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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Transmissionsriemen.
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Technischer Hintergrund
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Krafttransmissionsriemen, typischerweise Riemen wie etwa Reibungstransmissionsriemen, werden als Mittel zum Übertragen von Drehkraft von Brennkraftmaschinen und Motoren, die für mechanische Systeme und Autos verwendet werden, eingesetzt. Wenn ein solcher Krafttransmissionsriemen feucht ist, nimmt Riemenschlupf zu, gefolgt von einem Auftreten von Haftgleiten und dem resultierenden anomalen Geräusch. Die Zunahme von Riemenschlupf bewirkt zudem eine Abnahme von Transmissionsleistung, was zu geringerer Kraftstoffwirtschaftlichkeit führt.
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Zum Lösen dieses Problems offenbart Patentschrift 1 einen Reibungstransmissionsriemen, dessen Riemenkorpus aus einer Gummizusammensetzung gebildet ist, in welche ein Schichtsilikat eingemischt ist.
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Liste zitierter Schriften
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Patentschrift
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- Patentschrift 1: WO2010/098091
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Der in Patentschrift 1 angeführte Reibungstransmissionsriemen ist in gewissem Maße zum Drosseln des Auftretens von anomalem Geräusch und einer Reduzierung von Transmissionsleistung bei feuchtem Reibungstransmissionsriemen geeignet; Nutzer erwarten aber von Reibungstransmissionsriemen eine höhere Leistung und fordern deren weitere Verbesserung. Die vorliegende Offenbarung sieht einen Reibungstransmissionsriemen mit einer hohen Transmissionsleistung unter einer feuchten Bedingung vor.
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Lösung des Problems
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Ein Reibungstransmissionsriemen der vorliegenden Offenbarung ist um eine Riemenscheibe gewickelt und überträgt Kraft. Der Reibungstransmissionsriemen umfasst: einen Riemenkorpus aus einer Gummizusammensetzung, in welche mindestens eines von Montmorillonit oder Magnesiumcarbonat eingemischt ist; und eine Stofflage, die ausgelegt ist, um mindestens eine Oberfläche des Riemenkorpus, die mit der Riemenscheibe in Kontakt kommt, zu beschichten, wobei die Stofflage einen Abschnitt aufweist, der mit mindestens einem von dem Montmorillonit oder dem Magnesiumcarbonat, das in die Gummimischung eingemischt ist, in Kontakt kommt.
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Die Stofflage kann ein Gewebe oder ein Gewirk sein, und die Stofflage kann einen Abschnitt aufweisen, der in der in dem Riemenkorpus enthaltenen Gummizusammensetzung eingebettet ist.
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Zudem kann das Gewebe oder das Gewirk Wasser absorbieren.
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Weiterhin kann der Reibungstransmissionsriemen der vorliegenden Offenbarung aus einem Erzeugnis hergestellt sein, das eine Gummilage zum Bilden des Reibungstransmissionsriemens und einen über eine Oberfläche der Gummilage gewickelten Stoff umfasst, wobei das Erzeugnis gegen eine Form gepresst und gleichzeitig vernetzt wird, um den Reibungstransmissionsriemen zu ergeben, und die Form einen gerippten Teil aufweist, um die Oberfläche des mit der Riemenscheibe in Kontakt kommenden Riemenkorpus zu formen.
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Vorteile der Erfindung
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Der Reibungstransmissionsriemen der vorliegenden Offenbarung weist die mit dem Montmorillonit und/oder Magnesiumcarbonat in Kontakt kommende Stofflage auf. Ein solches Merkmal ermöglicht es dem Montmorillonit oder dem Magnesiumcarbonat, Wasser, das die Stofflage absorbiert hat, weiter zu absorbieren, was zum effektiven Drosseln einer Verschlechterung der Transmissionsleistung des Reibungstransmissionsriemens unter einer feuchten Bedingung beiträgt. Das Merkmal trägt mit anderen Worten zur Verbesserung der Transmissionsleistung unter einer feuchten Bedingung bei.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Keilrippenriemen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schematisch zeigt.
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2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die einen Bereich in einer Nähe einer Riemenscheibenkontaktfläche des Keilrippenriemens von 1 zeigt.
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3 ist eine Darstellung, die zeigt, wie der Keilrippenriemen von 1 herzustellen ist.
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4 ist eine Darstellung, die auf 3 folgend zeigt, wie der Keilrippenriemen von 1 herzustellen ist.
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5 zeigt eine Anordnung von Riemenscheiben einer Riemenlauf-Testmaschine, die bei einem Transmissionsleistungstest unter einer feuchten Bedingung verwendet wird.
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6 ist eine Darstellung, die ein Ergebnis des Transmissionsleistungstests des Keilrippenriemens unter einer feuchten Bedingung zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Verweis auf die Zeichnungen näher beschrieben.
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(Keilrippenriemen)
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1 zeigt ein Beispiel eines Keilrippenriemens (eines Reibungstransmissionsriemens) nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Dieser Keilrippenriemen B wird für ein Nebenaggregatantriebsriementransmissionssystem verwendet, das zum Beispiel in einem Kraftfahrzeugmotorraum vorgesehen ist. Der Keilrippenriemen B weist eine Riemenumfangslänge, die von 700 mm bis 3.000 mm reicht, eine Riemenbreite, die von 10 mm bis 36 mm reicht, und eine Riemendicke, die von 4,0 mm bis 5,0 mm reicht, auf.
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Der Keilrippenriemen B umfasst einen Keilrippenriemenkorpus 10 gebildet aus folgenden drei Lagen: einer Pressgummilage 11 an einem Innenumfang des Keilrippenriemens B; einer Haftgummilage 12; und einer Rückflächen-Gummilage 13 an einem Außenumfang des Keilrippenriemens B. Die Haftgummilage 12 ist zwischen der Pressgummilage 11 und der Rückflächen-Gummilage 13 sandwichartig eingeschlossen. Ein Cord 14, der in der Haftgummilage 12 eingebettet ist, ist spiralförmig, mit einer Ganghöhe entlang der Riemenbreite.
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Die Pressgummilage 11 weist mehrere keilförmige Rippen 15 auf, die hin zum Innenumfang des Riemens vorstehen. Jede der keilförmigen Rippen 15 ist ein Riemenscheibenkontaktabschnitt. Die keilförmigen Rippen 15 sind entlang der Riemenbreite parallel zueinander angeordnet. Jede keilförmige Rippe 15 ist zu einem sich entlang der Riemenlänge erstreckenden Grat mit einem im Wesentlichen umgekehrten dreieckigen Querschnitt geformt. Jede keilförmige Rippe 15 weist eine Höhe auf, die zum Beispiel von 2,0 mm bis 3,00 mm reicht. Eine Breite zwischen den Bodenenden der keilförmigen Rippe 15 reicht zum Beispiel von 1,0 mm bis 3,6 mm. Ferner sind zum Beispiel 3 bis 6 keilförmige Rippen vorhanden (in 1 sind sechs Rippen vorhanden).
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Zudem ist eine Oberfläche (d. h. eine Oberfläche in Kontakt mit einer Riemenscheibe) des Keilrippenriemenkorpus 10 zu den keilförmigen Rippen 15 mit einer Stofflage 16 versehen.
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Die Stofflage 16 ist gewirkt aus Garnen wie: (i) wollig verarbeiteten Garnen aus Polyamidfasern, Polyesterfasern, Baumwolle, Nylonfasern und Aramidfasern mit Falschdraht (wollig verarbeitet); oder (ii) ummantelten Garnen, die jeweils aus einem als Kerngarn dienenden Polyurethanstretchgarn bestehen, das mit einem aus zum Beispiel Nylon bestehenden ummantelnden Garn ummantelt ist. Die Stofflage 16 weist eine Dicke auf, die zum Beispiel von 0,1 mm bis 0,8 mm reicht. Alternativ kann auch statt des Gewirks ein Gewebe verwendet werden.
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Weiterhin ist die Pressgummilage 11 aus einer Gummizusammensetzung gebildet, in die eine wasserabsorbierende Verbindung eingemischt ist. Beispiele für die wasserabsorbierende Verbindung können mindestens eines von Montmorillonit und Magnesiumcarbonat umfassen.
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Das Montmorillonit kann vorteilhaft eine Partikelgröße, die von 0,05 μm bis 120 μm und vorteilhafter von 0,5 μm bis 80 μm reicht, aufweisen. Zudem kann die Menge des Montmorillonits, das in 100 Massenteile eines so genannten Material Rubber (deutsch: Verbundgummi) eingemischt ist, von 10 Massenteilen bis 50 Massenteilen, vorteilhaft von 10 Massenteilen bis 40 Massenteilen und vorteilhafter von 10 Massenteilen bis 30 Massenteilen reichen. Das Magnesiumcarbonat kann von gleicher Partikelgröße und gleicher in den Material Rubber einzumischenden Menge wie das Montmorillonit sein.
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2 zeigt die Stofflage 16 und eine wasserabsorbierende Verbindung 17. 2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die einen Bereich in einer Nähe einer Oberfläche – zu den keilförmigen Rippen 15 – der Pressgummilage 11 des Keilrippenriemenkorpus 10 zeigt. Ein die Stofflage 16 bildendes Garn 18 ist in der Oberfläche der Pressgummilage 11 zu den keilförmigen Rippen 15 eingebettet. Das Garn 18 besteht aus mehreren Fasern 19. Zudem ist die wasserabsorbierende Verbindung 17 in die Pressgummilage 11 eingemischt. Beispiele für die wasserabsorbierende Verbindung 17 umfassen Montmorillonit und/oder Magnesiumcarbonat. Weiterhin kommen die wasserabsorbierende Verbindung 17 und die Fasern 19 der Stofflage 16 in der Nähe der Oberfläche der Pressgummilage 11 in Kontakt.
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Eine solche Konfiguration verbessert die Wasserabsorptionsfähigkeit des Keilrippenriemens B. Wenn im Einzelnen der Keilrippenriemen feucht ist, wird das Wasser in die wasserabsorbierende Verbindung 17, die in die Pressgummilage 11 eingemischt ist, sowie in die Stofflage 16 absorbiert. Da hier die Fasern 19 der Stofflage 16 und die wasserabsorbierende Verbindung 17 in der Nähe der Oberfläche der Pressgummilage 11 in Kontakt kommen, wird das in die Stofflage 16 absorbierte Wasser effektiv weiter in die wasserabsorbierende Verbindung 17 absorbiert. Diese kombinierte Verwendung der Stofflage 16 und der wasserabsorbierenden Verbindung 17 kann eine hohe Wasserabsorptionsfähigkeit erreichen, was zur Verbesserung der Transmissionsleistung des Keilrippenriemens B unter einer feuchten Bedingung beiträgt.
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Zu beachten ist, dass die Pressgummilage 11 aus einer Gummizusammensetzung gebildet ist. Die Gummizusammensetzung besteht aus einer nicht vernetzten Gummizusammensetzung, die einen Material Rubber umfasst, der mit verschiedenen Arten von Mischungsbestandteilen gemischt und verknetet ist. Die nicht vernetzte Gummizusammensetzung wird dann erwärmt und mit Druck beaufschlagt und durch einen Vernetzer vernetzt, um die Gummizusammensetzung zu ergeben.
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Der Material Rubber in der Gummizusammensetzung, die die Pressgummischicht 11 bildet, umfasst Ethylen-α-Olefin-Elastomer. Beispiele für das Ethylen-α-Olefin-Elastomer umfassen Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Gummi (EPDM), Ethylen-Propylen-Copolymer (EPM), Ethylen-Buten-Copolymer (EBM) und Ethylen-Octen-Copolymer (EOM). Das in dem Material Rubber enthaltene Ethylen-α-Olefin-Elastomer kann aus einer einzigen Art von Elastomer bestehen. Alternativ kann das Ethylen-α-Olefin-Elastomer aus mehreren Arten von Elastomeren, die vermengt sind, bestehen. Das Ethylen-α-Olefin-Elastomer weist einen Ethylengehalt auf, der zum Beispiel von 50 Massenprozent bis 80 Massenprozent reicht.
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Der Material Rubber weist einen Ethylen-α-Olefin-Elastomer-Gehalt von vorteilhaft 60 Massenprozent oder höher, vorteilhafter von 80 Massenprozent oder höher und am vorteilhaftesten von 100 Massenprozent auf. D. h. am empfehlenswertesten besteht der Material Rubber allein aus Ethylen-α-Olefin-Elastomer. Beispiele für andere Gummis, die in dem Material Rubber enthalten sind, sind Chloroprenkauschuk (CR), chlorsulfonierter Polyethylenkautschuk (CSM) und hydrierter Acrylnitrilkautschuk (H-NBR).
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Beispiele für Mischungsbestandteile neben der wasserabsorbierenden Verbindung 17, die in die die Pressgummilage 11 bildende Gummizusammensetzung gemischt werden, umfassen ein Verstärkungsmaterial, wie etwa Carbon Black, einen Vulkanisationsbeschleuniger, einen Vernetzer, ein Antioxidans und einen Weichmacher.
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Beispiele für das Carbon Black als Verstärkungsmaterial 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. Siliciumdioxid kann als Steifmacher verwendet werden. Der Steifmacher kann aus einer einzigen Art von Steifmacher bestehen. Alternativ kann der Steifmacher aus mehreren Arten von Steifmacher bestehen. Die in 100 Massenteile des Material Rubber eingemischte Menge des Verstärkungsmaterials reicht im Hinblick auf das Erreichen optimaler Ausgewogenheit zwischen Verschleißbeständigkeit und Biegebeständigkeit vorteilhaft von 30 Massenteilen bis 80 Massenteilen.
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Beispiele für den Vulkanisationsbeschleuniger umfassen: Metalloxid wie etwa Magnesiumoxid und Zinkoxid; Metallcarbonat; Fettsäure wie etwa Stearinsäure; und ein Derivat der Fettsäure. Der Vulkanisationsbeschleuniger kann aus einer einzigen Art von Vulkanisationsbeschleuniger bestehen. Alternativ kann der Vulkanisationsbeschleuniger aus mehreren Arten von Vulkanisationsbeschleuniger bestehen. Die in 100 Massenteile des Material Rubber eingemischte Menge des Vulkanisationsbeschleunigers reicht zum Beispiel vorteilhaft von 0,5 Massenteilen bis 8 Massenteile.
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Beispiele für den Vernetzer umfassen Schwefel und organisches Peroxid. Der Vernetzer kann Schwefel umfassen. Alternativ kann der Vernetzer auch organisches Peroxid umfassen. Weiterhin kann der Vernetzer auch eine Kombination aus Schwefel und organischem Peroxid umfassen. Wenn er aus Schwefel besteht, reicht die Menge des in 100 Massenteile des Material Rubber eingemischten Vernetzers vorteilhaft von 0,5 Massenteilen bis 4,0 Massenteile. Wenn er aus organischem Peroxid besteht, reicht die Menge des in 100 Massenteile des Material Rubber eingemischten Vernetzers zum Beispiel von 0,5 Massenteilen bis 8 Massenteile.
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Beispiele für das Antioxidans umfassen amin-basiertes Antioxidans, chinolin-basiertes Antioxidans, Hydrochinon-Derivat, phenol-basiertes Antioxidans und phosphit-ester-basiertes Antioxidans. Das Antioxidans kann aus einer einzigen Art von Antioxidans bestehen. Alternativ kann das Antioxidans aus mehreren Arten von Antioxidans bestehen. Die in 100 Massenteile des Material Rubber eingemischte Menge des Antioxidans reicht zum Beispiel von 0 Massenteilen bis 8 Massenteile.
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Beispiele für den Weichmacher umfassen: erdölbasierten Weichmacher; paraffinum-liquidum-basierten Weichmacher wie etwa Paraffinwachs; und pflanzenölbasierten Weichmacher wie etwa Rizinusöl, Baumwollsamenöl, Leinöl, Rapsöl, Sojabohnenöl, Palmöl, Kokosnussöl, Erdnussöl, Sumachwachs, Terpentinharz und Pinienöl. Der Weichmacher kann aus einer einzigen Art von Weichmacher bestehen. Alternativ kann der Weichmacher aus mehreren Arten von Weichmacher bestehen. Die in 100 Massenteile des Material Rubber eingemischte Menge des Weichmachers, abgesehen vom erdölbasierten Weichmacher, reicht zum Beispiel vorteilhaft von 2 Massenteilen bis 30 Massenteile.
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(Verfahren zum Herstellen eines Keilrippenriemens)
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Als Nächstes wird unter Verweis auf 3 und 4 ein Verfahren zum Herstellen des Keilrippenriemens B beschrieben. Hier wird eine Riemenausbildungsvorrichtung 20 verwendet. Die Riemenausbildungsvorrichtung 20 umfasst eine Gummimanschettenform 21, die zu einem Zylinder geformt ist, und eine zylindrische Außenform 22, die an die Gummimanschettenform 21 gepasst ist.
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Die Gummimanschettenform 21 besteht zum Beispiel aus einem biegsamen Material wie etwa Acrylkautschuk. Unter Verwenden eines Verfahrens wie etwa Befördern von Wasserdampf einer hohen Temperatur aus dem Inneren der Gummimanschettenform 21 kann die Gummimanschettenform 21 radial nach außen aufgebläht und gegen die zylindrische Außenform 22 gepresst werden. Die Außenumfangsfläche der Gummimanschettenform 21 ist so geformt, dass sie zum Beispiel eine glatte Fläche zur Rückfläche des Keilrippenriemens B vorsieht. Die Gummimanschettenform 21 weist zum Beispiel einen Außendurchmesser, der von 700 mm bis 2.800 mm reicht, eine Dicke, die von 8 mm bis 20 mm reicht, und eine Höhe, die von 500 mm bis 1.000 mm reicht, auf.
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Die zylindrische Außenform 22 besteht zum Beispiel aus Metall. Die Innenumfangsfläche der zylindrischen Außenform 22 ist mit Graten 22a versehen, die sich in der Umfangsrichtung erstrecken und in der Höhenrichtung angeordnet sind. Die Grate 22a sind von im Wesentlichen dreieckigem Querschnitt, um die keilförmigen Rippen 15 des Keilrippenriemens B zu bilden. Zum Beispiel sind in der Höhenrichtung 140 der Grate 22a angeordnet. Die zylindrische Außenform 22 weist zum Beispiel einen Außendurchmesser, der von 830 mm bis 2.930 mm reicht, einen Innendurchmesser (ausschließlich der Grate 22a), der von 730 mm bis 2.830 mm reicht, und eine Höhe, die von 500 mm bis 1.000 mm reicht, auf. Jeder der Grate 22a weist eine Höhe, die von 2,0 mm bis 2,5 mm reicht, und eine Breite, die von 3,5 mm bis 3,6 mm reicht, auf.
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Materialien des Riemens werden nacheinander auf diese Riemenausbildungsvorrichtung 20 gelegt. Zunächst wird eine zylindrische Gummiplatte 13', die als Rückflächen-Gummilage 13 zu verwenden ist, an die Gummimanschettenform 21 angelegt. Danach wird ein Schicht-Haftgummibestandteil 12a' um die zylindrische Gummiplatte 13' gewickelt. Dann werden Zwirne 14' mehrfach so über den Haftgummibestandteil 12a' gewickelt, dass sie sich in der Umfangsrichtung erstrecken. Hier werden die Zwirne 14' so gewickelt, dass sie ein Spiralmuster mit Ganghöhen in der Höhenrichtung der Gummimanschettenform 21 bilden. Als Nächstes wird ein Schicht-Haftgummibestandteil 12b' über die Zwirne 14' gewickelt und weiterhin wird ein Schicht-Pressgummibestandteil 11' über den Haftgummibestandteil 12b' gewickelt. Hier besteht der Pressgummibestandteil 11' aus einer Gummizusammensetzung, in die die wasserabsorbierende Verbindung 17 eingemischt ist. Dann wird ein zylinderförmiger Stoff 16' an den Pressgummibestandteil 11' angelegt. Wie in 3 gezeigt werden hier die Gummiplatte 13', der Haftgummibestandteil 12a', die Zwirne 14', der Haftgummibestandteil 12b', der Pressgummibestandteil 11' und der Stoff 16' in der genannten Reihenfolge von der Gummimanschettenform 21 gestapelt. Zudem wird die zylindrische Außenform 22 außen an den Riemenmaterialien angebracht.
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Anschließend wird, während die zylindrische Außenform 22 an der Gummimanschettenform 21 angebracht ist, Wasserdampf bei einer hohen Temperatur zu der Gummimanschettenform 21 befördert, um zum Beispiel an der Gummimanschettenform 21 Wärme und Druck anzulegen. Somit wird die Gummimanschettenform 21 aufgebläht und gegen die zylindrische Außenform 22 gepresst und die Riemenmaterialien werden sandwichartig zwischen der Gummimanschettenform 21 und der zylindrischen Außenform 22 eingeschlossen. Zu diesem Zeitpunkt weisen die Riemenmaterialien zum Beispiel eine Temperatur, die von 150°C bis 180°C reicht, auf und erfahren in einer Richtung radial nach außen einen Druck, der von 0,5 MPa bis 1,0 MPa reicht. Bei Fließen der Gummizusammensetzungen läuft somit Vernetzungsreaktion ab, ebenso wie die Anhaftreaktion der Gummizusammensetzungen an dem Stoff 16' und den Zwirnen 14'. Weiterhin bilden die an der Innenumfangsfläche der zylindrischen Außenform 22 vorgesehenen Grate 22a zwischen den keilförmigen Rippen 15 die keilförmigen Rillen. Die zylindrische Außenform 22 dient hier als eine Ausbildungseinheit für keilförmige Rippen 15. Wie ersichtlich ist, wird damit ein Keilrippenriemenrohling (d. h. ein Riemenkorpusvorläufer) gebildet.
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Schließlich wird der Keilrippenriemenrohling abgekühlt und aus der Riemenausbildungsvorrichtung 20 genommen. Danach wird der entnommene Keilrippenriemenrohling in Scheiben mit jeweils einer Breite, die von zum Beispiel 10,68 mm bis 28,48 mm reicht, geschnitten. Jede der geschnittenen Scheiben wird auf links gedreht. Dadurch wird der Keilrippenriemen B erhalten.
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Zu beachten ist, dass in dieser Ausführungsform die Schicht-Haftgummibestandteile 12a' und 12b' sowie der Pressgummibestandteil 11' über die Gummimanschettenform 21 gewickelt und an diese angelegt werden. Stattdessen können die Schicht-Haftgummibestandteile 12a' und 12b' sowie der Pressgummibestandteil 11' zuvor zu einem Zylinder geformt werden, um an die Gummimanschettenform 21 angepasst und angelegt zu werden.
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Bezüglich der Riemenausbildungsvorrichtung 20 wird weiterhin erläutert, dass die Innenumfangsfläche der zylindrischen Außenform 22 die keilförmigen Rillen zum Bilden der keilförmigen Rippen 15 des Keilrippenriemens B aufweist, aber nicht darauf beschränkt ist. Zum Beispiel kann die Außenumfangsfläche der Gummimanschettenform Grate zum Ausbilden der keilförmigen Rippen 15 des Keilrippenriemens B aufweisen, und die Innenumfangsfläche der zylindrischen Außenform 22 kann eine glatte Fläche zum Ausbilden der Rückfläche des Keilrippenriemens B aufweisen. In diesem Fall werden der Stoff 16', der Pressgummibestandteil 11', der Haftgummibestandteil 12b', die Zwirne 14', der Haftgummibestandteil 12a' und die Gummiplatte 13' in der genannten Reihenfolge über die Gummimanschettenform 21 gewickelt.
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Zu beachten ist, dass der beschriebene Riemen und das beschriebene Herstellungsverfahren einen Keilrippenriemen und ein Herstellungsverfahren desselben betreffen, aber nicht darauf beschränkt sind. Beispiele für den Riemen und das Herstellungsverfahren umfassen einen Flachriemen und einen Keilriemen sowie Verfahren zum Herstellen des Flachriemens und des Keilriemens.
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[Beispiele]
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Nachstehend werden Gummizusammensetzungen 1 bis 3 erzeugt. Tabelle 1 zeigt auch Einzelheiten zu den Gummizusammensetzungen.
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(Gummizusammensetzung)
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<Gummizusammensetzung 1>
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Als Gummizusammensetzung 1 wurde eine nicht vernetzte Gummizusammensetzung erzeugt. Bei der Erzeugung der nicht vernetzten Gummizusammensetzung wurden die nachstehenden Mischungsbestandteile mit einem Innenmischer etwa fünf Minuten lang mit als Material Rubber verwendeten 100 Massenteilen EPDM (hergestellt von Mitsui Chemicals Inc. unter der Handelsbezeichnung EPT 3045) gemischt und miteinander verknetet: 60 Massenteile HAF Carbon Black (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd. unter der Handelsbezeichnung SEAST SO); 30 Massenteile Montmorillonit (hergestellt von Hojun Co., Ltd. unter der Handelsbezeichnung BENGEL A mit einem Quellvolumen von 46 ml/2 g und einer Kationenaustauschfähigkeit von 94 meg/100 g); 5 Massenteile Zinkoxid (hergestellt von Sakai Chemical Industry Co., Ltd. unter der Handelsbezeichnung Zinc Oxide No. 2); 2 Massenteile Antioxidans (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd. unter der Handelsbezeichnung NOCRA MB); 10 Massenteile Paraffinöl (hergestellt von Idemitsu Kosan Co., Ltd. unter der Bezeichnung Diana Process Oil PS-90); 2,3 Massenteile Schwefel (hergestellt von Hosoi Chemical Industry Co., Ltd. unter der Handelsbezeichnung Oil Sulfur); 1,4 Massenteile Vulkanisationsbeschleuniger (hergestellt von Sanshin Chemical Industry Co., Ltd. unter der Handelsbezeichnung TET, EZ und MSA); und 30 Massenteile Kurzfasern (hergestellt von Asahi Kasei Corporation unter der Handelsbezeichnung Leona 66 mit einer Faserlänge von 1 mm).
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<Gummizusammensetzung 2>
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Als Gummizusammensetzung 2 wurde eine nicht vernetzte Gummizusammensetzung erzeugt. Die Gummizusammensetzung 2 war von der Zusammensetzung her die gleiche wie die Gummizusammensetzung 1, nur dass 50 Massenteile Montmorillonit in 100 Massenteile des Material Rubber eingemischt wurden.
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<Gummizusammensetzung 3>
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Als Gummizusammensetzung 3 wurde eine nicht vernetzte Gummizusammensetzung erzeugt. Die Gummizusammensetzung 3 war von der Zusammensetzung her die gleiche wie die Gummizusammensetzung 1, nur dass kein Montmorillonit eingemischt wurde; d. h. 0 Massenteile Montmorillonit wurden mit 100 Massenteilen des Material Rubber gemischt. [Tabelle 1]
| | | Gummizusammensetzung |
| 1 | 2 | 3 |
| EPDM | Hergestellt von Mitsui Chemicals Inc. unter der Handelsbezeichnung EPT 3045 | 100 | 100 | 100 |
| HAF Carbon Black | Hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd. unter der Handelsbezeichnung SEAST SO | 60 | 60 | 60 |
| Montmorillonit | Hergestellt von Hojun Co., Ltd. unter der Handelsbezeichnung BENGEL A | 30 | 50 | 0 |
| Zinkoxid | Hergestellt von Sakai Chemical Industry Co., Ltd., unter der Handelsbezeichnung Zinc Oxide No. 2 | 5 | 5 | 5 |
| Antioxidans | Hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., unter der Handelsbezeichnung NOCRAC MB | 2 | 2 | 2 |
| Paraffinöl | Hergestellt von Idemitsu Kosan Co., Ltd. unter der Bezeichnung Diana Process Oil PS-90 | 10 | 10 | 10 |
| Schwefel | Hergestellt von Hosoi Chemical Industry Co., Ltd. unter der Handelsbezeichnung Oil Sulfur | 2,3 | 2,3 | 2,3 |
| Vulkanisationsbeschleuniger | Hergestellt von Sanshin Chemical Industry Co., Ltd. unter der Handelsbezeichnung TET, EZ und MSA | 1,4 | 1,4 | 1,4 |
| Nylonkurzfaser | Hergestellt von Asahi Kasei Corporation unter der Handelsbezeichnung Leona 66 mit einer Faserlänge von 1 mm | 30 | 30 | 30 |
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(Stofflage)
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Die Stofflage 16 zur Verwendung beim Beschichten einer Oberfläche der keilförmigen Rippen 16 ist ein glatt gewirkter Stoff. Die Garnstruktur der Stofflage 16 ist R22/78-52. Im Einzelnen sind die Garne für die Stofflage 16 von 22 Denier (24,4 dtex) Jedes der ummantelnden Garne weist 52 Filamente und eine Garnstärke von 78 Denier (86,6 dtex) auf.
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Weiterhin wird an dem Gewirk der Stofflage 16 eine Resorcin-Formalin-Latex(RFL)-Behandlung vorgesehen. Bei der Behandlung werden in den Garnen enthaltene Fasern mit RFL beschichtet; doch haften nicht alle Fasern aneinander, und Freiräume zwischen den Fasern führen zu einer Kapillarwirkung, was die Fasern Wasser absorbieren lässt.
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(Keilrippenriemen)
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Ein Keilrippenriemen, der die Pressgummilage 11 umfasste, wurde als Beispiel 1, Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel getestet. In Beispiel 1, Beispiel 2 und im Vergleichsbeispiel werden die Gummizusammensetzung 1, die Gummizusammensetzung 2 und die Gummizusammensetzung 3 jeweils zum Bilden der Pressgummilage 11 verwendet. Die Stofflage 16 ist das vorstehende Gewirk.
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Bei jedem Keilrippenriemen sind eine Haftgummilage und eine Rückflächen-Gummilage aus einer Gummizusammensetzung gebildet, die ein anderes EPDM umfasst, und ein Cord ist aus einem Zwirn aus Polyethylenterephthalat(PET)-Fasern gebildet. Der Keilrippenriemen weist sechs Rippen und eine Riemenumfangslänge von 1.200 mm, eine Riemenbreite von 21,36 mm und eine Riemendicke von 4,3 mm auf.
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(Verfahren für Tests und Bewertungen)
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5 zeigt eine Anordnung von Riemenscheiben einer Riemenlauf-Testmaschine 40, die bei einem Transmissionsleistungstest unter einer feuchten Bedingung verwendet wird.
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Die Riemenlauf-Testmaschine 40 umfasst: eine Antriebsriemenscheibe 41 (d. h. eine Rippenscheibe) mit einem Riemenscheibendurchmesser von 121,6 mm; eine Abtriebsriemenscheibe 42 (d. h. eine Rippenscheibe), die rechts der Antriebsriemenscheibe 41 vorgesehen ist und einen Riemenscheibendurchmesser von 121,6 mm aufweist; eine Abtriebsriemenscheibe 43 (d. h. eine Rippenscheibe), die oben rechts von der Abtriebsriemenscheibe 42 vorgesehen ist und einen Riemenscheibendurchmesser von 77,0 mm aufweist; und eine Abtriebsriemenscheibe 45 (d. h. eine Rippenscheibe), die oben links von der Abtriebsriemenscheibe 43 vorgesehen ist und einen Riemenscheibendurchmesser von 61,0 mm aufweist. Die Riemenlauf-Testmaschine 40 umfasst weiterhin: eine Umlenkrolle 44 (d. h. eine Flachriemenscheibe), die zwischen der Abtriebsriemenscheibe 43 und der Abtriebsriemenscheibe 45 vorgesehen ist und einen Riemenscheibendurchmesser von 76,2 mm aufweist; und eine Umlenkrolle 46 (d. h. eine Flachriemenscheibe), die zwischen der Abtriebsriemenscheibe 45 und der Antriebsriemenscheibe 41 vorgesehen ist und einen Riemenscheibendurchmesser von 76,2 mm aufweist. Auf der Riemenlauf-Testmaschine 40 berühren die Rippen des Keilrippenriemens die Rippenscheiben, nämlich die Antriebsriemenscheibe 41 und die Abtriebsriemenscheiben 42, 43 und 45; gleichzeitig berührt die Rückfläche des Keilrippenriemens die Flachriemenscheiben, nämlich die Umlenkrollen 44 und 46.
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Die Testbedingungen waren wie folgt: eine Riemenspannung von 180 N an der Abtriebsriemenscheibe 45, eine Riemenscheibendrehzahl von 800 U/min., ein Riemenscheiben-Umschlingungswinkel von 45°, eine zuzuführende Wassermenge von 300 ml/min. und eine Umgebungstemperatur von 21°C. 6 zeigt die Ergebnisse der Tests.
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Wie in 6 gezeigt ist das beobachtete Drehmoment in den Beispielen 1 und 2 höher als im Vergleichsbeispiel. In Beispiel 1 sind 30 Massenteile Montmorillonit in 100 Massenteile Gummi eingemischt, und in Beispiel 2 sind 50 Massenteile Montmorillonit mit 100 Massenteilen Gummi vermischt; wogegen im Vergleichsbeispiel kein Montmorillonit mit der Pressgummilage 11 vermischt ist. Zudem ist in Beispiel 2 das beobachtete Drehmoment höher als in Beispiel 1, da die Menge des eingemischten Montmorillonits größer als in Beispiel 2 ist. Im Einzelnen zeigen Beispiele 1 und 2 und das Vergleichsbeispiel das höchste Drehmoment, wenn der Schlupfprozentsatz etwa 1% beträgt. Das höchste Drehmoment in Beispiel 2, Beispiel 1 und im Vergleichsbeispiel beträgt etwa 5 Nm, 4,7 Nm bzw. 3,9 Nm.
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Zu beachten ist, dass bei Ersetzen von Montmorillonit durch Magnesiumcarbonat das in den Beispielen 1 und 2 beobachtete Drehmoment höher als das im Vergleichsbeispiel beobachtete war. Hier bestand der Keilrippenriemen aus der Gummizusammensetzung 1 von Tabelle 1, wobei Montmorillonit durch Magnesiumcarbonat ersetzt war. Die Beziehung zwischen der in die Gummizusammensetzung eingemischten Magnesiumcarbonatmenge und deren Wirkung war wie in 6 ersichtlich im Wesentlichen die gleiche, wie sie bei Einmischen von Montmorillonit beobachtet wurde.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Ein Reibungstransmissionsriemen der vorliegenden Offenbarung kann in feuchtem Zustand eine ausgezeichnete Transmissionsleistung wahren und ist unter einer möglicherweise feuchten Bedingung besonders brauchbar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Keilrippenriemenkorpus
- 11
- Pressgummilage
- 12
- Haftgummilage
- 13
- Rückflächen-Gummilage
- 14
- Cord
- 15
- keilförmige Rippe
- 16
- Stofflage
- 17
- wasserabsorbierende Verbindung
- 18
- Garn
- 19
- Fasern
- 20
- Riemenausbildungsvorrichtung
- 21
- Gummimanschettenform
- 22
- zylindrische Außenform
- 22a
- Grat
- 100
- Material Rubber
