KR960001640B1

KR960001640B1 - 동력전달벨트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR960001640B1
Application number: KR1019880015198A
Authority: KR
Inventors: 알. 세들라섹 더글라스
Original assignee: 더 게이츠 루버 컴패니; 에이치. 더블유. 오베그. 주니어
Priority date: 1987-11-19
Filing date: 1988-11-18
Publication date: 1996-02-03
Also published as: JPH0621607B2; US4798566A; JPH01164839A; EP0317316A1; CA1309276C; BR8806058A; DE3863752D1; MX170120B; KR890008481A; EP0317316B1; ES2023494B3

Abstract

내용 없음.

Description

동력전달벨트 및 그 제조방법

제1도는 홈붙이 풀리주위를 주행하고, 배면 아이들러(idler)에 의해서 장력이 걸리는 본 발명 다중 리브형(multi-ribbed) 벨트를 도시하는 개략도.

제2도는 자유 스팬(free span) 상태에 있는 벨트를 도시하는 것으로, 제1도의 2-2선을 따라 도시한 확대 부분 단면도.

제3도는 제2도의 3-3선을 따라 도시한 확대도로서, 마찰구동면을 보여주기 위하여 부분적으로 등각 투시도로 벨트의 일부를 보여주는 도면.

제4도는 제3도의 4-4선에 따라 도시한 도면으로, 돌출하는 섬유부분이 굴곡되어 마찰구동면에서 섬유의 측면부분을 노출시키는 것을 보여주는 도면.

제5도는 제2도와 유사하지만, 본 발명의 V 벨트를 도시하는 개략도.

제6도는 제2도와 유사하지만, 본 발명의 결합 V 벨트를 도시하는 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 동력전달벨트 12, 14 : 다중 홈붙이 풀리

18 : 인장부재 22 : 벨트 상단부

26 : 주위리브 32 : 불연속섬유

34 : 본체 34, 36 : 마출구동면

40 : 돌출하는 섬유부분 46 : V 벨트

50 : 결합 V 벨트

[발명의 배경]

본 발명은 무한 동력전달벨트에 관한 것으로, 특히 대향 마찰구동면이 탄성체 본체로 형성되고, 또한 횡방향으로 향한 섬유재료가 내부에 분산된 소위 "로우에지(row edge)" 벨트에 관한 것이다.

탄성체 매트릭스내에 불연속섬유가 분산되어 횡방향으로 배치되어 있는 층의 일부로서 형성되는 "로우에지" 마찰구동면을 가지는 몇가지 벨트 형태가 있다. 미합중국 특허 제1,777,864호에는, 탄성체 매트릭스내에 분산된 섬유를 이용하는 결합벨트의 예가 기재되어 있다.

미합중국 특허 제3,416,383호에는, 탄성체 매트릭스내에 분산된 불연속섬유를 사용하는 "로우에지" V 벨트의 일례가 기재되어있다. 섬유는 90℃로부터 변하는 각도로 횡방향으로 향하여 있다.

리브형(ribbed)벨트 또한 "로우에지"를 가지며, 매트릭스내에서 불연속섬유가 횡방향으로 향한 적층구조를 채용한다. 이러한 구성은 미합중국 특허 제4,330,287호에 기재되어 있다.

상기 예시한 특허들 모두는, 일반적으로 분산된 섬유의 단부가 대향 마찰구동면으로서 이용되는 용도의 구성을 기재하고 있다. 그러나, 미합중국 특허 제3,416,383호는 또한 "로우에지"부분이 섬유가 매립된 표면보다 빠르지는 않지만, 매립된 직조층보다는 더 빠른 속도로 마모됨을 보여주고 있다.

상기 예시한 벨트들의 구동면의 마찰특성은 구동면의 탄성체 부분을 지나서 섬유의 분리된 돌출부가 존재하는 구조에 의해 개선될 수도 있다. 미합중국 특허 제3,871,240호는, 섬유의 단부가 벨트의 대향 마찰구동면에서 노출됨을 보여주는 현미경사진을 제시하고 있다. 또한, 상기 특허에서 설명된 바와같이 코드나 직물이 5체적% 정도의 낮은 농도로 사용될 수도 있지만, 20체적% 농도의 코오드 또는 직물이 바람직하다. 상기 특허에서는 또한 섬유가 바람직한 농도로 탄성체에 부가된 경우, 최선의 결과를 제공하지 않는 것으로 설명하고 있다.

미합중국 특허 제3,871,240호에서 바람직한 구성은 마찰구동면의 상대적인 높이 때문에 모든 형태의 벨트에 대하여 적절한 해결책이 될 수 없다. 예를 들면, 코오드 또는 직물을 사용하는 것은 리브의 상대적으로 낮은 높이 때문에 다중 리브형 벨트에 대해서 바람직한 해결책이 될 수 없다.

마찰구동면에서의 섬유의 다른 한가지 용도가 미합중국 특허 제3,190,137호에 기재되어 있다. 잘게 부서진 섬유를 매립하여, 돌출한 섬유가 있다면 극히 소량만을 남기고 대향 구동면의 외주면에서 가황(加黃)시킨다.

[발명의 요약]

V 벨트, 결합 V 벨트 및 다중 리브형 벨트와 같이 대향 마찰구도면을 가지는 여러종류의 벨트에 적용될 수 있는 벨트구조가 제공된다. 본 발명의 동력전달벨트는 벨트의 종축에 대해 횡방향으로 향한 불연속섬유들이 분산된 탄성체 본체를 구비한 "로우에지" 형태이다. 섬유의 일부분들이 구동면에서 그 본체로부터 돌출하여 섬유부분의 횡방향 측면을 노출시키도록 굴곡되며, 그 굴곡된 섬유부분의 측면부가 마찰구동면의 일부를 형성한다.

본 발명의 장점은, 종래 기술에서 개시된 것보다도, 돌출하는 섬유의 측면부분이 돌출하는 섬유의 단부보다도 더 큰 표면적을 가진다는 것이다. 따라서, 체적비율로 적은 부가량의 섬유가 대향 구동면의 마찰성능을 변화시키기 위하여 이용된다.

다른 장점은, 본 발명의 다른 리브형 벨트가 약 20㎐의 낮은 각 진동수로 높은 각 가속도(예를 들면, 3000rad/sec²까지의 각 가속도)에 노출되는 경우 실현된다. 본 발명은 낮은 진동수에서 측면의 박리현상(pilling)을 실질적으로 억제하는 유익한 결과를 가지므로, 벨트수명이 향상된다.

본 발명의 방법에 따르면, 고강도 및 내마모성의 섬유가 본체를 형성하는 탄성체 매트릭스내에 분산된다. 분산된 섬유를 함유한 매트릭스는 습한액체의 존재하에 선택적으로 연삭되어 대향 마찰구동면이 형성된다. 섬유는 연삭공정중에 섬유와 탄성체 경계면에서 절단 또는 마멸되는 것을 억제할 만큼 충분한 탄성인장계수(tensile modulus)를 가진다. 섬유는 구동면 및 측면부분을 따라 굽어진다.

본 발명의 목적은 불연속섬유가 구동면의 마찰특성을 제어하도록 효과적으로 사용되는 벨트구조를 제공하는 것이다. 이에 따른 본 발명의 효과는, 불연속섬유의 단부가 노출되는 종래 기술에서 바람직한 것으로 알려졌던 것보다 부가체적이 약 절반의 불연속섬유가 사용된다는 것이다.

본 발명의 다른 장점 또는 목적은 이하의 바람직한 실시예의 설명과 도면을 검토하면 명확해질 것이다. 본 발명이 일반적인 동력전달밸트에도 적절한 것이지만, 예시의 목적으로 다중 리브형 벨트에 대하여 상세히 도시하였다.

[바람직한 실시예의 설명]

도면에 있어서, 다중 리브형구조의 본 발명의 동력전달벨트(10)는 다중 홈붙이 풀리(12), (14)주위를 주행하고, 배면 아이들러(16)에 의해 긴장된다. 종래의 기술을 사용해서 제조되는 벨트는, 그 벨트의 상면부(22)를 형성하는 제1층(20)과 복수의 주위리브(26)가 형성되는 제2층(24)사이에 협지된 하중지지면 또는 인장부재(18)를 가진다. 면코드, 레이온, 나일론, 폴리에스터, 아라미드, 강철 또는 하중지지를 위하여 형성된 불연속섬유와 같은 어떠한 소망의 재료를 인장부재로서 사용해도 좋다. 어떠한 적절한 탄성체 재료를 제1 및 제2층을 구성하는데 사용해도 좋다. 예를 들면, 합성고무, 천연고무, 그 혼합물 또는 폴리우레탄 등의 성형 가능한 탄성체 재료를 탄성체로 사용해도 좋다. 하나 이상의 직물층(28), (30)이 제1층의 상부에 매립되어 구동시스템의 배면 아이들러 또는 폴리에 맞닿는 내마모면을 형성한다.

불연속섬유(32)는 대향 마찰구동면(36), (38)을 가지는 본체(34)를 형성하는 제2층의 부분의 주요부에 분산된다. 섬유는 약 0.04인치(1㎜)에서 약 0.47인치(12㎜)까지의 범위의 길이를 가지는 것이 바람직하지만, 약 0.16인치(4㎜)에서 약 0.28인치(7㎜)까지의 길이를 가지는 것이 보다 바람직하며, 그중 약 0.16인치(4㎜)에서 0.24인치(6㎜)까지가 가장 바람직하다.

대향면 측을 형성하는 연삭공정(본 발명의 방법과 관련해서 이후 설명함)중에, 섬유가 탄성체와 섬유의 경계면에서 절단되는 것을 방지할만큼 충분한 그레이그 인장탄성계수(greige tensile modulus)를 가지는 것이 중요하다. 그 섬유는 벨트사용중 실질적으로 마모되지 않도록 양호한 내마모성을 가져야 한다. 적절한 인장탄성계수와 내마모성을 가지는 섬유를 예를들면, 듀퐁사제품의 상표명 케블라(KEVLAR), 일본국 테이진사제품의 상표명 테크노라(TECHNORA) 및 네덜란드 엔카사제품의 상표명 트와론(Twaron)으로 팔리고 있는 아라미드섬유가 있다(모두 최소한 약 9×10⁶psi(6333kg/㎟)의 그레이그 인장탄성계수를 가진다).

탄성체 본체부에는 약 0.5에서 약 20체적% 까지의 섬유가 부가되는 것이 바람직하다. 특히, 섬유의 부가는 본체부(즉, 대향 구동면을 가진 본체의 부분)의 약 3체적%인 것이 바람직하다. 대향 마찰구동면(36), (38)은 그들면에 있는 탄성체 본체로부터 돌출하는 섬유부분을 남겨두는 방식으로 형성된다. 섬유의 대부분은 탄성체 본체로부터 약 0.004인치(0.1㎜)에서 약 0.012인치(0.33㎜)까지 돌출한다. 반대로, 면섬유를 사용하는 새로운 종래 기술의 벨트는 약 0.0026인치(0.65㎜)에서 약 0.005인치(0.13㎜)까지 돌출하는 부분을 가진다. 따라서, 본 발명의 벨트는 공지된 종래 기술의 벨트보다 적어도 2배 돌출하는 섬유를 가진다.

돌출하는 섬유부분(40)은 마찰구동면의 일부를 형성하는 측면부(42)를 노출하는 식으로 본체를 따라 굽혀진다. 제4도에 도시된 바와 같이, 대부분의 섬유부분은 대체로 동일한 방향으로 굴곡되어 벨트구동면에 대하여 대체로 종방향(44)으로 향한다. 약 1.7내지 6체적%의 부가로서, 섬유의 측면부가 구동면의 면적의 약 15에서 약 52%까지를 덮는 것으로 평가된다.

전술한 바와같이, 분산된 섬유를 함유한 탄성체 본체에는 연삭에 의해 마찰구동면이 형성된다. 불연속섬유가 분산된 탄성체 층을 연삭하여 대향 구동면을 형성하는 것이이미 알려져 있다. 이러한 연삭공정의 예가 미합중국 특허 제3,839,116호에 기재되어 있지만, 공지된 공정에 의하면, 탄성체 본체내에서 섬유가 종결되거나 절단되므로 실질적으로 섬유의 단부만이 노출되었다.

상기한 바와같이, 연삭공정중에 탄성체와 섬유간의 경계면에서 섬유가 절단되는 것을 억제하기 위하여 충분히 높은 그레이그 인장탄성계수의 섬유를 함유하는 것이 중요하다. 본 발명에 따라, 아라미드 섬유와 같은 불연속섬유가 종래와 마찬가지로 탄성체 층내에 분산되어, 벨트의 횡방향으로 향한다.

본체는 수용성오일 또는 물과 같은 습윤액체의 존재하에 연삭된다. 습윤액체는 섬유를 윤활시키는 작용을 하여 섬유가 탄성체와 섬유 경계면에서 절단되는 것을 억제한다. 연삭공정은 또한 섬유를 굴곡시키고 측면부분을 노출함에 의해 섬유가 구동면을 따라 대체로 종방향으로 향하도록 하는 작용을 한다.

연삭공정은, 제5도에 예시한 바와같은 V 벨트(46)의 대향 마찰구동면(44), 또는 제6도에 예시한 바와같이 결합 V 벨트(50)의 대향 마찰구동면(48)을 형성하는데 사용될 수 있다.

사용에 있어서, 본 발명의 다중 리브형 벨트는 디젤엔진 전단부의 S형으로 진행하는 구동부에 이용된다. 엔진의 운전중, 이러한 장치에서는 약 25㎐의 낮은 각 진동수가 약 3000rad/sec²정도 높은 각 가속도와 함께 나타난다. 본 발명 벨트는 약 1%만의 중량손실이 측정될 뿐으로, 눈에 보이지 않을 정도의 박리현상으로서 50시간 동안 작동되고, 또한, 돌출섬유는 실질적으로 손상되지 않고 유지됐다. 종래와 비교하면, 50시간 동안 동일한 엔진으로 작동된 불연속면섬유(잘게 부서진것)을 구비한 종래의 벨트는 약 9.7%의 벨트 중량손실이 측정됨과 아울러 현저한 박리현상이 있었다. 돌출하는 면섬유 부분은 탄성체 본체부까지 마모됐다.

다중 리브형 벨트와 부합된 특유의 문제점은, 부스러기들이 축적 유지되는 인접한 리브사이의 "박리 빌드 업(pilling build up)" 현상이다. 이 때문에 "중량손실"은 항상 전체적으로 정확히 측정될 수 없다. 그럼에도 불구하고, 종래 기술의 벨트가 실질적인 중량손실이 수반되는 "박리 빌드업" 현상을 나타내는 반면에, 본 발명 벨트는 실질적으로 "박리 빌드업" 현상을 나타내지 않는다.

본 발명 벨트의 향상된 성능은 마찰구동면의 일부를 형성하는 섬유의 노출된 측면 부분에 기인한다. 약 5.2체적%의 섬유을 부가함으로써, 섬유의 측면부분이 마찰구동면 면적의 약 45%를 덮는데, 이는 동일한 양의 면섬유가 부가된 종래의 벨트보다 약 3배 더 큰 것이다.

상술한 설명은 예시를 위한 것으로서, 첨부된 청구범위에서 정하고자 하는 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

Claims

대향 마찰구동면을 구비하고, 불연속섬유들이 내부에 분산됨과 동시에 탄성본체부에 횡방향으로 향한 로우에지형의 동력전달벨트에 있어서, 상기 구동면이 상기 본체부로부터 돌출하는 섬유부분들을 구비하며, 그 섬유부분들은 측면 부분들을 노출하여 마찰구동면의 일부를 형성하도록 굴곡되어 있으며, 그 측면부분들의 굴곡방향이 상기 구동면의 길이방향으로 향하는 것을 특징으로 하는 동력전달밸트.
제1항에 있어서, 섬유가 탄성체 본체의 약 1에서 6체적%인 것을 특징으로 하는 동력전달벨트.
제1항에 있어서, 본체에서 돌출하는 섬유부분들의 과반수 이상이 약 0.004인치(0.1㎜)에서 약 0.012인치(0.3㎜)까지의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 동력전달벨트.
탄성체 본체부의 횡방향으로 향한 불연속섬유들이 본체부의 내부에 분산된 대향 마찰구동면을 구비하는 로우에지형의 동력전달벨트에 있어서, 탄성체 본체부 전체의 체적에 대해 약 1에서 6체적%를 점하고, 구동면에서 본체로부터 돌출하는 섬유부분들을 갖는 아라미드섬유를 구비하며, 돌출하는 섬유부분들의 과반수 이상이 약 0.004인치(0.1㎜)에서 약 0.12인치(0.3㎜)까지의 길이를 가지며, 또한 섬유의 측면부분들을 노출하여 마찰구동면의 일부를 형성하도록 상기 섬유부분들이 굴곡되어 있으며, 아울러 과반수 이상의 섬유가 동일한 방향으로 굴곡되어 있는 것을 특징으로 하는 동력전달벨트.
탄성체층을 연삭하여 대향 마찰구동면을 형성함에 의해, 벨트의 횡방향으로 향한 불연속섬유들이 분산된 탄성체층과 매립된 부하지지부를 구비한 탄성체 동력전달벨트를 제조하는 방법에 있어서, 연삭중에 섬유가 절단되는 것을 억제하기에 충분한 그레이그 인장탄성계수를 가지는 불연속섬유를 약 1에서 6체적%까지 탄성체층내에 분산시키는 단계와, 탄성체를 연삭함과 동시에, 그 대향 마찰구동면에서 섬유의 일부분이 돌출된 상태로 대향 마찰구동면을 형성하는 단계와, 상기 돌출하는 섬유부분들을 굴곡하여 그 측면부분을 노출시킴으로써 그 섬유의 부분으로 마찰구동면의 일부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달벨트의 제조방법.
제5항에 있어서, 탄성체층내에 불연속 아라미드섬유를 분산시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달벨트의 제조방법.