DE112019000117B4

DE112019000117B4 - Zahnriemenscheibe

Info

Publication number: DE112019000117B4
Application number: DE112019000117.5T
Authority: DE
Inventors: Motoyoshi Yoshikawa; Eiichiro Ikeda
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2021-01-28
Anticipated expiration: 2039-04-02
Also published as: US10808823B2; CN111133230B; US20200232550A1; DE112019000117T5; WO2019244435A1; CN111133230A

Abstract

Zahnriemenscheibe aus thermoplastischem Harz, umfassend:einen Riemenscheibenkörper mit einem Außenumfang, auf dem Zähne mit einer gleichmäßigen Teilung angeordnet sind, wobeider Riemenscheibenkörper aus einer Harzzusammensetzung gebildet ist, die ein Copolymer aus Nylon 6T und Nylon 11 und Glasfasern mit einem flachen Querschnitt enthält.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnriemenscheibe.
STAND DER TECHNIK
Im Hinblick auf eine Gewichtsreduzierung werden Metallkomponenten häufig durch Harzkomponenten ersetzt. Patentdokument 1 offenbart zum Beispiel ein Harzzahnrad mit einem Zahnradkörper aus einer Harzzusammensetzung, die ein Basisharz, dem ein säuremodifiziertes Olefinelastomer beigemischt ist, und verteilte Kohlenstoffasern enthält. Das Basisharz enthält Polyamid, wie z. B. ein Copolymer aus Nylon 6T und Nylon 11, als eine Hauptkomponente. Aus dem Patentdokument 2 ist eine Zahnriemenscheibe bekannt, die als Harzscheibe ausgebildet ist.
ZITIERTE DRUCKSCHRIFTEN
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: JP 6 266 832 B1
Patentdokument 2: JP 2009 - 222 110 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht eine Zahnriemenscheibe aus einem thermoplastischen Harz vor, die einen Riemenscheibenkörper mit einem Außenumfang umfasst, auf dem Zähne mit einer gleichmäßigen Teilung angeordnet sind. Der Riemenscheibenkörper ist aus einer Harzzusammensetzung gebildet, die ein Copolymer aus Nylon 6T und Nylon 11 und Glasfasern mit einem flachen Querschnitt enthält.
Figurenliste

[1] 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Zahnriemenscheibe nach einer Ausführungsform.
[2] 2 zeigt ein Zahnriemengetriebe, welches die Zahnriemenscheibe nach der Ausführungsform verwendet.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
Im Folgenden wird eine Ausführungsform näher beschrieben.
1 zeigt eine Zahnriemenscheibe P nach einer Ausführungsform. Die Zahnriemenscheibe P nach dieser Ausführungsform wird beispielsweise als Abtriebsriemenscheibe in einem Zahnriemengetriebe eines Antriebsmechanismus, wie z. B. einer elektrischen Servolenkung, eines Türspiegels, einer Heckschiebetür oder eines Bremssystems oder eines Verzögerungsmechanismus eingesetzt.
Die Zahnriemenscheibe P nach der Ausführungsform ist aus einem thermoplastischen Harz gebildet und weist einen zylindrischen Riemenscheibenkörper 10 aus einer Harzzusammensetzung auf. Die Riemenscheibe ist allein aus dem Riemenscheibenkörper 10 gebildet. Neben dem Riemenscheibenkörper 10 kann die Zahnriemenscheibe P nach der Ausführungsform zum Beispiel ein in dem Riemenscheibenkörper 10 aufgenommenes Wellenbefestigungsmetallelement aufweisen. Die Zahnriemenscheibe P nach der Ausführungsform weist einen Außendurchmesser von beispielsweise 60 mm bis 110 mm, einen Innendurchmesser von beispielsweise 40 mm bis 55 mm und eine Breite von beispielsweise 20 mm bis 45 mm auf.
Auf dem Außenumfang des Riemenscheibenkörpers 10 ist eine Vielzahl von Zähnen 11 mit einer gleichmäßigen Teilung angeordnet. Die Zähne 11 bilden eine sogenannte Schrägverzahnung, die sich schräg zur Querrichtung erstreckt. Bei einer hinsichtlich der Verringerung von Geräuschen im kämmenden Betrieb vorteilhaften Ausführungsform beträgt der Neigungswinkel 5° bis 15°. Alternativ können sich die Zähne 11 in der Querrichtung erstrecken.
Die Zähne 11 können eine Trapezverzahnung mit von der Seite gesehen trapezförmigen Zähnen, eine Kreisverzahnung mit von der Seite gesehen halbkreisförmigen Zähnen oder eine Verzahnung mit einer beliebigen anderen Form bilden. Die Anzahl an Zähnen beträgt beispielsweise 90 bis 165. Die Zähne 11 weisen eine Höhe von beispielsweise 0,5 mm bis 2 mm und eine Breite von beispielsweise 0,5 mm bis 2 mm auf. Auf beiden Seiten des Riemenscheibenkörpers 10 sind angeformte Flansche 12 vorgesehen.
Die Harzzusammensetzung (im Folgenden als „Harzzusammensetzung X“ bezeichnet) des Riemenscheibenkörpers 10 enthält ein Matrixmaterial und ein Dispersionsmaterial, das in dem Matrixmaterial dispergiert ist. Der Volumenanteil des Matrixmaterials an der Harzzusammensetzung X beträgt vorzugsweise 50,0 Vol.-% bis 70,0 Vol.-% und noch bevorzugter 55,0 Vol.-% bis 65,0 Vol.-%. Der Volumenanteil des Dispersionsmaterials an der Harzzusammensetzung X beträgt vorzugsweise 30,0 Vol.-% bis 50,0 Vol.-% und noch bevorzugter 35,0 Vol.-% bis 45,0Vol.-%.
Die Harzzusammensetzung X enthält als Matrixmaterial ein Copolymer (im Folgenden als „Nylon 6T/11“ bezeichnet) aus Polyhexamethylen-Terephthalamid (Nylon 6T) und Polyundecanamid (Nylon 11).
Die molare Fraktion der Struktureinheit Nylon 6T an Nylon 6T/11 beträgt bei einer vorteilhaften Ausführungsform 55 Mol-% bis 75 Mol-%. Die molare Fraktion der Struktureinheit Nylon 11 an Nylon 6T/11 beträgt bei einer vorteilhaften Ausführungsform 25 Mol-% bis 45 Mol-%. Der Volumenanteil (A) von Nylon 6T/11 an der Harzzusammensetzung X beträgt vorzugsweise 45,0 Vol.-% bis 60,0 Vol.-% und noch bevorzugter 50,0 Vol.% bis 55,0 Vol.-%.
Mit Hinblick auf eine Verringerung von Beschädigungen des Zahnriemens enthält die Harzzusammensetzung X bei einer vorteilhaften Ausführungsform ein säuremodifiziertes Polyolefin als Matrixmaterial. Das säuremodifizierte Polyolefin ist eine Verbindung, die durch Anbinden einer oder mehrerer ungesättigter Carbonsäuren, von Säureanhydriden derselben und von Derivaten derselben an Polyolefin hergestellt wird. Beispiele für das Polyolefin umfassen: Homopolymere, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen, Poly-1-buten und Poly-4-methyl-1-penten; und Copolymere von Ethylen und α-Olefin, wie z.B. Propylen, 1-Buten, 1-Hexen, 1-Octen und 4-Methyl-1-penten. Beispiele für die ungesättigte Carbonsäure umfassen Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Crotonsäure und Itaconsäure. Das säuremodifizierte Polyolefin enthält bei einer vorteilhaften Ausführungsform eine oder mehrere dieser Kombinationen, bei einer noch vorteilhafteren Ausführungsform ein Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polyolefin und bei einer noch vorteilhafteren Ausführungsform ein Maleinsäureanhydrid-modifiziertes ultrahochmolekulares Polyethylen (mit einem Molekulargewicht von einer Million oder mehr). Der Volumenanteil (B) des säuremodifizierten Polyolefins an der Harzzusammensetzung X beträgt vorzugsweise 1,0 Vol.-% bis 5,0 Vol.% und noch bevorzugter 2,0 Vol.-% bis 4,0 Vol.%.
Hierbei ist der Volumenanteil (B) des säuremodifizierten Polyolefins an der Harzzusammensetzung X bei einer vorteilhaften Ausführungsform geringer als der Anteil (A) von Nylon 6T/11. Das Verhältnis (A/B) des Anteils (B) des säuremodifizierten Polyolefins zu dem Volumenanteil (A) von Nylon 6T/11 an der Harzzusammensetzung X beträgt vorzugsweise 0,025 bis 0,040 und noch bevorzugter 0,030 bis 0,035. Das Matrixmaterial der Harzzusammensetzung X kann eine Meer-Insel-Struktur aufweisen, bei der Inseln aus dem säuremodifizierten Polyolefin in einem Meer aus Nylon 6T/11 verteilt sind.
Die Harzzusammensetzung X enthält als Dispersionsmaterial Glasfasern mit einem flachen Querschnitt (im Folgenden als „flache Glasfasern“ bezeichnet). Die flachen Glasfasern können zum Beispiel einen kokonförmigen oder ovalen Querschnitt aufweisen.
Die flachen Glasfasern weisen eine Breite von vorzugsweise 20 µm bis 50 µm und noch bevorzugter von 30 µm bis 40 µm und eine Dicke von vorzugsweise 3 µm bis 10 µm und noch bevorzugter von 5 µm bis 7 µm auf. Bei der Beimischung weisen die Glasfasern eine Länge von beispielsweise 2 mm bis 4 mm auf. Durch das Kneten werden die Fasern gebrochen oder beschädigt, so dass sie in der Harzzusammensetzung X enthalten kürzer sind als zum Zeitpunkt der Beimischung. Der Volumenanteil (C) der flachen Glasfasern an der Harzzusammensetzung X beträgt vorzugsweise 20,0 Vol.-% bis 50,0 Vol.-% und noch bevorzugter 25,0 Vol.-% bis 45,0 Vol.-%. Neben den flachen Glasfasern kann die Harzzusammensetzung X Glasfasern mit einem kreisförmigen Querschnitt (im Folgenden als „kreisförmige Glasfasern“ bezeichnet) aufweisen.
Im Hinblick auf eine Verringerung des Ausdrucks der Anisotropie und eine Verbesserung der Formstabilität enthält die Harzzusammensetzung X bei einer vorteilhaften Ausführungsform kugelförmiges Quarzglas als Dispersionsmaterial. Das kugelförmige Quarzglas weist eine 50%ige Partikelgröße (D50: mittlerer Durchmesser) von vorzugsweise 15 µm bis 30 µm und noch bevorzugter von 17 µm bis 25 µm auf. Der Volumenanteil (D) des kugelförmigen Quarzglases an der Harzzusammensetzung X beträgt vorzugsweise 3,0 Vol.-% bis 15,0 Vol.-% und noch bevorzugter 5,0 Vol.-% bis 12,0 Vol.-%.
Der Volumenanteil (D) des kugelförmigen Quarzglases ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform geringer als der Volumenanteil (C) der flachen Glasfasern an der Harzzusammensetzung X. Das Verhältnis (D/C) des Anteils (D) des kugelförmigen Quarzglases zu dem Volumenanteil (C) der flachen Glasfasern an der Harzzusammensetzung X beträgt vorzugsweise 0,20 bis 0,40 und noch bevorzugter 0,25 bis 0,35.
Die Harzzusammensetzung X kann als Matrixmaterial eine andere Verbindung als Nylon 6T/11 und das säuremodifizierte Polyolefin enthalten und als Dispersionsmaterial auch ein anderes Material als die fachen Glasfasern und das kugelförmige Quarzglas enthalten.
Im Hinblick auf eine Verringerung einer durch Wasseraufnahme hervorgerufenen Formveränderung weist die Harzzusammensetzung X eine prozentuale Wasseraufnahme von vorzugsweise 0,20% oder weniger und noch bevorzugter von 0,15 % oder weniger auf. Die prozentuale Wasseraufnahme ist nach JIS K7209:2000 gemessen.
Die Harzzusammensetzung X weist eine Biegefestigkeit von vorzugsweise 280 MPa oder mehr und noch bevorzugter von 300 MPa oder mehr auf. Der Biegemodul beträgt vorzugsweise 12,0 MPa oder mehr und noch bevorzugter 15,0 MPa oder mehr. Diese Biegefestigkeit und dieser Biegemodul sind nach JIS K7171:2016 gemessen.
Die Zahnriemenescheibe P nach der Ausführungsform ist mittels einer Spritgießmaschine herstellbar. Das Nylon 6T/11 enthaltende Matrixmaterial und das die flachen Glasfasern enthaltende Dispersionsmaterial werden durch einen Trichter zugeführt und in einem Zylinder erhitzt und geknetet, um eine geschmolzene Harzzusammensetzung X herzustellen, die eingespritzt wird, um eine Kavität eines Formwerkzeugs in der Form der Zahnriemenscheibe P zu füllen, und anschließend gekühlt wird.
2 zeigt ein Zahnriemengetriebe 20, welches die Zahnriemenscheibe P nach der Ausführungsform verwendet.
Dieses Zahnriemengetriebe 20 ist wie folgt ausgestaltet. Die Zahnriemenescheibe P nach der Ausführungsform ist als Abtriebsriemenscheibe an einer Abtriebswelle 21 befestigt. An einer Seite derselben ist eine Antriebswelle 22 angeordnet, an der eine Antriebsriemenscheibe 23 mit einer kleineren Anzahl an Zähnen befestigt ist. Die Riemenscheiben P und 23 werden mit einem Zahnriemen B bespannt, der eine Schrägverzahnung aufweist, deren Oberflächen mit einem Verstärkungsgewebe bedeckt sind. Bei dem Zahnriemengetriebe 20 kann sich der Zahnriemen B in eine Richtung bewegen oder in der einen und der entgegengesetzten Richtung hin- und herbewegen.
Bei der Zahnriemenscheibe P nach der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Riemenscheibenkörper 10 aus dem thermoplastischen Harz gebildet, bei dem es sich um die Nylon 6T/11 und die flachen Glasfasern enthaltende Harzzusammensetzung X handelt. Diese Ausgestaltung sorgt für eine ausgezeichnete Formstabilität. Dies mag daran liegen, dass Nylon 6T/11 durch seine geringere Wasseraufnahme die durch die Wasseraufnahme hervorgerufene Formveränderung selbst verringert und dass die Verwendung der flachen Glasfasern die Anisotropie der Formveränderung verringert.
Außerdem verringert die Zahnriemenscheibe P nach der Ausführungsform Beschädigungen des Zahnriemens, insbesondere einen Verschleiß des die Oberflächen der Zähne bedeckenden Verstärkungsgewebes. Dies mag daran liegen, dass Nylon 6T/11 eine relativ geringe Härte aufweist und die flachen Glasfasern flächig an dem Zahnriemen zur Anlage kommen.
Beispiele
(Zahnriemenscheibe)
Die Zahnriemenescheiben gemäß den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4, die im Folgenden beschrieben werden, wurden hergestellt. Die jeweilige Zusammensetzung der Riemen wird auch in Tabelle 1 gezeigt.
<Beispiel 1>
Gemäß Beispiel 1 wurde eine Harzzusammensetzung mit 59.5 Vol.-% Nylon 6T/11 (VYLOAMIDE MJ-300, hergestellt durch Toyobo Co., Ltd.) und 40,5 Vol.-% flachen Glasfasern (CSG3PA-820, hergestellt durch Nitto Boseki Co., Ltd., mit einer Breite von 30 µm bis 40 µm, einer Dicke von 5 µm und einer anfänglichen Faserlänge von 3,0 mm) zu einer Zahnriemenscheibe mit Schrägverzahnung spritzgegossen. Die Zahnriemenescheibe weist einen Außendurchmesser von 70,5 mm, eine Breite von 32,0 mm und 111 Zähne auf (das Gleiche gilt für die folgenden Beispiele).
<Beispiel 2>
Gemäß Beispiel 2 wurde eine Harzzusammensetzung mit 59.5 Vol.-% Nylon 6T/11, 30,5 Vol.-% flachen Glasfasern und 10,0 Vol.-% kugelförmigem Quarzglas (FB-9454, hergestellt durch Denka Company Limited, mit einem D50 von 20 µm) zu einer Zahnriemenscheibe mit Schrägverzahnung spritzgegossen.
<Beispiel 3>
Gemäß Beispiel 3 wurde eine Harzzusammensetzung mit 59.5 Vol.-% Nylon 6T/11, 30,5 Vol.-% flachen Glasfasern, 8,0 Vol.-% kugelförmigem Quarzglas und 2,0 Vol.-% Maleinsäureanhydrid-modifiziertem ultrahochmolekularem Polyethylen (LY1040, hergestellt durch Mitsui Chemicals, Inc., mit einem Molekulargewicht von zwei Millionen) zu einer Zahnriemenscheibe mit Schrägverzahnung spritzgegossen.
<Vergleichsbeispiel 1>
Gemäß Vergleichsbeispiel 1 wurde eine Harzzusammensetzung mit 59.5 Vol.-% Nylon 9T (Genestar N1 000A, hergestellt durch KURARAY CO., LTD.) und 40,5 Vol.-% kreisförmigen Glasfasern (ECS03- 615, hergestellt durch Central Glass Co., Ltd., mit einem Außendurchmesser von 9 µm und einer anfänglichen Faserlänge von 3,0 mm) zu einer Zahnriemenscheibe mit Schrägverzahnung spritzgegossen.
<Vergleichsbeispiel 2>
Gemäß Vergleichsbeispiel 2 wurde eine Harzzusammensetzung mit 59.5 Vol.-% Nylon 4,6 (Stanyl TS341N, hergestellt durch DSM Engineering Plastics) und 40,5 Vol.-% kreisförmigen Glasfasern zu einer Zahnriemenscheibe mit Schrägverzahnung spritzgegossen.
<Vergleichsbeispiel 3>
Gemäß Vergleichsbeispiel 3 wurde eine Harzzusammensetzung mit 84.3 Vol.-% Nylon 6,6 (Ultramid A3W, hergestellt durch BASF Corporation) und 15.7 Vol.-% kreisförmigen Glasfasern zu einer Zahnriemenscheibe spritzgegossen.
<Vergleichsbeispiel 4>

Gemäß Vergleichsbeispiel 4 wurde eine Harzzusammensetzung mit 59.5 Vol.-% Nylon 9T und 40,5 Vol.-% flachen Glasfasern zu einer Zahnriemenscheibe spritzgegossen. [Tabelle 1]

			Beispiel			Vergleichsbeispiel
			1	2	3	1 2		3	4
Harzzusammensetzung (Vol.-%)	Matrixmaterial	Nylon 6T/11 (A)	59,5	59,5	59,5
		Nylon 9T				59,5			59,5
		Nylon 4,6					59,5
		Nylon 6,6						84,3
		säuremodifiziertes Polyolefin (B)			2,0
	Dispersionsmaterial	flache Glasfasern (C)	40,5	30,5	30,5				40,5
		kreisförmige Glasfasern				40,5	40,5	15,7
		kugelförmiges Quarzglas (D)		10,0	8,0
B/A			-	-	0,034	-	-	-	-
D/C			-	0,33	0,26	-	-	-	-
spezifisches Gewicht			1,72	1,70	1,67	1,73	1,76	1,37	1,74
Rundheit des Zahnaußendurchmesser (mm)			0,18	0,14	0,15	0,21	0,29	0,30	0,19
prozentuale Wasseraufnahme (%)			0,14	0,13	0,13	0,15	5,4	1,6	0,15
Biegefestigkeit (MPa)			435	355	310	176	255	270	185
Biegemodul (GPa)			20,8	19,5	17,8	13,2	20,0	8,90	13,3
Riemenlaufzeit (Stunden)			>200	>200	>200	145,6	167,0	89,9	153,9
Riemenschaden			B	B	A	D	D	D	D

(Testverfahren)
<Rundheit des Zahnaußendurchmessers>
Bei den Zahnriemenscheiben gemäß den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 wurden die Außendurchmesser an den Spitzen 2,0 mm, 15,0 mm und 28,0 mm in der Querrichtung gemessen. Die Maßunterschiede zwischen den höchsten und den niedrigsten Werten wurden als „Rundheit des Zahnaußendurchmessers“ bezeichnet.
<Spezifisches Gewicht>
Das spezifische Gewicht der Harzzusammensetzungen der Zahnriemenscheiben gemäß den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 wurde nach JIS K7112:1999 gemessen.
<Prozentuale Wasseraufnahme>
Die prozentuale Wasseraufnahme der Harzzusammensetzungen der Zahnriemenscheiben gemäß den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 wurde jeweils nach JIS K7209:2000 gemessen.
<Biegefestigkeit und Biegemodul>
Die Biegefestigkeit und der Biegemodul der Harzzusammensetzungen der Zahnriemenscheiben gemäß den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 wurden jeweils nach JIS K7171:2016 gemessen.
<Riemenlauftest>
Mittels eines Riemenlauftestgeräts mit der in 2 gezeigten Anordnung wurden unter Verwendung der Zahnriemenscheiben gemäß den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 als Abtriebsriemenscheiben Riemenlauftests durchgeführt. Die Antriebsriemenscheibe weist einen Außendurchmesser von 25.6 mm auf. Die Antriebsriemenscheibe und die jeweils zu testende Abtriebsriemenscheibe wurden mit einem Zahnriemen mit Schrägverzahnung bespannt, deren Oberflächen mit einem Verstärkungsgewebe bedeckt waren. Unter Aufbringung einer Spannung von 100 N auf den Zahnriemen wurde die Antriebsriemenscheibe mit einer Drehzahl von 2000 U/min betrieben. Sobald das Verstärkungsgewebe verschlissen war und einige Zähne oberflächlich beschädigt waren, wurde der laufende Riemen gestoppt. Die bis dahin vergangene Riemenlaufzeit wurde als „Riemenverweilzeit“ bezeichnet. Die längste Riemenlaufzeit betrug 200 Stunden.
Außerdem wurde das Verstärkungsgewebe auf den Oberflächen der Verzahnung der Zahnriemen nach jedem Riemenlauftest visuell geprüft. Die Beschädigung des Riemens wurde in die folgenden vier Grade eingeteilt: A: Verschleiß des Verstärkungsgewebes kaum erkennbar; B: leichter Verschleiß des Verstärkungsgewebes erkennbar; C: erheblicher Verschleiß des Verstärkungsgewebes erkennbar; und D: der Verschleiß des Verstärkungsgewebe war fortgeschritten und einige Zähne waren oberflächlich beschädigt.
(Testergebnisse)
Tabelle 1 zeigt die Testergebnisse.
Bezug nehmend auf Tabelle 1 werden die Beispiele 1 bis 3, bei denen der Riemenscheibenkörper aus der Harzzusammensetzung mit Nylon 6T/11 und den flachen Glasfasern gebildet ist, mit den Vergleichsbeispielen 1 bis 3, bei denen der Riemenscheibenkörper aus der Harzzusammensetzung mit Nylon 9T, Nylon 4,6 oder Nylon 6,6 und den kreisförmigen Glasfasern gebildet ist, und mit Vergleichsbeispiel 4 verglichen, bei dem der Riemenscheibenkörper aus der Harzzusammensetzung mit Nylon 9T und den flachen Glasfasern gebildet ist. Der Vergleich zeigt, dass Ersterer eine geringere Rundheit des Zahnaußendurchmessers und damit eine herausragendere Formstabilität als Letzterer aufweist. Des Weiteren wird Beispiel 1, bei dem die Harzzusammensetzung der Zahnriemenscheibe kein kugelförmiges Quarzglas enthält, mit den Beispielen 2 und 3 verglichen, die kugelförmiges Quarzglas enthalten. Der Vergleich zeigt, dass kugelförmiges Quarzglas die Formstabilität weiter steigert.
Die Beispiele 1 bis 3 zeigen längere Riemenverweilzeiten und geringere Grade der Riemenbeschädigung als die Vergleichsbeispiele 1 bis 4. Dies zeigt, dass die Zahnriemen weniger stark beschädigt wurden. Des Weiteren werden die Beispiele 1 und 2, bei denen die Harzzusammensetzung der Zahnriemenscheibe kein Maleinsäureanhydrid-modifiziertes ultrahochmolekulares Polyethylen enthält, mit Beispiel 3 verglichen, das Maleinsäureanhydrid-modifiziertes ultrahochmolekulares Polyethylen enthält. Der Vergleich zeigt, dass Maleinsäureanhydrid-modifiziertes ultrahochmolekulares Polyethylen die Beschädigung des Zahnriemens verringert.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung eignet sich für das Gebiet der Zahnriemenscheiben.
Bezugszeichenliste

B: Zahnriemen
P: Zahnriemenscheibe
10: Riemenscheibenkörper
11: Zähne
12: Flansch
20: Zahnriemengetriebe
21: Abtriebswelle
22: Antriebswelle
23: Antriebsriemenscheibe

Claims

Zahnriemenscheibe aus thermoplastischem Harz, umfassend: einen Riemenscheibenkörper mit einem Außenumfang, auf dem Zähne mit einer gleichmäßigen Teilung angeordnet sind, wobei der Riemenscheibenkörper aus einer Harzzusammensetzung gebildet ist, die ein Copolymer aus Nylon 6T und Nylon 11 und Glasfasern mit einem flachen Querschnitt enthält.
Zahnriemenscheibe nach Anspruch 1, wobei eine molare Fraktion einer Struktureinheit aus Nylon 6T in dem Copolymer aus Nylon 6T und Nylon 11 55 Mol-% bis 75 Mol-% beträgt.
Zahnriemenscheibe nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Volumenanteil des Copolymers aus Nylon 6T und Nylon 11 an der Harzzusammensetzung 45,0 Vol.-% bis 60,0 Vol.-% beträgt.
Zahnriemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Glasfasern eine Breite von 20 µm bis 50 µm und eine Dicke von 3 µm bis 10 µm aufweisen.
Zahnriemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Volumenanteil der Glasfasern an der Harzzusammensetzung 20,0 Vol.-% bis 50,0 Vol.-% beträgt.
Zahnriemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Harzzusammensetzung des Weiteren ein säuremodifiziertes Polyolefin enthält.
Zahnriemenscheibe nach Anspruch 6, wobei das säuremodifizierte Polyolefin ein Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polyolefin enthält.
Zahnriemenscheibe nach Anspruch 7, wobei das säuremodifizierte Polyolefin ein Maleinsäureanhydrid-modifiziertes ultrahochmolekulares Polyethylen mit einem Molekulargewicht von einer Million oder mehr enthält.
Zahnriemenscheibe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei ein Volumenanteil des säuremodifizierten Polyolefins an der Harzzusammensetzung 1,0 Vol.-% bis 5,0 Vol.-% beträgt.
Zahnriemenscheibe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der Volumenanteil des säuremodifizierten Polyolefins an der Harzzusammensetzung geringer ist als der Volumenanteil des Copolymers aus Nylon 6T und Nylon 11 an der Harzzusammensetzung.
Zahnriemenscheibe nach Anspruch 10, wobei ein Verhältnis des Volumenanteils des säuremodifizierten Polyolefins zu dem Volumenanteil des Copolymers aus Nylon 6T und Nylon 11 an der Harzzusammensetzung 0,025 bis 0,040 beträgt.
Zahnriemenscheibe nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Harzzusammensetzung eine Meer-Insel-Struktur aufweist, bei der Inseln aus dem säuremodifizierten Polyolefin ein einem Meer aus dem Copolymer aus Nylon 6T und Nylon 11 verteilt sind.
Zahnriemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Harzzusammensetzung des Weiteren kugelförmiges Quarzglas enthält.
Zahnriemenscheibe nach Anspruch 13, wobei das kugelförmige Quarzglas eine 50%ige Partikelgröße von 15 µm bis 30 µm aufweist.
Zahnriemenscheibe nach Anspruch 13 oder 14, wobei ein Volumenanteil des kugelförmigen Quarzglases an der Harzzusammensetzung 3,0 Vol.-% bis 15,0 Vol.-% beträgt.
Zahnriemenscheibe nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Volumenanteil des kugelförmigen Quarzglases an der Harzzusammensetzung geringer ist als der Volumenanteil der Glasfasern an der Harzzusammensetzung.
Zahnriemenscheibe nach Anspruch 16, wobei ein Verhältnis des Volumenanteils des kugelförmigen Quarzglases zu dem Volumenanteil der Glasfasern an der Harzzusammensetzung 0,20 bis 0,40 beträgt.
Zahnriemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Harzzusammensetzung nach JIS K7209:2000 gemessen eine prozentuale Wasseraufnahme von 0,20 % oder weniger aufweist.
Zahnriemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Harzzusammensetzung nach JIS K7171:2016 gemessen eine Biegefestigkeit von 280 MPa oder mehr aufweist.
Zahnriemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Harzzusammensetzung nach JIS K7171:2016 gemessen einen Biegemodul von 12,0 MPa oder mehr aufweist.