DE102006025562A1 - Transmission belt of rubber-elastic material, e.g. a power belt, V-belt or flat belt, contains an embedded tension-bearing layer comprising layers of plastic film with high tensile strength and low extensibility - Google Patents

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Abstract

Transmission belts (I) made of rubber-elastic material with an embedded tension-bearing layer (TBL), in which the TBL consists of at least one layer of plastic film made of material with a high tensile strength and low extensibility.. An independent claim is included for a method for the production of (I) by embedding a TBL in rubber-elastic material during the vulcanisation process, using a TBL which is preformed by winding a layer of plastic film (preferably coated on both sides with coupling agent) in an overlapping manner onto a matrix of rubber-elastic material.

Description

Die Erfindung betrifft Kraftübertragungsriemen, insbesondere in Form von Kraftbändern, Keilriemen, Keilrippenriemen, Breitkeilriemen, Flachriemen und dergleichen und ein Verfahren zur Herstellung solcher Kraftübertragungsriemen.The Invention relates to power transmission belts, especially in the form of power bands, V-belts, V-ribbed belts, wide V-belts, flat belts and the like and a method of manufacturing such power transmission belts.

Kraftübertragungsriemen bestehen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 in der Regel aus gummielastischem Material, in das eine Zugträgerlage eingebettet ist. Die Zugträgerlage besteht in der Regel aus gewickelten Cordfäden, z.B. aus Polyester, Polyamid, Aramid, Glas und anderen Materialien. Zur Erzielung einer Quersteifigkeit des Riemens werden in diese bevorzugt Gewebelagen aus sich gewebeartig kreuzenden Fäden eingebracht, die in der Regel aus einem Material mit hoher Festigkeit, hoher Biegesteifigkeit und hoher Temperaturbeständigkeit bestehen. Die äußeren Verschleißflächen des Riemens sind häufig mit einer Materialschicht aus verschleißbeständigem Material überdeckt. Als gummielastische Materialien kommen Kautschuke (Gummi) so wie auch andere flexible Materialien, wie z.B. vernetzbare Polymere bzw. Elastomere und flexible Thermoplaste zum Einsatz.Power transmission belt exist according to the generic term of claim 1 usually made of rubber-elastic material, in the one Zugträgerlage is embedded. The Zugträgerlage usually consists of wound cords, e.g. made of polyester, polyamide, Aramid, glass and other materials. To achieve a transverse rigidity of the belt become fabric-like in these preferred fabric layers crossing threads introduced, which is usually made of a material with high strength, high flexural strength and high temperature resistance exist. The outer wear surfaces of the Straps are common Covered with a material layer of wear-resistant material. As rubber-elastic materials are rubbers (rubber) as well also other flexible materials, e.g. crosslinkable polymers or elastomers and flexible thermoplastics for use.

Es hat sich gezeigt, daß in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Kraftübertragungsriemens die insbesondere als Zug- oder Festigkeitsträger in Riemenlängsrichtung laufenden und in eine Haftmischung eingebetteten Corde sich von dem sie umgebenden gummielastischen Material lösen. Das Lösen der Corde und insbesondere der Randcorde kann verschiedene Ursachen haben. Hierbei spielen vor allem die Steifigkeit des Cordes (hoher Elastizitätsmodul), die Wärmeentwicklung und die Haftungseigenschaften der Einbettung in das gummielastische Material eine wesentliche Rolle. Hinzu kommt, daß sich beim Aufspulen des Cordes auf die gummielastische bzw. elastomere Matrix Spannungsunterschiede und Spiraleffekte ergeben, die dazu führen, daß der Kraftübertragungsriemen beim Laufen über die Riemenscheiben nicht gleichmäßig belastet und damit die Riemenlebensdauer stark beeinträchtigt wird. Infolge des schraubenlinienförmigen Aufwickelns der Corde werden beim Aufschneiden der vulkanisierten Wickel die äußeren Cordlagen angeschnitten und damit teilweise aus dem Materialverbund herausgelöst, was ebenfalls die Riemenlebensdauer negativ beeinflußt.It has been shown to be in dependence of the operating conditions of the power transmission belt in particular as tensile or strength carrier in the belt longitudinal direction current and embedded in an adhesive mixture cords of solve the surrounding rubber-elastic material. The release of the cords and in particular The border cords can have different causes. Here are playing especially the rigidity of the cord (high modulus of elasticity), the heat development and the adhesion properties of embedding in the rubber-elastic Material an essential role. In addition, when winding the Cordes on the rubber-elastic or elastomeric matrix voltage differences and spiral effects that result in the power transmission belt running over the Pulleys are not evenly loaded and thus the belt life is severely impaired. As a result of helical winding The cords are the outer Cordlagen when cutting the vulcanized winding cut and thus partially dissolved out of the composite materials, which also affects the belt life negatively.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen demgegenüber verbesserten Kraftübertragungsriemen zu schaffen.Of the Invention is based on the object, a contrast improved Power transmission belt to accomplish.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Kraftübertragungsriemen aus gummielastischem Material, in das eine Zugträgerlage eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugträgerlage aus mindestens einer Schicht einer Kunststofffolie aus einem Material mit hoher Zugfestigkeit und geringer Dehnung besteht.to solution This object is the power transmission belt according to the invention made of rubber-elastic Material in which a Zugträgerlage is embedded, characterized in that the Zugträgerlage from at least one Layer of a plastic film made of a material with high tensile strength and low elongation exists.

Es hat sich in überraschender Weise herausgestellt, daß aufgrund des speziellen Kraft-Dehnungsverhaltens von Kunststofffolien eine hohe Spannkraft des Riemens erreicht wird. Die infolge der Verwendung von Kunststofffolien hohe Flexibilität des erfindungsgemäßen Riemenaufbaus führt zu einer deutlich verringerten Energieaufnahme während des Riemenlaufs und folglich auch zu einer geringen internen Wärmeentwicklung. Dies wiederum führt zu einer deutlich höheren Lebensdauer des Riemens.It has become more surprising Way out that due the special force-strain behavior of plastic films a high clamping force of the belt is achieved. The high flexibility of the inventive belt structure due to the use of plastic films leads to a significantly reduced energy consumption during belt running and consequently also to a low internal heat development. this in turn leads to a significantly higher Lifetime of the belt.

Als weiterer Vorteil hat sich herausgestellt, daß durch den Einsatz von Kunststofffolien die Querstabilität des Riemens deutlich verbessert wird. Hierdurch werden die Laufruhe und die Geräuschbildung positiv beeinflußt. Da die Wirkebene des Riemens durch die Dicke der Kunststofffolie definiert ist, wird auch ein günstiger energetischer Effekt erreicht.When Another advantage has been found that through the use of plastic films the transverse stability of the belt is significantly improved. As a result, the smoothness and the noise is positive affected. Because the working plane of the belt through the thickness of the plastic film is defined, is also a cheaper achieved energetic effect.

Die Eigenschaften der verwendeten Folie kann durch Auswahl geeigneter Materialien, deren Einstellung durch Strecken, Schrumpfen und durch Optimierung der Oberflächenbehandlung, wie z. B. – Plasma-Behandlung, Corona-Behandlung, Fluorierung oder Oberflächenbeschichtung mit Haftvermittler usw. – in weiten Bereichen vorteilhaft eingestellt werden.The Properties of the film used can be selected by selecting appropriate Materials, their adjustment by stretching, shrinking and optimization the surface treatment, such as B. - plasma treatment, Corona treatment, fluorination or surface coating with adhesion promoter etc. - in wide ranges can be set advantageously.

Die verwendeten Haftvermittler sind speziell auf die einzelnen verwendeten Materialien abgestimmt und gehören zum allgemeinen Fachwissen.The Adhesion promoters used are specific to the individual used Materials are coordinated and belong to general expertise.

Jede Kunststofffolie kann entweder beidseitig glatt sein oder bevorzugt an mindestens einer Seite eine strukturierte Oberfläche aufweisen, und sie kann vorzugsweise beidseitig mit einer einen Haftvermittler enthaltenden Oberflächenbeschichtung versehen sein.each Plastic film can either be smooth on both sides or preferred have a structured surface on at least one side, and preferably it can be double sided with a primer provided surface coating be.

Die Zugträgerlage besteht vorzugsweise aus bis zu zwanzig Kunststofffolienschichten, insbesondere zwei bis acht Kunststofffolienschichten, wobei die Foliendicke jeder Kunststofffolie bzw. Kunststofffolienschicht im Bereich zwischen 10μ bis 1000μ, vorzugsweise im Bereich zwischen 75μ bis 200μ, beträgt.The tension carrier preferably consists of up to twenty plastic film layers, in particular two to eight plastic film layers, wherein the Film thickness of each plastic film or plastic film layer in the Range between 10μ to 1000μ, preferably ranging from 75μ to 200μ.

Die aus Kunststofffolien bestehende Zugträgerlage erstreckt sich vorzugsweise über den gesamten Riemenquerschnitt.The consisting of plastic films Zugträgerlage preferably extends over the entire belt cross-section.

Die Kunststofffolie besteht vorzugsweise aus einem Material aus der Gruppe von Polyester (PES), Polyamid (PA), Polyvinylalkohol (PVA), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polycarbonat (PC), Polyacetal (POM), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyphtholamid (PPA), Polyphenylensulfid (PPS), wobei die Zugträgerlage auch Kunststofffolien aus einer Kombination der zuvor genannten Materialien aufweisen kann.The plastic film is preferably made of a material from the group of polyester (PES), polyamide (PA), polyvinyl alcohol (PVA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polycarbonate (PC), polyacetal (POM), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyphtholamide (PPA), polyphenylene sulfide (PPS), wherein the Zugträgerlage can also have plastic films of a combination of the aforementioned materials.

Gemäß weiterer Erfindung kann der Riemen zusätzlich mindestens eine Gewebelage als Stützgewebe aufweisen Gemäß den Ansprüchen 11 bis 15 können die äußeren Verschleißflächen des Riemens mit einer verschleißbeständigen Materialschicht bedeckt sein.According to others Invention, the belt in addition have at least one fabric layer as a support fabric According to claims 11th to 15 can the outer wear surfaces of the Belt with a wear-resistant material layer be covered.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kraftübertragungsriemens aus gummielastischem Material, bei dem man in das gummielastische Material im Zuge eines Vulkanisierprozesses eine Zugträgerlage einbettet, ist dadurch gekennzeichnet, daß man zur Bildung der Zugträgerlage vor dem Vulkanisierprozeß mindestens eine mit einem Haftvermittler beschichtete Kunststofffolienschicht auf eine Matrix aus gummielastischem Material aufwickelt und zwar so, dass durch eine Überlappung der Kunststofffolie ein endloser Schlauch entsteht. Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform ist vorgesehen, daß man in einem vorbereitenden Schritt mehrere mit einem Haftvermittler beschichtete Kunststofffolienschichten zu einer Kunststofffolienlage laminiert, bevor man diese Kunststofffolienlage auf die Matrix aus gummielastischem Material aufwickelt.The inventive method for producing a power transmission belt made of rubber-elastic material, in which one in the rubber-elastic Material in the course of a Vulkanisierprozesses a Zugträgerlage embedding, is characterized in that one to form the Zugträgerlage at least before the vulcanization process a plastic film coated with a primer wound on a matrix of rubber-elastic material and indeed so that by an overlap the plastic film creates an endless tube. According to one modified embodiment provided that one in a preparatory step several with a bonding agent coated plastic film layers to a plastic film layer before laminating this plastic film layer on the matrix wound up rubber-elastic material.

In die Kunststofffolie ist vorzugsweise eine Armierung in Form von Fasern, insbesondere Glas-, Metall- und/oder Kohlenstofffasern oder anderen hochreißfesten und eine geringe Dehnung aufweisenden Stoffen eingebettet.In the plastic film is preferably a reinforcement in the form of Fibers, in particular glass, metal and / or carbon fibers or other highly tear-resistant and a low elongation substances embedded.

1 zeigt in beispielhafter Darstellung einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Kraftübertragungsriemens; 1 shows an exemplary representation of a cross section of the power transmission belt according to the invention;

2 zeigt in vergrößerter Darstellung eine Schnittansicht gemäß der Linie II-II in 1. 2 shows in enlarged scale a sectional view along the line II-II in 1 ,

Der in den 1 und 2 dargestellte Kraftübertragungsriemen besteht in beispielhafter Weise aus einer äußeren Schicht 2 aus gegebenenfalls gewebeverstärktem Polyurethan (PU), an die eine Zugträgerlage 4 eingebettet ist, an die sich eine Schicht 3 vorzugsweise ebenfalls aus Polyurethan anschließt. Die gestrichelte Linie 7 gibt für den Fall eines Zahnriemens die Zahnung an. Die Zugträgerlage 4 enthält beispielsweise zwei Kunststofffolienschichten bzw. Kunststofffolienlagen 5, die während des Vulkanisierprozesses des Gesamtriemens mittels Haftvermittlerschichten 6 untereinander und mit den Polyurethanschichten 2, 3 verbunden werden. Die 1 und 2 zeigen jeweils zwei Kunststofffolienschichten bzw. Kunststofffolienlagen 5. Erfindungsgemäß können bis zu zwanzig Kunststofffolienschichten vorgesehen sein, wobei jede Kunststofffolienschicht beidseitig mit einer einen Haftvermittler enthaltenden Oberflächenbeschichtung versehen ist.The in the 1 and 2 illustrated power transmission belt is exemplified by an outer layer 2 made of optionally fabric-reinforced polyurethane (PU) to which a Zugträgerlage 4 is embedded, to which a layer 3 preferably also made of polyurethane. The dashed line 7 indicates the toothing in the case of a toothed belt. The Zugträgerlage 4 contains, for example, two plastic film layers or plastic film layers 5 during the vulcanization process of the overall belt by means of adhesive layers 6 with each other and with the polyurethane layers 2 . 3 get connected. The 1 and 2 each show two plastic film layers or plastic film layers 5 , According to the invention, up to twenty plastic film layers can be provided, each plastic film layer being provided on both sides with a surface coating containing an adhesion promoter.

Claims (22)

Kraftübertragungsriemen aus gummielastischem Material, in das eine Zugträgerlage eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugträgerlage aus mindestens einer Schicht einer Kunststofffolie aus einem Material mit hoher Zugfestigkeit und niedriger Dehnung besteht.Power transmission belt of rubber-elastic material, in which a Zugträgerlage is embedded, characterized in that the Zugträgerlage consists of at least one layer of a plastic film made of a material with high tensile strength and low elongation. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kunststofffolienschicht beidseitig mit einer einen Haftvermittler enthaltenden Oberflächenbeschichtung versehen ist.Power transmission belt according to claim 1, characterized in that each plastic film layer on both sides with a primer containing surface coating is provided. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kunststofffolienschicht mindestens einseitig eine strukturierte Oberfläche hat.Power transmission belt according to claim 1 or 2, characterized in that each plastic film layer has a textured surface at least on one side. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugträgerlage bis zu zwanzig Kunststofffolienschichten aufweist.Power transmission belt according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the Zugträgerlage up to twenty plastic film layers having. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugträgerlage zwei bis acht Kunststofffolienschichten aufweist.Power transmission belt according to claim 4, characterized in that the Zugträgerlage two to eight plastic film layers having. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Foliendicke jeder Kunststofffolienschicht im Bereich zwischen ca. 10μ bis ca. 1000μ beträgt.Power transmission belt according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the film thickness of each plastic film layer in the range between approx. 10μ to is about 1000μ. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Foliendicke im Bereich zwischen ca. 75μ bis ca. 200μ beträgt.Power transmission belt according to claim 6, characterized in that the film thickness in the range between about 75μ to is about 200μ. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugträgerlage sich über den gesamten Riemenquerschnitt erstrecktPower transmission belt according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the Zugträgerlage over the entire belt cross-section extends Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststofffolie aus einem Material aus der Gruppe von Polyester (PES), Polyamid (PA), Polyvinylalkohol (PVA), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polycarbonat (PC), Polyacetal (POM), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyphtholamid (PPA), Polyphenylensulfid (PPS) oder einer Kombination dieser Materialien besteht.Power transmission belt according to one of the claims 1 to 8, characterized in that the plastic film of a Material from the group of polyester (PES), polyamide (PA), polyvinyl alcohol (PVA), Polytetrafluoroethylene (PTFE), polycarbonate (PC), polyacetal (POM), Polyvinylidene fluoride (PVDF), polyphtholamide (PPA), polyphenylene sulfide (PPS) or a combination of these materials. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine Gewebelage als Stützgewebe aufweist.Power transmission belt according to one of the claims 1 to 9, characterized in that it has at least one fabric layer as a supporting tissue having. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Verschleißflächen des Riemens mit einer Materialschicht aus verschleißbeständigem Material überdeckt sind.Power transmission belt according to one of the Claims 1 to 10, characterized in that the outer wear surfaces of the belt are covered with a material layer of wear-resistant material. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Verschleißflächen des Riemens mit einer dünnen Schicht aus kurzen Faserflocken in vorwiegend senkrechter Ausrichtung zur Materialbahnoberfläche beflockt bzw. versehen sind.Power transmission belt according to claim 11, characterized in that the outer wear surfaces of Strap with a thin layer of short fiber flakes in a predominantly vertical orientation to Web surface are flocked or provided. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserflocken aus verschleifesten und/oder reibungsarmen Fasern oder einer Kombination dieser beiden Fasern versehen ist.Power transmission belt according to claim 12, characterized in that the fiber flakes of wear and / or low friction fibers or a combination of both Fibers is provided. Kraftübertragungsriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißflächen des Riemens mit einer Materialschicht überdeckt sind, die bei ausreichender Dehnbarkeit eine hohe Zug- und Stoßfestigkeit sowie einen geringen Reibwert und ein gutes Haftvermögen haben.Power transmission belt according to one of the preceding claims, characterized that the Wear surfaces of the Belt are covered with a layer of material, with sufficient stretchability a high tensile and impact resistance and have a low coefficient of friction and good adhesion. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Materialbahn aus einem elastischen Gewebe aus Polyamidfäden sowie Fäden bzw. Fasern oder Folien oder Beschichtungen mit geringem Reibwert besteht.Power transmission belt according to claim 14, characterized in that the wear-resistant material web made of an elastic fabric made of polyamide threads and threads or fibers or films or Coatings with low coefficient of friction exists. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kunststofffolie eine Armierung eingebettet ist.Power transmission belt according to one of the claims 1 to 15, characterized in that in the plastic film a Reinforcement is embedded. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kunststofffolie eine Armierung aus Fasern eingebettet ist.Power transmission belt according to claim 16, characterized in that in the plastic film a Reinforcing fiber is embedded. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kunststofffolie eine textile Armierung eingebettet ist.Power transmission belt according to claim 16, characterized in that in the plastic film a textile reinforcement is embedded. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kunststofffolie eine Armierung aus Glasfasern eingebettet ist.Power transmission belt according to claim 16, characterized in that in the plastic film a Reinforcement is embedded in glass fibers. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kunststofffolie eine Armierung aus Metallfasern eingebettet ist.Power transmission belt according to claim 16, characterized in that in the plastic film a Armouring is embedded in metal fibers. Verfahren zur Herstellung eines Kraftübertragungsriemens aus gummielastischem Material, bei dem in das gummielastische Material im Zuge eines Vulkanisierprozesses eine Zugträgerlage einbettet ist, nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Bildung der Zugträgerlage vor dem Vulkanisierprozeß mindestens eine vorzugsweise beidseitig mit einem Haftvermittler beschichtete Kunststofffolienschicht mit sich überlappenden Bereichen auf eine Matrix aus dem gummielastischen Material aufwickelt.Method for producing a power transmission belt made of rubber-elastic material, in which in the rubber-elastic material in the course of a Vulkanisierprozesses a Zugträgerlage is embedded, after one of the claims 1 to 15, characterized in that the formation of the Zugträgerlage at least before the vulcanization process a preferably coated on both sides with a bonding agent Plastic film layer with overlapping areas on a matrix of rubber-elastic material wound. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem vorbereitenden Schritt mehrere vorzugsweise beidseitig mit einem Haftvermittler beschichtete Kunststofffolien-schichten zu einer Kunststofffolienlage laminiert, bevor man diese Kunststofffolienlage auf die Matrix aus gummielastischem Material aufwickelt.Method according to claim 21, characterized that he in a preparatory step, several preferably on both sides Adhesive coated plastic film layers laminated to a plastic film layer before applying this plastic film layer wound on the matrix of rubber-elastic material.
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