Beschreibung description
Elastischer Antriebsriemen, insbesondere Keilrippenriemen, mit vermindertem Spannungsverlust Elastic drive belt, in particular V-ribbed belt, with reduced tension loss
Die Erfindung betrifft einen Antriebsriemen mit einem Grundkörper aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften, umfassend eine Decklage als Riemenrücken sowie einen Unterbau mit einer Kraftübertragungszone, wobei The invention relates to a drive belt with a base body made of a polymeric material having elastic properties, comprising a cover layer as a belt back and a substructure with a power transmission zone, wherein
— nach einer ersten Variante in dem Grundkörper wenigstens ein Zugstrang in - According to a first variant in the body at least one tensile strand in
Cordkonstruktion eingebettet ist oder Cord construction is embedded or
— nach einer zweiten Variante zwischen der Decklage und dem Unterbau eine - According to a second variant between the top layer and the base a
Zwischenlage aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften angeordnet ist, wobei in der Zwischenlage wenigstens ein Zugstrang in Interposed layer of a polymeric material having elastic properties is arranged, wherein in the intermediate layer at least one tensile strand in
Cordkonstruktion eingebettet ist; oder Cord construction is embedded; or
— nach einer dritten Variante wenigstens ein Zugstrang in Cordkonstruktion eine - According to a third variant, at least one cord in Cordkonstruktion a
Cordlage bildet, wobei zwischen der Cordlage und der Decklage und/oder zwischen der Cordlage und dem Unterbau eine Zwischenlage aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften angeordnet ist. Cordlage forms, between the Cordlage and the cover layer and / or between the Cordlage and the base an intermediate layer of a polymeric material having elastic properties is arranged.
Antriebsriemen, die auch als Kraftübertragungsriemen bezeichnet werden und im Drive belts, also referred to as power transmission belts and in
Funktionszustand endlos geschlossen sind, können als Flachriemen, Keilriemen, Functional state are endlessly closed, can be used as flat belts, V-belts,
Keilrippenriemen, Zahnriemen und Kupplungsriemen ausgebildet sein. Von besonderer Bedeutung ist der Keilrippenriemen, wobei diesbezüglich auf folgende Patentliteratur verwiesen wird.
DE 38 23 157 Al Be formed V-ribbed belt, timing belt and clutch belt. Of particular importance is the V-ribbed belt, reference being made in this regard to the following patent literature. DE 38 23 157 A1
DE 100 16 351 Al DE 100 16 351 A1
DE 10 2006 007 509 Al DE 10 2006 007 509 A1
DE 10 2007 044 436 Al DE 10 2007 044 436 Al
EP 0 590 423 A2 EP 0 590 423 A2
EP 0 737 228 Bl EP 0 737 228 Bl
EP 0 831 247 Bl EP 0 831 247 Bl
EP 0 866 834 Bl EP 0 866 834 Bl
EP 1 108 750 Al EP 1 108 750 Al
EP 1 129 308 Bl EP 1 129 308 Bl
US 3 981 206 US 3,981,206
Die Elastizität unter Einbezug der Biegeelastizität eines Antriebsriemens wird dadurch erreicht, dass der Grundkörper und somit die Decklage und der Unterbau aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften bestehen, wobei hier insbesondere die beiden Werkstoffgruppen Elastomere und thermoplastische Elastomere zu nennen sind. Von besonderer Bedeutung sind Elastomere auf der Basis einer vulkanisierten The elasticity, including the bending elasticity of a drive belt is achieved in that the base body and thus the cover layer and the base of a polymeric material with elastic properties, in which case the two groups of materials elastomers and thermoplastic elastomers are to be mentioned. Of particular importance are elastomers based on a vulcanized
Kautschukmischung . Der Antriebsriemen ist mit wenigstens einem eingebetteten Zugstrang nach einer der drei eingangs genannten Varianten versehen, wobei insbesondere mehrere Zugstränge eine Festigkeitsträgerlage bzw. Zugträgerlage bilden. Von besonderer Bedeutung ist dabei ein Zugstrang in Cordkonstruktion, wobei es diesbezüglich nach dem Stand der Technik verschiedene Werkstoffkonzeptionen gibt. Die wesentlichen Werkstofftypen werden im Folgenden nun näher vorgestellt. Rubber mixture. The drive belt is provided with at least one embedded pull cord according to one of the three variants mentioned above, wherein in particular a plurality of tensile strands form a reinforcement layer or Zugträgerlage. Of particular importance in this case is a tension cord in cord construction, wherein in this respect there are different material concepts according to the prior art. The main types of materials are now presented in more detail below.
— Zugstrang aus Polyester (PES) - Polyester tension cord (PES)
Bei Automobilanwendungen werden am häufigsten Keilrippenriemen (KRR) mit Zugstrang aus PES eingesetzt. Typische Cordkonstruktionen mit PES sind In automotive applications, V-ribbed belts (CRR) with PES tensile strand are most commonly used. Typical cord constructions with PES are
1100 dtex x2x3 und 1100 dtex x3x3. Ein derartiger Zugstrang mit den häufig
eingesetzten Normaltypengarnen zeigt jedoch kein vorteilhaftes Längungsverhalten. Die Corde aus PES„kriechen". Das bedeutet, dass sie sich plastisch dehnen. Dies wird oft von einem im KRR-Trieb befindlichen, automatischen Spannsystem ausgeglichen. In den letzten Jahren versuchen die Motorenhersteller immer mehr, wenn möglich, auf die teuren und schweren Spannsysteme zu verzichten. In einem KRR-Trieb ohne automatisches Spannsystem bewirkt die Längung des Riemens aber einen Abfall der Betriebsspannung, was sich sehr negativ auf das Antriebsvermögen des Riemens und auf seine Dauerhaltbarkeit auswirkt. Eine Lösung kann im Austausch oder 1100 dtex x2x3 and 1100 dtex x3x3. Such a cord with the frequent However, used normal type yarns shows no advantageous elongation behavior. The PES cords "crawl", which means that they stretch plastically, often compensated by an automatic tensioning system in the KRR engine, and in recent years, engine manufacturers have been trying harder and harder, if possible In a KRR drive without an automatic tensioning system, however, the elongation of the belt causes a drop in the operating voltage, which has a very negative effect on the drive performance of the belt and its durability
Nachspannen des Riemens bestehen, ein Vorgang, wozu normalerweise eine Tensioning of the belt, a process, what usually a
Fachwerkstatt aufgesucht werden muss. Bei einem KRR-Trieb mit ausschließlich festen Rollen („starrer Trieb") ist außerdem eine einfache Montage kaum möglich, da die auftretenden Montagespannungen beim„Würgen" des Riemens über die Scheiben wegen des zu großen ExA- Wertes (Längssteifigkeit) des Riemens zu hoch sind. Zugstrang aus Polyamid (PA) Fachwerkstatt must be visited. Moreover, in a KRR drive with exclusively fixed rollers ("rigid drive"), simple assembly is scarcely possible because the mounting stresses occurring when the belt "chokes" over the pulleys become too high due to the excessive ExA value (longitudinal rigidity) of the belt are. Pull cord made of polyamide (PA)
Bei Automobilanwendungen ohne automatisches Spannsystem werden deshalb gewöhnlich KRR mit Zugstrang aus PA, insbesondere in Form von PA6.6 und P A4.6, eingesetzt, die sich durch einen niedrigeren Modul auszeichnen. Diese verlieren in Riementrieben ohne Spannsystem mit einer hohen Zahl von Rollen und bei einer hohen Leistungsübertragung jedoch ebenfalls relativ schnell die nötige Spannung. Mit einer deutlichen Erhöhung der Vorspannung kann man hier Abhilfe schaffen. Aber die hiermit verbundenen Lagerbelastungen sind in der Praxis meist nicht akzeptabel. Ein weiteres Problem bei einem PA-Zugstrang ist ein zu hoher Lagerschrumpf. Diesen versucht man bislang durch eine möglichst spannungsfreie Konfektionierung der Riemen zu verringern (EP 0 831 247 Bl). In der Praxis gibt es jedoch immer wieder Probleme mit der Montierbarkeit von solchen elastischen Antriebsriemenriemen, insbesondere von Keilrippenriemen, da sich die Riemen während einer langen Lagerzeit, wie sie insbesondere bei Ersatzmarkt vorkommt, zu stark verkürzen.
— Zugstrang aus Polyetheretherketon (PEEK) In automotive applications without an automatic tensioning system, therefore, KR tensile cord pulls made of PA, in particular in the form of PA6.6 and P A4.6, are usually used, which are characterized by a lower modulus. These lose in belt drives without tensioning system with a high number of roles and at a high power transfer but also relatively quickly the necessary tension. With a significant increase in the bias can be remedied here. But the associated bearing loads are usually not acceptable in practice. Another problem with a PA tensile strand is too high a bearing shrinkage. Up to now, attempts have been made to reduce these by a tension-free assembly of the belts (EP 0 831 247 B1). In practice, however, there are always problems with the mountability of such elastic drive belt, in particular V-ribbed belts, as the belts shorten too much during a long storage time, as occurs especially in replacement market. - Tensile strand of polyetheretherketone (PEEK)
Im Rahmen einer neueren Entwicklung wird vorgeschlagen, insbesondere As part of a recent development, it is proposed, in particular
Keilrippenriemen, mit Zugstrang aus PEEK auszustatten. Neben der Cordkonstruktion kommt hier insbesondere eine Multifϊlamentkonstruktion zum Einsatz. Hinsichtlich diesbezüglicher textiltechnologischer Details wird auf die Offenlegungsschrift DE 10 2007 044 436 Al verwiesen. Vergleichsversuche zwischen einem PA6.6- Zugstrang und einem PEEK-Zugstrang haben dabei ergeben, dass bei Antriebsriemen mit einem PEEK-Zugstrang ein verminderter Spannungsverlust bei deutlich verringertem Lagerschrumpf erzielt werden kann. Die Laufzeit und damit die V-ribbed belt equipped with PEEK tension cord. In addition to the Cordkonstruktion here in particular a multi-parliamentary construction is used. With regard to related textile technological details, reference is made to the published patent application DE 10 2007 044 436 A1. Comparative tests between a PA6.6 tensile strand and a PEEK tensile strand have shown that in drive belts with a PEEK tensile strand a reduced stress loss can be achieved with significantly reduced bearing shrinkage. The term and thus the
Lebensdauer eines Antriebsriemens mit PEEK-Zugstrang sind deshalb deutlich größer. Nachteilig ist hier jedoch, dass der textile Werkstoff PEEK deutlich teuerer ist als Polyamid oder Polyester, so dass hier die Grenzen der Wirtschaftlichkeit aufgezeigt werden. Lifespan of a drive belt with PEEK tensile strand are therefore significantly greater. The disadvantage here, however, that the textile material PEEK is much more expensive than polyamide or polyester, so that the limits of efficiency are shown here.
Die oben genannten Werkstoffe für den Zugstrang offenbaren zusammenfassend gemeinsame Probleme bei der Herstellung von niedrig modulen Antriebsriemen mit einem Niedrigmodulcord als Zugstrang, verbunden mit der Erfüllung eines geringen The above-mentioned tensile-train materials collectively disclose common problems in the manufacture of low-modulus drive belts with a low-modulus cord as a tensile strand, coupled with the achievement of a low
Spannungsabfalls und geringen Lagerschrumpfes sowie einer hohen Leistungs- Übertragungsfähigkeit. Voltage drop and low shrinkage and a high power transmission capability.
Die anderen sonst noch bekannten Werkstoffalternativen, nämlich Stahl, Aramid, The other otherwise known material alternatives, namely steel, aramid,
Glasfasern und Kohlefasern sind wegen ihres hochmodulen Charakters und ihrer geringen Dehnbarkeit für elastische KRR ungeeignet. Glass fibers and carbon fibers are unsuitable for elastic KRR because of their high modulus character and low stretchability.
Auch können die Antriebsriemen im Regelfall nicht beliebig breit gestaltet werden. Um die Leistungsübertragung pro Riemenbreite zu erhöhen, ist also eine Verbesserung der Leistungsübertragungskraft eines Zugstranges selbst erforderlich. Im Hintergrund der hier dargelegten Gesamtzugstrangproblematik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen niedrig modulen Antriebsriemen, insbesondere einen
Keilrippenriemen, unter Verwendung eines Niedrigmodulcordes bereitzustellen, verbunden mit einer Erhöhung der Lebensdauer unter dem Aspekt eines verminderten As a rule, the drive belts can not be made arbitrarily wide. In order to increase the power transmission per belt width, so an improvement in the power transfer force of a pull string itself is required. In the background of the overall tensile problem described here, the object of the invention is a low-modulus drive belt, in particular a Ribbed belt to provide using a low modulus cord, associated with an increase in life in terms of a reduced
Spannungsverlustes sowie zusätzlich mit der Zielsetzung eines geringen Lagerschrumpfes. Darüber hinaus soll das hiermit verbundene Zugstrangkonzept wirtschaftlich sein. Loss of tension and additionally with the objective of a low shrinkage. In addition, the associated Zugstrangkonzept should be economical.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass der Zugstrang vollständig oder teilweise aus einem Polyethylentherephthalat (PET) besteht, wobei das PET aus einem Garn gebildet ist, verbunden mit folgenden Garn- und Cord-Parametern: — einem Cordlängengewicht < 3600 dtex (Merkmalsgruppe I); This object is achieved in that the tensile strand consists wholly or partly of a polyethylene terephthalate (PET), wherein the PET is formed from a yarn, associated with the following yarn and cord parameters: - a cord length weight <3600 dtex (feature group I);
— einem Heißschrumpfweg des Garns < 5 % nach 2 Minuten bei 177 °C und bei einer Vorspannung von 0,0005 N/dtex (Merkmalsgruppe II); — einer korrespondierenden Kraft des Garns > 3,4 cN/dtex bei einer Dehnung von 5 % bei 25 °C und bei einer Vorspannung von 0,0005 N/dtex (Merkmalsgruppe III) sowie A heat shrinkage of the yarn <5% after 2 minutes at 177 ° C and a bias of 0.0005 N / dtex (feature group II); - a corresponding force of the yarn> 3.4 cN / dtex at an elongation of 5% at 25 ° C and a bias of 0.0005 N / dtex (feature group III) and
- einer Heißschrumpfkraft des Cordes > 0,12 cN/dtex in Heißluft bei 160 °C nach - a heat shrinkage force of Cordes> 0.12 cN / dtex in hot air at 160 ° C after
10 Minuten und bei einer Vorspannung von 0,0005 N/dtex (Merkmalsgruppe IV). 10 minutes and at a bias of 0.0005 N / dtex (feature group IV).
Die Garn-Parameter (Merkmalsgruppen II und III) beziehen sich ausschließlich auf das PET als Rohgarn, und zwar unabhängig davon, ob der Zugstrang vollständig oder teilweise aus PET besteht. Die Cord-Parameter (Merkmalsgruppen I und IV) beziehen sich sowohl auf einen Zugstrang, der ausschließlich aus PET gebildet ist, als auch auf einen Zugstrang in Form eines Hybridsystems, das noch näher vorgestellt wird. The yarn parameters (feature groups II and III) refer exclusively to the PET as the raw yarn, regardless of whether the tow strand is wholly or partially made of PET. The Cord parameters (feature groups I and IV) refer both to a tensile strand formed exclusively of PET and to a tensile strand in the form of a hybrid system, which will be presented in more detail.
Das hier eingesetzte Rohgarn für den Cord gemäß den Merkmalsgruppen II und III ist ein HMLS-PET-Garn (HMLS = high modulus, low shrinkage). Die diesbezügliche The raw yarn used here for the cord according to feature groups II and III is an HMLS PET yarn (HMLS = high modulus, low shrinkage). The relevant
Verwendung für ein Niedrigmodulcord ist neu und war hinsichtlich des gewünschten Wirkeffektes nicht erwartet worden.
Hinsichtlich des PET-Garns gelten unter den oben genannten Bedingungen zweckmäßigerweise folgende Garn-Parameter: Use for a low modulus cord is new and was not expected in terms of the desired effect effect. With regard to the PET yarn, the following yarn parameters are suitably used under the above conditions:
— einen Heißschrumpfweg des Garns < 4 %; A heat shrinkage path of the yarn <4%;
— eine korrespondierende Kraft des Garns > 3,8 cN/dtex. A corresponding force of the yarn> 3.8 cN / dtex.
Eine Versuchsreihe hat dabei ergeben, dass für die Produktion des Cordes ein Rohgarn besonders vorteilhaft ist, das einen Heißschrumpfweg von 3,9 % bei 177 °C zeigt sowie eine korrespondierende Kraft von 4,0 cN/dtex bei 5 % Dehnung bei 25 °C aufweist. A test series has shown that for the production of the cord a raw yarn is particularly advantageous, which shows a heat shrinkage of 3.9% at 177 ° C and a corresponding force of 4.0 cN / dtex at 5% elongation at 25 ° C. having.
Die vorteilhaften Cord-Parameter sind: The advantageous cord parameters are:
— ein Cordlängengewicht von 2000 dtex bis 3500 dtex; A cord length weight of 2000 dtex to 3500 dtex;
— eine Heißschrumpfkraft des Cordes > 0,18 cN/dtex; A heat shrinkage force of the cord> 0.18 cN / dtex;
— eine Litzendrehung > 180 tpm, insbesondere > 200 tpm, insbesondere wiederum von 200 tpm bis 220 tpm; A strand rotation> 180 tpm, in particular> 200 tpm, in particular again from 200 tpm to 220 tpm;
— eine Cordkonstruktion von 900 dtex bis 1300 dtex xlx3 oder 900 dtex bis - a cord construction from 900 dtex to 1300 dtex xlx3 or 900 dtex up to
1300 dtex xlx2, insbesondere 1100 dtex xlx3 oder 1100 dtex xlx2; 1300 dtex xlx2, in particular 1100 dtex xlx3 or 1100 dtex xlx2;
— eine Corddrehung < 160 tpm, insbesondere < 135, insbesondere wiederum von - A cord rotation <160 tpm, in particular <135, in particular again of
90 tpm bis 135 tpm. 90 tpm to 135 tpm.
Hinsichtlich einiger textiltechnologischer Begriffe, die hier verwendet werden, sind folgende Erläuterungen zu machen: — Unter der korrespondierenden Kraft des Garns gemäß Merkmalsgruppe III ist dieThe following explanations are to be given with regard to some textile technological terms used here: Under the corresponding force of the yarn according to feature group III, the
Kraft zu verstehen, die in Korrespondenz zu der Dehnung von 5 % bei 25 °C steht. Sie
kann auch als Zugspannung oder Zugbelastung bezeichnet werden, wobei der Begriff „Zugspannung" am häufigsten benutzt wird. Force to be understood in correspondence to the elongation of 5% at 25 ° C. she may also be referred to as tensile or tensile loading, the term "tensile stress" being most commonly used.
— Die korrespondierende Kraft gemäß Merkmalsgruppe III wie auch die - The corresponding force according to feature group III as well as the
Cordschrumpfkraft gemäß Merkmals gruppe IV beinhalten die jeweilige Kraft pro Cord shrinkage force according to feature group IV include the respective force per
Cordlängengewicht mit der Dimensionsangabe cN/dtex. Das„c" bedeutet dabei „centi", also 1/100. Cord length weight with the dimension cN / dtex. The "c" means "centi", ie 1/100.
— Die Kurzbezeichnung„tpm" bedeutet„turns per meter" und ist eine typische Einheit in der Textiltechnologie bei Drehungen aller Art. - The abbreviation "tpm" means "turns per meter" and is a typical unit in textile technology in all kinds of turns.
— Bei der Cordkonstruktion ist das Längengewicht der Litzen wie in der - In cord design, the length weight of the strands is as in the
Textiltechnologie üblich als Nennfeinheit angegeben. Dies ist das nominelle Textile technology usually specified as nominal fineness. This is the nominal
Längengewicht (Herstellerangabe) des für die Herstellung des Cordes verwendeten Rohgarns (vergleiche DIN 53830-3). Wegen der Drehungen und des Verstreckens kann das tatsächliche Längengewicht (Istfeinheit) davon abweichen. Length weight (manufacturer) of the raw yarn used for the production of the cord (compare DIN 53830-3). Because of the rotations and the stretching, the actual length weight (actual fineness) may deviate from it.
— Das Cordlängengewicht ist die Istfeinheit (vergleiche DIN 53830-3) des textilen Anteils des Cordes (Haftschichten). - The Cordlängengewicht is the Istfeinheit (see DIN 53830-3) of the textile portion of the Cordes (adhesive layers).
Eine Versuchsreihe hat hinsichtlich der erfindungswesentlichen Heißschrumpfkraft des Cordes Werte von 0,18 cN/dtex (entspricht mittlereVerstreckung des Cordes bei der Cordproduktion) bis 0,37 cN/dtex (entspricht hohe Verstreckung des Cordes bei der Cordproduktion) ergeben. A series of tests has given values of 0.18 cN / dtex (corresponding to mean extension of the cord in cord production) to 0.37 cN / dtex (corresponds to high draw of the cord in cord production) with regard to the heat shrinkage force of the cord.
Von besonderer Bedeutung ist, wenn der Zugstrang vollständig aus einem PET besteht, da hiermit die besten Ergebnisse erzielt werden. Of particular importance is when the tow strand is completely made of a PET since this gives the best results.
Es ist jedoch auch möglich, dass der Zugstrang teilweise aus PET besteht, und zwar bei einer Mengenmajorität an PET. Das PET kann hier mit einem Polyamid (PA), Polyimid (PI), Aramid, Polyvinylacetal (PVA), Polyester (PES), Polyetheretherketon (PEEK) oder
einem Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN) oder in einer Kombination der vorgenannten Werkstoffe vermischt sein. Mit derartigen textilen Hybridwerkstoffen kann beispielsweise die Haftung des PET zum umgebenden polymeren Werkstoff verbessert werden, wobei insbesondere ein PET/P A-Hybridsystem zu nennen ist, da PA besonders gut However, it is also possible that the tensile strand partially consists of PET, namely in a quantity majority of PET. The PET can here with a polyamide (PA), polyimide (PI), aramid, polyvinyl acetal (PVA), polyester (PES), polyetheretherketone (PEEK) or a polyethylene-2,6-naphthalate (PEN) or in a combination of the aforementioned materials. With such textile hybrid materials, for example, the adhesion of the PET to the surrounding polymer material can be improved, in particular a PET / P A hybrid system being mentioned, since PA is particularly good
haftaktivierbar ist. Der PET-Anteil innerhalb eines Zugstranges beträgt is liable to be activated. The PET content within a tensile strand is
55 Gew.-% bis 95 Gew.-%, insbesondere 75 Gew.-% bis 95 Gew.-%. Wichtig ist bei Einsatz derartiger Hybridkonzepte, dass im Vergleich zu einem Zugstrang, der 55 wt .-% to 95 wt .-%, in particular 75 wt .-% to 95 wt .-%. It is important when using such hybrid concepts that compared to a tensile strand, the
ausschließlich aus PET gebildet ist, keine Verschlechterung der oben erwähnten Cord- Parameter auftritt, zumindest im Hinblick auf das Cordlängengewicht (Merkmalsgruppe I) und die Heißschrumpfkraft des Cordes(Merkmalsgruppe IV). is made exclusively of PET, no deterioration of the above-mentioned cord parameters occurs, at least in view of the cord length weight (feature group I) and the heat shrinkage force of the cord (feature group IV).
Weitere vorteilhafte Gestaltungsvarianten des erfindungsgemäßen Antriebsriemens werden im Rahmen der Figurenbeschreibung noch näher vorgestellt. Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Further advantageous design variants of the drive belt according to the invention are presented in more detail in the description of the figures. The invention will now be explained by means of exemplary embodiments with reference to schematic drawings. Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt eines Keilrippenriemens in zwei Ausführungen Fig. 1 shows a cross section of a V-ribbed belt in two versions
(Abschnitte A und B); (Sections A and B);
Fig. 2 eine weitere Ausführung eines Keilrippenriemens in dreidimensionaler Fig. 2 shows another embodiment of a V-ribbed belt in three-dimensional
Detaildarstellung; Detailed representation;
Fig. 3 das Trumkraftverhalten eines Keilrippenriemens mit verschiedenen Fig. 3, the Trumkraftverhalten a V-ribbed belt with different
Zugstrangwerkstoffen anhand eines Diagramms. Drawstrings based on a diagram.
Fig. 1 zeigt einen Antriebsriemen 1 in Form eines Keilrippenriemens mit einer Decklage 2 als Riemenrücken, einer einlagigen Festigkeitsträgerlage 3 mit in Längsrichtung verlaufenden parallel angeordneten Zugsträngen 4 sowie mit einem Unterbau 5. Der Unterbau weist eine Keilrippenstruktur auf, gebildet aus Rippen 6 und Rillen 7. Der Unterbau umfasst dabei die Kraftübertragungszone 8.
Die Decklage 2 und der Unterbau 5 bilden dabei als Gesamteinheit den Grundkörper aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften, insbesondere in Form einer vulkanisierten Kautschukmischung, enthaltend wenigstens eine Kautschukkomponente und Mischungsingredienzien. Als Kautschukkomponente wird insbesondere ein Ethylen- Propylen-Kautschuk (EPM), ein Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), 1 shows a drive belt 1 in the form of a V-ribbed belt with a cover layer 2 as belt back, a single-layer reinforcement layer 3 with longitudinally extending tension strands 4 and with a substructure 5. The substructure has a V-rib structure formed by ribs 6 and grooves 7 The substructure comprises the power transmission zone 8. The cover layer 2 and the substructure 5 form as a whole the main body of a polymeric material having elastic properties, in particular in the form of a vulcanized rubber mixture containing at least one rubber component and Mischingingredienzien. The rubber component used is in particular an ethylene-propylene rubber (EPM), an ethylene-propylene-diene rubber (EPDM),
(teil)hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR), Chloropren-Kautschuk (CR), Fluor-Kautschuk (FKM), Naturkautschuk (NR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder Butadien- Kautschuk (BR) eingesetzt, die unverschnitten oder mit wenigstens einer weiteren Hydrogenated nitrile rubber (HNBR), chloroprene rubber (CR), fluoro rubber (FKM), natural rubber (NR), styrene-butadiene rubber (SBR) or butadiene rubber (BR) are used, un-cut or with at least another
Kautschukkomponente, insbesondere mit einem der vorgenannten Kautschuktypen, verschnitten sind, beispielsweise in Form eines EPM/EPDM- oder SBR/BR- Verschnittes. Von besonderer Bedeutung ist dabei EPM oder EPDM oder ein EPM/EPDM- Verschnitt. Die Mischungsingredienzien umfassen dabei wenigstens einen Vernetzer oder ein Rubber component, in particular with one of the aforementioned types of rubber, blended, for example in the form of an EPM / EPDM or SBR / BR blend. Of particular importance is EPM or EPDM or an EPM / EPDM blend. The mixture ingredients comprise at least one crosslinker or a
Vernetzersystem (Vernetzungsmittel und Beschleuniger). Weitere Mischungsingredienzien sind zumeist noch ein Füllstoff und/oder ein Verarbeitungshilfsmittel und/oder ein Crosslinking system (crosslinking agent and accelerator). Other mixing ingredients are usually still a filler and / or a processing aid and / or a
Weichmacher und/oder ein Alterungsschutzmittel sowie gegebenenfalls weitere Plasticizer and / or an aging inhibitor and optionally further
Zusatzstoffe, beispielsweise Fasern und Farbpigmente. Diesbezüglich wird auf den allgemeinen Stand der Kautschukmischungstechnologie verwiesen. Auf das bevorzugte Einmischen von Fasern in die Kautschukmischung wird noch näher eingegangen. Additives, for example fibers and color pigments. In this regard, reference is made to the general state of rubber mixing technology. The preferred incorporation of fibers in the rubber mixture will be discussed in more detail.
Die Zugstränge 4 sind hier ohne Zwischenlage im Grundkörper eingebettet. Jeder The tension cords 4 are embedded here without intermediate layer in the body. Everyone
Zugstrang in Cordkonstruktion besteht vorrangig ausschließlich aus einem Pull cord in Cordkonstruktion consists primarily of one
Polyethylentherephthalat (PET). Nach einer weiteren Variante kann das PET auch mit wenigstens einem weiteren Werkstoff, beispielsweise mit einem Polyamid (PA), vermischt sein, wobei bei einem derartigen Hybridkonzept das PET die Mengenmajorität besitzt. Polyethylene terephthalate (PET). According to a further variant, the PET may also be mixed with at least one further material, for example with a polyamide (PA), wherein in such a hybrid concept the PET has the majority of the quantity.
Jeder Zugstrang 4 kann zusätzlich mit einer Haftschicht ausgerüstet sein, die Each tensile strand 4 may additionally be equipped with an adhesive layer, the
beispielsweise ein Resorcin-Formaldehyd-Latex (RFL) ist. Hinsichtlich derartiger oder ähnlicher Haftkonzepte wird insbesondere auf die Offenlegungsschrift for example, a resorcinol-formaldehyde latex (RFL). With regard to such or similar detention concepts, reference is made in particular to the published patent application
DE 10 2007 044 436 Al verwiesen, und zwar in Zusammenhang mit dem DE 10 2007 044 436 Al referenced, in connection with the
Zugstrangwerkstoff Polyetheretherketon (PEEK).
Der Antriebsriemen 1 ist innerhalb seiner Kraftübertragungszone 8 mit einer Beschichtung 9 bzw. 10 versehen, und zwar in Form einer Beflockung (Abschnitt A), beispielsweise mit einem Baumwoll- oder Aramidflock nach DE 38 23 157 Al und DE 100 16 351 Al, oder in Form einer Textilauflage nach DE 10 2006 007 509 Al . Von besonderer Bedeutung sind Textilauflagen, insbesondere wiederum in Form eines Gewebes, Gewirkes oder Gestricks. Bei einem Keilrippenriemen ist die Textilauflage vorzugsweise ein Gewirke oder Gestrick. Mit einer derartigen Beschichtung wird eine Kombination aus Verschleißschutz und Geräuschdämmung erzielt. Tensile material polyetheretherketone (PEEK). The drive belt 1 is provided within its power transmission zone 8 with a coating 9 or 10, in the form of a flocking (section A), for example with a cotton or aramid flock according to DE 38 23 157 Al and DE 100 16 351 Al, or Form of a textile cover according to DE 10 2006 007 509 Al. Of particular importance are textile supports, in particular again in the form of a woven, knitted or knitted fabric. In a V-ribbed belt, the textile support is preferably a knitted or knitted fabric. With such a coating, a combination of wear protection and noise insulation is achieved.
Die Beschichtung kann zwecks Erfüllung des zusätzlichen Kriterium der The coating may be for the purpose of fulfilling the additional criterion of
Medienbeständigkeit, insbesondere unter dem Aspekt der Ölbeständigkeit, bei gleichzeitig guter Gleitfähigkeit ein Fluorkunststoff sein, der insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE) und/oder Polyvinylfluorid (PVF) und/oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) ist. Von besonderer Beutung ist PTFE. Der Fluorkunststoff kann nach einer neueren Entwicklung aus einer Folie, insbesondere einer PTFE-Folie, oder aus einem Folienverbund, insbesondere einer PTFE/PA-Folie bestehen, wobei bei einem Folienverbund das PTFE die unmittelbare Oberschicht bildet (DE 10 2008 012 044.8). Eine bevorzugte Alternative hierzu besteht darin, eine Textilauflage mit einem Fluorkunststoff zu tränken bzw. zu versiegeln. Die zusätzliche Maßnahme der Beschichtung, die auch für die Decklage 2 angewandt werden kann (Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2), führt in Verbindung mit der neuartigen Zugstrangkonzeption zu einer hohen Lebensdauer des Antriebsriemens. Media resistance, in particular from the point of oil resistance, at the same time good lubricity be a fluoroplastic, which is in particular polytetrafluoroethylene (PTFE) and / or polyvinyl fluoride (PVF) and / or polyvinylidene fluoride (PVDF). Of special preference is PTFE. According to a more recent development, the fluoroplastic can consist of a film, in particular a PTFE film, or of a film composite, in particular of a PTFE / PA film, the PTFE forming the direct upper layer in the case of a film composite (DE 10 2008 012 044.8). A preferred alternative to this is to impregnate or seal a textile overlay with a fluoroplastic. The additional measure of the coating, which can also be applied to the cover layer 2 (exemplary embodiment according to FIG. 2), leads, in conjunction with the novel tension cord design, to a long service life of the drive belt.
Fig. 2 zeigt nun einen weiteren Antriebsriemen 11, und zwar ebenfalls in Form eines Keilrippenriemens, der eine Decklage 12, eine einlagige Festigkeitsträgerlage 13 und einen Unterbau 16 mit einer Keilrippenzone 19, gebildet aus Rippen 20 und Rillen 21, umfasst. Die Festigkeitsträgerlage ist auch hier aus einzelnen Zugsträngen 14 gebildet, die vollständig oder teilweise aus PET bestehen. Diesbezüglich wird auf die bereits oben näher vorgestellte PET-Textiltechnologie verwiesen.
Die Festigkeitsträgerlage 13 bzw. die Zugstränge 14 sind hier vollständig von einer Einbettmischung umgeben, die die Zwischenlage 15 bildet, so dass auch auf diese Weise ein wirkungsvoller Gesamtverbund von Decklage 12, Festigkeitsträgerlage 13 und FIG. 2 now shows a further drive belt 11, likewise in the form of a V-ribbed belt, which comprises a cover layer 12, a single-layer reinforcement layer 13 and a substructure 16 with a V-ribbed zone 19 formed by ribs 20 and grooves 21. The reinforcement layer is also formed here of individual tensile cords 14, which consist entirely or partially of PET. In this regard, reference is made to the PET textile technology already presented in more detail above. The reinforcement layer 13 and the tension cords 14 are completely surrounded by an embedding mixture, which forms the intermediate layer 15, so that in this way an effective overall composite of cover layer 12, reinforcement layer 13 and
Unterbau 16 gebildet wird. Die Zwischenlage 15 besteht aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften, vorzugsweise wiederum in Form einer vulkanisierten Kautschukmischung. Diesbezüglich gilt die gleiche Kautschuktechnologie, wie sie im Zusammenhang mit der Decklage und des Unterbaus des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 bereits dargelegt wurde. Der Unterbau 16 selbst umfasst hier noch eine weitere elastische Zwischenlage 17, insbesondere auf der Basis der oben erwähnten Kautschukmischung, die mit Fasern 18, insbesondere mit Textilfasern, verstärkt ist. Die Fasern bestehen aus Baumwolle, Zellulose, einem Aramid, insbesondere p-Aramid, einem Polyamid (PA), insbesondere PA6 oder PA6.6, einem Polyvinylacetal (PVA) oder einem Polyethylentherephthalat (PET). Die Fasern können in Form einer Pulpe (Faserbrei) oder in Kurzfasern vorliegen. Bei Substructure 16 is formed. The intermediate layer 15 consists of a polymeric material having elastic properties, preferably again in the form of a vulcanized rubber mixture. In this regard, the same rubber technology applies, as it has already been stated in connection with the cover layer and the substructure of the embodiment of FIG. 1. The substructure 16 itself here also comprises a further elastic intermediate layer 17, in particular based on the abovementioned rubber mixture, which is reinforced with fibers 18, in particular with textile fibers. The fibers consist of cotton, cellulose, an aramid, in particular p-aramid, a polyamide (PA), in particular PA6 or PA6.6, a polyvinyl acetal (PVA) or a polyethylene terephthalate (PET). The fibers may be in the form of a pulp or in short fibers. at
Kurzfasern beträgt die Länge < 8 mm, insbesondere < 5 mm. Short fibers is the length <8 mm, in particular <5 mm.
Auch der gesamte Unterbau 16 sowie die Decklage 12 und die beiden Zwischenlagen 15 und 17 können mit Fasern der oben genannten Art verstärkt sein. Also, the entire base 16 and the cover layer 12 and the two intermediate layers 15 and 17 may be reinforced with fibers of the type mentioned above.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist sowohl die Decklage 12 wie auch die Kraftübertragungszone 22 des Unterbaus 16 mit einer Beschichtung 23 bzw. 24 in Form einer Textilauflage versehen. Hinsichtlich der diesbezüglichen Werkstofftechnologie der Beschichtung wird auf das in Verbindung mit dem Antriebsriemen gemäß Fig. 1 In the embodiment according to FIG. 2, both the cover layer 12 and the force transmission zone 22 of the substructure 16 are provided with a coating 23 or 24 in the form of a textile support. With regard to the relevant material technology of the coating is on in connection with the drive belt of FIG. 1
Ausgesagte verwiesen. Said directed.
Das Diagramm nach Fig. 3 hält das Ergebnis des Trumkraftverhaltens dreier The diagram of FIG. 3 holds the result of Trumkraftverhaltens three
Keilrippenriemen (KRR) mit unterschiedlicher Zugstrangkonzeption fest, wobei die Abszisse X die Laufzeit in Stunden und die Ordinate Y die Trumkraft in N angeben.
Alle drei KRR-Typen (a, b, c) auf der Basis einer EPDM-Mischung wurden auf die gleiche Weise mit der gleichen Form im Formverfahren hergestellt. Hinsichtlich des Zugstranges galten dabei folgende Werkstoffgesichtpunkte: — KRR (a) Zugstrang ausschließlich aus PA6.6 V-ribbed belt (KRR) with different Zugstrangkonzeption fixed, where the abscissa X is the running time in hours and the ordinate Y the tension force in N. All three KRR grades (a, b, c) based on an EPDM blend were made in the same way with the same mold in the molding process. With regard to the tension cord, the following material aspects applied: - KRR (a) tension cord exclusively from PA6.6
Cordkonstruktion 940 dtex x2x3 Cord construction 940 dtex x2x3
Litzendrehung/Corddrehung 150/125 tpm Strand rotation / cord rotation 150/125 tpm
Spulsteigung 100 Fäden/100 mm Breite — KRR (b) Zugstrang ausschließlich aus PEEK Spool pitch 100 threads / 100 mm width - KRR (b) Pull cord made exclusively of PEEK
Cordkonstruktion 1230 dtex xlx4 Cord construction 1230 dtex xlx4
Litzendrehung/Corddrehung 200/100 tpm Wire rotation / cord rotation 200/100 tpm
Spulsteigung 100 Fäden/100 mm Breite — KRR (c) Zugstrang ausschließlich aus PET Spool pitch 100 threads / 100 mm width - KRR (c) Pull cord made exclusively of PET
Cordkonstruktion 1100 dtex xlx3 Cord construction 1100 dtex xlx3
Litzendrehung/Corddrehung 210/100 tpm Strand rotation / cord rotation 210/100 tpm
Spulsteigung 100 Fäden/100 mm Breite Die Riemen wurden auf einem Zweischeibenprüfstand (Scheibendurchmesser 120 mm) getestet. Die Riemen wurden ferner bei Raumtemperatur auf eine Trumspannung von 500 N vorgespannt. Der etwa 200 Stunden dauernde Test wurde bei einer Spool pitch 100 threads / 100 mm width The belts were tested on a double-disc test stand (disc diameter 120 mm). The belts were further biased at room temperature to a strand tension of 500N. The approximately 200-hour test was at a
Umgebungstemperatur von 120 °C und einer Drehzahl von 5000 min"1 und einem Ambient temperature of 120 ° C and a speed of 5000 min "1 and a
Drehmoment von 20 Nm durchgeführt, und zwar mit folgendem Ergebnis: Torque of 20 Nm performed, with the following result:
— Riemen mit PA6.6-Zugstrang haben in den ersten 160 Stunden wegen der - Belts with PA6.6 tension cord have been in the first 160 hours because of
temperaturbedingten Schrumpfkraft eine höhere Spannung, die schnell linear abfällt und im weiteren Verlauf zum Absinken der Trumspannung unter die Schlupfgrenze führen wird (Kurve a).
- Riemen mit PEEK-Zugstrang halten die Spannung nach dem Einlaufen nahezu konstant. Ihre potentielle Laufzeit ist deshalb deutlich größer (Kurve b). temperature-related shrinkage force is a higher voltage, which drops rapidly linearly and will lead in the further course to the fall of the strand tension below the slip limit (curve a). - Belts with PEEK tension cord keep the tension almost constant after running in. Their potential running time is therefore significantly greater (curve b).
- Das beste Spannungsverhalten zeigt ein Riemen mit PET-Zugstrang (Kurve c). - The best tension behavior is shown by a belt with a PET tensile strand (curve c).
Die KRR (a, b, c) wurden bei Raumtemperatur 270 Tage gelagert. Dabei wurden hinsichtlich des Lagerschrumpfes folgende Daten ermittelt: The KRR (a, b, c) were stored at room temperature for 270 days. The following data were determined with regard to the shrinkage of the stock:
- KRR (a) Lagerschrumpf 0,9 % - KRR (a) Stock shrinkage 0.9%
- KRR (b) Lagerschrumpf 0,2 % - KRR (b) bearing shrinkage 0,2%
- KRR (c) Lagerschrumpf 0,4 % Zwar zeigt hier der KRR (b) mit PEEK-Zugstrang beim Lagerschrumpf den besten Wert. Unter Einbezug des Trumkraftverhaltens sowie der Wirtschaftlichkeit wird jedoch mit der PET -Zugstrangkonzeption ein bedeutender neuer Weg beschritten. - KRR (c) Stock shrinkage 0.4% Although the KRR (b) with PEEK tension cord shows the best value for bearing shrinkage. However, taking into account the Trumkraftverhaltens and cost-effectiveness, a significant new approach is taken with the PET train design.
Wie schon die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 3 verdeutlichen, ist der As already illustrate the embodiments of FIG. 1 to 3, is the
schwerpunktmäßige Einsatz der neuen PET -Zugstrangkonzeption bei einem KRR zu sehen. Der KRR gelangt dabei insbesondere in einem KRR-Trieb ohne automatisches Spannungssystem zum Einsatz. focus on the use of the new PET pull train concept in a KRR. The KRR is used in particular in a KRR drive without automatic tensioning system.
Niedrig modulige Antriebsriemen werden jedoch manchmal auch mit automatischem Spannsystem betrieben, da so bei einigen Motoren eine Verminderung des However, sometimes low-power drive belts are also operated with an automatic tensioning system, since in some engines there is a reduction in the amount of power
Geräuschniveaus erzielt werden kann. Eine geringe Längung nach Laufzeit ist auch hier wünschenswert, da es die Auslegung des Spanners erleichtert und mehr Gestaltungsfreiheit bei der Konstruktion des KRR-Triebs zulässt. In der folgenden Tabelle sind nun die Messvorschriften, die mit Erläuterungen versehen sind, zusammengefasst.
Messvorschriften Noise levels can be achieved. A short elongation after runtime is also desirable here, as it facilitates the design of the tensioner and allows more freedom in the design of the KRR drive. The following table now summarizes the measurement instructions that are provided with explanations. measurement regulations
Erläuterungen zur Tabelle: Explanations to the table:
(a) feinheitsbezogene Schrumpfkraft (a) Fineness-related shrinkage force
(b) feinheitsbezogene Spannung bei 5 % Dehnung (b) Fineness-related stress at 5% elongation
(c) wird aus Heißschrumpfkraft und Längengewicht berechnet (c) is calculated from heat shrink force and length weight
(d) wird aus Spannung und Längengewicht berechnet (d) is calculated from stress and length weight
(e) zum Teil abweichend von der Norm (e) partly deviating from the norm
(f) Die Proben werden auf der Spule 24 Stunden im Normklima nach EN ISO 139 (20 °C, relative Luftfeuchte von 65 %) gelagert und anschließend ohne Trocknung gemessen. (f) The samples are stored on the bobbin for 24 hours in standard climate according to EN ISO 139 (20 ° C, relative humidity of 65%) and then measured without drying.
(g) Die Proben werden auf der Spule 24 Stunden im Normklima nach EN ISO 139 (20 °C, relative Luftfeuchte von 65 %) gelagert und anschließend ohne Trocknung gemessen. Die Messung erfolgt nach 10 Minuten bei 160 °C. Die Vorspannung beträgt 0,0005 N/dtex beim Einklemmen des Garns. (g) The samples are stored on the bobbin for 24 hours in standard climate according to EN ISO 139 (20 ° C, relative humidity of 65%) and then measured without drying. The measurement is carried out after 10 minutes at 160 ° C. The preload is 0.0005 N / dtex when pinching the yarn.
(h) Die Proben werden auf der Spule 24 Stunden im Normklima nach EN ISO 139(h) The samples are placed on the bobbin for 24 hours under standard conditions according to EN ISO 139
(20 °C, relative Luftfeuchte von 65 %) gelagert und anschließend ohne Trocknung gemessen. Die Messung erfolgt nach 2 Minuten bei 177 °C. (20 ° C, relative humidity of 65%) stored and then measured without drying. The measurement takes place after 2 minutes at 177 ° C.
(i) Die Proben werden auf der Spule 24 Stunden im Normklima nach EN ISO 139(i) The samples are placed on the bobbin for 24 hours under standard conditions according to EN ISO 139
(20 °C, relative Luftfeuchte von 65 %) gelagert und anschließend ohne Trocknung gemessen. Die Vorspannung beträgt 0,0005 N/dtex.
(20 ° C, relative humidity of 65%) stored and then measured without drying. The preload is 0.0005 N / dtex.
Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung) List of Reference Numerals (part of the description)
1 Antriebsriemen bzw. Keilrippenriemen (KRR) 1 drive belt or multi-ribbed belt (KRR)
2 Decklage als Riemenrücken 2 top layer as belt back
3 Festigkeitsträgerlage 3 reinforcement layer
4 Zugstrang 4 tensile strand
5 Unterbau 5 substructure
6 Rippen 6 ribs
7 Rillen 7 grooves
8 Kraftübertragungszone 8 power transmission zone
9 Beschichtung in Form einer Beflockung (Abschnitt A) 9 Coating in the form of a flocking (section A)
10 Beschichtung in Form einer Textilauflage (Abschnitt B)10 coating in the form of a textile coating (section B)
11 Antriebsriemen bzw. Keilrippenriemen 11 drive belts or V-ribbed belts
12 Decklage als Riemenrücken 12 top layer as belt back
13 Festigkeitsträgerlage 13 reinforcement layer
14 Zugstrang 14 tensile strand
15 Zwischenlage in Form einer Einbettmischung 15 intermediate layer in the form of an investment mixture
16 Unterbau 16 substructure
17 Zwischenlage 17 liner
18 Fasern 18 fibers
19 Keilrippenzone 19 Vine rib zone
20 Rippen 20 ribs
21 Rillen 21 grooves
22 Kraftübertragungszone 22 power transmission zone
23 Beschichtung in Form einer Textilauflage 23 coating in the form of a textile overlay
24 Beschichtung in Form einer Textilauflage 24 coating in the form of a textile cover
X Abszisse: Laufzeit in Stunden X abscissa: duration in hours
Y Ordinate: Trumkraft in N Y Ordinate: Trum force in N
a KRR mit Zugstrang aus PA6.6 a KRR with tension cord made of PA6.6
b KRR mit Zugstrang aus PEEK b KRR with pull cord made of PEEK
c KRR mit Zugstrang aus PET
c KRR with pull cord made of PET