DE112012005638T5 - Reibungstreibriemen und Verfahren zum Herstellen desselben sowie Riementreibsystem - Google Patents

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Abstract

Ein Reibungstreibriemen (B) weist einen Riemenkorpus (10) aus einer Gummizusammensetzung auf, der um Riemenscheiben gewickelt ist, um Leistung zu übertragen. Der Riemen (B) umfasst einen Film (16) aus thermoplastischem Harz, der vorgesehen ist, um eine Riemenscheibenkontaktfläche des Riemenkorpus (10) zu beschichten, und eine Pulverschicht (17), die aus Pulverpartikeln (17a, 17b, 17c) für reduzierten Reibungskoeffizienten besteht, die an einer Flächenseite des Films (16) aus thermoplastischem Harz vorgesehen ist. De Pulverschicht (17) umfasst Pulverpartikel (17a), die in dem Film (16) aus thermoplastischem Harz eingebettet sind, Pulverpartikel (17b), die an der Oberfläche des Films (16) aus thermoplastischem Harz getragen und freigelegt sind, und Pulverpartikel (17c), die an den Pulverpartikel (17b), die an der Oberfläche des Films (16) aus thermoplastischem Harz getragen und freigelegt sind, agglomeriert sind und daran haften.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Reibungstreibriemen und Verfahren zum Herstellen der Reibungstreibriemen sowie Riementreibsysteme.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Es ist gut bekannt, Reibungstreibriemen, wie etwa einen Keilrippenriemen und einen Keilriemen, als Mittel zum Übertragen einer Drehleistung einer Brennkraftmaschine und eines Motors zu verwenden. Es ist ebenfalls gut bekannt, dass, wenn der Reibungstreibriemen während seines Laufens nass wird, an einer Riemenscheibe ein so genanntes Stick-Slip-Phänomen (= Rutschgleiten) auftritt und dass durch das Stick-Slip-Phänomen Geräusch verursacht wird. Es wurden verschiedene Maßnahmen zum Mindern eines solchen Geräusches ergriffen.
  • Patentschrift 1 offenbart zum Beispiel einen Keilrippenriemen, dessen Keilrippenfläche mit einem Polyethylenharzfilm niedriger relativer Molekülmasse beschichtet ist, der Fluorpartikel enthält.
  • Patentschrift 2 offenbart einen Keilrippenriemen, bei dem eine Keilrippenfläche, die mit einer Abdeckung wie etwa einem Gewebe beschichtet ist, mit einer Sperrschicht aus einem thermoplastischen Material bedeckt ist und mindestens die Abdeckung an einer Flanke teilweise in einen Teil der Dicke der Sperrschicht integriert ist.
  • Patentschrift 3 offenbart einen Keilrippenriemen, bei dem eine Keilrippenfläche mit Gewebe etc. beschichtet ist und eine Schicht aus thermoplastischem Harz zwischen einem Riemenkorpus und dem Gewebe vorgesehen ist.
  • LISTE DER ANFÜHRUNGEN
  • PATENTSCHRIFT
    • Patentschrift 1: Japanische Übersetzung der Internationalen PCT-Anmeldung Veröffentlichung Nr. 2009-533606
    • Patentschrift 2: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2010-101489
    • Patentschrift 3: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2002-122187
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Offenbarung ist auf einen Reibungstreibriemen gerichtet, der einen Riemenkorpus aus einer Gummizusammensetzung aufweist, der um Riemenscheiben gewickelt ist, um Leistung zu übertragen, wobei der Reibungstreibriemen umfasst: einen Film aus thermoplastischem Harz, der vorgesehen ist, um eine Riemenscheibenkontaktfläche des Riemenkorpus zu beschichten; und eine Pulverschicht aus Pulverpartikeln für reduzierten Reibungskoeffizienten, die auf einer Flächenseite des Films aus thermoplastischem Harz vorgesehen ist, wobei die Pulverschicht Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten umfasst, die in dem Film aus thermoplastischem Harz eingebettet sind, wobei die Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten an der Oberfläche des Films aus thermoplastischem Harz getragen und freigelegt sind und wobei Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten agglomeriert und an den Pulverpartikeln für reduzierten Reibungskoeffizienten, die an der Oberfläche des Films aus thermoplastischem Harz getragen und freigelegt sind, anhaften.
  • Die vorliegende Offenbarung ist auf einen Reibungstreibriemen gerichtet, der einen Riemenkorpus aus einer Gummizusammensetzung aufweist, der um Riemenscheiben gewickelt ist, um Leistung zu übertragen, wobei vorab durch Spritzen von Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten auf eine Formungsfläche einer Riemenbildungsform, auf welcher eine Riemenscheibenkontaktseite des Reibungstreibriemens gebildet wird, gebildet wird, wobei ein Riemenbildungskorpus aus einer nicht vernetzten, mit einem thermoplastischen Harz beschichteten Gummizusammensetzung an die Pulverschicht pressgeschweißt wird und die nicht vernetzte Gummizusammensetzung bei einer Formungstemperatur vernetzt wird, bei der die Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten nicht schmelzen und bei der das thermoplastische Harz welch wird oder schmilzt.
  • Ein Riementriebsystem der vorliegenden Offenbarung umfasst: den Reibungstreibriemen der vorliegenden Offenbarung und mehrere Riemenscheiben, um welche der Riemenkorpus des Reibungstreibriemens gewickelt ist.
  • Ein Verfahren zum Herstellen des Reibungstreibriemens der vorliegenden Offenbarung ist solcher Art, dass eine Pulverschicht vorab durch Spritzen von Pulverpartikeln für reduzierten Reibungskoeffizienten auf eine Formungsfläche einer Riemenbildungsform gespritzt wird, auf welcher eine Riemenscheibenkontaktseite des Reibungstreibriemens gebildet wird, ein Riemenbildungskorpus aus einer nicht vernetzten, mit einem thermoplastischen Harz beschichteten Gummizusammensetzung an die Pulverschicht pressgeschweißt wird und die nicht vernetzte Gummizusammensetzung bei einer Formungstemperatur vernetzt wird, bei der die Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten nicht schmelzen und bei der das thermoplastische Harz weich wird oder schmilzt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Schrägansicht eines Keilrippenriemens der ersten Ausführungsform.
  • 2 ist ein Querschnitt eines Hauptteils des Keilrippenriemens der ersten Ausführungsform.
  • 3 ist ein Querschnitt eines Hauptteils eines Keilrippenriemens einer Abwandlung der ersten Ausführungsform.
  • 4 ist ein Querschnitt einer Keilrippenfläche des Keilrippenriemens der ersten Ausführungsform.
  • 5 zeigt eine Anordnung von Riemenscheiben eines Nebenaggregat-Riementriebsystems eines Kraftfahrzeugs unter Verwenden des Keilrippenriemens der ersten Ausführungsform.
  • 6 ist ein vertikaler Querschnitt einer Riemenbildungsform, die beim Herstellen des Keilrippenriemens der ersten Ausführungsform verwendet wird.
  • 7 ist ein vergrößerter vertikaler Querschnitt eines Teils der Riemenbildungsform, die beim Herstellen des Keilrippenriemens der ersten Ausführungsform verwendet wird.
  • 8 ist eine Zeichnung zur Erläuterung eines Schritts des Spritzens von Pulver auf eine Außenform beim Herstellen des Keilrippenriemens der ersten Ausführungsform.
  • 9 ist eine Zeichnung zur Erläuterung eines Schritts des Legens eines nicht vernetzten Gummifells etc. auf eine Innenform beim Herstellen des Keilrippenriemens der ersten Ausführungsform.
  • 10 ist eine Zeichnung zur Erläuterung eines Schritts des Positionierens der Innenform in der Außenform beim Herstellen des Keilrippenriemens der ersten Ausführungsform.
  • 11 ist eine Zeichnung zur Erläuterung eines Schritts des Formens eines Riemenrohlings beim Herstellen des Keilrippenriemens der ersten Ausführungsform.
  • 12A ist ein Querschnitt einer Keilrippenflächenschicht eines Keilrippenriemens des ersten herkömmlichen Beispiels. 12B ist ein Querschnitt einer Keilrippenflächenschicht des zweiten herkömmlichen Beispiels.
  • 13A ist ein Querschnitt eines Hauptteils des Keilrippenriemens der zweiten Ausführungsform. 13B ist ein Querschnitt eines Hauptteils einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform.
  • 14A und 14B sind Zeichnungen zur Erläuterung eines Schritts des Legens eines nicht vernetzten Gummifells etc. auf eine Innenform beim Herstellen des Keilrippenriemens der zweiten Ausführungsform.
  • 15 zeigt eine Anordnung von Riemenscheiben eines Riemenlauftestgeräts für einen Geräuschtest bei Riemenlauf mit Fehlausrichtung.
  • 16 zeigt eine Anordnung von Riemenscheiben eines Riemenlauftestgeräts für einen Geräuschtest bei Riemenlauf mit Drehungsänderung.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend werden beruhend auf den Zeichnungen Ausführungsformen näher beschrieben.
  • (Erste Ausführungsform)
  • 1 und 2 zeigen einen Keilrippenriemen B (einen Reibungstreibriemen) der ersten Ausführungsform. Der Keilrippenriemen B der ersten Ausführungsform wird zum Beispiel bei einem Nebenaggregat-Riementriebsystem verwendet, das in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Der Keilrippenriemen B der ersten Ausführungsform hat zum Beispiel eine Länge von 700 bis 3000 mm, eine Breite von 10 bis 36 mm und eine Dicke von 4,0 bis 5,0 mm.
  • Der Keilrippenriemen B der ersten Ausführungsform umfasst einen dreischichtigen Keilrippenriemenkorpus 10, der eine Pressgummischicht 11 an einer Innenfläche des Riemens, eine mittlere Adhäsionsgummischicht 12 und eine rückseitige Gummischicht 13 an einer Außenfläche des Riemens umfasst. Ein Cord 14, der so ausgelegt ist, dass er ein Spiralmuster bei einer bestimmten Steigung in einer Breitenrichtung des Riemens bildet, ist in der Adhäsionsgummischicht 12 eingebettet.
  • Die Pressgummischicht 11 umfasst mehrere keilförmige Rippen 15, die von der Innenfläche des Riemens abstehen. Jede der mehreren keilförmigen Rippen 15 ist in der Form einer Rippe, die sich in der Längsrichtung des Riemens erstreckt und im Wesentlichen einen Querschnitt eines umgekehrten Dreiecks aufweist. Die keilförmigen Rippen 15 sind in der Breitenrichtung des Riemens ausgerichtet. Jede der keilförmigen Rippen 15 weist zum Beispiel an einem proximalen Ende derselben eine Höhe von 2,0 bis 3,0 mm und eine Breite von 1,0 bis 3,6 mm auf. Zum Beispiel umfasst der Riemen 3–6 Rippen (in 1 6 Rippen). Die Pressgummischicht 11 besteht aus einer Gummizusammensetzung, die durch Erwärmen und Pressen einer nicht vernetzten Gummizusammensetzung, die durch Kneten einer Gummikomponente gemischt mit verschiedenen Inhaltsstoffen, und Vernetzten des gekneteten Produkts mit einem Vernetzer hergestellt wird.
  • Beispiele der Gummikomponente der Gummizusammensetzung, die die Pressgummischicht 11 bildet, umfassen Ethylen-α-olefin-Elastomer, Chloroprengummi (CR), chlorsulfonierten Polyethylengummi (CSM), hydrierten Acrylonitril-Butadien-Gummi (H-NBR), etc. Die Gummikomponente kann aus einem einzigen Material oder einem Gemisch von zwei oder mehr Materialien bestehen.
  • Beispiele der Inhaltsstoffe umfassen ein Verstärkungsmaterial wie etwa Carbon Black, einen Vulkanisationsbeschleuniger, einen Vernetzer, ein Antioxidans, einen Weichmacher, etc.
  • Beispiele des Verstärkungsmaterials, insbesondere Carbon Black, umfassen: Channel-Black; Furnace-Ruß wie etwa SAF, ISAF, N-339, HAF, N-351, MAF, FEF, SRF, GPF, ECF und N-234; Thermalruß wie etwa FT und MT; und Acetylenruß. Es kann auch Siliciumdioxid als Verstärkungsmaterial verwendet werden. Das Verstärkungsmaterial kann aus einem einzigen Material oder aus zwei oder mehr Materialien bestehen. Damit die Verschleißbeständigkeit und die Biegebeständigkeit gut ausgeglichen sind, werden vorzugsweise 30 bis 80 Masseteile des Verstärkungsmaterials in 100 Masseteile der Gummikomponente eingemischt.
  • Beispiele des Vulkanisationsbeschleunigers umfassen Metalloxide, wie etwa Magnesiumoxid und Zinkoxid (Zinkweiß), Metallcarbonate, Fettsäuren, wie etwa Stearinsäure, und die Derivate derselben. Der Vulkanisationsbeschleuniger kann aus einem einzigen Material oder aus zwei oder mehr Materialien bestehen. Zum Beispiel werden 0,5 bis 8 Masseteile des Vulkanisationsbeschleunigers in 100 Masseteile der Gummikomponente gemischt.
  • Beispiele des Vernetzers umfassen Schwefel und organisches Peroxid. Schwefel kann als Vernetzer verwendet werden, oder organisches Peroxid kann als Vernetzer verwendet werden oder Schwefel und organisches Peroxid können beide als Vernetzer verwendet werden. Bei Verwenden von Schwefel als Vernetzer ist es bevorzugt, 0,5 bis 4,0 Masseteile Schwefel bezogen auf 100 Massseteile der Gummikomponente einzumischen. Bei Verwenden von organischem Peroxid als Vernetzer ist es bevorzugt, 0,5 bis 8 Masseteile organisches Peroxid bezogen auf 100 Massseteile der Gummikomponente einzumischen.
  • Beispiele des Antioxidans umfassen aminbasierte Mittel, chinolinbasierte Mittel, Hydrochinonderivate, phenolische Mittel, phosphitbasierte Mittel. Das Antioxidans kann aus einem einzigen Material oder aus zwei oder mehr Materialien bestehen. Zum Beispiel werden 0 bis 8 Masseteile des Antioxidans in 100 Masseteile der Gummikomponente gemischt.
  • Beispiele des Weichmachers umfassen: Erdölweichmacher; mineralölbasierte Weichmacher wie etwa Paraffinwachs; und pflanzenölbasierte Weichmacher wie etwa Rizinusöl, Leinöl, Rapsöl, Sojabohnenöl, Palmöl, Kokosnussöl, Erdnussöl, Japanwachs, Terpentinharz und Pinienöl. Der Weichmacher kann aus einem einzigen Material oder aus zwei oder mehr Materialien bestehen. Zum Beispiel werden 2 bis 30 Masseteile des Weichmachers mit Ausnahme der Erdölweichmacher in 100 Masseteile der Gummikomponente gemischt.
  • Als Inhaltsstoff kann ein geschichtetes Silikat wie etwa eine Smektitgruppe, eine Vermiculitgruppe oder eine Kaolingruppe aufgenommen werden.
  • Die Pressgummischicht 11 kann aus einer einzigen Gummizusammensetzung oder zwei oder mehr geschichteten Gummizusammensetzungen bestehen. Wie in 3 gezeigt ist, kann die Pressgummischicht 11 zum Beispiel eine Riemenscheibenkontaktseitenflächenschicht 11a, die ein Material enthält, das einen Reibungskoeffizienten reduziert, und eine innere Gummischicht 11b an der Innenseite der Riemenscheibenkontaktseitenflächenschicht 11a umfassen. Beispiele des Materials, das einen Reibungskoeffizienten reduziert, umfassen Kurzfasern wie etwa Nylonkurzfasern, Vinylonkurzfasern, Aramidkurzfasern, Polyesterkurzfasern und Baumwollkurzfasern sowie Polyethylenharze ultrahoher relativer Molekülmasse. Es ist bevorzugt, dass die innere Gummischicht 11b keine Kurzfasern und kein Material, das den Reibungskoeffizienten reduziert, enthält.
  • Flächen der keilförmigen Rippen 15 der Pressgummischicht 11, die Riemenscheibenkontaktflächen sind, sind mit einem Film 16 aus thermoplastischem Harz beschichtet. Die Dicke des Films 16 aus thermoplastischem Harz beträgt vorzugsweise 0,1 bis 200 μm, bevorzugter 1,0 bis 100 μm und noch bevorzugter 10 bis 50 μm.
  • Beispiele des thermoplastischen Harzes, das den Film 16 aus thermoplastischem Harz bildet, umfassen Polyolefinharz, wie etwa Polyethylenharz (PE) und Polypropylenharz (PP), Polystyrenharz (PS), Polycarbonatharz (PC), Acrylonitrilbutadienstyrenharz (ABS). Von diesen Harzen ist Polyolefinharz wie etwa Polyethylenharz (PE) und Polypropylenharz (PP) bevorzugt und Polyethylenharz (PE) bevorzugter. Das thermoplastische Harz kann aus einem einzigen Material oder einem Gemisch von zwei oder mehr Materialien bestehen. Das thermoplastische Harz, das den Film 16 aus thermoplastischem Harz bildet, kann ein kristallines Harz wie etwa Polyethylenharz (PE) und Polypropylenharz (PP) sein oder kann ein nichtkristallines Harz wie etwa Polystyrenharz (PS) sein. Die Erweichungstemperatur oder der Schmelzpunkt des thermoplastischen Harzes, das den Film 16 aus thermoplastischem Harz bildet, beträgt im Hinblick auf das Gleichgewicht zwischen Formungsverarbeitbarkeit und Wärmebeständigkeit des Riemens vorzugsweise 100 bis 170°C und bevorzugter 130 bis 160°C.
  • An der Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz ist eine Pulverschicht 17, die aus Pulverpartikeln 17a, 17b, 17c für reduzierten Reibungskoeffizienten gebildet ist, vorgesehen.
  • Die Pulverschicht 17 kann so vorgesehen sein, dass die gesamte Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz beschichtet ist, oder kann so vorgesehen sein, dass die Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz teilweise beschichtet ist, zum Beispiel so, dass die Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz, die nur dem halben Umfang des Riemens entspricht, oder die Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz, die in der Riemenbreitenrichtung einer Innen- oder Außenseite des Riemens entspricht, beschichtet ist. Die Pulverschicht 17 kann auf der Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz gleichmäßig vorgesehen sein oder kann auf der Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz ungleichmäßig vorgesehen sein, so dass zum Beispiel ein ungleichmäßiges Muster gebildet wird.
  • Wie in 4 gezeigt umfasst die Pulverschicht 17 Pulverpartikel 17a für reduzierten Reibungskoeffizient, die in dem Film 16 aus thermoplastischem Harz eingebettet sind, Pulverpartikel 17b für reduzierten Reibungskoeffizienten, die an der Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz getragen und freigelegt sind, und Pulverpartikel 17c für reduzierten Reibungskoeffizienten, die an den Pulverpartikel 17b für reduzierten Reibungskoeffizienten, die an der Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz getragen und freigelegt sind, agglomeriert sind und daran haften. Die Pulverpartikel 17b, 17c für reduzierten Reibungskoeffizienten der Pulverschicht 17 sehen in der Oberfläche der keilförmigen Rippen 15 feine Unregelmäßigkeiten vor.
  • Die Partikelgröße jedes der Pulverpartikel 17a, 17b, 17c für reduzierten Reibungskoeffizienten beträgt vorzugsweise 0,1 bis 150 μm, bevorzugter 0,5 bis 60 μm und noch bevorzugter 5 bis 20 μm. Der hierin verwendete Begriff ”Partikelgröße” bezeichnet einen Wert, der durch eines von Maschengröße eines Testsiebs, gemessen durch ein Siebverfahren, den äquivalenten Stokes-Durchmesser, gemessen durch ein Sedimentationsverfahren, den äquivalenten Kugeldurchmesser, gemessen durch ein Lichtstreuverfahren, und den äquivalenten Kugeldurchmesser, gemessen durch ein elektrisches Widerstandstestverfahren, dargestellt ist.
  • Beispiele der Materialien, die die Pulverpartikel 17a, 17b, 17c für reduzierten Reibungskoeffizienten bilden, umfassen Fluorcarbonharz, geschichtetes Silikat, Talk, Calciumcarbonat und Siliciumdioxid. Von diesen Materialien ist Fluorcarbonharz im Hinblick auf das Reduzieren eines Reibungskoeffizienten der Oberfläche der keilförmigen Rippe 15, die eine Riemenscheibenkontaktfläche ist, bevorzugt. Jeder der Pulverpartikel 17a, 17b, 17c für reduzierten Reibungskoeffizienten kann aus einem einzigen Material oder einer Mischung von zwei oder mehr Materialien bestehen.
  • Beispiele des Fluorcarbonharzes umfassen Polytetrafluorethylen(PTFE)-Harz, Tetrafluorethylen-Perfluor(Alkyl Vinyl Ether)-Copolymer(PFA)-Harz, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer(FEP)-Harz, Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer(ETFE)-Harz, Polyvinylidenfluorid(PVDF)-Harz, Polychlortrifluorethylen(PCTFE)-Harz und Ethylen-Chlortrifluorethylen-Copolymer(ECTFE)-Harz. Von diese ist Polytetrafluorethylen(PTFE)-Harz bevorzugt. Im Einzelnen kann zum Beispiel Pulver der TFW-Serie (TFW-500, TFW-1000, TFW-2000, TFW-3000, TFW-3000F), das von SEISHIN ENTERPRISE CO., LTD. hergestellt wird, verwendet werden.
  • Beispiele des geschichteten Silikats umfassen Smektitgruppe, Vermiculitgruppe und Kaolingruppe. Beispiele der Smektitgruppe umfassen Montmorillonit, Beidellit, Seifenstein, Hectorit. Beispiele der Vermiculitgruppe umfassen trioktahedrales Vermiculit und dioktahedrales Vermiculit. Beispiele der Kaolingruppe umfassen Kaolinit, Dickit, Halloysit, Lizardit, Amesit, Chrysotil. Montmorillonit der Smektitgruppe ist als geschichtetes Silikat bevorzugt.
  • Zusätzlich zu der Pulverschicht 17 können Kurzfasern an der Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz anhaften, um die Verschleißbeständigkeit zu steigern. Beispiele solcher Kurzfasern umfassen Nylonkurzfasern, Vinylonkurzfasern, Aramidkurzfasern, Polyesterkurzfasern und Baumwollkurzfasern. Zum Beispiel haben die Kurzfasern eine Länge von 0,2 bis 5,0 mm und einen Durchmesser von 10 bis 50 μm.
  • Die Adhäsionsgummischicht 12 hat die Form eines Streifens mit einem horizontal länglichen rechteckigen Querschnitt und hat eine Dicke von zum Beispiel 1,0 bis 2,5 mm. Die rückseitige Gummischicht 13 hat ebenfalls die Form eines Streifens mit einem horizontal länglichen rechteckigen Querschnitt und hat eine Dicke von zum Beispiel 0,4 bis 0,8 mm. Um das zwischen der Riemenrückfläche und einer Flachriemenscheibe, die mit der Riemenrückfläche in Kontakt steht, erzeugte Geräusch zu mindern, weist die Oberfläche der rückseitigen Gummischicht 13 vorzugsweise ein Webmuster aus, das von einem Gewebe übertragen wird. Sowohl die Adhäsionsgummischicht 12 als auch die rückseitige Gummischicht 13 besteht aus einer Gummizusammensetzung, die durch Erwärmen und Pressen einer nicht vernetzten Gummizusammensetzung, die durch Kneten einer Gummikomponente gemischt mit verschiedenen Inhaltsstoffen, und Vernetzen des gekneteten Produkts mit einem Vernetzer hergestellt wird. Um die Adhäsion zwischen der Riemenrückfläche und der Flachriemenscheibe, die mit der Riemenrückfläche in Kontakt steht, zu reduzieren, besteht die rückseitige Gummischicht 13 bevorzugt aus einer Gummizusammensetzung, die etwas härter als die Gummizusammensetzung der Adhäsionsgummischicht 12 ist. Der Keilrippenriemenkorpus 10 kann aus der Pressgummischicht 11 und der Adhäsionsgummischicht 12 bestehen, und die rückseitige Gummischicht 13 kann durch ein Verstärkungsgewebe, das zum Beispiel aus Gewebe, Gestrick oder Vliesstoff aus Fasern wie etwa Baumwolle, Polyamidfasern, Polyesterfasern und Aramidfasern etc. besteht, ersetzt werden.
  • Beispiele der Gummikomponenten der Gummizusammensetzungen der Adhäsionsgummischicht 12 und der rückseitigen Gummischicht 13 umfassen Ethylen-α-olefinelastomer, Chloroprengummi (CR) und chlorsulfonierten Polyethylengummi (CSM), hydrierten Acrylonitril-Butadien-Gummi (H-NBR). Die Gummikomponenten der Adhäsionsgummischicht 12 und der rückseitigen Gummischicht 13 sind vorzugsweise die gleichen wie eine Gummikomponente der Pressgummischicht 11.
  • Wie die Pressgummischicht 11 umfassen Beispiele der Inhaltsstoffe ein Verstärkungsmaterial wie etwa Carbon-Black, einen Vulkanisationsbeschleuniger, einen Vernetzer, ein Antioxidans und einen Weichmacher.
  • Die Pressgummischicht 11, die Adhäsionsgummischicht 12 und die rückseitige Gummischicht 13 können aus unterschiedlichen Gummizusammensetzungen bestehen oder können aus der gleichen Gummizusammensetzung bestehen.
  • Der Cord 14 besteht aus Twistgarn wie etwa Polyesterfasern (PET), Polyethylennaphthalatfasern (PEN), Aramidfasern und Vinylonfasern. Um dem Cord 14 Adhäsionseigenschaften an dem Keilrippenriemenkorpus 10 zu verleihen, wird der Cord 14 einer Adhäsionsbehandlung, bei der das Cordmaterial vor dem Ausbilden zu dem Cord 14 in eine wässrige Resorcinalformaldehydlatexlösung (nachstehend als ”wässrige RFL-Lösung” bezeichnet) eingetaucht und danach erwärmt wird, und/oder einer Adhäsionsbehandlung, bei der der Cord 14 in Gummilösung getaucht und danach getrocknet wird, unterzogen.
  • 5 zeigt eine Anordnung von Riemenscheiben eines Nebenaggregat-Riementriebsystems 20 eines Kraftfahrzeugs unter Verwenden des Keilrippenriemens B der ersten Ausführungsform. Das Nebenaggregat-Antriebsriementriebsystem 20 besteht aus einer Serpentinenantriebsart, bei der der Keilrippenriemen B um sechs Riemenscheiben, d. h. 4 Rippenriemenscheiben und zwei Flachriemenscheiben, gewickelt ist, um Leistung zu übertragen.
  • Das Nebenaggregat-Riementriebsystem 20 umfasst: eine Servolenkungsriemenscheibe 21, die sich an einer obersten Position befindet; eine Wechselstromgenerator-Riemenscheibe 22, die an einer Stelle etwas links unter der Servolenkungsriemenscheibe 21 platziert ist; eine Spannrolle 23, die eine Flachriemenscheibe ist, die sich an einer unteren linken Seite der Servolenkungsriemenscheibe 21 und der oberen linken Seite der Wechselstromgenerator-Riemenscheibe 22 befindet; eine Wasserpumpenriemenscheibe 24, die eine Flachriemenscheibe ist, die sich an einer unteren linken Seite der Wechselstromgenerator-Riemenscheibe 22 und direkt unter der Spannrolle 23 befindet; eine Kurbelwellen-Riemenscheibe 25, die sich an einer unteren linken Seite der Spannrolle 23 und der Wasserpumpen-Riemenscheibe 24 befindet; und eine Klimaanlagen-Riemenscheibe 26, die sich an einer unteren linken Seite der Wasserpumpen-Riemenscheibe 24 und der Kurbelwellen-Riemenscheibe 25 befindet. Von diesen Riemenscheiben sind alle Riemenscheiben mit Ausnahme der Spannrolle 23 und der Wasserpumpen-Riemenscheibe 24, die Flachriemenscheiben sind, Rippenriemenscheiben. Diese Rippenriemenscheiben und Flachriemenscheiben bestehen aus Pressmetallen oder Gussteilen oder Harzformstücken unter Verwenden zum Beispiel von Nylonharz und Phenolharz und haben einen Riemenscheibendurchmesser von 50 bis 150 mm.
  • Bei dem Nebenaggregat-Riementriebsystem 20 ist der Keilrippenriemen B um die Servolenkungs-Riemenscheibe 21 gewickelt, so dass die keilförmigen Rippen 15 mit der Servolenkungs-Riemenscheibe 21 in Kontakt kommen, und wird danach um die Spannrolle 23 gewickelt, so dass die Riemenrückfläche mit der Spannrolle 23 in Kontakt kommt. Danach wird der Keilrippenriemen B nacheinander um die Kurbelwellen-Riemenscheibe 25 und die Klimaanlagen-Riemenscheibe 26 gewickelt, so dass die keilförmigen Rippen 15 mit der Kurbelwellen-Riemenscheibe 25 und der Klimaanlagen-Riemenscheibe 26 in Kontakt kommen, wird um die Wasserpumpen-Riemenscheibe 24 gewickelt, so dass die Riemenrückfläche mit der Wasserpumpen-Riemenscheibe 24 in Kontakt kommt, wird um die Wechselstromgenerator-Riemenscheibe 22 gewickelt, so dass die keilförmigen Rippen 15 mit der Wechselstromgenerator-Riemenscheibe 22 in Kontakt kommen, und kehrt zu der Servolenkungs-Riemenscheibe 21 zurück.
  • Nun wird beruhend auf 6 bis 11 ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen des Keilrippenriemens B der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Beim Herstellen des Keilrippenriemens B der ersten Ausführungsform wird eine Riemenbildungsform 30 bestehend aus einer zylindrischen Innenform 31 (Gummihülse) und einer zylindrischen Außenform 32, die wie in 6 und 7 gezeigt zueinander konzentrisch sind, verwendet.
  • Die Innenform 31 der Riemenbildungsform 30 besteht aus einem nachgiebigen Material wie etwa Gummi. Die Außenumfangsfläche der Innenform 31 dient als Formungsfläche, und an der Außenumfangsfläche der Innenform 31 ist ein Webmuster eines Gewebes etc. ausgebildet. Die Außenform 32 besteht aus einem steifen Material wie etwa einem Metall. Die Innenumfangsfläche der Außenform 32 dient als Formungsfläche, und die keilförmigen Rippenbildungsnute 33 sind in einer axialen Richtung in der Innenumfangsfläche der Außenform 32 bei regelmäßigen Intervallen ausgebildet. Die Außenform 32 ist mit einem Temperatursteuermechanismus versehen, der ermöglicht, dass ein Erwärmungsmedium, etwa Wasserdampf, oder ein Kühlmedium, etwa Wasser, strömt und die Temperatur steuert. Die Riemenbildungsform 30 ist mit einem Druckbeaufschlagungsmittel versehen, das ausgelegt ist, um die Innenform 31 von innen mit Druck zu beaufschlagen und zu weiten.
  • Bei der Herstellung des Keilrippenriemens B der ersten Ausführungsform wird eine Gummikomponente mit Inhaltsstoffen gemischt und durch eine Mischvorrichtung, wie etwa eine Knetvorrichtung und einen Banbury-Mischer, gemischt, und die erhaltene nicht vernetzte Gummizusammensetzung wird unter Verwenden eines Kalanders, etc. zu einem Fell geformt, wodurch ein nicht vernetztes Gummifell 11 für die Pressgummischicht 11 gebildet wird (eine nicht vernetzte Gummizusammensetzung zum Bilden des Riemens). Nicht vernetzte Gummifelle 12', 13' für die Adhäsionsgummischicht 12 und die rückseitige Gummischicht 13 werden in ähnlicher Weise gebildet. Nach der Adhäsionsbehandlung, bei der Twistgarn 14', das zu dem Cord 14 werden soll, in eine wässrige RFL-Lösung eingetaucht und erwärmt wird, wird eine Adhäsionsbehandlung, bei der das Twistgarn 14' in Gummilösung eingetaucht und erwärmt und getrocknet wird, durchgeführt.
  • Als Nächstes werden wie in 8 gezeigt das nicht vernetzte Gummifell 13' für die rückseitige Gummischicht 13 und das nicht vernetzte Gummifell 12' für die Adhäsionsgummischicht 12 nacheinander um die Außenumfangsfläche, d. h. die Formungsfläche, der Innenform 31 gewickelt und darauf geschichtet. Danach wird das Twistgarn 14' für den Cord 14 spiralförmig um die zylindrische Innenform 31 gewickelt, und das nicht vernetzte Gummifell 12' für die Adhäsionsgummischicht 12 und das nicht vernetzte Gummifell 11 für die Pressgummischicht 11 werden nacheinander um die Oberfläche gewickelt und darauf geschichtet. Zuletzt wird ein Fell 16' aus thermoplastischem Harz um die Außenfläche als Beschichtung gewickelt, wodurch ein Riemenbildungskorpus 10' gebildet wird. Bei Bilden des Keilrippenriemens B mit der in 3 gezeigten Konfiguration werden andere Gummizusammensetzungen für die Riemenscheibenkontaktseitenflächenschicht 11a und die innere Gummischicht 11b als das nicht vernetzte Gummifell 11' für die Pressgummischicht 11 verwendet.
  • Die Enden des Fells 16' aus thermoplastischem Harz, die um das nicht vernetzte Gummifell 11' für die Pressgummischicht 11 gewickelt sind, können durch eine Überlappverbindung verbunden werden oder können durch eine Stoßverbindung mit nahezu keinem Spalt zwischen den Enden verbunden werden. Wenn die Enden des Fells 16' aus thermoplastischem Harz durch eine Stoßverbindung verbunden sind, ist es bevorzugt, die Enden des Fells 16' aus thermoplastischem Harz durch Wärme (thermische Adhäsion) zu schweißen. Bei einem anschließenden Vulkanisationsschritt schrumpft das Fell 16' aus thermoplastischem Harz und zwischen den Enden des Fells 16' aus thermoplastischem Harz wird in dem Fall, da die Enden nicht durch eine Stoßverbindung angehaftet werden, ein Spalt gebildet. Bei einem PK-Keilrippenriemen B verursacht ein Spalt von kleiner oder gleich etwa 10 mm kein Problem wie etwa Geräuscherzeugung.
  • Statt des Wickelns des Fells 16' aus thermoplastischem Harz kann ein thermoplastisches Harz, das als zylindrischer Film extrudiert wird, auf das nicht vernetzte Gummifell 11' der Pressgummischicht 11 gesetzt werden, oder die Enden eines Fells aus thermoplastischem Harz können aneinander zum Haften gebracht werden, um eine zylindrische Form zu bilden, und das zylindrische thermoplastische Harz kann auf das nicht vernetzte Gummifell 11' der Pressgummischicht 11 gesetzt werden. Für das Anhaften der Enden des Fells aus thermoplastischem Harz ist thermische Adhäsion bevorzugt.
  • Der Verbindungsabschnitt des Fells 16' aus thermoplastischem Harz kann sich in einer Richtung orthogonal zur Längsrichtung des herzustellenden Keilrippenriemens B erstrecken oder kann sich so erstrecken, dass er bezüglich der Riemenlängsrichtung geneigt ist.
  • Wie in 9 gezeigt wird andererseits ein Pulverpartikel P für reduzierten Reibungskoeffizienten auf die Innenumfangsfläche der Außenform 32, die eine Formungsfläche zum Bilden einer Riemenscheibenkontaktseite ist, gespritzt. Zu diesem Zeitpunkt wird auf der Formungsfläche der Außenform 32 eine Pulverschicht 17' gebildet. Die Dicke der Pulverschicht 17' beträgt vorzugsweise 0,1 bis 200 μm und bevorzugter 1,0 bis 100 μm. Die Pulverschicht 17 bedeckt vorzugsweise die gesamte Fläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz. In einem solchen Fall muss die Pulverschicht 17' auf der gesamten Formungsfläche der Außenform 32 vorgesehen werden. Daher ist es bevorzugt, dass die Dicke der Pulverschicht 17' mindestens größer oder gleich einer Partikelgröße des Pulverpartikels P für reduzierten Reibungskoeffizienten ist. Da die Pulverschicht 17 die Pulverpartikel 17a für reduzierten Reibungskoeffizienten, die in dem Film 16 aus thermoplastischem Harz eingebettet sind, und die Pulverpartikel 17b für reduzierten Reibungskoeffizienten, die an der Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz getragen und freigelegt sind, umfasst, ist es bevorzugt, dass der Pulverpartikel P für reduzierten Reibungskoeffizienten auf die Formungsfläche der Außenform 32 gelegt wird. Im Hinblick auf diesen Punkt beträgt die Dicke der Pulverschicht 17' vorzugsweise das Zweifache oder mehr und bevorzugter das Dreifache oder mehr einer Partikelgröße des Pulverpartikels P für reduzierten Reibungskoeffizienten. Wenn die Dicke der Pulverschicht 17' dick ist, bedeutet dies, dass eine große Menge überschüssigen Pulvers anhaftet, und sie gehen in der Anfangszeit des Laufs ab. Im Hinblick auf diesen Punkt ist die Dicke der Pulverschicht 17' vorzugsweise um das Zehnfache oder weniger und bevorzugter um das Siebenfache oder weniger größer als eine Partikelgröße des Pulverpartikels P für reduzierten Reibungskoeffizienten. Um die Adhäsionseigenschaften an der Außenform 32 zu verbessern, ist es ferner bevorzugt, dass der aufzuspritzende Pulverpartikel P für reduzierten Reibungskoeffizienten durch Anlegen einer elektrischen Spannung von zum Beispiel 10 bis 100 kV geladen ist. Der Pulverpartikel P für reduzierten Reibungskoeffizienten kann unter Verwenden einer üblicherweise verwendeten Pulverauftragsvorrichtung aufgespritzt werden.
  • Als Nächstes wird, wie in 10 gezeigt, die Innenform 31 in der Außenform 32 positioniert und verschlossen. Der Innenraum der Innenform 31 wird zu diesem Zeitpunkt abgedichtet.
  • Als Nächstes wird die Außenform 32 auf eine Formungstemperatur erwärmt, bei der der Pulverpartikel P für reduzierten Reibungskoeffizienten nicht schmilzt und bei der das Fell 16' aus thermoplastischem Harz weich wird oder schmilzt. Ferner wird Hochdruckluft etc. in den abgedichteten Innenraum der Innenform 31 gespritzt, um Druck auszuüben. Wie in 11 gezeigt dehnt sich die Innenform 31 in diesem Moment aus und der Riemenbildungskorpus 10' wird an die Formungsfläche der Außenform 32 druckgeschweißt. Das Vernetzen der nicht vernetzten Gummifelle 11, 12', 13' läuft ab und die Gummifelle 11', 12', 13' werden mit dem Twistgarn 14' integriert und kombiniert. Weiterhin wird das Fell 16' aus thermoplastischem Harz weich oder schmilzt, um sich mit Gummi zu vereinen, und schließlich wird der zylindrische Riemenrohling gebildet. Ferner wird die Pulverschicht 17', die vorab durch Spritzen des Pulverpartikels P für reduzierten Reibungskoeffizienten auf die Formungsfläche der Außenform 32 gebildet wird, mit der Oberfläche des Fells 16' aus thermoplastischem Harz, das weich geworden oder geschmolzen ist, kombiniert. Die Formungstemperatur des Riemenrohlings beträgt zum Beispiel 100 bis 180°C. Der Formungsdruck beträgt zum Beispiel 0,5 bis 2,0 MPa. Die Formungszeit beträgt zum Beispiel 10 bis 60 Minuten.
  • Als Nächstes wird der Druck des Innenraums der Innenform 31 reduziert, um die Abdichtung aufzuheben, und der zwischen der Innenform 31 und der Außenform 32 ausgebildete Riemenrohling wird entfernt. Der Riemenrohling wird zu Ringen mit einer vorbestimmten Breite geschnitten, umgedreht, wodurch der Keilrippenriemen B erhalten wird.
  • Hier ist eine Methode bekannt, bei der ein Film aus thermoplastischem Harz vorgesehen wird, um eine Keilrippenfläche eines Keilrippenriemens zu beschichten, und ein Reibungskoeffizientreduktionsfüllstoff und ein Füllstoff zum Verbessern der Verschleißbeständigkeit in dem Film aus thermoplastischem Harz gemischt werden. Es wird erwartet, dass der Film aus thermoplastischem Harz durch Stick-Slip erzeugtes Geräusch aufgrund der Reibungsreduktionswirkung des Reibungskoeffizientreduktionsfüllstoffs reduziert und die Verschleißbeständigkeit aufgrund der Verstärkungswirkung des Füllstoffs zum Verbessern der Verschleißbeständigkeit verbessert.
  • Beim Herstellen des vorstehenden herkömmlichen Keilrippenriemens wird aber die Gummifläche vor Vulkanisationsformen mit thermoplastischem Harz beschichtet und der Reibungskoeffizientreduktionsfüllstoff wird danach auf die Oberfläche gespritzt. Daher strömt das thermoplastische Harz während des Vulkanisationsformens, während es plastisch verformt wird. Dadurch wird bei dem vorstehenden herkömmlichen Keilrippenriemen der Reibungskoeffizientreduktionsfüllstoff 17'' in dem Film 16'' aus thermoplastischem Harz eingebettet, wie in 12A gezeigt ist, und eine Hautschicht 16a'' des Films 16'' aus thermoplastischem Harz wird auf der Oberfläche der keilförmigen Rippe 15'' gebildet. Dies bedeutet, dass die Reibungsreduktionswirkung des Reibungskoeffizientreduktionsfüllstoffs 17'' nicht so gut wie erwartet ist. Es wird sogar bestätigt, dass bei Verwenden des herkömmlichen Keilrippenriemens bei einem Nebenaggregat-Riemenantriebssystem eines Kraftfahrzeugs unter erschwerten Bedingungen durch Stick-Slip ab der Zeit des ersten Laufs Geräusch erzeugt wird. Ferner umfassen insbesondere in den letzten Jahren Nebenaggregat-Riementriebsysteme von Kraftfahrzeugen eine Kurbelriemenscheibe, auf der eine wasserbasierte Farbe, die einen Reibungskoeffizienten erhöht, aufgebracht ist. Somit wird es sehr wichtig, den Reibungskoeffizienten in der Anfangszeit des Laufs zu reduzieren, und in diesem Fall kann der vorstehende herkömmliche Keilrippenriemen den Reibungskoeffizienten überhaupt nicht ausreichend reduzieren. Zudem macht bei dem herkömmlichen Keilrippenriemen die Hautschicht des Films aus thermoplastischem Harz die Keilrippenfläche sehr glatt. Wenn der Riemen nass wird, wird daher auf der Keilrippenfläche schnell ein Wasserfilm gebildet und aufgrund eines Aquaplaningphänomens kommt es zu dem Riemenschlupf. Dies bedeutet, dass die Leistungsübertragung selbst nicht erreicht werden kann.
  • Um diese Probleme zu lösen, wurde eine Methode verwendet, bei der ein anfänglicher Reibungskoeffizient reduziert wird, um ein Geräusch zu verhindern, das durch Stick-Slip erzeugt wird, indem Pulver, etwa Babypulver, nach dem Vulkanisationsformen auf die Keilrippenfläche gespritzt wird. Auch wenn es tatsächlich möglich ist, den Reibungskoeffizienten in der Anfangszeit des Laufs zu reduzieren und Geräusch zu reduzieren, werden aber die Pulverpartikel 17'' in kurzer Zeit nach dem Start des Laufs freigesetzt, da die Pulverpartikel 17'' lediglich an der Oberfläche der keilförmigen Rippe 15'' haften, wie in 12B gezeigt ist. Daher geht der Reibungskoeffizientreduktionseffekt verloren und aufgrund von Stick-Slip wird Geräusch erzeugt. Da die Wirkung des Verhinderns des Aquaplaningphänomens aufgrund von Unregelmäßigkeiten der Pulverpartikel zudem ebenfalls gleichzeitig verloren geht, kann es zu Riemenschlupf kommen, wenn der Riemen nass wird. Insbesondere wenn der Riemen zum Beispiel während starken Regens nass wird, werden in der Anfangszeit des Laufens die Pulverpartikel in mehreren Minuten abgewaschen, was zur Erzeugung von Geräusch und Riemenschlupf in der frühen Phase führen kann.
  • Bei dem Keilrippenriemen B der ersten Ausführungsform hält dagegen die Reibungskoeffizientreduktionswirkung über einen langen Zeitraum ab der Anfangszeit des Laufens an. Dadurch kann eine Erzeugung von Geräusch aufgrund von Stick-Slip kontinuierlich verhindert werden. Ferner werden Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche der keilförmigen Rippe 15 über einen langen Zeitraum ab der Anfangszeit des Laufens beibehalten und dadurch wird es möglich, ein Rutschen des Riemens aufgrund des Aquaplaningphänomens, wenn der Riemen nass wird, kontinuierlich zu verhindern. Die vorstehenden Probleme bei der herkömmlichen Methode können daher gelöst werden. Nachstehend werden Einzelheiten beschrieben.
  • Bei dem Keilrippenriemen B der ersten Ausführungsform wird zum Erreichen sowohl eines Reduzierens eines Reibungskoeffizienten ab der Anfangszeit des Laufens und als auch eines Haltens eines solchen Zustands eine Pulverschicht 17, die aus den Pulverpartikeln 17a, 17b, 17c für reduzierten Reibungskoeffizienten besteht, an der Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz vorgesehen. Damit nicht alle der Pulverpartikel 17a, 17b, 17c für reduzierten Reibungskoeffizienten nur in dem Film 16 aus thermoplastischem Harz vollständig eingebettet werden und damit die Pulverpartikel 17a, 17b, 17c an dem Film 16 aus thermoplastischem Harz über einen langen Zeitraum eingebettet und fest getragen werden, wird der Pulverpartikel P für reduzierten Reibungskoeffizienten vorab auf die Formungsfläche der Riemenbildungsform 30 gespritzt, auf der die Riemenscheibenkontaktseite ausgebildet ist, wodurch die Pulverschicht 17' während der Herstellung gebildet wird. Dann wird der Riemenbildungskorpus 10' bestehend aus den nicht vernetzten Gummifellen 11', 12', 13', die geschichtet und mit dem Fell 16 aus thermoplastischem Harz beschichtet sind, an die Pulverschicht 17' pressgeschweißt, und die nicht vernetzten Gummifelle 11', 12', 13' werden durch Anlegen eines Drucks bei einer Formungstemperatur, bei der der Pulverpartikel P für reduzierten Reibungskoeffizienten nicht schmilzt und das Fell 16' aus thermoplastischem Harz weich wird oder schmilzt, vernetzt. Da die Lage 16' aus thermoplastischem Harz weich oder geschmolzen ist, wird der Pulverpartikel P für reduzierten Reibungskoeffizient fest in der Lage 16' aus thermoplastischem Harz eingebettet und integriert.
  • Wenn wie bei dem herkömmlichen Keilrippenriemen die Gummifläche vor dem Vulkanisationsformen mit thermoplastischem Harz beschichtet wird und danach der Reibungskoeffizientreduktionsfüllstoff auf die Oberfläche aufgespritzt wird, strömt das thermoplastische Harz im Verlauf einer großen Verformung signifikant, bis das thermoplastische Harz entlang der Form der keilförmigen Rippe ist. Das Strömen bewirkt ein Strömen des Reibungskoeffizientreduktionsfüllstoffs, der an der Oberfläche des Harzfilms anhaftet, und bewirkt, dass nahezu der gesamte Reibungskoeffizientreduktionsfüllstoff in dem thermoplastischem Harz eingebettet wird. Im Kontrast dazu wird bei dem Keilrippenriemen B der ersten Ausführungsform die Pulverschicht 17' durch vorab Spritzen des Pulverpartikels P für Reibungskoeffizienten auf die Formungsfläche der Riemenbildungsform 30 gebildet. Somit wird die stark verformte Lage 16' aus thermoplastischem Harz, die weich geworden oder geschmolzen ist, mit dem Pulverpartikel P für reduzierten Reibungskoeffizienten in Kontakt gebracht, kurz bevor die Lage 16' aus thermoplastischem Harz entlang der Form der keilförmigen Rippe ist. Dadurch strömt der Pulverpartikel P für reduzierten Reibungskoeffizient nicht signifikant und der Pulverpartikel P für reduzierten Reibungskoeffizienten, der in der strömenden Lage 16' aus thermoplastischem Harz eingebettet ist, und der Pulverpartikel P für reduzierten Reibungskoeffizienten, der an der Oberfläche der Lage 16' aus thermoplastischem Harz verbleibt, existieren beide.
  • Ferner gibt es eine bekannte Methode zum Einbetten von Pulverpartikeln vorab in einer Oberfläche eines nicht vulkanisierten Gummis. Die Viskosität des Gummis während Vulkanisationsformen ist aber hoch, und daher können Pulverpartikel nicht tief genug in den Gummi eingebettet werden, um sich mit dem Gummi zu verbinden. Bei dem Keilrippenriemen B der ersten Ausführungsform ist dagegen die Viskosität der Lage 16' aus thermoplastischem Harz signifikant reduziert, wenn die Lage 16' aus thermoplastischem Harz weich wird oder schmilzt. Somit kann durch Kombinieren des Pulverpartikels P für reduzierten Reibungskoeffizienten mit der Lage 16' aus thermoplastischem Harz der Pulverpartikel P für reduzierten Reibungskoeffizient tief in den Film 16 aus thermoplastischem Harz eingebettet werden. Daher ist es möglich, über einen langen Zeitraum einen niedrigen Reibungskoeffizienten beizubehalten, selbst wenn der Abrieb des Films 16 aus thermoplastischem Harz aufgrund von Langzeitlauf fortschreitet, und es ist möglich, aufgrund der Kombination des Pulverpartikels P für reduzierten Reibungskoeffizient mit der Lage 16' aus thermoplastischem Harz eine Multiplikatorwirkung zu erhalten.
  • Da die Pulverschicht 17' durch Spritzen des Pulverpartikels P für reduzierten Reibungskoeffizient auf die Formungsfläche der Riemenbildungsform 30 vorab in dem Keilrippenriemen B der ersten Ausführungsform gebildet wird, besteht die Pulverschicht 17 aus drei Pulverarten: ersten Pulverpartikeln 17a für reduzierten Reibungskoeffizient, die vollständig in dem Film 16 aus thermoplastischem Harz eingebettet und mit dem Film 16 aus thermoplastischem Harz integriert sind; zweiten Pulverpartikeln 17b für reduzierten Reibungskoeffizienten, von denen ein Teil in der Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz eingebettet, auf dieser getragen und mit dieser integriert ist, und deren anderer Teil an der Oberfläche freiliegt; und dritten Pulverpartikeln 17c für reduzierten Reibungskoeffizienten, die nicht in dem Film 16 aus thermoplastischem Harz eingebettet und an der Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz agglomeriert und getragen sind.
  • Es wird erwartet, dass von den drei Arten der Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten die ersten Pulverpartikel 17a für reduzierten Reibungskoeffizienten effektiv dazu dienen, die Reibungskoeffizientreduktionswirkung über einen langen Zeitraum zu halten, und dass die zweiten und dritten Pulverpartikel 17b, 17c für reduzierten Reibungskoeffizienten in der Anfangszeit des Laufens zu der Reibungskoeffizientreduktionswirkung und aufgrund der Bildung von Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche der keilförmigen Rippe 15 zu dem Verhindern eines Riemenschlupfs beitragen, der durch das Aquaplaningphänomen hervorgerufen wird, wenn der Riemen nass wird.
  • Ferner ist es bei dem Keilrippenriemen B der ersten Ausführungsform sogar zum Beispiel bei Verwenden des Keilrippenriemens B bei einer Riemenscheibe, auf die eine wasserbasierte Farbe, die einen Reibungskoeffizienten erhöht, aufgetragen ist, möglich, eine Zunahme des Reibungskoeffizienten und die Erzeugung von Geräusch zu verhindern, das durch Stick-Slip hervorgerufen, bis sich die wasserbasierte Farbe, die am wahrscheinlichsten durch Stick-Slip Geräusch erzeugt, ablöst. Dies kann daran liegen, dass die zweiten und dritten Pulverpartikel 17b, 17c für reduzierten Reibungskoeffizienten verglichen mit dem herkömmlichen Fall, da Pulverpartikel nach dem Vulkanisationsformen auf die Keilrippenfläche gespritzt werden, über einen längeren Zeitraum vorhanden bleiben, und daher bewirkt in dem Fall, da der Riemen an der Riemenscheibe angelegt wird, auf welche eine wasserbasierte Farbe, die einen Reibungskoeffizient erhöht, aufgebracht ist, die wiederholte Reibung, dass die Pulverpartikel 17b, 17c in den Unregelmäßigkeiten der weichen Oberfläche der wasserbasierten Farbe gefangen, befördert und eingebettet werden, wodurch der Reibungskoeffizient der beschichteten Oberfläche, die eine sehr hohen Reibungskoeffizienten hatte, reduziert wird.
  • Von den ersten bis dritten Pulverpartikeln 17a, 17b, 17c für reduzierten Reibungskoeffizienten sind die ersten und zweiten Pulverpartikel 17a, 17b für reduzierten Reibungskoeffizienten beim kontinuierlichen Reduzieren eines durch Stick-Slip erzeugten Geräusches sehr effektiv. Ferner sind die dritten Pulverpartikel 17c für reduzierten Reibungskoeffizienten beim Erhalten der Reibungskoeffizientreduktionswirkung effektiv, da sie zur Beschichtung der Riemenscheibe befördert werden. Die dritten Pulverpartikel 17c für reduzierten Reibungskoeffizient sind nicht in dem Film 16 aus thermoplastischem Harz eingebettet, sondern sind durch das Anlegen von Druck während Vulkanisationsformen agglomeriert und kleben aneinander, und daher werden im Gegensatz zum herkömmlichen Fall, bei dem Pulverpartikel nach dem Vulkanisationsformen auf die Keilrippenfläche gespritzt werden, die Pulverpartikel nicht leicht durch Wasser abgewaschen, und dies kann der Grund sein, warum die Pulver durch die wiederholte Reibung mit der Riemenscheibe erfolgreich zu der Beschichtung befördert werden können.
  • Wie vorstehend beschrieben ist gemäß dem Keilrippenriemen B der ersten Ausführungsform die Pulverschicht 17 an der Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz vorgesehen, die die Riemenscheibenkontaktfläche des Keilrippenriemenkorpus 10 beschichtet, und die Pulverschicht 17 umfasst die Pulverpartikel 17a für reduzierten Reibungskoeffizient, die in dem Film 16 aus thermoplastischem Harz eingebettet sind, die Pulverpartikel 17b für reduzierten Reibungskoeffizienten, die an der Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz getragen und freigelegt sind, und die Pulverpartikel 17c für reduzierten Reibungskoeffizienten, die an den Pulverpartikeln 17b für reduzierten Reibungskoeffizienten, die an der Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz getragen und freigelegt sind, agglomeriert sind und daran haften. Es ist daher möglich, die Erzeugung von Geräusch über einen langen Zeitraum ab der Anfangszeit des Laufens selbst unter erschwerten Bedingungen effektiv zu reduzieren, z. B. unter einer Bedingung, bei der mehrere Riemenscheiben, um die der Keilrippenriemen B gewickelt ist, ein Paar von Riemenscheiben mit einer kurzen Riemenspannlänge von 40 bis 100 mm und daher mit einer großen Fehlausrichtung von 0,5 bis 2,0° (streng genommen 1,0 bis 2,0°) zwischen den Riemenscheiben, unter einer Bedingung, bei der der Riemen an einer Stelle wie etwa einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, der eine große Menge Wasser erhalten kann, oder unter einer Bedingung, bei der ein Bereich einer Drehungsänderung signifikant ist, d. h. 30 bis 50% (streng genommen 50 bis 80%), umfassen. Da ferner die Pulverpartikel 17 für reduzierten Reibungskoeffizienten die Wirkung des Reduzierens des Reibungskoeffizienten bieten, kann ein Verschleiß aufgrund von Kontakt mit einer Riemenscheibe ebenfalls reduziert werden. Zudem können die Unregelmäßigkeiten, die aus den Pulverpartikeln 17 für reduzierten Reibungskoeffizienten gebildet sind, Aquaplaning verhindern (können Wasser abführen), wenn der Riemen nass wird, und können somit ein Schlupfen aufgrund des Eintauchens in Wasser verhindern. Ferner kann der Film 16 aus thermoplastischem Harz die Rissfestigkeit steigern. Der hierin verwendete Begriff ”Riemenspannlänge” ist eine Strecke zwischen Kontaktpunkten der gemeinsamen Tangente zu einem Paar von benachbarten Riemenscheiben, um welche der Keilrippenriemen B gewickelt ist (siehe Seite 39, Practical Design for Belt Transmission and Precise Transportation (neue Ausgabe), herausgegeben von der Society of Belt Transmission Engineers, veröffentlich von Yokendo Co. Ltd.). Die Fehlausrichtung wird unter Verwenden des Verfahrens festgelegt, das auf den Seiten 64 und 65 Practical Design for Belt Transmission and Precise Transportation (neue Ausgabe), herausgegeben von der Society of Belt Transmission Engineers, veröffentlich von Yokendo Co. Ltd., beschrieben ist.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • 13A und 13B zeigen einen Keilrippenriemen B (einen Reibungstreibriemen) der zweiten Ausführungsform. 13A ist ein Beispiel, bei dem eine Pressgummischicht 11 aus einer einzigen Schicht besteht. 13B ist ein Beispiel, bei dem die Pressgummischicht 11 aus zwei Schichten besteht, d. h. einer Riemenscheibenkontaktseitenflächenschicht 11a und einer Innengummischicht 11b, die sich an der Innenseite der Riemenscheibenkontaktseitenflächenschicht 11a befindet. Zum Bezeichnen der gleichen Elemente wie in der ersten Ausführungsform wurden gleiche Bezugszeichen verwendet. Der Keilrippenriemen B der zweiten Ausführungsform wird zum Beispiel ebenfalls bei einem Nebenaggregat-Riementriebsystem verwendet, das in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
  • Bei dem Keilrippenriemen B der zweiten Ausführungsform ist ein Tuch 18 in dem Film 16 aus thermoplastischem Harz eingebettet.
  • Das Tuch 18 besteht zum Beispiel aus Gewebe, Gestrick, Vlies. Das Tuch 18 hat vorzugsweise eine nahtlose zylindrische Form. Da das Tuch 18 entlang der keilförmigen Rippe 15 geformt ist, ist es bevorzugt, dass das Tuch 18 im Hinblick auf die Formungsverarbeitbarkeit des Tuchs 18 Dehneigenschaften aufweist. Das gesamte Tuch 18 kann in der Mitte des Films 16 aus thermoplastischem Harz eingebettet sein, oder ein Teil oder die gesamte Fläche des Tuchs 18 kann von der Oberfläche des Films 16 aus thermoplastischem Harz freiliegen. Ferner kann die Rückseite des Tuchs 18 in engem Kontakt mit einem Gummi stehen, der unter dem Film 16 aus thermoplastischem Harz liegt. Das Tuch 18 kann einer Behandlung unterzogen werden, die Adhäsion zwischen dem Tuch 18 und dem Film 16 aus thermoplastischem Harz oder dem Gummi, der unter dem Film 16 aus thermoplastischem Harz liegt, vorsieht, oder kann keiner solchen Adhäsionsbehandlung unterzogen worden sein. Beispiele der Adhäsionsbehandlung umfassen eine Behandlung, bei der das Tuch 18 in eine Silanhaftvermittlerlösung eingetaucht und danach getrocknet wird, eine Behandlung, bei der das Tuch 18 in eine Epoxidlösung oder eine Isocyanatlösung eingetaucht und danach erwärmt wird, eine Behandlung, bei der das Tuch 18 in eine wässrige RFL-Lösung eingetaucht und danach erwärmt wird, und eine Behandlung, bei der das Tuch 18 in Gummilösung eingetaucht und danach getrocknet wird, oder eine Kombination dieser Behandlungen. Die Dicke des Tuchs 18 beträgt vorzugsweise 0,1 bis 1,0 mm und bevorzugter 0,3 bis 1,0 mm.
  • Beispiele eines Fasermaterials, das das Tuch 18 bildet, umfassen synthetische Fasern, wie etwa Polyethylenfasern, Polypropylenfasern, Polyesterfasern, Nylonfasern, Aramidfasern und PBO-Fasern und Naturfasern, wie etwa Baumwolle und Hanf.
  • Nun wird ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen des Keilrippenriemens B der zweiten Ausführungsform beschrieben.
  • Bei der Herstellung des Keilrippenriemens B der zweiten Ausführungsform, wie er in 14A gezeigt ist, werden das nicht vernetzte Gummifell 13' für eine rückseitige Gummischicht 13 und das nicht vernetzte Gummifell 12' für eine Adhäsionsgummischicht 12 nacheinander um die Außenumfangsfläche, d. h. die Formungsfläche, der Innenform 31 gewickelt und darauf geschichtet. Danach wird das Twistgarn 14' für einen Cord 14 spiralförmig um die zylindrische Innenform 31 gewickelt, und das nicht vernetzte Gummifell 12' für die Adhäsionsgummischicht 12 und das nicht vernetzte Gummifell 11' für eine Pressgummischicht 11 werden nacheinander um die Oberfläche Lage 16' aus thermoplastischem Harz um die Außenfläche als Beschichtung gewickelt, wodurch ein Riemenbildungskorpus 10' gebildet wird. D. h. das Tuch 18' tritt in dem Riemenbildungskorpus 10' zwischen die nicht vernetzte Gummizusammensetzung 12' und das thermoplastische Harz 16'. In diesem Fall wird die Lage 16' aus thermoplastischem Harz auf der Oberflächenseite welch und schmilzt während der Bildung des Riemens und dringt in das Tuch 18' ein, das unter der Lage 16' aus thermoplastischem Harz liegt. Dadurch kann eine Struktur, bei der das Tuch 18 in dem Film 16 aus thermoplastischem Harz eingebettet ist, erhalten werden.
  • Bei der Herstellung des Keilrippenriemens B der zweiten Ausführungsform, wie er in 14B gezeigt ist, werden ferner das nicht vernetzte Gummifell 13' für eine rückseitige Gummischicht 13 und das nicht vernetzte Gummifell 12' für die Adhäsionsgummischicht 12 nacheinander um die Außenumfangsfläche, d. h. die Formungsfläche, der Innenform 31 gewickelt und darauf geschichtet. Danach wird das Twistgarn 14' für den Cord 14 spiralförmig um die zylindrische Innenform 31 gewickelt, und das nicht vernetzte Gummifell 12' für die Adhäsionsgummischicht 12 und das nicht vernetzte Gummifell 11' für die Pressgummischicht 11 werden nacheinander um die Oberfläche gewickelt und darauf geschichtet. Um die Außenfläche wird eine Lage 16' aus thermoplastischem Harz als Beschichtung gewickelt, und zuletzt wird das Tuch 18' darauf gelegt, um den Riemenbildungskorpus 10' zu bilden. In diesem Fall wird die Lage 16' aus thermoplastischem Harz, das unter dem Tuch 18' liegt, weich und schmilzt während der Bildung des Riemens und dringt an der Oberflächenseite in das Tuch 18' ein. Dadurch kann eine Struktur, bei der das Tuch 18 in dem Film 16 aus thermoplastischem Harz eingebettet ist, erhalten werden.
  • Die anderen Konfigurationen, Herstellungsverfahren und Vorteile sind die gleichen wie die in der ersten Ausführungsform.
  • (Andere Ausführungsformen)
  • Bei der ersten und zweiten Ausführungsform wird der Keilrippenriemen B als Reibungstreibriemen beschrieben, doch ist die vorliegenden Offenbarung nicht besonders auf den Keilrippenriemen B beschränkt und ist auch auf einen flankenoffenen Keilriemen etc. anwendbar.
  • Auch wenn das Nebenaggregat-Riementriebsystem 20 eines Kraftfahrzeugs in der ersten und zweiten Ausführungsform als Riementriebsystem beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht eigens auf das Nebenaggregat-Riementriebsystem 20 beschränkt und ist auch auf Riementriebsysteme für allgemeine industrielle Nutzung etc. übertragbar.
  • Beispiele
  • (Keilrippenriemen)
  • Es wurden Keilrippenriemen der Beispiele 1–2 und Vergleichsbeispiele 1–3 mit den nachstehend beschriebenen Konfigurationen gebildet. Ihre Konfigurationen sind auch in Tabelle 1 gezeigt.
  • <Beispiel 1>
  • Es wurden jeweilige nicht vernetzte Gummifelle für die Pressgummischicht, die Adhäsionsgummischicht und die rückseitige Gummischicht, die jeweils aus einer EPDM-Zusammensetzung bestanden, und Twistgarn für den Cord erzeugt.
  • Im Einzelnen wurde das nicht vernetzte Gummifell für die Riemenscheibenkontaktseitenflächenschicht der Pressgummischicht durch Mischen von 100 Masseteilen EPDM (hergestellt von The Dow Chemical Company, Handelsbezeichnung: Nordel IP4640, Ethylenanteil: 55 Masseprozent, Propylenanteil: 40 Masseprozent, Ethylidennorbornan (ENB): 5,0 Masseprozent, Mooney-Viskosität: 40 ML1+4 (125°C)) als Gummikomponente mit 50 Masseteilen Carbon Black (hergestellt von Showa Cabot Corp., Handelsbezeichnung: Showblack IP200 Carbon), 8 Masseteilen Paraffinöl (hergestellt von Japan Sun Oil Company LTD., Handelsbezeichnung: SunFlex 2280), 1,6 Masseteilen eines Vulkanisationsmittels (hergestellt von Hosoi Chemical Industry Co., Ltd., Handelsbezeichnung: Oil Sulfur), 2,8 Masseteilen eines Vulkanisationsbeschleunigers (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: EP-150), 1,2 Masseteilen eines Vulkanisationsbeschleunigers (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: MSA), 1 Masseteil eines Vulkanisationshilfsmittels (hergestellt von Kao Corporation, Stearinsäure), 5 Masseteilen eines Vulkanisationshilfsmittels (hergestellt von Sakai Chemical Industry Co., Ltd., Zinkoxid), 2 Masseteilen eines Antioxidans (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: 224 (TMDQ: 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin)), 1 Masseteil eines Antioxidans (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: MB (2-Mercaptobenzimidazol)), und 40 Masseteilen von Polyethylen ultrahoher relativer Molekülmasse (hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., Handelsbezeichnung: Hizex Million 240S), Kneten der Mischung in einem Banbury-Mischer und dann Wälzen der gekneteten Mischung mit Kalanderwalzen erzeugt.
  • Das nicht vernetzte Gummifell für die Innengummischicht der Pressgummischicht wurde durch Mischen von 100 Masseteilen EPDM (hergestellt von The Dow Chemical Company, Handelsbezeichnung: Nordel IP4640) als Gummikomponente mit 70 Masseteilen Carbon Black (hergestellt von Showa Cabot Corp., Handelsbezeichnung: Showblack IP200 Carbon), 8 Masseteilen Paraffinöl (hergestellt von Japan Sun Oil Company LTD., Handelsbezeichnung: SunFlex 2280), 1,6 Masseteilen eines Vulkanisationsmittels (hergestellt von Hosoi Chemical Industry Co., Ltd., Handelsbezeichnung: Oil Sulfur), 2,8 Masseteilen eines Vulkanisationsbeschleunigers (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: EP-150 (eine Mischung von Vulkanisationsbeschleunigern DM (Dibenzothiazyldisulfid), TT (Tetramethylthiuramdisulfid) und EZ (Zinkdiethyldithiocarbamat)), 1,2 Masseteilen eines Vulkanisationsbeschleunigers (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: MSA(N-Oxydiethylen-2-enzothiazolylsulfenamid), 1 Masseteil eines Vulkanisationshilfsmittels (hergestellt von Kao Corporation, Stearinsäure), 5 Masseteilen eines Vulkanisationshilfsmittels (hergestellt von Sakai Chemical Industry Co., Ltd., Zinkoxid), 2 Masseteilen eines Antioxidans (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: 224), 1 Masseteil eines Antioxidans (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: MB), Kneten der Mischung in einem Banbury-Mischer und dann Wälzen der gekneteten Mischung mit Kalanderwalzen erzeugt.
  • Das nicht vernetzte Gummifell für die Adhäsionsgummischicht wurde durch Mischen von 100 Masseteilen EPDM (hergestellt von The Dow Chemical Company, Handelsbezeichnung: Nordel IP4640) als Gummikomponente mit 50 Masseteilen Carbon Black (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation, Handelsbezeichnung: HAF Carbon), 20 Masseteilen Siliciumdioxid (hergestellt von Tokuyama Corporation, Handelsbezeichnung: TOKUSIL Gu), 20 Masseteilen Paraffinöl (hergestellt von Japan Sun Oil Company LTD., Handelsbezeichnung: SunFlex 2280), 3 Masseteilen eines Vulkanisationsmittels (hergestellt von Hosoi Chemical Industry Co., Ltd., Handelsbezeichnung: Oil Sulfur), 2,5 Masseteilen eines Vulkanisationsbeschleunigers (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: EP-150), 1 Masseteil eines Vulkanisationshilfsmittels (hergestellt von Kao Corporation, Stearinsäure), 5 Masseteilen eines Vulkanisationshilfsmittels (hergestellt von Sakai Chemical Industry Co., Ltd., Zinkoxid), 2 Masseteilen eines Antioxidans (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: 224), 1 Masseteil eines Antioxidans (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: MB), 5 Masseteilen eines Klebrigmachers (ZEON CORPORATION, Handelsbezeichnung: Petroleum Resin Quintone A-100) und 2 Masseteilen Kurzfasern (Baumwollpulver), Kneten der Mischung in einem Banbury-Mischer und dann Wälzen der gekneteten Mischung durch Kalanderwalzen erzeugt.
  • Das nicht vernetzte Gummifell für die rückseitige Gummischicht wurde durch Mischen von 100 Masseteilen EPDM (hergestellt von The Dow Chemical Company, Handelsbezeichnung: Nordel IP4640) als Gummikomponente mit 60 Masseteilen Carbon Black (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation, Handelsbezeichnung: HAF Carbon), 8 Masseteilen Paraffinöl (hergestellt von Japan Sun Oil Company LTD., Handelsbezeichnung: SunFlex 2280), 1,6 Masseteilen eines Vulkanisationsmittels (hergestellt von Hosoi Chemical Industry Co., Ltd., Handelsbezeichnung: Oil Sulfur), 2,8 Masseteilen eines Vulkanisationsbeschleunigers (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: EP-150), 1,2 Masseteilen eines Vulkanisationsbeschleunigers (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: MSA), 1 Masseteil eines Vulkanisationshilfsmittels (hergestellt von Kao Corporation, Stearinsäure), 5 Masseteilen eines Vulkanisationshilfsmittels (hergestellt von Sakai Chemical Industry Co., Ltd., Zinkoxid), 2 Masseteilen eines Antioxidans (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: 224), 1 Masseteil eines Antioxidans (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., Handelsbezeichnung: MB) und 13 Masseteilen Kurzfasern (hergestellt von Asahi Kasei Corporation, Handelsbezeichnung: Nylon 66, Typ T-5), Kneten der Mischung in einem Banbury-Mischer und dann Wälzen der gekneteten Mischung mit Kalanderwalzen erzeugt.
  • Das Twistgarn für den Cord wurde aus 1100 dtex/2×3 (die Anzahl der zweiten Drehungen: 9,5 T/10 cm (Z), die Anzahl der ersten Drehungen: 2,19 T/10 cm (S)) Polyesterfasern aus TEIJIN LIMITED hergestellt. Das Twistgarn wurde nacheinander einer Behandlung des Einweichens des Twistgarns in eine Toluenlösung, die 20 Masseprozent (Feststoffanteil) Isocyanat enthielt, und Erwärmen und Trocknen des Twistgarns 40 Sekunden lang bei 240°C, einer Behandlung des Einweichens des Twistgarns in einer wässrigen RFL-Lösung und Erwärmen und Trocknen des Twistgarns 80 Sekunden lang bei 200°C und einer Behandlung des Einweichens des Twistgarns in Gummilösung, die durch Auflösen einer Gummizusammensetzung für die Adhäsionsgummischicht in Toluen erzeugt wurde, und Erwärmen und Trocknen des Twistgarns 40 Sekunden lang bei 60°C unterzogen.
  • Die wässrige RFL-Lösung wurde wie folgt erzeugt. Resorcinol, Formalin (37 Masseprozent) und Natriumhydroxid wurden Wasser zugegeben, und das resultierende Gemisch wurde gerührt. Dann wurde dem Gemisch Wasser zugegeben und das resultierende Gemisch wurde 5 Stunden lang unter Rühren gereift, wodurch eine wässrige RF-Lösung mit dem Verhältnis der Anzahl von Mol Resorcinol (R) zur Anzahl von Mol Formalin (F) 0,5 betrug. 40 Masseprozent (Feststoffanteil) von chlorsulfoniertem Polyethylengummi(CSM)-Latex (L) wurde dieser wässrigen RF-Lösung zugegeben, so dass das Feststoffmassenverhältnis von RF zu L 0,25 wurde, und ferner wurde Wasser zugegeben, so dass der Feststoffanteil 20 Masseprozent betrug. Das resultierende Gemisch wurde 12 Stunden lang unter Rühren gereift, wodurch die wässrige RFL-Lösung erzeugt wurde.
  • Auf eine zylindrische Trommel mit einer glatten Oberfläche wurde eine Gummihülse (eine Innenform) gesetzt, und das nicht vernetzte Gummifell für die rückseitige Gummischicht und das nicht vernetzte Gummifell für die Adhäsionsgummischicht wurden nacheinander um die Gummihülse gewickelt. Dann wurde das Twistgarn, das der Adhäsionsbehandlung unterzogen worden war, spiralförmig um diese gewunden. Ferner wurden das nicht vernetzte Gummifell für die Adhäsionsgummischicht, das nicht vernetzte Gummifell für die Innengummischicht der Pressgummischicht und das nicht vernetzte Gummifell für die Riemenscheibenkontaktseitenflächenschicht der Pressgummischicht nacheinander um diese gewickelt. Zudem wurde darauf ein Gestrick (aus Polyamidfasern) in zylindrischer Form, das keiner Adhäsionsbehandlung unterzogen worden war, gelegt und zuletzt wurde eine Polyethylenlage hoher Dichte (hergestellt von KEIYO POLYETHYLENE CO., LTD., ein Resultat, das durch Wälzen einer Mischung von T4005 (Handelsbezeichnung) und T4010 (Handelsbezeichnung), die bei einem Massenverhältnis von 1:1 zu einem Lage mit einer Dicke von 40 μm gemischt wurden) erhalten wurde, als Beschichtung gewunden, wodurch ein Riemenbildungskorpus gebildet wurde. In diesem Fall hat der erhaltene Keilrippenriemen eine schlechtere Rissbeständigkeit, wenn die Polyethylenlage hoher Dichte durch eine Überlappverbindung verwenden ist. Somit wurden die Endabschnitte nicht aneinander angehaftet, sondern durch eine Stoßverbindung verbunden.
  • Andererseits wurden Fluorcarbonharzpulverpartikel (hergestellt von KITAMURA LIMITED, Handelsbezeichnung: KTL-10L, Partikelgröße 10 μm), die bei 100 kV geladen waren, auf die Innenumfangsfläche der Außenform gespritzt, um eine Pulverschicht mit einer Dicke von 50 μm zu bilden.
  • Die Außenform, an der die Pulverschicht gebildet worden war, wurde auf die Gummihülse gelegt, auf der der Riemenbildungskorpus gesetzt wurde, und die Außenform wurde geschlossen. Dann wurde die Außenform erwärmt und es wurde ein Druck an dem abgedichteten Innenraum der Innenform angelegt, wodurch der Riemenrohling vulkanisiert und geformt wurde. Die Formungstemperatur betrug 170°C. Der Formungsdruck betrug 1,0 MPa. Die Formungszeit betrug 30 Minuten. Bei dem Riemenrohling war nach dem Vulkanisationsformen die Polyethylenlage hoher Dichte geschrumpft und es hatte sich ein Spalt zwischen den Enden gebildet, die voneinander getrennt waren.
  • Ein aus diesem Riemenrohling hergestellter Keilrippenriemen ist Beispiel 1. Der Keilrippenriemen von Beispiel 1 hatte eine Länge von 1115 mm, eine Breite von 21,36 mm und eine Dicke von 4,3 mm. Die Höhe eines Keilrippenriemens beträgt 2,0 mm, und die Anzahl der keilförmigen Rippen beträgt 6.
  • <Beispiel 2>
  • Durch das gleiche Verfahren von Beispiel 1, außer dass das Gestrick nicht aufgelegt wurde, wurde ein Keilrippenriemen des Beispiels 2 hergestellt.
  • <Vergleichsbeispiel 1>
  • Ein Keilrippenriemen von Vergleichsbeispiel 1 wurde durch das gleiche Verfahren von Beispiel 1, außer dass das Fluorcarbonharzpulver nicht auf die Außenform gespritzt wurde, hergestellt.
  • <Vergleichsbeispiel 2>
  • Ein Keilrippenriemen von Vergleichsbeispiel 2 wurde durch das gleiche Verfahren von Beispiel 1, außer dass das Gestrick nicht aufgesetzt wurde und dass das Fluorcarbonharzpulver nicht auf die Außenform gespritzt wurde, hergestellt.
  • <Vergleichsbeispiel 3>
  • Ein Keilrippenriemen von Vergleichsbeispiel 3 wurde durch das gleiche Verfahren von Beispiel 1, außer dass die Polyethylenlage hoher Dichte nicht gewunden wurde, hergestellt.
  • <Vergleichsbeispiel 4>
  • Ein Keilrippenriemen von Vergleichsbeispiel 4 wurde durch das gleiche Verfahren von Beispiel 1, außer dass das Gestrick nicht aufgelegt war, dass die Polyethylenlage hoher Dichte nicht gewunden wurde und dass das Fluorcarbonharzpulver nach Vulkanisationsformen auf die Keilrippenfläche gespritzt wurde, statt das Fluorcarbonharzpulver auf die Außenform zu spritzen, hergestellt.
  • <Vergleichsbeispiel 5>
  • Ein Keilrippenriemen von Vergleichsbeispiel 5 wurde durch das gleiche Verfahren von Beispiel 1, außer dass das Fluorcarbonharzpulver auf die Oberfläche der Polyethylenlage hoher Dichte gespritzt wurde, statt das Fluorcarbonharzpulver auf die Außenform zu spritzen, hergestellt. [Tabelle 1]
    Figure DE112012005638T5_0002
  • (Testbeurteilungsverfahren)
  • Die folgenden Geräuschtests während des Laufens wurden an den Beispielen 1 bis 2 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 vorgenommen.
  • <Geräuschtest bei Fehlausrichtungslauf des Riemens
  • 15 zeigt eine Anordnung von Riemenscheiben eines Riemenlauftestgeräts 40 für einen Geräuschtest bei Riemenlauf mit Fehlausrichtung.
  • Das Riemenlauftestgerät 40 umfasst: eine Antriebsriemenscheibe 41, die eine Rippenriemenscheibe ist, die sich an der unteren linken Seite befindet und einen Durchmesser von 80 mm aufweist; eine erste Abtriebsriemenscheibe 42, die eine Rippenriemenscheibe aus Phenolharz ist, die sich an der rechten Seite der Antriebsriemenscheibe 41 befindet und einen Durchmesser von 130 mm hat; eine zweite Abtriebsriemenscheibe 43, die eine Flachriemenscheibe ist, die sich zwischen der Antriebsriemenscheibe 41 und der ersten Abtriebsriemenscheibe 42 befindet und einen Durchmesser von 80 mm hat; und eine dritte Abtriebsriemenscheibe 44, die eine Rippenriemenscheibe ist, die sich über der zweiten Abtriebsriemenscheibe 43 befindet und einen Durchmesser von 60 mm hat. Bei dem Riemenlauftestgerät 40 ist der Keilrippenriemen B um so die Riemenscheiben gewunden, dass die Keilrippenseite des Keilrippenriemens B mit der Antriebsriemenscheibe 41, der ersten Abtriebsriemenscheibe 42 und der dritten Abtriebsriemenscheibe 44, die Rippenriemenscheiben sind, in Kontakt steht und dass die Rückseite des Keilrippenriemens B mit der zweiten Abtriebsriemenscheibe 43, die eine Flachriemenscheibe ist, in Kontakt steht. Die dritte Abtriebsriemenscheibe 44 ist in Aufwärts- und Abwärtsrichtungen bewegbar, so dass an dem Keilrippenriemen B eine Riemenspannung angelegt werden kann. Ferner sind die erste Abtriebsriemenscheibe 42 und die zweite Abtriebsriemenscheibe 43 um 3° fehlausgerichtet.
  • Jeder der Keilrippenriemen der Beispiele 1 bis 2 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 wurde auf das Riemenlauftestgerät 40 gelegt, und es wurde ein Totgewicht von 380 N nach oben zu der dritten Abtriebsriemenscheibe 44 angelegt, so dass an dem Keilrippenriemen eine Riemenspannung angelegt wurde. Dann wurde die Antriebsriemenscheibe 41 bei einer Drehzahl von 750 U/min. bei einer Umgebungstemperatur von 5°C gedreht, um ein Laufen des Riemens zu bewirken. Die Laufzeit des Riemens bis zum Erzeugen eines spezifischen Geräuschs wurde als Geräuscherzeugungslaufzeit gemessen. Der Test wurde gestoppt, als die Laufzeit des Riemens 300 Stunden überstieg.
  • <Geräuschtest bei Drehungsänderungsriemenlauf>
  • 16 zeigt eine Anordnung von Riemenscheiben eines Riemenlauftestgeräts 50 für einen Geräuschtest bei Riemenlauf bei Drehungsänderung.
  • Das Riemenlauftestgerät 50 umfasst: eine Antriebsriemenscheibe 51, die eine Rippenriemenscheibe ist, die sich an der Unterseite befindet und einen Durchmesser von 140 mm aufweist; eine erste Abtriebsriemenscheibe 52, die eine Rippenriemenscheibe ist, die sich an der oberen rechten Seite der Antriebsriemenscheibe 51 befindet und einen Durchmesser von 100 mm hat; eine zweite Abtriebsriemenscheibe 53, die eine Rippenriemenscheibe ist, die sich an der oberen linken Seite der Antriebsriemenscheibe 51 und der ersten Abtriebsriemenscheibe 52 befindet und einen Durchmesser von 60 mm hat; und eine Spannrolle 54, die eine Flachriemenscheibe ist, die sich an der linken Seite der ersten Abtriebsriemenscheibe 52 befindet und einen Durchmesser von 70 mm hat. Bei dem Riemenlauftestgerät 50 ist der Keilrippenriemen B so um die Riemenscheiben gewunden, dass die Keilrippenseite des Keilrippenriemens B mit der Antriebsriemenscheibe 51 und der ersten und zweiten Abtriebsriemenscheibe 52, 53, die Rippenriemenscheiben sind, in Kontakt steht und dass die Rückseite des Keilrippenriemens B mit der Spannrolle 54, die eine Flachriemenscheibe ist, in Kontakt steht. Die Antriebsriemenscheibe 51 ist mit einer wasserbasierten Farbe beschichtet.
  • Jeder der Keilrippenriemen der Beispiele 1 bis 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5 wurde auf das Riemenlauftestgerät 50 gesetzt, und die Spannrolle 54 wurde so positioniert, dass eine Riemenspannung von 350 N an dem Riemen angelegt wurde. Die Drehungslast wurde an der ersten und zweiten Abtriebsriemenscheibe 52, 53 angelegt, und die Antriebsriemenscheibe 51 wurde bei einer Drehzahl von 750 U/min fünf Minuten lang bei einer Umgebungstemperatur von 25°C gedreht, um ein Laufen des Riemens zu bewirken, während Wasser mit einem Zerstäuber auf einen Wickelstartabschnitt des Riemens um die Antriebsriemenscheibe 51 gespritzt wurde und die Drehung der Antriebsriemenscheibe 51 bei einer 25 Hz Drehungsänderungsrate von 27% geändert wurde. Ob Geräusch erzeugt wurde oder nicht, wurde während des Laufens des Riemens geprüft und auf einer 4-Punkt-Skala beurteilt, die aus Kein Geräusch, Geringes Geräusch, Mäßiges Geräusch und Großes Geräusch besteht.
  • (Testbeurteilungsresultat)
  • Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • Die Ergebnisse des Geräuschtests bei Fehlausrichtungsriemenlauf zeigen, dass die Riemen der Beispiele 1 und 2 300 Stunden lang kein Geräusch erzeugten. Der Riemen des Vergleichsbeispiels 1 erzeugte dagegen eine Stunde nach dem Start des Laufens Geräusch. Die Riemen der Vergleichsbeispiele 2 und 4 erzeugten unmittelbar nach dem Start des Laufens Geräusch. Der Riemen des Vergleichsbeispiels 3 erzeugte 25 Stunden nach dem Start des Laufens Geräusch. Der Riemen des Vergleichsbeispiels 8 erzeugte 8 Stunden nach dem Start des Laufens Geräusch.
  • Die Ergebnisse des Geräuschtests bei Drehungsänderungsriemenlauf zeigen, dass die Riemen der Beispiele 1 und 2 kein Geräusch erzeugten. Die Riemen der Vergleichsbeispiele 1, 3 und 5 erzeugten dagegen mäßiges Geräusch, und die Riemen der Vergleichsbeispiele 2 und 4 erzeugten großes Geräusch.
  • GEWERGBLICHE ANWENDBARKEIT
  • Die vorliegende Offenbarung ist als Reibungstreibriemen, Verfahren zum Herstellen des Reibungstreibriemens und Riementriebsystem brauchbar.
  • Bezugszeichenliste
    • B
    Keilrippenriemen (Reibungstreibriemen)
    P
    Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten
    10
    Keilrippenriemenkorpus
    10'
    Riemenbildungskorpus
    16
    Film aus thermoplastischem Harz
    16'
    Lage aus thermoplastischem Harz
    17
    Pulverschicht
    17a, 17b, 17c
    Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten
    18, 18'
    Tuch
    20
    Nebenaggregat-Riementriebsystem
    30
    Riemenbildungsform

Claims (15)

  1. Reibungstreibriemen, der einen Riemenkorpus aus einer Gummizusammensetzung aufweist, der um Riemenscheiben gewickelt ist, um Leistung zu übertragen, wobei der Reibungstreibriemen umfasst: einen Film aus thermoplastischem Harz, der vorgesehen ist, um eine Riemenscheibenkontaktfläche des Riemenkorpus zu beschichten; und eine Pulverschicht aus Pulverpartikeln für reduzierten Reibungskoeffizienten, die auf einer Flächenseite des Films aus thermoplastischem Harz vorgesehen ist, wobei de Pulverschicht Pulverpartikel für reduziertem Reibungskoeffizienten, die in dem Film aus thermoplastischem Harz eingebettet sind, Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten, die an der Oberfläche des Films aus thermoplastischem Harz getragen und freigelegt sind, und Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten, die an den Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten, die an der Oberfläche des Films aus thermoplastischem Harz getragen und freigelegt sind, agglomeriert sind und daran haften.
  2. Reibungstreibriemen nach Anspruch 1, wobei ein Tuch in dem Film aus thermoplastischem Harz eingebettet ist.
  3. Reibungstreibriemen nach Anspruch 2, wobei das Tuch ein Gestrick ist.
  4. Reibungstreibriemen nach einem der Ansprüche 1–3, wobei der Film aus thermoplastischem Harz eine Dicke von 0,1 bis 200 μm hat.
  5. Reibungstreibriemen nach einem der Ansprüche 1–4, wobei eine Erweichungstemperatur oder ein Schmelzpunkt eines thermoplastischen Harzes, das den Film aus thermoplastischem Harz bildet, 100 bis 170°C beträgt.
  6. Reibungstreibriemen nach einem der Ansprüche 1–5, wobei der Film aus thermoplastischem Harz aus Polyethylenharz besteht.
  7. Reibungstreibriemen nach einem der Ansprüche 1–6, wobei die Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten, die die Pulverschicht bilden, eine Partikelgröße von 0,1 bis 150 μm haben.
  8. Reibungstreibriemen nach einem der Ansprüche 1–7, wobei die Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten, die die Pulverschicht bilden, aus Fluorcarbonharz bestehen.
  9. Reibungstreibriemen nach einem der Ansprüche 1–8, wobei der Riemenkorpus ein Keilrippenriemenkorpus ist.
  10. Reibungstreibriemen, der einen Riemenkorpus aus einer Gummizusammensetzung aufweist, der um Riemenscheiben gewickelt ist, um Leistung zu übertragen, wobei eine Pulverschicht vorab durch Spritzen von Pulverpartikeln für reduzierten Reibungskoeffizienten auf eine Formungsfläche einer Riemenbildungsform gespritzt wird, auf welcher eine Riemenscheibenkontaktseite des Reibungstreibriemens gebildet ist, ein Riemenbildungskorpus, der aus einer nicht vernetzten Gummizusammensetzung besteht, die mit einem thermoplastischen Harz beschichtet ist, an die Pulverschicht pressgeschweißt ist und die nicht vernetzte Gummizusammensetzung bei einer Formungstemperatur vernetzt wird, bei der die Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten nicht schmelzen und bei der das thermoplastische Harz weich wird oder schmilzt.
  11. Riementriebsystem, umfassend: den Reibungstreibriemen nach einem der Ansprüche 1–10 und mehrere Riemenscheiben, um die der Riemenkorpus des Reibungstreibriemens gewickelt ist.
  12. Riementriebsystem nach Anspruch 11, wobei die mehreren Riemenscheiben ein Paar von Riemenscheiben umfassen, zwischen denen eine Riemenspannlänge des Reibungstreibriemens 40 bis 100 mm beträgt.
  13. Riementriebssystem nach Anspruch 12, wobei eine Fehlausrichtung zwischen dem Paar von Riemenscheiben 0,5 bis 2,0° beträgt.
  14. Verfahren zum Herstellen des Reibungstreibriemens nach einem der Ansprüche 1–10, wobei eine Pulverschicht vorab durch Spritzen von Pulverpartikeln für reduzierten Reibungskoeffizienten auf eine Formungsfläche einer Riemenbildungsform, auf der eine Riemenscheibenkontaktseite des Reibungstreibriemens gebildet ist, gebildet wird, ein Riemenbildungskorpus, der aus einer nicht vernetzten Gummizusammensetzung besteht, die mit einem thermoplastischen Harz beschichtet ist, an die Pulverschicht pressgeschweißt wird und die nicht vernetzte Gummizusammensetzung bei einer Formungstemperatur vernetzt wird, bei der die Pulverpartikel für reduzierten Reibungskoeffizienten nicht schmelzen und bei der das thermoplastische Harz weich wird oder schmilzt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei ein Tuch zwischen die nicht vernetzte Gummizusammensetzung und das thermoplastische Harz in dem Riemenbildungskorpus tritt.
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