DE60122851T2

DE60122851T2 - Treibriemen

Info

Publication number: DE60122851T2
Application number: DE60122851T
Authority: DE
Inventors: Carol Sue Lincoln Hedberg; Thomas George Lincoln Burrowes
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: VEYANCE TECHNOLOGIES, INC., FAIRLAWN, OHIO, US
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: EP1217254B1; EP1217254A2; US6695734B2; EP1217254A3; JP3993766B2; JP2002213537A; US20020128105A1; DE60122851D1; BR0105922A

Description

Hintergrund der Erfindung
Neuere Entwicklungen in der Automobilindustrie haben zu höherer Motorausgangsleistung in einem kompakteren Motorraum geführt. Folglich wurde es erforderlich, dass Kraftübertragungsriemen an diesen Motoren unter höheren Lasten und auf hohen Spannungen arbeiten. Unter solch hohen Belastungsbedingungen an gewissen Antrieben können Riemen sich in ihren Riemenscheiben umdrehen, was sehr unerwünscht ist und zu vorzeitigem Versagen führen kann. Um solchen Anforderungen entgegenzukommen, ist es wünschenswert, die dynamische Steifigkeit der Riemen zu erhöhen. Unglücklicherweise neigt das Erhöhen der dynamischen Steifigkeit der in den Riemen verwendeten Verbindung dazu, die Tan Delta-Werte der Kautschukverbindung zu erhöhen. Es besteht daher eine Notwendigkeit an einem neuen und verbesserten Riemen, um dem Bedarf in der Industrie entgegenzukommen, welcher Riemen eine gute dynamische Steifigkeit und gute Tan Delta-Werte aufweist.
EP-A-0776938 offenbart einen Endlosriemen, der eine aus alkyliertem chlorsulfoniertem Polyethylen hergestellte Stauch-Kautschukschicht aufweist.
US-A-5,300,569 umfasst adhäsive Elastomerzusammensetzungen, die eine ungesättigte polymere Dicarboxylsäure oder Derivataddukt und ein Elastomer umfassen. Das Derivataddukt kann ein Maleinsäureanhydridaddukt von Polybutadien sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einzel-Keil-Kraftübertragungsriemen, der durch eine Kautschukzusammensetzung gekennzeichnet ist, welche eine Mischung von Naturkautschuk und einem Polybutadienaddukt von Maleinsäureanhydrid enthält.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die begleitenden Figuren zeigen Ausführungen dieser Erfindung, worin 1 eine bruchstückhafte Perspektivansicht ist, die eine Ausführung eines Endlos-Kraftübertragungsriemens dieser Erfindung illustriert.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Offenbart wird ein Einzel-Keil-Endlos-Kraftübertragungsriemen, umfassend

(a) einen Spannabschnitt;
(b) einen Pufferabschnitt;
(c) einen zwischen besagtem Spannabschnitt und Pufferabschnitt angeordneten Lastaufnahmeabschnitt; und wobei der Riemen eine schwefelvulkanisierte Elastomerzusammensetzung enthält, umfassend:
(1) 100 Teile eines Kautschuks, gewonnen aus
(a) 25 bis 100 Gewichtsteilen Naturkautschuk;
(b) 0 bis 75 Gewichtsteilen eines zweiten Kautschuks, gewählt aus der aus Polychloropren, synthetischem Polyisopren, Epichlorhydrin, Acrylnitrilkautschuk, hydriertem Acrylnitrilkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Styrol-Isopren-Kautschuk, Isopren-Butadien-Kautschuk, Styrol-Isopren- Butadien-Kautschuk, 1,4-Trans-Polybutadien, chlorsulfoniertem Polyethylen, alkyliertem chlorsulfoniertem Polyethylen, Trans-Polyoctenamer und Mischungen davon bestehenden Gruppe; und
(2) 1 bis 30 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Gesamtkautschuk (ThK) eines Polybutadienaddukts von Maleinsäureanhydrid; und
(3) 5 bis 50 ThK von innerhalb der Elastomerzusammensetzung verteilten Fasern.

Es wird nun auf 1 der Zeichnung Bezug genommen, welche eine Endlos-Kraftübertragungsriemenstruktur oder einen Riemen dieser Erfindung illustriert, die bzw. der allgemein durch die Referenzziffer 20 bezeichnet wird. Der Riemen 20 ist insbesondere zur Verwendung in zugehörigen Antriebsscheiben in Übereinstimmung mit in der Technik bekannten Techniken angepasst. Der Riemen ist insbesondere geeignet für die Verwendung in kurzen Mittenantriebsanwendungen, Trainingsausrüstung, Automobilantrieben, Landwirtschaftsmaschinen, sogenannten Drehmomentsensorantrieben, Anwendung, wo dem Riemen Stoßbelastungen von variierender Riemenspannung auferlegt werden, Anwendungen, wo der Riemen auf variablen Geschwindigkeiten betrieben wird, Anwendungen, wo der Riemen federgespannt ist, um seine Spannung zu steuern, und dergleichen.
Der Riemen 20 umfasst einen Spannabschnitt 21, einen Pufferabschnitt 23 und einen zwischen dem Spannabschnitt 21 und dem Pufferabschnitt 23 angeordneten Lastaufnahmeabschnitt 25. Der Riemen 20 kann gegebenenfalls eine an einer Antriebsfläche angeheftete Innenlage oder Innen-Gewebelage (nicht dargestellt) aufweisen. Der Riemen 20 von 1 weist eine Gewebe- Rückschicht 27 auf. Die Gewebe-Rückschicht 27 kann bidirektionales, Vlies-, gewebtes oder gewirktes Gewebe sein. Die Gewebe-Rückschicht 27 kann friktioniert, getaucht, aufgestrichen, beschichtet oder laminiert sein. Die bevorzugte Gewebeschicht 27 ist gewebt oder laminiert.
Die Gewebe zur Anwendung an der Rückschicht 27 können aus herkömmlichen Materialien einschließlich Nylon (wie etwa Nylon 4,6, Nylon 6,6 und Nylon 6), Polyester/Rayon, Baumwolle, Baumwolle/Rayon, Polyester, Baumwolle/Polyester, Nylon/Polyester, Baumwolle/Nylon, Lycra^® (segmentiertes Polyurethan), Aramid, Rayon hergestellt sein. Vorzugsweise ist das Gewebe aus Baumwolle/Polyester hergestellt.
Der Lastaufnahmeabschnitt 25 weist Lastaufnahmemittel in Form von Lastaufnahmekorden 31 oder Filamenten auf, die auf geeignete Weise, in Übereinstimmung mit in der Technik geläufigen Techniken, in einen elastomeren Puffer oder Matrix 33 eingebettet sind. Die Korde 31 oder Filamente können aus jedem in der Technik bekannten und angewandten geeigneten Material hergestellt sein. Repräsentative Beispiele solcher Materialien umfassen Aramide, Glasfaser, Nylon, Polyester, Baumwolle, Stahl, Kohlenstoff-Faser und Polybenzoxazol.
Die Kautschukzusammensetzungen zur Anwendung in Spannabschnitt 21 und Pufferabschnitt 23 können dieselben oder verschieden sein.
Die Elastomerzusammensetzung zur Verwendung im Lastaufnahmeabschnitt 25 und/oder Pufferabschnitt 23 enthält 100 Teile eines Elastomers, wovon 25 bis 100 Gewichtsteile ein Naturkautschuk ist. Vorzugsweise sind 25 bis 50 Gewichtsteile ein Naturkautschuk. Der Naturkautschuk kann einer der internationalen Handelssorten von Naturkautschuk sein, einschließlich geripptes geräuchertes Kautschukfell, heller Kreppkautschuk, brauner Plantagenkrepp, Compo-Krepp, dünner brauner Krepp, dicker Deckenkrepp, flacher Rindenkrepp und reiner geräucherter Deckenkrepp.
Der restliche oder zweite Kautschuk beläuft sich auf 0 bis 75 Gewichtsteile der Elastomerzusammensetzung. Der zweite Kautschuk ist aus der aus Polychloropren, Epichlorhydrin, Acrylnitrilkautschuk, hydriertem Acrylnitrilkautschuk, synthetischem Polyisopren, emulsions- und/oder lösungspolymerisiertem Styrol-Butadien-Kautschuk, Styrol-Isopren-Kautschuk, Isopren-Butadien-Kautschuk, Styrol-Isopren-Butadien-Kautschuk, 1,4-Trans-Polybutadien, chlorsulfoniertem Polyethylen, alkyliertem chlorsulfoniertem Polyethylen, Trans-Polyoctenamer und Mischungen davon bestehenden Gruppe ausgewählt. Vorzugsweise sind 75 bis 50 Gewichtsteile der gesamten 100 Gewichtsteile Elastomer einer oder mehrere der oben aufgeführten Kautschuke. Vorzugsweise ist der Kautschuk Styrol-Butadien-Kautschuk.
Die Elastomerzusammensetzung enthält 1 bis 30 Gewichtsteile eines Polybutadienaddukts von Maleinsäureanhydrid. Vorzugsweise sind 5 bis 15 ThK vorhanden. Das Polybutadien kann ein statistisches Polybutadienpolymer sein, das sowohl 1,4- als auch 1,2-Butadieneinheiten enthält. Die Menge von 1,2-Vinylbindungen kann sich auf 15 bis 90 Gewichtsprozent 1,2-Vinylbindungen belaufen. Vorzugsweise sind 20 bis 70 Gewichtsprozent 1,2-Vinylbindungen vorhanden. Bevorzugte Addukte sind die von Ricon Resins, einer Abteilung von Sartomer aus Grand Junction, Colorado/USA, unter dem Markennamen Ricobond^® vertriebenen Maleinsäureadduktharze. Spezifische Beispiele umfassen Ricobond 1731 (Molekulargewicht Mn von etwa 5100 und eine Viskosität von etwa 50 la.s (500 Poise) bei 45 °C), Ricobond 2031 (Molekulargewicht Mn von etwa 5300 und eine Viskosität von etwa 100 la.s (1000 Poise) bei 55 °C) und Ricobond 1756 (Molekulargewicht Mn von etwa 1700 und eine Viskosität von etwa 1400 Poise bei 55 °C).
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung wird die ein Gemisch von Naturkautschuk und einem Polybutadienaddukt von Maleinsäureanhydrid enthaltende Kautschukzusammensetzung im Pufferabschnitt des Riemens verwendet.
In der gesamten Elastomerzusammensetzung sind Fasern oder Flockfasern verteilt. Dies ist der Fall, wie in 1 gezeigt, wenn das Elastomer in dem Lastaufnahmeabschnitt des Riemens verwendet wird. Die in der gesamten Elastomermischung zu verteilenden Fasern oder Flockfasern können jedes geeignete Material sein und sind bevorzugt nichtmetallische Fasern, wie etwa Baumwolle, oder aus einem geeigneten synthetischen Material, einschließlich Aramid, Nylon, Polyester, PTFE, Glasfaser, hergestellte Fasern. Jede Faser kann einen Durchmesser im Bereich von 0,0004 Zoll bis 0,050 Zoll (0,01 mm bis 1,3 mm) und eine Länge im Bereich von 0,001 Zoll bis 0,5 Zoll (0,025 mm bis 12,5 mm) haben. Vorzugsweise übersteigt die Länge der Faser den Durchmesser. Die Fasern können in einer sich auf 5 bis 50 ThK belaufenden Menge verwendet werden. Vorzugsweise werden die Fasern in einer sich auf 15 bis 30 ThK belaufenden Menge verwendet.
Die Orientierung der Fasern in der Riemenverbindung werden durch den Fachleuten in der Technik bekannte Mittel erzielt. In einer bevorzugten Ausführung sind die Fasern in einer Querrichtung zur Riemenrichtung orientiert.
Herkömmliche Carbon Blacks können ebenfalls in der Zusammensetzung vorhanden sein. Solche Carbon Blacks werden in sich auf 5 bis 250 ThK belaufenden herkömmlichen Mengen verwendet. Vorzugsweise werden die Carbon Blacks in einer sich auf 20 bis 100 ThK belaufenden Menge verwendet. Repräsentative Beispiele für Carbon Blacks, die verwendet werden können, umfassen die anhand ihrer ASTM-Bezeichnungen N110, N121, N242, N293, N299, S315, N326, N330, M332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N550, N582, N630, N624, N650, N660, N683, N754, N762, N907, N908, N990 und N991 bekannten.
Den Fachleuten in der Technik ist leicht verständlich, dass die Kautschukzusammensetzung des Laufflächenkautschuks durch allgemein in der Kautschukverbindungstechnik bekannte Verfahren hergestellt würde, wie etwa Mischen der verschiedenen bestandteilbildenden Kautschuke mit verschiedenen üblicherweise verwendeten Additivmaterialien, wie beispielsweise Vulkanisationshilfsmitteln und Verarbeitungszusätzen, wie etwa Ölen, Harzen einschließlich klebrigmachender Harze, und Weichmachern, Füllstoffen, Pigmenten, Fettsäure, Wachsen, Antioxidantien und Ozonschutzmitteln. Die oben erwähnten Additive werden ausgewählt und üblicherweise in konventionellen Mengen verwendet.
Typische Mengen klebrigmachender Harze, falls verwendet, umfassen 0,5 bis 10 ThK, üblicherweise 1 bis 5 ThK.
Typische Mengen Verarbeitungshilfsmittel umfassen 1 bis 50 ThK. Solche Verarbeitungshilfsmittel können beispielsweise Polyethylenglykol, naphthenische und/oder paraffinische Verarbeitungsöle enthalten. Typische Mengen Antioxidantien umfassen 1 bis 5 ThK. Ein repräsentatives Antioxidans ist Trimethyldihydrochinolin. Typische Mengen Fettsäuren, wenn verwendet, die Stearinsäure beinhalten können, umfassen 0,5 bis 3 ThK. Typische Mengen Wachse umfassen 1 bis 5 ThK. Oft werden mikrokristalline und Carnauba-Wachse verwendet. Typische Mengen Weichmacher, falls verwendet, umfassen 1 bis 100 ThK. Repräsentative Beispiele solcher Weichmacher umfassen Dioctylsebacat, chlorierte Paraffine.
Verschiedene Nicht-Carbon-Black-Füllstoffe und/oder -Verstärkungsmittel können zugesetzt werden, um die Festigkeit und Integrität der Kautschukzusammensetzung zur Herstellung des Kraftübertragungsriemens der vorliegenden Erfindung zu erhöhen. Ein Beispiel für ein Verstärkungsmittel ist Silika. Silika kann in der vorliegenden Zusammensetzung in Mengen von 0 bis 80 Teilen, und bevorzugt 10 bis 50 Teilen, per Gewicht, basiert auf 100 Teilen Kautschuk, verwendet werden.
Zusätzlich zu dem Obigen können feste anorganische Schmiermittel in dem Gemisch von Naturkautschuk und Polybutadienaddukt vorhanden sein. Repräsentative Beispiele solcher Schmiermittel beinhalten Molybdändisulfid, PTFE, Molybdändiselenid, Graphit, Antimontrioxid, Wolframdisulfid, Talk, Glimmer, Wolframdiselenid und Mischungen davon. Die Menge solcher fester anorganischer Schmierstoffe, falls verwendet, wird sich generell auf 1 bis 25 ThK belaufen.
Die den Naturkautschuk zur Verwendung in dem Riemen enthaltende Kautschukzusammensetzung erfordert ein Schwefelvulkanisiermittel. Beispiele für geeignete Schwefelvulkanisiermittel beinhalten elementaren Schwefel (freien Schwefel) oder schwefelabgebende Vulkanisiermittel, beispielsweise ein Amindisulfid, polymeres Polysulfid oder Schwefelolefinaddukte. Vorzugsweise ist das Schwefelvulkanisiermittel elementarer Schwefel. Die Menge von Schwefelvulkanisiermittel wird abhängig von den Komponenten der Kautschukgrundmasse und dem jeweiligen Typ von Schwefelvulkanisiermittel, das verwendet wird, variieren. Allgemein gesprochen, beläuft sich die Menge an Schwefelvulkanisiermittel von 0,1 bis auf 8 ThK, wobei ein Bereich von 1,5 bis 6 bevorzugt wird.
Konventionelle Kautschukzusätze können in die Kautschukmasse der vorliegenden Erfindung eingearbeitet werden. Die üblicherweise in Kautschukmassen verwendeten Additive umfassen Nicht-Carbon Black-Füllstoffe, Weichmacher, Vulkanisiermittel, Prozessöle, Hemmmittel, Ozonschutzmittel, Antioxidantien. Die Gesamtmenge an Nicht-Carbon Black-Füllstoffen, die verwendet werden können, belaufen sich auf 10 bis 80 ThK. Füllstoffe beinhalten Silikas, Tone, Calciumkarbonat, Calciumsilikat und Titandioxid. Der bevorzugte Nicht-Carbon Black-Füllstoff ist Silika. Wenn sie im Lastaufnahmeabschnitt verwendet werden, so werden Weichmacher, Öle oder Mischungen davon herkömmlich in Mengen verwendet, die sich auf 2 bis 100 ThK belaufen, wobei ein Bereich von 5 bis 70 ThK bevorzugt wird. Die Menge an Weichmacher wird von dem gewünschten Erweichungseffekt abhängen. Beispiele geeigneter Weichmacher umfassen Aromatenextraktöle, Petroleumweichmacher einschließlich Asphaltenen, gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe und Stickstoffbasen, Kohlenteerprodukte, Cumaron-Inden-Harze und Ester, wie etwa Dibutylphthalat und Tricresylphosphat. Beispiele von Ölen sind üblicherweise als hocharomatisches Prozessöl, Prozess-Sojaöl und hochparaffinisches Prozessöl bekannt. Beim Mischen verwendete Materialien, die als Beschleuniger-Aktivator wirken, umfassen Metalloxide wie etwa Zinkoxid, Magnesiumoxid und Bleiglätte, die im Zusammenwirken mit acidischen Materialien, wie etwa Fettsäure, beispielsweise Stearinsäure, Ölsäure, Salzsäure, verwendet werden. Die Menge des Metalloxids kann sich auf 1 bis 10 ThK belaufen, wobei ein Bereich von 2 bis 8 bevorzugt wird. Die Menge von Fettsäure, die verwendet werden kann, kann sich auf 0,25 ThK bis 5,0 ThK belaufen, wobei ein Bereich von 0,5 ThK bis 2 ThK bevorzugt wird. Ein anderer herkömmlicher Kautschukzusatz, der vorhanden sein kann, ist ein Antireversionsmittel. Beispiele beinhalten Perkalink^® 900 und Duralink^® HTS. Diese Zusätze sind generell in einer sich auf 0,25 bis 10 ThK belaufenden Menge vorhanden.
Beschleunigungsmittel können zur Steuerung der zur Vulkanisation der Kautschukmasse erforderlichen Zeit und/oder Temperatur verwendet werden. Wie den Fachleuten bekannt ist, kann ein Einzelbeschleunigungsmittel verwendet werden, das in sich auf 0,2 bis 3,0 ThK belaufenden Mengen vorhanden ist. In der Alternative können Kombinationen von zwei oder mehr Beschleunigungsmitteln verwendet werden, die aus einem Primärbeschleunigungsmittel, das generell in einer größeren Menge (0,3 bis 3,0 ThK) verwendet wird, und einem Sekundärbeschleunigungsmittel, das generell in kleineren Mengen (0,05 bis 1,50 ThK) verwendet wird, bestehen, um die Eigenschaften der Kautschukmasse zu aktivieren und zu verbessern. Von Kombinationen dieser Beschleunigungsmittel ist bekannt, dass sie synergetische Wirkungen auf die Endeigenschaften hervorrufen und diese etwas besser sind als die nur durch die Verwendung eines der Beschleunigungsmittel allein hervorgerufenen. Es ist auch bekannt, Beschleunigungsmittel mit verzögerter Wirkung anzuwenden, die von normalen Verarbeitungstemperaturen nicht beeinträchtigt werden und auf gewöhnlichen Vulkanisationstemperaturen zufriedenstellende Aushärtungen produzieren. Geeignete Typen von Beschleunigungsmitteln umfassen Amine, Disulfide, Guanidine, Thiocarbamate, Thiazole, Thiurame, Sulfenamide, Dithiocarbamate und die Xanthate. Beispiele spezifischer Verbindungen, die geeignet sind, umfassen Zink-Diethyldithiocarbamat, 4,4'-Dithiodimorpholin, N,N-Di-methyl-S-tert-butylsulfenyldithiocarbamat, Tetramethylthiuramdisulfid, 2,2'-Dibenzothiazyldisulfid, Butyraldehydanilinmercaptobenzothiazol, N-Oxydiethylen-2-benzothiazolsulfenamid. Bevorzugt ist das Beschleunigungsmittel ein Sulfenamid.
Üblicherweise wird eine Klasse von als Anvulkanisationshemmmitteln bekannten Verbindungsmaterialien verwendet. Phthalanhydrid, Salicylsäure, Natriumacetat und N-Cyclohexylthiophthalamid sind bekannte Hemmmittel. Hemmmittel werden generell in einer sich auf 0,1 bis 0,5 ThK belaufenden Menge verwendet.
Vorgeformte Harze vom Phenol-Formaldehydtyp können in der Kautschukmasse verwendet werden und sind im allgemeinen in einer sich auf 1,0 bis 5,0 ThK belaufenden Menge vorhanden, wobei ein Bereich von 1,5 bis 3,5 ThK bevorzugt wird.
Konventionell werden Kautschukmassen Antioxidantien und manchmal Ozonschutzmittel, hierin nachstehend als Antidegradantien bezeichnet, zugesetzt. Repräsentative Antidegradantien umfassen Monophenole, Bisphenole, Thiobisphenole, Polyphenole, Hydrochinonderivate, Phosphite, Thioester, Naphthylamine, Diphenyl-p-Phenylendiamine, Diphenylamine und andere Diarylaminderivate, Paraphenylendiamine, Chinoline und Mischungen davon. Spezifische Beispiele solcher Antidegradantien sind in The Vanderbilt Rubber Handbook (1990), Seiten 282 bis einschließlich 286, offenbart. Antidegradantien werden generell in Mengen von 0,25 bis 5,0 ThK verwendet, wobei ein Bereich von 1,0 bis 3,0 bevorzugt wird.
Das Mischen der Kautschukzusammensetzung kann durch den Fachleuten in der Kautschukmischtechnik bekannte Verfahren vollzogen werden. Beispielsweise werden die Inhaltsstoffe typischerweise in zumindest zwei Stufen gemischt, nämlich zumindest einer nicht-produktiven Stufe, gefolgt von einer produktiven Mischstufe. Die Endvulkanisationsmittel, einschließlich Schwefelvulkanisiermitteln, werden typischerweise in der Endstufe gemischt, die konventionell die "produktive" Mischstufe genannt wird, worin das Mischen typischerweise auf einer Temperatur, oder Höchsttemperatur, stattfindet, die niedriger ist als die Mischtemperatur(en) der vorangehenden nicht-produktive(n) Mischstufe(n). Der Kautschuk und das Polymerharz werden in einer oder mehr nicht-produktiven Mischstufen gemischt. Die Begriffe "nicht-produktive" und "produktive" Mischstufen sind den Fachleuten in der Kautschukmischtechnik geläufig.
Die Vulkanisation der Zusammensetzung zur Anwendung in dem Riemen wird generell auf herkömmlichen Temperaturen im Bereich von 100 °C bis 200 °C durchgeführt. Vorzugsweise wird die Vulkanisation auf Temperaturen im Bereich von 110 °C bis 180 °C durchgeführt. Jedes der üblichen Vulkanisationsverfahren kann verwendet werden, wie etwa Erhitzen in einer Presse oder einem Formwerkzeug, Erhitzen mit Heißdampf oder Heißluft oder in einem Salzbad.
Wie den Fachleuten in der Technik bekannt ist, können Kraftübertragungsriemen auf einer Trommelvorrichtung gebaut werden. Zuerst wird die Rückschicht als Platte auf der Trommel angebracht. Als nächstes wird jeglicher Spannabschnitt als Platte angebracht, gefolgt vom spiralförmigen Aufwickeln der Kord- oder Zugelemente (Lastaufnahmeabschnitt) auf die Trommel. Danach wird der Pufferabschnitt angebracht, gefolgt von dem Gewebe. Das zusammengefügte Laminat oder der Block wird dann auf eine den Fachleuten in der Technik bekannte Weise von der Trommel abgenommen, in einer Form plaziert, vulkanisiert und zu Riemen zerschnitten.
Im nachfolgenden Beispiel wurden physikalische Tests für unvulkanisierte und formwerkzeugbehandelte Verbindungen durchgeführt. Eigenschaften der vulkanisierten Gummis wuden gemäß den folgenden Testprotokollen gemessen MDRs durch ASTM D5289-95; Härte durch ASTM D2240-97; spezifisches Gewicht durch ASTM D297-93; Werkzeug C-Reißfestigkeit durch ASTM D624-98; Zugeigenschaften durch ASTM D412-98a; mit der Modifikation, dass die Rate der Grifftrennung sechs (6) Zoll pro Minute war, um sich an die Faserbeladung der Riemen anzupassen (siehe U.S.-Patent Nr. 5,610,217); und dynamische Prüfdaten durch ASTM D5992-96. Die Faserorientierung wurde durch das Verhältnis der physikalischen Eigenschaften in der Hin-Richtung (Maschinenrichtung) zu den physikalischen Eigenschaften in der Gegen-Richtung (senkrecht zur Maschinenrichtung) untersucht.
BEISPIEL
In diesem Beispiel wurde ein Polybutadienaddukt von Maleinsäureanhydrid in einer Kautschukverbindung bewertet, die besonders geeignet zur Verwendung im Lastaufnahmebereich eines Riemens war.
Kautschukzusammensetzungen, die die in Tabelle 1 aufgeführten Materialien enthielten, wurden in einem BR-Banbury^®-Mischer unter Verwendung zweier getrennter Stufen des Zusetzens (Mischens) hergestellt; nämlich einer nichtproduktiven Mischstufe und einer produktiven Mischstufe.
Die Kautschukzusammensetzungen sind hierin als Proben 1 bis einschließlich 3 identifiziert. Die Proben 1 und 2 werden hierin als repräsentativ für die vorliegende Erfindung erachtet. Probe 3 wird als die Kontrolle betrachtet.
Die Proben wurden etwa 30 Minuten lang auf etwa 151 °C vulkanisiert. Die auf ihre dynamischen Eigenschaften getesteten Proben wurden weitere 15 Minuten vulkanisiert.
Tabelle 2 illustriert das verhalten und die physikalischen Eigenschaften der vulkanisierten Proben 1 bis einschließlich 3.
Tabelle 1

¹ Emulsionspolymerisierter Styrol-Butadien-Kautschuk, kommerziell erhältlich von The Goodyear Tire & Rubber Company unter der Bezeichnung Pliofex^® 1502.
² Ricobond 1731
³ vom Paraphenylendiamidtyp
⁴ Perkalink^® 900, kommerziell erhältlich von Flexsys
⁵ geschnittenes 4 mm-Polyester, kommerziell erhältlich von Victor Gelb unter der M8Bezeichnung 1035

Tabelle 2
Die obigen Daten demonstrieren, dass die Verwendung der Proben 1 und 2 zu einem Einzel-Keil-Kraftübertragungsriemen mit verbesserten Eigenschaften gegenüber der Kontrollprobe 3 führen würde. Beispielsweise ist dynamische Steifigkeit eine Eigenschaft, worin höhere Werte erwünscht sind, da, je höher die Werte, desto widerstandsfähiger der Riemen gegen Umdrehen in seinen Riemenscheiben sein wird. Bei Betrachtung der dynamischen Steifigkeitswerte für die Proben 1 und 2, kann man sehen, dass höhere Werte gegenüber der Kontrolle erzielt werden. Eine andere Eigenschaft, die wichtig bei der Bewertung von Verbindungen zur Verwendung in einem Riemen ist, ist Tan Delta. Tan Delta ist ein Maß innerlicher Wärmeentwicklung während dynamischer Belastung. Leider steigen, wenn die dynamische Steifigkeit zunimmt, die Tan Delta-Werte generell an, was eine Verbindung andeutet, die sich während dynamischer Belastung erwärmt. Daher sind, wenn man die dynamische Steifigkeit erhöht, gleiche oder niedrigere Werte für Tan Delta erwünscht. In der vorliegenden Erfindung ist der Großteil der Tan Delta-Werte für die Proben 1 und 2 niedriger als die der Kontrolle, obwohl die dynamischen Steifigkeitswerte erhöht sind. Niedrige Dehnmodulwerte (5 bis 20 Prozent Modulwerte) werden als Anzeichen für Riemenhaltbarkeit betrachtet. Wie ersichtlich ist, werden mit der vorliegenden Erfindung höhere Modulwerte gegenüber Kontrollprobe 3 erhalten, was eine verbesserte Haltbarkeit für die Riemen der vorliegenden Erfindung impliziert.

Claims

Ein Endlos-Einzel-Keil-Kraftübertragungsriemen (20) mit einem Spannabschnitt (21), einem Pufferabschnitt (23) und einem zwischen besagtem Spannabschnitt und Pufferabschnitt angeordneten Lastaufnahmeabschnitt (25), und wobei der Riemen (20) eine schwefelvulkanisierte Elastomerzusammensetzung enthält, die 5 bis 50 ThK Fasern in der Elastomerzusammensetzung verteilt aufweist, wobei der Riemen (20) dadurch gekennzeichnet ist, dass die schwefelvulkanisierte Elastomerzusammensetzung umfasst: (1) 100 Teile eines Kautschuks, gewonnen aus (a) 25 bis 100 Gewichtsteilen Naturkautschuk; (b) 0 bis 75 Gewichtsteilen eines zweiten Kautschuks, gewählt aus der aus Polychloropren, synthetischem Polyisopren, Epichlorhydrin, Acrylnitrilkautschuk, hydriertem Acrylnitrilkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Styrol-Isopren-Kautschuk, Isopren-Butadien-Kautschuk, Styrol-Isopren-Butadien-Kautschuk, 1,4-Trans-Polybutadien, chlorsulfoniertem Polyethylen, alkyliertem chlorsulfoniertem Polyethylen, Trans-Polyoctenamer und Mischungen davon bestehenden Gruppe; und (2) 1 bis 30 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Gesamtkautschuk (ThK) eines Polybutadienaddukts von Maleinsäureanhydrid.
Der Endlos-Kraftübertragungsriemen von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Polybutadienaddukt von Maleinsäureanhydrid sowohl 1,4- als auch 1,2-Butadieneinheiten enthält.
Der Endlos-Kraftübertragungsriemen von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagter zweiter Kautschuk Styrol-Butadien-Kautschuk ist.
Der Endlos-Kraftübertragungsriemen von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagter zweiter Kautschuk emulsionspolymerisierter Styrol-Butadien-Kautschuk ist.
Der Endlos-Kraftübertragungsriemen von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Elastomerzusammensetzung sich in dem Pufferabschnitt (23) oder in dem Lastaufnahmeabschnitt (25) des Riemens befindet.
Der Endlos-Kraftübertragungsriemen von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Fasern in einer sich auf 15 bis 30 ThK belaufenden Menge vorhanden sind.
Der Kraftübertragungsriemen von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagter zweiter Kautschuk in einer sich auf 75 bis 50 ThK belaufenden Menge vorhanden ist.
Der Kraftübertragungsriemen von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 25 bis 50 Gewichtsteile Naturkautschuk sind.
Der Kraftübertragungsriemen von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Elastomerzusammensetzung verteilten Fasern eine Orientierung quer zur Riemenrichtung haben.