konfekčním prostředku pro sestavení pásu, přičemž na tomto konfekčním prostředku je namontována

7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že konfekční prostředek zahrnuje válcové jádro.

8. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že po kroku sestavení pásu následuje:

vyjmutí konfekčního prostředku z přidruženého zařízení pro sestavování pásu;

přenesení konfekčního prostředku do formy; a montáž konfekčního prostředku uvnitř formy.

9. Způsob podle nároku 6,vyznačující se tím, že polohovací prostředek je namontován na konfekčním prostředku.

10 umístění vrstvy tažného prvku radiálně směrem ven vzhledem k vrstvě materiálu zubů.

28. Způsob podle nároku 27,vyznačující se tím, že po umístění vrstvy tažného prvku radiálně směrem ven vzhledem k vrstvě materiálu zubů dále zahrnuje následující krok:

umístění vrstvy tkaniny vyložení zubů radiálně směrem ven vzhledem k vrstvě tažného prvku.

29. Způsob podle nároku 28,vyznačující se tím, že před umístěním vrstvy materiálu zubů radiálně směrem ven vzhledem k tlačnému prostředku dále zahrnuje následující krok:

umístění vrstvy vrchního elastomeru radiálně směrem ven vzhledem k tlačnému prostředku a radiálně směrem dovnitř vzhledem k oddělovací vrstvě.

30. Způsob podle nároku 26, vyznačující se tím, že hloubka zvlnění je mezi 85 % a 115 % tloušťky elastomerní vrstvy nad vrstvou tažného prvku u dokončeného pásu.

31. Způsob podle nároku 26, v y z n a č u j í c í se tím , že hloubka zvlnění je mezi 0,004 palci (0,01 mm) a 0, 900 palci (2,286 mm). 32 . Zařízení pro výrobu synchronního hnacího pásu, vyznačuj íc í se tím, že zahrnuje: jádro, přičemž pás je sestaven na tomto jádru před

vulkanizací a je později vložen do formy pro vulkanizaci pásu, toto jádro má registrační prostředek pro registraci jádra vzhledem k vulkanizačnímu prostředku pro vulkanizaci pásu.

33. Zařízení podle nároku 32, vyznačující se tím, že registrační prostředek zahrnuje:

roh formy, který je přijímán do vybrání v jádru.

10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že polohovací prostředek zahrnuje:

prodloužení formy, které je přijímáno do vybrání v konfekčním prostředku, přičemž na konfekčním prostředku je možné sestavit pás.

11. Způsob vytvoření synchronního hnacího pásu, 25 vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

umístění oddělovací vrstvy radiálně směrem ven vzhledem k tlačnému prostředku pro přitlačování;

umístění vrstvy materiálu zubů radiálně směrem ven 30 vzhledem k oddělovací vrstvě; a • · • · vtlačení této vrstvy materiálu zubů do vybrání v přidružené formě prostřednictvím tlačení oddělovací vrstvy radiálně směrem ven prostřednictvím tlačného prostředku.

12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se 5 tím, že hnací pás zahrnuje vrstvu tažného prvku.

13. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že po umístění oddělovací vrstvy radiálně směrem ven vzhledem k tlačnému prostředku dále zahrnuje následující ]_0 krok;

umístění vrstvy materiálu zubů radiálně směrem ven vzhledem k oddělovací vrstvě.

14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že po umístění vrstvy materiálu zubů radiálně směrem 15 ven vzhledem k oddělovací vrstvě dále zahrnuje následující krok:

umístění vrstvy tažného prvku radiálně směrem ven vzhledem k vrstvě materiálu zubů.

2Q 15. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že po umístění vrstvy tažného prvku radiálně směrem ven vzhledem k vrstvě materiálu zubů dále zahrnuje následující krok:

umístění vrstvy tkaniny vyložení zubů radiálně směrem

25 ven vzhledem k vrstvě tažného prvku.

15 -,

34. Zařízeni podle nároku 32, vyznačující se tím, že dále zahrnuje:

membránu kolem jádra, přičemž tato membrána je volitelně nafukovatelná.

16. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že před umístěním oddělovací vrstvy radiálně směrem ven vzhledem k tlačnému prostředku dále zahrnuje následující krok:

umístění vrstvy vrchního elastomerů radiálně směrem ven vzhledem k tlačnému prostředku a radiálně směrem dovnitř vzhledem k oddělovači vrstvě.

17. Způsob podle nároku 8,vyznačující se tím, že pás zůstává na konfekčním prostředku v průběhů kroků vyjímání konfekčního prostředku z přidruženého zařízení pro sestaveni pásu, kroku přenesení konfekčního prostředku do formy, a kroku montáže konfekčního prostředku uvnitř formy.

18. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že materiál oddělovací vrstvy má v sobě otvory, přičemž velikost těchto otvorů se volí za účelem zajištění aplikace požadovaného tlaku prostřednictvím tlačného prostředku.

19. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že před umístěním oddělovači vrstvy radiálně směrem ven vzhledem k tlačnému prostředku dále zahrnuje následující krok:

umístění vrstvy vrchního elastomeru radiálně směrem ven vzhledem k tlačnému prostředku a radiálně směrem dovnitř vzhledem k oddělovací vrstvě, přičemž tato vrstva vrchního elastomeru má viskozitu odlišnou od viskozity vrstvy materiálu zubů, a přičemž tyto viskozity vrstvy vrchního elastomeru a vrstvy materiálu zubů se volí za účelem zajištění aplikace požadovaného tlaku prostřednictvím tlačného prostředku.

20 35. Zařízení podle nároku 34, vyznačující se tím, že dále zahrnuje:

membránu kolem jádra, přičemž tato membrána má vnější obvod, který je volitelně nastavitelný prostřednictvím volitelného nafukování nebo vyfukování membrány.

20. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že polohovací prostředek zahrnuje jádro a registrační prostředek pro registraci jádra vzhledem k formě.

t 9·· ·· ·· • · « « ♦ · ♦♦

21. Synchronní hnací pás, vyznačující se tím, že zahrnuje:

vrstvu vrchního elastomeru;

oddělovací vrstvu, přičemž tato oddělovací vrstva je umístěna radiálně směrem dovnitř vzhledem k vrstvě vrchního elastomeru;

vrstvu tažného prvku, umístěnou radiálně směrem dovnitř vzhledem k oddělovací vrstvě;

vrstvu materiálu zubů, přičemž tato vrstva materiálu zubů je umístěna radiálně směrem dovnitř vzhledem k vrstvě tažného prvku; a tkaninu vyložení zubů, přičemž tato tkanina vyložení zubů je umístěna radiálně směrem dovnitř vzhledem k vrstvě elastomerního materiálu zubů.

22. Způsob výroby synchronního hnacího pásu prostřednictvím přetlačování, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

umístění vrstvy materiálu zubů pásu radiálně směrem ven vzhledem ke kontaktnímu povrchu tlačného prostředku pro vtlačování pásu do vybrání v přidruženého formě; a tlačení této vrstvy materiálu zubů do vybrání v přidružené formě prostřednictvím tlačení oddělovací vrstvy radiálně směrem ven prostřednictvím tlačného prostředku, přičemž kontaktní povrch tlačného prostředku je nerovný.

23. Způsob podle nároku 22,vyznačující se tím, že kontaktní povrch je zvlněný.

24. Způsob podle nároku 22, vyznačující se tím, že kontaktní povrch má žebra.

25 36. Zařízení podle nároku 34,vyznačující se tím, že membrána spolupracuje s přidruženým zařízením pro navíjení kordu pro udržování přesné délky kordu výztužných kordů ve vrstvě tažného prvku v pásu.