CZ285004B6 - Způsob výroby ozubeného řemene a ozubený řemen - Google Patents
Způsob výroby ozubeného řemene a ozubený řemen Download PDFInfo
- Publication number
- CZ285004B6 CZ285004B6 CZ932388A CZ238893A CZ285004B6 CZ 285004 B6 CZ285004 B6 CZ 285004B6 CZ 932388 A CZ932388 A CZ 932388A CZ 238893 A CZ238893 A CZ 238893A CZ 285004 B6 CZ285004 B6 CZ 285004B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- belt
- fibers
- polymer
- toothed belt
- toothed
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D29/00—Producing belts or bands
- B29D29/08—Toothed driving belts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/22—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length
- B29C43/28—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/06—Fibrous reinforcements only
- B29C70/08—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
- B29C70/081—Combinations of fibres of continuous or substantial length and short fibres
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
- F16G1/00—Driving-belts
- F16G1/28—Driving-belts with a contact surface of special shape, e.g. toothed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2021/00—Use of unspecified rubbers as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2075/00—Use of PU, i.e. polyureas or polyurethanes or derivatives thereof, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/12—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
- B29K2105/14—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles oriented
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2277/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as reinforcement
- B29K2277/10—Aromatic polyamides [Polyaramides] or derivatives thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/709—Articles shaped in a closed loop, e.g. conveyor belts
- B29L2031/7094—Driving belts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Způsob výroby ozubeného řemene z v podstatě polymerní hmoty, přičemž se vytváří z rovnoběžných pevnostních nositelů sestávajícíc tažné pásmo, skrz které se radiálně zvnějšku ve směru radiálně dovnitř vzhledem po ozubeném kole se pohybujícímu řemenu protlačuje jediná polymerní směs. Aby se bez zvýšení hmotnosti, hluku při pohybu při přenášeném výkonu a bez předpětí řemene zvýšil maximálně možný přenášený krouticí moment, navrhuje se aby k uvedené polymerní směsi se před protlačováním mezi pevnostními nositeli tažného pásma přidávala vlákna o délkové oblasti 0,1 až 5 mm v koncentraci O,5 až 20 % hmotnostní polymery a aby se nasměrovala tak, že před protlačením směřují v podstatě rovnoběžnw s pevnostními nositeli tažného pásma. Ozubené řemeny mají vlákna také ve své tylové oblasti.ŕ
Description
Ozubený řemen a způsob jeho výroby
Oblast techniky
Vynález se týká ozubeného řemene, který sestává z tažného pásu z nosičů pevnosti a z polymemí směsi, například zvulkanizátu směsi jednoho nebo dvou navzájem kompatibilních kaučuků s obvyklými plnivy a vulkanizačními pomocnými prostředky nebo z termoplastu, jako z polyurethanu, přičemž polymemí směs v blízkosti ozubené plochy obsahuje vlákna. Vynález se dále týká způsobu výroby ozubeného řemene.
Dosavadní stav techniky
Takto vyrobené ozubené řemeny jsou známé. Jejich nej důležitější oblastí využití je pohon nahoře upravených vačkových hřídelů od klikového hřídele spalovacích motorů. U tohoto použití tvoří konkurenci řetězovým pohonům, které převládaly ještě před 15 lety, a které již mají dnes jen zhruba 20 % podíl, a těm pohonům, které nejsou tvořeny opásáním, jako jsou například čelní soukolí, pohon hlavním hřídelem a tyčové pohony, které společně mají menší podíl než 1 %.
Ozubené řemeny pro pohon vačkových hřídelů obvykle sestávají v podstatě z pryže, v nejnovější době s vysokým podílem hydrogenovaného nebo částečně hydrogenovaného nitrilového kaučuku, a jejich ozubený převod je zpravidla zesílen vyztužovací tkaninou. Pro výrobu takových řemenů se zpravidla, na ještě studenou, ale pro vulkanizaci vyhřívatelnou formu ve tvaru bubnu, která je upravena v axiálním směru, a která má drážky pro vytváření ozubů řemenu, uloží vyztužovací tkanina. Pás nosičů pevnosti se vytváří navíjením jednoho nebo více nosičů pevnosti do jednochodé, popřípadě vícechodé šroubovice. Kaučuková směs se potom protlačuje radiálně z vnějšku radiálně dovnitř skrz štěrbiny mezi jednotlivými nosiči pevnosti tažného pásu.
Ve srovnání s řetězovými pohony se vyznačují pohony ozubenými řemeny zejména lepší délkovou stálostí a zpravidla také menší hmotností. Mimoto jsou při kontrole a při případné výměně snáze přístupné, protože nejsou uspořádány v olejem mazané skříni motoru, nýbrž vně, jen pod krytem proti prachu.
Ozubené řemeny se používají iu kancelářských strojů, například u plotrů počítačů a tiskáren, a u nich sestávají převážně z polyurethanu, který lze snadněji formovat, aleje málo odolný proti vyšší teplotě. Takové řemeny nemusí mít tvar prstence a zpravidla nemají vyztužovací tkaninu.
Funkce přenosu sil boky zubů a dalšího vedení sil tažným pásem jsou u ozubeného řemenu vrstveny radiálně, zatímco u řetězu, který má čepy pro přenos sil a lamely pro další vedení sil, jsou vrstveny axiálně. Radiální vrstvení má tu výhodu, že je možné pro přenos sil využít celou šířku, což umožňuje malé plošné stlačení při vyhovující konstrukční šířce. Má však také tu nevýhodu, že místa, kterými se síly přenášejí, tedy zuby, jsou v rovině rovnoběžné s bokorysem podstatně namáhány na ohyb. Tím daná deformace pryžového zubu zplošťuje úhel silového záběru a může vést k obávanému přeskočení ozubu. Tomuto nebezpečí lze čelit dostatečným předpětím řemenu, v novější době také vhodnými geometriemi ozubení a kvalitou materiálu, tedy tuhou pryží.
Zejména výrobci motorů požadují další zdokonalení poměru výkon/jednotka hmotnosti a maximálního kroutícího momentu, který lze přenášet. Vzhledem k tomu, že klesá i poptávka po polyurethanových řemenech, vytváří zdokonalení poměru výkon/jednotka hmotnosti i na tomto trhu určitou výhodu.
- 1 CZ 285004 B6
Pokud se vychází z tohoto vytýčeného úkolu, nabízí se nejprve zvýšení předpětí řemenu. Přechod na v tahu pevnější vlákna pro pás nosiče pevnosti, zpravidla skleněná vlákna, je sice možný, avšak vede ke zvýšení oběhového jalového výkonu, což však zhoršuje účinnost zejména ve fázích malého užitečného výkonu. To nejen zvyšuje spotřebu paliva, ale také vede ke zvýšenému zahřívání řemenu, což je opět v rozporu s cílem dlouhé životnosti řemenu, popřípadě s narůstajícím zakrýváním motorových prostorů. Proto byla tato možnost zavržena.
Prostřednictvím úpravy geometrie ozubení se nejeví žádná další možnost zvýšení maximálního přenášeného výkonu vztaženého na konstrukční hmotnost.
Proto se počalo zvažovat další zvýšení tvrdosti pryže zubů řemenu. Tvrdost lze zvýšit tím, že se přidá více plniva, které zesiluje tvrdost, zejména sazí. Nevýhoda tohoto řešení spočívá v tom, že i surová směs je tužší, a proto ji lze jen obtížně míchat, přičemž ji nelze protlačit téměř vůbec skrz pás nosičů pevnosti. Zvýšení tuhosti prostřednictvím větší hustoty míst zesítění není u hydrogenovaného nitrilového kaučuku (HNBR), s výhodou používaného pro ozubené řemeny, který se peroxidicky zesíťuje, na rozdíl od typů kaučuků, zesíťovaných sírou, například u částečně hydrogenovaných nitrilových kaučuků, bez dalšího možné. Mimoto vede zvýšená hustota míst zesítění zpravidla ke zmenšení odolnosti proti únavě, což není u vysoce dynamicky zatížených ozubených řemenů přijatelné. Proto i toto opatření bylo zavrženo.
Mimoto narazil tento diskutovaný návrh na zvýšení tuhosti směsi na zásadní kritiku spočívající v tom, že by se tím zvýšil hluk při oběhu.
Konečně bylo zvažováno zesílení vláken, které je uvedeno zejména v EP-PA 0 326 232 a v na něj zřejmě navazujícím spise WO 88/00879. Kromě podstatného zdražení řemene tím, že se musí nanášet po sobě dvě různé kaučukové směsi, které navíc mají být navzájem od sebe odděleny přesnou hranicí, neprokazovaly tyto řemeny zcela předpokládané mechanické vlastnosti. Také další spisy EP-PA 0 285 406, US-PS 4 690 664, US-PS 4 533 420 a EP-PA 0 466 346 neukázaly žádné východisko.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje ozubený řemen, který sestává z tažného pásu z nosičů pevnosti a z polymerní směsi, například z vulkanizátu směsi jednoho nebo dvou navzájem kompatibilních kaučuků s obvyklými plnivy a vulkanizačními pomocnými prostředky nebo z termoplastu, jako z polyurethanu, přičemž polymerní směs v blízkosti ozubené plochy obsahuje vlákna, podle vynálezu, jehož podstatou je, že polymerní směs v oblasti zubů obsahuje v celé radiální oblasti od ozubené plochy až ke hřbetní ploše ozubeného řemenu vlákna o délce v rozsahu od 0,1 do 5 mm, která zaujímají 0,5% až 6,5% celkové plochy podélného řezu ozubeným řemenem, přičemž koncentrace vláken je mezi 0,5 % a 20 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost polymerní směsi.
Vlákna jsou v oblasti boků zubů s výhodou uspořádána v podstatě v obvodovém směru a rovnoběžně s boky.
Podle dalšího výhodného provedení představuje průběh vláken v podélném řezu pole navzájem podobných vln, jejichž amplituda se od radiálně vnějšího obvodu, vztaženo na celý pohon ozubeným řemenem, kde má hodnotu 0, radiálně směrem dovnitř lineárně zvětšuje.
Podle dalšího výhodného provedení sestává ozubený řemen v podstatě z kaučukové směsi s podílem polymeru alespoň 70 % hmotnostních hydrogenovaného nebo částečně hydrogenovaného nitrilového kaučuku (HNBR).
-2CZ 285004 B6
Kaučuková směs obsahuje s výhodou aramidová vlákna. Polymemí směs obsahuje s výhodou retardér vulkanizace. Ozubený řemen obsahuje s výhodou vyztužovací tkaninu.
Výše uvedené nedostatky dále odstraňuje způsob výroby ozubeného řemenu podle vynálezu, při němž se navíjením na buben opatřený axiálními drážkami vytváří tažný pás sestávající z v podstatě rovnoběžných nosičů pevnosti, načež se v podstatě rovnoběžně uspořádanými nosiči pevnosti tažného pásu protlačuje radiálně zvnějšku od hřbetní plochy ozubeného řemenu radiálně dovnitř jediná polymemí směs, přičemž podstatou vynálezu je, že ke zmíněné polymemí směsi se před protlačováním mezi nosiči pevnosti tažného pásu přimíchávají vlákna o délce v rozsahu od 0,1 do 5 mm v koncentraci mezi 0,5 % a 20 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost polymemí směsi, a usměrňují do polohy v podstatě rovnoběžné s nosiči pevnosti tažného pásu.
Podle vynálezu bylo tedy konečně nalezeno řešení, které sice beze zbytku neřeší konflikty mezi různými vývojovými trendy, avšak, jak prokázaly první pokusy, jedná se o řešení, které má vyšší úroveň.
Tato formulace řešení vychází z toho, že osvědčený způsob výroby bezvláknových ozubených řemenů je nejbližším stavem techniky. Tomu nasvědčuje ta skutečnost, že pro konfekci řemenů, přičemž v kaučukovém průmyslu se považuje konfekce za centrální etapu výroby, jsou potřebné kroky ve srovnání s konfekcí bezvláknových řemenů zcela beze změny. Všechny pozměněné operace, to je přimíchávání vláken, se uskutečňují před konfekcí a změny v průběhu konfekce se netýkají operací prováděných při ní, nýbrž účinků způsobených přimícháním vláken před konfekcí.
Pokud by se na rozdíl od uvedeného považoval za nejbližší stav techniky EP-PA 0 326 232, v němž je uvedena pouze jedna tenká vrstva pryže, zvlášť odolná vůči otěru, obsahující vlákna, přičemž tato vrstva je přivrácená ozubenému kolu, a zbytek sestává z další vrstvy pryže bez vláken, přičemž této skutečnosti by mohlo nasvědčovat srovnání obou konečných výrobků, tedy ozubených řemenů, potom spočívá rozhodující rozdíl v tom, že ozubený řemen podle vynálezu je vytvořen z jedné jediné polymemí směsi, která obsahuje vlákna ve shodné koncentraci. Vlákna tedy zejména také obsahuje neozubená hřbetní část řemene a v podélném řezu centrální oblast kořenů zubů.
V důsledku toho neexistuje žádná hranice mezi kvalitami pryže a návodem, kdy se musí provádět nejprve předběžná vulkanizace přiváděné kaučukové směsi obsahující vlákna, což je z hlediska mezichlazení komplikovaná a z hlediska nákladů na energii drahá operace, na kterou potom navazuje přivedení druhé kaučukové směsi. Vzhledem ktomu, že podle vynálezu bylo zjištěno, že námitka z obav velmi malé schopnosti ohybu řemene není oprávněná, když se i ve hřbetní oblasti uspořádají vlákna, lze potom využít celou řadu výhod způsobu podle vynálezu, jako jsou nízké náklady, kvalitní konečný výrobek, který umožňuje přenášet maximální kroutící moment, přičemž je možné všechny polymemí, popřípadě kaučukové, směsi použité v ozubeném řemenu opatřit vlákny. Zvýšení nákladů na materiál a míšení vzhledem k většímu množství použitých vláken je více než vyváženo rychlejší konfekcí, která vyžaduje menší spotřebu energie. Objem prostoupený vlákny je u řešení podle vynálezu větší než podle spisu EP 0 326 232. Skutečně nepatrně zvýšená tuhost v ohybu u ozubeného řemenu podle vynálezu nevede k žádným měřitelným ztrátám při valchování, naopak výsledky ukázaly, že tyto ztráty se mírně snížily. Tento překvapivý výsledek pravděpodobně spočívá v tom, že nepatrná deformace vláken se uskutečňuje téměř bez hystereze, a že valchování, přesněji řečeno střídavé ohýbání, je zachycováno jen pryží, jejíž hystereze a jejíž deformační dráhy zůstávají beze změny. Toto snížení ztrát při střídavém ohýbání může spočívat v tom, že zvětšený počet vláken s malou hysterezí nutně snižuje množství kaučuku použitého na jednotku konstrukčního objemu.
Mimoto mohou být ozubené řemeny podle vynálezu na základě vláken i v jejich hřbetní oblasti, čímž vzniká snížení otěru proti vychylovacím a napínacím kladkám, provedeny s tenčí hřbetní
-3 CZ 285004 B6 částí, čímž se nejen snižuje jejich hmotnost a ztráty při střídavém ohýbání, ale snižuje se také tuhost v ohybu.
Přimíchávání vláken a jejich nasměrování v obvodovém směru řemene vede k anizotropnímu chování konečného výrobku. Oproti ohýbání při bočním pohledu je každý ozub řemene tužší v ohybu, oproti všem ostatním deformacím je téměř nezměněně flexibilní. Vzhledem k zachování měkkosti kolmo k povrchové ploše boků zubů je nárůst hlučnosti, způsobený chybným úhlovým nastavením, kuželovitostí kol a vypouklostí kol u řemenu podle vynálezu prakticky shodný s řemenem, který má zuby bez zesílení vlákny.
Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu, podle kterého jsou vlákna v oblasti boků zubů upravena v podstatě v obvodovém směru a rovnoběžně s boky, je mimoto odpružení úderového impulzu prakticky nezmenšeno oproti řemenu se zuby, které nejsou vyztuženy vlákny. Nárůst hlučnosti při chodu je tedy při shodných rozměrech řemenů nepatrný. Pokud se však provede srovnání bezvláknitého řemenu s užším řemenem pro přenos stejného výkonu, který je vyztužen vlákny, je možné dokonce naměřit nepatrný pokles hluku.
Ve srovnání s vyztužením vlákny jen v jedné radiální vnitřní vrstvě, jako podle spisu EP-PA 0 326 232, poskytuje vynález tu výhodu, že nevzniká vynálezci objevený průtažný efekt. Tento efekt spočívá v tom, že každý zvlněný nosič pevnosti se při zatížení na tah primárně protáhne přímo a v podstatě teprve po dosaženém protažení se, s větší tuhostí, stáhne do sebe. 'Nosič pevnosti představuje nadřazený pojem pro lano, nit, drát, lanko, přízi atd.
Vlákny vyztužená radiální vnitřní vrstva se však chová na základě větší tuhosti v tahu oproti radiálně vnější, vlákny nevyztužené, vrstvě, známé ze spisu EP-PA 0 326 232, jako zvlněný nosič pevnosti. Při neodstranitelné tendenci radiální vnitřní vrstvy k protažení se nemůže při záběru zubů radiálně vnější extrémní poloha hřídele, tedy radiálně vnitřní strana můstku, vyhnout radiálně dovnitř, protože ozubený řemen je obvykle v oblasti můstků nasazen bez vůle na svá ozubená kola. Na rozdíl od toho nemůže radiální vnitřní extrémní plocha hřídele, tedy horní oblast ozubení řemene vykývnout nebo se vychýlit radiálně ven. Průtažný efekt tedy zvyšuje nevýhodnou tendenci ozubených řemenů, která spočívá vtom, že se chtějí dostat z mezer kol radiálně ven. Aby se vyloučilo přeskočení ozubů, které zpravidla vede k poškození motoru, musí být takové řemeny provozovány s tuhými boky a/nebo s větší pevností v tahu a/nebo s větším předpětím řemene.
Tento průtažný efekt je sice možné zjistit i u ozubených řemenů podle vynálezu, avšak jeho škodlivé účinky jsou kompenzovány tím, že tuhost řemene v tahu je zvýšena ve větší míře vláknitou náplní, protože podle vynálezu jsou výztužná vlákna uspořádána i ve hřbetní oblasti řemene a navíc jsou upravena v podstatě jako protažená.
Uvedené nasměrování vláken není výhodné jen z hlediska konečného výrobku, nýbrž současně s údajem o délce vede také k tomu, že je možné vlákny naplněnou směs bez velkých nákladů protlačit mezi vlákny pásu nosičů pevnosti. Tohoto nasměrování vláken lze snadno dosáhnout tak, že se kaučuková směs obsahující vlákna protlačuje a/nebo válcuje aextrudát, popřípadě kalandrát, se ukládá na navinutý nosič pevnosti tak, že směr protlačování, popřípadě válcování, je shodný se směrem nosiče pevnosti.
Tento výhodný způsob výroby ozubeného řemene podle vynálezu vede k takovému průběhu vlákna v příčném řezu, který má malé víry pod každým nosičem pevnosti tažného pásu, avšak v podélném řezu je prakticky bez vírů.
Průběh vláken v podélném řezu je možné znázornit jako pole navzájem podobných vln, jejichž amplituda na radiálně vnějším obvodu vzhledem ke kompletnímu řemenovému pohonu má nulovou hodnotu a plynule narůstá radiálně dovnitř, až zvlněná siločára na radiálně vnitřním
-4CZ 285004 B6 obvodu přesně sleduje tento obvod. Zatímco je možné směr vláken dobře popsat jako pole, není to vhodné pro koncentraci vláken, to jest lokální objem vláken vzhledem k objemu pryže. Koncentrace vláken je prakticky rovnoměrná.
Tečně k obvodu upravená vlákna poněkud mění vlastnosti povrchové plochy, a to směrem k menší hodnotě tření a k menšímu otěru řemene, přičemž ten je pravděpodobně způsoben menším relativním pohybem mezi povrchovou plochou ozubení řemene a mezi mezerou ozubení ozubeného kola.
U bližší alternativy, u které se nejprve nanáší kaučuková směs obsahující vlákna a teprve potom se navíjí pás nosičů pevnosti, se v oblasti můstků vytvářejí shluky vláken, což nepříznivě ovlivňuje jejich funkci jako ohebných kloubů. Další výhoda způsobu podle vynálezu proti této alternativě spočívá v tom, že pro jeho provedení je třeba jen velmi málo měnit u osvědčené výrobní způsoby ozubených řemenů bez vláken.
Jako přimíchávaná vlákna se velmi dobře osvědčila aramidová vlákna. Mají vysokou pevnost, lze je získat velmi jemná, takže například výhodný průměr jednotlivých vláken je v rozmezí 8 až 12 pm, jsou dostatečně odolná proti vysokým teplotám pro rozdělování do kaučukové směsi, nesnižují tekutost surové směsi a vytvářejí vysoké a proti únavě odolné přilnutí v kaučukových směsích, které jsou výhodné pro výrobu ozubených řemenů.
O sobě známým způsobem by měl být pro řemeny při konstrukci motorů podíl polymeru, který je nyní obohacen vlákny, v polymemí směsi sestávat z nejméně 70 % hmotnostních ze zcela nebo částečně hydrogenovaného nitrilového kaučuku (HNBR), vztaženo na hmotnost polymemí směsi. Tím zůstávají při tomto použití důležité vlastnosti, jako odolnost proti benzínu, mazivům, teplotě a otěru, přinejmenším zachovány.
Vynález se zdá být využitelným i pro ozubené řemeny z plastu, i když až dosud byly provedeny zkoušky jen s převážně využívaným polyurethanem. Bylo by však pravděpodobně možné doporučit pro ozubená kola takové hmoty, které jsou více odolné proti otěru.
Protože u dokonale vyrobeného řemenu již nelze vlákna z polymemí směsi oddělit, je zde uvedeno dávkování nikoli jako poměr hmotnosti vláken k celkové hmotnosti všech částí směsi, které jsou polymery, to znamená hmotnostní procenta kaučuku, nýbrž jako poměr objemu vláken k celkovému objemu zkušebního vzorku zubů řemene. Tento poměr lze prokázat optickým zvětšením řezu, s výhodou příčného řezu.
Přehled obrázků na výkrese
Ozubený řemen podle vynálezu je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí. Na obrázku je znázorněn výřez podélného řezu ozubeným řemenem podle vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Na obrázku je patrný radiálně vnější neozubený obvod 1 ozubeného řemene, tažný pás 2 z nosičů pevnosti, radiálně vnitřní ozubený obvod 3 a v pryži uložená vlákna 4. Dále jsou znázorněny plnými čarami některé siločáry 5 pro přehledné vyobrazení nasměrování vláken 4 a pro ilustraci paradoxu, že na můstku 6 jsou siločáry 5 sice velmi koncentrovány ve srovnání se siločarami 5 v ozubu 7, avšak koncentrace vláken 4 je rovnoměrná. Vlákna nacházející se v zubech zaujímají u znázorněného příkladu provedení 5 % celkové plochy podélného řezu ozubeným řemenem.
- 5 CZ 285004 B6
Ozubený řemen podle vynálezu umožňuje ve srovnání s ozubenými řemeny bez vláken a bez zvýšení předpětí řemenu při stejné geometrii ozubení a šířce řemenu přenos nejméně o 25 % vyššího maximálního kroutícího momentu. Protože vynález podle dosud provedených zkoušek nevyžaduje snížení nejvyššího přípustného počtu otáček řemenu, narůstá tím o stejný počet procent maximální výkon, který lze přenášet, a tím i výkon na objem prostoupený vlákny. Ve srovnání s dosud známými ozubenými řemeny, vyztuženými vlákny, se ukázalo malé zvýšení možnosti přenosu maximálního kroutícího momentu při významném snížení výrobních nákladů.
Způsob výroby ozubeného řemene podle vynálezu nevyžaduje kromě přidání vláken žádné změny v receptech směsí. Doporučuje se však při velkých dávkách směsí přidávat retardér vulkanizace, aby se učinilo zadost zvýšenému zatížení mísiče. Jinak nejsou potřebné žádné podstatné změny drahých automatizovaných zařízení pro výrobu řemenů.
Claims (15)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Ozubený řemen, který sestává z tažného pásu z nosičů pevnosti a z polymemí směsi, například z vulkanizátu směsi jednoho nebo dvou navzájem kompatibilních kaučuků s obvyklými plnivy a vulkanizačními pomocnými prostředky nebo z termoplastu, jako z polyurethanu, přičemž polymemí směs v blízkosti ozubené plochy obsahuje vlákna, vyznačující se tím, že polymemí směs v oblasti zubů (7) obsahuje v celé radiální oblasti od ozubené plochy až ke hřbetní ploše ozubeného řemenu vlákna (4) o délce v rozsahu od 0,1 do 5 mm, která zaujímají 0,5 % až 6,5 % celkové plochy podélného řezu ozubeným řemenem, přičemž koncentrace vláken (4) je mezi 0,5 % a 20 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost polymemí směsi.
- 2. Ozubený řemen podle nároku 1, vyznačující se tím, že vlákna (4) jsou v oblasti boků zubů (7) uspořádána v podstatě v obvodovém směru a rovnoběžně s boky.
- 3. Ozubený řemen podle nároku 2, vyznačující se tím, že průběh vláken (4) v podélném řezu představuje pole navzájem podobných vln, jejichž amplituda (A) se od radiálně vnějšího obvodu, vztaženo na celý pohon ozubeným řemenem, kde má nulovou hodnotu, radiálně směrem dovnitř lineárně zvětšuje.
- 4. Ozubený řemen podle nároku 1, vyznačující se tím, že sestává v podstatě z kaučukové směsi s podílem polymeru alespoň 70 % hmotnostních hydrogenovaného nebo částečně hydrogenovaného nitrilového kaučuku (HNBR).
- 5. Ozubený řemen podle nároku 4, vyznačující se tím, že kaučuková směs obsahuje aramidová vlákna.
- 6. Ozubený řemen podle nároku 1, vyznačující se tím, že polymemí směs obsahuje retardér vulkanizace.
- 7. Ozubený řemen podle jednoho z nároků laž6, vyznačující se tím, že obsahuje vyztužovací tkaninu.
- 8. Způsob výroby ozubeného řemenu podle nároku 1, při němž se navíjením na buben, obsahující axiální drážky, vytváří tažný pás sestávající z v podstatě rovnoběžných nosičů-6CZ 285004 B6 pevnosti, načež se v podstatě rovnoběžně uspořádanými nosiči pevnosti tažného pásu protlačuje radiálně z vnějšku od hřbetní plochy ozubeného řemenu radiálně dovnitř jediná polymerní směs, vyznačující se tím, žekpolymerní směsi před protlačováním mezi nosiči pevnosti tažného pásu se přimíchávají vlákna o délce v rozsahu od 0,1 do 5 mm v koncentraci mezi 0,5 % a 20% hmotnostních, vztaženo na hmotnost polymerní směsi, a usměrňují se do polohy v podstatě rovnoběžné s nosiči pevnosti tažného pásu.
- 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že přimíchávanými vlákny jsou aramidová vlákna.
- 10. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že vlákna se před vložením do polymerní směsi zpracují na kaši.
- 11. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že alespoň 70% hmotnostních polymerů, použitých v polymerní směsi obsahující vlákna, jsou zcela nebo částečně hydrogenované nitrilové kaučuky.
- 12. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že polymerní směs má ve svém polymemím podílu alespoň 70 % zcela nebo částečně hydrogenovaného nitrilového kaučuku a pro vytvoření tažného pásu se jeden nebo více nosičů pevnosti, popřípadě jako vícechodá šroubovice, navíjí na konfekční buben.
- 13. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že polymerní směs má ve svém polymemím podílu alespoň 70 % zcela nebo částečně hydrogenovaného nitrilového kaučuku, a že před navíjením tažného pásu na konfekční buben, tvořící formu pro vytváření ozubeného řemenu, se na tuto formu pokládá nejprve výztužná tkanina.
- 14. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že polymerní směs obsahující vlákna se protlačuje a/nebo kalandruje a extrudát, popřípadě kalandrát, se pokládá na navinutý tažný pás tak, že směr protlačování, popřípadě kalandrování, je shodný se směrem nosiče pevnosti.
- 15. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že se použije polymer určený ke zvulkanizování, a že do polymerní směsi se před přimícháním vláken přidá retardér vulkanizace.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4239891 | 1992-11-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ238893A3 CZ238893A3 (en) | 1994-06-15 |
CZ285004B6 true CZ285004B6 (cs) | 1999-04-14 |
Family
ID=6473790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ932388A CZ285004B6 (cs) | 1992-11-27 | 1993-11-09 | Způsob výroby ozubeného řemene a ozubený řemen |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0599145B1 (cs) |
CZ (1) | CZ285004B6 (cs) |
DE (1) | DE59305328D1 (cs) |
ES (1) | ES2099349T3 (cs) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2314398B (en) * | 1996-06-20 | 2001-02-14 | Unitta Co Ltd | Toothed belt |
US6406397B1 (en) | 1996-06-20 | 2002-06-18 | Unitta Company | Toothed belt including short fibers distributed therein |
US6358171B1 (en) † | 1998-11-19 | 2002-03-19 | The Gates Corporation | Power transmission belt |
ATE334327T1 (de) | 2002-09-07 | 2006-08-15 | Contitech Antriebssysteme Gmbh | Antriebsriemen |
DE102004017974B4 (de) * | 2004-04-06 | 2009-04-30 | EBF Ingenieurgesellschaft für Umwelt- und Bautechnik mbH | Vorrichtung zur Herstellung dreidimensional profilierter Oberflächen von Straßenbelägen |
DE102007042917B4 (de) | 2007-09-08 | 2020-06-18 | Contitech Antriebssysteme Gmbh | Biegeelastischer Antriebsriemen, oder Keilrippenriemen, mit einer Textilauflage auf seiner verschleißanfälligen Arbeitsseite |
DE102007044436A1 (de) | 2007-09-18 | 2009-03-19 | Contitech Antriebssysteme Gmbh | Endloser elastischer Antriebsriemen, insbesondere Keilriemen oder Keilrippenriemen, mit vermindertem Spannungsverlust |
DE102008013570A1 (de) | 2008-03-11 | 2009-09-17 | Contitech Antriebssysteme Gmbh | Riemen, insbesondere Kraftübertragungsriemen, mit einer Beschichtung mit einem aliphatischen Polyisocyanurat-Polyharnstoff als Bindemittel und Verfahren zu seiner Herstellung |
DE102008033267A1 (de) | 2008-07-15 | 2010-01-21 | Contitech Antriebssysteme Gmbh | Ölbeständiger Antriebsriemen, insbesondere Zahnriemen |
DE102008055530A1 (de) | 2008-12-16 | 2010-06-17 | Contitech Antriebssysteme Gmbh | Zahnriemen zum Antrieb einer Nockenwelle in Hochleistungsmotoren |
DE102009044153A1 (de) | 2009-10-01 | 2011-04-07 | Contitech Antriebssysteme Gmbh | Antriebsriemen, insbesondere Zahnriemen, mit Basaltzugstrang |
DE102010016393A1 (de) | 2010-04-12 | 2011-10-13 | Contitech Antriebssysteme Gmbh | PAK-freier Antriebsriemen, insbesondere Zahnriemen |
EA201600237A1 (ru) | 2013-09-05 | 2016-10-31 | Тун Абдул Разак Ресерч Сентер | Резиновый элемент конструкции, вводимый в кирпичную или каменную стену в раме из армированного бетона для защиты от повреждений, вызываемых сейсмической активностью |
DE102014221979A1 (de) | 2014-10-28 | 2016-04-28 | Contitech Antriebssysteme Gmbh | Zahnriemen sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung desselben |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4343666A (en) * | 1978-11-02 | 1982-08-10 | Dayco Corporation | Method of making toothed belt |
JPS6048658B2 (ja) * | 1981-11-26 | 1985-10-29 | 三ツ星ベルト株式会社 | 歯付ベルト |
US4504342A (en) * | 1983-06-09 | 1985-03-12 | Dayco Corporation | Belt construction and method of making same |
JPS60159039A (ja) * | 1984-01-30 | 1985-08-20 | Mitsuboshi Belting Ltd | ダブルタイミングベルトの製造方法 |
US4626232A (en) * | 1984-10-09 | 1986-12-02 | Dayco Corporation | Belt construction and method of making the same |
JPS63246532A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-13 | Bando Chem Ind Ltd | 伝動ベルト |
JPH0453836A (ja) * | 1990-06-21 | 1992-02-21 | Mitsuboshi Belting Ltd | 短繊維入りゴム複合体およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-11-09 CZ CZ932388A patent/CZ285004B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1993-11-11 DE DE59305328T patent/DE59305328D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-11 ES ES93118273T patent/ES2099349T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-11 EP EP93118273A patent/EP0599145B1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0599145A1 (de) | 1994-06-01 |
ES2099349T3 (es) | 1997-05-16 |
CZ238893A3 (en) | 1994-06-15 |
EP0599145B1 (de) | 1997-01-29 |
DE59305328D1 (de) | 1997-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6942590B2 (en) | Belt fabric, and power transmission belt and high load power transmission V-belt using such a belt fabric | |
KR101235121B1 (ko) | 오일과 함께 사용하는 톱니벨트 및 관련된 타이밍 콘트롤시스템 | |
US8057344B2 (en) | Endless belt with improved load carrying cord | |
US6296588B1 (en) | High temperature flexible thermoplastic composites for endless belt driving surfaces | |
CZ285004B6 (cs) | Způsob výroby ozubeného řemene a ozubený řemen | |
US8298665B2 (en) | Power transmission belt | |
US6945891B2 (en) | Power transmission belt and method | |
CA2558284C (en) | Power transmission belt | |
US6695733B2 (en) | Low growth power transmission belt | |
KR100281172B1 (ko) | 치형벨트 | |
JPH071054B2 (ja) | 歯付ベルト | |
EP0774597B1 (en) | Cogged v belt | |
ITTO20110797A1 (it) | Cinghia dentata ad alte prestazioni | |
US6406397B1 (en) | Toothed belt including short fibers distributed therein | |
JP3468270B2 (ja) | 歯付きベルト | |
US6926633B2 (en) | Toothed belt | |
GB2351336A (en) | Toothed belt | |
WO2024024435A1 (ja) | 歯付ベルト | |
IT202100004754A1 (it) | Metodo per la preparazione di una cinghia. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20081109 |