DE4318454C1

DE4318454C1 - Rubber toothed belt of elastomeric material

Info

Publication number: DE4318454C1
Application number: DE19934318454
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dipl Chem Dr Herrmann; Margitta Czacharowski; Wolfgang Dipl Chem Dr Kock; Klaus Gramer
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1993-06-03
Filing date: 1993-06-03
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2013-06-04

Abstract

A power transmission belt of elastomeric material with a tensile reinforcing substrate (scrim) embedded in the elastic basic body may, if appropriate, be formed entirely or partly with fibre reinforcement. To produce a power transmission belt with high abrasion resistance and a long service life with little technical outlay, the wear-dependent movement-transmitting outer surfaces of the power transmission belt have a coating (12) which consists of a fibre-reinforced polymeric material, the fibre concentration of which is higher than in the remaining elastomeric basic body. The highly filled coating makes the use of a fabric cover superfluous. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Gummizahnriemen aus elastomerem Werkstoff gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a rubber timing belt made of elastomer Material according to the preamble of claim 1.

Es ist bei Gummizahnriemen bekannt, die bewegungsübertragenden Außenflächen der Zähne mit einem Gewebe zu versehen. Die bewegungsübertragenden Riemenflächen werden so vor vorzeitigem Abrieb geschützt. Das Gewebe verstärkt die Zahnkontur, so daß ein Abscheren der Zähne verhindert wird.It is known in rubber timing belts that transmit motion To provide outer surfaces of the teeth with a fabric. The motion-transmitting belt surfaces are thus premature Protected against abrasion. The tissue reinforces the tooth contour so that shearing of the teeth is prevented.

Es ist bekannt, das Gewebe aus textilem Material, wie Baumwolle oder Polyester, herzustellen. Dieser Gewebeauftrag stärkt die Zahnkontur und schützt sie vor Beschädigung bei dem Durchlaufen durch die gezahnte Riemenscheibe. Der Stoffauftrag ist nicht nur teuer, sondern auch in seiner Herstellung von technologischem Nachteil. Das für den Stoffauftrag verwendete Gewebe muß aufwendig gummifreundlich präpariert werden. Bei der Präparation wird ein organisches Lösungsmittel, wie z. B. Toluol, in großer Menge benötigt.It is known that the fabric made of textile material, such as Cotton or polyester. This fabric job strengthens the tooth contour and protects it from damage Pass through the toothed pulley. The fabric application is not only expensive, but also in its production of technological disadvantage. The one used for the fabric application Tissue has to be prepared in a complex, rubber-friendly manner. At the preparation is an organic solvent, such as. B. Toluene, needed in large quantities.

Aus der DE-OS 22 49 488 ist ein Gummizahnriemen bekannt, der an der Außenseite der Verzahnung eine Gewebeschicht aufweist. From DE-OS 22 49 488 a rubber timing belt is known, the has a fabric layer on the outside of the toothing.

Diese Gewebeschicht ist vollständig mit dem elastomeren Material, aus dem der übrige Riemenkörper besteht, durchtränkt, so daß auch ihre außenliegenden Fasern damit beschichtet sind. Das polymere Material des Riemenkörpers hat in der Regel einen hohen Reibungskoeffizienten, so daß an den Riemenrädern und Riemenscheiben, um die der Riemen umläuft, eine starke Wärmeentwicklung entsteht. Durch die bestehenden hohen Betriebstemperaturen wird die Lebensdauer des Riemens herabgesetzt und die Reißfestigkeit der Zähne bzw. die Bindung zwischen dem Elastomerkörper und den darin eingebetteten Zugcords herabgesetzt. Eine weitere Folge der starken Reibung zwischen den Riemen und den Riemenrädern ist die starke Geräuschentwicklung.This fabric layer is complete with the elastomer Material from which the remaining belt body is made, soaked, so that their outer fibers with it are coated. The polymeric material of the belt body has usually a high coefficient of friction, so that at the Belt wheels and pulleys around which the belt rotates, strong heat is generated. Through the existing high operating temperatures will extend the life of the belt reduced and the tensile strength of the teeth or the bond between the elastomer body and the embedded therein Train cords reduced. Another consequence of the strong friction between the belts and the pulleys is the strong one Noise.

Aus der DE-C-23 63 685 ist ein Gummizahnriemen bekannt, dessen Zahnung mit einem verkautschukten, abriebfesten, selbstschmierenden Textilstoff bedeckt ist. Dabei ist die Bedeckung aus zwei Lagen aus verkautschuktem Stoff gebildet, die unter Zwischenanordnung einer Lage aus elastomerem Material übereinander angeordnet bzw. gedoppelt ist.From DE-C-23 63 685 a rubber timing belt is known, the Teeth with a rubberized, abrasion-resistant, self-lubricating textile is covered. Here is the Covering made of two layers of rubberized fabric, which with the interposition of a layer of elastomer Material is arranged one above the other or doubled.

Aus der DE-PS 24 62 458 ist ein Gummizahnriemen bekannt, der eine der Kontur der Zähne folgende faserige, abriebfeste Gewebeschicht, deren Reibungskoeffizient wesentlich geringer ist als der des Elastomermaterials, enthält. Um dabei die Wärmeerzeugung und die Laufgeräusche gering zu halten, wird vorgeschlagen, die an der Riemenaußenseite liegenden Oberflächenbereiche der Gewebeschicht frei von dem Elastomermaterial des Riemenkörpers zu halten.From DE-PS 24 62 458 a rubber timing belt is known, the a fibrous, abrasion-resistant following the contour of the teeth Fabric layer whose coefficient of friction is much lower than that of the elastomer material. To do the Heat generation and keeping the running noise low proposed that lie on the outside of the belt Surface areas of the fabric layer free of that To keep the elastomer material of the belt body.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gummizahnriemen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der bei hoher Abriebfestigkeit und Lebensdauer des Riemens mit geringerem technischen Aufwand erstellt werden kann. The invention has for its object a To create rubber timing belts of the type described in the introduction, with high abrasion resistance and durability of the belt less technical effort can be created.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Außenflächen der Zähne eine Beschichtung aufweisen, die aus einem faserverstärkten polymeren Werkstoff besteht, dessen Faserkonzentration höher ist als im übrigen elastomeren Grundkörper.The object is achieved in that the Outer surfaces of the teeth have a coating that consists of a fiber-reinforced polymeric material, the Fiber concentration is higher than the rest of the elastomer Basic body.

Durch die hochgefüllte Beschichtung wird die Verwendung einer Gewebeauflage überflüssig. Dabei wird eine Geräuschreduzierung des Gummizahnriemens bei gleichzeitigem hohen Abriebschutz und guter Verschleißfestigkeit erreicht. In dem polymeren Werkstoff der Beschichtung können die Fasern in sehr hohen Konzentrationen eingesetzt werden, ohne die dynamischen Grundeigenschaften des Riemenkörpers wesentlich zu verschlechtern. Versuche haben erwiesen, daß Fußanbrüche und Abscheren der Zähne weiter minimiert werden.Due to the highly filled coating, the use of a Tissue overlay unnecessary. This will reduce noise the rubber timing belt with high abrasion protection and good wear resistance achieved. In the polymer The coating material can be very high in fibers Concentrations are used without the dynamic Basic properties of the belt body significantly worsen. Experiments have shown that foot cracks and Shearing of the teeth can be further minimized.

Aus der EP-B-0 176 686 ist es bekannt, einen Riemenkörper vollständig aus einzelnen elastomeren Lagen aufzubauen, in denen jeweils in einer einzigen Richtung orientierte Fasern angeordnet sind. Die Lagen liegen derart übereinander, daß die Orientierung der Fasern abwechselnd in Längsrichtung und in Querrichtung liegen. Diese Lagen haben lediglich eine geringe Faserkonzentration und somit einen hohen starken Abrieb auf den Außenflächen. Die Faserkonzentration kann nicht erhöht werden, da sonst die elastischen Eigenschaften des Riemenkörpers wesentlich verschlechtert werden. Der Aufbau des Riemenkörpers aus beispielsweise 20 bis 30 übereinanderliegenden, faserverstärkten Gummilagen führt im Endeffekt zu einem faserverstärkten riemenartigen Vollkörper, der eine hohe Formstabilität erreicht. Abriebfestigkeit und Lebensdauer sind nicht ausreichend. From EP-B-0 176 686 it is known a belt body to be built entirely from individual elastomeric layers, in each with fibers oriented in a single direction are arranged. The layers lie one above the other in such a way that the Orientation of the fibers alternately in the longitudinal direction and in Lie in the transverse direction. These locations are only minor Fiber concentration and thus a high level of abrasion the outer surfaces. The fiber concentration cannot be increased be otherwise the elastic properties of the Belt body can be significantly deteriorated. The structure of the Belt body from, for example, 20 to 30 superimposed, fiber-reinforced rubber layers leads in Final effect to a fiber-reinforced belt-like solid body, which achieves high dimensional stability. Abrasion resistance and Service life is not sufficient.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der polymere Werkstoff der Beschichtung ein Elastomer. Die dynamischen Eigenschaften eines Elastomers eignen sich für einen Gummizahnriemen besonders gut. Die auf den Gummizahnriemen im Betrieb einwirkenden Kräfte werden elastisch abgefangen. Außerdem ermöglicht der elastomere Werkstoff der Beschichtung eine bessere Anbindung an den übrigen Grundkörper.In an advantageous embodiment of the invention, the polymer Coating material is an elastomer. The dynamic Properties of an elastomer are suitable for one Rubber timing belts are particularly good. The on the rubber timing belt in the Operating forces are absorbed elastically. In addition, the elastomeric material enables the coating a better connection to the rest of the body.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der polymere Werkstoff der Beschichtung eine Faserkonzentration von 10 bis 80% pro Polymeranteil auf. Der Faseranteil in der Beschichtung wird abhängig von der Faserart, dem polymeren Werkstoff und dem Einsatzzweck gewählt. Auch die gewünschten Eigenschaften des Gummizahnriemens beeinflussen die Auswahl der Faserkonzentration. Steht eine hohe Kraftübertragung der Zahnblöcke im Vordergrund der Riemenauslegung, wird eine sehr hohe Faserkonzentration in der Beschichtung gewählt. Eine niedrigere Faserkonzentration erhöht die Beweglichkeit des Kraftübertragungsriemens.In an advantageous embodiment of the invention, the polymeric material of the coating a fiber concentration from 10 to 80% per polymer content. The fiber content in the Coating depends on the type of fiber, the polymer Material and purpose selected. Even the ones you want Properties of the rubber timing belt influence the selection of the Fiber concentration. Is there a high power transmission Tooth blocks in the foreground of the belt design will be a very high fiber concentration selected in the coating. A lower fiber concentration increases the mobility of the Power transmission belt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind die Fasern aus Aramid. Der Werkstoff Aramid zeichnet sich durch besondere Temperaturbeständigkeit aus und ist sehr inert gegen Lösungsmittel und äußerst alterungsbeständig.In a further advantageous embodiment, the fibers are made of Aramid. The material aramid is characterized by special temperature resistance and is very inert against Solvent and extremely resistant to aging.

In vorteilhafter Ausführung der Erfindung besteht die Beschichtung aus zwei Lagen eines polymeren, insbesondere elastomeren Werkstoffs, in denen die Fasern derart angeordnet sind, daß sie zu der jeweils anderen Lage um einen Winkel von 45° bis 90°, vorzugsweise 90° versetzt sind. Durch diese Faseranordnung wird ein gitterartiges Verstärkungsnetz geschaffen, daß den aus unterschiedlichen Richtungen anfassenden Beanspruchungen wirksamer begegnen kann.In an advantageous embodiment of the invention Coating of two layers of a polymer, in particular elastomeric material in which the fibers are arranged in this way are that they are at an angle of 45 ° to 90 °, preferably 90 ° are offset. Through this The fiber arrangement becomes a grid-like reinforcement network created that from different directions counteracting stress more effectively.

Durch die Erfindung wird bei Gummizahnriemen eine hohe Scherfestigkeit der Zähne erreicht, ohne daß ein Deckgewebe notwendig ist.By the invention is a high timing belt Shear strength of the teeth is achieved without a cover fabric necessary is.

Bei gleichen oder besseren Eigenschaften kann das Deckgewebe wegfallen. Die problematische chemische Präparierung eines Deckgewebes fällt somit weg. Die Verschleißflächen der Zähne des Gummizahnriemens werden mit einer faserverstärkten Polymerschicht versehen, die einen hohen Faserfüllungsgrad aufweist, der im gesamten Riemenkörper nicht einsetzbar ist.The cover fabric can have the same or better properties fall away. The problematic chemical preparation a cover fabric is therefore eliminated. The wear surfaces of the Teeth of the rubber timing belt are reinforced with a fiber Provided polymer layer, which has a high degree of fiber filling has that can not be used in the entire belt body.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.An embodiment is shown below with the aid of the drawing the invention explained in more detail.

Der in der Zeichnung im Teillängsschnitt gezeigte Gummizahnriemen weist auf seinen Zähnen 31 außen eine Beschichtung 33 aus einem fasergefüllten elastomeren Werkstoff (HNBR) auf. Der Faserfüllungsgrad beträgt 60%. Bei den Fasern 13 handelt es sich um Aramidfasern. Mit 14 sind undehnbare Zugstränge bezeichnet. The rubber toothed belt shown in the drawing in partial longitudinal section has a coating 33 on the outside of its teeth 31 made of a fiber-filled elastomeric material (HNBR). The degree of fiber filling is 60%. The fibers 13 are aramid fibers. With 14 inextensible tension cords are designated.

Die Beschichtung 33 besteht aus zwei Werkstofflagen 34 und 35. In jeder Lage 34, 35 sind die Fasern 13 in einer anderen Richtung orientiert, und zwar senkrecht zu der Orientierungsrichtung der Fasern 13 der anderen Lage 34 bzw. 35. Die Fasern 13 können in Richtung Riemenumfang oder senkrecht zu diesem angeordnet sein. Weiter ist es möglich, die Fasern 13 auch in einem beliebigen Winkel, z. B. 45°, zum Riemenumfang anzuordnen.The coating 33 consists of two material layers 34 and 35 . In each layer 34 , 35 , the fibers 13 are oriented in a different direction, specifically perpendicular to the orientation direction of the fibers 13 in the other layer 34 and 35, respectively. The fibers 13 can be arranged in the direction of the belt circumference or perpendicular to it. It is also possible to use the fibers 13 at any angle, e.g. B. 45 ° to arrange the belt circumference.

Claims

1. Rubber toothed belt made of elastomeric material with a tension member layer embedded in the elastic base body, which is optionally made entirely or partially fiber-reinforced, and with a plurality of teeth arranged transversely to the longitudinal direction of the belt, characterized in that the outer surfaces of the teeth have a coating ( 33 ). have, which consists of a fiber-reinforced polymeric material, the fiber concentration is higher than in the rest of the elastomeric body.

2. rubber timing belt according to claim 1, characterized in that the polymeric material is an elastomer.

3. rubber timing belt according to claim 1 or 2, characterized in that the polymeric material of the coating ( 33 ) has a fiber concentration of 10 to 80% per polymer content.

4. Rubber timing belt according to one of claims 1 to 3, characterized in that the coating ( 33 ) consists of two layers ( 34 , 35 ) of a polymeric, in particular elastomeric material, in which the fibers are arranged such that they to the other Position are offset by an angle of 45 ° to 90 °, preferably 90 °.