TW571040B - Low modulus belt - Google Patents

Description

571040

【發明之領域】 本發明係關於一力量傳輸帶，尤其係關於一低模數力量 傳輸帶。 【發明之背景】 力量傳輸帶係廣泛地用來傳送旋轉力量。帶一般係安裝 於驅動器和被驅動滑輪之間，例如，輔助帶傳動於車輛引 擎的情況。 帶包含一安置在彈性材質中的張力線。此張力線係平行 於縱向軸，以最大化負載乘載能力。在製造期間，此張力 線係以連續的方式纏繞於帶上。 力量傳輸帶必須擁有充足的張力強度，以允許所需的力 矩和負載得以傳送於滑輪之間。 具有高張力強度的帶一般具有一個相稱的高模數。具有 高模數的帶相對而言較爲張緊，並且容易受有較高的操作 溫度。再者，習知技術高模數帶的安裝需要可移動滑輪。 一低模數帶可以使用在所傳送的力矩係相對低的情 況。低模數帶可以利用具有很小或沒有預先負載的張力繩 來製造而成，或者可以利用具有扭絞的張力繩來製造而 成’其允許於負載之下一預定伸長部分。 此領域的代表是Gates所發明的專利EP 0 625 650，其 揭露一低模數帶，其具有在縱向上利用預先負載纏繞的張 力繩。 另一個此技藝的代表是Gill所發明的4,229,25 4 ( 1 9 80)， 5 312/專利說明書(補件)/92-02/91134455 571040 其揭露具有加強結構的帶，其具有二層繩子延伸於相反偏 向的層。 另一個此技藝的代表是W i η n i n g e 1·所發明的美國專利 6,03 3,3 3 1 (2000)，其揭露具有支撐結構的帶，因此帶會呈 現一個平均的應力伸長斜率，其每寬度釐米延伸範圍爲從 12 至 20 daN/%。 先前技術教導使用張力繩，其係纏繞於縱向上，用來承 受一張力負載。該技藝也教導相較於高模數，具有一較適 度的低模數帶。 所需要的是一具有一多單位繩張力元件之低模數帶。所 需要的具有一編織結構張力元件之一低模數帶。所需要的 是具有形成縮圖形式之張力元件之低模數帶。所需要的是 具有模數小於1，5 00 N/mm之低模數帶。本發明符合這些需 要。 【發明之槪述】 本發明之主要態樣係提供一具有多單位繩張力元件之 低模數帶。 本發明之另一態樣係提供一具有編織結構張力元件之 低模數帶。 本發明之另一態樣係提供一具有形成縮圖形式之張力 元件之低模數帶。 本發明之另一態樣係提供一具有模數小於1，500 N/mm 之低模數帶。 本發明之其他態樣將藉由以下之發明說明與伴隨圖式 6 312/專利說明書(補件)/92-02/91 ] 34455 571040 來明確指出。 本發明包含一低模數力量傳輸帶，其具有多單位繩子張 力元件。帶另包含一低模數彈性主體。一多單位繩子張力 元件配置係堆疊於彈性主體中，張力繩元件在每一層之間 具有一被包含角度，其範圍係120°至180°。帶具有小於 ， 1，5 00 N/mm的彈性模數，並且具有大約6.8%的伸長部分， 於大約0至3 5 0牛頓的負載範圍上。 【發明之詳細說明】 φ 圖1爲顯示張力繩排列方式之帶之平面圖。本發明帶包 含一低模數。一低模數允許帶具有較高的彈性。彈性會部 分地決定在操作期間帶溫度會增加多少。由於本發明低模 數帶包含具有相對高彈性的帶，因此可以實現相對較低的 操作溫度。這大大地增加了帶壽命。 帶1 00包含彈性主體1 0以及張力繩1 1，安置於主體1 0 之中。彈性主體10可以包含EPDM，或其他使用於帶技術 中的彈性構成物，其包括天然橡膠、合成橡膠或混合物。 馨 在本發明中，帶張力繩1 1和2 1係在製造期間被平放於 帶上，因此當平視的時候，它們會形成縮圖（p a n t 〇 g r a p h i c ) 形狀。張力繩1 1和2 1形成一個被包含角度α。這個被包 含角度a係位於0 °至1 8 0 °的範圍內，或者位於〇 °至9 0。的 角度範圍內，其係從一帶寬度W測量而來的。較佳的範圍 係 120° 至 150°。 張力繩11和21可以包含多氨基化合物（p〇iyamide) 4.6 或多氨基化合物6 · 6，或者在帶張力繩技術領域中所習知 7 312/專利說明書(補件)/92-02/91134455 571040 之其他繩材質，包含聚酯以及芳族聚酰胺（a r a m 1 d )，棉、 人造絲、纖維玻璃、鋼，或混合物，或每一組合。 張力繩1 1和2 1包含複數平行繩，爲在技術領域中習知 的多單位繩，其係配置於一旗幟表（b a η n e r t a b 1 e )上，因 此當張力繩層應用於帶構造時，就可以取得所需的相對於 1 一帶中心線CL的被包含角度。爲了達到圖1和圖2所顯 示的縮圖形式，張力繩板片（sheet )，每一具有對等角度 (reciprocal angular )相對於帶中心線CL，係配置於帶構 φ 造上之交替層中，一個在另一個上方。特別是，第一多單 位繩層1 1，其具有一個相對於一帶CL之給定對角線 (diagonal)上的定位，係配置於帶構造中。然後，第二多 單位繩層2 1，其係具有相反於第一多單位繩層的定位，係 配置於帶構造中，因而建立被包含角度α。彈性體的層也 係包含在習知技術之帶構造中。多單位繩張力繩1 1也可以 應用於帶構造中，其中如圖3所示，經線係平行於帶中心 線。 着 一多單位繩包含複數個平行繩，位於經線方向上。其在 輪胎製造技術領域中係爲已知的。每一繩可以包含一扭轉 或未扭轉股（strand )。緯線具有顯著較低的粗度單位丁尼 爾（denier )，相較於經線，其一般係包含於沿著一長度之 每1 .0cm，以維持經線的適當方向，雖然這個維度可以根 據製造商而變化。緯線不會影響帶模數，並且一旦繩係配 置於帶構造上時，可以在製造過程期間切斷。多單位繩包 含一板片，並且如同板片係應用於帶構造中。沒有任何預 8 312/專利說明書(補件)/92-02/91134455 571040 負載係被應用於張力繩，在作用於帶構造的應用過程期 間。再者，多單位繩板片的末端一旦應用於帶構造就可以 連接於接合處，或者可以重疊。多單位繩之應用不會以連 續、纏繞的方式，如同在單一單位繩帶的情況下，其中單 位繩係盤旋於帶構造。 圖2爲顯示張力繩排列方式之帶之平面圖。這個圖描述 了一個被包含角度120°，其介於多單位張力繩的每一層之 間。這也等同於從帶寬度W所測得的角度60°。 圖3爲顯示張力繩排列方式之帶之平面圖。 圖4爲顯示張力繩排列方式之帶之端視圖。這個圖描述 了具有多單位繩張力繩之第一張力繩層11以及第二張力 繩層2 1或多層的帶。本發明之帶的外形係多肋骨的，其包 含肋骨1 2，橫跨帶的一寬度。每一肋骨1 2之間的凹槽形 成角度，其範圍係34°至52°。肋骨12可以包含纖維物質， 其埋置於其中，例如，短的有機或合成纖維物質，其係從 帶連接表面13延伸出去。表面13另包含一摩擦係數。 圖5爲顯示張力繩排列方式之帶之端視圖。這個圖描述 具有三層多單位繩張力繩之帶。可以使用奇數層，當應用 等外品（mill run)(被包含角度=180°)圖3和圖5所顯示的多 單位繩。縮圖線方向一般要求偶數繩，以防止跟蹤，如圖 1、圖2、圖4和圖6所示。 圖6爲顯示張力繩排列方式之帶之端視圖。這個圖描述 帶的張力繩排列方式，其具有四層多單位張力繩。 可以瞭解的是，圖4、5和6所示之張力繩的層數並不限 9 312/專利說明書(補件)/92-02/91134455 571040 於本發明之帶可以使用的張力繩的層數。 圖7爲描述負載相對於本發明帶之伸長行爲之圖表。這 圖表包含應力應變（stress-strain )或模數，彎曲於7〇° F (〜23 °C)。這圖表顯示帶具有二個張力繩層，其彼此間有一 夾角1 2 0 °時，此帶具有最高的伸長部分對負載比率〇 · 1 3， 以及最低模數。曲線A所代表的帶當負載5 0N時可以伸展 至長度的6.8%。在曲線A中之帶的彈性模數係爲230 N/mm 〇 隨著一伸長部分對負載的低比率，以及模數增加的此種 發展，包含部分在層數的增加，從2至3至4。這也可以 包含一夾角角度的增加。這些係各自的；曲線B，4層@ 1 20° 夾角；曲線C，2層@150°夾角；以及曲線D，4層@150° 夾角。曲線E、F和G係分別對應於等外品定位的多單位 繩子之2、3和4層。「銑床運轉」係提平行於帶中心線之 經線。每一帶之彈性模數係：曲線B · 3 7 3 N / m m ;曲線CN 4 2 8 N/mm ;曲線 D-913 N/mm ;曲線 E-7 28 N/mm ;曲線 F-1019 N/mm ;曲線G- 1 3 8 5 N/mm。具有單一單位張力繩定向（平行 於帶中心線）之控制帶具有1 9 8 9 N/mm之彈性模數，如曲線 Η所示，其係顯著地高於每一本發明帶之模數。 每一帶之彈性模數係如下決定的。所使用的設備包含一 8 5 3 2伺服流力測試器，其含有l〇kN動態負載電池 以及1 0 mm/minute的十字頭速度的數位控制器。帶係安裝 於平面鋼製滑輪上，其自由旋轉直徑爲l〇8mm。這個測試 過程包含翻轉肋骨傳輸帶，並且將其安置在平面滑輪上。 10 312/專利說明書(補件)/92-02/91134455 571040 帶一開始係拉緊的’以剛好足夠消除帶鬆馳。加加，包含 測試軟體，尤其係孤^如严軟體，其係用來對帶施以負載以 及收集資料。滑輪之間大約每間距〇 · 2 5 m m就會收集資料。 此測s式係在大約2 3 ° C的溫度中（室溫）進行。帶係循環三個 周期，大約有6 · 7 %的最大伸長部分。這種情況下，「伸長_ 係作爲此測試期間之總十字頭運動來測量。爲了進行資料 分析，來自軟體的資料檔案包含帶長度、肋骨數、 十字頭位置以及總負載。利用這個資訊，應力應變曲線係 產生於每一帶中，如圖7所示。對於彈性模數而言，其値 係以N/mm爲單位，於第二和第三帶伸長周期，應力應變 曲線平均斜率大約係位於1 %與5 %之間。 增加一模數Μ包含增加所包夾或偏向角度，從範圍之下 端至上端，從90°至180°，與層數相結合。此角度範圍之 上端係實質地平行於帶中心線C L，具有夾角1 8 0。。尤其 是，帶之最低伸長部分對負載的比率（0.02 3 )，或相對較高 的模數，係利用具有4層且有夾角1 8 0 °之結構來說明。 具有最低之伸長部分對負載的比率或最高彈性模數之 帶，一般係那些具有等外品定向之帶。每一這樣的帶說明 一個較大的負載承載能力於每一額外的張力繩層。這些分 別藉由圖7中之曲線Ε、F和G來描述。 因此，本發明帶之模數可以特別設計用來符合使用者的 需要，藉由調整張力繩的層數，以及張力繩之夾角，或者 兩個。 如上所述，習知技藝者可以瞭解的是，張力元件的角度 11 312/專利說明書(補件)/92-02/91134455 571040 範圍可以包含平行於帶中心線的方向，或者丨8 〇。。在範圍 的另一端，其極限趨近於9 0。至帶中心線，或者對帶中心 線之實質橫切方向或法線。 在另一具體例中，本發明之帶可以包含一層或多層的編 織結構，如同張力元件1 1。此編織結構可以包含芳族聚酰 胺、棉、尼龍、聚酯，以及混合物，和等同物。介於經線 和緯線之間的夾角之變化範圍大約爲9 0。至1 5 0。。此編織 結構在製造期間係應用於帶構造，因此，一夾角係被正交 於帶中心線之一線一分爲二，爲了增加模數，編織結構可 以定位於帶上，因此夾角係被帶中心線一分爲二。在一經 線形成於最高模數之定向，且相對於帶中心線角度大約爲 0° ’亦即’此結構係利用等外品方向來定位，與帶之縱向 軸排對齊。 本發明之帶之優點在於安裝簡單，以及減低操作溫度。 僅藉由將帶伸展於滑輪，就可以將帶安裝於帶驅動系統 中。相較於習知鬆開滑輪、安裝帶，然後將滑輪重新調整 至適當的操作預負載位置之方法而言，這樣一來容易許 多。在某些應用中，本發明更消除了對帶張力裝置的需求。 這表示可以大量地節省時間、零件以及複雜度。 雖然本發明已參照較佳具體例及舉例性附圖敘述，惟其 應不被§忍爲其係限制性者。熟悉本技藝者在不離開本發明 之精神和範疇內，當可對其形態及特殊具體例之內容作各 種修改、省略及變化。 【圖式簡單說明】 312/專利說明書(補件)/92-02/91134455 12 571040 參照以下對較佳實施例的描述以及所附圖式，可最適當 地了解本發明及其目的與優點，其中： 圖1 爲 顯 示 張 力 繩 排 列 方 式 之 帶 之 平 面 圖 〇 圖2 爲 顯 示 張 力 繩 排 列 方 式 之 帶 之 平 面 圖 0 圖3 爲 顯 示 張 力 繩 排 列 方 式 之 帶 之 平 面 圖 〇 圖4 爲 顯 示 張 力 繩 排 列 方 式 之 帶 之 端 視 圖 0 圖5 爲 顯 示 張 力 繩 排 列 方 式 之 帶 之 丄山 m 視 圖 〇 圖6 爲 顯 示 張 力 繩 排 列 方 式 之 帶 之 丄山 m 視 圖 〇 圖7 爲 描 述 負 載 相 對 於 本 發 明 帶 之 伸 長 行 爲之圖表 【元 件 符 號 說 明 ] 10 彈 性 主 體 1卜 21 張 力 繩 12 肋 骨 13 帶 連 接 表 面 100 帶 13 312/專利說明書(補件)/92-02/91134455

Claims (1)

1. 拾、申請專利範圍 1 . 一種帶，包含： 一彈性主體，具有一長度以及一中心線； 一張力元件，埋置於該主體中； 該帶之最大伸長部分大約爲一長度的6.8 %，於每股 (s tran d )受到大約〇至3 5 0牛頓之負載範圍時。 2 ·如申請專利範圍第丨項之帶，其中該張力元件另包含： 複數的繩’其形成一縮圖（pantograph)形式。 3 ·如申請專利範圍第1項之帶，其中該張力元件包含： 複數的繩，實質地平行於一帶中心線。 4.如申請專利範圍第1項之帶，其中該張力元件包含： 一編織材質，具有一經線（w a r p y a r η )以及一緯線（w e f t y a ι· n );以及 該經線相對於一中心線所形成之角度係大於0°。 5 .如申請專利範圍第1項之帶，其中該張力元件包含： 一編織材質，具有一經線以及一緯線；以及 該經線係實質地與一帶中心線對齊。 6 . —種帶，包含： 一具有一長度以及一中心線之彈性主體； 一張力元件，埋置於該主體中； 該帶具有相對於一帶寬度之一彈性模數，而在縱向上所 測得之帶之彈性模數係小於大約l，2〇〇N/mm。 7.如申請專利範圍第6項之帶’其中該張力元件另包含： 複數的繩，其形成一縮圖（Pant〇2raPh)形式。 14 312/專利說明書(補件)/处〇2/91134455 571040 8. 如申請專利範圍第6項之帶，其中該張力元件另包含： 複數的繩，實質地平行於一帶中心線。 9. 如申請專利範圍第6項之帶，其中該張力元件另包含： 一編織材質，具有一經線（w a r p y a r τι )以及一緯線（w e f t y a r n );以及 該經線相對於一中心線所形成之角度係大於0°。 1 〇.如申請專利範圍第6項之帶，其中該張力元件另包 含： 一編織材質，具有一經線以及一緯線；以及 該經線係實質地與一帶中心線對齊。 1 1 . 一種帶，包含： 一彈性主體，具有一長度以及一中心線； •-張力元件，包含一編織材質，埋置於該主體； 該帶具有一彈性模數，相對於一帶寬度，而在縱向上所 測得之帶之彈性模數係大約小於1，5 00 N/mm。 1 2.如申請專利範圍第1 1項之帶，其中該張力元件另包 含·· 一編織材質，具有一經線（w a r p y a r η )以及一緯線（w e f t y a r n );以及 該經線相對一中心線所形成之角度係大於（Γ。 1 3 .如申請專利範圍第1 1項之帶，其中該張力元件另包 含： 一編織材質，具有一經線以及一緯線；以及 該經線係實質地與一帶中心線對齊。 15 312/專利說明書(補件)/92-02/91134455 571040 1 4 . 一種帶\包含·· 一彈性主體，具有一長度以及一中心線； 一張力元件，包含多單位繩’埋置於該主體中。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之帶’其中： 該帶之最大伸長部分大約爲一長度的6·8%，於每股 (strand )受到大約0至3 5 0牛頓之負載範圍時。 1 6.如申請專利範圍第1 4項之帶，其中該張力元件另包 含·· 複數的繩，其形成一縮圖（pantograph )形式。 1 7 .如申請專利範圍第1 4項之帶’其中該張力元件另包 含： 複數的繩，實質地平行於一帶中心線。 1 8.如申請專利範圍第1 4項之帶’其中該張力元件另包 含： 一編織材質，具有一經線（w a r p y a 1· η )以及一緯線（w e f t y arn );以及 該經線相對於一中心線所形成之角度係大於0°。 1 9 .如申請專利範圍第1 4項之帶，其中該張力元件另包 含： 一編織材質，具有一經線以及一緯線；以及 該經線係實質地與一帶中心線對齊。 2 0.如申請專利範圍第14項之帶，另包含： 該帶具有相對於一帶寬度之一彈性模數，且在縱向上所 測得之帶之彈性模數係小於大約1，2 0 0 N / m m。 16 312/專利說明書(補件)/92-02/91】34455