DE112016005524B4

DE112016005524B4 - Keilrippenriemen

Info

Publication number: DE112016005524B4
Application number: DE112016005524.2T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Okubo; Kouichirou Hara
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2016-10-03
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2036-10-04
Also published as: US10274045B2; CN108368914B; KR101917709B1; DE112016005524T5; CN108368914A; WO2017094213A1; US20180283495A1; KR20180074798A

Abstract

Ein Keilrippenriemen, umfassend:eine komprimierte Kautschukschicht (11), die einen inneren Oberflächenabschnitt des Keilrippenriemens (B) bildet und mit einer Vielzahl sich in eine Riemenlängsrichtung erstreckender V-förmiger Rippen (15) versehen ist, wobei die V-förmigen Rippen (15) in einer Riemenquerrichtung parallel zueinander angeordnet sind,dadurch gekennzeichnet, dassdie komprimierte Kautschukschicht (11) eine Oberflächenkautschukschicht (11a) mit Oberflächenseitenbereichen der V-förmigen Rippen (15) und einen im Inneren der Oberflächenkautschukschicht (11a) vorgesehenen inneren Kautschukabschnitt (11b) umfasst, wobeidie Oberflächenkautschukschicht (11a) und der innere Kautschukabschnitt (11b) jeweils aus einer Kautschukzusammensetzung bestehen, die als einen Hauptbestandteil einer Kautschukkomponenten ein Ethylen-α-Olefine-Elastomer umfasst, und wobeiein Ethylen-Anteil des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht (11a) bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, größer ist, als ein Ethylen-Anteil des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt (11b) bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Keilrippenriemen.
Stand der Technik
Es ist bekannt, dass eine Kautschukzusammensetzung, die ein Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM) als eine Kautschukkomponente enthält, einen Keilrippenriemenkörper eines Keilrippenriemens bildet. Druckschrift JP 2010-169215 A offenbart beispielsweise einen Keilrippenriemen mit einer komprimierten Kautschukschicht und einer adhäsiven Kautschukschicht, die jeweils aus einer EPDM als eine Kautschukkomponente beinhaltende Kautschukzusammensetzung bestehen. Das in der Kautschukzusammensetzung für die komprimierte Kautschukschicht enthaltene EPDM hat einen anderen Ethylen-Anteil als den des EPDMs, das in der Kautschukzusammensetzung für die adhäsive Kautschukschicht enthalten ist. Druckschrift JP 2006-300149 A lehrt einen Keilrippenriemen mit einer komprimierten Kautschukschicht, die aus einer Kautschukzusammensetzung, umfassend ein Gemisch aus zwei EPDMs als eine Kautschukkomponente, wobei die zwei EPDMs unterschiedliche Ethylen-Gehälter haben. Aus Druckschrift WO 2010/134289 A1 ist ein Keilrippenriemen mit einer komprimierten Kautschukschicht bekannt, der eine Oberflächenkautschukschicht und einen inneren Kautschukabschnitt umfasst. Die Oberflächenkautschukschicht und die innere Kautschukschicht sind jeweils aus einer Kautschukzusammensetzung, die ein EPDM mit einem Massenanteil an Ethylen von 55 % als Kautschukkomponente enthält. Druckschrift EP 2 514 994 A1 offenbart einen Keilrippenriemen, der eine komprimierte Kautschukschicht mit einer Oberflächenkautschukschicht und einer inneren Kautschukschicht umfasst. Aus Druckschrift WO 2009/110150 A1 ist ein Keilrippenriemen mit einem zweischichtigen Aufbau, umfassend eine Oberflächenschicht und eine innere Schicht bekannt.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Keilrippenriemen mit hoher Verschleiß- und Kältewiderstandsfestigkeit bereitzustellen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch den Keilrippenriemen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also ein Keilrippenriemen vorgeschlagen, umfassend: eine komprimierte Kautschukschicht, die einen inneren Oberflächenabschnitt des Keilrippenriemens bildet und mit einer Vielzahl sich in eine Riemenlängsrichtung erstreckender V-förmiger Rippen versehen ist. Die V-förmigen Rippen sind in einer Riemenquerrichtung parallel zueinander angeordnet. Die komprimierte Kautschukschicht umfasst eine Oberflächenkautschukschicht mit Oberflächenseitenbereichen der V-förmigen Rippen und einen inneren Kautschukabschnitt, der im Inneren der Oberflächenkautschukschicht vorgesehen ist. Die Oberflächenkautschukschicht und der innere Kautschukabschnitt bestehen jeweils aus einem Kautschukzusammensetzung, die als einen Hauptbestandteil einer Kautschukkomponenten ein Ethylen-α-Olefin-Elastomer umfasst, wobei ein Ethylen-Anteil des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente des die Oberflächenkautschukschicht bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, größer ist, als ein Ethylen-Anteil des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente des den inneren Kautschukabschnitt bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist.
Figurenliste

[1] 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Keilrippenriemens nach einer ersten Ausführungsform.
[2] 2 zeigt eine Schnittansicht einer einzelnen V-förmigen Rippe des Keilrippenriemens nach der ersten Ausführungsform.
[3] 3 zeigt eine längs verlaufende Schnittansicht eines Riemenformwerkzeugs.
[4] 4 zeigt eine vergrößerte längsverlaufende Schnittansicht eines Abschnitts des Riemenformwerkzeugs.
[5] 5 ist eine erste Figur zur Erklärung eines Verfahrens zur Herstellung des Keilrippenriemens nach der ersten Ausführungsform.
[6] 6 ist eine zweite Figur zur Erklärung des Verfahrens zur Herstellung des Keilrippenriemens nach der ersten Ausführungsform.
[7] 7 ist eine dritte Figur zur Erklärung des Verfahrens zur Herstellung des Keilrippenriemens nach der ersten Ausführungsform.
[8] 8 ist eine vierte Figur zur Erklärung des Verfahrens zur Herstellung des Keilrippenriemens nach der ersten Ausführungsform.
[9] 9 zeigt eine Anordnung von Riemenscheiben eines Zubehör-Antriebsriemen-Getriebesystems eines Kraftfahrzeugs.
[10] 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Keilrippenriemens nach einer zweiten Ausführungsform.
[11] 11 zeigt eine Schnittansicht einer einzelnen V-förmigen Rippe des Keilrippenriemens nach der zweiten Ausführungsform.
[12] 12 ist eine erste Figur zur Erklärung eines Verfahrens zur Herstellung des Keilrippenriemens nach der zweiten Ausführungsform.
[13] 13 ist eine zweite Figur zur Erklärung des Verfahrens zur Herstellung des Keilrippenriemens nach der zweiten Ausführungsform.
[14] 14 ist eine dritte Figur zur Erklärung des Verfahrens zur Herstellung des Keilrippenriemens nach der zweiten Ausführungsform.
[15A] 15A zeigt eine Schnittansicht einer einzelnen V-förmigen Rippe des Keilrippenriemens nach einer Variante der ersten Ausführungsform.
[15B] 15B zeigt eine Schnittansicht einer einzelnen V-förmigen Rippe des Keilrippenriemens nach einer Variante der zweiten Ausführungsform
[16A] 16A zeigt eine Anordnung einer Riemenscheibe eines Riemenbetriebstesters zur Evaluation einer Verschleißfestigkeit
[16B] 16B zeigt eine Anordnung einer Riemenscheibe eines Riemenbetriebstesters zur Evaluation einer Kältewiderstandsfestigkeit.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen detailliert beschrieben.
(Erste Ausführungsform) 1 und 2 zeigen einen Keilrippenriemen B einer ersten Ausführungsform. Der Keilrippenriemen B der ersten Ausführungsform wird beispielsweise in einem Riemengetriebesystem zum Antreiben eines Zubehörteils, das in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, verwendet. Der Keilrippenriemen B der ersten Ausführungsform hat beispielsweise eine Länge von 700 mm bis 3000 mm, eine Breite von 10 mm bis 36 mm und eine Dicke von 4 mm bis 5 mm.
Der Keilrippenriemen B nach der ersten Ausführungsform hat einen dreilagigen Keilrippenriemenkörper 10, der eine komprimierte Kautschukschicht 11, die einen inneren Oberflächenabschnitt des Riemens darstellt, eine adhäsive Kautschukschicht 12, die ein Zwischenstück des Riemens bildet, und eine Rückseitenkautschukschicht 13, die einen Außenflächenabschnitt des Riemens bildet, umfasst. Ein Seil 14 ist in Riemendickenrichtung in einem mittleren Abschnitt der adhäsiven Kautschukschicht 12 des Keilrippenriemenkörpers 10 eingebettet, so dass das Seil 14 ein schraubenförmiges Muster mit Steigung in Riemenbreitenrichtung formt. Die komprimierte Kautschukschicht 11 hat beispielsweise eine Dicke von 1,0 mm bis 3,6 mm. Die adhäsive Kautschukschicht 12 hat beispielsweise eine Dicke von 1,0 mm bis 2,5 mm. Die Rückseitenkautschukschicht 13 hat beispielsweise eine Dicke von 0,4 mm bis 0,8 mm.
Die komprimierte Kautschukschicht 11 umfasst eine Vielzahl V-förmiger Rippen 15, die von der Innenseite des Riemens hervorstehen. Die Vielzahl V-förmiger Rippen 15 sind jeweils in Form einer Rippe, die sich in Riemenlängsrichtung erstreckt, ausgebildet und haben einen annähernd umgekehrten dreieckigen Querschnitt. Die V-förmigen Rippen 15 sind in Riemenbreitenrichtung parallel zueinander angeordnet. Jeder der V-förmigen Rippen 15 hat beispielsweise eine Höhe von 2 mm bis 3 mm, eine Breite von 1,0 mm bis 3,6 mm an einem proximalen Ende. Die Anzahl V-förmiger Rippen beträgt beispielsweise 3 oder mehr und 6 oder weniger (6 Rippen in 1).
Die komprimierte Kautschukschicht 11 hat eine Oberflächenkautschukschicht 11a und einen inneren Kautschukabschnitt 11b. Die Oberflächenkautschukschicht 11a ist zu einer Lage ausgebildet, die sich entlang der gesamten Oberfläche der V-förmigen Rippen 15 erstreckt, und besteht aus einem porösen Kautschuk. Der innere Kautschukabschnitt 11b ist innerhalb der Oberflächenkautschukschicht 11a gebildet und besteht aus einem festen Kautschuk. Somit umfasst die Oberflächenkautschukschicht 11a alle Oberflächenseitenbereiche der V-förmigen Rippen 15. Die Oberflächenkautschukschicht 11a kann beispielsweise eine Dicke von 50 µm bis 500 µm haben.
Der Begriff „poröser Kautschuk“ meint hierin eine vernetzte Kautschukzusammensetzung, die viele hohle Abschnitte enthält und eine Oberfläche mit vielen Vertiefungen hat, und kann entweder eine Struktur, bei der die hohlen Abschnitte und die Vertiefungen verteilt sind, oder eine Struktur, bei der die hohlen Abschnitte und die Vertiefungen miteinander verbunden sind, aufweisen. Der Begriff „fester Kautschuk“ meint hierin eine vernetzte Kautschukzusammensetzung, die nicht aus „porösen Kautschuk“ besteht und keine hohlen Abschnitte oder Vertiefungen hat.
Die Oberflächenkautschukschicht 11a und der innere Kautschukabschnitt 11b der komprimierten Kautschukschicht 11 sind jeweils aus einer Kautschukzusammensetzung hergestellt, die durch Erhitzen und Pressen einer unvernetzten Kautschukzusammensetzung hergestellt ist, wobei die unvernetzte Kautschukzusammensetzung durch Kneten einer Kautschukkomponente, die mit verschiedenen Substanzen vermischt ist, und Vernetzen des gekneteten Produkt mittels eines Vernetzungsmittels hergestellt ist.
Die Kautschukkomponente der Kautschukzusammensetzung, die die Oberflächenkautschukschicht 11a und den inneren Kautschukabschnitt 11b der komprimierten Kautschukschicht 11 bildet, enthält als Hauptbestandteil ein Ethylen-α-Olefin-Elastomer. Beispiele des Ethylen-α-Olefin-Elastomers sind Ethylen-Propylen-Diene-Terpolymer (im Folgenden als „EPDM“ bezeichnet), ein Ethylen-Propylen-Copolymer (EPR), ein Ethylen-Octen-Copolymer und ein Ethylen-Buten-Copolymer. Die Kautschukkomponente enthält geeigneterweise eine Art oder zwei oder mehrere Arten dieser Substanzen, und enthält geeignetererweise ein EPDM. Die Kautschukkomponente hat einen Massenanteil an Ethylen-α-Olefin-Elastomer von 50 % oder mehr, geeigneterweise 80 % oder mehr, geeignetererweise 90 % und noch geeignetererweise 100 %. Die Kautschukkomponente kann zusätzlich zu dem Ethylen-α-Olefin-Elastomer beispielsweise einen Chloropren-Kautschuk (CR), einen chlorsulfoniertes Polyethylen-Kautschuk (CSM) und einen hydrierten Acrylnitril-Kautschuk (H-NBR) haben.
Das Ethylen-α-Olefin-Elastomer in der Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildenden Kautschukzusammensetzung hat einen Massenanteil an Ethylen (A1) von geeigneterweise 59 % oder mehr, geeignetererer Weise 62 % oder mehr und noch geeignetererer Weise 66 % oder mehr, und geeigneterweise 85 % oder weniger, geeignetererweise 70 % oder weniger, und noch geeignetererweise 68 % oder weniger. Das Ethylen-α-Olefin-Elastomer in der Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt 11b bildenden Kautschukzusammensetzung hat einen Massenanteil an Ethylen (A2) von geeigneterweise 45 % oder mehr, geeignetererweise 50 % oder mehr, und noch geeignetererweise 57 % oder mehr, und geeigneterweise 66 % oder weniger, geeignetererweise 62 % oder weniger und noch geeignetererweise 59 % oder weniger. Es ist zu beachten, dass der Ethylen-Anteil als ein durchschnittlicher Ethylen-Anteil berechnet wird, wenn die Kautschukkomponente eine Vielzahl von Ethylen-α-Olefin-Elastomeren enthält.
Der Ethylen-Anteil (A1) des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, ist größer als der Ethylen-Anteil (A2) des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt 1 lb bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist. Das Verhältnis (A1/A2) von dem Ethylen-Anteils (A1) des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildende Kautschukzusammensetzung enthalten ist, zu dem Ethylen-Anteils (A2) des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt 11b bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, ist geeigneterweise 1,05 oder mehr und noch geeignetererweise 1,14 oder mehr und geeigneterweise 1,90 oder weniger und noch geeignetererweise 1,16 oder weniger.
Wenn die Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildenden Kautschukzusammensetzung und die Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt 11b bildenden Kautschukzusammensetzung jeweils ein EPDM enthalten, umfassen Beispiele einer Diene-Komponente des EPDMs Ethylidennorbornen (ENB), Dicyclopentadien und 1,4-Hexadiene. Unter diesen Substanzen ist Ethylidennorbornen geeignet. Das EPDM, das in den Kautschukkomponenten der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildende Kautschukzusammensetzung enthalten ist, enthält geeigneterweise die gleiche Diene-Komponente wie das EPDM, das in der Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt 11b bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist. Die Diene-Komponente ist geeignetererweise Ethylidennorbornen.
Wenn die Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildende Kautschukzusammensetzung ein EPDM enthält, das Ethylidennorbornen als seine Diene-Komponente enthält, ist der Massenanteil an Ethylidennorbornen (ENB-Massenanteil) (B1) in dem EPDM geeigneterweise 0,50 % oder mehr und geeignetererweise 5,7 % oder mehr und geeigneterweise 14 % oder weniger und geeignetererweise 5,9 % oder weniger. Wenn die Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt 11b bildenden Kautschukzusammensetzung ein EPDM enthält, das Ethylidennorbornen als seine Diene-Komponente enthält, ist der ENB-Massenanteil (B2) in dem EPDM geeigneterweise 0,50 % oder mehr und geeignetererweise 4,4 % oder mehr und geeigneterweise 14 % oder weniger und geeignetererweise 4,6 % oder weniger. Es ist zu beachten, dass die Kautschukkomponente eine Vielzahl von EPDMs enthält, wobei der ENB-Anteil als ein Durchschnitts-ENB-Anteil berechnet ist.
Wenn die Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildende Kautschukzusammensetzung und die Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt 1 1b bildenden Kautschukzusammensetzung jeweils ein EPDM beinhalten, das Ethylidennorbornen als seine Diene-Komponente enthält, ist der ENB-Anteil (B1) des EPDM, das in der Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, geeigneterweise größer als der ENB-Anteil (B2) des EPDM, das in der Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt 11b bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist. Das Verhältnis (B1/B2) von dem ENB-Anteils (B1) des EPDM, das in der Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildende Kautschukzusammensetzung enthalten ist zu dem ENB-Anteils (B2) des EPDM, das in der Kautschukkomponente der die innere Kautschukschicht 11b bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, ist geeigneterweise 1,10 oder mehr und geeignetererweise 1,20 oder mehr und geeigneterweise 1,40 oder weniger und geeignetererweise 1,30 oder weniger.
Die Mooney-Viskosität (C1) bei 125 °C des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, ist geeigneterweise 15,0 ML₁₊₄ (125 °C) oder mehr und geeignetererweise 22,0 ML₁₊₄ (125 °C) oder mehr und ist geeigneterweise 90,0 ML₁₊₄ (125 °C) oder weniger und geeignetererweise 24,0 ML₁₊₄ (125 °C) oder weniger. Die Mooney-Viskosität (C2) bei 125 °C des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente des den inneren Kautschukabschnitt 11b bildenden Kautschukzusammensetzung ist geeigneterweise 15,0 ML₁₊₄ (125 °C) oder mehr und geeignetererweise 19,0 ML₁₊₄ (125 °C) oder mehr und ist geeigneterweise 90,0 ML₁₊₄ (125 °C) oder weniger und geeignetererweise 20,0 ML₁₊₄ (125 °C) oder weniger. Die Mooney-Viskosität ist basierend auf JIS K6300 gemessen.
Die Mooney-Viskosität (C1) bei 125 °C des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, ist geeigneterweise größer als die Mooney-Viskosität (C2) bei 125 °C des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt 11b bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist. Das Verhältnis (C1/C2) von der Mooney-Viskosität (C1) bei 125 °C des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, zu der Mooney-Viskosität (C2) bei 125 °C des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt 11b bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, ist geeigneterweise 1,10 oder mehr und geeignetererweise 1,15 oder mehr und ist geeigneterweise 1,25 oder weniger und geeignetererweise 1,20 oder weniger.
Beispiele der Komponenten beinhalten ein Verstärkungsmaterial wie Ruß, einen Weichmacher, ein Verarbeitungshilfsmittel, ein Vulkanisationshilfsmittel, einen Vernetzer, einen Vulkanisationsbeschleuniger und ein Hartz für die Kautschukvermischung.
Beispiele für Ruße, die als Verstärkungsmaterial verwendet werden sind: Kanalruß; Furnaceruß wie beispielsweise SAF, ISAF, N-339, HAF, N-351, MAF, FEF, SRF, GPF, ECF und N-234; Thermalruß wie beispielsweise FT und MT; und Acetylenruß. Siliziumdioxid kann ebenfalls als Verstärkungsmaterial verwendet werden. Geeigneterweise besteht das Verstärkungsmaterial aus einer Art oder zwei oder mehrerer Arten dieser Stoffe. Das Verstärkungsmaterial der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildenden Kautschukzusammensetzung umfasst bevorzugter Weise sowohl HAF als auch GPF. FEF alleine wird geeigneterweise als Verstärkungsmaterial der den inneren Kautschukabschnitt 11b bildenden Kautschukzusammensetzung verwendet. Der Anteil des Verstärkungsmaterials bezüglich 100 Masseteile der Kautschukkomponente ist beispielsweise 30 Masseteile oder mehr und 80 Masseteile oder weniger.
Beispiele für Weichmacher beinhalten einen Petroleumweichmacher, einen mineralölbasierten Weichmacher wie beispielsweise Paraffin, und einen auf pflanzlichen Öl basierenden Weichmacher wie Rizinusöl, Baumwollsamenöl, Leinöl, Rapsöl, Sojaöl, Palmöl, Kokosnussöl, Erdnussöl, Japanwachs, Kolofonium und Kiefernöl. Geeigneterweise besteht der Weichmacher aus einem oder zwei oder mehrerer Arten dieser Stoffe. Der Anteil des Weichmachers bezüglich 100 Masseteile der Kautschukkomponente ist beispielsweise 2 Masseteile oder mehr und 30 Masseteile oder weniger.
Beispiele des Verarbeitungshilfsmittels beinhalten Stearinsäure. Das Verarbeitungshilfsmittel besteht entweder aus einer Art oder zwei oder mehrere Arten. Der Anteil des Verarbeitungshilfsmittels bezüglich 100 Masseteile der Kautschukkomponente ist beispielsweise 0,5 Masseteile oder mehr und 5 Masseteile oder weniger.
Beispiele des Vulkanisationshilfsmittels beinhalten Metalloxide wie Zinkoxid (Zinkweiß) und Magnesiumoxide. Geeigneterweise besteht das Vulkanisationshilfsmittel aus einer oder zwei oder mehrere Arten dieser Stoffe. Der Anteil des Vulkanisationshilfsmittels bezüglich 100 Masseteile der Kautschukkomponente ist beispielsweise 1 Masseteil oder mehr und 10 Masseteile oder weniger.
Beispiele des Vernetzers beinhalten Schwefel und ein organisches Peroxid. Schwefel alleine, ein organisches Peroxid alleine oder auch eine Kombination dieser Substanzen können als Vernetzer verwendet werden. Der Anteil von Schwefel als Vernetzer bezüglich 100 Masseteile der Kautschukkomponente ist beispielsweise 0,50 Masseteile oder mehr und 4,0 Masseteile oder weniger. Der Anteil von organischem Peroxid als Vernetzer bezüglich 100 Masseteile der Kautschukkomponente ist beispielsweise 0,50 Masseteile und 8,0 Masseteile oder weniger.
Beispiele des Vulkanisationsbeschleunigers beinhalten ein Metalloxid, ein Metallcarbonat, eine Fettsäure und ein Derivativ hiervon. Geeigneterweise besteht der Vulkanisationsbeschleuniger aus einer oder zwei oder mehrerer Arten dieser Stoffe. Der Anteil des Vulkanisationsbeschleunigers bezüglich 100 Masseteile der Kautschukkomponente ist beispielsweise 0,50 Masseteile oder mehr und 8,0 Masseteile oder weniger.
Beispiele des Harzes für das Kautschukmischen umfassen ein hoch-styrenhaltiges Harz, ein Phenolharz und ein ultrahoch-molekulares Polyethylen-Harz. Geeigneterweise besteht das Harz aus einer oder zwei oder mehrerer Arten dieser Substanzen. Ein hoch-styrenhaltiges Harz, ein Phenolharz und ein ultrahochmolekulares Polyethylen-Harz werden geeigneterweise in Kombination für die die Oberflächenkautschukschicht 11a bildende Kautschukzusammensetzung verwendet. Ein Phenolharz alleine wird geeigneterweise für die den inneren Kautschukabschnitt 11b bildende Kautschukzusammensetzung verwendet. Der Anteil des Harzes für das Kautschukmischen ist bezüglich 100 Masseteile der Kautschukkomponente ist beispielsweise 3 Masseteile oder mehr und 50 Masseteile oder weniger.
Die Oberflächenkautschukschicht 11a ist aus einem porösen Kautschuk, wobei die unvernetzte Kautschukzusammensetzung, bevor sie zu der Oberflächenkautschukschicht 11a geformt ist, nicht-expandierte bzw. ungeschäumte hohle Partikel und/oder einen Schaumbildner zur Herstellung eines porösen Kautschuks enthält. Beispiele der nicht-expandierten hohlen Partikel sind Partikel mit einem in einer Schale aus thermoplastischem Polymer (z. B. ein Acrylonitrilpolymer) oder einem anderem geeigneten Material eingekapselten Lösungsmittel. Die hohlen Partikel können aus einer oder zwei oder mehrerer Arten dieser Partikel bestehen. Der Anteil der hohlen Partikel bezüglich 100 Masseteile der Kautschukkomponente ist geeigneterweise 0,50 Masseteile oder mehr und geeignetererweise 1,0 Masseteile oder mehr und ist geeigneterweise 10 Masseteile oder weniger und geeignetererweise 5,0 Masseteile oder weniger. Beispiele des Schaumbildners beinhalten organische Schaumbildner wie einen ADCA Schaumbildner, der hauptsächlich Azodincarbonamid enthält, einen DPT Schaumbildner, der hauptsächlich Dinitrosopentamethylentetramin enhält, einen OBSH Schaumbildner, der hauptsächlich p,p'-Oxybisbenzensulfonylhydrazid enthält, und einen HDCA Schaumbildner, der hauptsächlich Hydrazodicarbonamid enthält. Geeigneterweise besteht der Schaumbildner aus einer oder zwei oder mehrerer Arten dieser Stoffe. Der Anteil des Schaumbildners bezüglich 100 Masseteile der Kautschukkomponente ist geeigneterweise 0,50 Masseteile oder mehr und geeignetererweise 4,0 Masseteile oder mehr und ist geeigneterweise 10 Masseteile oder weniger und geeignetererweise 7,0 Masseteile oder weniger.
Die aus einm porösen Kautschuk bestehende Oberflächenkautschukkomponente 11a hat eine Oberfläche mit vielen Vertiefungen 16. Die Vertiefungen 16 haben einen mittleren Durchmesser von geeigneterweise 40 µm oder mehr und geeignetererweise 80 µm oder mehr und geeigneterweise 150 µm oder weniger und geeignetererweise 120 µm oder weniger. Der mittlere Durchmesser der Vertiefungen 16 wird mittels des zahlmittleren Durchmessers von 50 oder mehr und 100 oder weniger Vertiefungen, die mittels eines Oberflächenbildes gemessen werden, bestimmt.
Die die Oberflächenkautschukschicht 11a bildende Kautschukzusammensetzung kann Kurzfasern beinhalten. In diesem Fall sind die Fasern geeigneterweise in Riemenquerrichtung ausgerichtet. Die Kurzfasern, die auf einer Oberfläche der Oberflächenkautschukschicht 11a frei liegen, beinhalten geeigneterweise Kurzfasern, die von der Oberfläche vorstehen. Beispiele solcher Kurzfasern beinhalten Nylon-Kurzfasern, Aramid-Kurzfasern, Polyester-Kurzfasern und Baumwollstaub. Es eignet sich eine oder zwei oder mehrere Arten dieser Fasern als Kurzfasern zu verwenden. Die Kurzfasern werden geeigneterweise einer Adhäsionsbehandlung unterzogen, bei welcher die Kurzfasern beispielsweise in einer wässrigen Lösung von Resorcin/Formalin/Latex (im Folgenden als „RFL wässrige Lösung“ bezeichnet) getränkt werden und anschließend erhitzt werden. Die Kurzfasern haben beispielsweise eine Länge von 0,2 mm bis 3,0 mm. Der Anteil der Kurzfasern beträgt bezüglich 100 Masseteile der Kautschukkomponente beispielsweise 3,00 Masseteile oder mehr und 30,0 Masseteile oder weniger.
Der Abriebverlust der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildenden Kautschukzusammensetzung, der mittels eines DIN-Abriebverlusttests basierend auf JIS K6264-2 gemessen wird, beträgt geeigneterweise 130 mm³ oder weniger und geeignetererweise 115 mm³ oder weniger. Der Abriebverlust der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildenden Kautschukzusammensetzung ist geeigneterweise kleiner als der Abriebverlust der den inneren Kautschukabschnitt 11b bildenden Kautschukzusammensetzung. Der Unterschied dieser Abriebverlusten ist geeigneterweise 15,0 mm³ oder mehr und geeignetererweise 50,0 mm³ oder mehr.
Die Versprödungstemperatur der den inneren Kautschukabschnitt 11b bildenden Kautschukzusammensetzung, die basierend auf JIS K6261 gemessen wird, ist geeigneterweise -50 °C oder weniger und geeignetererweise -60 °C oder weniger. Die Versprödungstemperatur der den inneren Kautschukabschnitt 11b bildenden Kautschukzusammensetzung ist geeignetererweise geringer als die Versprödungstemperatur der die Oberflächenkautschukschicht 11a bildenden Kautschukzusammensetzung. Der Unterschied zwischen diesen Versprödungstemperaturen ist geeigneterweise 5,0 °C oder mehr und geeignetererweise 10 °C oder mehr.
Die adhäsive Kautschukschicht 12 hat die Form eines Streifens mit einem horizontalen langgestreckten rechteckigen Querschnitt und hat beispielsweise eine Dicke von 1,0 mm bis 2,5 mm. Die Rückseitenkautschukschicht 13 hat die Form eines Streifens mit einem horizontal langgestreckten rechteckigen Querschnitt und hat beispielsweise eine Dicke von 0,4 mm bis 0,8 mm. Geeigneterweise hat eine Oberfläche der Rückseitenkautschukschicht 13 zur Reduktion von Geräuschen, die zwischen der Rückseitenkautschukschicht 13 und einer mit der Rückseitenkautschukschicht 13 in Kontakt stehenden flachen Riemenscheibe entstehen, ein Webmuster, das von einem Gewebe übertragen wird.
Die adhäsive Kautschukschicht 12 und die Rückseitenkautschukschicht 13 sind geeigneterweise jeweils aus einer Kautschukzusammensetzung, die mittels Erhitzen und Pressen einer unvernetzten Kautschukzusammensetzung, die durch Kneten einer mit verschiedenen Komponenten vermischten Kautschukkomponenten hergestellt ist und Vernetzten des gekneteten Produkt mittels eines Vernetzers hergestellt ist. Um ein Verkleben zwischen der Rückseitenkautschukschicht 13 und der mit der Rückseitenkautschukschicht 13 kontaktierenden flachen Riemenscheibe zu vermindern, ist die Rückseitenkautschukschicht 13 geeigneterweise aus einer Kautschukzusammensetzung gebildet, die geringfügig härter ist als die Kautschukzusammensetzung der adhäsiven Kautschukschicht 12.
Beispiele der Kautschukkomponenten der die adhäsive Kautschukschicht 12 und die Rückseitenkautschukschickt 13 bildenden Kautschukzusammensetzung umfassen ein Ethylen-α-Olefin-Elastomer, einen Chloropren-Kautschuk (CR), einen chlorosulfiniertes Polyethylen-Kautschuk (CSM) und einen hydrierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (H-NBR). Die Kautschukkomponente ist geeigneterweise ein Ethylen-α-Olefin-Elastomer, genau wie die Oberflächenkautschukschicht 11a und der innere Kautschukabschnitt 11b der komprimierten Kautschukschicht 11. Geeigneterweise sind die Kautschukkomponente der adhäsiven Kautschukschicht 12 und die Kautschukkomponente der Rückseitenkautschukschicht 13 jeweils die gleiche wie die Kautschukkomponente des inneren Kautschukabschnitts 11b der komprimierten Kautschukschicht 11.
Beispiele für die Komponenten umfassen, genau wie bei der komprimierte Kautschukschicht 11, ein Verstärkungsmaterial wie Ruß, einen Weichmacher, ein Bearbeitungshilfsmittel, ein Vulkanisationshilfsmittel, einen Vernetzer, einen Vulkanisationsbeschleuniger und Harz zur Kautschukvermischung.
Die Kautschukzusammensetzungen, die den inneren Kautschukabschnitt 11b der komprimierten Kautschukschicht 11, die adhäsive Kautschukschicht 12 und die Rückseitenkautschukschicht 13 den inneren Kautschukabschnitt 11b der komprimierten Kautschukschicht 11 bilden können voneinander verschieden sein oder einander gleichen.
Das Seil 14 besteht aus einem verdrehten Faden aus Fasern wie beispielsweise Polyesterfasern (PET), Polyethylen-Naphthalat-Fasen (PEN), Aramidfasern, und Vinalonfasern. Der Durchmesser des Seils 14 ist beispielsweise 0,5 mm bis 2,5 mm. Der Abstand zwischen den Mittelpunkten benachbarter Seile 14 zueinander ist in einem Querschnitt beispielsweise 0,05 mm bis 0,20 mm. Um die adhäsiver Kautschukschicht 12 des Teilrippenriemenkörpers 10 mit einer Haftfestigkeit zu versehen, wird das Seil 14 vor der Formgebung des Riemens einer Adhäsionsbehandlung unterzogen, in welcher das Seil 14 in eine wässrige RFL Lösung getränkt wird und anschließend erhitzt wird, und/oder es wird einer Adhäsionsbehandlung unterzogen, in welcher das Seil 14 in Gummikit getränkt wird und anschließend getrocknet wird.
Somit ist bei dem Keilrippenriemen B nach der ersten Ausführungsform der Ethylen-Anteil (A1) des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der Kautschukzusammensetzung enthalten ist, das die Oberflächenkautschukschicht 11a mit den Seitenoberflächenabschnitten der V-förmigen Rippen bildet, größer als der Ethylen-Anteil (A2) des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt 11b bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist. Dies ermöglicht den mit den Riemenscheiben kontaktierenden Seitenoberflächenabschnitten der V-förmigen Rippen 15 eine hohe Verschleißfestigkeit zu haben und ermöglicht dem gesamten Keilrippenriemen eine hohe Kältewiderstandsfestigkeit zu haben. Zusätzlich ist die die Oberflächenkautschukschicht 11a bildende Kautschukzusammensetzung aus porösem Kautschuk und hat erwartungsgemäß eine geringe Verschleißfestigkeit, so dass nicht nur eine hohe Verschleißfestigkeit, sondern auch eine hohe Kältewiderstandsfestigkeit erreicht werden kann.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des Keilrippenriemens B nach der ersten Ausführungsform beschrieben.
Bei der Herstellung des Keilrippenriemens B nach der ersten Ausführungsform wird ein Riemenformwerkzeug 20 verwendet, das eine zylindrische Innenform 21 und eine zylindrische Außenform 22 hat, welche wie 3 und 4 zeigen konzentrisch zueinander sind.
Die Innenform 21 des Riemenformwerkzeugs 20 ist aus einem flexiblen Material wie beispielsweise Kautschuk. Die Außenform 22 ist aus einem harten Material wie beispielsweise Metall. Die innere Umfangsfläche der Außenform 22 dient als Formgebungsfläche und hat Vertiefungen 23 zur Herstellung der V-förmigen Rippen, die in axialer Richtung in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Die Außenform 22 ist mit einem Temperatursteuerungsmechanismus versehen, der es einem Heizmedium, wie beispielsweise Wasserdampf, oder einem Kühlmedium, wie beispielsweise Wasser, erlaubt zu strömen und die Temperatur zu kontrollieren. Das Riemenformwerkzeug 20 ist mit einer Druckbeaufschlagungseinrichtung versehen, die zum Druckbeaufschlagen und Ausdehnen der Innenform 21 von Innen heraus konfiguriert ist.
In der Herstellung des Keilrippenriemens B nach der ersten Ausführungsform werden vermischte Komponenten zu einer Kautschukkomponente hinzugefügt und das Gemisch wird mittels eines Mixers, wie beispielsweise einem Kneter oder einen Banbury-Mixer, geknetet. Die resultierende unvernetzte Kautschukzusammensetzung wird mittels Kalandrieren in eine Platte geformt, um beispielsweise unvernetzte Kautschukplatten 11a' und 11b' zur Herstellung einer Oberflächenkautschukschicht 11a und einem inneren Kautschukabschnitt 11b einer komprimierten Kautschukschicht 11 zu bilden. Hohle Partikel und/oder ein Schaumbildner werden/wird zur Bildung der Oberflächenkautschukschicht 11a zur der unvernetzten Kautschukplatte 11a' hinzugefügt. Unvernetzte Kautschukplatten 12' und 13' zum Herstellen der adhäsiven Kautschukschicht 12 und der Rückseitenkautschukschicht 13 werden auf die gleiche Weise hergestellt. Nach der Adhäsionsbehandlung, bei welcher ein verdrehter Faden 14', der das Seil 14 darstellen soll, in eine wässrige RFL Lösung getränkt und erhitzt wurde, wird eine Adhäsionsbehandlung, bei der der verdrehte Faden 14' in Gummikit getränkt wird, erhitzt wird und getrocknet wird, ausgeführt.
Als nächstes wird, wie in 5 dargestellt, eine Kautschukhülse 25 auf einem zylindrischen Behälter 24 mit einer glatten Oberfläche platziert, so dass die Kautschukhülse 25 den zylindrischen Behälter 24 abdeckt. Anschließend werden die unvernetzte Kautschukplatte 13' für die Rückseitenkautschukschicht 13 und die unvernetzte Kautschukplatte 12' für die adhäsive Kautschukschicht 12 sequentiell um den zylindrischen Behälter herumgewickelt und auf diesem geschichtet. Dann wird der gedrehte bzw. verdrillte Faden 14' für das Seil 14 wendelförmig um die zylindrische Innenform 21 gewickelt, um sich auf der gewickelten unvernetzten Kautschukplatte 12' zu erstrecken, und eine andere unvernetzte Kautschukplatte 12' für die adhäsive Kautschukschicht 12, die unvernetzte Kautschukplatte 11b' für den inneren Kautschukabschnitt 11b der komprimierten Kautschukschicht 11 und die unvernetzte Kautschukplatte 11a' für die Oberflächenkautschukschicht 11 a der komprimierten Kautschukschicht 11 werden sequentiell um den gewickelten gedrehten Faden 14' gewickelt und auf diesem geschichtet, wodurch ein geschichteter Körper B' entsteht.
Anschließend wird, wie in 6 gezeigt ist, die Kautschukhülse 25 mit dem geschichteten Körper B' von dem zylindrischen Behälter 24 entfernet und anschließend an die innere Umfangsfläche der Außenform 22 angebracht.
Als nächstes wird die Innenform 21, wie in 7 zu sehen ist, im Inneren der in der Außenform 22 eingesetzten Kautschukhülse 25 positioniert und hermetisch abgedichtet.
Anschließend wird die Außenform 22 erhitzt und die Innenform 21 wird beispielsweise mittels Einleiten von Luft hohen Drucks in den hermetisch abgedichteten inneren Raum gedrückt. In diesem Schritt vergrößert sich die Innenform 21 und die unvernetzten Kautschukplatten 11a', 11b', 12', 13' des geschichteten Körpers B', die den Riemen ausbilden, werden, wie in 8 gezeigt ist, auf der Formgebungsoberfläche der Außenform 22 gedrückt. Gleichzeitig erfolgt ein Vernetzen in den Platten und die Platten werden in dem verdrehten Faden 14' eingebunden und mit diesem verbunden. Darüber hinaus verursacht/verursachen hohle Partikel 17 oder einen Schaumbildner in der unvernetzten Kautschukplatte 11a' einen Abschnitt des geschichteten Körpers B', der der Oberflächenkautschukschicht 11a entspricht, eine Vielzahl hohler Abschnitte aufzuweisen. Abschließend wird eine zylindrische Riemenscheibe S gebildet. Die Formgebungstemperatur der Riemenscheibe S ist beispielsweise 100 °C bis 180 °C. Der Formgebungsdruck ist beispielsweise 0,5 MPa bis 2,0 MPa. Die Formgebungszeit ist beispielsweise 10 Minuten bis 60 Minuten.
Anschließend wird der Druck der inneren Kammer der Innenform 21 reduziert, um die Abdichtung zu entfernen, und die zwischen der Innenform 21 und der Außenform 22 gebildete Riemenscheibe wird mittels der Kautschukhülse 25 entnommen. Die Riemenscheibe wird in Ringe mit einer vorbestimmten Breite geschnitten und die Innenseite wird nach außen gedreht, wodurch die Keilrippenriemen B erzeugt werden. Wenn nötig, kann eine Außenfläche der Riemenscheibe S, das heißt, eine Oberfläche der Riemenscheibe S, die die V-förmigen Rippen 15 umfasst, poliert werden.
9 zeigt eine Anordnung einer Riemenscheibe eines Zubehörantriebriemengetriebesystems 30 eines Kraftfahrzeugs, das den Keilrippenriemen B nach der ersten Ausführungsform verwendet. Das Zubehörantriebsriemengetriebesystem 30 ist ein gewundenes bzw. serpentinenförmiges Antriebssystem mit vier gerippte Riemenscheiben und zwei flache Riemenscheibe zur Übertragung von Leistung, wobei bei diesem der Keilrippenriemen B um sechs Riemenscheiben herumgewickelt ist.
Das Zubehörantriebsriemengetriebesystem 30 umfasst an einer obersten Position eine Servolenkungsriemenscheibe 31, die eine gerippte Riemenscheibe ist, und eine unter der Servolenkungsriemenscheibe 31 angeordnete Wechselstromgeneratorriemenscheibe 32, die eine gerippte Riemenscheibe ist. Das System 30 hat zudem eine an einer unteren linken Position der Servolenkungsriemenscheibe 31 angeordnete Spannriemenscheibe 33, die eine flache Riemenscheibe ist, und eine unter der Spannriemenscheibe 33 angeordnete Wasserpumpriemenscheibe 34, die eine flache Riemenscheibe ist. Das System hat des Weiteren eine an einem unteren linken Ende der Spannriemenscheibe 33 angeordnete Kurbelwellenriemenscheibe 35, die eine gerippte Riemenscheibe ist, und eine an einer unteren rechten Position der Kurbelwellenriemenscheibe 35 angeordnete Klimaanlagenriemenscheibe 36, die eine gerippte Riemenscheibe ist. Diese Riemenscheiben sind beispielsweise aus gepressten Metallen oder Gussstücken, oder aus Harzformteilen, die beispielsweise Nylonharz und Phenolharz verwenden, hergestellt und haben einen Riemenscheibendurchmesser im Bereich von φ50 mm zu φ 150 mm.
Bei dem Zubehörantriebsriemengetriebesystem 30 ist der Keilrippenriemen B um die Servolenkungsriemenscheibe 31 und dann um die Spannungsriemenscheibe 33 gewickelt, wobei die V-förmigen Rippen 15 mit der Servolenkungsriemenscheibe 31 kontaktieren und die Rückseite des Riemens B mit der Spannriemenscheibe 33 kontaktiert. Anschließend ist der Riemen B sequentiell um die Kurbelwellenriemenscheibe 35, die Klimaanlagenriemenscheibe 36 und des Weiteren um die Wasserpumpenriemenscheibe 34 gewickelt, wobei die V-förmigen Rippen 15 mit der Kurbelwellenriemenscheibe 35 und der Klimaanlagenriemenscheibe 36 kontaktieren und die Rückseite des Riemens B mit der Wasserpumpenriemenscheibe 34 kontaktiert. Der Riemen B ist anschließend um die Gleichstromgeneratorriemenscheibe 32 gewickelt, wobei die V-förmigen Rippen 15 mit der Gleichstromriemenscheibe 32 kontaktieren, und kehrt letztendlich zu der Servolenkungsriemenscheibe 31 zurück. Die Riemenspannlänge, die eine Länge des Keilrippenriemens B zwischen den Riemenscheiben ist, reicht beispielsweise von 50 mm bis 30 mm. Der erlaubte Grad von Ausrichtungsfehlern zwischen den Riemenscheiben liegt im Bereich von 0 ° bis 2 °.
(Zweite Ausführungsform) 10 und 11 zeigen einen Keilrippenriemen B einer zweiten Ausführungsform. Gleiche Bezugszeichen wurden zum Kennzeichnen der der ersten Ausführungsform entsprechenden Elemente verwendet.
Der Keilrippenriemen B der zweiten Ausführungsform umfasst eine komprimierte Kautschukschicht 11 mit einer Oberflächenkautschukschicht 11a, die aus porösem Kautschuk besteht. Zwei der Oberflächenkautschukschichten 11a erstrecken sich jeweilsentlang einem außenseitigen Oberflächenabschnitt der äußersten der V-förmigen Rippen 15. Die anderen Oberflächenkautschukschichten 11a erstrecken sich jeweils entlang gegenüberliegender Seitenflächenabschnitte von Paaren benachbarter V-förmiger Rippen 15 und einem unteren Abschnitt zwischen den Rippen, der die gegenüberliegenden Seitenflächenabschnitte miteinanderverbindet. Die letzteren Oberflächenkautschukschichten 11a haben einen invertiert U-förmigen Querschnitt. Somit umfasst jede Oberflächenkautschukschicht 11a die Außenseitenoberflächenabschnitte der äußersten V-förmigen Rippen oder die gegenüberliegenden Seitenflächenabschnitte von einem Paar benachbarter V-förmiger Rippen 15. Die Oberflächenkautschukschicht 11a hat beispielsweise eine Dicke von 50 µm bis 500 µm. Indes ist der innere Kautschukabschnitt 11b aus hartem Kautschuk im inneren der Oberflächenkautschukschicht 11a angeordnet.
Zur Herstellung der Keilrippenriemen B nach der zweiten Ausführungsform wird eine zylindrische Riemenscheibe S, wie in 12 gezeigt ist, mittels eines Prozesses gleich dem Prozess nach der ersten Ausführungsform hergestellt. Diese Riemenscheibe S hat eine Außenfläche mit Vorsprüngen 15', die sich entlang des Umfangs erstrecken und einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt haben. Die Vorsprünge 15' sind in axialer Richtung sequentiell angeordnet und haben eine Oberflächenschicht 11a" aus porösem Kautschuk und die anderen inneren Abschnitte 11b" sind aus hartem Kautschuk. Anschließend wird die Riemenscheibe S, wie in 13 dargestellt ist, über ein Paar von Scheibenhaltewellen 36 gelegt. Eine Schleifscheibe 37, die Vertiefungen zur Herstellung der V-förmigen Rippen hat, die sich in eine Umfangsrichtung der Schleifscheibe 37 erstrecken und sequentiell an der äußeren Umfangsfläche entlang einer axialen Richtung der Schleifscheibe 37 angeordnet sind, wird rotiert und mit der äußeren Umfangsfläche der Riemenscheibe S in Kontakt gebracht, und die Riemenscheibe S wird ebenfalls auf dem Paar der Scheibenhaltewellen 36 rotiert. Somit stellt die Riemenscheibe S, wie in 14 gezeigt ist, als Ergebnis des Schleifens der Vorsprünge auf der Außenfläche der Riemenscheibe S, eine Vielzahl V-förmiger Rippen 15 bereit, die jeweils eine Oberflächenkautschukschicht 11a aus porösem Kautschuk und einen inneren Kautschukabschnitt 11b aus hartem Kautschuk umfassen.
Die anderen Eigenschaften und Vorteile einschließlich der Zusammensetzung der Oberflächenkautschukschicht 11a und des inneren Kautschukabschnitts 11b entsprechen denen der ersten Ausführungsform.
(Andere Ausführungsformen) In der ersten und zweiten Ausführungsform ist die Oberflächenkautschukschicht 11a aus porösem Kautschuk, wobei es sich hierbei um ein nicht-einschränkendes Beispiel handelt. Jedoch kann/können, wie in den 15A und 15B dargestellt ist, die Oberflächenkautschukschicht(en) 11a aus einem harten Kautschuk sein.
In der ersten und zweiten Ausführungsform umfasst der Keilrippenriemenkörper 10, die komprimierte Kautschukschicht 11, die adhäsive Kautschukschicht 12 und die Rückseitenkautschukschicht 13, wobei es sich hierbei um ein nicht-einschränkendes Beispiel handelt. Der Keilrippenriemenkörper 10 kann jedoch auch die komprimierte Kautschukschicht 11 und die adhäsive Kautschukschicht 12 umfassen und die Rückseitenkautschukschicht 13 kann durch ein Verstärkungsgewebe aus Gewebe bzw. Gewebematerial, wie beispielsweise gewebten, gestrickten bzw. gewirkten oder nicht gewebten Gewebe, bestehend aus Garnen aus Baumwolle, Polyamidfasern, Polyesterfasern, Aramidfasern oder einer anderen geeigneten Faser, sein.
In der ersten und zweiten Ausführungsform sind die V-förmigen Rippen 15 nur auf der komprimierten Kautschukschicht 11 vorgesehen, wobei es sich hierbei um ein nicht-einschränkendes Beispiel handelt. Der Keilrippenriemen kann jedoch auch ein doppelseitiger Keilrippenriemen mit einer ebenfalls mit V-förmigen Rippen versehenen Rückseitenkautschukschicht sein.
In der ersten und zweiten Ausführungsform ist das Zubehörantriebsriemengetriebesystem 30 für ein Kraftfahrzeug beschrieben, wobei es sich hierbei um ein nicht-einschränkendes Beispiel eines Riemengetriebesystems handelt. Das Zubehörantriebsriemengetriebesystem kann jedoch auch ein Riemengetriebesystem für allgemeine industrielle Anwendungen oder andere Anwendungen sein.
Beispiele
(Unvernetztes Kautschukzusammensetzung)
Unvernetzte Kautschukzusammensetzungen der folgenden Kautschuke 1 bis 4 wurden vorbereitet. Die Zusammensetzung von jedem Kautschuk ist in Tabelle 1 veranschaulicht.
<Kautschuk 1>
Ein EPDM-1 (hergestellt von JSR Corporation, Handelsbezeichnung: EP51, Ethylen-Massenanteil: 67 %, ENB-Massenanteil: 5,8 %, Mooney-Viskosität: 23 ML₁₊₄ (125 °C)) wurde als Kautschukkomponente in eine Kammer eines Innenmischers vom Typ Banbury platziert und in diesem mastiziert. Anschließend wurden 35 Masseteile von HAF Ruß (carbon black) (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd., Handelsbezeichnung: SEAST 3), das als Verstärkungsmaterial dient, 8 Masseteile von Öl (hergestellt von Sun Oil Company, Handelsbezeichnung: SUNPAR 2280), das als Weichmacher dient, 1 Masseteil von Stearinsäure (hergestellt von Kao Corporation, Handelsbezeichnung: LUNAC), die als Verarbeitungshilfsmittel dient, 5 Masseteile von Zinkoxid (hergestellt von Sakai Chemical Industry Co., Ltd., Handelsbezeichnung: Zinc White No. 3), das als Vulkanisationshilfsmittel dient, 1,7 Masseteile von Schwefel (hergestellt von Nippon Kanryu Industry Co., Ltd., Handelsbezeichnung: SEIMI OT), das als Vernetzer dient, 2,8 Masseteile von einem gemischten Vulkanisationsbeschleuniger für EPDM (hergestellt von Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., Handelsbezeichnung: Sunceller EM-2), 1,2 Masseteile von Sulfenamid-Vulkanisationsbeschleuniger (hergestellt von OUCHI SHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD., Handelsbezeichnung: NOCCELER MSA-G), 5 Masseteile von Hochstyren-haltigem Harz (hergestellt von JSR Corporation, Klasse: JSR0061), das als Harz für die Kautschukvermischung dient, 10 Masseteile von Phenolharz (hergestellt von Sumitomo Bakelite Co., Ltd., Handelsbezeichnung: PR-12687), das als ein weiteres Harz für die Kautschukvermischung dient, 30 Masseteile von einem ultrahochmolekularen Polyethylen-Harz (hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., Handelsbezeichnung: HI-ZEX MILLION 240S), das wiederum als ein weiteres Harz für die Kautschukvermischung dient und 4,5 Masseteile von hohlen Partikeln (hergestellt von Sekisui Chemical Co., Ltd., Handelsbezeichnung: ADVANCELL EMS-026) bezogen auf 100 Masseteile der resultierenden Kautschukkomponente zusammengemixt. Das Resultierende Gemisch wurde mit dem Mixer geknetet, um eine unvernetzte Kautschukzusammensetzung als Kautschuk 1 herzustellen.
<Kautschuk 2>
Eine unvernetzte Kautschukzusammensetzung als Kautschuk 2 wurde, mit der Ausnahme, dass keine hohlen Partikel in das Basismaterial des Kautschuks gemischt wurden, mit dem selben Verfahren wie das Verfahren des Kautschuk 1 hergestellt.
<Kautschuk 3>
Ein EPDM-2 (hergestellt von JSR Corporation, Handelsbezeichnung: EP123, Ethylen-Massenanteil: 58 %, ENB-Massenanteil: 4,5 %, Mooney-Viskosität: 19.5 ML₁₊₄ (125 °C)) wurde als Kautschukkomponente in eine Kammer eines Innenmischers vom Typ Banbury platziert und in diesem mastiziert. Anschließend wurden 70 Masseteile von FEF Ruß (carbon black) (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd., Handelsbezeichnung: SEAST SO), das als Verstärkungsmaterial dient, 8 Masseteile von Öl, das als Weichmacher dient, 1 Masseteil von Stearinsäure, die als Verarbeitungshilfsmittel dient, 5 Masseteile von Zinkoxid, das als Vulkanisationshilfsmittel dient, 1,7 Masseteile von Schwefel, das als Vernetzer dient, 2,8 Masseteile von einem gemischten Vulkanisationsbeschleuniger für EPDM, 1,2 Masseteile von Sulfenamid-Vulkanisationsbeschleuniger und 5 Masseteile von Phenolharz, das als Harz für die Kautschukvermischung dient, bezogen auf 100 Masseteile der resultierenden Kautschukkomponente zusammengemixt. Das Resultierende Gemisch wurde mit dem Mixer geknetet, um eine unvernetzte Kautschukzusammensetzung als Kautschuk 3 herzustellen.
<Kautschuk 4>

Ein EPDM-2 wurde als Kautschukkomponente in eine Kammer eines Innenmischers vom Typ Banbury platziert und in diesem mastiziert. Anschließend wurden 50 Masseteile von HAF Ruß (carbon black), das als Verstärkungsmaterial dient, 14 Masseteile von Öl, das als Weichmacher dient, 1 Masseteil von Stearinsäure, die als Verarbeitungshilfsmittel dient, 5 Masseteile von Zinkoxid, das als Vulkanisationshilfsmittel dient, 1,7 Masseteile von Schwefel, das als Vernetzer dient, 2,8 Masseteile von einem gemischten Vulkanisationsbeschleuniger für EPDM, 1,2 Masseteile von Sulfenamid-Vulkanisationsbeschleuniger, 10 Masseteile von einem ultrahochmolekularen Polyethylen-Harz, 30 Masseteile von Bentonit (hergestellt von Hojun Co., Handelsbezeichnung: Bengel HVP), das als ein Schichtsilikat dient, und 25,5 Masseteile von Nylon-Kurzfasern (hergestellt von Asahi Kasei Corporation, Handelsbezeichnung: Leona 66, Faserlänge: 1 mm) bezogen auf 100 Masseteile der resultierenden Kautschukkomponente zusammengemixt. Das Resultierende Gemisch wurde mit dem Mixer geknetet, um eine unvernetzte Kautschukzusammensetzung als Kautschuk 4 herzustellen. Tabelle 1

		Kautschuk 1	Kautschuk 2	Kautschuk Kautschuk 3 4
Kautschukkomponente	EPDM-1	100	100
Kautschukkomponente	EPDM-2			100	100
Verstärkungsmaterial	HAF Ruß	35	35		50
	GPF Ruß	15	15
	FEF Ruß			70
Weichmacher	Öl	8	8	8	14
Verarbeitungshilfsmittel	Stearinsäure	1	1	1	1
Vulkanisations-	Zinkoxid	5	5	5	5
hilfsmittel
Vernetzer	Schwefel	1.7	1.7	1.7	1.7
Vulkanisationsbeschleuniger	gemischter Vulkanisationsbeschleuniger für EPDM	2.8	2.8	2.8	2.8
Vulkanisationsbeschleuniger	Sulfenamid-Vulkanisationsbeschleuniger	1.2	1.2	1.2	1.2
Harz für Kautschukvermischung	hoch-styrenhaltiges Harz	5	5
	Phenolharz	10	10	5
	ultrahochmolekulares Polyethylen-Harz	30	30		10
Hohler Partikel	-	4.5
Schichtsilikat	Betonit				30
Kurzfasern	Nylon-Kurzfaser				25.5
Verschleißfestigkeit Abriebverlust(mm³)		115.0	93.0	173.0	105.6
Kältewiderstandsfestigkeit Versprödungstemperatur (°C)		-38	-55	-65	-40

(Keilrippenriemen)
Keilrippenriemen der folgenden ersten und zweiten Beispiele und der dritten bis fünften Vergleichsbeispiele wurden hergestellt. Die verbesserten Zusammensetzungen jeder der Riemen sind ebenfalls in Tabelle 2 dargestellt.
<Erstes Beispiel>
Ein Keilrippenriemen, der eine Konfiguration gleich der Konfiguration der ersten Ausführungsform hat und eine Oberflächenkautschukschicht aus dem Kautschuk 1 und einen inneren Kautschukabschnitt aus dem Kautschuk 3 hat, wurde als erstes Beispiel hergestellt.
Bei dem Keilrippenriemen des ersten Beispiels betrug ein Verhältnis (A1/A2) von dem Ethylen-Anteils (A1) des EPDM-1 der Oberflächenkautschukschicht zu dem Ethylen-Anteils (A2) des EPDM-2 des inneren Kautschukabschnitts 1,16. Das Verhältnis (B1/B2) von dem ENB-Anteils (B1) des EPDM-1 der Oberflächenkautschukschicht zu dem ENB-Anteils (B2) des EPDM-2 des inneren Kautschukabschnitts betrug 1,29. Das Verhältnis (C1/C2) der Mooney-Viskosität (C1) von dem EPDM-1 der Oberflächenkautschukschicht bei 125 °C zu der Mooney-Viskosität (C2) des EPDM-2 des inneren Kautschukabschnitts bei 125 °C betrug 1,18. Der Abriebverlust des die Oberflächenkautschukschicht bildenden Kautschuks 1 war geringer als der Abriebverlust des den inneren Kautschukabschnitt bildenden Kautschuks 3. Der Unterschied zwischen diesen Abriebverlusten war 58 mm³. Die Versprödungstemperatur des den inneren Kautschukabschnitt bildenden Kautschuks 3 war geringer als die Versprödungstemperatur des die Oberflächenkautschukschicht bildenden Kautschuks 1. Der Unterschied zwischen diesen Versprödungstemperaturen war 27 °C.
Sowohl die adhäsive Kautschukschicht als auch die Rückseitenkautschukschicht wurden jeweils aus einer anderen Kautschukzusammensetzung, umfassend ein EPDM als eine Kautschukkomponente gebildet. Ein Seil wurde aus verdrehten Fäden aus Polyethylen-Terephthalat-Fasen hergestellt. Der Riemen hatte eine Länge von 1200 mm, eine Breite von 10,68 mm und eine Dicke von 4,3 mm und hat 3 Rippen.
<Zweites Beispiel>
Als zweites Beispiel wurde ein Keilrippenriemen mit der selben Konfiguration wie der des ersten Beispiels hergestellt, mit der Ausnahme, dass dessen Oberflächenkautschukschicht aus dem Kautschuk 2 hergestellt wurde.
Bei dem Keilrippenriemen des ersten Beispiels waren die Verhältnisse A1/A2, B1/B2 und C1/C2 jeweils gleich den Verhältnissen des ersten Beispiels. Der Abriebverlust des die Oberflächenkautschukschicht bildenden Kautschuks 2 war geringer als der Abriebverlust des den inneren Kautschukabschnitt bildenden Kautschuks 3. Der Unterschied zwischen diesen Abriebverlusten war 80 mm³. Die Versprödungstemperatur des den inneren Kautschukabschnitt bildenden Kautschuks 3 war geringer als die Versprödungstemperatur des die Oberflächenkautschukschicht bildenden Kautschuks 1. Der Unterschied zwischen diesen Versprödungstemperaturen war 10 °C.
<Erstes Vergleichsbeispiel>
Ein Keilrippenriemen mit derselben Konfiguration wie die Konfiguration des ersten Beispiels wurde als erstes Vergleichsbeispiel hergestellt, mit der Ausnahme, dass sein innerer Kautschukabschnitt aus dem Kautschuk 2 hergestellt wurde.
Bei dem Keilrippenriemen des ersten Vergleichsbeispiels sind die Verhältnisse A1/A2, B1/B2 und C1/C2 alle gleich 1.
<Zweites Vergleichsbeispiel>
Ein Keilrippenriemen mit derselben Konfiguration wie der Konfiguration des ersten Beispiels wurde als zweites Vergleichsbeispiel hergestellt, mit der Ausnahme, dass seine Oberflächenkautschukschicht aus dem Kautschuk 3 war, das heißt, ein Keilrippenriemen dessen komprimierte Kautschukschicht alleine aus dem Kautschuk 3 hergestellt wurde.
Bei dem Keilrippenriemen des zweiten Vergleichsbeispiels sind die Verhältnisse A1/A2, B1/B2 und C1/C2 alle gleich 1.
<Drittes Vergleichsbeispiel>
Ein Keilrippenriemen mit der selben Konfiguration wie der Konfiguration des zweiten Beispiels wurde als drittes Vergleichsbeispiel hergestellt, mit der Ausnahme, dass sein innerer Kautschukabschnitt aus dem Kautschuk 2 war, das heißt, ein Keilrippenriemen, dessen komprimierte Kautschukschicht alleine aus dem Kautschuk 2 hergestellt wurde.
Bei dem Keilrippenriemen des dritten Vergleichsbeispiels sind die Verhältnisse A1/A2, B1/B2 und C1/C2 alle gleich 1.
<Viertes Vergleichsbeispiel>
Ein Keilrippenriemen mit der selben Konfiguration wie der Konfiguration des ersten Beispiels wurde als viertes Vergleichsbeispiel hergestellt, mit der Ausnahme, dass seine Oberflächenkautschukschicht und sein innerer Kautschukabschnitt aus dem Kautschuk 4 waren, das heißt, ein Keilrippenriemen, dessen komprimierte Kautschukschicht alleine aus dem Nylon-Kurzfasern beinhaltenden Kautschuk 4 hergestellt wurde.
Bei dem Keilrippenriemen des vierten Vergleichsbeispiels sind die Verhältnisse A1/A2, B1/B2 und C1/C2 alle gleich 1.
<Fünftes Vergleichsbeispiel>
Ein Keilrippenriemen mit der gleichen Konfiguration wie der Konfiguration des ersten Beispiels wurde als fünftes Vergleichsbeispiel hergestellt, mit der Ausnahme, dass seine Oberflächenkautschukschicht aus dem Kautschuk 3 war und sein innerer Kautschukabschnitt aus dem Kautschuk 2 war.

Bei dem Keilrippenriemen des fünften Vergleichsbeispiels sind die Verhältnisse A1/A2, B1/B2 und C1/C2 0,87, 0,75 und 0,85. Tabelle 2

		Beispiele		Vergleichsbeispiele
		1	2	1	2	3	4	5
Oberflächenkautschukschicht	Kautschuktyp	Kautschuk 1	Kautschuk 2	Kautschuk 1	Kautschuk 3	Kautschuk 2	Kautschuk 4	Kautschuk 3
	Ethylen-Massenanteil (in %) A1	67	67	67	58	67	58	58
	ENB-Massenanteil (in %) B1	5,8	5,8	5,8	4,5	5,8	4,5	4,5
	Mooney-Viskosität (ML₁₊₄ (125°C) C1	23	23	23	19,5	23	19,5	19,5
Innerer Kautschukabschnitt	Kautschuktyp	Kautschuk 3	Kautschuk 3	Kautschuk 2	Kautschuk 3	Kautschuk 2	Kautschuk 4	Kautschuk 2
	Ethylen-Massenanteil (in %) A2	58	58	67	58	67	58	67
	ENB-Massenanteil (in %) B2	4,5	4,5	5,8	4,5	5,8	4,5	5,8
	Mooney-Viskosität (ML₁₊₄ (125°C)) C2	19,5	19,5	23	19,5	23	19,5	23
A1/A2		1,16	1,16	1	1	1	1	0,87
B1/B2		1,29	1,29	1	1	1	1	0,78
C1/C2		1,18	1,18	1	1	1	1	0,85
Verschleißfestigkeit Verschleißrate (%)		1,7	1,2	1,7	3,1	1,2	1,8	2,2
Kältewiderstandsfestigkeit Prüfzyklen (Anzahl an Zyklen)		160	165	60	152	118	95	80

(Testverfahren)
<Verschleißfestigkeit>
Basierend auf JIS K6264-2 wurde ein Prüfling von jeder der Kautschuken 1 bis 4 hergestellt und eine DIN-Abriebprüfung durchgeführt.
<Kältewiderstandsfestigkeit>
Basierend auf JIS K6261 wurde ein Prüfling für jeden der Kautschuke 1 bis 4 hergestellt und dessen Versprödungstemperatur gemessen.
<Riemenbetriebstest>
- Verschleißfestigkeitsevaluation -
16A zeigt eine Anordnung von Riemenscheiben eines Riemenbetriebstesters 40 zur Evaluation einer Verschleißfestigkeit.
Der Riemenbetriebstester zur Evaluation der Verschleißfestigkeit umfasst eine Antriebsriemenscheibe 41 und eine Antriebsriemenscheibe 42, welche gerippte Antriebsriemenscheiben sind und einen Durchmesser von 60 mm haben. Diese Riemenscheiben sind voneinander in Querrichtung beabstandet. Der Riemenbetriebstester 40 zur Evaluation einer Verschleißfestigkeit ist derart konfiguriert, dass ein Keilrippenriemen B derart um die Antriebsriemenscheibe 41 und die Antriebsriemenscheibe 42 gewickelt ist, dass eine die V-förmige Rippen beinhaltende Oberfläche des Keilrippenriemens mit diesen Riemenscheiben in Kontakt ist.
Nach dem die Masse von jedem der Keilrippenriemen der ersten und zweiten Beispiele und der ersten bis fünften Vergleichsbeispiele gemessen wurde, wurden die Keilrippenriemen auf dem Riemenbetriebstester 40 zur Evaluation der Verschleißfestigkeit platziert. Die Antriebsriemenscheibe 42 wurde mit einer Drehkraft von 3,82 kW beaufschlagt und ein Eigengewicht (dead weight, (DW)) von 1177 N wurde seitwärts auf die Antriebsriemenscheibe 42 aufgebracht, so dass eine Zugkraft auf den Keilrippenriemen aufgebracht war. Die Antriebsriemenscheibe 41 wurde unter Raumtemperaturatmosphäre bei einer Drehzahl von 3500 UpM rotiert, wobei der Riemen für 24 Stunden lief. Danach wurde die Masse des Riemens erneut gemessen. Eine Reduktion der Masse des Riemens, die nach dem Riemenbetrieb gemessen wurde, wurde durch die Masse des Riemens vor dem Riemenbetrieb geteilt, wodurch eine Verschleißrate in Prozent ermittelt wurde.
- Kältewiderstandsfestigkeitsevaluation -
16B zeigt eine Anordnung von Riemenscheiben eines Riemenbetriebstesters 50 zur Evaluation einer Kältewiderstandsfestigkeit.
Der Riemenbetriebstester 50 zur Evaluation einer Kältewiderstandsfestigkeit umfasst eine Antriebsriemenscheibe 51, die eine gerippte Riemenscheibe ist und einen Durchmesser von 140 mm hat, und eine Antriebsriemenscheibe 52, die eine gerippte Riemenscheibe ist und einen Durchmesser von 45 mm hat. Diese Riemenscheiben sind in vertikaler Richtung voneinander beabstandet. Der Riemenbetriebstester 50 zur Evaluation der Kältewiderstandsfestigkeit ist derart konfiguriert, dass ein Keilrippenriemen B um die Antriebsriemenscheibe 51 und die Antriebsriemenscheibe 52 derart gewickelt werden kann, dass eine Oberfläche des Keilrippenriemens, die die V-förmige Rippen desselben umfasst, mit diesen Riemenscheiben in Kontakt ist.
Die Keilrippenriemen der ersten und der zweiten Beispiele und der ersten bis fünften Vergleichsbeispiele wurden jeweils auf dem Riemenbetriebstester 50 zur Evaluation der Kältewiderstandsfestigkeit platziert. Die Antriebsriemenscheibe 52 wurde mit einer nach unten gerichteten Gewichtseingabe (set weight, (SW)) von 29,4 N beaufschlagt, so dass eine Zugkraft auf den Keilrippenriemen aufgebracht war. Unter einer Atmosphäre von -40°C wurde die Antriebsriemenscheibe 51 wurde bei einer Drehzahl von 270 UpM rotiert, um den Riemen zu betreiben. Anschließend wurde die Antriebsriemenscheibe 51 für 25 Minuten gestoppt. Ein derartiger Ablauf wurde als ein Zyklus definiert. Wenn die Antriebsriemenscheibe 51 im Ruhezustand war, wurde visuell in fixen Intervallen geprüft, ob auf der Oberfläche einer V-förmigen Rippe des Keilrippenriemens B ein Riss aufgetreten ist oder nicht. Wenn irgendein Riss gefunden wurde, stoppte der Riemen zu laufen. Die Anzahl an Zyklen, die bis der Riemen stoppte zu laufen verstrichen sind, wurde aufgezeichnet.
(Testergebnisse)
Die Testergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.
Tabelle 1 zeigt, dass die Kautschuke 1 und 2, die als eine Kautschukkomponente ein EPDM beinhalten, das einen relativ hohen Ethylen-Anteil hat, eine geringere Verschleißrate und somit eine höhere Verschleißfestigkeit haben als der Kautschuk 3, der als eine Kautschukkomponente ein EPDM hat, das einen relativ geringen Ethylen-Anteil hat. Der Kautschuk 4 enthält als Kautschukkomponente ein EPDM, das einen relativ geringen Ethylen-Anteil hat, jedoch eine höhere Verschleißfestigkeit als der Kautschuk 1 hat. Der Grund hierfür kann darin bestehen, dass der Kautschuk 4 Nylon-Kurzfasern hat.
Tabelle 1 zeigt des Weiteren, dass der Kautschuk 3, der als eine Kautschukkomponente ein EPDM enthält, das einen relativ geringen Ethylen-Anteil hat, eine geringere Versprödungstemperatur und somit eine höhere Kältewiderstandsfestigkeit hat als der Kautschuk 1 und der Kautschuk 2, die als Kautschukkomponente ein EPDM beinhalten, das einen relativ hohen Ethylen-Anteil hat. Der Kautschuk 4 enthält ein EPDM, das einen relativ geringen Ethylen-Anteil als Kautschukkomponente hat, jedoch hat er eine geringere Kältewiderstandsfestigkeit als der Kautschuk 2. Der Grund hierfür könnte darin liegen, dass der Kautschuk 4 Nylon-Kurzfasern hat.
Tabelle 2 zeigt, dass die Riemen der ersten und zweiten Beispiele, in welchen jeweils der Ethylen-Anteil des EPDM, der als die Kautschukkomponente der Oberflächenkautschukschicht dient, größer ist als der Ethylen-Anteil des EPDM, das als Kautschukkomponente des inneren Kautschukabschnitts dient, sowohl in der Verschleißfestigkeit als auch in der Kältewiderstandsfestigkeit überlegen sind, wohingegen die Riemen der ersten bis fünften Vergleichsbeispiele, in welchen jeweils der Ethylen-Anteil des EPDM, das als Kautschukkomponente der Oberflächenkautschukschicht dient, gleich oder kleiner ist, als der Ethylen-Anteil des EPDM, das als Kautschukkomponente des inneren Kautschukabschnitts dient, nur in einer dieser Widerstände überlegen ist.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung erweist sich in dem technischen Gebiet von Keilrippenriemen als hilfreich.
Bezugszeichenliste

B: Keilrippenriemen
11: Komprimierte Kautschukschicht
11a: Oberflächenkautschukschicht
11b: Innerer Kautschukabschnitt
15: V-förmige Rippe

Claims

Ein Keilrippenriemen, umfassend: eine komprimierte Kautschukschicht (11), die einen inneren Oberflächenabschnitt des Keilrippenriemens (B) bildet und mit einer Vielzahl sich in eine Riemenlängsrichtung erstreckender V-förmiger Rippen (15) versehen ist, wobei die V-förmigen Rippen (15) in einer Riemenquerrichtung parallel zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die komprimierte Kautschukschicht (11) eine Oberflächenkautschukschicht (11a) mit Oberflächenseitenbereichen der V-förmigen Rippen (15) und einen im Inneren der Oberflächenkautschukschicht (11a) vorgesehenen inneren Kautschukabschnitt (11b) umfasst, wobei die Oberflächenkautschukschicht (11a) und der innere Kautschukabschnitt (11b) jeweils aus einer Kautschukzusammensetzung bestehen, die als einen Hauptbestandteil einer Kautschukkomponenten ein Ethylen-α-Olefine-Elastomer umfasst, und wobei ein Ethylen-Anteil des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht (11a) bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, größer ist, als ein Ethylen-Anteil des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt (11b) bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist.
Der Keilrippenriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenkautschukschicht (11a) aus einem porösen Kautschuk hergestellt ist und der innere Kautschukabschnitt (11b) aus einem festen Kautschuk hergestellt ist.
Der Keilrippenriemen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abriebverlust der die Oberflächenkautschukschicht (11a) bildende Kautschukzusammensetzung, kleiner ist als ein Abriebverlust der den inneren Kautschukabschnitt (11b) bildenden Kautschukzusammensetzung, wobei die Abriebverluste mittels eines auf JIS K6264-2 basierendem DIN Abriebtests bestimmbar sind.
Der Keilrippenriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Versprödungstemperatur der den inneren Kautschukabschnitt (11b) bildenden Kautschukzusammensetzung niedriger ist als eine Versprödungstemperatur der die Oberflächenkautschukschicht (11a) bildenden Kautschukzusammensetzung, wobei die Versprödungstemperaturen basierend auf JIS K6261 bestimmbar sind.
Der Keilrippenriemen (B) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ethylen-α-Olefin-Elastomer, das in der Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht (11a) bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, einen Masseanteil an Ethylen von 59 % bis 85 % aufweist.
Der Keilrippenriemen (B) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ethylen-α-Olefin-Elastomer, das in der Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt (11b) bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, einen Masseanteil an Ethylen von 45 % bis 66 % aufweist.
Der Keilrippenriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis von dem Ethylen-Anteil des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht (11a) bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, zu dem Ethylen-Anteil des Ethylen-α-Olefin-Elastomers, das in der Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt (11b) bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, 1,05 oder mehr und 1,90 oder weniger beträgt.
Der Keilrippenriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ethylen-α-Olefin-Elastomer, das in der die Oberflächenkautschukschicht (11a) bildenden Kautschukzusammensetzung und in der den inneren Kautschukabschnitt (11b) bildenden Kautschukzusammensetzung jeweils als Hauptbestandteil der Kautschukkomponente enthalten ist, ein Ethylen-Propylen-Diene-Terpolymer ist.
Der Keilrippenriemen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ethylen-Propylen-Diene-Terpolymer Ethylidennorbornen als DienKomponente enthält.
Der Keilrippenriemen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ethylen-Propylen-Diene-Terpolymer, das in der Kautschukkomponente der die Oberflächenkautschukschicht (11a) bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, einen Masseanteil an Ethylidennorbornen von 0,50 % bis 14 % aufweist.
Der Keilrippenriemen nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ethylen-Propylen-Diene-Terpolymer, das in der Kautschukkomponente der den inneren Kautschukabschnitt (11b) bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, einen Masseanteil an Ethylidennorbornen von 0,50 % bis 14 % aufweist.
Der Keilrippenriemen nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ethylidennorbornen-Anteil des Ethylen-Propylen-Diene-Terpolymers, das in der Kautschukkompenente der die Oberflächenkautschukschicht (11a) bildenden Kautschukzusammensetzung beinhaltet ist, größer ist als ein Ethylidennorbornen-Anteil des Ethylen-Propylen-Diene-Terpolymers, das in der Kautschukkompenente der den inneren Kautschukabschnitt (11b) bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist.
Der Keilrippenriemen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis von dem Ethylidennorbornen-Anteil des Ethylen-Propylen-Diene-Terpolymers, das in der Kautschukkompenente der die Oberflächenkautschukschicht (11a) bildenden Kautschukzusammensetzung beinhaltet ist, zu dem Ethylidennorbornen-Anteil des Ethylen-Propylen-Diene-Terpolymers, das in der Kautschukkompenente der den inneren Kautschukabschnitt (11b) bildenden Kautschukzusammensetzung enthalten ist, 1,10 oder mehr und 1,40 oder weniger ist.