DE102005062082A1

DE102005062082A1 - Kraftübertragungsriemen und Verfahren zum Formen eines Kraftübertragungsriemens

Info

Publication number: DE102005062082A1
Application number: DE102005062082A
Authority: DE
Inventors: Susummo Kobe Takaba; Yorifumi Kobe Hineno
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2025-12-23
Also published as: US9388879B2; US20060154770A1; DE102005062082B4; JP4745789B2; JP2007120507A; CN1821614A; CN1821614B

Abstract

Ein Kraftübertragungsriemen hat einen Körper mit einer Länge, einer Innenfläche, einer Außenfläche, seitlich beabstandeten Seitenflächen und einer Mehrzahl von Rippen, die sich in Längsrichtung entweder an der Innenfläche oder der Außenfläche des Körpers erstrecken. Der Körper verfügt über eine Gummischicht auf der jeweils anderen der Innenfläche bzw. Außenfläche des Körpers, in die nicht-gerade, kurze Fasern eingebettet sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
SACHGEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Kraftübertragungsriemen und insbesondere einen Kraftübertragungsriemen, der eine Mehrzahl von sich in Längsrichtung eines Körpers am Riemen erstreckenden Rippen aufweisen kann. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Formen eines solchen Kraftübertragungsriemens.

Kraftübertragungsriemen mit Keilrippen werden in vielen verschiedenen Bereichen verwendet. Normalerweise verfügt ein Keilrippenriemen über einen Druckabschnitt, in dem eine Mehrzahl von Rippen gebildet ist, die sich in Längsrichtung zum Riemenkörper erstrecken. Eine Polstergummischicht mit zumindest einem darin eingebetteten lasttragenden Element/Seil ist auf den Druckabschnitt aufgebracht. Auf die Polstergummischicht wird eine normalerweise aus Leinwand bestehende Schicht so aufgebracht, dass sie am Riemenkörper freiliegt. Die Leinwandschicht erhöht die Berstfestigkeit des Riemenkörpers in Längsrichtung. Normalerweise wird die Leinwandschicht dadurch gefertigt, dass ein textiles, Kett- und Schusselemente aufweisendes Gewebe mit Gummi überzogen wird.

Bei einer Einsatzart wird ein Keilrippenriemen um eine treibende und eine getriebene Riemenscheibe gewunden, wobei die Innenfläche des Riemens in die zugehörigen Riemenscheiben eingreift, um diese zu treiben bzw. von ihnen getrieben zu werden. Die Außenfläche des Riemens wird von einer Umlenkrolle geführt. Das Zusammenwirken von Umlenkrolle und Riemen erzeugt in der Regel unerwünschte Geräusche. Diese Geräuscherzeugung kann auftreten, wenn die Umlenkrolle mit einer Naht, an der die Enden der Leinwandschicht zusammengefügt sind, in Kontakt kommt. Geräusche können auch an anderen Stellen als dieser Naht auftreten. Eine der Ursachen für diesen letzteren Typ von Geräuscherzeugung ergibt sich aus der Oberflächenkonfiguration der Leinwandschicht, die mit der Umlenkrolle in Kontakt ist.

Während der Bildung einer Schrägbandleinwand oder Zylinderleinwand und/oder beim Anpassen einer Zylinderleinwand an eine Riemenformstruktur wird die Leinwand mechanisch verformt, wodurch die Schnittwinkel von Kette und Schuss und die Größe der sie umgebenden Maschen verschieden sein können. Diese Unregelmäßigkeit führt zu lokalen Konzentrationen der Ketten- und Schusskomponenten. Wenn die Umlenkrolle die Bereiche mit verschiedenen Oberflächencharakteristika erfasst, können Geräusche erzeugt werden.

Eine Möglichkeit zur Vermeidung des genannten Zustands ist die Eliminierung der Leinwandschicht, wodurch eine Gummischicht dem Kontakt mit der Umlenkrolle direkt ausgesetzt wird. Jedoch tritt bei diesem Aufbau mit hoher Wahrscheinlichkeit Verschleiß durch Anhaften auf, wodurch es beim Betrieb zu einer anderen Art von Geräusch wie etwa einem Schlupfgeräusch kommen kann.

Um diesen letzteren Zustand zu verhindern, können der in die Umlenkrolle eingreifenden freiliegenden Gummischicht kurze Fasern beigemischt werden. Eine solche Konstruktion wird in US-Patentanmeldung Nr. US2005/0003918 (Hiyashi) dargestellt. Hiyashi lehrt, die Ausrichtung der kurzen Fasern in der freiliegenden Gummischicht so zu kontrollieren, dass eine Geräuschbildung vermieden wird.

Bei Hiyashis Konstruktion besteht die Gefahr, dass sich der Riemenkörper in den Rinnenbereichen zwischen benachbarten Rippen in Längsrichtung aufspaltet. Alternativ können auf dieser Fläche Risse in Richtung der Riemenbreite an einem Endabschnitt des Riemenkörpers erzeugt werden. Dieser Riementyp neigt besonders zum Aufspalten in Längsrichtung oder zur Querrissbildung, wenn Ethylen/α-Olefin als das den Riemenkörper definierende Elastomer eingesetzt wird. Wenn ein Peroxidvernetzungsmaterial verwendet wird, erhöht sich die Reißwahrscheinlichkeit sogar noch.

Um das Aufspalten in Längsrichtung in den Rillenbereichen zwischen benachbarten Zähnen zu verhindern, können die Längen der kurzen Fasern so angeordnet werden, dass sie sich seitlich zwischen den Flächen des Riemenkörpers erstrecken. Alternativ können die kurzen Fasern zur Verringerung der Rissbildungswahrscheinlichkeit so angeordnet werden, dass sie im Allgemeinen mit der Länge des Riemenkörpers ausgerichtet sind. Im Allgemeinen mussten sich Konstrukteure, die die kurzen Fasern zur Verstärkung verwenden, auf die Verhinderung entweder von Längsrissen oder von Querrissen an einem Endabschnitt konzentrieren. Mit der Konstruktion von Hiyashi fällt es schwer, den Problemen des Aufspaltens in Längsrichtung und der Rissbildung im Endabschnitt des Riemenkörpers zu begegnen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

In einer Ausgestaltung ist der Gegenstand der Erfindung ein Kraftübertragungsriemen, der einen Körper mit einer Länge, einer Innenfläche und einer Außenfläche, seitlich beabstandeten Flächen und einer Mehrzahl von Rippen, die sich in Längsrichtung entweder auf der Innenfläche oder auf der Außenfläche des Körpers erstrecken, aufweist. Der Körper verfügt über eine Gummischicht auf der jeweils anderen der Innen- und Außenfläche des Körpers, in die nicht-gerade, kurze Fasern eingebettet sind.

Der Körper kann mindestens ein lasttragendes Element umfassen, das sich in Längsrichtung des Körpers zwischen dessen Innen- und Außenfläche erstreckt.

Das Massenverhältnis der nicht-geraden, kurzen Fasern zum Gummi in der Gummischicht kann von 4 : 100 bis 35 : 100 reichen.

Die nicht-geraden, kurzen Fasern können nach dem Zufallsprinzip in der Gummischicht angeordnet sein. Bei den nicht-geraden, kurzen Fasern kann es sich um Kurzfasern handeln.

In einer Ausgestaltung können die nicht-geraden, kurzen Fasern aus Polyamid bestehen.

Der Gummi in der Gummischicht kann als eine Hauptkomponente Ethylen/α-Olefin aufweisen.

In einer Ausgestaltung besteht das Ethylen/α-Olefin aus einem Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer und einem Ethylen-Buten-Copolymer.

Das Massenverhältnis von Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer zu Ethylen-Buten-Copolymer kann im Bereich von 90 : 10 bis 30 : 80 liegen.

Die Gummischicht kann außerdem eine Mehrzahl von ultrakurzen Fasern aufweisen, deren Länge im Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm liegt.

Die ultrakurzen Fasern können aus Zellstoff bestehen.

Die Gummischicht kann an der jeweils gegenüberliegenden Innenfläche bzw. Außenfläche freiliegend sein.

In einer Ausgestaltung weist der Kraftübertragungsriemen einen Druckabschnitt und einen Zugabschnitt auf und die Mehrzahl der Rippen ist im Druckabschnitt definiert und die Gummischicht ist im Zugabschnitt angeordnet.

Die nicht-geraden, kurzen Fasern können eine Länge von 0,1 bis 3,0 mm aufweisen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftübertragungsriemen mit einem Körper, der eine Länge, eine Innenfläche, eine Außenfläche und seitlich beabstandete Seitenflächen aufweist. Der Körper verfügt entweder auf der Innen- oder der Außenfläche des Körpers über eine Gummischicht, in die nicht-gerade, kurze Fasern eingebettet sind.

Die nicht-geraden, kurzen Fasern können nach dem Zufallsprinzip in der Gummischicht angeordnet sein. Die Gummischicht kann entweder an der Innenfläche oder der Außenfläche freiliegend sein.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Formen eines Kraftübertragungsriemens. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Formen einer Gummischicht durch Einbetten von nicht-geraden, kurzen Fasern in einen die Gummischicht definierenden Gummi, so dass das Massenverhältnis der nicht-geraden Fasern zum Gummi in der Gummischicht im Bereich von 4 : 100 bis 35 : 100 liegt; und Zusammenfügen der Gummischicht mit mindestens einer weiteren Komponente zum Definieren eines Kraftübertragungsriemens mit einem Körper, der eine Länge, eine Innenfläche, eine Außenfläche und beabstandete Seitenflächen aufweist.

Der Schritt des Formens einer Gummischicht kann das Walzen des Gummis mit den darin eingebetteten nicht-geraden, kurzen Fasern in eine Plattenform (sheet form) umfassen.

Der Schritt des Formens einer Gummischicht kann das Einbetten von ultrakurzen Fasern mit einer Länge von 0,1 mm bis 1,0 mm in den die Gummischicht definierenden Gummi umfassen.

Der Schritt des Zusammenfügens der Gummischicht mit mindestens einer weiteren Komponente kann das Zusammenfügen der Gummischicht mit mindestens einer weiteren Komponente zur Definition eines Körpers, in dem die Gummischicht entweder auf der Innenfläche oder der Außenfläche des Körpers freiliegt, umfassen.

Das Verfahren kann weiterhin den Schritt des Formens einer Mehrzahl von Rippen, die sich in Längsrichtung des Körpers auf der jeweils anderen der Innenfläche bzw. Außenfläche erstrecken, umfassen.

In einer Ausgestaltung umfasst der Schritt des Zusammenfügens der Gummischicht mit mindestens einer weiteren Komponente das Zusammenfügen der Gummischicht mit mindestens einem lasttragenden Element, das sich in Längsrichtung des Körpers erstreckt, so dass sich zwischen Innen- und Außenfläche des Körpers mindestens ein lasttragendes Element befindet.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Darstellung eines gemäß der vorliegenden Erfindung gefertigten Kraftübertragungsriemens;
2 zeigt eine schematische Darstellung eines gemäß der vorliegenden Erfindung gefertigten Kraftübertragungsriemens mit Keilrippen;
3 zeigt eine fragmentarische Querschnittsansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung gefertigten Keilrippenriemens;
4 ist eine Darstellung wie in 3 mit einer modifizierten Form des gemäß der vorliegenden Erfindung gefertigten Keilrippenriemens;
5 ist eine Darstellung wie in 3 und 4 mit einer noch weiter veränderten Form des gemäß der vorlie genden Erfindung gefertigten Keilrippenriemens;
6–10 zeigen verschiedene Anordnungen für nicht-gerade/gekrümmte Fasern in einer freiliegenden Schicht auf den Riemen in 1–5; und 11 zeigt eine schematische Darstellung eines Testsystems zum Messen eines Reibungskoeffizienten zwischen dem Riemen und einer mit ihm zusammenwirkenden Fläche.
DETAILBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Mit Verweis zunächst auf 1 ist ein erfindungsgemäßer Kraftübertragungsriemen schematisch mit dem Bezugszeichen 10 dargestellt, der eine Riemenkonstruktion mit einem Körper 12 mit einer freiliegenden Schicht 14 mit der im Folgenden beschriebenen Zusammensetzung umfasst. Der bestimmte Aufbau und die Zusammensetzung des Riemens sind für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich.
Die Erfindung ist insbesondere für die Integration in einen Keilrippenriemen, wie er mit dem Bezugszeichen 20 in 2 dargestellt ist, geeignet. Die schematische Darstellung soll wiederum zeigen, dass der Grundgedanke der Erfindung mit einem beliebigen Typ von Kraftübertragungsriemen mit Keilrippen, ungeachtet seiner bestimmten Form, Zusammensetzung oder Anordnung der Komponenten, eingesetzt werden kann. Der Keilrippenriemen 20 hat einen Körper 22 mit einer im Folgenden beschriebenen freiliegenden Schicht 24 auf einer Seite des Körpers 22 und einer Mehrzahl von auf der gegenüberliegenden Seite des Körpers 22 angeformten Rippen 26.
Zur Demonstration des Grundgedankens der Erfindung sollen nun drei beispielhafte spezifischere Ausgestaltungen des Keilrippenriemens mit Verweis auf 3–5 beschrieben werden, in denen die Kraftübertragungsriemen mit Keilrippen durch die Bezugszeichen 30, 30' bzw. 30'' gekennzeichnet sind.
Der Keilrippenriemen 30 hat einen Körper 32 mit einer Längsausdehnung in Richtung des Doppelpfeils 34, einer Innenfläche 36, einer Außenfläche 38 und seitlich beabstandeten Seitenflächen, die im Wesentlichen als 40, 42 in 3 dargestellt sind, wobei die Seitenflächen von einer potenziell von der Erfindung vorgesehenen vollen Breite abgeschnitten sind. Eine Mehrzahl von seitlich beabstandeten Rippen 44 erstreckt sich kontinuierlich entlang der Länge des Riemenkörpers 32. Dabei können gerade zwei Rippen 44, aber ebenso eine die drei in 3 dargestellten übersteigende Anzahl vorgesehen sein.
Die Rippen 44 sind in einem durch einen oder mehrere Gummischichten definierten Druckabschnitt 46 festgelegt. Eine einen Teil des Druckabschnitts 46 definierende Polstergummischicht 48 mit mindestens einem darin eingebetteten lasttragenden Element 52 wird auf die Außenfläche 50 der einen Druckabschnittschicht 49 aufgetragen. In diesem Fall besteht das mindestens eine lasttragende Element 52 aus einem oder einer Mehrzahl von spiralförmig gewickelten lasttragenden Seilen (cords), die in die Polstergummischicht 48 eingebettet sind.
Die Gummischicht 54, die gemeinsam mit einem Teil der Polstergummischicht 48 den Zugabschnitt 55 des Riemens 30 definiert, ist an der Außenseite der Polstergummischicht 48 und der lasttragenden Seile 52 aufgebracht. In die Gummischicht 54 sind kurze Fasern 56 eingebettet, deren Zusammensetzung und Form im Folgenden beschrieben wird. Die Gummischicht 54 definiert eine freiliegende Rückfläche 58 auf dem Kraftübertragungsriemen 30.
Die Rippen 44 haben im Allgemeinen einen trapezförmigen Querschnitt quer zur Rippenlänge. Wie jedoch bereits festgestellt, ist deren genaue Form für die vorliegende Erfindung nicht ausschlaggebend. In die Rippen 44 sind kurze Fasern 60 eingebettet. Die kurzen Fasern 60 sind in ihrer Länge im Allgemeinen so angeordnet, dass sie in den Rippen 44 von Seite zu Seite verlaufen. Die Rippenflächen 62 sind poliert.
Der Keilrippenriemen 30' in 4 weist die gleiche allgemeine Komponentenanordnung wie der in 3 dargestellte Keilrippenriemen 30 auf. Der Riemen 30' verfügt über einen durch die genannte Gummischicht 54 definierten Körper 22' und einen entsprechenden, durch eine oder mehrere Gummischichten 49' definierten Druckabschnitt 46' sowie einen Teil einer Polstergummischicht 48', in die lasttragende Seile 52' eingebettet sind. Die Gummischicht 54 weist die genannten darin eingebetteten Fasern 56 auf und definiert eine freiliegende Rückfläche 58'. Entsprechend geformte Rippen 44' sind im Druckabschnitt 46' definiert.
Kurze Fasern 60' sind in den Druckabschnitt 46' eingebettet und in einer Anzahl von Schichten 66, 66', 66'', 66''', 66^4x' angeordnet. Die Schichten 66, 66', 66'', 66''' sind gekrümmt und folgen im Wesentlichen der Form der zugehörigen Rippen 44'. Die am weitesten innenliegende Schicht 66^4x' folgt der Form der Rippen 44' an der freiliegenden Fläche 68 des Druckabschnitts 46' noch genauer.
Der Kraftübertragungsriemen 30'' in 5 schließt die Gummischicht 54 mit den darin eingebetteten Fasern 56 ein. Der Körper 22'' wird durch die Gummischicht 54 ebenso wie die Schicht 70, die den Druckabschnitt 46'' eingrenzt, definiert und verfügt über einen mit 72 bezeichneten Anteil, der die Funktion der zuvor genannten Polstergummischichten 48, 48', in die lasttragende Seile 52'' eingebettet sind, erfüllt. Die Gummischicht 54 definiert eine freiliegende Rückfläche 58'' auf dem Riemen 30''. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält die Schicht 70 keine kurzen Verstärkungsfasern.
Die Rippen 44'' werden in der zuvor beschriebenen Gestalt in der Schicht 70 gebildet. Kurze Fasern 74 werden in die freiliegende Fläche 68'' auf den Rippen 44'' im Druckabschnitt 46'' implantiert.
In allen Riemen 30, 30', 30'' sind die Fasern 56 in der Gummischicht 54 nach dem Zufallsprinzip angeordnet, wie weiter unten in diesem Dokument noch ausführlicher beschrieben wird.
Bei jedem der genannten Ausführungsbeispiele sind die lasttragenden Seile 30, 30', 30'' in benachbarte Schichten eingebettet dargestellt. Dies ist jedoch keine Anforderung. Als Alternative kann eine diskrete Polstergummischicht zwischen der Gummischicht 54 und einer Schicht des Druckabschnitts vorgesehen sein.
Die Verwendung von kurzen Fasern, die entweder implantiert und/oder vollständig in den Rippengummi eingebettet werden sollen, ist nicht erforderlich. Es können implantierte und/oder eingebettete Fasern, und zwar entweder nur eine Art von Fasern, beide gemeinsam, oder keine davon verwendet werden.
Bei jedem Ausführungsbeispiel können die Druckabschnitte aus einer oder aus mehreren Schichten hergestellt sein. Wenn mehrere Schichten vorhanden sind und kurze Verstärkungsfasern verwendet werden, ist die Einbettung der Fasern nur in die am weitesten innenliegende Schicht bevorzugt. Diese Fasern sind bevorzugt so angeordnet, dass sich ihre Länge wie in 3 dargestellt von einer Seite zur anderen erstreckt, oder in dem im Wesentlichen der Rippenform entsprechenden Muster, das in 4 dargestellt ist. Die am weitesten innenliegende Faserschicht kann der Rippenform stärker gleichen als die Fasern in den anderen Schichten.
Was das Implantieren der Fasern 74 betrifft, so kann hierfür jedes dem Fachmann bekannte Verfahren genutzt werden. Mechanische und elektrostatische Implantiertechniken sind den Fachleuten in dieser Branche wohlbekannt.
Die Gummischicht 54 ist vorzugsweise aus einer Zusammensetzung gefertigt, wie sie im Folgenden beschrieben wird. Zur wirksamen Geräuschunterdrückung, zum Beispiel wenn sich die Rückfläche 58 in Kontakt mit einer Umlenkrolle befindet, sind die Fasern 56 so eingebettet, dass sie auf der Rückfläche 58 ein freiliegendes Unebenheitsmuster erzeugen. Dieses Muster kann durch Einsatz eines Gewirkmusters, eines Webstoffmusters, eines Kordgewebemusters usw. ermöglicht werden. Das Webstoffmuster ist darunter bevorzugt. Die Rückfläche 58 kann poliert sein.
Bei der in 5 dargestellten Riemenkonstruktion ist bevorzugt, dass in den Gummi in der Schicht 70 in der Nähe der lasttragenden Seile 52'' keine kurzen Fasern eingebettet sind, um die Haftung zwischen dem Gummi darin und den lasttragenden Seilen 52'' so groß wie möglich gestalten.
Auf gleiche Weise wird in den Riemen 30, 30' bevorzugt, dass die Polstergummischichten 48, 48' keine Verstärkungsfasern enthalten, da dies die Haftung zwischen dem Gummi darin und den lasttragenden Seilen 52, 52' herabsetzen könnte.
Die Schicht(en) 46, 46' in 3 bzw. 4, Schicht(en) 70 in 5, Polstergummischichten 48, 48' und die Schicht 54 sind vorzugsweise jeweils aus einer Gummizusammensetzung hergestellt. Geeignete Gummikomponenten bzw. Kautschuckkomponenten für diese Zusammensetzung können mindestens eines von einem Ethylen/α-Olefin-Kautschuk, Butadien-Kautschuk (BR), Styren-Butadien-Kautschuk (SBR), Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), hydriertem Nitril-Butadien-Kautschuk (H-NBR), Chloropren-Kautschuk (CR), Isobutylen-Isopren-Kautschuk (IIR), Naturkautschuck (NR), Ethylen-Vinylester-Copolymer und Ethylen-α,β-ungesättigtem Carboxylat-Copolymer sein. Unter diesen wird ein Ethylen/α-Olefin-Kautschuk bevorzugt, weil dies ein relativ billiges Polymer mit ausgezeichnetem Widerstand gegen Ozon, Wärme und Kälte ist. Er erfüllt auch die Bedingung, keine Halogene zu verwenden. Das heißt, dass als Gummikomponente ein Ethylen/α-Olefin-Kautschuk vorzugsweise allein oder mit anderen Gummiarten gemischt verwendet wird. Die Gummikomponente in der Schicht 54 enthält vorzugsweise einen Ethylen/α-Olefin-Kautschuk als eine "Hauptkomponente", d.h. eine einen großen Prozentsatz des Gummimaterials konstituierende Komponente. Beispielsweise wird ein Gummi, der in einer Zusammensetzung 50 % oder mehr ausmacht, als eine "Hauptkomponente" bezeichnet.
Ein Ethylen/α-Olefin-Kautschuk ist ein Copolymer von Ethylen und einem α-Olefin (Propylen, Buten, Hexen, Okten, o.ä.) oder ein Copolymer von Ethylen, dem α-Olefin und einem unkonjugierten Dien. Zu speziellen Beispielen gehören Gummis wie ein Ethylen-Propylen-Copolymer (EPM), Ethylen-Buten-Copolymer (EBM) und Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer (EPDM). Ein Beispiel der Dien-Komponente umfasst ein unkonjugiertes Dien mit 5 bis 15 Kohlenstoffatomen wie Ethylidennorbornen, Dicyclopentadien, 1,4-Hexadien, Cyclooctadien oder Methylennorbornen.
Ein EPDM verfügt über einen ausgezeichneten Widerstand gegen Wärme und Kälte, was im resultierenden Riemen ausgenutzt werden kann. Es werden EPDMs mit einer Iodzahl von 3–40 bevorzugt. Liegt die Iodzahl unter 3, ist eine unzureichende Vulkanisierung der Gummizusammensetzung möglich. Das kann zu Abrieb oder Anhaften führen. Eine Iodzahl über 40 kann eine zu kurze Anvulkanisationsdauer für die Gummizusammensetzung bedeuten. Dies kann die Gummizusammensetzung schwer handhabbar machen. Außerdem kann sich ihre Wärmefestigkeit verringern.
Die Ethylen/α-Olefin-Hauptkomponente des Gummis in der Schicht 54 enthält vorzugsweise ein Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer und ein Ethylen-Buten-Copolymer. Der Einschluss eines Ethylen-Propylen-Dien-Copolymers und eines Ethylen-Buten-Copolymers wie Ethylen/α-Olefin macht die Formbarkeit der Zusammensetzung ausgezeichnet und verbessert deren Antireiß- und Antibersteigenschaften. Das Ethylen/α-Olefin in der Schicht 54 enthält vorzugsweise ein Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer und ein Ethylen-Buten-Copolymer, und zwar in einem Massenverhältnis von Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer zu Ethylen-Buten-Copolymer im Bereich von 90 : 10 bis 30 : 80. Die Antireiß- und Antibersteigenschaften lassen sich verbessern, indem man das Massenverhältnis eines Ethylen-Propylen-Dien-Copolymers in einer Zusammensetzung geringer als das Massenverhältnis von Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer zu Ethylen-Buten-Copolymer von 90 : 10 einstellt. Wenn das Massenverhältnis eines Ethylen-Propylen-Dien-Copolymers größer als das Massenverhältnis von Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer zu Ethylen-Buten-Copolymer von 30 : 80 ist, wird eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit erreicht und die Wahrscheinlichkeit von Formfehlern verringert.
Zur Verbesserung der Haftfestigkeit oder Antirisseigenschaften kann die Gummizusammensetzung ein Ethylen-Vinylester-Copolymer und/oder Ethylen-α,β-ungesättigtes Carboxylat-Copolymer und einen Ethylen/α-Olefin-Kautschuk in einem Massenverhältnis von 5/95 bis 95/5, stärker bevorzugt von 10/90 bis 60/40 enthalten.
Die Gummikomponente in den einzelnen genannten Schichten kann gleich der oben beschriebenen oder von dieser verschieden sein. Für den beispielhaften Riemen 30 kann daher die Zusammensetzung der Schicht(en) 49 im Druckabschnitt 46 und Polstergummischicht 48 sowie Gummischicht 54 gleich oder verschieden sein. Als Alternative können einige, jedoch nicht alle Schichten die gleiche Gummizusammensetzung aufweisen.
Zur Vernetzung des Gummis werden vorzugsweise Schwefel oder organische Peroxide verwendet. Beispiele für organische Peroxide umfassen Di-t-Butylperoxid, Dicumylperoxid, t-Butylcumylperoxid, 1,1-t-Butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexan, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan-3, bis t-Butylperoxy-di-isopropyl)benzol, 2,5-Dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexan, t-Bu tylperoxybenzoat und t-Butylperoxy-2-ethylhexylcarbonat.
Diese organischen Peroxide können entweder unabhängig voneinander oder als ein Gemisch von zwei oder mehreren eingesetzt werden, wobei die organischen Peroxide darin in einem Verhältnis von 0,5 bis 8 Masseprozent zu 100 Masseprozent Gummi formuliert sind.
Die Gummizusammensetzung kann mit einem Vulkanisationsbeschleuniger hergestellt werden. Beispiele für geeignete Vulkanisationsbeschleuniger schließen Vulkanisationsbeschleuniger auf der Basis von Thiazol, Thiuram bzw. Sulfenamid ein. Zu speziellen Beispielen von Vulkanisationsbeschleunigern auf Thiazolbasis gehören 2-Mercaptobenzothiazol, 2-Mercaptothiazolin, Dibenzothiazoldisulfid und ein Zinksalz von 2-Mercaptobenzothiazol. Zu speziellen Beispielen von Vulkanisationsbeschleunigern auf Thiurambasis gehören Tetramethylthiurammonosulfid, Tetramethylthiuramdisulfid, Tetraethylthiuramdisulfid und N,N'-Dimethyl-N,N'-diphenylthiuramdisulfid. Zu speziellen Beispielen von Vulkanisationsbeschleunigern auf Sulfenamidbasis gehören N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid und N,N'-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid. Zusätzlich können andere Vulkanisationsbeschleuniger wie Bismaleimid und Ethylenthioharnstoff verwendet werden. Jeder der Vulkansationsbeschleuniger kann einzeln oder in Kombination eingesetzt werden.
Ein Ko-Netzmittel kann zur Erhöhung des Vernetzungsgrades eingesetzt werden, um Anhaften und Abrieb zu reduzieren. Bevorzugte Beispiele für Ko-Netzmittel umfassen TAIC, TAC, 1,2-Polybutadien, ein Metallsalz einer ungesättigten Carbonsäure, Oxim, Guanidin, Trimethylolpropantrimethacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat und N-N'-m-Phenylenbismaleimid.
Das Ko-Netzmittel wird bevorzugt in einem Massenverhältnis von 0,5 bis 10 zu 100 Masseprozent Gummi eingesetzt. Ein Massenverhältnis von weniger als 0,5 hat unter Umständen keine wesentliche Wirkung, während ein Massenverhältnis von mehr als 10 dazu neigt, die Reiß- und Haftfestigkeit zu verringern.
Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Mitteln können auch normalerweise in Gummizusammensetzungen verwendete Mittel einbezogen werden, darunter ein Verstärkungsmittel wie Rußschwarz oder Silika, ein Füllmittel wie Calciumcarbonat oder Talcum, ein Weichmacher, ein Stabilisator, ein Ko-Verarbeitungsmittel und ein Farbstoff.
Bei den Verstärkungsfasern 60, 60' in den Riemen 30, 30' kann es sich um einzelne Fasern oder ein Gemisch aus Nylon 6, Nylon 66, Polyester, Baumwolle, Aramid usw. handeln. Durch Mischen dieser Fasern in den Druckabschnitten 46, 46' kann die seitliche Druckfestigkeit der Schicht(en) in den Druckabschnitten 46, 46' erhöht werden. Indem man die Fasern 60, 60' über die Rippenseitenflächen 76, 78, 76', 78' an den Rippen 44 bzw. 44' hinausragen lässt, lässt sich der Reibungskoeffizient zwischen diesen Flächen und einer mit ihnen zusammenwirkenden Rolle reduzieren, und als Folge davon lassen sich die beim Laufen der Riemen 30, 30' erzeugten Geräusche gleichermaßen verringern.
Die bevorzugte Länge der Fasern 60, 60' beträgt 1–20 mm. Sie werden vorzugsweise in einem Massenverhältnis zum Gummi von 1 : 100 bis 55 : 100 beigemischt. Liegt das Mischungsverhältnis der Fasern 60, 60' unter 1, neigt der Gummi an den Flächen 76, 78, 76', 78' zum Anhaften an den mit ihnen zusammenwirkenden Rollenflächen und zu übermäßigem Verschleiß. Wenn das Massenverhältnis 40 überschreitet, sind die Fasern 60, 60' nicht mehr gleichmäßig im Gummi dispergiert.
Um die Haftung zwischen den Fasern 60, 60' und dem Gummi zu erhöhen, werden die Fasern 60, 60' bevorzugt einer Adhäsionsbehandlung unterzogen, zum Beispiel durch Verwenden einer eine Epoxidverbindung, eine Isocyanatverbindung usw. enthaltenden Verarbeitungsflüssigkeit.
Die Fasern 56 in der Gummischicht 54 haben eine nichtgerade Gestalt, d. h. sie weisen gekrümmte Abschnitte auf. Die Fasern 56 werden in zufälliger Anordnung in den Gummi der Schicht 54 eingebracht. Jede Faser 56 weist bevorzugt eine oder mehrere Krümmungen auf. Repräsentative, nicht-gerade/gekrümmte Formen sind in 6–10 dargestellt.
6 zeigt eine wellige Gestalt. 7 zeigt eine spiralförmige Gestalt. 8 zeigt eine Zick-Zack-Gestalt. 9 zeigt eine zufällige/unregelmäßige Gestalt. 10 zeigt eine sanft kurvenförmige/gekrümmte Gestalt.
Der Gummi in der Schicht 54 kann Fasern 56 enthalten, die nur eine nicht-gerade/gekrümmte Gestalt aufweisen. Alternativ dazu können verschiedene der in 6–10 dargestellten Formen in beliebiger Kombination gemischt werden. Weitere Formen als die hier dargestellten sind denkbar, solange sich Längenabschnitte der einzelnen Fasern 56 in unterschiedliche Richtungen erstrecken und so eine Verstärkung in mehr als einer Richtung bewirken. Auf diese Weise wird die Reiß- und Berstfestigkeit in einer Anzahl von Richtungen erreicht, was die Lebensdauer des Riemens erhöhen kann.
Wenn die Fasern 56 übermäßig gekrümmt sind oder eine übermäßige Anzahl an gekrümmten Abschnitten aufweisen, kann die Dispersion der Fasern 56 im Gummi schwierig werden. Daher werden die Krümmungen so gehalten, dass sie die Dispersion der Fasern 56 nicht negativ beeinflussen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden Kurzfasern 56 verwendet. Bei Kurzfasern handelt es sich um kurze Fasern, die durch Pulverisierung gehäckselter Stränge, zum Beispiel in einer Mühle o ä. erhalten werden. Es ist möglich, kurze Fasern 56 mit ordnungsgemäß gekrümmten Abschnitten durch Laden während der Pulverisierung zu formen.
Die Erfindung sieht ebenfalls vor, dass die nicht-geraden/gekrümmten Fasern 56 mit geraden Fasern gemischt werden.
Die Fasern 56 können die aus Polyamid gefertigten (Nylon-Kurzfasern, usw.) sein. Die bevorzugte Länge der Fasern 56 liegt im Bereich von 0,1 bis 3,0 mm. Durch den Einsatz von kurzen Polyamidfasern kann eine ausgezeichnete Reißfestigkeit erreicht werden.
Es wird bevorzugt, dass die Fasern 56 dem Gummi der Schicht 54 in einem Massenverhältnis von 4 : 100 bis 35 : 100 beigemischt werden. Wenn die kurzen Fasern 56 in einem Massenverhältnis von unter 4 vorliegen, tritt wahrscheinlich keine nennenswerte Verbesserung hinsichtlich Reiß- und Berstfestigkeit ein. Bei einem Massenverhältnis über 35 lassen sich die Fasern 56 unter Umständen nur schwer gleichmäßig im Gummi dispergieren. Zusätzlich kann sich die Biegsamkeit des Riemens, in den die Gummischicht 54 integriert ist, auf schädliche Weise verschlechtern.
Die Fasern 56 können auch der gleichen oder einer ähnlichen Adhäsionsbehandlung, wie sie zuvor für die Fasern 60, 60' beschrieben wurde, unterzogen werden.
Die lasttragenden Elemente/Seile 52, 52', 52'' können einen weiten Bereich von unterschiedlichen Formen annehmen. In einer Ausgestaltung wird ein verdrilltes Seil aus Polyesterfaser, Polymethylenterephthalatfaser, Polybutylenterephthalatfaser, Glasfaser oder Aramidfaser verwendet. Bei der Zusammensetzung der Glasfaser kann es sich um E-Glas oder S-Glas (hochfestes Glas) ohne Begrenzung durch den Fadendurchmesser, die Anzahl der kombinierten Fäden oder die Anzahl an Strängen handeln.
Die lasttragenden Seile 52, 52', 52'' werden vorzugsweise einer Adhäsionsbehandlung unterzogen. Zum Beispiel können die lasttragenden Seile 52, 52', 52'' als gestreckte, behandelte Seile produziert werden durch: 1) Imprägnieren eines unbehandelten Seils durch Eintauchen desselben in einen mit einer aus Epoxidverbindungen und Isocyanatverbindungen ausgewählten Behandlungslösung gefüllten Tank; 2) Trocknen des resultierenden Seils zwischen 30 und 600 Sekunden in einem auf eine Temperatur von 160°C bis 200°C eingestellten Ofen; 3) Imprägnieren des getrockneten Seils durch Eintauchen desselben in einen mit einer RFL-Adhäsionslösung gefüllten Tank; und 4) Platzieren des resultierenden Seils für 30 bis 600 Sekunden in eine Streck- und Thermofixiermaschine bei 210°C bis 260°C, um das Seil um –1 % bis 3 % zu strecken.
Beispiele für geeignete Isocyanatverbindungen für die Vorbehandlungslösung sind 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Tolylen-2,4-diisocyanat, Polymethylenpolyphenylpolyisocyanat, Hexamethylendiisocyanat und Polyarylpolyisocyanat. Die Isocyanatverbindungen können in Kombination mit einem organi schen Lösungsmittel wie Toluol oder Methyl oder Methylethylketon eingesetzt werden. Ein blockiertes Polyisocyanat, in dem Isocyanatgruppen im Polyisocyanat durch Reagieren dieser Isocyanatverbindung mit einem Blocker wie Phenolen, tertiären Alkoholen oder sekundären Alkoholen blockiert werden, kann ebenfalls verwendet werden.
Beispiele für eine Epoxidverbindung sind ein Reaktionsprodukt, ein Polyalkohol wie Ethylenglycol, Glycerin, Pentaerythritol oder Polyalkylenglycol wie Polyethylenglycol mit einer halogenhaltigen Epoxidverbindung wie Epichlorhydrin; und ein Reaktionsprodukt von Polyalkoholen wie Resorcin, bis(4-Hydroxyphenyl)dimethylethan, Phenol-Formaldehyd-Harz und Resorcin-Formaldehyd-Harz und einer halogenhaltigen Epoxidverbindung. Solche Epoxidverbindungen werden in Kombination mit einem organischen Lösungsmittel wie Toluol oder Methylethylketon eingesetzt.
Eine RFL-Behandlungslösung ist ein Gemisch eines anfänglichen Kondensationsprodukts von Resorcin und Formaldehyd mit einem Latexgummi, bei dem das Molverhältnis von Resorcin und Formaldehyd zur Verbesserung der Haftfestigkeit bevorzugt im Bereich von 1 : 2 bis 2 : 1 liegt. Ein Molverhältnis von unter 1 : 2 bringt ein Resorcin-Formaldehyd-Harz durch Förderung der Vernetzungsreaktion zum Gelieren. Ein Molverhältnis von über 2 : 1 fördert die Reaktion von Resorcin und Formaldehyd nicht besonders, wodurch die Haftfestigkeit sinkt. Als Latexgummi kann ein dreifaches Copolymer von Styren/Butadien/Vinylpyridin, ein hydrierter Nitrilkautschuk, ein Chloroprenkautschuk, Nitrilkautschuk o. ä. verwendet werden.
Das Feststoffmassenverhältnis eines anfänglichen Kondensa tionsprodukts von Resorcin-Formaldehyd zum Latexgummi liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 : 2 bis 1 : 8, einem Bereich, in dem die Haftfestigkeit angemessen erhöht sein kann. Wenn das Feststoffmassenverhältnis 1 : 2 überschreitet, erhöht sich die Menge an Harzkomponenten im Resorcin-Formaldehyd. Der so erhaltene RFL-Film verhärtet sich, seine dynamische Haftfestigkeit nimmt ab. Wenn andererseits das Feststoffmassenverhältnis unter 1 : 8 liegt, verringert sich die Menge der Harzkomponente im Resorcin-Formaldehyd und der erhaltene RFL-Film wird weich. Dadurch verringert sich die Haftfestigkeit.
Mit der RFL-Lösung kann ein Vulkanisationsbeschleuniger und ein Vulkanisiermittel eingesetzt werden. Es kann ein schwefelhaltiger Vulkanisationsbeschleuniger verwendet werden. Zu speziellen Beispielen hierfür, welche verwendet werden können, gehören: 2-Mercaptobenzothiazol (M) und dessen Salze (zum Beispiel ein Zinksalz, Natriumsalz und Cyclohexylaminsalz); Thiazole wie Dibenzothiazyldisulfid (DM); Sulfenamide wie N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid (CZ); Thiurame wie Tetramethylthiurammonosulfid (TS), Tetramethylthiuramdisulfid (TT) und Dipentamethylenethiuramtetrasulfid (TRA); und Dithiocarbamate wie Natriumdi-n-butyldithiocarbamat (TP), Zinkdimethyldithiocarbamat (PZ) und Zinkdiethyldimethyldithiocarbamat (EZ). Weiterhin können Schwefel, ein Metalloxid (Zinkoxid, Magnesiumoxid oder Bleioxid), ein Peroxid u. ä. als Vulkanisiermittel eingesetzt und jedes von ihnen in Kombination mit dem zuvor beschriebenen Vulkanisationsbeschleuniger eingesetzt werden.
Es ist wünschenswert, dass jedes der lasttragenden Seile 52, 52', 52'' eine Zugkraft zum Dehnen des Riemens um 2 % von 100 N/Rippe bis 250 N/Rippe, noch bevorzugter von 130 N/Rippe bis 210 N/Rippe aufweist. In diesem Bereich kommt es selbst bei durch Verschleiß des Rippengummis bedingter Riemenverlängerung nicht zu einer abrupten Verringerung der Zugkraft und lässt sich diese so stabil aufrechterhalten. Bei einer Zugkraft von über 250 N/Rippe kann ein abrupter Abfall der Zugkraft bei Riemendehnung beobachtet werden. Wenn die Zugkraft unter 100 N/Rippe liegt, kann es zu einer deutlichen Reduzierung der Riemenspannung aufgrund der Dehnung der lasttragenden Seile kommen.
Bei einer in einer Atmosphäre von 100°C 30 Minuten lang an den Riemen angelegten Anfangslast von 147 N pro 5 Seile liegt die resultierende Riemenkontraktion bevorzugt im Bereich von 50 bis 150 N pro 5 Seile. Die Riemenspannung gestattet dann selbst bei Riemendehnung eine automatische Anpassung, was eine niedrige Schlupfrate und angemessene Lebensdauer ohne eine automatische Spannvorrichtung ermöglicht. Wenn die Kontraktionskraft unter einer Trockenhitzebedingung unter 50 N liegt, kann die Spannungsanpassungsleistung des Riemens relativ schlecht ausfallen, wodurch sich die Schlupfrate erhöht. Wenn die Kontraktionskraft des Riemens unter Trockenhitzebedingungen 150 N überschreitet, schreitet die Kontraktion der Riemenlänge mit der Zeit voran und die Reduzierung der Schlupfrate ist relativ gering.
Es soll nun ein erstes Verfahren zur Herstellung eines Keilrippenriemens wie in 2–5 dargestellt beschrieben werden. Es versteht sich, dass die beschriebenen bestimmten Verfahren nur exemplarischen Charakter haben. Dem Fachmann sind viele andere Wege der Herstellung eines solchen Riemens bekannt.
Eine Gummischicht 54 in Plattenform und eine Polstergummischicht werden um die Umfangsfläche einer zylindrischen Formtrommel gewickelt. Dann werden lasttragende Seile spiralförmig um das Produkt gewickelt. Eine oder mehrere Druckgummischichten werden dann abwechselnd um die Komponenten auf der zylindrischen Formtrommel gewickelt, um eine unvulkanisierte Manschette zu produzieren, die danach vulkanisiert werden kann.
Die vulkanisierte Manschette wird dann um treibende und getriebene Rollen geführt und unter eine festgelegte Spannung gesetzt. Eine umlaufende Schleifscheibe wird kontrolliert an die getriebene Manschette herangeführt, um gleichzeitig eine Mehrzahl (3 bis 100) von Rillen zu formen, wodurch auf dem Druckabschnitt der Manschette Rippenanteile geformt werden. Die geformte Manschette wird dann von den Rollen gelöst und um treibende und getriebene Rollen geführt. Die Manschette wird mit einem Schneidwerkzeug auf festgelegte Breiten zur Herstellung der einzelnen Riemen zugeschnitten.
Ein zweites Verfahren zur Herstellung eines Keilrippenriemens besteht in Folgendem. Ein aus einer oder mehreren Schichten bestehender Druckgummiabschnitt und eine Polstergummischicht, beide in Plattenform, werden um eine Zylindertrommel mit einer gerippten Umfangsfläche gewickelt. Ein lasttragendes Seil wird spiralförmig darumgewickelt, wonach die Gummischicht 54 zur Definition einer unvulkanisierten Manschette darumgewickelt wird. Die Vulkanisierung erfolgt, wenn die Manschette sich noch auf der Trommel befindet, wodurch im Druckabschnitt durch Formen der Manschette gegenüber der komplementären Form der Trommel Rippen gebildet werden. Die Rippenflächen werden bei Bedarf poliert, dann wird die Manschette zur Herstellung der einzelnen Keilrip penriemen auf festgelegte Breiten zugeschnitten.
Bei einem dritten Herstellungsverfahren werden die Gummischicht 54 und die Polstergummischicht, beide in Plattenform, um einen an einer zylindrischen Formtrommel angebrachten biegsamen Mantel gewickelt. Darum wird spiralförmig ein lasttragendes Seil gewickelt. Dann wird ein Druckabschnitt in Form einer oder mehrerer Plattenschichten durch Wickeln aufgebracht, um eine unvulkanisierte Manschette zu produzieren. Der biegsame Mantel wird gedehnt, wobei die unvulkanisierte Manschette gegen eine externe Form mit einer zur gewünschten Rippen-Endform komplementären Form gedrückt wird. So wird die Manschette vulkanisiert und geformt. Die Rippenflächen werden dann bei Bedarf poliert und die Manschette danach zur Herstellung der einzelnen Keilrippenriemen auf festgelegte Breiten zugeschnitten.
Bei einem vierten Herstellungsverfahren wird ein Druckabschnitt, welcher aus einer oder mehreren Schichten in Plattenform besteht, zur Definition einer ersten unvulkanisierten Manschette um einen an einer zylindrischen Formtrommel angebrachten biegsamen Mantel gewickelt. Der biegsame Mantel wird gedehnt, um die unvulkanisierte Manschette gegen eine externe Form mit einer zur Rippen-Endform komplementären Form zu drücken. Dadurch wird ein Körper mit Rippenabschnitten geformt. Die Trommel wird dann von der externen Form, die sich in engem Kontakt mit dem geformten Körper befindet, gelöst. Dann werden die Gummischicht 54 und die Polstergummischicht, gefolgt von einem spiralförmig gewickelten lasttragenden Seil, zur Herstellung einer zweiten unvulkanisierten Manschette um die Trommel gewickelt. Der flexible Mantel wird gedehnt und eine zweite unvulkanisierte Manschette von der inneren Umfangsseite gegen die im engen Kontakt zum geformten Körper gehaltene externe Form gedrückt, wonach die Vulkanisierung erfolgt. Die sich ergebende Manschette weist angeformte Rippen auf. Die Rippenflächen werden dann nach Bedarf poliert und die Manschette zur Herstellung der einzelnen Keilrippenriemen auf festgelegte Breiten zugeschnitten.
Wenn der Druckabschnitt aus zwei Schichten besteht, muss eine unvulkanisierte Manschette entweder durch Wickeln des Druckabschnitts in einem Stück oder durch aufeinanderfolgendes Wickeln der einzelnen Schichten geformt werden. Bei dem ersten oben beschriebenen Herstellungsverfahren können die Rippen durch Schleifen gebildet, die Innenschicht sich auf den Scheiteln der Rippen der resultierenden Riemen befinden und die Außenschicht an den Seitenflächen der Rippen und am Rippenboden freiliegen. Bei diesem Aufbau des Druckabschnitts wird daher das erste beschriebene Verfahren nicht bevorzugt. Die Verfahren zwei bis vier können jedoch verwendet werden.
Der Riemen 30'' in 5 kann ohne die Anforderung einer Polstergummischicht zur Durchführung der beschriebenen Prozesse hergestellt werden.
Der Riemen 30' in 4 kann mit der dort dargestellten Anordnung der Fasern 60' entweder mit dem zweiten oder vierten beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
Der Riemen 30 in 3 kann mit der dargestellten seitlichen Anordnung der Fasern 60 vorzugsweise mit dem ersten Verfahren hergestellt werden.
Ungeachtet des verwendeten Verfahrens wird die Gummischicht 54 in einem separaten Schritt als Platte geformt, wobei die darin eingebetteten nicht-geraden/gekrümmten Fasern 56 im genannten Massenverhältnis von 4 : 100 bis 35 : 100 vorliegen. Die Platte wird vorzugsweise durch Walzen einer Gummizusammensetzung, in der die Fasern 56 dispergiert sind, geformt.
Nach dem Stand der Technik sind gerade kurze Fasern beim Formen der Gummitafel im Allgemeinen in Walzrichtung ausgerichtet. Bei den nicht-geraden/gekrümmten Fasern 56 kann eine Gummizusammensetzung mit darin dispergierten Fasern 56 so gewalzt werden, dass die Fasern 56 nicht in Walzrichtung ausgerichtet sind, was eine Zufallsverteilung der Fasern 56 ermöglicht.
Im Folgenden werden spezielle Beispiele für die erfindungsgemäß hergestellten Keilrippenriemen beschrieben. Die Gummizusammensetzungen wurden nach den in der nachstehenden Tabelle 1 angegebenen Mischungsverhältnissen zubereitet.
TABELLE 1
Die Gummizusammensetzungen wurden mit einer Kalanderwalze zu Gummiplatten mit einer Dicke von 1,0 mm gewalzt. Die Gummiplatten wurden 30 Minuten lang bei 165°C vulkanisiert. Die physikalischen Eigenschaften des so erhaltenen vulkanisierten Gummis wurden gemessen. Die Härte (JIS-A) wurde nach der japanischen Industrienorm JIS K6253 gemessen. Die Ausdehnung EB (%) zum Bruchzeitpunkt wurde nach JIS K6251 gemessen. Die Belastung TB (MPa) zum Bruchzeitpunkt wurde nach JIS K6251 gemessen. Die Reißkraft (TR-A: N/mm) wurde nach JIS K6252 gemessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 dargestellt.
In den Tabellen 1 und 2 sind erfindungsgemäße Beispiele und Vergleichsbeispiele aufgeführt. In Tabelle 1 enthält der EPDM 60 Gew.-% Ethylen und Ethylidennorbornen als eine Dienkomponente. Als Nylon-Kurzfaser wurde ein Gemisch von Fasern mit einer Faserlänge von 2 mm und den in 6–10 dargestellten Formen verwendet. Die Nylon-Schnittfasern hatten eine gerade Form und waren 3 mm lang. Es wurde eine Gummizusammensetzung mit Diana-Verarbeitungsöl von Idemitsu Kosan Co. Ltd. als ein Paraffinöl, N-N-m-Phenylendimaleimid als Ko-Netzmittel, ein organisches Peroxid aus 40 Gew.-% 1,3-bis(t-Butylperoxyisopropyl)benzol und 60 Gew.-% Calciumcarbonat verwendet.
In Tabelle 2 gibt MD eine Richtung parallel zu einer Ausrichtung der Fasern und CMD eine Richtung senkrecht zur Ausrichtung der Fasern an. Bei den erfindungsgemäßen Beispielen 1–3 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 wird eine Richtung parallel zu einer Walzrichtung als MD und eine Richtung quer zur Walzrichtung als CMD bezeichnet.
Bei den erfindungsgemäßen Beispielen wurde die Ausrichtung der Kurzfasern in den Gummiplatten beobachtet. Eine Gummiplatte mit einer Nylon-Schnittfaser wies eine Ausrichtung quer zur Walzrichtung auf, während eine Gummiplatte mit einer Nylon-Kurzfaser eine zufällige Anordnung aufwies (siehe Tabelle 2).
Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde ein Keilrippenriemen gefertigt, in dem das lasttragende Seil aus in eine Polstergummischicht eingebettetem Polyesterfaserseil bestand. Darauf wurde die Außenschicht angeordnet. Eine Druckschicht mit sich in Längsrichtung erstreckenden Rippen wurde in der Polstergummischicht angeordnet. Bei der Herstellung dieses Keilrippenriemens wurde die Außenseite zuerst um eine flache Zylin derform gewickelt, danach wurden die Polstergummischicht/-platte und das lasttragende Seil darübergewickelt. Nach dem Wickeln einer den Druckabschnitt definierenden Schicht wurde eine Vulkanisierbandage aufgepasst. Die Profilform wurde in eine Vulkanisiertrommel hineingegeben und die Bandage nach der Vulkanisierung von der Form abgezogen. Der Druckabschnitt wurde zum Erzeugen von Rippen mit einer Schleifmaschine bearbeitet. Die resultierende Hülse wurde an festgelegten Stellen durchgeschnitten, um Keilrippenriemen in der gewünschten Breite zu erhalten.
Für die Druckgummischicht/-platte wurde eine Gummizusammensetzung in einem Banbury-Mischer mit dem in der vorstehenden Tabelle 1 angegebenen Mischungsverhältnis geknetet. Die Zusammensetzung wurde dann mit einer Kalanderwalze gewalzt. Die Polstergummischicht/-platte wurde durch Kneten einer in Tabelle 1 angegebenen Gummizusammensetzung in einem Banbury-Mischer ohne kurze Fasern erhalten. Die Zusammensetzung wurde dann mit einer Kalanderwalze gewalzt. Die äußere Gummischicht wurde durch Kneten einer Gummizusammensetzung mit einem Mischungsverhältnis nach Tabelle 1 in einem Banbury-Mischer zubereitet. Die Zusammensetzung wurde dann mit einer Kalanderwalze gewalzt.
Tabelle 2 zeigt auch die Ergebnisse eines an den beschriebenen Riemen durchgeführten Wärmefestigkeits-/Biegsamkeits-Lauftests und Stufenscheiben-Längsrisslauftests (step pulley longitudinal split running test). In der für den Wärmefestigkeits- und Biegsamkeitstest verwendeten Lauftestvorrichtung wurden folgende Rollen eingesetzt: eine Antriebsrolle mit einem Durchmesser von 60 mm; eine erste Umlenkrolle mit einem Durchmesser von 50 mm; eine getriebene Riemenscheibe mit einem Durchmesser von 50 mm; eine Spannrolle mit einem Durchmesser von 50 mm; und eine zweite Umlenkrolle mit einem Durchmesser von 50 mm. Ein Keilrippenriemen wurde um die einzelnen Rollen der Lauftestvorrichtung gewunden, die so eingerichtet war, dass der Einbauwinkel des Keilrippenriemens im Verhältnis zu einer Umlenkrolle 90° entsprach. Die Antriebsrolle der Testvorrichtung wurde mit einer Drehzahl von 3300 U/min bei einer Umgebungstemperatur von 130°C betrieben, wobei die Riemenspannung von 800 N/Rippe durch eine Last an der Antriebsrolle eingestellt wurde. Der Test wurde in 400 Stunden abgeschlossen, wonach eine Untersuchung bezüglich der Lebensdauer des Riemens und Versagensursachen durchgeführt wurde.
Der Stufenscheiben-Längsrisslauftest wurde mit einer Lauftestvorrichtung mit folgender Anordnung von aufeinanderfolgenden Rollen durchgeführt: eine Antriebsrolle mit einem Durchmesser von 120 mm; eine getriebene Riemenscheibe mit einem Durchmesser von 120 mm und eine Spannrolle mit einem Durchmesser von 45 mm. Jede Rolle wies die Rippen auf dem Riemen jeweils komplementär ergänzende Rippen und Vertiefungen auf. Ein Vorsprung in der Mitte hatte einen um 0,75 mm größeren Durchmesser. Der Keilrippenriemen wurde in die Lauftestvorrichtung eingelegt, die so eingerichtet war, dass der Einbauwinkel des Keilrippenriemens im Verhältnis zu einer Spannrolle 90° entsprach. Die Antriebsrolle lief mit einer Drehzahl von 4900 U/min in einer Umgebung mit einer Temperatur von 23°C. Die Riemenspannung betrug 1497 N/Rippe, eingestellt durch eine Last von 12 PS an der Antriebsrolle. Der Test wurde in 400 Stunden abgeschlossen. Die Riemen wurden danach daraufhin untersucht, ob Längsrisse aufgetreten waren.
Wie Tabelle 2 zeigt, waren die kurzen Fasern in den Vergleichsbeispielen 3 und 4, bei denen gerade kurze Fasern (Nylon-Schnittfasern) beigemischt wurden, nach dem Walzen in ei ner Richtung auf der Gummiplatte ausgerichtet. In Vergleichsbeispiel 3, bei dem die kurzen Fasern in Längsrichtung zum Riemen ausgerichtet waren, trat beim Wärmefestigkeits-Lauftest kein Problem auf. Doch wie aus den Testergebnissen für den Stufenscheiben-Längsrisslauftest ersichtlich ist, gab es Probleme hinsichtlich des Widerstands gegen Längsrisse. In Vergleichsbeispiel 4, bei dem die kurzen Fasern in Richtung der Riemenbreite ausgerichtet waren, wurde während des Wärmefestigkeits-Lauftests ein Riss in Richtung der Riemenbreite beobachtet. Weiterhin wurde in einem Riemen, in dem die kurzen Fasern (Nylon-Kurzfasern) mit in verschiedener Form gekrümmten Abschnitten wie etwa einer Wellenform nach dem Zufallsprinzip ausgerichtet waren, die Entstehung eines Risses von einer Endfläche aus beobachtet, so zum Beispiel in Vergleichsbeispiel 1, in dem die Beimischmenge unter den bevorzugten 4 % lag. Auf der anderen Seite war im Vergleichsbeispiel 2, in dem die Beimischmenge die gewünschte Menge (mehr als 35 %) überschritt, die Elastizität des Gummis zu hoch und wurde im Verlauf des Wärmefestigkeits-Lauftests ein Gummibruch verursacht.
Bezüglich der erfindungsgemäßen Beispiele 1–3, in denen die richtige Menge an kurzen Fasern mit gekrümmten Abschnitten verschiedener Form, wie zum Beispiel wellenförmig, nach dem Zufallsprinzip ausgerichtet war, wurde bestätigt, dass die Riemen hinsichtlich LängsReiß- und Berstfestigkeit überlegen sind.
Es wurde ein Test mit einer Gummizusammensetzung, die als Ethylen/α-Olefin ein Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer und Ethylen-Buten-Copolymer enthielt, zur Überprüfung der Wirkung von Veränderungen der Massenverhältnisformulierung eines Ethylen-Propylen-Dien-Copolymers (EPDM) und Ethylen-Buten-Co polymers (EBM) durchgeführt. Genauer gesagt wurde mit einer aus der Gummizusammensetzung mit der Massenverhältnisformulierung für die erfindungsgemäßen Beispiele 4–6 in Tabelle 3 hergestellten Gummiplatte eine Analyse entsprechend der für die erfindungsgemäßen Beispiele 1–3 oben durchgeführt. TABELLE 3

*enthält 25–35 Gew.-% Buten

Weiterhin wurde ein dem für die erfindungsgemäßen Beispiele 1–3 vergleichbarer Test für einen aus der Gummiplatte hergestellten Keilrippenriemen durchgeführt. Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse von Test und Analyse.
TABELLE 4
Die erfindungsgemäßen Beispiele 4–6 demonstrierten alle eine ausgezeichnete Verarbeitungsfähigkeit. Die Formbarkeit war gut. Wie die Tabellen 3 und 4 zeigen, erhöhte der kombinierte Einsatz von EPDM und EBM die Werte für (MD TR-A) und (CMD TR-A) und resultierte in einer Verbesserung der Antireiß- und Antibersteigenschaften. Wenn also das Verhältnis der Masse des Ethylen-Propylen-Dien-Copolymers ein Massenverhältnis des Ethylen-Propylen-Dien-Copolymers zum Ethylen-Buten-Copolymer von 90 : 10 übersteigt, ist die Verbesserung der Antireiß- und Antibersteigenschaften nicht mehr so deutlich. Wenn das Verhältnis der Masse des Ethylen-Propylen-Dien-Copolymers niedriger als das Massenverhältnis des Ethylen-Propylen-Dien-Copolymers zum Ethylen-Buten-Copolymer von 30 : 80 ist, treten wahrscheinlich Formfehler auf, weil keine gute Produktivität erreicht wird.
Im Keilrippenriemen dieses Ausführungsbeispiels war die freiliegende Außenschicht nicht aus Leinwand, sondern aus einer Gummizusammensetzung gefertigt, so dass keine nennenswerte, der Leinwand zuordenbare Geräuschentwicklung vorlag. Die freiliegende Außenschicht wurde durch eine Gummizusammensetzung mit kurzen Fasern zur Unterdrückung von Geräuschen wie Schlupfgeräuschen, die durch Haftverschleiß auf der Rückfläche des Riemens entstehen, geformt. Da die kurzen Fasern in der Schicht weiterhin gekrümmte Abschnitte aufwiesen, konnten sie leicht in zufälliger Ausrichtung, in der es keine einzelne resultierende Richtung gibt, platziert werden. Somit wird Widerstand gegen in vielen Richtungen angreifende Kräfte erreicht. Auf diese Weise ist es möglich, sowohl die Bildung von Längsrissen in den Vertiefungsabschnitten zwischen den Rippen als auch die Bildung von Rissen von einem Endabschnitt des Riemens aus zu unterdrücken. Durch Verbesserung der Reiß- und Berstfestigkeit kann eine längere Lebensdauer des Riemens erreicht werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Riemen kann die Geräuschentstehung bei Kontakt der Riemenrückfläche zum Beispiel mit einer Umlenkrolle unterdrückt und die Wahrscheinlichkeit eines Längsrisses und von Rissbildung am Riemenende reduziert werden.
Zusätzlich ist es bei diesem Ausführungsbeispiel leicht möglich, durch Verwendung von durch Pulverisieren o. ä. gebildeten Kurzfasern kurze Fasern mit gekrümmten Abschnitten zu erzeugen. Kurzfasern lassen sich in geeignetem Maße verbiegen, wodurch sie zufriedenstellend ohne lokalisierte Ungleichheit der Faserverteilung in der Gummizusammensetzung dispergiert werden können. Damit werden Reiß- und Reißfestigkeit deutlich verbessert, was zu einer angemessen langen Lebensdauer des Riemens beiträgt.
Adäquate Reißfestigkeit kann erzielt werden, wenn die freiliegende Außenschicht kurze Polyamidfasern enthält, selbst wenn die Rückfläche angetrieben wird, zum Beispiel, wenn sie Kontakt mit einer Umlenkrolle ist.
Wenn gerade kurze Fasern verwendet werden, wird eine zufällige Ausrichtung dieser Fasern zur Erreichung des gleichen Ziels der Längsriss- und Berstfestigkeit schwierig. Wenn andererseits eine Gummizusammensetzung mit geraden Fasern gewalzt wird, sind die Fasern in einer festen Richtung ausgerichtet, was eine zufällige Ausrichtung dieser Fasern erschwert. Folglich ist die Herstellung unter Umständen wirtschaftlich unpraktisch. Werden aber gekrümmte Fasern beigemischt, wird die zufällige Ausrichtung allein durch Beimischen derselben zum Gummi erzielt. Die zufällige Ausrichtung kann ohne dominante Anordnungsrichtung realisiert werden.
Die Keilrippenriemen 30, 30', 30'' können durch Einbetten von ultrakurzen Fasern 82 zusätzlich zu den Fasern 56 in der Gummischicht 54 modifiziert werden. Die Länge dieser Fasern 82 liegt im Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm. Die Fasern 82 sind bevorzugt ebenfalls nach dem Zufallsprinzip in der Gummischicht 54 ausgerichtet.
Die Fasern 82 sind bei einer Länge von unter 0,1 mm schwer zuzubereiten. Bei Faserlängen über 1,0 mm sind die Fasern wahrscheinlich in einer festen Richtung in der Gummischicht 54 angeordnet, was die gewünschten Riemeneigenschaften negativ beeinflussen kann.
Die ultrakurzen Fasern 82 können zum Beispiel aus Zellstofffasern bestehen. Als Beispiel für natürliche Zellstofffasern lässt sich Baumwolle verwenden. Als synthetische Zellstofffasern können Viskose- und Kupferoxid-Ammoniak-Kunstseide verwendet werden.
Wenn die Fasern 82 im genannten Längenbereich liegen, neigen sie selbst dann nicht zur Ausrichtung in Walzrichtung, wenn die Gummischicht 54 mit einer durch Walzen einer Gummizusammensetzung erzeugten Gummiplatte geformt wird. Somit macht die Zugabe von Fasern 82 den Prozess der Herstellung einer Gummischicht 54 mit den gewünschten Merkmalen nicht komplizierter.
Durch Einbeziehung von nicht-geraden/gekrümmten Fasern 56 und ultrakurzen Fasern 82 können der Gummischicht 54 verschiedene gewünschte Merkmale verliehen werden. Beispiel: Wenn Nylon für die Fasern 56 und Zellstoff für die Fasern 82 verwendet wird, kann eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit sowie eine Verbesserung des hydrophilen Charakters, d. h. eine Verbesserung der Übertragungsfähigkeit des Riemens, wenn dieser Wasser aus gesetzt ist, erreicht werden.
Es sollen nun spezielle Beispiele des genannten Keilrippenriementyps beschrieben werden. Die Gummizusammensetzungen wurden mit den in der nachstehenden Tabelle 5 angegebenen Mischungsverhältnissen zubereitet.
TABELLE 5
Die Gummizusammensetzungen wurden mit einer Kalanderwalze gewalzt, um vulkanisierte Platten herzustellen. Die physikalischen Eigenschaften der vulkanisierten Gummis wurden gemessen. Die Messungen wurden entsprechend den in Tabelle 2 angegebenen durchgeführt. Die Messergebnisse sind in Tabelle 6 unten dargestellt.
TABELLE 6
Bei dem in Tabelle 5 und 6 dargestellten erfindungsgemäßen Beispiel 7 verfügte die freiliegende Außenschicht über kurze, nicht-gerade/gekrümmte Kurzfasern, aber nicht über ultrakurze Fasern. Bei dem in den Tabellen 5 und 6 dargestellten erfindungsgemäßen Beispiel 8 wurden zusätzlich zu den kurzen, nicht-geraden/gekrümmten Fasern ultrakurze Fasern mit einer Länge von 0,5 mm verwendet.
Wie in Tabelle 6 dargestellt, wurde die Ausrichtung der kurzen Fasern in den Gummiplatten für die erfindungsgemäßen Beispiele 7 und 8 beobachtet. In Beispiel 7 waren die Nylon-Kurzfasern nach dem Zufallsprinzip wie bei dem Beispiel in Tabelle 2 ausgerichtet. Es wurde bestätigt, dass im Beispiel 8 sowohl die Nylon-Kurzfasern als auch die ultrakurzen Baumwollfasern nach dem Zufallsprinzip ausgerichtet waren.
Tabelle 6 zeigt auch die Ergebnisse eines an den nach der obigen Beschreibung erhaltenen Keilrippenriemen durchgeführten Wärmefestigkeits-/Biegsamkeits-Lauftests und Stufenscheiben-Längsrisslauftests. Der Test wurde auf die gleiche Weise wie für die Beispiele von Tabelle 2 durchgeführt. Wie aus Tabelle 6 hervorgeht, wurde erhärtet, dass beim erfindungsgemäßen Beispiel 7 sowohl die Längsrissfestigkeit als auch die Berstfestigkeit zufriedenstellend waren. Es wurde bestätigt, dass der Riemen des erfindungsgemäßen Beispiels 8, der ultrakurze Baumwollfasern enthält, sowohl bezüglich Längsriss- als auch Berstfestigkeit überlegen war.
Als zusätzlicher Test wurde weiterhin ein 2%-Schlupftest und ein Reibungskoeffizient-Messtest für die erfindungsgemäßen Beispiele 7 und 8 durchgeführt. In Tabelle 7 sind die Ergebnisse aufgeführt. Mit dem 2%-Schlupftest wird die Übertragungsleistung des Riemens bewertet; er wurde mit einem Riemen vom Typ 3PK1100 (Anzahl Rippen: 3; Riemenlänge: 1100 mm) durchgeführt.
Die erfindungsgemäßen Beispiele 7 und 8 wurden um eine Antriebsrolle und eine getriebene Riemenscheibe mit jeweils 120 mm Durchmesser geführt. Die Antriebsrolle wurde mit einer Last versehen, so dass die Riemenspannung bezüglich der drei Rippen 150 N betrug. Die Antriebsrolle wurde mit 2000 U/min betrieben, wobei die Last an der getriebenen Riemenscheibe von Null an erhöht wurde, um das Drehmoment zu messen, bei dem ein Schlupf von 2 % auftritt. Beim 2%-Schlupftest, der ein Übertragungsleistungstest ist, wurde die Übertragungsleistung des Riemens im trockenen Zustand und bei Vorhanden sein von Wasser (Tropfgeschwindigkeit 300 ml/min) bewertet.
Zur Durchführung des Reibungskoeffizient-Messtests wurden Keilrippenriemen der erfindungsgemäßen Beispiele 7 und 8, (Typ 6PK1100) auf dem mit 86 bezeichneten, in 11 dargestellten System montiert. Eine Antriebsrolle 88 wurde mit einer Drehzahl von 43 U/min in Richtung des Pfeils 90 angetrieben. Eine Last 92 von 1,75 kp wurde in einem Winkel θ von 90° angelegt. Der Reibungskoeffizient des Riemens im trockenen Zustand wurde zuerst gemessen. Danach wurde der Reibungskoeffizient gemessen, wenn Wasser auf den Riemen gegossen wird. Während der Reibungskoeffizient in einer Zeitreihe aufgezeichnet wurde, wurde der maximale Reibungskoeffizient ermittelt und eine Geräuschbewertung auf der Basis des Gehörs durchgeführt.
Der Reibungskoeffizient fiel abrupt und sofort, nachdem Wasser aufgebracht wurde, erhöhte sich mit dem Trocknen des Wassers wieder und erreichte schließlich einen festen Wert. Während des Trocknens nach dem Aufbringen von Wasser erhöhte sich der Reibungskoeffizient abrupt. Je höher der maximale Reibungskoeffizient für den Riemen, desto eher kam es zur Geräuschbildung.
Wie die folgende Tabelle 7 zeigt, waren im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Beispiel 7, das nur kurze nicht-gerade/gekrümmte Fasern ohne ultrakurze Fasern enthielt, im erfindungsgemäßen Beispiel 8 sowohl kurze nicht-gerade/gekrümmte Fasern als auch ultrakurze Fasern vorhanden.
TABELLE 7
Es wurde bestätigt, dass sich sowohl das im 2%-Schlupftest beim Aufgießen von Wasser gemessene Drehmoment als auch der Reibungskoeffizient erhöhten. Das bestätigt, dass sich der Reibungskoeffizient bei Anwendung von Wasser erhöht, da die ultrakurzen Fasern in zufälliger Ausrichtung vorliegen. Aus diesem Grunde trat nicht ohne weiteres Schlupf auf. Als Ergebnis zeigte der Riemen wenig Unterschied in der Übertragungsleistung zwischen trockenen Zuständen und Zuständen, in denen Wasser aufgebracht wurde. Bei beiden erfindungsgemäßen Beispielen 7 und 8 wurde die Entwicklung von Geräuschen, zum Beispiel von schlupfbedingten Geräuschen, unterdrückt.
Wie zuvor beschrieben, kann die zufällige Ausrichtung der Fasern bei einem Keilrippenriemen mit freiliegender Rückfläche und ultrakurzen Fasern mit einer Länge von 0,1 mm bis 1.0 mm leicht bewirkt werden. Die Kombination von nicht-geraden/gekrümmten Fasern und ultrakurzen Fasern erklärt den positiven Widerstand gegen aus mehreren Richtungen angreifende Kräfte. Somit ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung von Längsrissen in den Vertiefungen zwischen angrenzenden Rippen und Risse an rückseitigen Endabschnitten zu reduzieren. Durch Verbesserung der Reiß- und Berstfestigkeit kann eine angemessene Lebensdauer des Riemens erreicht werden.
Der bestimmte Einsatzzweck des Riemens ist für die Erfindung nicht ausschlaggebend. Zum Beispiel kann der Keilrippenriemen in der Autoindustrie oder für allgemeine industrielle Vorrichtungen verwendet werden. Die Erfindung kann bei Keilrippenriemen und anderen Riemen in praktisch jeder Umgebung angewendet und praktiziert werden.
Da für die Gummischicht 54 kein Einsatz von Leinwand erforderlich ist, erübrigt sich das Problem der Geräuschentwicklung durch Leinwand, insbesondere durch Leinwand mit einer Klebestelle.
Zusätzlich kann durch Nichtverwendung von Leinwand der Reibungskoeffizient zwischen der Rückfläche und der mit ihr zusammenwirkenden Rolle erhöht werden, was potenziell eine höhere Übertragungsleistung ermöglicht.
Die vorstehende Offenbarung bestimmter Ausführungsbeispiele soll den Grundgedanken der Erfindung veranschaulichen.

Claims

Kraftübertragungsriemen, der Folgendes aufweist: einen Körper mit einer Länge, einer Innenfläche, Außenfläche, seitlich beabstandeten Seitenflächen und einer Mehrzahl von Rippen, die sich in Längsrichtung entweder an der Innenfläche oder der Außenfläche des Körpers erstrecken, wobei der Körper über eine Gummischicht auf der jeweils anderen der Innenfläche bzw. Außenfläche des Körpers verfügt, in die nicht-gerade, kurze Fasern eingebettet sind.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper weiterhin mindestens ein lasttragendes Element, das sich in Längsrichtung des Körpers zwischen der Innen- und Außenfläche des Körpers erstreckt, aufweist.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis der nicht-geraden, kurzen Fasern zum Gummi in der Gummischicht im Bereich von 4 : 100 bis 35 : 100 liegt.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis der nicht-geraden, kurzen Fasern zum Gummi in der Gummischicht im Bereich von 4 : 100 bis 35 : 100 liegt.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-geraden kurzen Fasern nach dem Zufallsprinzip in der Gummischicht ausgerichtet sind.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-geraden, kurzen Fasern Kurzfasern aufweisen.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-geraden, kurzen Fasern Polyamid aufweisen.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-geraden, kurzen Fasern Polyamid aufweisen.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummi in der Gummischicht Ethylen/α-Olefin als eine Hauptkomponente aufweist.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummi in der Gummischicht Ethylen/α-Olefin als eine Hauptkomponente aufweist.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ethylen/α-Olefin ein Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer und ein Ethylen-Buten-Copolymer aufweist.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ethylen/α-Olefin ein Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer und ein Ethylen-Buten-Copolymer aufweist.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis des Ethylen-Propylen-Dien-Copolymers zum Ethylen-Buten-Copolymer im Bereich von 90 : 10 bis 30 : 80 liegt.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis des Ethylen-Propylen-Dien-Copolymers zum Ethylen-Buten-Copolymer im Bereich von 90 : 10 bis 30 : 80 liegt.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummischicht weiterhin eine Mehrzahl von ultrakurzen Fasern mit einer Länge im Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm aufweist.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummischicht weiterhin eine Mehrzahl von ultrakurzen Fasern mit einer Länge im Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm aufweist.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummischicht weiterhin eine Mehrzahl von ultrakurzen Fasern mit einer Länge im Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm aufweist.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ultrakurzen Fasern einen Zellstoff aufweisen.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die ultrakurzen Fasern einen Zellstoff aufweisen.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die ultrakurzen Fasern einen Zellstoff aufweisen.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummischicht an der jeweils anderen der Innenfläche bzw. Außenfläche des Körpers unmittelbar freiliegt.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummischicht an der jeweils anderen der Innenfläche bzw. Außenfläche des Körpers unmittelbar freiliegt.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummischicht an der jeweils anderen der Innen- oder Außenfläche des Körpers unmittelbar freiliegt.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummischicht an der jeweils anderen der Innen- oder Außenfläche des Körpers unmittelbar freiliegt.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftübertragungsriemen einen Druckabschnitt und einen Zugabschnitt aufweist, die Mehrzahl der Rippen im Druckabschnitt und die Gummischicht im Zugabschnitt angeordnet ist.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-geraden, kurzen Fasern eine Länge von 0,1 bis 3,0 mm haben.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-geraden, kurzen Fasern eine Länge von 0,1 bis 3,0 mm haben.
Kraftübertragungsriemen, der Folgendes aufweist: einen Körper mit einer Länge, einer Innenfläche, einer Außenfläche und seitlich beabstandeten Seitenflächen, wobei der Körper über eine Gummischicht entweder auf der Innenfläche oder der Außenfläche des Körpers verfügt, in die nicht-gerade, kurze Fasern eingebettet sind.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper weiterhin mindestens ein lasttragendes Element, das sich in Längsrichtung des Körpers zwischen der Innen- und Außenfläche des Körpers erstreckt, aufweist.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis der nichtgeraden, kurzen Fasern zum Gummi in der Gummischicht im Bereich von 4 : 100 bis 35 : 100 liegt.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-geraden, kurzen Fasern nach dem Zufallsprinzip in der Gummischicht ausgerichtet sind.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummischicht weiterhin eine Mehrzahl von ultrakurzen Fasern mit einer Länge im Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm aufweist.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummischicht entweder auf der Innenfläche oder der Außenfläche des Körpers unmittelbar freiliegt.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-geraden, kurzen Fasern eine Länge von 0,1 bis 3,0 mm haben.
Verfahren zum Formen eines Kraftübertragungsriemens, das folgende Schritte aufweist: Formen einer Gummischicht durch Einbetten nicht-gerader, kurzer Fasern in einen die Gummischicht definierenden Gummi, so dass das Massenverhältnis der nicht-geraden, kurzen Fasern zum Gummi in der Gummischicht im Bereich von 4 : 100 bis 35 : 100 liegt; und Zusammenfügen der Gummischicht mit mindestens einer weiteren Komponente zur Definition eines Kraftübertragungsriemens mit einer Länge, einer Innenfläche, einer Außenfläche und seitlich beabstandeten Seitenflächen.
Verfahren zum Formen eines Kraftübertragungsriemens nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Formens einer Gummischicht das Walzen des Gummis in eine Folienform umfasst, in welchen Gummi nicht-gerade, kurze Fasern eingebettet sind.
Verfahren zum Formen eines Kraftübertragungsriemens nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Formens einer Gummischicht das Einbetten ultrakurzer Fasern mit einer Länge von 0,1 mm bis 1,0 mm in den die Gummischicht definierenden Gummi umfasst.
Verfahren zum Formen eines Kraftübertragungsriemens nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Formens einer Gummischicht das Einbetten ultrakurzer Fasern mit einer Länge von 0,1 mm bis 1,0 mm in den die Gummischicht definierenden Gummi umfasst.
Verfahren zum Formen eines Kraftübertragungsriemens nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Zusammenfügens der Gummischicht mit mindestens einer weiteren Komponente das Zusammenfügen der Gummischicht mit mindestens einer weiteren Komponente zur Definition eines Körpers, in dem die Gummischicht entweder auf der Innenfläche oder der Außenfläche des Körpers freiliegt, umfasst.
Verfahren zum Formen eines Kraftübertragungsriemens nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin den Schritt des Formens einer Mehrzahl von sich in Längsrichtung des Körpers an der jeweils anderen der Innenfläche bzw. Außenfläche des Körpers erstreckenden Rippen umfasst.
Verfahren zum Formen eines Kraftübertragungsriemens nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Zusammenfügens der Gummischicht mit mindestens einer weiteren Komponente das Zusammenfügen der Gummischicht mit mindestens einem lasttragenden Element umfasst, das sich in Längsrichtung des Körpers erstreckt, so dass sich das mindestens eine lasttragende Element zwischen Innenfläche und Außenfläche des Körpers befindet.