DE60205045T2

DE60205045T2 - Keilrippenriemen mit Gewebeschicht

Info

Publication number: DE60205045T2
Application number: DE60205045T
Authority: DE
Inventors: Loren Elza Lincoln Danhauer; Frank Joseph Lincoln Feuerborn
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Veyance Technologies Inc Fairlawn Ohio Us
Priority date: 2001-01-20
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2022-01-16
Also published as: US20020098935A1; JP2002227937A; EP1225368B1; EP1225368A1; BR0200057A; US6558282B2; BR0200057B1; DE60205045D1

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Kraftübertragungsriemen. Insbesondere ist die Erfindung ein Keilrippenriemen, wobei der Keilrippenriemen kontinuierlich verlaufende Längsrippen oder diskontinuierliche Rippen aufweist, die sich über die Länge des Riemens erstrecken.
Hintergrund der Erfindung
Bei einem konventionellen Kraftübertragungsriemen weist der Riemen einen inneren Kompressionsabschnitt, einen äußeren Zugabschnitt und eine dazwischenliegende neutrale Ebene auf. Typischerweise befinden sich spiralförmig gewickelte Verstärkungskorde in der neutralen Ebene, und somit wird die neutrale Ebene auch als Belastungszone bezeichnet.
Es bestehen zwei verschiedene Typen von Keilrippenriemen. Der erste ist der mit einem Band versehene Mehrfachkeilriemen. Bei einem mit einem Band versehenen Mehrfachkeilriemen befestigt ein Materialband mehrere Keilriemen aneinander. Verfahren zur Herstellung des mit einem Band versehenen Mehrfachkeilriemens können gefertigt werden, indem sie das Formen einer Vielzahl von Keilriemen und dann das Anbringen des Materialbandes, das sie festhält, oder das Formen eines großen Riemenmaterials, wobei die spiralförmig gewickelten Verstärkungskorde versetzt von der Mittellinie des Riemenmaterials angeordnet sind, und dann das Schneiden von Rillen in das Gurtmaterial, um die Vielzahl in Längsrichtung verlaufender Rippen zu bilden, wobei die Tiefe der Rille sich über den Standort der Verstärkungskorde hinaus erstreckt, beinhalten. Für mittels dieser Verfahren gefertigte, mit einem Band versehene Mehrfachkeilriemen wirkt jede V-förmige Rippe während des Betriebs des gesamten Riemens unabhängig, und jede Rippe hat ihre eigene neutrale Ebene. Ein solcher mit einem Band versehener Mehrfachkeilriemen ist in US-A-4.177.688 offengelegt.
Bei dem zweiten Typ von Keilrippenriemen befindet sich die neutrale Stelle des gesamten Riemens über den kontinuierlichen Rillen. Der Keilrippenriemen kann entweder durch Formen der durchlaufenden Rillen und Rippen oder durch Formen eines Riemenmaterials und dann Schneiden der Rillen in das Riemenmaterial gefertigt werden. Geformte Keilrippenriemen sind in US-A-3.818.741, 4.657.526 und 4.892.510 offenbart. Geschnittene Mehrfachkeilriemen sind in US-A-4.432.744 und 5.674.143 offenbart.
Keilrippenriemen können auch mit seitlichen Rillen versehen sein, wobei solche seitlichen Rillen entweder quer zu dem Riemen oder in einem Winkel relativ zur Querrichtung des Riemens verlaufen. Solche gezahnten Keilrippenriemen sind in US-A-4.002.082 und 5.382.198 offenbart. Durch Schrägstellen der seitlichen Rillen in einem Winkel in Bezug zur Querrichtung hat der Riemen ruhigere Geräuscheigenschaften, als wenn die Rillen sich in Querrichtung erstrecken.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf einen verbesserten Kraftübertragungsriemen gerichtet, wobei das während Schlupfbedingungen erzeugte Geräusch stark reduziert ist.
Der offenbarte Kraftübertragungsriemen weist einen Kompressionsabschnitt, einen Zugabschnitt und einen Belastungsabschnitt auf, der längsgerichtete Verstärkungskorde zwischen dem Kompressionsabschnitt und dem Zugabschnitt umfasst. Der Kompressionsabschnitt weist zumindest eine Gewebelage und eine Vielzahl in Längsrichtung verlaufender Rillen, die in Längsrichtung verlaufende Rippen bilden, auf. Die zumindest eine Gewebelage ist von der äußersten Oberfläche der in Längsrichtung verlaufenden Rippen beabstandet. Das unbehandelte Querschnittsmaß jeder Gewebelage liegt im Bereich von 0,20 bis 1,0 mm, mit einem bevorzugten Bereich von 0,25 bis 0,75 mm.
In einem Aspekt der Erfindung ist die äußerste Gewebelage von der äußersten Oberfläche der Rippe um einen Abstand x beabstandet, der 5% bis 50% der Tiefe y der in Längsrichtung verlaufenden Rillen beträgt.
Das Gewebematerial in dem Kompressionsabschnitt weist ein Querschnittsdickenmaß t auf, das 6% bis 50% der Tiefe y der in Längsrichtung verlaufenden Rillen beträgt. Der Kompressionsabschnitt kann bis zu fünf Gewebelagen aufweisen.
Es ist auch ein Kraftübertragungsriemen mit einem Kompressionsabschnitt, einem Zugabschnitt und einem dazwischenliegenden Belastungsabschnitt offenbart. Der Kompressionsabschnitt weist zumindest eine Gewebelage, eine Vielzahl in Längsrichtung verlaufender Rillen und eine Vielzahl quer verlaufender Rillen auf. Das unbehandelte Querschnittsmaß jeder Gewebelage liegt im Bereich von 0,20 bis 1,0 mm; der bevorzugte Querschnittsmaßbereich ist 0,25 bis 0,75 mm.
In einem Aspekt des offengelegten Riemens ist die zumindest eine Gewebelage von der äußersten Oberfläche der Rippe um einen Abstand x beabstandet, der 5% bis 50% der Tiefe y der in Längsrichtung verlaufenden Rillen beträgt.
Auch sind die Querrillen in dem Kraftübertragungsriemen in einem Winkel von 20° bis 80° in Bezug zu den Längsrillen schräggestellt und haben vorzugsweise eine Tiefe, die geringer ist als die Tiefe der Längsrillen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird als Beispiel und unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, worin:
1 einen in Übereinstimmung mit der Erfindung konstruierten Keilrippenriemen illustriert;
1A eine Nahaufnahme der Rippen des Keilrippenriemens von 1 illustriert; und
2 einen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruierten gezahnten Keilrippenriemen illustriert.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
Der allgemein bei 10 in 1 gezeigte, mehrrippige Kraftübertragungsriemen weist einen Zugabschnitt 12, einen Belastungsabschnitt 14 und einen Kompressionsabschnitt 16 auf. Der Kompressionsabschnitt weist eine Vielzahl von Längsrippen 18 mit einer Vielzahl von Längsrillen 20 auf. Der Belastungsabschnitt 14 weist längsgerichtete Verstärkungskorde 22 auf, die in ein geeignetes Material 24 eingebettet sind.
Der Zugabschnitt 12 des Riemens ist aus Elastomermaterialien geformt. Die Elastomere können beliebige der für solche Verwendung in solchen Riemen bekannten sein, beispielsweise Polychloropren, Polyurethan, NBR, IIR, IR, SBR, CSM, EPDM, andere wärmeaushärtende Kunststoffe, thermoplastische Elastomere und andere Polymerlegierungen.
Das Material 24 des Belastungsabschnitts 14 des Riemens kann auch aus jedem in der Technik bekannten geeigneten Material hergestellt sein. Die Verstärkungskorde 22 sind vorzugsweise spiralförmig gewickelte Korde, mit in im Wesentlichen gleichmäßig beabstandetem Verhältnis über den Riemenkörper verteilten individuellen Windungen. Die Korde 22 können aus Glasfaser, Kohlenstofffaser, Stahl, Polyester, hochzähem Rayon, Polyaramid oder einem Gemisch von beliebigen dieser Materialien hergestellt sein.
Der Kompressionsabschnitt 16 ist aus einer Kombination von Elastomermaterial 26 und zumindest einer Gewebelage 28 geformt. Das Elastomermaterial 26 kann jedes in der Technik bekannte geeignete Material sein, wie etwa die im Zugabschnitt 12 eingesetzten. Das Elastomermaterial 26 kann auch mit getrennten Fasern verstärkt sein. Vorzugsweise erstrecken sich die Fasern seitwärts und Teile davon ragen aus den Seitenflächen der Längsrippen 18.
Die äußerste Gewebelage 28 ist von der äußersten Oberfläche 30 der Rippen 18 um einen Abstand x beabstandet. Die in Längsrichtung verlaufenden Rillen haben eine Tiefe y, und der Abstand x der Gewebelage ist kleiner als y, jedoch größer als Null. Vorzugsweise beträgt der Abstand x 5% bis 50% der Rillentiefe y. Somit befindet sich stets eine Elastomerlage 32 an der Oberfläche der Rippen 18, die verhindert, dass die Gewebelage 28 das Oberflächenmaterial an der Rippenoberfläche 30 ist. Die Gewebelagen 28 liegen nur entlang der Seiten der Rippen 18 frei, nachdem die Längsrillen nach dem Aushärten in den Riemen 10 geschnitten wurden.
Die Gewebelage 28 hat eine Gesamtdicke t. Die Dicke t der Gewebelage in Bezug zur Rillentiefe y beträgt 6 bis 50%, mit einer bevorzugten Dicke t von 8% bis 35% der Rillentiefe y. Der in der Gewebelage verwendete Gewebetyp kann gewebtes, nicht-gewebtes oder gewirktes Gewebematerial sein. Der verwendete Materialtyp kann Baumwolle, Rayon, Nylon, Aramid, Polyester oder jedes beliebige Gemisch dieser Materialien sein. In der bevorzugten Konstruktion wird ein gewirktes Gewebematerial von 50:50-Baumwolle-Polyestergarnen verwendet. Gleich welcher Gewebetyp auch verwendet wird, das unbehandelte Querschnittsmaß jeder Gewebelage liegt im Bereich von 0,20 bis 1,0 mm, mit einem bevorzugten Bereich von 0,25 bis 0,75 mm.
Vorzugsweise ist das Gewebematerial ausgewählt, um Elastomer das Durchdringen, oder Durchschlagen, durch das Gewebematerial zu gestatten, um die äußerste Elastomerlage 32 zu erzeugen. Wenn, statt dem Elastomermaterial das Durchschlagen durch das Gewebematerial zu gestatten, entschieden wird, die Riemenmaterialien mit einer Elastomerschicht an beiden Seiten des Gewebematerials zu belegen, so muss das Gewebematerial noch in der Lage sein, sich genug zu dehnen, um in der Form jedwede erforderliche Zahnkonfiguration zu bilden. Das Gewebematerial kann auch in konventionellen Haftbehandelungen getaucht werden, um die Anhaftung des Gewebematerials an die benachbarten Elastomerschichten zu verbessern; jedoch kann aufgrund des ausreichenden Durchdringens des Elastomermaterials 26 durch die Gewebelagen 28 während des Formens ein Tauchen des Gewebematerials nicht nötig sein.
Der dargestellte Riemen 10 hat zwei Gewebelagen 28. Der Riemen kann nur eine Gewebelage 28 oder sogar fünf Lagen aufweisen. Sind zu viele Gewebelagen 28 vorhanden, so könnte nicht genug Elastomermaterial 26 durch die Gewebelagen 28 dringen, um die äußerste Elastomerlage 32 zu bilden.
2 illustriert eine andere Ausführung des Riemens 10. Der Riemen 10 ist mit Querrillen 34 versehen. Die Rillen 34 können in jedem Winkel über die Breite des Riemens schräggestellt sein und sind vorzugsweise in Winkeln von 20° bis 85° in Bezug zu den Längsrillen 20 schräggestellt. Die Rillen 34 können auch eine Steigung aufweisen, wie in US-A-5.382.198 offenbart, wobei die Vielzahl paralleler Querrillen durch eine Steigungslänge beabstandet sind, sodass die Querrillen in benachbarten Längsrippen 18 voneinander in der Längsrichtung des Riemens 10 um einen Abstand von 10% bis 50% der Steigungslänge versetzt sind. Auch haben die Querrillen 34 eine Tiefe gleich weniger als die Tiefe der Längsrillen 20.
Das Anbringen der Gewebelage 28 in dem Kompressionsabschnitt 16 des Riemens 10 als eine Innenschicht des Riemens 10 verschafft einen verstärkten Polstereffekt in der Rippe. Aufgrund des Freiliegens der Gewebelagen 28 in den Längsrillen 20 nach dem Fräsen der Rillen 20 hat der Riemen 10 eine stark verringerte Neigung, während verstärkter Schlupfbedingungen mit einer zugehörigen Riemenscheibe ein Quietschgeräusch abzugeben. Solche Bedingungen sind bei vielen Kraftfahrzeuganwendungen während des Aufstartens, Abschaltens und rascher Beschleunigung und Verzögerung des Motors üblich.

Claims

Ein Kraftübertragungsriemen (10) mit einem Kompressionsabschnitt (16), einem Zugabschnitt (12) und einem Belastungsabschnitt (14), der längsgerichtete Verstärkungskorde (22) zwischen dem Kompressionsabschnitt und dem Zugabschnitt umfasst, wobei der Kompressionsabschnitt (16) zumindest eine Gewebelage (28), die von der äußersten Oberfläche (30) der in Längsrichtung verlaufenden Rippen (18) beabstandet ist, und eine Vielzahl in Längsrichtung verlaufender Rillen (30), die in Längsrichtung verlaufende Rippen (18) bilden, aufweist, wobei der Riemen dadurch gekennzeichnet ist, dass das unbehandelte Querschnittsmaß jeder Gewebelage (28) im Bereich von 0,20 bis 1,0 mm liegt.
Ein Kraftübertragungsriemen (10) in Übereinstimmung mit Anspruch 1, wobei das unbehandelte Querschnittsmaß jeder Gewebelage (28) im Bereich von 0,25 bis 0,75 mm liegt.
Ein Kraftübertragungsriemen (10) in Übereinstimmung mit Anspruch 1 oder 2, wobei die zumindest eine Gewebelage (28) von der äußersten Oberfläche (30) der Rippe (18) um einen Abstand x beabstandet ist, der 5% bis 50% der Tiefe y der in Längsrichtung verlaufenden Rillen (20) beträgt.
Ein Kraftübertragungsriemen (10) in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 1–3, wobei die zumindest eine Gewebelage (28) ein Querschnittsdickenmaß t aufweist, das 6% bis 50% der Tiefe y der in Längsrichtung verlaufenden Rillen (20) beträgt.
Ein Kraftübertragungsriemen (10) in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 1–4, wobei der Kompressionsabschnitt (16) nicht mehr als fünf Gewebelagen aufweist.
Ein Kraftübertragungsriemen (10) in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 1–5, wobei der Kompressionsabschnitt (16) eine Vielzahl quer verlaufender Rillen (34) aufweist.
Ein Kraftübertragungsriemen (10) mit einem Kompressionsabschnitt (16), einem Zugabschnitt (12) und einem dazwischenliegenden Belastungsabschnitt (14), wobei der Kompressionsabschnitt zumindest eine Gewebelage (28), die von der äußersten Oberfläche (30) in Längsrichtung verlaufender Rippen (18) beabstandet ist, und eine Vielzahl in Längsrichtung verlaufender Rillen (20), welche die in Längsrichtung verlaufenden Rippen (18) bilden, aufweist, wobei der Riemen dadurch gekennzeichnet ist, dass der Kompressionsabschnitt eine Vielzahl quer verlaufender Rillen (34) aufweist, und dadurch, dass das unbehandelte Querschnittsmaß jeder Gewebelage (28) im Bereich von 0,20 bis 1,0 mm liegt.
Ein Kraftübertragungsriemen (10) in Übereinstimmung mit Anspruch 7, wobei die zumindest eine Gewebelage (28) von der äußersten Oberfläche (30) der Rippe (18) um einen Abstand x beabstandet ist, der 5% bis 50% der Tiefe y der in Längsrichtung verlaufenden Rillen (20) beträgt.
Ein Kraftübertragungsriemen (10) in Übereinstimmung mit Anspruch 7, wobei die zumindest eine Gewebelage (28) ein Querschnittsdickenmaß t aufweist, das 6% bis 50% der Tiefe y der in Längsrichtung verlaufenden Rillen (20) beträgt.
Ein Kraftübertragungsriemen (10) in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 7–9, wobei die Querrillen (34) in einem Winkel von 20° bis 80° in Bezug zu den Längsrillen (20) schräggestellt sind.