KR20040030877A

KR20040030877A - 전동 벨트

Info

Publication number: KR20040030877A
Application number: KR10-2004-7001330A
Authority: KR
Inventors: 낫슨폴에스
Original assignee: 더 게이츠 코포레이션
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-04-09
Also published as: MXPA04001844A; US20030024230A1; JP2004537690A; TW544497B; EP1412657A1; RU2004105964A; CN1578885A; PL374254A1; TR200400197T2; CA2454379A1; WO2003012314A1; BR0211564A; AR034937A1

Abstract

본 발명은 인장 코드(10)를 갖춘 다중 리브형 벨트를 포함한다. 인장 코드는단일 코드의 길이에 걸쳐 대향하는 트위스트 영역(5, 6)을 지닌다. 특히, 인장 코드는 S자형 트위스트(5) 섹션과 Z자형 트위스트(6) 섹션을 포함한다. S자형 트위스트 섹션은 노드(3)에 의해 Z자형 트위스트 섹션과 분리되고, 따라서 인장 코드 길이에 걸쳐 S자형 트위스트와 Z자형 트위스트가 번갈아 나타난다. 그러므로, 본 발명에 따른 벨트는 벨트의 길이를 따라 임의로 분포된 S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션뿐만이 아니라 벨트의 폭을 가로질러 무작위로 분포된 S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션을 갖춘 인장 코드를 구비한 벨트를 포함한다. 이것은 벨트 구성에 있어서 단일 코드만을 사용하는 동안, 트래킹 힘을 현저히 감소시킨다.

Description

전동 벨트{POWER TRANSMISSION BELT}

전동 벨트는 일반적으로 탄성중합체의 본체와 매설형 인장 코드를 포함한다. 인장 코드는 단일 스트랜드 또는 얀(yarn)을 포함한다. 얀의 경우, 얀 스트랜드는 S자형 트위스트나 Z자형 트위스트를 포함할 수 있다. 그러면, 전동 벨트 내의 인장 코드는 S자형 트위스트 얀이나 Z자형 트위스트 얀을 포함할 것이다. S자와 Z자라는 표시는 얀의 방향성을 나타내는데, "S" 또는 "Z"자와 유사한 대각선을 지닌 꼬임부의 대각선 형태에 의해 특징 지워진다(도 8a 및 도 8b 참조).

특정 벨트에서는, 상기 인장 부재 코드가 두 개의 개별적인 코드를 포함하는데, 이들 코드 각각은 대향하는 트위스트 구조를 갖는다. 특히, "Z"자형 트위스트 구조의 코드는 "S"자형 트위스트 구조의 코드에 인접하여 위치한다. 대향하는 트위스트 구조의 인접 코드를 사용하는 것은 트래킹 힘(trakcing force)에 의해 야기되는 문제를 해결한다. 트래킹 힘은 벨트에 부하가 가해짐에 따라, 코드 트위스트의 토크에 의해 발생하는 힘이다. 트래킹 힘은 벨트가 소음을 발생시키고 열에 의해 조기에 마모되게 하는 원인이 된다. 종래 기술에서는, 트위스트의 방향이 대향하고서로 인접한 상태로 벨트 본체를 관통하여 뻗는 개별적인 코드를 구비함으로써, 트래킹 힘을 저감시키고 있다.

코드는 두 가지 방법 중 한 가지 방법으로 적용될 수 있다. 첫번째 방법은 제1 트위스트, 즉 Z자형 트위스트를 구비한 코드를 대향하는 트위스트 또는 S자형 트위스트를 구비한 제2 코드와 간격을 두고 적용시키는 것이다. 두번째 방법은 개별적인 스풀, 크릴 및 애플리케이션 롤러를 사용함과 동시에 벨트 빌드(belt build) 상에 Z자형 트위스트 코드 및 S자형 트위스트 코드 모두를 나선형으로 권취하는 것이다.

얀 기술의 대표적인 것으로는, 트위스트가 교번하는 멀티필라멘트 가공사를 개시하는 네기쉬 등의 미국 특허 제4,402,178호(1995)가 있다.

또한, 얀 기술의 대표적인 것으로는, 본딩, 융합 또는 얽힘에 의해 결합되는 S 및 Z자형 트위스트를 구비한 스트랜드를 개시하는 베이커 등의 미국 특허 제3, 434,275호(1969)가 있다.

벨트에 관한 종래 기술은 트래킹 힘을 조절하기 위하여 대향하는 트위스트를 구비한 두 개의 개별적인 코드를 필요로 한다. 이것은 벨트를 구성하는 동안 두 개의 코드를 다루고 적용하기 위한 수단을 필요로 하여, 효율성을 떨어뜨리고 비용을 증가시킨다.

분리된 교번 Z자형 트위스트 섹션 및 S자형 트위스트 섹션을 갖춘 단일 인장 코드를 구비한 전동 벨트가 필요하다. 벨트의 길이를 따라 무작위로 분포된 Z자형 트위스트 섹션과 S자형 트위스트 섹션 모두를 갖춘 인장 코드를 구비한 전동 벨트가 필요하다. 벨트의 폭을 가로질러 무작위로 분포된 교번하는 Z자형 트위스트 섹션과 S자형 트위스트 섹션 모두를 갖춘 인장 코드를 구비한 전동 벨트가 필요하다. 트래킹 힘을 무마시키는 교번하는 Z자형 트위스트 섹션과 S자형 트위스트 섹션을 갖춘 단일 인장 코드를 구비한 전동 벨트가 필요하다. 본 발명은 이러한 필요조건들을 충족시킨다.

본 발명은 전동 벨트, 보다 상세히 말하자면 Z자형 트위스트 섹션과 S자형 트위스트 섹션을 모두 갖춘 인장 코드를 구비한 전동 벨트에 관한 것이다.

도 1은 인장 코드의 평면도이다.

도 2는 노드의 상세도이다.

도 3은 도 6의 선 3-3에서 취한 벨트의 단면도이다.

도 4는 도 6의 선 4-4에서 취한 벨트의 단면도이다.

도 5는 개별적인 S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션을 구비한 종래 기술의 벨트의 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 벨트의 사시도이다.

도 7은 교번 인장 코드의 평면도이다.

도 8a 및 도 8b는 S자형 트위스트와 Z자형 트위스트를 보여주는 도면이다.

본 발명의 특징은 분리되어 교번하는 Z자형 트위스트 섹션과 S자형 트위스트 섹션을 갖춘 단일 인장 코드를 구비한 전동 벨트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 특징은 벨트 길이 따라 무작위로 분포되어 교번하는 Z자형 트위스트 섹션과 S자형 트위스트 섹션 양자 모두를 갖춘 인장 코드를 구비한 전동 벨트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 특징은 벨트의 폭을 가로질러 무작위로 분포된 Z자형 트위스트 섹션과 S자형 트위스트 섹션 양자 모두를 갖춘 인장 코드를 구비한 전동 벨트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 특징은 교번하는 Z자형 트위스트 섹션과 S자형 트위스트 섹션을 갖춘 단일 인장 코드를 구비한 전동 벨트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 후술하는 본 발명의 설명과 첨부 도면에 의해 지적되고 명확해질 것이다.

본 발명은 인장 코드를 구비한 다중 리브형(muilt-ribbed) 벨트를 포함한다. 상기 인장 코드는 단일 코드의 길이를 따라 교번 트위스트 영역을 갖춘다. 특히, S자형 트위스트 섹션은 노드에 의해 Z자형 트위스트 섹션과 분리되고, 따라서 인장 코드의 길이를 따라 교번하는 S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션을 형성한다. 그 결과, 본 발명에 따른 벨트는 벨트의 길이뿐만이 아니라 벨트의 폭을 가로질러 무작위로 분포된 S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션을 갖춘 인장 코드를 구비한 벨트를 포함한다. 본 발명의 벨트는 벨트 구조에 단일 코드만을 사용하면서도 트래킹 힘을 현저히 감소시킨다.

도 1은 인장 코드의 평면도이다. 이러한 형태의 얀 트위스트는 단일 인장 코드 내에 개별적인 Z 자형 트위스트 섹션과 S자형 트위스트 섹션을 포함한다. 각 Z자형 트위스트 섹션은 노드에 의해 S자형 트위스트 섹션으로부터 분리되어 있고,따라서 인장 코드에 교번하는 S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션을 형성한다. 코드(10)는 나일론, 폴리에스테르, 아라미드, 레이온, PEN, 유리 섬유 및 탄소 섬유를 비롯한 당업계에 공지된 임의의 인장 코드 재료를 포함할 수도 있다.

코드(10)는 섹션(5)와 섹션(6) 같은, 교번하는 S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션으로 구성된 교번하는 트위스트 연사를 포함한다. S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션은 동연(同延)은 아니며, 역전 노드 또는 결합부(3)에 의해 분리된다. 역전 노드 사이의 길이는 인치 당 회전수로 측정된 트위스트 길이이다. Z자형 트위스트의 길이는 L1이다. S자형 트위스트의 길이는 L2이다.

도 1에서, 거리 C는 제1의 S자형 트위스트 섹션에서부터 다음의 S자형 트위스트 섹션까지의 1싸이클을 나타낸다. L1은 Z자형 트위스트의 제1의 부분 싸이클을 나타내고 L2는 S자형 트위스트의 제2의 부분 싸이클을 나타낸다.

바람직한 결과를 제공하는 각 S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션은 길이가 같거나 다를 수도 있는데, 즉,

L1 = L2

또는

L1 ≠L2

도 2는 노드의 상세도이다. S자형 트위스트 섹션이 한 번 회전한 것이 11a이다. Z자형 트위스트 섹션이 한 번 회전한 것이 11b이다. S자형 트위스트를 갖춘 각 스트랜드는 12 및 12a로 도시되어 있다. 노드(3)는 본원에 인용되는 것으로 설명을 대신하는 미국 특허 제 5,829,241호 및 미국 특허 제 4,837,821호에 설명된 공정에의해 형성된다. 얀 싱글즈 스트랜드(yarn singles strand)는 미권취 상태로 배플 보드(baffle board) 내의 구멍을 통과한 후, 토크 제트(torque jet)로 들어가기 전에 인장기를 통과한다. 얀들은 토크 제트를 빠져나오기 전에 S자형 트위스트나 Z자형 트위스트로 꼬인다. 그 후, 얀들은 서로 꼬여서 부스터 토크 제트를 통과하는 연사 스트랜드로 될 수 있다. 약간 더 높은 꼬임부의 꼬기가 이루어질 수 있도록 싱글즈 트위스트 형성시, 토크 제트를 보조하기 위해서 부스터 토크 제트(booster torque jet)를 사용할 수 있다. 그 후, 얀은 각 노드에 대향하는 트위스트를 부가하는 다른 토크 제트를 통과하고, 따라서 인장 코드의 길이를 따라 교번하는 S자형 트위스트와 Z자형 트위스트를 형성한다. 바람직한 실시예에서는, 연사 스트랜드는 각 노드(3)에서 본딩기(bonder)를 통과하지 않고, 대신에 단지 각 노드(3)에서 토크 제트와 부스터 제트에 의해 야기되는 얽힘과 과다꼬임(overplying)에 의존한다. 본 발명에 따른 벨트는 본 명세서에서 설명된 방법에 의해 제조된 코드를 사용하는 것으로 한정되지 않는다. 분리 교번 S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션을 구비한 인장 코드를 제조하는 데에는 당업계에 공지된 다른 방법이 이용가능하다. 이러한 특성을 지닌 각 코드는 본 발명에 따른 벨트에서 만족스러운 결과를 가져올 것이다.

도 3은 도 6의 선 3-3에서 취한 벨트의 단면도이다. 본 발명에 따른 벨트는 탄성중합체의 본체(100)를 포함한다. 탄성 중합체의 본체(100)는 전동 벨트 업계에 공지된 EPDS, SBR, CR, HNBR, BR 및 NBR과 같은 임의의 재료를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 벨트는 다중 리브형 프로파일(101)을 포함한다. 상기 벨트는 또한 당업계에 공지된 v 벨트나 이붙이 프로파일(toothed profile)과 같은 임의의 프로파일을 포함할 수도 있다. 교번 S자형 트위스트 섹션(102)과 Z자형 트위스트 섹션(103)을 구비한 인장 코드는 탄성중합체의 본체(100) 속에 매설된다.

제조 중에, 인장 코드는 나선형 권취(spiral wrap)와 같은 연속적인 형태로 벨트 본체에 적용된다. 예를 들면, 코드는 당업계에 공지되어 있는 바와 같이 빌드 맨드렐(build mandrel) 상의 벨트 층에 감긴다.

종래 기술과는 달리, 본 발명에 따른 벨트는 본 명세서에서 설명한 바와 같이 S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션 모두를 포함하는 단일 인장 코드 스풀만을 필요로 한다. 종래 기술은 트래킹 힘이 낮은 벨트를 제조하기 위해서 동시에 적용되는 개별적인 S자형 트위스트 코드와 개별적인 Z자형 트위스트 코드를 필요로 한다. 본 발명에 따른 벨트에 있어서, S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션은 단일 인장 코드의 길이를 따라 무작위로 분포되기 때문에, 이들 S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션은 벨트의 폭뿐만이 아니라 길이를 따라서 무작위로 분포된다. S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션이 무작위로 분포되면, 개별적인 S자형 트위스트 코드와 Z자형 트위스트 코드를 필요로 하는 일 없이 벨트의 트래킹 힘이 현저히 감소되거나 무마된다.

벨트에 인장 부하가 작용하는 경우, 인장 코드의 동작에 의해 벨트 트래킹 힘이 야기된다. 작동 중에, 인장 코드의 트위스트는 벨트를 벨트의 중앙선의 일측으로 트래킹 또는 이동하게 하는 원인이 된다. 트래킹은 과다한 소음, 열 및 마모를 유발하여 조기 파손에 이르게 한다. 트래킹 힘을 감소시키거나 무마시키는 것은풀리 내에서 벨트가 적절히 트랭킹됨으로써 야기되는 소음과 마모를 적당히 감소시킨다. 따라서, 이것은 열과 피로를 감소시킴으로써 벨트의 수명을 증가시킨다.

또한, 각각이 다른 트위스트를 갖춘 두 개의 개별적인 소재 대신에 교번 트위스트를 구비한 단일 인장 코드 소재를 사용하면, 벨트 제조 과정이 단순화될 수 있고, 이에 따라 각 벨트의 비용을 감소시킨다.

도 4는 벨트에 임의로 분포되어 있는 S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션을 보여주는 것으로, 도 6의 선 4-4를 따라 취한 벨트의 단면도이다. 도 4는 도 3에 나타난 것과는 다른 트위스트의 배치를 갖는 벨트의 단면을 나타낸다. 상기 S자형 트위스트 섹션(102)과 Z자형 트위스트 섹션(103)은 도 3과는 다르게 분포되는데, 이는 벨트 내의 인장 코드의 S자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션의 위치가 불규칙한 특성을 갖고 있기 때문이다.

도 5는 개별적인 S자형 트위스트 코드와 Z자형 트위스트 코드를 구비한 종래 기술의 벨트의 단면도이다. 이 벨트는 다중 리브형 프로파일(10)이다. S자형 트위스트 섹션(102)과 Z자형 트위스트 섹션(103)은 각 S자형 트위스트 코드가 Z자형 트위스트 코드의 측부에 위치한 교번 배열로 도시되어 있으며, 그 반대도 마찬가지이다.

도 6은 본 발명에 따른 벨트의 사시도이다. 탄성중합체의 본체(100)에 매설된 S자형 트위스트 코드 섹션(102)과 Z자형 트위스트 섹션(103)이 도시되어 있다.

도 7은 교번 인장 코드의 평면도이다. 기본 얀은 세 개의 스트랜드로 꼬여있으며, 각 스트랜드는 S 자형 트위스트를 구비하고 인치 당 예정된 회수로 꼬여있다. S자형 트위스트를 구비하는 각 스트랜드는 12와 12a와 12b로 도시되어 있다. 세 개의 개별적인 S자형 트위스트 얀은 그 후, 인치 당 예정된 회수로 꼬여있는 전체가 Z자형 트위스트를 구비한 코드로 꼬인다. 이 실시예는 길이를 따라 균일한 인장 코드를 형성한다. 이 설명에서 각 S자형 트위스트에 대하여 일정한 수의 스트랜드가 사용되고 있지만, 그 수는 예시적인 것이고 인장 코드를 포함하는 스트랜드의 수를 제한하는 것은 아니다. 또한, 개별적인 각 스트랜드는 Z자형 트위스트를 포함할 수 있고 코드 전체에 본 발명에 따른 벨트와 동일한 결과를 지닌 S자형 트위스트를 구비할 수 있다.

도 8a와 8b는 S자형 트위스트와 Z자형 트위스트를 나타낸 것이다.

이상, 본 발명의 단일 형태를 설명하였지만, 여기에서 설명한 본 발명의 사상과 범위를 벗어나는 일 없이 구조와 부분과 관련하여 많은 변형이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백하다.

Claims

탄성 중합체의 본체와 무한 방향으로 상기 탄성 중합체 본체에 매설된 인장 코드를 포함하는 벨트로서, 상기 인장 코드는 길이를 따라 교번하는 Z자형 트위스트 섹션과 S자형 트위스트 섹션을 구비하는 것인 벨트.
제1항에 있어서, 길이를 지닌 S자형 트위스트 섹션과 길이를 지닌 Z자형 트위스트 섹션을 더 포함하는 벨트로서, 상기 S자형 트위스트 섹션의 길이는 Z자형 트위스트 섹션의 길이와 동연이 아닌 것인 벨트.
제1항에 있어서, 상기 S 자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션 각각은 상기 벨트의 폭을 가로질러 무작위로 분포된 것인 벨트.
제1항에 있어서, 프로파일을 더 포함하는 것인 벨트.
제4항에 있어서, 상기 프로파일은 다중 리브형 프로파일을 포함하는 것인 벨트.
제1항에 있어서, 상기 S 자형 트위스트 섹션과 Z자형 트위스트 섹션은 다른 길이를 포함하는 것인 벨트.
제1항에 있어서, 상기 인장 코드를 포함하는 벨트로서, 두 개 이상의 스트랜드로 형성되는 Z자형 트위스트를 포함하고, 각각의 스트랜드는 S자형 트위스트를 구비한 것인 벨트.