DE102014203216A1

DE102014203216A1 - Kraftübertragungsriemen, insbesondere Zahnriemen

Info

Publication number: DE102014203216A1
Application number: DE102014203216.4A
Authority: DE
Inventors: Markus Obert; Thomas Baltes
Original assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Current assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2015-08-27
Anticipated expiration: 2034-02-25
Also published as: DE102014203216B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftübertragungsriemen mit einem elastischen Grundkörper aufgebaut aus wenigstens einem Vulkanisat, umfassend eine Decklage als Riemenrücken und einen Unterbau mit einer Kraftübertragungszone. Zur zusätzlichen inneren Verstärkung des Kraftübertragungsriemens enthält der Unterbau wenigstens ein Abstandstextil, welches vollständig von dem Vulkanisat des Unterbaus umschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftübertragungsriemen mit einem elastischen Grundkörper aufgebaut aus wenigstens einem Vulkanisat, umfassend eine Decklage als Riemenrücken und einen Unterbau mit einer Kraftübertragungszone.
Kraftübertragungsriemen, die auch als Antriebsriemen bezeichnet werden und im Funktionszustand zumeist endlos geschlossen sind, können als Flachriemen, Keilriemen, Keilrippenriemen und Zahnriemen ausgebildet sein.
Zur Verbesserung der Haltbarkeit ist es insbesondere für Zahnriemen bekannt, die Oberfläche der Zähne mit einer textilen Auflag zu versehen, siehe bspw. DE 42 34 149 B4 . Diese textile Auflage kann wie bspw. in DE 44 135 40 A1 offenbart aus einem Gestrick bestehen oder wie u.a. in DE 694 01 082 T2 beschrieben, aus einem ein- oder mehrlagigen Gewebe, aufgebaut aus Kette und Schuß, bestehen. Hierdurch wird allerdings lediglich eine Verstärkung der Oberfläche erreicht, während zur inneren Verstärkung der Zähne bei Zahnriemen bzw. der Rippen bei Keilriemen oder Keilrippenriemen weitere zum Teil aufwendige Maßnahmen notwendig sind. Vielfach wird hierzu die Kautschukmischung des elastischen Grundkörpers in der Zusammensetzung entsprechend angepasst, was allerdings oft zu Lasten anderer wichtiger Eigenschaften, wie bspw. Biegewechselbeständigkeit, etc. führt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftübertragungsriemen bereitzustellen, der sich durch eine weitere innere Verstärkung der Zähne bzw. der Rippen auszeichnet. Diese zusätzliche innere Verstärkung führt zu einer erhöhten Zahnabscherfestigkeit und Zahnsteifigkeit bzw. zu einer erhöhten Rippenabscherfestigkeit und Rippenfestigkeit.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass der Unterbau des elastomeren Grundkörpers wenigstens Abstandstextil enthält, welches von dem Vulkanisat des Unterbaus vollständig umschlossen ist.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass das Vorhandensein wenigstens eines Abstandstextils zu einer Optimierung der Verstärkung des Zahns bzw. der Rippe führt ohne die weiteren physikalischen Eigenschaften negativ zu beeinflussen.
Abstandstextilien haben eine dreidimensionale Struktur und werden unter anderem in DE 10 2010 010 524 A1 , WO 2007003250 A1 oder DE 4140826 A1 beschrieben. Sie bestehen in der Regel aus einem Obertextil und einem Untertextil, die über eine sie voneinander beabstandende Abstandsschicht miteinander verbunden sind, wobei die Abstandsschicht für die dreidimensionale Struktur des Abstandstextils verantwortlich ist. Je nach Ausgestaltung der Abstandsschicht können Abstandstextilien verschiedene Eigenschaften, bspw. im Hinblick auf Nachgiebigkeit und Dämpfungswirkung erhalten. Dieses Abstandstextil kann hierbei zusätzlich zu einer Verstärkung des elastomeren Grundkörpers mit Fasern verwendet werden, wie beispielsweise aus EP2106511B1 bekannt, oder als alleinige innere Verstärkung vorhanden sein. Im Gegensatz zu einem fasergefüllten Grundkörper, bei dem die Verstärkungsfasern nicht miteinander verbunden sind, wird beim Einsatz eines Abstandstextils ein in sich geschlossenes, dreidimensionales Gerüst in den Zahn bzw. in die Rippe eingebracht, welches durch das Vulkanisat des Unterbaus ausgefüllt und somit fixiert wird. Die Fixierung kann durch geeignete Beschichtung des Abstandstextils, bspw. mittels RFL (Resorcin-Formaldehyd-Latex), oder durch ein geeignetes Haftsystem oder eine Haftlösung zusätzlich optimiert werden. Obertextil und / oder Untertextil und / oder Abstandsschicht können hierbei jeweils als Gewebe, Gestrick oder Gewirke vorliegen. Obertextil und/ oder Untertextil und / oder Abstandsschicht können gleich oder verschieden voneinander sein, d.h. es kann sich um ein Abstandsgewirke, Abstandsgestrick, Abstandsgewebe oder um eine Hybridform handeln. Obertextil und / oder Untertextil und / oder Abstandsschicht enthalten in einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens ein Garn und / oder ein Multifilament aus Stahl und / oder Glasfasern und / oder Kohlefasern und / oder Polyetheretherketon (PEEK) und / oder Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN) und / oder Polyamid und / oder Polyester und /oder Aramid und / oder Polyoxadiazol (POD) und / oder p-Phenylen-2,6-benzobisoxazol (PBO) enthält. Zur zusätzlichen Verstärkungswirkung kann das Abstandstextil auch Monofilamente enthalten. Obertextil und / oder Untertextil und / oder Abstandsschicht können jeweils aus den gleichen oder aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut sein, je nach Verwendungszweck und über die Verstärkung hinaus zu erzielenden Eigenschaften.
Der elastische Grundkörper ist bevorzugt auf der Basis wenigstens einer Kautschukmischung. Die Kautschukmischung des Grundkörpers enthält hierbei wenigstens eine Kautschukkomponente. Als Kautschukkomponente wird insbesondere Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), (teil)hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR), Fluor-Kautschuk (FKM), Naturkautschuk (NR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder Butadien-Kautschuk (BR) eingesetzt, die unverschnitten oder mit wenigstens einer weiteren Kautschukkomponente, insbesondere mit einem der vorgenannten Kautschuktypen, verschnitten sind, beispielsweise in Form eines EPM/EPDM- oder SBR/BR-Verschnittes. Von besonderer Bedeutung ist dabei vor allem HNBR, aber auch EPM, EPDM oder ein EPM/EPDM-Verschnitt. Als thermoplastische Elastomere (TPE) können prinzipiell alle der fachkundigen Person bekannte TPE verwendet werden. Hervorzuheben sind hierbei thermoplastische Elastomere auf Olefin-Basis (TPO), Styrol-Triblock-Copolymere (SBS, SIS, SBC), thermoplastischer Nitrilkautschuk (TP-NBR), thermoplastischer Naturkautschuk (TP-NR), thermoplastischer Fluorkautschuk (TP-FKM), thermoplastischer Silikonkautschuk (TP-Q), thermoplastische Polyurethane (TPU), copolymere Polyetherester (CPE, CPA), Polyether-Blockamide (PEBA) oder Melt Processible Rubber (MPR). Die TPE können auch im Verschnitt mit einem oder mehreren Elastomeren eingesetzt werden.
Die Kautschukmischung des Grundkörpers enthält weiterhin wenigstens einen Füllstoff. Hierbei handelt es sich vorteilhafterweise um wenigstens einen Ruß oder um wenigstens eine Kieselsäure. Als besonders geeignet hat sich die Kombination von Ruß und Kieselsäure gezeigt. Es können hierbei alle in der Kautschukindustrie bekannten Kieselsäuren, vorzugsweise Fällungskieselsäuren, verwendet werden. Ebenso können alle bekannten Rußtypen, insbesondere Furnace- und Thermalruße, wie SAF, SCF, HAF, FF, FEF, XCF, HMF, GPF, SRF, MPF, FT oder MT verwendet werden, wobei FEF-Ruße besonders bevorzugt sind.
Die Mischungsingredienzien der Kautschukmischung umfassen zusätzlich wenigstens einen Vernetzer oder ein Vernetzersystem (Vernetzungsmittel und Beschleuniger). Weitere Mischungsingredienzien sind zumeist noch Verarbeitungshilfsmittel und/oder Weichmacher und/oder Alterungsschutzmittel sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, beispielweise Fasern zwecks Verstärkung, und Farbpigmente. Vorteilhafterweise sind der Kautschukmischung gleichmäßig verteilt Fasern aus Aramid, Baumwolle, Kohle oder Zellulose beigemischt, wobei Aramidfasern, insbesondere wiederum para-Aramidfasern, bevorzugt eingesetzt werden. Diesbezüglich wird auf den allgemeinen Stand der Kautschukmischungstechnologie verwiesen.
Üblicherweise werden Kraftübertragungsriemen peroxidisch vernetzt, wobei alle der fachkundigen Person bekannten peroxidischen Vernetzungsmittel und Vernetzungshilfsmittel verwendet werden können. Es ist aber durchaus möglich, andere Arten der Vernetzung, wie beispielsweise Strahlenvernetzung, heranzuziehen.
Der Kraftübertragungsriemen findet Verwendung als Flachriemen, Keilriemen, Keilrippenriemen und Zahnriemen, wobei letzterer besonders bevorzugt ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Kraftübertragungsriemen mit wenigstens einer Beschichtung versehen. Vor allem die Kraftübertragungszone und / oder die Decklage können jeweils mit einer Beschichtung versehen sein, wobei der Riemen auch vollständig mit der Beschichtung ummantelt sein kann. Eine derartige Beschichtung wird unter anderem dann aufgebracht, wenn beispielsweise zusätzlich besondere Anforderung an Abrieb, Geräuschreduzierung oder Ölbeständigkeit bestehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4234149 B4 [0003]
DE 4413540 A1 [0003]
DE 69401082 T2 [0003]
DE 102010010524 A1 [0007]
WO 2007003250 A1 [0007]
DE 4140826 A1 [0007]
EP 2106511 B1 [0007]

Claims

Kraftübertragungsriemen mit einem elastischen Grundkörper aufgebaut aus wenigstens einem Vulkanisat, umfassend eine Decklage als Riemenrücken und einen Unterbau mit einer Kraftübertragungszone, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterbau wenigstens ein Abstandstextil enthält, welches vollständig von dem Vulkanisat des Unterbaus umschlossen ist.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vulkanisat auf Basis von Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), (teil)hydriertem Nitrilkautschuk (HNBR), Fluor-Kautschuk (FKM), Naturkautschuk (NR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder Butadien-Kautschuk (BR) ist.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandstextil ein Abstandsgewirke, Abstandsgestrick, Abstandsgewebe oder eine Hybridform ist.
Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandstextil wenigstens ein Garn und / oder ein Filament aus Polyamid und / oder Polyester und /oder Aramid und / oder POD und / oder PBO enthält.
Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandstextil mit wenigstens einer Beschichtung versehen ist.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf der Basis von Resorcin-Formaldehyd-Latex ist.
Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vulkanisat der Decklage und / oder das Vulkanisat des Unterbaus Fasern enthält.
Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungszone und / oder die Decklage mit einer zusätzlichen Beschichtung versehen ist / sind.
Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsriemen als Zahnriemen ausgebildet ist.