PL180883B1 - Pas napędowy zębaty, sposób i urządzenie do wytwarzania pasa napędowego zębatego - Google Patents

Abstract

1. Pas napedowy zebaty, posiadajacy elastomerowa górna war- stwe, pod która do wewnatrz w kierunku promieniowym pasa jest usytuowana warstwa elementu rozciagliwego, a pod nia sa usytuo- wane zeby z materialu elastomerowego, znamienny tym, ze zawiera warstwe barierowa (94) usytuowana pod górna warstwa (98), do wewnatrz w kierunku promieniowym pasa, a na zebach z materialu elastomerowego jest umieszczona tkanina wyscielajaca (84). 2. Sposób wytwarzania pasa napedowego zebatego, w którym na trzpien podporowy zespolu formy naklada sie elastomerowa górna warstwe, na nia warstwe tworzaca zeby materialu elasto- merowego, a na te warstwe element rozciagliwy, po czym pod- grzew a sie pólfabrykat pasa do tem peratury zm iekczenia ma- terialu elastomerowego warstwy tworzacej zeby i umieszcza sie pólprodukt pasa w zespole formy majacej zaglebienia formujace zeby, po czym utwardza sie pólfabrykat pasa ksztaltujac zeby uko- snie do kierunku wzdluznego w zespole formy, znam ienny tym, ze warstwy pólfabrykatu pasa (38, 80) umieszcza sie w zespole formy (26) przy jej powierzchni wewnetrznej (18) i odgrzewa sie pólfabrykat pasa (38,80) do temperatury zmiekczenia materialu elastomerowego warstwy tworzacej zeby (92), a nastepnie doci- ska sie pólfabrykat pasa (38, 80) w kierunku promieniowym ze- spolu formy (26) na zewnatrz za pomoca zespolu dociskajacego. 17. Urzadzenie do wytwarzania pasa napedowego zebatego, za- wierajace zespól formy posiadajacej odpowiednie zaglebienia do formowania zebów, a w zespole formy umieszczony trzpien podpo- rowy warstw pólfabrykatu pasa, polaczony z zespolem grzewczym oraz zespolem wulkanizujacym pólfabrykatu pasa, znamienne tym, ze zawiera zespól ustalajacy polozenie trzpienia podporowego (60) wzgledem powierzchni wewnetrznej (18) zespolu formy (26) oraz zespól dociskajacy pólfabrykat pasa (38,80) w kierunku promienio- wym na zewnatrz, przy czym zespól dociskajacy jest zamontowany na trzpieniu podporowym (60). F IG -5 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest pas napędowy zębaty, sposób i urządzenie do wytwarzania pasa napędowego zębatego. Wynalazek odnosi się w szczególności do sposobu wytwarzania pasów napędowych synchronicznych i pasów rozrządu, a zwłaszcza sposobu i urządzenia do wytwarzania pasa napędu synchronicznego posiadającego zęby, które są w kierunku osiowym zblokowane z powierzchnią wzornika.

Opis patentowy US nr 5,209,705 ujawnia pas napędowy synchroniczny ze skośnymi i wyrównanymi zębami. Pas napędowy zawiera elastomerowągómą warstwę, pod którą do wewnątrz w kierunku promieniowym pasa jest usytuowana warstwa elementu rozciągliwego, a pod nią są usytuowane zęby z materiału elastomerowego.

Opis patentowy US nr 3,078,206 ujawnia sposób kształtowania zębów pasa napędowego i wzmocnionych pasów napędu wymuszonego.

Opis patentowy US nr 2,600,775 ujawnia sposób i urządzenie do wytwarzania i wulkanizacji pasów pędnych.

Japoński opis patentowy nr 59-133,034 także dotyczy sposobu wytwarzania pasa napędowego do napędu synchronicznego.

180 883

Znane pasy napędowe napędów synchronicznych są ogólnie wykonywane ze sprężystego elastomeru i są wzmacniane wzdłużnym elementem rozciągliwym, który jest umieszczony wzdłuż linii podziałki pasa i jest wykonany z wielu kordów o wysokim module sprężystości. Kordy mogąbyć wykonane z włókna szklanego, włókna węglowego, stali, poliestru, sztucznego jedwabiu o wysokiej trwałości, albo korzystnie z poliamidu. Powierzchnia zębowa może być wzmocniona tkaniną odporną na ścieranie, której jednym przykładem jest nylon. Elastomery mogąbyć dowolnymi znanymi odpowiednimi do stosowania w takich pasach, na przykład mogą obejmować polichloropren, poliuretan, NBR, IIR, IR, SBR, CSM, EPDM, inne materiały termoutwardzalne, elastomery termoplastyczne i inne stopy polimerowe.

Znane jest wytwarzanie pasów do napędów niesynchronicznych, dokładnych albo pasów rozrządu „odwróconych na lewą stronę” na cylindrycznym trzpieniu podporowym. Materiały używane do wytwarzania pasa owija się dookoła trzpienia podporowego, a trzpień podporowy umieszcza się wewnątrz cylindrycznej przepony w wulkanizatorze. Przepona jest napełniana gazem i dociskana w kierunku promieniowym do wewnątrz do pasa, podczas procesu wulkanizacji. Wulkanizowany pas następnie obrabia się na jego powierzchni zewnętrznej, w celu ukształtowania boków albo żeber i oddzielenia indywidualnych pasów od siebie, zanim zostaną one odwrócone „na prawą stronę”.

Pasy wulkanizowane pierścieniowo są wykonywane w kilku procesach. W jednym procesie, poszczególne niewulkanizowane pasy umieszcza się w zagłębieniach form, ukształtowanych przez ułożone w stos, dopasowane pierścienie. Zagłębienia są otwarte na ich średnicy wewnętrznej. Podczas procesu wulkanizacji, formę umieszcza się dookoła części zewnętrznej przepony i ustalacza, a zespół umieszcza się w wulkanizatorze. Przepona pęcznieje i naciska w kierunku promieniowym na zewnątrz na otwór zagłębienia formy, dociskać półfabrykat pasa do formy.

Pasy znane jako pasy Poly-V dla urządzeń są kształtowane odwrócone na lewą stronę na trzpieniu składanym. Na przykład w brytyjskim zgłoszeniu patentowym nr 875,283 ujawniony jest sposób formowania pasów napędu przymusowego. W sposobie wykorzystuje się formę zewnętrzną. Górna pokrywa z tworzywa sztucznego jest pierwszą warstwą nakładanąna rozszerzony bęben. Następnie umieszcza się warstwę materiału na zęby, a na niej przenoszące obciążenia uzwojenia taśmowe. Następnie może być nałożona warstwa tkaniny. Bęben składa się i usuwa się niewulkanizowanąosnowę pasa, a następnie umieszcza się w formie. Podczas procesu formowania, warstwa materiału na zęby pasa jest wytłaczana przez taśmę przenoszącą obciążenie do zagłębienia formy.

W takim procesie pasy usuwa się z trzpienia i umieszcza się (zwykle ręcznie, ponieważ etap ten jest trudny do zautomatyzowania) wewnątrz cylindrycznej formy, która posiada obwodowe rowki na powierzchni wewnętrznej. Następnie wewnątrz niewulkanizowanego pasa albo płyty umieszcza się przeponę wewnętrzną i ustalacz. Podczas wulkanizacji przepona dociska półfabrykat pasa na zewnątrz do rowków. Po wulkanizacji przeponę usuwa się, a półfabrykat pasa wygina się do wewnątrz, w celu odłączenia ukształtowanych żeber od rowków w formie. Następnie półfabrykat pasa usuwa się w kierunku osiowym.

Gąsienice pojazdów śniegowych są wykonywane podobnym sposobem, przy zastosowaniu przepony wewnętrznej albo segmentowej, oraz rozszerzającej się formy wewnętrznej. Jednak sposób wytwarzania pasów Poly-V albo gąsienic pojazdów śniegowych nie jest odpowiedni do wytwarzania pasów rozrządu i innych pasów synchronicznych, z powodu wysokiej precyzji wymaganej w takich pasach, która nie jest wymagana dla gąsienic pojazdów śniegowych albo pasów Poly-V.

W procesie ujawnionym w opisie patentowym US nr 2,600,775, umieszcza się wiele niewulkanizowanych półfabrykatów pasa na ściance zewnętrznej worka umieszczonego na stanowisku załadunkowym. Następnie worek wkłada się pomiędzy połówki formy i centruje na czopie. Następnie połówki formy zamyka się i worek napełnia w celu dociśnięcia pasów na zewnątrz do zagłębień formy.

180 883

Trzpienie składane i manualne wyrównywanie półfabrykatu pasa w formie przewiniętej nie dostarczały dotąd produktu precyzyjnego, takiego jaki jest wymagany dla zastosowań pasów napędów synchronicznych. Natomiast wymagana precyzja i dokładność są zwykle osiągane za pomocą formy wewnętrznej posiadającej zęby na jej zewnętrznej powierzchni cylindrycznej, która jest dokładnie wytwarzana z jednego kawałka metalu. Forma jest umieszczana w urządzeniu podporowym, a materiały są owijane dookoła formy. Po nawarstwieniu pasa niewulkanizowanego, formę umieszcza się wewnątrz przepony wulkanizującej, która podczas wulkanizacji naciska na płytkę w kierunku promieniowym do wewnątrz.

Ten skierowany do wewnątrz nacisk może być osiągnięty poprzez prasowanie tłoczne albo prasowanie przetłoczne. Ogólnie pożądane jest umieszczenie kordu pasa rozrządu tak blisko wierzchu luk międzyzębnych pasa jak to jest możliwe, oraz podtrzymywanie go za pomocą wierzchołków formowanych zębów podczas formowania i wulkanizacji.

W procesie prasowania tłocznego, materiały, które sąowij ane dookoła trzpienia przed owinięciem kordu dookoła trzpienia, mogą posiadać wstępnie ukształtowane zęby, które łączą się z lukami między zębnymi trzpienia. Materiały te w większości wypełniają zagłębienie pomiędzy kordem i luką między zębami formy. Dodatkowy materiał umieszcza się za kordem. Kiedy przepona napiera podczas formowania w kierunku promieniowym do wewnątrz, materiał znajdujący się początkowo powyżej kordu pozostaje powyżej kordu, a materiał znajdujący się początkowo poniżej kordu pozostaje poniżej kordu. Jest to proces formowania tłocznego.

W procesie prasowania przetłocznego wykorzystuje się materiały, które nie łączą się ani nie wypełniająluk międzyzębnych formy. Kiedy materiał taki jest owijany dookoła formy, jest on nakładany po cięciwie od grzbietu zęba do grzbietu zęba formy, pozostawiając zagłębienie w każdej przestrzeni międzyzębnej formy. W tym sposobie, tylko ten materiał, który ma się znajdować pomiędzy kordem i wierzchołkiem przestrzeni międzyzębnej pasa, jest owijany dookoła formy przed kordem. Pozostały materiał, włącznie z tym, który ma wypełniać zęby pasa, owija się dookoła formy po kordzie. Podczas prasowania przepona wciska materiał do wewnątrz pomiędzy kordy, w celu wypełnienia przestrzeni międzyzębnych formy. Jest to proces prasowania przetłocznego w kierunku promieniowym do wewnątrz. Względne położenie materiału zębowego względem kordu zmienia się podczas formowania. Pas formowany w ten sposób jest zablokowany w formie i może być usunięty tylko w kierunku osiowym, ponieważ kord zapobiega rozszerzaniu promieniowemu.

Po wulkanizacji pierścień formy kształtujący koniec jest usuwany i płyta jest usuwana w kierunku osiowym z formy. Pomimo iż proces ten posiada pewne korzystne cechy, wymaga on zastosowania dużych sił do usunięcia płyty z formy. Zastosowanie takich dużych sił może uszkodzić zarówno płytę jak i trzpień. Ponadto, proces ten funkcjonuje tylko dla płyty, która nie blokuje się z formą. To ogranicza proces do wytwarzania płyt o zębach tylko osiowych, albo bardzo prostych zębach śrubowych.

W sposobach i urządzeniu według znanych rozwiązań, kiedy półfabrykat pasa (oraz kord zawarty w pasie) jest zwalniany z trzpienia podporowego, na którym jest kształtowany, jego ustawienie zmienia się i nie można określić położenia osi pasa z powodu jego podatności i lepkości.

Pas napędowy zębaty, według wynalazku, posiadający elastomerową górną warstwę, pod którą do wewnątrz w kierunku promieniowym pasa jest usytuowana warstwa elementu rozciągliwego i pod nią są usytuowane zęby z materiału elastomerowego, charakteryzuje się tym, że zawiera warstwę barierowąusytuowanąpod górną warstwą do wewnątrz w kierunku promieniowym pasa, a na zębach z materiału elastomerowego jest umieszczona tkanina wyściełająca.

Sposób wytwarzania pasa napędowego zębatego według wynalazku, polega na tym, że na trzpień podporowy zespołu formy nakłada się elastomerową górną warstwę, na niej warstwę tworzącą zęby materiału elastomerowego, a na tej warstwie element rozciągliwy. Następnie podgrzewa się półfabrykat pasa do temperatury zmiękczenia materiału elastomerowego warstwy tworzącej zęby i umieszcza się półfabrykat pasa w zespole formy mającej zagłębienia formujące zęby, po czym utwardza się półfabrykat pasa kształtując zęby ukośne do kierunku wzdłużnego w zespole formy.

180 883

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że warstwy półfabrykatu pasa umieszcza się w zespole formy przy jej powierzchni wewnętrznej i podgrzewa się półfabrykat pasa do temperatury zmiękczenia materiału elastomerowego warstwy tworzącej zęby, a następnie dociska się półfabrykat pasa w kierunku promieniowym zespołu formy na zewnątrz za pomocą zespołu dociskającego.

Usuwa się wulkanizowany pas z zespołu formy poprzez wygięcie fragmentu pasa w kierunku promieniowym, do wewnątrz, w kierunku osi zespołu formy.

Jako zespół dociskający stosuje się napełnianą przeponę, którą napełnia się przy dociskaniu półfabrykatu pasa.

Ustawia się położenie warstw półfabrykatu pasa za pomocą zespołu ustalającego. Ustawia się położenia osi półfabrykatu pasa i zespołu formy równolegle do siebie umieszczając narożnik ukształtowany w zespole formy w zagłębieniu ukształtowanym przez parę przecinających się powierzchni członu podporowego.

W półfabrykacie pasa, pomiędzy górną warstwą i warstwą tworzącą zęby, umieszcza się warstwę barierową.

Umieszcza się warstwę wyściełającą w półfabrykacie pasa na zewnątrz w kierunku promieniowym od rozciągliwego elementu kordowego.

Kształtuje się wiele otworów w warstwie barierowej, a podczas dociskania półfabrykatu pasa doprowadza się do przepływu zmiękczonego materiału elastomerowego warstwy tworzącej zęby przez przestrzenie w warstwie elementu rozciągliwego do zagłębień zespołu formy, przy czym warstwę elementu rozciągliwego przemieszcza się do położenia w sąsiedztwie powierzchni wewnętrznej zespołu formy za pomocą warstwy barierowej i przeciska się część elastomerowej górnej warstwy przez otwory warstwy barierowej, przy czym pożądany przepływ górnej warstwy elastomerowej reguluje się dobierając rozmiar otworów warstwy barierowej.

Na górną warstwę dobiera się materiał elastomerowy o lepkości, która różni się od lepkości materiału elastomerowego warstwy tworzącej zęby, przy czym dobiera się lepkość elastomeru górnej warstwy i materiału elastomerowego warstwy tworzącej zęby pod względem przyłożenia pożądanego nacisku przez zespół dociskający.

Stosuje się zespół dociskający, którego zewnętrzna powierzchnia jest nierówna, a korzystnie pofałdowana lub stosuje się zespół dociskający, na którego zewnętrznej powierzchni są ukształtowane żebra.

Kształtuje się wgłębienia na zewnętrznej powierzchni półfabrykatu pasa.

Za pomocą zewnętrznej powierzchni zespołu dociskającego kształtuje się w wykończonym pasie jego zewnętrzną powierzchnię z fałdami o głębokości wynoszącej pomiędzy 85% i 115% grubości warstwy tworzącej zęby usytuowanej powyżej warstwy elementu rozciągliwego w gotowym pasie napędowym.

Za pomocą zewnętrznej powierzchni zespołu dociskającego kształtuje się w wykończonym pasie jego zewnętrznąpowierzchnię z fałdami o głębokości wynoszącej pomiędzy 0,01 mm i 2,286 mm.

Urządzenie do wytwarzania pasa napędowego zębatego, według wynalazku zawiera zespół formy posiadającej odpowiednie zagłębienia do formowania zębów, a w zespole formy umieszczony trzpień podporowy warstw półfabrykatu pasa, połączony z zespołem grzewczym oraz zespołem wulkanizującym półfabrykatu pasa.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera zespół ustalający położenie trzpienia podporowego względem powierzchni wewnętrznej zespołu formy oraz zespół dociskający półfabrykat pasa w kierunku promieniowym na zewnątrz, przy czym zespół dociskający jest zamontowany na trzpieniu podporowym.

Zespół ustalający zawiera parę przecinających się powierzchni ukształtowanych w trzpieniu podporowym i tworzących zagłębienie oraz narożnik zespołu formy, który jest umieszczony w zagłębieniu.

Zespół dociskający zawiera selektywnie napełnianą przeponę. Przepona jest połączona z zespołem nawijającym element rozciągliwy.

180 883

Wynalazek będzie lepiej zrozumiany w kontekście poniższych definicji, które są stosowane zarówno w opisie jak i w dołączonych zastrzeżeniach.

„Osiowy” i „w kierunku osiowym” są tutaj używane w celu określenia linii albo kierunków, które są równoległe do osi obrotu pasa napędowego, formy albo trzpienia podporowego.

„Poprzeczny” oznacza kierunek poprzeczny do osiowego.

„Promieniowy” i „promieniowo” są używane do oznaczania kierunków promieniowych w kierunku do albo od osi obrotu cylindra, takiego jak trzpień podporowy albo bęben podporowy.

Terminy „prasowanie przetłoczne”, „prasowanie tłoczne” i „formowanie wtryskowe” są znane i są omawiane w różnych znanych skryptach i podręcznikach, takich jak „The Vanderbilt Rubber Handbook” opublikowany przez RT Vanderbilt Company, Inc. W tym źródle omawiane są wyroby formowane i wytłaczane wytwarzane z gumy i tworzywa sztucznego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok w kierunku osi pierścienia zespołu formy urządzenia według wynalazku, z wewnętrznymi zębami śrubowymi; fig. 2 - przekrój pierścienia zespołu formy z fig. 1 przechodzący przez oś pierścienia; fig. 3 - powiększony widok fragmentu pierścienia przedstawionego na fig. 2; fig. 4 - powiększony widok zębów pierścienia zespołu formy pokazanych wewnątrz okręgu 4-4 z fig. 1; fig. 5 - przekrój czołowy złożonego zespołu formy wykorzystującego stos pierścieni z wewnętrznymi zębami śrubowymi, z ukazaniem współpracującej części wewnętrznej, która działa zarówno jako zespół ustalający przepony jak i podatny trzpień podporowy; fig. 6 - powiększony widok fragmentu z fig. 5; fig. 7 - przekrój zespołu formy ilustrujący początkowe i końcowe położenia warstw półfabrykatu pasa zębatego i elementów zespołu formy według wynalazku; fig. 8A i fig. 8B przedstawiająpowiększone widoki fragmentów z fig. 7; fig. 9 - przedstawia przekrój zespołu formy ilustrujący początkowe i końcowe położenia warstw półfabrykatu pasa zębatego i elementów zespołu formy w innym przykładzie wykonania wynalazku; fig. 10A i fig. 10B przedstawiająpowiększone fragmenty z fig. 9.

Na fig. 1 i 2 przedstawiono pierścień 12 zespołu formy urządzenia do wytwarzania pasa napędowego zębatego według wynalazku. Jak widać na figurach, pierścień 12 posiada wiele zagłębień 14 na jego powierzchni wewnętrznej 18, pokazanych w powiększeniu na fig. 4.

Jak przedstawiono na fig. 3 przekrój pierścienia 12 formy ma kształt czworokątny i jest pusty w środku.

Na fig. 5 przedstawiono zespół formy 26 urządzenia do wytwarzania pasa napędowego zębatego, zawierający zestaw pierścieni 12. Zespół formy 26 zawiera gómąpłytę końcową 30, dolna płytę końcową 32 i puszkę 36. Elementem dociskającym niewulkanizowany półfabrykat pasa 3 8 do pierścieni 12 zespołu formy 26 jest napełniana przepona 40. Przepona 40 jest wybiórczo napełniana płynem, takim jak powietrze, para, albo gorąca woda, z przewodów 46,48. Pierścienie 12 zespołu formy 26 korzystnie są podgrzewane. W korzystnym przykładzie wykonania pierścień 12 ma komorę 58, która jest selektywnie napełniana i podgrzewana albo chłodzona za pomocą płynów dostarczanych kanałami 52, 54.

Jak pokazano na fig. 5, zespół formy 26 zawiera trzpień podporowy 60, na którym jest kształtowany niewulkanizowany półfabrykat pasa 38. Na trzpieniu podporowym 60 jest zamontowana przepona 40. Według wynalazku, zespół formy 26 zawiera zespół ustalający dla zapewnienia niezbędnej dokładności ustawiania odpowiedniego położenia trzpienia podporowego 60 względem pierścieni 12. Zespół ustalający jest pokazany na fig. 5 i 6.

Zespół ustalający stanowi narożnik 66 górnej płyty końcowej 30, który ma zaokrąglony kształt dopasowany do zagłębienia 70 wpuszczę 36. Dokładniej, zaokrąglony narożnik 66 górnej płyty końcowej 30 jest dopasowany do zagłębienia 70 wpuszcie 36. Zagłębienie 70 jest utworzone przez dwie przecinające się, korzystnie prostopadle, powierzchnie poziomą 76 i pionową78. Poprzez ustawienie narożnika 66 w zagłębieniu 70, górna płyta końcowa 30 jest ustawiana w kierunku osiowym i promieniowym względem puszki 3 6 i całego zespołu formy 26, a pierścienie 12 zespołu formy 26 sądokładnie umieszczone i ustawione względem trzpienia podporowego 60.

Ustawienie półfabrykatu pasa 38 w zespole formy 26 w kierunkach osiowym i promieniowym jest dokonywane za pomocą przyrządów nastawczych.

180 883

Mechaniczny zespół ustalający opisany powyżej zapewnia koncentryczność i równoległość ustawienia osi sztywnych części trzpienia podporowego 60 i pierścieni 12 zespołu formy 26.

W sposobie i urządzeniu według wynalazku półfabrykat pasa 38 nie jest zwalniany z trzpienia podporowego 60. Dlatego określenie i kontrola osi półfabrykatu pasa 38 i kordu nie są tracone. Półfabrykat pasa 38 i trzpień podporowy 60 są ustawiane w zespole formy 26 poprzez sztywne powierzchnie ustawiające trzpienia podporowego 60.

Według wynalazku, pas napędowy zębaty wytwarza się poprzez prasowanie przetłoczne.

Na fig. 7 przedstawiono pierścień 12 zespołu formy 26 z fragmentami ilustrującymi dwa etapy sposobu wytwarzania pasa napędowego zębatego. Fig. 8 A przedstawia usytuowanie części zespołu formy i ukształtowanie warstw składowych półfabrykatu pasa 80 przed procesem prasowania przetłocznego, podczas gdy fig. 8B przedstawia usytuowanie części zespołu formy i ukształtowanie warstw pasa napędowego zębatego po zakończeniu procesu prasowania przetłocznego. Jak pokazano na fig. 8 A i 8B, pierścień 12 zawiera zagłębienia 14. Niewulkanizowany półfabrykat pasa 80 zawiera kilka części składowych, które obejmują, usytuowane kolejno od strony powierzchni wewnętrznej 18 pierścieni 12, warstwę wyściełającą 8, na przykład tkaninę, element rozciągliwy 88, na przykład kord, warstwę tworzącązęby 92 z materiału elastomerowego, warstwę barierową 94 oraz zawierającą elastomer górną warstwę 98 pasa napędowego zębatego. Jak opisano wcześniej, zespół formy używany w procesie wulkanizacji zawiera przeponę 40 i trzpień podporowy 60. Pomiędzy trzpieniem podporowym 60 i przeponą40 znajduje się płyn sprężający 102. Warstwa barierowa 94 korzystnie jest wykonana z kordu oponowego, tkaniny albo dzianiny, błon z tworzyw sztucznych albo elastomerów, struktur spajanych odśrodkowo z losowymi albo zorientowanymi włóknami, albo nawet z siatki drucianej. Wybrany materiał dobiera się odpowiednio do funkcji wykończonego pasa napędowego zębatego pod względem pożądanych funkcji barierowych podczas prasowania przetłocznego i wulkanizacji. Warstwa barierowa 94 korzystnie jest także stosowana jako część funkcjonalna gotowego pasa napędowego.

Korzystnie, gdy pas napędowy zębaty wymaga wzmocnienia poprzecznego w postaci warstwy tkaniny albo kordu oponowego do przenoszenia parcia osiowego wytwarzanego przez zęby kątowe, warstwa barierowa 94 jest umieszczona powyżej elementów rozciągliwych 88, poniżej elementów rozciągliwych 88 albo w obu tych miejscach. Umieszczenie warstwy barierowej 94 powyżej elementów rozciągliwych 88 jest preferowane, wcelu utrzymywania niskiej pochodnej linii podziałki, ale jest wymagane, aby wystarczająco ciasno przylegała ona do rozciągliwego elementu 88. Jeśli całkowita objętość materiałów warstwy wyściełającej 84 i warstwy tworzącej zęby 92jest mniejsza niż 100% całkowitej objętości zagłębień 14pierścieni 12zespołu formy 26 i objętości pomiędzy elementami rozciągliwymi 88, warstwa barierowa 94, podczas prasowania przetłocznego i wulkanizacji, jest sytuowana bliżej elementów rozciągliwych 88 i faktycznie w styku z nimi. Jeśli warstwa barierowa 94 nie zapewnia oporu dla przepływu, całkowita objętość jest uzupełniona górną warstwą 98 z elastomeru przepływającego przez warstwę barierową 94 pod w przybliżeniu tym samym ciśnieniem co wynikające z przepływu materiału elastomerowego warstwy tworzącej zęby 92 pomiędzy elementami rozciągliwymi 88.

Zmniejszenie rozmiaru otworów w warstwie barierowej 94 albo zwiększenie lepkości materiału elastomerowego warstwy tworzącej zęby 92 albo elastomeru górnej warstwy 98 powoduje to, że poprzez warstwę barierową 94 zwiększa się ciśnienie przykładane do elementów rozciągliwych 88, na przykład w postaci kordu, podczas kiedy materiał warstwy tworzącej zęby 92 przepływa przez elementy rozciągliwe 88. To zwiększone ciśnienie jest przekazane do elementu rozciągliwego 88 przez warstwę barierową94, która może docisnąć go na zewnątrz do formy 12 i warstwy wyściełającej 84, w obrębie jego limitów elastyczności. Jeśli objętość materiału warstwy tworzącej zęby 92 jest mniejsza niż 100% objętości zagłębienia 14, warstwa barierowa 94 styka się z kordem. Jeśli rozmiar otworów w warstwie barierowej 94 jest zmniejszony, albo jeśli lepkość elastomeru górnej warstwy 98 jest zwiększona, poprzez warstwę barierową 94 zwiększa się ciśnienie, przy którym odkształca się plastycznie elastomer górnej warstwy 98.

180 883

Figura 8A przedstawia lokalizację składników pasa przed procesem formowania przetłocznego.

Materiał warstwy tworzącej zęby 92 jest prasowany przetłocznie w kierunku promieniowym na zewnątrz.

Ustawienie półfabrykatu pasa 80 przed prasowaniem w kierunku osiowym jest względnie mało istotne w porównaniu z możliwymi tolerancjami innych obszarów pasa. Ustawienie w kierunku promieniowym jest ważniejsze, ale jeszcze nie krytyczne, ponieważ półwyrób pasa 80 i przepona 40 są podatne i dostosowują się do formy, kiedy dociska się przeponę 40 w kierunku promieniowym na zewnątrz.

Najbardziej krytycznym parametrem przy wytwarzaniu pasa napędowego zębatego, jest kąt pomiędzy osią zespołu formy i osiąpółwyrobu pasa 80, określonej przez położenie elementu rozciągliwego 8 8 w półwyrobie pasa. Jeśli oś półwyrobu pasa 80 i oś zespołu formy nie sąrównoległe, elementy rozciągliwe 88 nie są ułożone na jednolitej linii spiralnej od jednej krawędzi wykończonego pasa napędowego do drugiej.

W sposobie według wynalazku ustala się i dokładnie reguluje się oś nieszty wnego cylindra tworzonego przez element rozciągliwy 88 półfabrykatu pasa 80. Element rozciągliwy 88 utrzymuje się w przybliżeniu, ale nie sztywno, w określonym położeniu osiowym za pomocą innych materiałów w niewulkanizowanym półfabrykacie pasa 80. Przy nawijaniu elementu rozciągliwego 88 na trzpień podporowy 60, układa się go w spiralę, która jest koncentryczna i równoległa do osi sztywnego trzpienia podporowego 60.

W związku z tym, że wiele materiałów stosowanych w pasach jest do pewnego zakresu termoplastycznych, a część nawet lepkosprężystych lub zawiera tkaninę albo włókna, co powoduje, że większość materiałów pasowych wykazuje nienewtonowskie charakterystyki przepływu, a więc nie ma odpowiedniego zakresu lepkości dynamicznej albo kinematycznej, według wynalazku utrzymuje się przepływ materiału warstwy tworzącej zęby 92 przez elementy rozciągliwe 88 i materiału górnej warstwy 98 przez warstwę barierową 94. Zapewnia to wywieranie promieniowej siły zewnętrznej na elementy rozciągliwe 88, przy jednoczesnym całkowitym wypełnianiu luk między zagłębieniami 14 zespołu formy pożądanym materiałem.

Odpowiednie lepkości materiału warstwy tworzącej zęby 92 i górnej warstwy 98 mierzy się za pomocą reometrów i na podstawie tych pomiarów określa się wstępnie przydatność tych dwóch materiałów do wytwarzania pasa napędowego. Jednak, parametrami wpływającymi na przepływ materiałów tych warstw przez elementy rozciągliwe 88 jest także geometria elementu rozciągliwego 88 i geometria warstwy barierowej 94. Jako końcowy stosuje się test objętości materiału warstwy tworzącej zęby 92, który przepływa przez pewien wzór rozłożenia elementu rozciągliwego 88 przy danym ciśnieniu, w porównaniu z objętością górnej warstwy 98, która przepływa przez daną warstwę barierową 94 przy tym samym ciśnieniu, temperaturze i w czasie. Tak więc, w sposobie według wynalazku określa się przydatność materiałów na poszczególne warstwy pasa na podstawie użytecznego parametru, którym jest stosunek oporu przepływu materiału warstwy tworzącej zęby 92 przechodzącego pomiędzy elementami rozciągliwymi 88 względem oporu przepływu warstwy górnej 98 przechodzącej przez warstwę barierową 94. Opory te zależą od wymiarów i rozstawienia kanałów pomiędzy elementami rozciągliwymi 88, oraz od wymiarów i rozstawienia otworów (jeśli takie występują) w warstwie barierowej 94, oraz od wytrzymałości warstwy barierowej 94.

Kiedy lepkość górnej warstwy 98 jest o wiele większa od lepkości materiału warstwy tworzącej zęby 92, dysponuje się większą swobodą w wyborze materiału warstwy barierowej 94. Wymagania dotyczące budowy pasa napędowego narzucaj ąto, że otwory w warstwie barierowej 94 muszą być ogólnie w wiele mniejsze niż przestrzenie pomiędzy elementami rozciągliwymi 88. Górna granica lepkości warstwy górnej 98 jest zdeterminowana dokładnością objętościową luk międzyzębnych zespołu formy i materiału warstwy tworzącej zęby 92. Dopuszczalne objętości albo grubości warstwy tworzącej zęby 92, górnej warstwy 98 dobiera się tak, aby płynął albo odkształcał się przynajmniej wystarczająco do całkowitego wypełnienia luki międzyzębnej zespołu formy i warstwy barierowej 94. Grubość warstwy tworzącej zęby 92 korzystnie zmienia się

180 883 od 0,0025 cm do 0,030 cm, w zależności od sposobu wytwarzania tej warstwy. Grubości warstwy barierowej 94 i górnej warstwy 98 są dostosowane do niwelowania tej różnicy.

Dzięki temu według wynalazku wytwarza się pasy napędowe synchroniczne o małych różnicach w długości elementów rozciągliwych 88 przy zastosowaniu jednej formy. Możliwe jest dokładne dostrojenie procesu wytwarzania, kompensacja zmian i materiałów, albo do wytwarzania pasów o specjalnej długości dla krytycznych zastosowań bez specjalnych narzędzi.

Na figurze 8B składniki pasa są pokazane po zakończeniu procesu formowania przetłocznego. Warstwa wyściełająca 84 jest przemieszczona do zagłębienia 14. Elastomer warstwy tworzącej zęby 92 jest wepchnięty do zagłębień 14. Element rozciągliwy 88 pasa, warstwa barierowa 94, oraz górna warstwa 98 posiadają ukształtowania przedstawione na fig. 8B. Przepona 40 posiada gładką powierzchnię zewnętrzną 108 usytuowaną od strony wewnętrznej powierzchni 18 pierścieni 12. Przepona 40 jest przemieszczona promieniowo w kierunku wewnętrznej powierzchni 18 pierścienia 12 zespołu formy. Płyn ciśnieniowy 102 ma nieco powiększoną objętość. Trzpień podporowy 60 nie zmienił lokalizacji. Jak widać z porównania fig. 8A i fig. 8B, elastomer warstwy tworzącej zęby 92 przechodzi podczas procesu formowania przetłocznego przez rozciągliwe elementy 88 pasa.

Po prasowaniu przetłocznym rozszerzany trzpień podporowy 40 usuwa się z zespołu formy, dostarczając przestrzeń do wyginania pasa w kierunku promieniowym do wewnątrz, w celu odłączenia jego od zagłębień 14 zespołu formy, w ten sposób umożliwiając usunięcie pasa w kierunku osiowym z zespołu formy za pomocą minimalnej siły i bez ryzyka uszkodzenia formy albo pasa.

Według fig. 9, przedstawiony jest alternatywny sposób wytwarzania pasa napędowego zębatego do synchronicznego napędu za pomocą prasowania przetłocznego.

Według fig. 10A i 1 OB, przedstawione sąpowiększone fragmenty z fig. 9. Fig. 10A przedstawia usytuowanie poszczególnych warstw półfabrykatu pasa 80 i części zespołu formy przed procesem formowania przetłocznego. Fig. 10B przedstawia usytuowanie poszczególnych warstw półfabrykatu pasa 80 i części zespołu formy po zakończeniu procesu formowania przetłocznego. Układ przedstawiony na fig. 10A i 1 OB jest podobny do układu przedstawionego na fig. 8 A i 8B, i poszczególne elementy mają te same odnośniki. Podstawowa różnica dotyczy przepony 40A. Przepona 40A przedstawiona na fig. 10A i 10B ma pofałdowaną zewnętrzną powierzchnię 108 A.

Głębokość fałd 110 przepony 40 Aj est w przy bliżeniu równa pożądanej grubości elastomerowej warstwy tworzącej zęby 92, która znajduje się powyżej elementu rozciągliwego 88 w wykończonym pasie napędowym zębatym. Łączna objętość materiałów warstwy wyściełającej 84 i warstwy tworzącej zęby 92 umieszczonej pomiędzy elementami rozciągliwymi 88 i przeponą40A musi być równa łącznej objętości zagłębień 14 i luk pomiędzy elementami rozciągliwymi 88 oraz objętości obszarów pomiędzy fałdami 110 pofałdowanej powierzchni zewnętrznej 108A przepony 40A. Warstwa tworząca zęby 92 korzystnie zawiera jeden jednorodny materiał, albo korzystnie jest wykonana z warstw materiału o pożądanych właściwościach, użytecznych w pasie napędowym zębatym. Przepona 40A musi być sztywniejsza niż elastomer materiału warstwy tworzącej zęby 92 tak, aby kształt zębów nie został zniekształcony przez nacisk wywierany podczas wulkanizacji. W przypadku, gdy fałdy 110 nie mają jednolitego przekroju w kierunku osiowym, skok wciągający przepony 40A po wulkanizacji, w kierunku promieniowym do wewnątrz, jest większy niż głębokość fałd 110. W przeciwnym razie będą one zapobiegać usunięciu przepony 40A i trzpienia podporowego 60 z wulkanizowanego pasa napędowego zębatego w kierunku osiowym.

Przepona 40A z pofałdowaną powierzchnią 108 A nadaje większą elastyczność dla pasa napędowego i zapewnia mniejsze zużycie materiału, chociaż wadą jest powstanie pofałdowanej górnej powierzchni pasa, która w pewnych zastosowaniach może być niepożądana.

Wynalazek został opisany w odniesieniu do korzystnych przykładów wykonania. Oczywiście możliwe są modyfikacje i zmiany objęte zakresem dołączonych zastrzeżeń patentowych albo ich odpowiedników.

180 883

10Β

180 883

FIG-9

180 883

180 883

FIG-6

180 883 ο

ea

180 883

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (20)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Pas napędowy zębaty, posiadający elastomerową górną warstwę, pod którą do wewnątrz w kierunku promieniowym pasa jest usytuowana warstwa elementu rozciągliwego, a pod nią są usytuowane zęby z materiału elastomerowego, znamienny tym, że zawiera warstwę barierową (94) usytuowaną pod górną warstwą (98), do wewnątrz w kierunku promieniowym pasa, a na zębach z materiału elastomerowego jest umieszczona tkanina wyściełająca (84).
2. 2. Sposób wytwarzania pasa napędowego zębatego, w którym na trzpień podporowy zespołu formy nakłada się elastomerową górną warstwę, na nią warstwę tworzącązęby materiału elastomerowego, a na tę warstwę element rozciągliwy, po czym podgrzewa się półfabrykat pasa do temperatury zmiękczenia materiału elastomerowego warstwy tworzącej zęby i umieszcza się półfabrykat pasa w zespole formy mającej zagłębienia formujące zęby, po czym utwardza się półfabrykat pasa kształtując zęby ukośnie do kierunku wzdłużnego w zespole formy, znamienny tym, że warstwy półfabrykatu pasa (38, 80) umieszcza się w zespole formy (26) przy jej powierzchni wewnętrznej (18) i podgrzewa się półfabrykat pasa (38,80) do temperatury zmiękczenia materiału elastomerowego warstwy tworzącej zęby (92), a następnie dociska się półfabrykat pasa (38,80) w kierunku promieniowym zespołu formy (26) na zewnątrz za pomocą zespołu dociskającego.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że usuwa się wulkanizowany pas (38,80) z zespołu formy (26) poprzez wygięcie fragmentu pasa w kierunku promieniowym do wewnątrz w kierunku osi zespołu formy (26).
4. 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako zespół dociskający stosuje się napełnianą przeponę (40, 40A), którą napełnia się przy dociskaniu półfabrykatu pasa (38, 80).
5. 5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że ustawia się położenie warstw półfabrykatu pasa (38, 80) za pomocą zespołu ustalającego.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że ustawia się położenia osi półfabrykatu pasa (38,80) i zespołu formy (26) równolegle do siebie umieszczając narożnik (66) ukształtowany w zespole formy (26) w zagłębieniu (70) ukształtowanym przez parę przecinających się powierzchni (76, 78) trzpienia podporowego (60).
7. 7. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w półfabrykacie pasa (38,80), pomiędzy górną warstwą (98) i warstwą tworzącą zęby (92), umieszcza się warstwę barierową (94).
8. 8. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że umieszcza się warstwę wyściełającą(84) w półfabrykacie pasa (38, 80) na zewnątrz w kierunku promieniowym od elementu rozciągliwego (88).
9. 9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że kształtuje się wiele otworów w warstwie barierowej (94), a podczas dociskania półfabrykatu pasa (38, 80) doprowadza się do przepływu zmiękczonego materiału elastomerowego warstwy tworzącej zęby (92) przez przestrzenie w warstwie elementu rozciągliwego (88) do zagłębień (14) zespołu formy (26), przy czym warstwę elementu rozciągliwego (88) przemieszcza się do położenia w sąsiedztwie powierzchni wewnętrznej zespołu formy (26) za pomocą warstwy barierowej (94) i przeciska się część elastomerowej górnej warstwy (98) przez otwory warstwy barierowej (94), przy czym pożądany przepływ górnej warstwy elastomerowej (98) reguluje się dobierając rozmiar otworów warstwy barierowej (94).
10. 10. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że na górną warstwę (98) dobiera się materiał elastomerowy o lepkości, która różni się od lepkości materiału elastomerowego warstwy tworzącej zęby (92), przy czym dobiera się lepkość elastomeru górnej warstwy (98) i materiału

    180 883 elastomerowego warstwy tworzącej zęby (92) pod względem przyłożenia pożądanego nacisku przez zespół dociskający.
11. 11. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosuje się zespół dociskający, którego zewnętrzna powierzchnia (108) jest nierówna.
12. 12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że stosuje się zespół dociskający, którego zewnętrzna powierzchnia (108) jest pofałdowana.
13. 13. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że stosuje się zespół dociskający, na którego zewnętrznej powierzchni (108) są ukształtowane żebra.
14. 14. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że kształtuje się wgłębienia na zewnętrznej powierzchni półfabrykatu pasa (80).
15. 15. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że za pomocą zewnętrznej powierzchni zespołu dociskającego kształtuje się w wykończonym pasie jego zewnętrzną powierzchnię z fałdami (110) o głębokości wynoszącej pomiędzy 85% i 115% grubości warstwy tworzącej zęby (92) usytuowanej powyżej warstwy elementu rozciągliwego (88) w gotowym pasie napędowym.
16. 16. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że za pomocą zewnętrznej powierzchni zespołu dociskającego kształtuje się w wykończonym pasie jego zewnętrzną powierzchnię z fałdami (110) o głębokości wynoszącej pomiędzy 0,01 mm i 2,286 mm.
17. 17. Urządzenie do wytwarzania pasa napędowego zębatego, zawierające zespół formy posiadającej odpowiednie zagłębienia do formowania zębów, a w zespole formy umieszczony trzpień podporowy warstw półfabrykatu pasa, połączony z zespołem grzewczym oraz zespołem wulkanizującym półfabrykatu pasa, znamienne tym, że zawiera zespół ustalający położenie trzpienia podporowego (60) względem powierzchni wewnętrznej (18) zespołu formy (26) oraz zespół dociskający półfabrykat pasa (38,80) w kierunku promieniowym na zewnątrz, przy czym zespół dociskający jest zamontowany na trzpieniu podporowym (60).
18. 18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że zespół ustalający zawiera parę przecinających się powierzchni (76, 78) ukształtowanych w trzpieniu podporowym (60) i tworzących zagłębienie (70) oraz narożnik (66) zespołu formy (26), który jest umieszczony w zagłębieniu (70).
19. 19. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że zespół dociskający zawiera selektywnie napełnianą przeponę (40, 40A).
20. 20. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że przepona (40, 40A) jest połączona z zespołem nawijającym element rozciągliwy (88).

    * * *