WO2022253390A1 - Keilrippenriemen - Google Patents

Keilrippenriemen Download PDF

Info

Publication number
WO2022253390A1
WO2022253390A1 PCT/DE2022/200092 DE2022200092W WO2022253390A1 WO 2022253390 A1 WO2022253390 A1 WO 2022253390A1 DE 2022200092 W DE2022200092 W DE 2022200092W WO 2022253390 A1 WO2022253390 A1 WO 2022253390A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
textile
ribbed
ribbed belt
belt
rubber
Prior art date
Application number
PCT/DE2022/200092
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Henning Kanzow
Stephanie KAUTZ
Roman Gaska
Timo Sebastian KASAK
Original Assignee
Contitech Antriebssysteme Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contitech Antriebssysteme Gmbh filed Critical Contitech Antriebssysteme Gmbh
Priority to EP22724414.2A priority Critical patent/EP4348077A1/de
Publication of WO2022253390A1 publication Critical patent/WO2022253390A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G5/00—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/04—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber
    • F16G5/06—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber with reinforcement bonded by the rubber
    • F16G5/08—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber with reinforcement bonded by the rubber with textile reinforcement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G5/00—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/20—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section with a contact surface of special shape, e.g. toothed

Definitions

  • the invention relates to a V-ribbed belt with an elastic base body made up of at least one rubber mixture, comprising a cover layer as the back of the belt and a ribbed substructure with a power transmission side.
  • Ribbed V-belts are usually closed endlessly when they are functional and are used in motor vehicles with combustion engines in the ancillary unit, e.g. to drive the generator, also known as the alternator. Excessive noise during operation should be avoided. A particularly unpleasant noise is the chirping noise that occurs when the pulleys in the V-ribbed belt drive are not on the same level, i.e. are offset, or are crooked, for example, due to bearing wear.
  • V-ribbed belts are provided with a special surface on the ribbed functional side.
  • textile coatings or textile overlays on the functional side have proven effective for suppressing chirp noise.
  • the disadvantage of the textile coatings or textile coverings is that they reduce friction. Too little friction leads to increased slip and thus to energy transmission losses, which can heat up the belt and greatly reduce belt life.
  • the textile layer must be sufficiently abrasion-resistant for use in motor vehicles.
  • V-belts with various textile layers made of pure polyamide or polyamide yarns in combination with elastic polyurethane threads have good wear resistance and offer very good protection against misalignment noises, but do not have good power transmission capability when wet.
  • engines are started directly by the belt instead of using the traditional pinion starter. Especially with those applications it is necessary that the belt also has sufficient power transmission capacity in wet conditions.
  • textile covers made of cotton are used, for example, as described in WO2009/030529 A1, for example.
  • Belts with cotton textile layers have a significantly better power transmission capability in wet conditions, which is also reflected in a higher CoF (“coefficient of friction”) in wet conditions.
  • the cotton textile covers usually provide a sufficiently good protection against misalignment noises.
  • their wear resistance is significantly worse than that of textile covers made of pure polyamide. Wear of the textile lining means that the belts lose their protection against misalignment noise.
  • EP2981735B1 also discloses ribbed V-belts with elastic knitted textile coverings, which consist mainly of either cotton or polyamide, possibly with PU threads as secondary yarn, and have basis weights of at least 150 or 200 g/m 2 .
  • the disadvantage of these pads is that they either have good power transmission capability in the wet or good abrasion resistance, but do not need both at the same time and require a relatively large amount of material.
  • EP2864658 A1 in turn describes a plated knitted fabric, ie a knitted fabric which was produced by knitting together two threads lying one behind the other, in which one thread can consist of a polyamide and the other thread can consist of cotton. It is thus possible for the outer side of the knitted fabric to consist primarily of cotton, thus producing a belt that has a high coefficient of friction (CoF) in wet conditions due to its outward-facing cotton side and, at the same time, improved wear resistance due to its polyamide side Has.
  • CoF coefficient of friction
  • such a plated knit requires a lot more yarn than a non-plated knit, which leads to significant additional costs.
  • the wear resistance is not sufficient for some applications.
  • DE 201705898 A1 discloses a plated knitted fabric which consists of at least two yarn types which alternate at regular intervals in the individual rows of stitches. This makes it possible, for example, for threads made of polyamide as well as threads made of cotton to be located on the surface. In the case of a V-ribbed belt, the coefficient of friction can be adapted to the application. In addition, such textiles are a very good protection against misalignment noises. The power transmission capability when wet is almost as great as that of a textile that only has cotton threads on the outside. However, such "multiple plated" knits have the same disadvantages as mentioned above; they require much more yarn than non-plated knits, which leads to significant additional costs. In addition, the wear resistance is still not sufficient for some applications.
  • Improved abrasion resistance would be desirable, particularly for aggressive belt starter generator applications.
  • V-ribbed belt that has a textile cover or a textile coating that can be produced inexpensively, offers good protection against chirping noises, has good power transmission capability in the dry and wet state and is also abrasion-resistant. Furthermore, the belt should have a long service life in the form of good flexural fatigue resistance in use.
  • the ribbed power transmission side of the V-ribbed belt has a coating made of a textile made up of meshes, with at least one row of meshes made of a first material A, based on the entire textile, made of non-plated threads with at least one row of meshes made of a second material B made up of non-plated threads, so that the first material A and the second material B are present on each of the two surfaces of the textile.
  • the V-ribbed belt can be produced more cost-effectively without any disadvantages in terms of protection against Chirping noises, the power transmission capability in the dry and in the wet state or the abrasion resistance result when a textile is used in which at least one row of stitches made of a first material A made up of non-plated threads is combined with at least one row of stitches made of a second material B made up of non-plated threads Alternating threads, so that the first material A and the second material B are present on each of the two surfaces of the textile.
  • textile overlay and textile coating are used synonymously in the following.
  • the textile made up of meshes can be a knitted fabric or a knitted fabric. It is preferably a knitted fabric, a fabric being referred to as a knitted fabric which is produced from one or more threads or from one or more thread systems by stitch formation.
  • the textile has an average basis weight before vulcanization of between 70 g/m 2 and 140 g/m 2 , particularly preferably between 70 g/m 2 and 120 g/m 2 , the basis weight of the textile according to DIN EN 12127 , edition 1997-12.
  • Textile overlays with a higher basis weight require more yarn material and, in addition, tend to have insufficient power transmission capability when dry.
  • Belts with textile layers with a lower weight per unit area usually have low flexural fatigue strength and often also poor noise behavior when the pulleys are misaligned.
  • At least one row of stitches made of a first material A made up of non-plated threads alternates with at least one row of stitches made of a second material B made up of non-plated threads.
  • any natural or synthetic material can be used alone or in combination as material A and as material B. From the designation of material A and material B it follows that the two materials must be different from each other.
  • cellulose fibers particularly preferably cotton fibers, are used as material A.
  • multifilament fibers made of polyamide preferably PA6 or PA6.6, particularly preferably PA6, are used as material B.
  • the textile can also contain at least one elastic auxiliary thread, which consists of a third material C and melts or completely or partially decomposes as a result of the vulcanization.
  • the auxiliary thread is plated.
  • the elastic auxiliary thread preferably has an elongation at break according to DIN EN ISO 2062:1995 of more than 100%.
  • a typical example of such elastic auxiliary threads are threads that consist of at least 85% by weight of polyurethane and are known by the term “elastane” or “spandex” in English-speaking countries.
  • the auxiliary elastic thread of a third material C can be co-knitted with the non-plated threads of material A and/or the non-plated threads of material B.
  • the V-ribbed belt can have an open textile joint which is transverse to the belt circumferential direction and consists only of the elastomeric material of the substructure and preferably has a width of 0.5 to 6 mm.
  • the belt preferably has a PK profile according to ISO 9981 with a profile depth of between 1.6 and 2.6 mm, preferably between 1.8 and 2.2 mm. Belts with a lower tread depth tend to slip too much and have poorer wear resistance. If the profile depth is too great, the belt becomes too thick overall, which reduces its resistance to flexural fatigue.
  • the elastic base body is preferably based on at least one rubber mixture.
  • the rubber mixture of the base body contains at least one rubber component.
  • EPM ethylene-propylene rubber
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • HNBR hydrogenated nitrile rubber
  • FKM fluorine rubber
  • NR natural rubber
  • SBR rubber component
  • BR butadiene rubber
  • EPM or EPDM or an EPM/EPDM blend is used in particular for the substructure with the power transmission side.
  • the EPM, EPDM or the blend of EPM and EPDM is peroxidically crosslinked.
  • the rubber mixture of the base body also contains at least one filler.
  • This is advantageously at least one carbon black or at least one silica.
  • the combination of carbon black and silica has proven to be particularly suitable. All silicas known in the rubber industry, preferably precipitated silicas, can be used here. It is also possible to use all known types of carbon black, in particular fumace and thermal carbon blacks such as SAF, SCF, HAF, FF, FEF, XCF, HMF, GPF, SRF, MPF, FT or MT, with FEF carbon blacks being particularly preferred.
  • the mixture ingredients of the rubber mixture additionally comprise at least one crosslinker or a crosslinker system (crosslinking agent and accelerator). Further Mixing ingredients are usually also processing aids and/or plasticizers and/or aging inhibitors and optionally other additives, for example fibers for the purpose of reinforcement, and color pigments. However, a fiber-free mixture is preferred. In this regard, reference is made to the general state of rubber compound technology.
  • ribbed V-belts with a base body based on a peroxide-crosslinked rubber mixture with 100 phr EPDM were produced, both for the top layer and for the substructure.
  • the EPDM mixture also contained 7 phr of cotton fibers in addition to other mixture components. The addition of fibers increases the tear propagation resistance of the elastomer mixture.
  • the Shore A hardness of the vulcanized mixture according to DIN ISO 7619-1 (February 2012) was 85.
  • the belts contain aramid cords with a diameter of approx. 0.75 mm as tension members.
  • 6PK V-ribbed belts with a length of 1330 mm and a PK profile with a profile depth of 2.3 or 2.0 mm were used for the heat bending cycle (HBW) test and the noise test.
  • 6PK belts with a length of 1268 mm and a tread depth of 2.0 mm were used for the RSG wear test.
  • the coefficient of friction (CoF, Coefficient of Friction according to SAE J 2432) was also determined dry and wet.
  • a dry CoF value of between 1.45 and 1.85 is considered good. Belts with lower ratings may not transfer enough power in some applications. Dry CoF values greater than 1.85 tend to cause misalignment noises.
  • the wet CoF values are a measure of the power transmission capability of the belts in wet conditions. Wet CoF values greater than 0.75 are considered positive.
  • HBW heat bending cycle test
  • the test was carried out constantly at an ambient temperature of 130°C.
  • the noise test bench has a ribbed drive pulley with a diameter of 130 mm.
  • the load strand follows an unprofiled deflection pulley with a diameter of 65 mm and a ribbed pulley with a 60 mm diameter and a driven pulley with a 50 mm diameter.
  • the belts were tensioned with a strand force of 330N and driven by the drive pulley at 1000 revolutions per minute.
  • the drive roller itself is driven by an electric motor via a cardan joint, which ensures non-uniform movement of the drive roller.
  • the ribbed roller When carrying out the noise test, the ribbed roller is deflected forward from the zero position perpendicular to the ribbed V-belt drive, resulting in an offset between the profiled pulleys in the ribbed V-belt drive.
  • the strand of the belt between the deflection roller and the profiled roller is deflected by an angle a out of the plane enclosed by the belt, which caused chirping noises to occur with some belts.
  • Belts that did not make any noise even when misaligned by up to 2° were rated as good "+”.
  • Belts that showed no noise up to 1.5° but noise at 2° were rated as satisfactory “o”.
  • Belts that also develop noise at less than 1.5° of misalignment were considered to be bad in terms of noise rated.
  • the heart of the RSG test bench is the "E-machine" with a profiled V-ribbed belt pulley (with a diameter of 63 mm), which either brakes the belt (“recuperation”) or accelerates it (“boost”) or loads it constantly or simply runs along with it there are transitional periods. Both strands adjacent to the roller are tensioned by the double tensioner with its non-profiled back rollers (diameter 60 mm). The belt goes through the 19.5 second test cycle, in which different phases alternate. The test cycles are repeated until the belts either fail due to chipping, wear, tearing or cord pay-out or until the defined end time is reached.
  • Textile overlays that contain both polyamide and cotton (plus an auxiliary elastic thread). However, considerably more material has to be used for this, which can be seen from the higher basis weights.
  • the textile overlays 7 and 8 are typical representatives of the plated knitted fabrics described in EP2864658 A1. The best results were achieved with a textile overlay shown in Example 9. With regard to the main threads cotton and polyamide, it is not knitted in a plated manner according to the invention and requires significantly less material than the plated knitted textile layers 7 and 8. In addition, both the wear behavior of the belt with the textile layer 9 is surprisingly better compared to the comparative belt 8 and its HBW Duration.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Keilrippenriemen mit einem elastischen Grundkörper aufgebaut aus wenigstens einer Kautschukmischung, umfassend eine Decklage als Riemenrücken und einen Unterbau mit einer gerippten Kraftübertragungsseite. Zur Verbesserung der Reibung und Optimierung der Lebensdauer besitzt der Keilrippenriemen auf seiner gerippten Kraftübertragungsseite eine Beschichtung aus einem aus Maschen aufgebauten Textil, wobei sich bezogen auf das gesamte Textil mindestens eine Maschenreihe aus einem ersten Material A aufgebaut aus nicht plattierten Fäden mit mindestens einer Maschenreihe aus einem zweiten Material B aufgebaut aus nicht plattierten Fäden abwechselt, so dass auf jeder der beiden Oberflächen des Textils das erste Material A und das zweite Material B vorhanden ist.

Description

Beschreibung
Keilrippenriemen
Die Erfindung betrifft einen Keilrippenriemen mit einem elastischen Grundkörper aufgebaut aus wenigstens einer Kautschukmischung, umfassend eine Decklage als Riemenrücken und einen gerippten Unterbau mit einer Kraftübertragungsseite.
Keilrippenriemen sind im Funktionszustand zumeist endlos geschlossen und werden bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren im Nebenaggregat verwendet, um z.B. den Generator, auch Lichtmaschine genannt, anzutreiben. Dabei ist übermäßige Geräuschentwicklung im Betrieb zu vermeiden. Ein besonders unangenehmes Geräusch ist das Zwitschergeräusch, das sich einstellt, wenn die Scheiben im Keilrippenriementrieb nicht in einer Ebene liegen, also einen Versatz haben, oder z.B. durch Lagerverschleiß schief stehen.
Da diese Schiefstellungen in vielen Keilrippenriementrieben nicht vermieden werden können, werden die meisten Keilrippenriemen mit einer besonderen Oberfläche auf der gerippten Funktionsseite versehen. Insbesondere haben sich Textilbeschichtungen bzw. Textilauflagen auf der Funktionsseite zur Unterdrückung von Zwitschergeräuschen (engl chirp noise“) bewährt. Nachteilig an den Textilbeschichtungen bzw. Textilauflagen ist allerdings, dass sie die Reibung herabsetzen. Eine zu geringe Reibung führt zu erhöhtem Schlupf und damit zu Energieübertragungsverlusten, die den Riemen aufheizen und die Lebensdauer des Riemens stark herabsetzen können. Außerdem muss die Textilschicht für den Einsatz im Kraftfahrzeug ausreichend abriebbeständig sein.
Es ist bekannt, dass Keilrippenriemen mit verschiedenen Textilauflagen aus reinem Polyamid oder aus Polyamidgamen in Kombination mit elastischen Polyurethan-Fäden eine gute Verschleißbeständigkeit aufweisen und einen sehr guten Schutz gegen Schiefstellungsgeräusche bieten aber keine gute Leistungsübertragungsfähigkeit bei Nässe haben. In manchen Kraftfahrzeug-Anwendungen werden die Motoren statt mit Hilfe des traditionellen Ritzel Starters direkt über den Riemen gestartet. Insbesondere bei solchen Anwendungen ist es notwendig, dass der Riemen auch über eine ausreichende Leistungsübertragungsfähigkeit bei Nässe verfügt.
Aus diesem Grund werden zum Beispiel Textilauflagen aus Baumwolle verwendet, wie sie z.B. in W02009/030529 Al beschrieben werden. Riemen mit Baumwolltextilauflagen haben eine deutliche bessere Leistungsübertragungsfähigkeit bei Nässe, was sich auch in einem höher CoF („coefficient of friction“ = Reibbeiwert) bei Nässe äußert. Die Baumwolltextilauflagen stellen meist einen ausreichend guten Schutz gegenüber Schiefstellungsgeräusche dar. Allerdings ist ihre Verschleißbeständigkeit wesentlich schlechter als die von Textilauflagen aus reinem Polyamid. Ein Verschleiß der Textilauflage führt dazu, dass die Riemen ihren Schutz vor Schiefstellungsgeräuschen verlieren.
In EP2981735B1 werden ebenfalls Keilrippenriemen mit elastischen gestrickten Textilauflagen offenbart, die entweder hauptsächlich aus Baumwolle oder Polyamid bestehen, ggf. mit PU-Fäden als Nebengarn, und dabei Flächengewichte von mindestens 150 bzw. 200 g/m2 aufweisen. Nachteilig an diesen Auflagen ist, dass sie entweder eine gute Leistungsübertragungsfähigkeit bei Nässe oder eine gute Abriebbeständigkeit aufweisen, aber nicht beides gleichzeitig und relativ viel Material benötigen.
EP2864658 Al wiederum beschreibt ein plattiertes Gestrick, d.h. ein Gestrick welches durch ein gemeinsames Verstricken von zwei hintereinanderliegenden Fäden erzeugt wurde, bei denen der eine Faden ein Polyamid und der andere Faden aus Baumwolle bestehen kann. So ist es möglich, dass die außenliegende Seite des Gestricks hauptsächlich Baumwolle aufweist und somit ein Riemen hergestellt werden kann, der wegen seiner nach außen weisenden Seite aus Baumwolle einen hohen Reibbeiwert (CoF) bei Nässe und gleichzeitig wegen der anderen Seite aus Polyamids eine verbesserte Verschleißbeständigkeit hat. Allerdings benötigt ein solches plattiertes Gestrick sehr viel mehr Garn als ein nicht plattiertes Gestrick, was zu deutlichen Mehrkosten führt. Zusätzlich reicht für manche Anwendungen die Verschleißbeständigkeit nicht aus. DE 201705898 Al offenbart eine plattierte Maschenware, welche aus mindestens zwei Garntypen besteht, die sich in regelmäßen Abständen in den einzelnen Maschenreihen abwechseln. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, dass sich sowohl Fäden aus Polyamid als auch Fäden aus Baumwolle an der Oberfläche befinden. Bei einem Keilrippenriemen kann so der Reibbeiwert an die Anwendung angepasst werden. Außerdem sind solche Textilien ein sehr guter Schutz gegen Schiefstellungsgeräusche. Die Leistungsübertragungsfähigkeit bei Nässe ist fast so groß wie bei einem Textil, dass außen nur Baumwollfäden aufweist. Allerdings haben solche „mehrfach plattierten“ Gestricke die gleichen Nachteile wie bereits oben erwähnt; sie benötigen sehr viel mehr Garn als nicht plattierte Gestricke, was zu deutlichen Mehrkosten führt. Außerdem reicht für manche Anwendungen die Verschleißbeständigkeit immer noch nicht aus.
Insbesondere für aggressiven Riemen-Starter-Generator-Anwendungen wäre eine verbesserte Abriebbeständigkeit wünschenswert.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Keilrippenriemen bereitzustellen, der eine Textilauflage bzw. eine Textilbeschichtung besitzt, die kostengünstig herstellbar ist, einen guten Schutz gegen Zwitschergeräusche bietet, eine gute Leistungsübertragungsfähigkeit im trockenen und im nassen Zustand besitzt und gleichzeitig noch abriebbeständig ist. Des Weiteren soll der Riemen eine lange Lebensdauer in Form einer guten Biegewechselbeständigkeit im Einsatz aufweisen.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die gerippte Kraftübertragungsseite des Keilrippenriemens eine Beschichtung aus einem aus Maschen aufgebauten Textil besitzt, wobei sich bezogen auf das gesamte Textil mindestens eine Maschenreihe aus einem ersten Material A aufgebaut aus nicht plattierten Fäden mit mindestens einer Maschenreihe aus einem zweiten Material B aufgebaut aus nicht plattierten Fäden abwechselt, so dass auf jeder der beiden Oberflächen des Textils das erste Material A und das zweite Material B vorhanden ist.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass eine kostengünstigere Herstellung des Keilrippenriemens möglich ist, ohne dass sich Nachteile hinsichtlich des Schutzes gegen Zwitschergeräusche, der Leistungsübertragungsfähigkeit im trockenen und im nassen Zustand oder der Abriebbeständigkeit ergeben, wenn ein Textil verwendet wird, bei dem mindestens eine Maschenreihe aus einem ersten Material A aufgebaut aus nicht plattierten Fäden sich mit mindestens einer Maschenreihe aus einem zweiten Material B aufgebaut aus nicht plattierten Fäden abwechselt, so dass auf jeder der beiden Oberflächen Textils das erste Material A und das zweite Material B vorhanden ist.
Zur Vereinfachung werden die Begriffe Textilauflage und Textilbeschichtungen im Folgenden synonym verwendet.
Das aus Maschen aufgebaute Textil kann ein Gestrick oder ein Gewirk sein. Bevorzugt handelt es sich um ein Gestrick, wobei als Gestrick ein Flächengebilde bezeichnet wird, das aus einem oder mehreren Fäden oder aus einem oder mehreren Fadensystemen durch Maschenbildung hergestellt ist.
Hierdurch wird überraschend ein guter Kompromiss zwischen geringen Materialeinsatz, somit geringeren Herstellkosten und gutem Geräuschverhalten erzielt.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Textil ein mittleres Flächengewicht vor der Vulkanisation zwischen 70 g/m2 bis 140 g/m2, besonders bevorzugt zwischen 70 g/m2 bis 120 g/m2, wobei das Flächengewicht des Textils gemäß DIN EN 12127, Ausgabe 1997-12 ermittelt wurde. Textilauflagen mit einem höherem Flächengewicht benötigen mehr Gammaterial und neigen zusätzlich dazu, eine zu geringe Leistungsübertragungsfähigkeit im trockenen Zustand zu haben. Riemen mit Textilauflagen mit geringerem Flächengewicht zeigten meist eine geringe Biegewechselbeständigkeit und oft auch ein schlechtes Geräuschverhalten bei Scheibenschiefstellungen.
Handelt es sich um ein Gestrick, so ist dies bevorzugt ein Single Jersey. Weiterhin ist bevorzugt, wenn die linke Warenseite des Textils nach außen zeigt. So ergibt sich eine gleichmäßigere Oberfläche und bessere Dauerhaltbarkeit. Die Maschenbilder „rechte Warenseite“ und „linke Warenseite“ werden z.B. in dem Textiltechnikbuch „Wirkerei und Strickerei“ von Klaus Peter Weber und Marcus Weber, Melliand, 4. Auflage, 2004, Seiten 14, 15 dargestellt. Zur besseren Herstellbarkeit kann die Maschenlängsrichtung des Textils weitgehend parallel zur Umfangsrichtung des Riemens liegen.
Erfmdungsgemäß wechselt sich mindestens eine Maschenreihe aus einem ersten Material A aufgebaut aus nicht plattierten Fäden sich mit mindestens einer Maschenreihe aus einem zweiten Material B aufgebaut aus nicht plattierten Fäden ab.
Grundsätzlich kann als Material A und als Material B jedes natürliche oder synthetische Material allein oder in Kombination verwendet werden. Aus der Bezeichnung von Material A und Material B ergibt sich, dass die beiden Materialien verschieden voneinander sein müssen.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden als Material A 50 bis 100 Gew.-% Zellulosefasern, besonders bevorzugt Baumwollfasem, verwendet.
Bevorzugt ist es, wenn als Material B 50 bis 100 Gew.-% Multifilamentfasem aus Polyamid, bevorzugt PA6 oder PA6.6, besonders bevorzugt PA6, eingesetzt werden.
Zusätzlich kann das Textil vor der Vulkanisation noch wenigstens einen elastischen Hilfsfaden enthalten, der aus einem dritten Material C besteht und durch die Vulkanisation schmilzt oder sich ganz oder teilweise zersetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hilfsfaden plattiert. Der elastische Hilfsfaden hat bevorzugt eine Reißdehnung gemäß DIN EN ISO 2062: 1995 von mehr als 100%. Ein typisches Beispiel für solche elastischen Hilfsfäden sind Fäden, die zu mindestens 85 Gew. -% aus Polyurethan bestehen, und unter dem Begriff „Elastan“ oder im englischsprachigen Raum als „spandex“ bekannt sind.
Der elastische Hilfsfaden aus einem dritten Material C kann mit den nicht plattierten Fäden des Materials A und/oder den nicht plattierten Fäden des Materials B gemeinsam verstrickt werden.
Zusätzlich kann der Keilrippenriemen für eine gute Dauerhaltbarkeit und eine einfache Herstellung einen offenen Textilstoß haben, der quer zur Riemenumfangrichtung ist und nur aus dem elastomeren Material des Unterbaus besteht und bevorzugt eine Breite von 0,5 bis 6 mm hat. Bevorzugt hat der Riemen ein PK-Profil gemäß ISO 9981 mit einer Profiltiefe zwischen 1,6 und 2,6 mm, bevorzugt zwischen 1,8 und 2,2 mm. Riemen mit einer niedrigeren Profiltiefe neigen dazu, zu viel Schlupf zu zeigen und eine schlechtere Verschleißbeständigkeit zu haben. Eine zu große Profiltiefe führt dazu, dass der Riemen insgesamt zu dick wird, was seine Biegewechselbeständigkeit herabsetzt.
Der elastische Grundkörper ist bevorzugt auf der Basis wenigstens einer Kautschukmischung. Die Kautschukmischung des Grundkörpers enthält hierbei wenigstens eine Kautschukkomponente.
Als Kautschukkomponente wird insbesondere Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), (teil)hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR), Fluor-Kautschuk (FKM), Naturkautschuk (NR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder Butadien-Kautschuk (BR) eingesetzt, die unverschnitten oder mit wenigstens einer weiteren Kautschukkomponente, insbesondere mit einem der vorgenannten Kautschuktypen, verschnitten sind, beispielsweise in Form eines EPM/EPDM- oder SBR/BR-Verschnittes. Gemäß der vorliegenden Erfindung findet insbesondere für den Unterbau mit der Kraftübertragungsseite EPM oder EPDM oder ein EPM/EPDM- Verschnitt Verwendung. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das EPM, EPDM oder der Verschnitt aus EPM und EPDM peroxidisch vernetzt.
Die Kautschukmischung des Grundkörpers enthält weiterhin wenigstens einen Füllstoff. Hierbei handelt es sich vorteilhafterweise um wenigstens einen Ruß oder um wenigstens eine Kieselsäure. Als besonders geeignet hat sich die Kombination von Ruß und Kieselsäure gezeigt. Es können hierbei alle in der Kautschukindustrie bekannten Kieselsäuren, vorzugsweise Fällungskieselsäuren, verwendet werden. Ebenso können alle bekannten Rußtypen, insbesondere Fumace- und Thermalruße, wie SAF, SCF, HAF, FF, FEF, XCF, HMF, GPF, SRF, MPF, FT oder MT verwendet werden, wobei FEF-Ruße besonders bevorzugt sind.
Die Mischungsingredienzien der Kautschukmischung umfassen zusätzlich wenigstens einen Vernetzer oder ein Vemetzersystem (Vemetzungsmittel und Beschleuniger). Weitere Mischungsingredienzien sind zumeist noch Verarbeitungshilfsmittel und/oder Weichmacher und/oder Alterungsschutzmittel sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, beispielweise Fasern zwecks Verstärkung, und Farbpigmente. Bevorzugt ist allerdings eine faserfreie Mischung. Diesbezüglich wird auf den allgemeinen Stand der Kautschukmischungstechnologie verwiesen.
Die Erfindung soll nun anhand von Vergleichs- und Ausführungsbeispielen, die in der Tabelle 2 zusammengefasst sind, näher erläutert werden.
Für alle Beispiele wurde j eweils Keilrippenriemen mit einem Grundkörper auf der Basis von einer peroxidisch vernetzten Kautschukmischung mit 100 phr EPDM, sowohl für die Decklage als auch für den Unterbau, hergestellt. Die EPDM-Mischung enthielt neben weiteren Mischungsbestandteilen zusätzlich 7 phr Baumwollfasern. Der Zusatz von Fasern erhöht die Weiterreißbeständigkeit der Elastomermischung. Die ShoreA-Härte der vulkanisierten Mischung gemäß DIN ISO 7619-1 (Februar 2012) betrug 85. Die Riemen enthalten Aramidcorde mit einem Durchmesser von ca. 0,75 mm als Zugträger.
Für die Prüfung der Hitzebiegewechsel (HBW) und die Geräuschprüfung wurden 6PK-Keilrippenriemen mit einer Länge von 1330 mm und einem PK-Profil mit einer Profiltiefe von 2,3 oder 2,0 mm verwendet. Für den RSG-Verschleißtest wurden 6PK-Riemen mit einer Länge von 1268 mm und einer Profiltiefe von 2,0 mm verwendet. Ermittelt wurden ebenso der Reibbeiwert (CoF, Coefficient of Friction gemäß SAE J 2432) trocken und nass.
Als gut ist ein CoF-Wert trocken zwischen 1,45 und 1,85 zu werten. Riemen mit niedrigeren Werten können in manchen Anwendungen nicht genug Leistung übertragen. CoF-Werte trocken größer als 1,85 neigen zu Schiefstellungsgeräuschen.
Die CoF Werte nass sind ein Maß für die Leistungsübertragungsfähigkeit der Riemen bei Nässe. CoF-Werte bei Nässe größer als 0,75 werden als positiv gewertet.
Zusätzlich wurde eine Hitzebiegewechselprüfung (HBW) durchgeführt. Bei der HBW-Prüfung werden die Keilrippenriemen auf Dauerhaltbarkeit (Biegewechsel und Wärmealterung) getestet, wobei eine tägliche visuelle Kontrolle des Riemens erfolgte. Gewöhnlich zeigen Keilrippenriemen im Rahmen der HBW-Prüfung nach einer gewissen Laufzeit erst Anbrüche und dann Ausbrüche. Als Soll-Vorgabe wird ein Wert von mehr als 300 h vorgegeben. Die Prüfung wurde jeweils abgebrochen, wenn bei der täglich durchzuführenden Kontrolle drei oder mehr Anbrüche oder ein oder mehr Ausbrüche am Unterbau beobachtet wurden. Bei der Prüfung handelte es sich um eine 5 -Scheibenprüfung (Durchmesser Antriebsscheibe = 60 mm, weitere Scheiben = 50 mm), die an den VDA-Hitzebiegewechseltest (Stand 27.09.2005) angelehnt ist, der wiederum 9 Scheiben verwendet. Die Prüfung wurde konstant bei 130°C Umgebungstemperatur durchgeführt.
Zusätzlich wurde eine Geräuschprüfung durchgeführt, bei der das Geräuschverhalten bei Scheibenversatz untersucht wurde. Der Geräuschprüfstand hat eine gerippte Antriebsscheibe mit einem Durchmesser von 130 mm. Im Lasttrum folgt eine unprofilierte Umlenkrolle mit einem Durchmesser von 65 mm und eine Rippenrolle mit 60 mm Durchmesser und eine Abtriebsrolle mit 50 mm Durchmesser. Die Riemen wurden mit einer Trumkraft von 330N vorgespannt und von der Antriebsrolle mit 1000 Umdrehungen pro Minute angetrieben. Die Antriebsrolle selbst wird von einem Elektromotor über ein Kardangelenk angetrieben, das für eine ungleichförmige Bewegung der Antriebsrolle sorgt. Bei der Durchführung des Geräuschtests wird die Rippenrolle aus der Nulllage nach vorne senkrecht zum Keilrippenriementrieb ausgelenkt, so dass sich ein Versatz zwischen den profilierten Scheiben im Keilrippenriementrieb ergibt. Dadurch wird der Trum des Riemens zwischen der Umlenkrolle und der profilierten Rolle um einen Winkel a aus der von dem Riemen umschlossenen Ebene ausgelenkt, wodurch bei manchen Riemen Zwitschergeräusche auftraten. Riemen, die auch bei Schiefstellungen bis 2° keine Geräusche aufwiesen, wurden als gut „+“ bewertet. Riemen, die bis 1.5° keine Geräusche aber bei 2° Geräusche aufwiesen, wurden als befriedigend „o“ bewertet. Riemen, die auch Geräusche bei unter 1.5° Schiefstellung entwickeln, wurden als geräuschlich schlecht
Figure imgf000009_0001
bewertet.
Da die besonders hochwertigen Textilauflagen 8 und 9 aus Tabelle 2 in einem Standardverschleißtest auf einem befeuerten Dieselmotor im Leerlauf (anders als z.B. die Textilauflagen aus Baumwolle) fast keinen Verschleiß zeigten, wurde der Verschleiß von den Textilauflagen 8 und 9 auf einem Riemen-Starter-Generator-Prüfstand (RS G-Prüf stand) bei einer Umgebungstemperatur von 110°C untersucht. Der Test ist ein Zeitraffertest. Die Belastungen und Temperaturen sind also höher als beim Einsatz der Riemen in „Mildhybrid“ -Motoren im Fahrzeug.
Das Kernstück des RSG-Prüfstand ist die „E-Maschine“ mit einer profilierten Keilrippenriemenscheibe (mit 63 mm Durchmesser), die entweder den Riemen abbremst („Rekuperieren“) oder beschleunigt („Boosten“) oder konstant belastet oder einfach nur mitläuft, dazu gibt es Übergangsphasen. Beide der Rolle benachbarten Trume werden von dem Doppelspanner mit seinen unprofilierten Rückenrollen (Durchmesser 60 mm) gespannt. Der Riemen durchläuft den 19,5 Sekunden dauernden Prüfzyklus, bei dem sich verschiedene Phasen abwechseln. Die Prüfzyklen werden so lange wiederholt, bis die Riemen entweder durch Ausbrüche, Verschleiß, Reißen oder Cordausspulung ausfallen oder bis die definierte Endlaufzeit erreicht wird.
Der genaue Prüfzyklus ist in der folgenden Tabelle 1 dargestellt:
Figure imgf000010_0001
Tabelle 1 Prüfzyklus RSG-Prüfstand
Die beiden Riemen mit den Textilauflagen 8 und 9 bestanden beide den 300h RSG-Test ohne Ausfall. Eine genaue mikroskopische Untersuchung und auch der Vergleich der Profilscans vor und nach dem Test zeigte allerdings überraschender Weise einen nennenswerten Verschleiß der Textilbeschichtung von Riemen 8 und nur einen minimalen Verschleiß bei Riemen 9. Die Gesamtergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Anhand der Tabelle 2 ist zu erkennen, dass keine aus einem Material, entweder Polyamid oder Baumwolle, (plus elastischem Hilfsfaden) gestrickten oder gewirkten Textilauflagen 1 bis 6 zu der gewünschten Kombination von Riemeneigenschaften führt. Eine bessere Ergebnisbilanz wurden mit den Riemen 7 und insbesondere 8 erzielt, die eine plattierte
Textilauflage haben, die sowohl Polyamid als auch Baumwolle (plus elastischen Hilfsfaden) enthalten. Allerdings muss hierfür erheblich mehr Material verwendet werden, was an den höheren Flächengewichten zu erkennen ist. Die Textilauflagen 7 und 8 sind typische Vertreter für die in EP2864658 Al beschriebenen plattierten Gestricke. Die besten Ergebnisse wurden mit einer im Beispiel 9 dargestellten Textilauflage erreicht. Sie ist bezüglich der Hauptfäden Baumwolle und Polyamid erfindungsgemäß nicht plattiert gestrickt und benötigt wesentlich weniger Material als die plattiert gestrickten Textilauflagen 7 und 8. Zusätzlich ist sowohl das Verschleißverhalten des Riemens mit der Textilauflage 9 überraschend besser im Vergleich zu dem Vergleichsriemen 8 als auch dessen HBW-Laufzeit.
Figure imgf000012_0001

Claims

Patentansprüche
1. Keilrippenriemen mit einem elastischen Grundkörper aufgebaut aus wenigstens einer Kautschukmischung, umfassend eine Decklage als Riemenrücken und einen Unterbau mit einer gerippten Kraftübertragungsseite, dadurch gekennzeichnet, dass die gerippte Kraftübertragungsseite des Keilrippenriemens eine Beschichtung aus einem aus Maschen aufgebauten Textil besitzt, wobei sich bezogen auf das gesamte Textil mindestens eine Maschenreihe aus einem ersten Material A aufgebaut aus nicht plattierten Fäden mit mindestens einer Maschenreihe aus einem zweiten Material B aufgebaut aus nicht plattierten Fäden abwechselt, so dass auf jeder der beiden Oberflächen des Textils das erste Material A und das zweite Material B vorhanden ist.
2. Keilrippenriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das das mittlere Flächengewicht des Textils vor der Vulkanisation 70 g/m2 bis 140 g/m2 beträgt, wobei das Flächengewicht des Textils gemäß DIN EN 12127, Ausgabe 1997-12 ermittelt wurde.
3. Keilrippenriemen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material A 50 bis 100 Gew.-% Zellulosefasem enthält.
4. Keilrippenriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material B 50 bis 100 Gew.-% Fasern aus Polyamid enthält.
5. Keilrippenriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h gekennzeichnet, dass das Textil vor der Vulkanisation zusätzlich wenigstens einen elastischen Faden aus einem dritten Material C enthält, der durch die Vulkanisation schmilzt oder sich ganz oder teilweise zersetzt.
6. Keilrippenriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h gekennzeichnet, dass als Kautschuk für die Kautschukmischung des Unterhaus Ethylen-Propyl en-Kautschuk (EPM) oder
Ethylen-Propyl en-Dien-Kautschuk (EPDM) oder eine Kombination aus EPM und EPDM eingesetzt wird.
7. Keilrippenriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Rippentiefe zwischen 1,6 und 2,6 mm beträgt.
PCT/DE2022/200092 2021-06-03 2022-05-09 Keilrippenriemen WO2022253390A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22724414.2A EP4348077A1 (de) 2021-06-03 2022-05-09 Keilrippenriemen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021205665.2 2021-06-03
DE102021205665.2A DE102021205665A1 (de) 2021-06-03 2021-06-03 Keilrippenriemen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022253390A1 true WO2022253390A1 (de) 2022-12-08

Family

ID=81748995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2022/200092 WO2022253390A1 (de) 2021-06-03 2022-05-09 Keilrippenriemen

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4348077A1 (de)
DE (1) DE102021205665A1 (de)
WO (1) WO2022253390A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009030529A1 (de) 2007-09-08 2009-03-12 Contitech Antriebssysteme Gmbh Biegeelastischer antriebsriemen, insbesondere keilrippenriemen, mit einer textilauflage auf seiner verschleissanfälligen arbeitsseite
US20100075793A1 (en) * 2008-09-23 2010-03-25 Hutchinsons Power transmission belt
EP2864658A1 (de) 2012-06-25 2015-04-29 ContiTech Antriebssysteme GmbH Artikel, insbesondere antriebsriemen, mit einer textilauflage
CA3064366A1 (en) * 2017-05-24 2018-11-29 Mitsuboshi Belting Ltd. V-ribbed belt and manufacturing method for same
EP2981735B1 (de) 2013-04-02 2020-11-04 Hutchinson Treibriemen mit einer elastomerverzahnung mit stoff auf der oberfläche
WO2020252410A1 (en) * 2019-06-13 2020-12-17 Gates Corporation Power transmission belt with striped surface and a striped cover fabric

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009030529A1 (de) 2007-09-08 2009-03-12 Contitech Antriebssysteme Gmbh Biegeelastischer antriebsriemen, insbesondere keilrippenriemen, mit einer textilauflage auf seiner verschleissanfälligen arbeitsseite
US20100075793A1 (en) * 2008-09-23 2010-03-25 Hutchinsons Power transmission belt
EP2864658A1 (de) 2012-06-25 2015-04-29 ContiTech Antriebssysteme GmbH Artikel, insbesondere antriebsriemen, mit einer textilauflage
EP2981735B1 (de) 2013-04-02 2020-11-04 Hutchinson Treibriemen mit einer elastomerverzahnung mit stoff auf der oberfläche
CA3064366A1 (en) * 2017-05-24 2018-11-29 Mitsuboshi Belting Ltd. V-ribbed belt and manufacturing method for same
WO2020252410A1 (en) * 2019-06-13 2020-12-17 Gates Corporation Power transmission belt with striped surface and a striped cover fabric

Also Published As

Publication number Publication date
EP4348077A1 (de) 2024-04-10
DE102021205665A1 (de) 2022-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008055497B4 (de) Elastischer Artikel, insbesondere Antriebsriemen, mit einer Textilauflage und einem Haftvermittler aus schmelzbarem Kunststoff
EP2545296B1 (de) Antriebsriemen, insbesondere keilrippenriemen, mit einer gewebeauflage
DE102005062082B4 (de) Kraftübertragungsriemen und Verfahren zum Formen eines Kraftübertragungsriemens
DE112007000151B4 (de) Friktionsantriebsriemen und Verfahren zum Herstellen desselben
DE112014001531T5 (de) Reibantriebsriemen
DE112005002891T5 (de) Keilrippenriemen und Antriebsriemenantriebssystem für Kraftfahrzeugnebenaggregate unter Verwendung desselben
EP2359026A1 (de) Artikel, insbesondere antriebsriemen, mit einer textilauflage und verfahren zur herstellung eines antriebsriemens
DE102004019025B4 (de) Reibschlüssiger Kraftübertragungsriemen und Riemenantriebsvorrichtung mit diesem
EP2699820B1 (de) Antriebsriemen, insbesondere keilrippenriemen, mit verbesserter reissfestigkeit
WO2011000637A1 (de) Elastischer antriebsriemen, insbesondere keilrippenriemen, mit vermindertem spannungsverlust
DE112009002575T5 (de) Friktionsantriebsriemen
DE4303937B4 (de) V-Rippenriemen
DE69928201T2 (de) Kraftübertragungsriemen
DE112010003337T5 (de) Reibantriebsriemen und Herstellungsverfahren dafür
WO2010006831A1 (de) Ölbeständiger antriebsriemen, insbesondere zahnriemen
EP2570698B1 (de) Antriebsriemen, insbesondere Keilrippenriemen, mit einer Gewebeauflage
WO2022253390A1 (de) Keilrippenriemen
EP2549143B1 (de) Kraftübertragungsriemen, insbesondere Keilrippenriemen
DE102010060216A1 (de) Antriebsriemen, insbesondere Keilrippenriemen, und Verfahren zu dessen Herstellung
EP4298358A1 (de) Keilrippenriemen
DE102008037415A1 (de) Antriebsriemen, insbesondere Keilrippenriemen, mit einer Textilauflage und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2702093B1 (de) Elastischer artikel, insbesondere antriebsriemen, mit einer beschichtung in form eines vlieses aus einem schmelzbaren kunststoff
DE19855294B4 (de) Lasttragende Schnur für einen Transmissionsriemen und Transmissionsriemen enthaltend die lasttragende Schnur
EP4264084A1 (de) Hochleistungszahnriemen aus epdm
US20240183427A1 (en) V-ribbed belt

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22724414

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022724414

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022724414

Country of ref document: EP

Effective date: 20240103