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Hintergrund
der Erfindung
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Jüngste Entwicklungen
in der Kraftfahrzeugindustrie haben zu einer höheren Motorausgangsleistung in
einem kompakteren Motorraum geführt.
Folglich wurde es erforderlich, dass Kraftübertragungsriemen an diesen
Motoren unter höherer
Last, mit hoher Spannung und auf hohen Temperaturen arbeiten. Diese
Umgebung verlangt einen qualitativ hochwertigen Riemen, der in der
Lage ist, diesen strengen Bedingungen zu widerstehen, zusammen mit
der Verbrauchernachfrage für
länger
haltbare Riemen. Die Riemen müssen
auch unter variablen Nass-/Trocken-Bedingungen Leistung erbringen.
Es besteht daher ein Bedarf an neuen und verbesserten Riemen, um
die Nachfrage in der Industrie zu befriedigen.
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EP-A-0320325
offenbart ein Verbundmaterial für
Kraftübertragungsriemen,
das eine Elastomermasse mit Fasern mit einer maximalen Länge von
etwa 30 mm umfasst. Die Fasern sind generell orientiert, wodurch sie
dem Riemen eine Isotropie verleihen.
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DE-C-716454
affenbart aus Kunststoffen hergestellte und ohne eine zusätzliche
Gewebelage hergestellte Kraftübertragungsriemen,
die vollständig
umkehrbar ausdehnbar sind. Die Menge an Weichmacher ist zum Teil
von der Menge des verwendeten Füllstoffs
abhängig,
wie etwa Materialien mit einer faserartigen Struktur, wie etwa Holzmehl,
Baumwollstaub, Mikroasbest, Tierhaar oder gemahlenes Leder.
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FR-A-2731006
offenbart Elastomergegenstände,
die mit einer Kautschukzusammensetzung gefertigt sind, die Holzmehlpartikel
mit einem Durchmesser von weniger als 0,18 mm enthält.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftübertragungsriemen gemäß dem kennzeichnenden
Teil von Anspruch 1.
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Kurze Beschreibung der
Figuren
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Die
begleitenden Figuren zeigen Ausführungen
dieser Erfindung, worin:
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1 eine
bruchstückhafte
Perspektivansicht ist, die eine Ausführung eines Endlos-Kraftübertragungsriemens
dieser Erfindung illustriert.
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2 ist
eine bruchstückhafte
Perspektivansicht, die eine Ausführung
eines Endlos-Kraftübertragungsriemens
dieser Erfindung illustriert.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Es
wird ein Endlos-Kraftübertragungsriemen
gemäß Anspruch
1 offenbart.
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Es
versteht sich, dass der Verweis hierin auf "Teile", "Gewichtsanteile" und "ThK" "Gewichtsteile pro hundert Gewichtsteile
Kautschuk" bedeutet.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen neuen und verbesserten Kraftübertragungsriemen.
Der Kraftübertragungsriemen
der vorliegenden Erfindung kann in Übereinstimmung mit den drei
herkömmlichen
Gestaltungsformen von Kraftübertragungsriemen
ausgeführt
sein. In der ersten Gestaltungsform ist der Pufferabschnitt gewebebezogener
Pufferabschnitt mit Verstärkung
aus gemahlenen kurzen Fasern oder formwerkzeuggeformter Gum mit
kurzfaserbeflocktem Pufferabschnitt. In der zweiten Gestaltungsform
hat der Pufferabschnitt einen kantenbeschnittenen oder mantellosen
Geweberiemen, der Lagen kautschukbeschichteten Gewebes oder Lagen
aus faserverstärkter
Masse als Grundmaterial hat. Die dritte Gestaltungsform ist ein
textilummantelter Riemen, der mit einem oder mehreren Mänteln aus
Textilgewebe eingeschlagen ist.
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Nun
wird auf 1 der Zeichnung Bezug genommen,
die eine Endlos-Kraftübertragungsriemenstruktur
oder einen Riemen dieser Erfindung illustriert, der generell mit
der Referenzziffer 20 bezeichnet ist. Der Riemen 20 ist
besonders zur Anwendung bei zugehörigen Antriebsscheiben in Übereinstimmung
mit in der Technik bekannten Techniken eingerichtet. Der Riemen
ist besonders geeignet zur Verwendung bei kurzen Mittenantrieben,
Trainingsausrüstung,
Kraftfahrzeugantrieben, landwirtschaftlicher Ausrüstung, sogenannten
Drehmomenterfassungsantrieben, Anwendung, wobei dem Riemen Schockbelastungen
von variierender Riemenspannung auferlegt werden, Anwendungen, wobei
der Riemen auf variablen Geschwindigkeiten betrieben wird, Anwendungen,
wobei der Riemen federbelastet ist, um seine Spannung zu regeln,
und dergleichen.
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Der
Riemen 20 umfasst einen Spannabschnitt 21, einen
Pufferabschnitt 23 und einen Lastaufnahmeabschnitt 25,
der zwischen dem Spannabschnitt 21 und dem Pufferabschnitt 23 angeordnet
ist. Der Riemen 20 kann gegebenenfalls eine Innenlage oder
innere Gewebelage 27 aufweisen, die an die Antriebsfläche 28 der
Rippen 29 angeheftet ist. Der Riemen 20 von 1 weist
eine Textilrückschicht 30 auf.
Die Textilrückschicht 30 kann
zweiseitig gerichtetes, nicht-gewebtes, gewebtes oder gewirktes
Textilmaterial sein. Die Textilrückschichtlage 30 kann
kann friktioniert, getaucht, aufgetragen, beschichtet oder laminiert
sein.
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In Übereinstimmung
mit dem Riemen von 1 kann die Gewebeverkleidungsschicht 27 aus
einem zweiseitig gerichteten, nicht-gewebten, gewebten oder gewirkten
Gewebe hergestellt sein. Die bevorzugte Gewebeschicht 27 ist
nicht-gewebt.
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Die
an der Verkleidungsschicht 27 zu verwendenden Gewebe 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, LycraTM (segmentiertes
Polyurethan), Aramid, Rayon und dergleichen hergestellt sein. Vorzugsweise
ist das Gewebe aus Polyester/Rayon hergestellt.
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Der
Lastaufnahmeabschnitt 25 weist Lastaufnahmemittel in Form
von Lastaufnahmekorden 31 oder Filamenten auf, die auf
geeignete Weise in eine Elastomermasse 33 eingebettet sind,
in Übereinstimmung
mit in der Technik geläufigen
Techniken. Die Korde 31 oder Filamente können aus
jedem beliebigen in der Technik bekannten und verwendeten Material
bestehen. Repräsentative
Beispiele für
solche Materialien umfassen Aramide, Glasfaser, Nylon, Polyester,
Baumwolle, Stahl, Kohlenstofffaser und Polybenzoxazol.
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Die
Antriebsfläche 28 des
Riemens 20 von 1 ist mit mehreren keilförmigen Rillen
versehen. In Übereinstimmung
mit anderen Ausführungsformen
wird hierin erwogen, dass die Riemen der vorliegenden Erfindung
auch diejenigen Riemen umfassen, wobei die Antriebsfläche des
Riemens flach, mit einer einzigen keilförmigen Rille versehen und synchron
sein kann. Repräsentative
Beispiele für
Synchronriemen umfassen Riemen mit trapezförmigen oder krummlinigen Zähnen. Die
Zahngestaltung kann eine spiralförmig
versetzte Zahngestaltung haben, wie in US-A-5.209.705 und 5.421.789
gezeigt.
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Der
Riemen von 1 weist eine Antriebsfläche 28 auf.
Hierin wird jedoch erwogen, dass der Riemen zwei Antriebsflächen (nicht
gezeigt), wie etwa bei einem doppelseitigen Riemen, aufweisen kann.
In diesem Fall können
eine oder beide Antriebsflächen
mit Gewebe sein, wie hierin beschrieben. Vorzugsweise weist der Riemen 20 eine
Antriebsfläche
auf.
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Die
Elastomerzusammensetzungen zur Verwendung in dem Spannabschnitt 21 und
Pufferabschnitt 23 und Lastaufnahmeabschnitt 25 können dieselben
oder unterschiedlich sein.
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Bezugnehmend
auf 2 ist dort ein Endlos-Kraftübertragungsriemen 50 gemäß einer
anderen Ausführungsform
gezeigt. Ähnlich
dem Riemen 20 von 1 umfasst
der Riemen 50 einen Spannabschnitt 51, einen Pufferabschnitt 53 und
einen Lastaufnahmeabschnitt 55, der zwischen dem Spannabschnitt 51 und
dem Pufferabschnitt 53 angeordnet ist. Anders als der Riemen 20 von 1 weist
der Riemen 50 von 2 keine Gewebeschicht
auf der Antriebsfläche 57 auf.
Der Riemen 50 von 2 weist
eine Vielzahl von Rippen 59 oder Keilen und eine Geweberückschicht 60 auf.
Der Lastaufnahmebereich 55 umfasst Lastaufnahmemittel in Form
von Lastaufnahmekorden 61 oder Filamenten, die in eine
Elastomermasse 63 eingebettet sind. Die in dem Pufferabschnitt 53 befindliche
Elastomerverbindung ist als fasergefüllt 65 illustriert.
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Die
Elastomerzusammensetzung zur Verwendung in dem Spannabschnitt 21 und/oder
Pufferabschnitt und/oder Lastaufnahmeabschnitt enthält ein 100
Teile eines Kautschuks. Solcher Kautschuk kann aus der aus Ethylen-Alphaolefinkautschuk,
Silikonkautschuk, Polychloropren, Polybutadien, Epichlorhydrin,
Acrylnitrilkautschuk, hydriertem Acrylnitrilkautschuk, Zinksalzen
von ungesättigtem
Carboxylsäureester-gepfropftem
hydriertem Nitrilbutadienelastomer, Naturkautschuk, synthetischem
cis-1,4-Polyisopren, Styrol-Butadienkautschuk, Ethylen-Vinylacetatcopolymer,
Ethylenmethacrylatcopolymeren und -terpolymeren, chloriertem Polyethylen,
chlorsulfoniertem Polyethylen, alkyliertem chlorsulfoniertem Polyethylen,
Trans-Polyoctenamer, Polyacrylkautschuk, nicht-acryliertem cis-1,4-Polybutadien, Polyurethanen
und Mischungen davon bestehenden Gruppe gewählt sein. Die bevorzugten Kautschuke
sind EPDM, hydrierter Acrylnitrilkautschuk, Naturkautschuk, Polybutadien
und Styrol-Butadien-Kautschuk.
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Das
Ethylen-Alphaolefinelastomer umfasst Copolymere, zusammengesetzt
aus Ethylen- und Propyleneinheiten (EPM), Ethylen- und Buteneinheiten,
Ethylen- und Penteneinheiten oder Ethylen- und Octeneinheiten (EOM),
und Terpolymere, zusammengesetzt aus Ethylen- und Propyleneinheiten
und einer ungesättigten
Komponente (EPDM), Ethylen- und Buteneinheiten und einer ungesättigten
Komponente, Ethylen- und Penteneinheiten und einer ungesättigten
Komponente, Ethylen- und Octeneinheiten und einer ungesättigten Komponente,
sowie deren Mischungen. Als ungesättigte Komponente des Terpolymers
kann jedes geeignete nicht-konjugierte Dien verwendet werden, einschließlich, beispielsweise,
1,4-Hexadien, Dicyclopentadien
oder Ethylidennorbornen (ENB). Das in der vorliegenden Erfindung
bevorzugte Ethylen-Alphaolefinelastomer enthält 35 Gewichtsprozent bis 90
Gewichtsprozent der Ethyleneinheit, 65 Gewichtsprozent bis 5 Gewichtsprozent
der Propylen- oder Octeneinheit und 0 bis 10 Gewichtsprozent der
ungesättigten
Komponente. In einer bevorzugteren Ausführung enthält das Ethylen-Alphaolefinelastomer
50 Prozent bis 70 Gewichtsprozent der Ethyleneinheit und, in einer
meistbevorzugten Ausführung,
enthält
das Ethylen-Alphaolefinelastomer 55 Prozent bis 65 Prozent der Ethyleneinheit.
Das meistbevorzugte Ethylen-Alphaolefinelastomer
ist EPDM.
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Die
Elastomerzusammensetzung enthält
auch 1 bis 175 Gewichtsteile Holzmehl. Vorzugsweise beträgt der Holzmehlgehalt
50 bis 125 Gewichtsteile, und bevorzugter 55 bis 85 Gewichtsteile.
Geeignetes Holzmehl hat eine durchschnittliche Partikelgröße in einem
Bereich von 0,37 mm (40 Mesh) bis 0,074 mm (200 Mesh), (US-Normsieb). Geeignetes
Holzmehl ist erhältlich
von American Wood Fibers. Verschiedene Holzmehle sind geeignet,
einschließlich
Holzmehlen, die aus Kiefer, Eiche, Esche und anderen Bäumen hergestellt
sind.
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Während hierin
auf eine Ausführungsform
Bezug genommen wird, die Holzmehl enthält, ist die Erfindung nicht
so eingeschränkt.
Jedwede pulverisierten Zellulosematerialien oder Zellulosepulver
mit den generell geeigneten Merkmalen von Holzmehl in Bezug auf
Partikelgröße sind
geeignet. Solche pulverisierten Zellulosematerialien oder Zellulosepulver
enthalten, sind jedoch nicht begrenzt auf, Pulver oder Mehle aus
Pflanzenhäcksel,
Pflanzenstiele, oder andere geeignete Komponenten von Trennmessergrass,
Reisspreu, Hanffaser, Sisal, Weizenspreu, Flachs, Cocanussschalen,
andere Nussschalen, und andere Gras- oder Pflanzenfasern.
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In Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
wird die einen Kautschuk und Holzmehl enthaltende Kautschukzusammensetzung
in dem Pufferabschnitt des Riemens verwendet.
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Konventionelle
Carbon Black-Arten können
ebenfalls in der Zusammensetzung vorhanden sein. Solche Carbon Black-Arten werden in konventionellen
Mengen verwendet, die sich auf 1 bis 30 ThK belaufen. Repräsentative
Beispiele von Carbon Black-Arten, 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.
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Ein
konventioneller Säureakzeptor
kann in dem Gemisch von Kautschuk und Holzmehl vorhanden sein. Von
Säureakzeptoren
ist bekannt, dass sie die Hitzebeständigkeit des Kautschuks verbessern.
Repräsentative
Säureakzeptoren
umfassen Pentaerythritol, Magnesiumoxid, Bleiglätte (PbO), Bleimennige (Pb3O4), Dythal (zweibasisches
Bleiphthalat), Trimal (dreibasisches Bleimaleat), Epoxyharze, epoxidierte Öle, Calciumhydroxid
(Ca(OH2)), Calciumaluminathexahydrat, Magnesiumhydratalat,
eine Magnesiumoxid-Aluminiumoxid- Feststofflösung und
Mischungen davon. Die Magnesiumoxid-Aluminiumoxid-Feststofflösung wird
allgemein dargestellt durch Mg0,7Al0,3O1,15. Repräsentativ
für geeignete
Magnesiumoxid-Aluminiumoxid-Feststofflösungen sind KW-2000 und KW-2100,
beide kommerziell erhältlich
von Kyowa Kagaku Kogyo Co., Ltd., und dergleichen. Wenn verwendet,
so beläuft
sich die Menge des genutzten Säureakzeptors
auf 1 bis 50 ThK, bevorzugt 2 bis 20 ThK.
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Von
den Fachleuten in der Technik wird leicht verstanden, dass die Kautschukzusammensetzung durch
in der Kautschukverbindungstechnik allgemein bekannte Verfahren
hergestellt würde,
wie etwa Mischen der verschiedenen bestandteilbildenden Kautschuke
mit verschiedenen üblicherweise
verwendeten Additivmaterialien, wie beispielsweise Vulkanisierhilfsmitteln
und Verarbeitungszusätzen,
wie etwa Ölen,
Harzen einschließlich
klebrigmachender Harze und Weichmacher, Füllstoffen, Pigmenten, Fettsäure, Wachsen,
Antioxidantien und Anti-Ozonmitteln. Die oben erwähnten Additive
werden ausgewählt
und gemeinsam in konventionellen Mengen verwendet. Typische Mengen
klebrigmachender Harze, wenn verwendet, umfassen 0,5 bis 10 ThK, üblicherweise
1 bis 5 ThK. Typische Mengen Verarbeitungshilfsmittel umfassen 1
bis 50 ThK. Solche Verarbeitungshilfsmittel können beispielsweise Polyethylenglycol,
naphthenische und/oder paraffinische Verarbeitungsöle umfassen.
Typische Mengen Antioxidantien umfassen 1 bis 5 ThK. Ein repräsentatives
Antioxidans ist Trimethyldihydrochinolin. Typische Mengen Fettsäuren, falls
verwendet, die Stearinsäure
umfassen können,
umfassen 0,5 bis 3 ThK. Typische Mengen wachse umfassen 1 bis 5
ThK. Oft werden mikrokristalline und Carnaubawachse verwendet. Typische
Mengen Weichmacher, falls verwendet, umfassen 1 bis 100 ThK.
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Repräsentative
Beispiele solcher Weichmacher umfassen Dioctylsebacat, chlorierte
Paraffine und dergleichen.
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Es
können
verschiedene nicht-Carbon Black-Füllstoffe und/oder Verstärkungsmittel
zugesetzt werden, um die Stärke
und Integrität
der Kautschukzusammensetzung zur Herstellung des Kraftübertragungsriemens der
vorliegenden Erfindung zu erhöhen.
Ein Beispiel eines Verstärkungsmittels
ist Silika. Silika kann in der vorliegenden Erfindung in Mengen
von null bis 80 Gewichtsteilen und vorzugsweise 10 bis 20 Gewichtsteilen,
basiert auf 100 Teilen Kautschuk, verwendet werden.
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In
der Elastomerzusammensetzung können
auch andere Fasern oder Flockfasern verteilt sein. Dies ist insbesondere
der Fall, wie in 2 gezeigt, wenn das Elastomer
in dem Pufferabschnitt des Riemens verwendet wird. Die in der Elastomermischung
zu verteilenden Fasern oder Flockfasern können jedes geeignete Material
sein und sind bevorzugt nichtmetallische Fasern, wie etwa Baumwolle,
oder aus einem geeigneten Kunststoffmaterial hergestellte Fasern,
einschließlich
Kevlar, Nylon, Polyester, PTFE, Glasfaser und dergleichen. Jede
Faser kann einen Durchmesser im Bereich von 0,025 mm bis 1,3 mm
(0,001 Zoll bis 0,050 Zoll) und eine Länge im Bereich von 0,025 mm
bis 12,5 mm (0,001 Zoll bis 0,5 Zoll) haben. Die Fasern können in einer
Menge im Bereich von 1 bis 50 ThK verwendet werden. Vorzugsweise
können
die Fasern in einer Menge im Bereich von 1 bis 20 ThK vorhanden
sein.
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Zusätzlich zu
dem Obigen können
feste anorganische Schmiermittel in der Mischung von Ethylenalphaolefin-Elastomer und Polybutadienaddukt
vorhanden sein. Repräsentative
Beispiele solcher Schmiermittel umfassen Molybdändisulfid, PTFE, Molybdändiselenid,
Graphit, Antimontrioxid, Wolframdisulfid, Talk, Glimmer, Wolframdiselenid
und Mischungen davon. Die Menge solcher fester anorganischer Schmiermittel,
falls verwendet, beläuft
sich generell auf 1 bis 25 ThK.
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Die
Holzmehl enthaltende Kautschukzusammensetzung kann durch Schwefel,
UV-Aushärtung
oder Peroxid-Aushärtungssystem
vernetzt werden. Geläufige
Klassen von Peroxiden, die verwendet werden können, umfassen Diacylperoxide,
Peroxyester, Dialkylperoxide und Peroxyketale. Spezifische Beispiele
umfassen Dicumylperoxid, n-Butyl-4,4-di(t-butylperoxy)valerat, 1,1-di(t-Butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-di(t-Butylperoxy)cyclohexan,
1,1-di(t-Amylperoxy)cyclohexan, Ethyl-3,3-di(t-butylperoxy)butyrat, Ethyl-3,3-di(t-amylperoxy)butyrat,
2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan,
t-Butylcumylperoxid, α,α-bis(t-Butylperoxy)diisopropylbenzol,
di-t-Butylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexyn-3,
t-Butylperbenzoat, 4-Methyl-4-t-butylperoxy-2-pentanon und Mischungen
davon. Das bevorzugte Peroxid ist α,α-bis(t-Butylperoxy)diisopropylbenzol. Typische
Mengen Peroxid belaufen sich auf 1 bis 12 ThK (basiert auf aktiven
Teilen Peroxid). Vorzugsweise beläuft sich die Peroxidmenge auf
2 bis 6 ThK.
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Während der
Vernetzungsreaktion der freien Radikalen ist ein Coagens vorhanden.
Coagentien sind monofunktionelle und polyfunktionelle ungesättigte organische
Verbindungen, die in Zusammenwirken mit den freien Radikalen-Initiatoren
verwendet werden, um verbesserte Vulkanisationseigenschaften zu
erzielen. Repräsentative
Beispiele umfassen organische Acrylate, organische Methacrylate,
Divinylester, Divinylbenzol, Bis-Maleimide,
Triallylcyanurate, Polyalkylether und -ester, Metallsalze einer
Alpha-Beta-ungesättigten
organischen Säure
und Mischungen davon.
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Das
Coagens kann in einem Bereich von Gehalten vorliegen. Allgemein
gesprochen ist das Coagens in einer Menge vorhanden, die sich auf
0,1 bis 40 ThK beläuft.
Vorzugsweise ist das Coagens in einer Menge vorhanden, die sich
auf 2 bis 15 ThK beläuft.
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Wie
oben erwähnt,
sind eine Klasse von Coagentien Acrylate und Methacrylate. Repräsentative
Beispiele für
solche Coagentien umfassen di-, tri-, tetra- und pentafunktionelle
Acrylate, di-, tri-, tetra- und pentafunktionelle Methacrylate und
Mischungen davon. Spezifische Beispiele solcher Coagentien umfassen
1,3-Butylenglycoldiacrylat,
1,3-Butylenglycoldimethacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, 1,4-Butandioldimethacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat,
1,6-Hexandioldimethacrylat, 2-Henoxyethylacrylat,
alkoxyliertes Diacrylat, alkoxyliertes Nonylphenolacrylat, Allylmethacrylat,
Caprolactonacrylat, Cyclohexandimethanoldiacrylat, Cyclohexandimethanol,
Methacrylatdiethylenglycoldiacrylat, Diethylenglycoldimethacrylat,
Dipentaerythritolpentaacrylat, Dipropylenglycoldiacrylat, di-Trimethylolpropantetraacrylat,
ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat, ethoxyliertes Bisphenol-A-Dimethacrylat, ethoxyliertes
Nonylphenolacrylat, ethoxyliertes Tetrabrombisphenol-A-diacrylat,
ethoxyliertes Bisphenol-A-diacrylat, ethoxyliertes Bisphenoldimethacrylat,
ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat, ethoxyliertes Bisphenol-A-diacrylat,
Ethylenglycoldimethacrylat, Glycidylmethacrylat, hochpropoxyliertes
Glyceryltriacrylat, Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat, Isodecylacrylat,
Isodecylmethacrylat, Isooctylacrylat, Laurylacrylat, Methoxypolyethylenglycolmonomethacrylat,
Methoxypolyethylenglycolmono methacrylat, Neopentylglycoldiacrylat,
Neopentylglycoldimethacrylat, Octyldecylacrylat, Pentaacrylatester,
Pentaerythritoltetraacrylat, Pentaerythritoltriacrylat, Polyethylenglycoldiacrylat,
Polyethylenglycoldimethacrylat, propoxyliertes Glyceryltriacrylat,
propoxyliertes Neopentylglycoldiacrylat, propoxyliertes Allylmethacrylat,
propoxyliertes Glyceryltriacrylat, propoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat,
propoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat, Stearylacrylat, Stearylmethacrylat,
Tetraethylenglycoldiacrylat, Tetraethylenglycoldimethacrylat, Tetrahydrofurfurylacrylat,
Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Tridecylacrylat, Tridecylmethacrylat,
Triethylenglycoldiacrylat, Triethylenglycoldimethacrylat, trifunktioneller
Acrylatester, trifunktioneller Methacrylatester, Trimethylolpropantriacrylat,
Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, Tripropylenglycoldiacrylat, Tripropylenglycoldiacrylat,
tris(2-Hydroxyethyl)isocyanurattriacrylat,
tris(2-Hydroxyethyl)isocanurattriacrylat und
tris(2-Hydroxyethyl)isocyanurattrimethacrylat.
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Die
Metallsalze α,β-ungesättigter
organischer Säuren
umfassen die Metallsalze von Säuren
einschließlich
Acryl-, Methacryl-, Malein-, Fumarin-, Ethacryl-, vinylacryl-, Itakon-,
Methylitakon-, Aconit-, Methylaconit-, Kroton-, Alpha-Methylkroton-,
Zimt- und 2,4-Dihydroxyzimtsäuren.
Die Metalle können
Zink, Cadmium, Calcium, Magnesium, Natrium oder Aluminium sein.
Zinkdiacylat und Zinkdimethacrylat werden bevorzugt.
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Die
Elastomerzusammensetzung kann mit einem Schwefelvulkanisiermittel
vulkanisiert werden. Beispiele für
geeignete Schwefelvulkanisiermittel umfassen elementaren Schwefel
(freien Schwefel) oder schwefelabgebende Vulkanisiermittel, beispielsweise
ein Amindisulfid, polymeres Polysulfid oder Schwefelolefinaddukte.
Vorzugsweise ist das Schwefelvulkanisiermittel elementarer Schwefel.
Die Menge an Schwefelvulkanisiermittel wird abhängig von den restlichen Bestandteilen
in der Beschichtung und dem jeweiligen Typ des verwendeten Schwefelvulkanisiermittels
variieren. Allgemein gesprochen, beläuft sich die Menge an Schwefelvulkanisiermittel
auf 0,1 bis 8 ThK, wobei ein Bereich von 1,0 bis 3 bevorzugt wird.
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Es
können
Beschleunigungsmittel verwendet werden, um die zur Vulkanisation
der Beschichtung erforderliche Zeit und/oder Temperatur zu steuern.
Wie den Fachleuten bekannt ist, kann ein Einzelbeschleunigungsmittel
verwendet werden, das in Mengen in einem Bereich von 0,2 bis 3,0
ThK vorliegt. Alternativ können Kombinationen
von zwei oder mehr Beschleunigungsmitteln verwendet werden, die
aus einem Primärbeschleunigungsmittel
bestehen, 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, 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 etwas besser sind als diejenigen, die durch die Verwendung eines
der Beschleunigungsmittel allein produziert werden. Auch ist die
Verwendung von Beschleunigungsmitteln mit verzögerter Wirkung bekannt, die
von normalen Verarbeitungstemperaturen nicht angegriffen werden
und auf gewöhnlichen
Vulkanisationstemperaturen zufriedenstellende Aushärtungen
produzieren. Geeignete Typen von Beschleunigungsmitteln umfassen Amine, Disulfide,
Guanidine, Thiocarbamide, Thiazole, Thiurame, Sulfenamide, Dithiocarbamate
und die Xanthate. Beispiele für
spezifische Verbindungen, die geeignet sind, umfassen Zinkdiethyldithiocarbamat, 4,4'-Dithiodimorpholin,
N,N-Di-Methyl-S-tertbutylsulfenyldithiocarbamat, Tetramethylthiuramdisulfid,
2,2'-Dibenzothiazyldisulfid,
Butyraldehydanilinmercaptobenzothiazol, N-Oxydiethylen-2-benzothiazolsulfenamid. Vorzugsweise
ist das Beschleunigungsmittel ein Sulfenamid.
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Üblicherweise
wird eine als Anvulkanisationshemmer bekannte Klasse von Mischmaterialien
verwendet. Phthalsäureanhydrid,
Salicylsäure,
Natriumacetat und N-Cyclohexylthiophthalimid
sind bekannte Hemmmittel. Hemmmittel werden im allgemeinen in einer
Menge im Bereich von 0,1 bis 0,5 ThK verwendet.
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Das
Mischen der Kautschukzusammensetzung kann durch den Fachleuten in
der Technik bekannte Verfahren vollzogen werden. Beispielsweise
können
die Inhaltsstoffe in einer Stufe gemischt werden, werden jedoch
typischerweise in zumindest zwei Stufen gemischt, nämlich wenigstens
einer nicht-produktiven Stufe, gefolgt von einer produktiven Mischstufe.
Die Endaushärtemittel
einschließlich
Vulkanisiermitteln 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-produktiven Mischstufe(n).
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Das
Vulkanisieren der Kautschukzusammensetzung zur Verwendung in dem
Riemen wird im allgemeinen auf konventionellen Temperaturen im Bereich
von 160°C
bis 190°C
durchgeführt.
Vorzugsweise wird die Vulkanisation auf Temperaturen im Bereich
von 170°C
bis 180°C
durchgeführt.
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Wie
den Fachleuten bekannt ist, können
Kraftübertragungsriemen
auf einer Trommelvorrichtung gebaut werden. Zuerst wird die Rückschicht
als Bogen auf die Trommel aufgebracht. Als nächstes wird ein jeweiliger
Spannabschnitt als Bogen aufgebracht, gefolgt vom spiralförmigen Aufbringen
der Kord- oder Zugelemente (Lastaufnahmeabschnitt) auf die Trommel.
Danach wird der Pufferabschnitt aufgebracht, gefolgt von dem Gewebe,
falls verwendet. Das zusammengefügte
Verbundmaterial oder Slab wird dann vulkanisiert und auf eine den
Fachleuten in der Technik bekannte Weise zu Riemen zerschnitten.
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Die
Erfindung wird durch die nachfolgenden nichteinschränkenden
Beispiele weiter illustriert.
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BEISPIEL I
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Proben
wurden aus einer peroxidvulkanisierten Standard-EPDM-Riemenmischung hergestellt, die
variierende Mengen von Holzmehl und Baumwolle enthielt, wie in Tabelle
1 angedeutet.
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BEISPIEL II
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Ausgehärtete Muster,
die unter Verwendung der Proben von Beispiel I hergestellt worden
waren, wurden auf den Reibungskoeffizienten unter nassen und trockenen
Bedingungen gemäß SAE J2432
untersucht. Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
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Tabelle
2 Reibungskoeffizient
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Wie
aus den Daten in Tabelle 2 hervorgeht, zeigten die Proben 1, 2 und
3, die Holzmehl enthielten, Trocken-Reibungskoeffizienten, die niedriger
als die für
Probe 4 waren, die nur Baumwolle enthielt, oder Probe 5, die keine
Baumwolle oder Holzmehl enthielt. Dieses Ergebnis ist höchst überraschend
und unerwartet. Anwendungen für
Kraftübertragungsriemen
in Kraftwagenanwendungen erfordern oft einen Trocken-Reibungskoeffizienten
von weniger als 2. Bei manchen Anwendungen ist ein Trocken-Reibungskoeffizient
von weniger als 1,5 erforderlich. Jede der Proben, die Holzmehl
enthielten, zeigen Trocken-Reibungskoeffizienten von weniger als
1,5. Ersetzen der Hälfte
der Baumwolle durch 50 Teile Holzmehl führte zu einer überraschend
erheblichen Verbesserung des Reibungskoeffizienten für Probe
6 im Vergleich zu Probe 4.
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Wie
weiter aus den Daten in Tabelle 2 hervorgeht, zeigten die Proben
1, 2 und 3, die Holzmehl enthielten, Nass-Reibungskoeffizienten,
die höher
waren als die für
Probe 4, die nur Baumwolle enthielt, oder Probe 5, die keine Baumwolle
oder Holzmehl enthielt. Auch dieses Ergebnis ist höchst überraschend
und unerwartet. Anwendungen für
Kraftübertragungsriemen
in Kraftwagenanwendungen erfordern oft einen Nass-Reibungskoeffizienten
von höher
als 0,35. Bei manchen Anwendungen ist ein Nass-Reibungskoeffizient
von höher
als 0,7 erforderlich. Jede der Proben, die Holzmehl enthielten,
zeigen Nass-Reibungskoeffizienten von höher als 0,7.
