DE19803982A1

DE19803982A1 - Transmissionsriemen

Info

Publication number: DE19803982A1
Application number: DE1998103982
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Onaka
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1997-01-28
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2018-01-29
Also published as: ID19741A; DE19803982B4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Transmissionsriemen und insbesondere einen Transmissionsriemen mit einem Kör per mit einem verstärkenden Gewebe darauf.

Es ist bekannt, Kraftübertragungssysteme zu bauen mit ei ner Vielzahl an mehrfach gerippten, auf in einem Abstand voneinander angeordneten Antriebsscheiben aufgezogenen Riemen. Dieser Systemtyp kann verwendet werden, um Hochleistungsmaschinen wie Pressen, Kompressoren usw. zu betreiben. In solchen Umgebungen werden die Riemen beim Betrieb oftmals unabhängig in Schwingungen versetzt. Die ses Schwingen kann dazu führen, daß benachbarte Riemen in Kontakt treten und sich gegenseitig beeinträchtigen.

Bezüglich dieses Problems ist es bekannt, einen Bandrie men mit einem auf der rückseitigen Oberfläche des Riemens als Verbindungsband befestigten Breitwandsegeltuch oder sich seitlich erstreckendem, rolladenartig strukturier tem, teurem Segeltuch oder Vliesstoff oder dergleichen zu benutzen. Ein Beispiel für einen derartigen Bandriemen ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 57-56619 dargestellt.

Der Bandriemen mit dem Breitwandsegeltuch dehnt sich be trächtlich über die Länge des Riemens. Der Riemen ist je doch unempfindlich gegenüber Dehnung in Querrichtung zur Riemenlänge, gegeben durch den engen Winkel des Gewebes. Dies kann zu einer schlechten Übereinstimmung mit der An triebsscheibe führen, mit dem Ergebnis, daß sich das Ver bindungsband von der rückseitigen Oberfläche des Riemens ablöst.

Auf der anderen Seite können Bandriemen, die seitwärts dehnbaren Cordstoff oder Vliesstoff als Verbindungsband benutzen, durch das Zulassen substanzieller Dehnung in Querrichtung zur Riemenlänge, beträchtliche Expansion und Kompression von Gummi zwischen benachbarten Schnüren im Band erlauben. Dies kann zum Bersten des Gummis führen. Dies ist speziell ein Problem bei Antriebsscheiben mit kleinem Durchmesser.

Wegen des obigen Problems sind in jüngerer Zeit gewöhnli che, einfache Stoffe oder Twillstoffe verwendet worden, um das Verbindungsband in Bandriemen zu bestimmen. Ban driemen mit rohen Kanten werden oft an Stelle von um wickelten Riemen verwendet.

Unlängst wurden Bandriemen mit rohen Kanten für Dieselmo toren verwendet, wie sie in großen Bussen und Schwerlast- LKWs eingesetzt werden. Diese Riemen sind allgemein er forderlich, um eine Kilometerzahl von mindestens 100 000 Kilometern zu erreichen. Ein Schaden an diesen Riemen ist oft dem Bruch der Gummischicht zuzuschreiben, welche durch termische Zersetzung verursacht wird, d. h. der Ver härtung der gestauchten und der angespannten Gummischich ten. Ein Defekt ist oftmals dem Reißen und Ablösen des Verbindungsbandes zuzuschreiben, was durch Dehnungsermü dung und termische Zersetzung hervorgerufen wird, die sich in dem Verbindungsband konzentrieren können. Im all gemeinen überlappen die Kanten des verstärkenden Gewebes, welches eine Form des Verbindungsbandes darstellt, und die Kanten sind miteinander verbunden. Die verbundenen Kanten können sich voneinander lösen, wenn der Bandriemen im Betrieb gedehnt und erhitzt wird. Dies kann dazu füh ren, daß das verstärkende Gewebe und die angespannte Gum mischicht vom Rest des Riemens getrennt werden und so die Lebensdauer des Riemens in unerwünschter Weise verkürzt wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Transmissions riemen mit einem Körper mit einer Länge, in einem seitli chen Abstand voneinander angeordneten Seiten, einer In nenseite und einer Außenseite. Mindestens eine V-förmige Rille erstreckt sich auf der Innenseite des Riemenkörpers in Längsrichtung des Körpers, auf diese Weise mindestens eine erste und eine zweite, in einem seitlichen Abstand voneinander angeordnete, sich in Längsrichtung des Kör pers erstreckende Rippe begrenzend. Auf der Außenseite des Körpers ist ein verstärkendes Gewebe aus verwebten Garnen, die eine Mischung aus Aramidfaser und Terephtha latfaser umfassen, vorgesehen.

Der Körper kann ein Kernelement aufweisen, das sich längsweise über den Körper erstreckt und eine neutrale Fläche bestimmt, ein gespanntes Teilstück innerhalb der neutralen Fläche und ein gestauchtes Teilstück außerhalb der neutralen Fläche, mit der mindestens einen sich von der Innenseite des Körpers durch das gestauchte Teilstück nach außerhalb der neutralen Fläche erstreckenden, V-förmigen Rille.

Das verstärkende Gewebe kann eine einzelne Lage umfassen.

Das verstärkende Gewebe kann eine Lage mit in einem Ab stand voneinander angeordneten ersten und zweiten Enden sein, wobei die ersten und die zweiten Enden stumpf ge stoßen und miteinander vernäht sind.

Das gestauchte und das gespannte Teilstück können jeweils durch Gummi mit darin eingelagerten kurzen, verstärkenden Fasern bestimmt sein. Die kurzen, verstärkenden Fasern haben jede eine sich seitwärts innerhalb des Körpers er streckende Länge.

Der gestauchte Bereich kann durch eine erste Gummischicht bestimmt sein, wobei das gespannte Teilstück durch eine zweite Gummischicht bestimmt ist. Eine dritte Gummi schicht befindet sich zwischen der ersten und zweiten Gummischicht, wobei das Kernelement eine in die dritte Gummischicht eingelagerte lasttragende Schnur ist.

In einer Ausführungsform ist das Gewichtsverhältnis von Aramidfaser zu Polyethylenterephthalatfaser zwischen 25% und 75%.

Das verstärkende Gewebe kann aus gezwirntem Mischgarn mit Faser und Spinnfasergarn aus Polyethylentherephthalatfa ser gemacht sein.

Die Aramidfaser kann mindestens entweder eine Polymeta phenylenisophthalamidfaser oder eine Polyparaphenylen terephthalamidfaser sein.

Die kurzen verstärkenden Fasern können seitlich aus dem Körper von mindestens entweder dem komprimierten Teil stück oder dem gespannten Teilstück herausragen.

In einer Ausführungsform haben die erste und die zweite, im seitlichen Abstand voneinander angeordneten Rippen in regelmäßigen Abständen voneinander Zähne entlang der Län ge des Körpers.

Das verstärkende Gewebe kann sich auf der Innenseite des Körpers befinden.

Das verstärkende Gewebe auf der Außenseite des Körpers kann aus Schuß- und Kettfäden gemacht sein, welche sich in einem Winkel von 90°-120° kreuzen.

Das verstärkende Gewebe auf der Außenseite des Riemenkör pers kann mit RFL behandelt und durch Friktionsbeschich tung mit einer Gummizusammensetzung beschichtet werden.

Das verstärkende Gewebe auf der Außenseite des Körpers kann aus 5-40 Spinnfasergarnen, gekennzeichnet durch Fasern aus Polymetaphenylenisophthalamid mit einer Dicke von 1,0-4,0 Denier und eine Spinnlänge von 20 bis 80 mm, verdrillt mit 5 bis 40 Spinnfasergarnen, gekennzeich net durch Fasern aus Polyethylenterephthalat mit einer Dicke von 2,0 bis 10,0 Denier und einer Spinnlänge von 20 bis 80 mm, hergestellt sein.

Das verstärkende Gewebe auf der Außenseite des Riemenkör pers kann bestimmt sein durch 5 bis 40 Spinnfasergarne, hergestellt durch Mischen und Spinnen von Polymetapheny lenisophthalamidfasern mit einer Dicke von 1,0 bis 4,0 Denier und einer Spinnlänge von 20 bis 80 mm und Polye thylenterephthalatfasern mit einer Dicke von 2,0 bis 10,0 Denier und einer Spinnlänge von 20 bis 80 mm.

Die kurzen verstärkenden Fasern können Para-Aramidfasern sein.

In einer Ausführungsform hat eine Vielzahl der Para- Aramidfasern aus dem Körper herausragende Teilstücke, wo bei die aus dem Körper herausragenden Teilstücke fibril liert sind.

In einer Ausführungsform hat die Vielzahl der Para- Aramidfasern Hauptbereiche, die in den Körper eingebettet sind und die eine Dicke haben und die herausragenden Teilstücke der Para-Aramidfasern weisen eine Dicke zwi schen 1/8 und der Hälfte der Dicke der Hauptbereiche der Para-Aramidfasern auf.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein verstärkendes Gewebe zur Verwendung in einem Transmissionsriemen, wobei das verstärkende Gewebe den oben beschriebenen Aufbau hat.

Fig. 1 zeigt ausschnittsweise eine perspektivische An sicht eines Teilstücks eines Transmissionsriemen, herge stellt gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Ansicht wie in Fig. 1 von einer modifi zierten Ausführungsform des Transmissionsriemens, herge stellt gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ist die einfache Ansicht eines Teilstücks des ver stärkenden Gewebes, gemäß der vorliegenden Erfindung und verwendbar zum Bau des Riemens in Fig. 1 und 2;

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schlauchs des verstärkenden Gewebes aus Fig. 3 verwendet zum Bau des erfindungsgemäßen Transmissionsriemens.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Transmissionsriemens 10 dargestellt. Der Transmissions riemen 10 hat einen Körper 12 mit einer sich in Richtung des doppelköpfigen Pfeils 14 erstreckenden Länge, eine innere Oberfläche 16, eine äußere Oberfläche 18 und in einem seitlichen Abstand voneinander angeordnete Seiten 20, 22. Der Riemenkörper 12 hat darin eingelassene, last tragende und eine neutrale Fläche P zwischen der Innen seite und der Außenseite des Riemenkörpers 12 bestimmende Schnüren 24. Ein gespanntes Teilstück 26 wird außerhalb der neutralen Fläche P bestimmt, mit einem gestauchten Teilstück 28, welches innerhalb der neutralen Fläche P bestimmt ist. Das gespannte Teilstück 26 wird durch eine Gummischicht 30 mit darin eingelagerten kurzen, verstär kenden Fasern 32 bestimmt. Das gestauchte Teilstück 28 wird durch eine Gummischicht 34 mit darin eingelagerten kurzen, verstärkenden Fasern 36 bestimmt. Die verstärken den Fasern 32, 36 haben seitlich zum Riemenkörper 12 aus gerichtete Längen. Eine Polster-Gummischicht 38 ist zwi schen der gespannten Gummischicht 30 und der gestauchten Gummischicht 34 angeordnet. Die lasttragenden Schnüre 24 sind in die Polster-Gummischicht 38 eingebettet. Die lasttragenden Schnüre 24 können aus Polyester, Nylon, Aramidfasern oder dergleichen gemacht sein.

V-förmige Rillen 40 erstrecken sich von der Innenseite des Riemenkörpers 12 in Längsrichtung des Riemenkörpers 12, in dieser Weise V-förmige Rippen 42 bestimmend. Die Rillen 40 sind auf den Kontakt mit einer Antriebsscheibe (nicht dargestellt) mit darauf befindlichen, komplementär ausgeformten Vorsprüngen angepaßt. Die Rillen 40 sind in seitlicher Richtung regelmäßig voneinander beabstandet und jede erstreckt sich über die neutrale Fläche P hinaus nach außen. In dieser Ausführungsform liegt der Ursprung 44 jeder Rille 40 innerhalb der gespannten Gummischicht 30. Dies gewährt eine solide Antriebsfläche auf den Rip pen 42 für eine Kraftübertragungsfähigkeit bei Hochbela stung. Dieser Riementyp unterscheidet sich von V-gerippten Riemen mit auf der Innenseite des Riemens aus geformten Rillen, die sich nicht über eine entsprechende neutrale Fläche hinaus nach außen erstrecken.

In dem gestauchten Teilstück 28 sind die Rippen 42 so ge formt, um Zähne 46 auszubilden, die über die Länge des Körpers 12 regelmäßig beabstandet sind. Die gezahnte An ordnung verstärkt die Biegungsflexibilität des Körpers 12. Die Neigung und die Tiefe der Zähne 46 können durch einen Durchschnittsfachmann der Riementechnik optimiert werden.

In Fig. 2 ist eine modifizierte Ausführungsform 50 des erfindungsgemäßen Transmissionsriemens dargestellt. Der Transmissionsriemen 50 hat eine zu Fig. 1 entsprechende Anordnung von Bestandteilen, wobei die einzige Ausnahme darin besteht, daß die Rippen 52, welche den Rippen 42 entsprechen, keinerlei darin ausgeformte Zähne aufweisen. Rillen 54 mit der gleichen Anordnung wie die Rillen 40 auf dem Transmissionsriemen 10 verursachen, daß die Rip pen 52 die gleiche Anordnung haben wie die Rippen 42. Der Körper 56 des Riemens 50 weist, mit der Ausnahme der nicht gezahnten Anordnung, die gleiche Konstruktion auf wie der Riemen 10.

Die Außenseiten beider Riemenkörper 12, 56 sind mit ver stärkendem Gewebe 58 bedeckt, wobei die Innenseiten der Körper 12, 56 mit einem verstärkenden Gewebe 62 bedeckt sind. Das verstärkende Gewebe 60, 62 erhöht den Biegungs ermüdungswiderstand. Das verstärkende Gewebe 60, 62 ist dazu vorgesehen, die Riemen 10, 50 gegen Scher- und Zug kräfte widerstandsfähiger zu machen.

Das verstärkende Gewebe 62 ist ein einlagiges, aus Schuß- und Kettfäden gefertigtes Breitwandsegeltuch. Die einzel ne Lage erhält die Flexibilität des Riemens. Der Kreu zungswinkel zwischen Schuß- und Kettfaden beträgt 90° bis 120°, wobei die Fäden zur Länge des Riemens gewinkelt sind. Das Gewebe 58 ist durch eine Lage bestimmt mit im Abstand voneinander angeordneten Enden 64, 66, welche in der Verbindung 68 stumpf gestoßen sind. Die Enden 64, 66 sind an der Verbindung 68 maschinenvernäht.

In Fig. 3 wird das Verfahren zur Herstellung des verstär kenden Gewebes 58 beschrieben. Ein schräg verbundener Se geltuchstreifen 70 wird durch Ausbildung schräg geschnit tener Verbindungen 72 in einer Mehrzahl von Breitwandse geltuchstreifen geformt. Die Streifen werden durch ma schinelles Weben von Kett- und Schußfäden unter Verwen dung eines Kreuzungswinkels, der im Bereich von 90° bis 120° liegt, hergestellt. Der Streifen 70 wird mit RFL be handelt und dann durch Friktionsbeschichtung mit einer Gummizusammensetzung beschichtet, um einen Gummi imprägnierten Segeltuchstreifen zu bestimmen. Das RFL ist ein Gemisch aus Resorcin-Formalin-Präkondensat mit Latex. Das Latex kann beispielsweise Chloropren, Styrolbutadien vinylpyridin-Terpolymer, hydriertes Nitril, Nitrilbutadi engummi oder dergleichen sein.

Der Streifen 70 wird zu einer vorbestimmten Weite zer schnitten. Die schräg geschnittenen Verbindungen 72 wer den dann freigegeben und die Enden stumpf gestoßen durch maschinelles Vernähen mit einem Überwendstich unter Ver wendung von Nylon- oder Baumwollfaden. Zusätzlich werden beide Enden 74, 76 des Streifens 70 wie oben beschrieben stumpf gestoßen und maschinell vernäht, um das Gewebe 58 in einen zylindrischen Schlauch 78 zu formen, wie in Fig. 4 dargestellt. Das Gewebe 58, dargestellt in Fig. 4, hat mindestens eine Naht 68, wobei alle Nähte 68 maschinell vernäht sind. Die Nahtlinien können parallel oder im Win kel zur zentralen Achse 80 des Schlauchs 78 verlaufen.

Das verstärkende Gewebe 58 wird durch das Weben gemisch ter Garne aus Aramidfaser und Polyethylenterephthalatfa ser hergestellt. Die Aramidfaser kann eine Meta- Aramidfaser (Polymetaphenylenisophthalamidfaser) oder ei ne Para-Aramidfaser (Polyparaphenylenterephthalamidfaser) sein. Für diesen Zweck geeignete kommerzielle Produkte werden derzeit unter den Marken TWARON®, KEVLAR® und TECHNORA® verkauft.

5 bis 40 Garne, hergestellt aus Polymetaphenylenisophtha lamidfaser mit einer Dicke von 1,0 bis 4,0 Denier und ei ner Spinnlänge von 20 bis 80 mm, können zusammen mit 5 bis 40 Spinnfasergarnen aus Polyethylenterephthalatfaser mit einer Dicke von 2,0 bis 10,0 Denier und einer Spinn länge von 20 bis 80 mm in einer solchen Weise verdrillt sein, daß der Gewichtsanteil von Polymetaphenyleni sophthalamidfaser zwischen 25% und 75% liegt. Das der artig verdrillte Garn wird zur Herstellung des verstär kenden Gewebes 58 verwendet.

Alternativ werden 5 bis 40 gemischte Spinnfasergarne durch Mischen und Spinnen von Polymetaphenylenisophthala midfaser mit einer Dicke von 1,0 bis 4,0 Denier und einer Spinnlänge von 20 bis 80 mm und Polyethylenterephthalat faser mit einer Dicke von 2,0 bis 10,0 Denier und einer Spinnlänge von 20 bis 80 mm in einer solchen Weise, daß der Gewichtsanteil der Polymetaphenylenisophthalamidfaser im gemischten Spinnfasergarn zwischen 25% und 75% liegt, hergestellt.

Polymetaphenylenisophthalamidfaser ist kommerziell in Produkten erhältlich, die derzeit unter den Marken CORNEX® und NOMEX® vertrieben werden.

Das oben beschriebene verdrillte Mischgarn oder Misch spinnfasergarn werden als Schuß- und/oder Kettfäden zur Herstellung des verstärkenden Gewebes 58 verwendet.

Es ist allgemein festgestellt worden, daß bei einem Ge wichtsanteil an Aramidfaser von weniger als 25%, das daraus hergestellte verstärkende Gewebe eine relativ ge ringe Festigkeit aufweist. Das Leben des Riemens, in wel ches das Gewebe eingearbeitet wird, kann verkürzt sein. Darüberhinaus kann die Abnutzungsresistenz des Riemens gering sein. Wenn andererseits der Gewichtsanteil an Ara midfaser größer als 75% ist, kann die Festigkeit des aus dem Garns hergestellten verstärkenden Gewebes und die Ab nutzungsresistenz des Riemens, in welchen das Gewebe ein gearbeitet ist, unzureichend sein.

In einer beispielhaften Konstruktion des Transmissions riemens 10, 50 kann die gespannte Gummischicht 30 und die gestauchte Gummischicht 34 jede aus einem Gummimaterial hergestellt sein, das entweder aus Naturkautschuk, Sty rolbutadienkautschuk, Chloroprenkautschuk, alkyliertem chlorsulfoniertem Polyethylen, hydriertem Nitrilkau tschuk, einem gemischten Polymer aus hydriertem Nitril kautschuk und einem Metallsalz einer ungesättigten Car bonsäure oder einem Gemisch daraus gemacht ist. Die ver stärkenden Fasern 36 können Para-Aramidfasern, wie sol che, die derzeit unter den Marken TWARON®, KEVLAR® und TECHNORA® kommerziell vertrieben werden, sein oder ein Gemisch aus Para-Aramidfaser mit Nylon, Polyester, Viny lon, Baumwolle oder Meta-Aramidfaser (ein geeignetes Pro dukt wird derzeit unter dem Markennamen CORNEX® vertrie ben). In einer bevorzugten Ausführungsform wird in jeder Schicht 30, 34 ein Gemisch aus Para-Aramidfaser und Ny lon so mit Gummi vermengt, so daß die Faserlängen mit Be zug auf den Riemenkörper 12 generell seitwärts ausgerich tet sind.

Die Menge an kurzen, verstärkenden, dem Gummi zugesetzten Fasern 32, 36 kann von 5 bis 40 Gewichtsanteile betragen, liegt aber bevorzugt zwischen 8 und 15 Gewichtsanteile bezogen auf je 100 Anteile Gummi.

Die Polster-Gummischicht 38 kann mit kurzen, verstärken den Fasern versehen sein. Vorzugsweise enthält die Pol ster-Gummischicht 38 jedoch keine derartigen Fasern.

Bestimmte verstärkende Fasern 32, benachbart zu den seit lich liegenden Oberflächen 82, 84 der Rippen 42 und 86, 88 der Rippen 52 haben in das Gummi der Schichten 30, 34 eingelagerte Hauptbereiche 90 und aus den Oberflächen 82, 84, 86, 88 herausragende Teilstücke 92. Wenn Para- Aramidfasern 36 verwendet werden, sind die herausragenden Teilstücke 92 fibrilliert. Die Dicke der herausragenden und fibrillierten Teilstücke 92 ist zwischen 1/8 bis 1/2 der Dicke der eingebetteten Hauptbereiche 90 der verstär kenden Fasern 32, 36. Die fibrillierten Teilstücke 92 sind zum Teil gekräuselt. Die fibrillierten Teilstücke 92 verringern die Reibung zwischen den Riemen 10, 50 und ei ner in Kontakt stehenden Antriebsscheibe während des Be triebs, auf diese Weise den Haftungsabrieb des Gummis auf dem Riemenkörper 12, 56 hemmend und als Konsequenz daraus ebenso den Lärm reduzierend, der durch das Schleudern des Riemens 10, 50 entsteht.

Um die Faserteilstücke zu behandeln, wird der Rie menschlauch 78 zur Ausformung der Rippen 42, 54 geschlif fen. Eine Schleifscheibe mit Diamantpartikeln von 80-200 Mesh kann verwendet werden und diese kann rotiert werden, während sie gegen den Riemenschlauch 78 gepreßt wird, welcher ebenfalls vorzugsweise bewegt wird.

Zur Herstellung des Transmissionsriemen 10 wird eine fla che Preßform mit alternierenden Zähnen und Rillen verwen det. Das verstärkende Gewebe 62 ist bestimmt durch eine oder mehrere, auf die Preßform aufgelegte Lagen von Se geltuch. Anschließend wird eine Lage von nicht vulkani siertem Gummi auf das Segeltuch aufgelegt und daran lami niert. Durch Pressen der aufliegenden Gummilage gegen die Preßform wird eine gezahnte Unterlage ausgeformt.

Als eine Alternative zu der zuvor beschriebenen Ausbil dung der gezahnten Unterlage kann eine ringförmige Preß form mit den auf dem Umfang alternierenden Zähnen und Rillen verwendet werden. Die Riemenkomponenten werden nacheinander um die bezahnte Preßformoberfläche ge wickelt.

Die Preßform wird in eine Preßmaschine (nicht darge stellt) eingesetzt. Eine äußere Preßform mit längs ihrer umfänglichen Oberfläche alternierenden Zähnen und Rillen wird auf die innere Preßform montiert. Die gezahnte Un terlage, welche zur Ausformung der gestauchten Gummi schicht 34 verwendet wird, wird auf die Preßform aufmon tiert, gefolgt von einer die Polstergummischicht 38 aus formenden Lage, lasttragenden Schnur 24, einer die ge spannte Gummischicht 30 ausformenden Lage und dem ver stärkenden Gewebe 62. Durch ein herkömmliches Verfahren werden die solcherart laminierten Komponenten vorgeformt und anschließend in eine Ummantelung eingepaßt, welche am Platz gehalten wird, während eine Vulkanisation in der üblichen Weise ausgeführt wird. Der vulkanisierte zylin drische Riemenschlauch wird dann von der Form befreit und geschliffen und zu einzelnen Riemen von vorbestimmter Breite zerschnitten.

Alternativ dazu kann der Riemenschlauch in einer umge kehrten Vorgehensweise geformt werden. D. h., daß das verstärkende Gewebe 62 direkt auf die Preßform aufge bracht wird, gefolgt durch eine die gespannte Gummi schicht 30 ausformende Lage, eine die Polstergummischicht 38 ausformende Lage, die lasttragenden Schnüre 24, eine die gestauchte Gummischicht 34 ausformende Lage und das verstärkende Gewebe 62. Ein äußeres Preßelement mit längs seiner inneren Umfangsoberfläche alternierenden Zähnen und Rillen wird auf die laminierten Riemenkomponenten aufmontiert. Eine Ummantelung wird auf die äußere Preß form aufmontiert. Der Riemenschlauch wird dann in her kömmlicher Weise vulkanisiert. Er wird anschließend aus der Preßform befreit und geschliffen und zur Herstellung von Riemen mit vorbestimmter Breite zerschnitten.

Für die Herstellung des Riemens 50 aus Fig. 2 wird vor zugsweise die inverse Herstellungsmethode verwendet mit dem Aufbau der Komponenten auf eine Preßform von der Au ßenseite zu der Innenseite des Riemens. Der Riemen schlauch könnte durch den Aufbau der einzelnen Komponen ten auf eine Preßform von innen nach außen geformt wer den.

Die folgenden Beispiele demonstrieren die Vorteile der vorliegenden Erfindung:

Erfindungsgemäße Probe Nr. 1

Polyethylenterephthalatfaser von der Größe 1100 Denier wurde verzwirnt mit einer Endverdrehung von 8,8 pro 10 cm und einer primären Verdrehung von 21,0 pro 10 cm in ent gegengesetzter Richtung um eine lasttragende Schnur ver drillt mit einem Drillmultiplikator von 2 × 5 herzustel len. Die Schnur wies einen Gesamt-Denier von 11 000 auf.

Die rohe Schnur wurde in einem Isocyanatkleber vorge taucht, dann bei etwa 170-180°C getrocknet. Anschlie ßend wurde die Schnur in RFL eingetaucht und abschließend in gestrecktem Zustand während einer Erhitzung auf 200-240°C fixiert.

Spinnfasergarn aus Polymetaphenylenisophthalamid (PMIA) (hergestellt und verkauft unter der Warenbezeichnung CORNEX®, Teijin Ltd.) und Spinnfasergarn aus Polyethylen terephtalat wurden zum Weben eines verstärkenden Gewebes verwendet. Die Textur des gewebten Segeltuchs ist in der untenstehenden Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

Dieses Segeltuch wurde als ein Breitbandsegeltuch ausge formt, in welchem der Kreuzungswinkel zwischen Schuß- und Kettfaden etwa 100° war. Das resultierende Breitwandse geltuch wurde in RFL Lösung eingetaucht, bestehend aus 100 Gewichtsanteilen Chloropren-Gummilatex, 14,6 Gewich santeilen Resorcin, 9,2 Gewichtsanteilen Formalin, 1,5 Gewichtsanteilen Natriumhydroxid und 262,5 Gewichtsantei len Wasser. Das Segeltuch wurde anschließend für 2 Minu ten auf 150°C erhitzt. Das derart hergestellte Segeltuch wurde durch Friktionsbeschichtung mit einer Chloropren gummizusammensetzung beschichtet, um mit Gummi imprä gniertes Segeltuch zu erhalten. Das Segeltuch wurde dia gonal geschnitten und eine Mehrzahl der geschnittenen Se geltuchstreifen wurden schräg angesetzt, um einen zusam mengefügten Segeltuchstreifen zu erhalten. Dieser Strei fen wurde auf eine vorbestimmte Breite geschnitten. Die diagonal verbundenen Stücke wurden dann freigesetzt und stumpf gestoßen und maschinell an der Nahtstelle vernäht. Beide Enden des stumpf gestoßenen Streifens wurden eben falls stumpf gestoßen und maschinell vernäht um einen zy lindrischen Schlauch aus verstärkenden Gewebe auszufor men.

Eine Gummizusammensetzung aus Chloroprengummi und kurzen Para-Aramidfasern und kurzen Nylonfasern wurde verwendet, um eine gestauchte Gummischicht und eine gespannte Gummi schicht auszuformen. Eine Gummizusammensetzung ohne jede verstärkende Faser wurde zur Ausformung einer Polstergum mischicht verwendet.

Nachdem diese Materialien hergestellt waren, wurde die Lage aus verstärkendem Gewebe auf eine Preßform gelegt, gefolgt durch die gespannte Gummischicht, die Polstergum mischicht, die lasttragenden Schnüre und die gestauchte Gummischicht. Eine äußere Preßform mit längs ihres inne ren Umfangs alternierenden Zähnen und Rillen wurde auf den Riemenschlauch montiert. Eine Ummantelung wurde dann um die äußere Preßform plaziert, wonach die derartig ge formte Anordnung in ein Vulkanisierungsgefäß eingebracht und vulkanisiert wurde. Der Schlauch wurde in einem Dop pelschraubenschleifer eingesetzt und im gespannten Zu stand mit einer Schleifscheibe geschliffen, um V-förmige Rillen in regelmäßigen seitlichen Intervallen auszufor men. Der Schlauch wurde dann zu einzelnen Riemen mit ei ner vorbestimmten Breite verschnitten, wobei das resul tierende Produkt ein rohkantiger Transmissionsriemen war.

Der derart gefertigte Riemen hatte eine äußere Breite von 57 mm, eine Dicke zwischen der Innenseite und der Außen seite von 13 mm, eine Länge von 1250 mm, ein Zahnabstand von 9,9 mm eine Zahntiefe von 3,8 mm und eine äußere Um fangslänge von 1287 mm.

Erfindungsgemäße Probe Nr. 2

Die gleichen lasttragenden Schnüre, die gleiche gespannte Gummischicht, die gleiche Polstergummischicht und die gleiche gestauchte Gummischicht und das gleiche verstär kende Gewebe wie jene in der erfindungsgemäßen Probe Nr. 1 wurden verwendet und in der gleichen Weise auf ei ner Preßform aufgebaut wie für die erfindungsgemäße Probe Nr. 1 beschrieben. Nach der Ausbildung des Riemenschlau ches wurde der Riemenschlauch mit einer Ummantelung be deckt und vulkanisiert. Der vulkanisierte Riemenschlauch wurde zur Ausbildung V-förmiger Rillen geschliffen und anschließend zur Ausbildung einzelner Riemen mit einer vorbestimmten Breite zerschnitten. Der derartig geformte rohkantige Transmissionsriemen hatte eine obere Breite von 57 mm, eine Dicke von 13 mm, eine Länge von 1250 mm und eine äußere Umfangslänge von 1287 mm.

Vergleichsprobe Nr. 1

Ein rohkantiger Transmissionsriemen wurde in der gleichen Weise hergestellt wie die erfindungsgemäße Probe Nr. 1, mit der Ausnahme, daß ein gewöhnlich verbundener Segel tuchstreifen 2fach um die gespannte Gummischicht gewunden war, um eine zweilagige Segeltuchbeschichtung zu ergeben. Die Enden des Segeltuchstreifens wurden nicht stumpf ge stoßen, sondern sie wurden überlappt und miteinander ver bunden.

Vergleichsprobe Nr. 2

Ein rohkantiger Transmissionsriemen wurde in der gleichen Weise wie die erfindungsgemäße Probe Nr. 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die gespannte Gummischicht mit einer einzelnen Lage verstärkenden Gewebes aus Baumwolle (siehe Tabelle 1) bedeckt wurde. Die Enden des Verstärkungsgewe bes aus Baumwolle wurden maschinell verbunden.

Jede der obigen Riemenproben wurde auf eine Antriebs scheibe mit einem Durchmesser von 200 mm und eine ange triebene Scheibe mit einem Durchmesser von 95 mm aufgezo gen. Eine spannungsverursachende Scheibe wurde zwischen der treibenden und der getriebenen Scheibe eingebracht und gegen den ungestützten Teil des Riemens gepreßt. Die Riemen wurden betrieben, während eine anfängliche Span nung von 588 N/Rippe und eine Belastung eines Autokraft generators von 10 kW auf die betriebene Scheibe angelegt wurde. Die treibende Scheibe wurde mit 2200 Umdrehun gen/Min. rotiert. Unter diesen Bedingungen wurde jeder Riemen betrieben bis das verstärkende Gewebe und die ge spannte Gummischicht sich vom Körper des Riemens ablöste. Die Laufzeit bis das Ablösen eintrat, wurde als die Le benszeit des Riemens gemessen. Die derart erhaltenen Da ten sind in Tabelle 2, unten gezeigt.

Tabelle 2


Lebensdauer des Riemens (Std)
Erfindungsgemäße Probe Nr. 1	1500
Erfindungsgemäße Probe Nr. 2	1200
Vergleichsprobe Nr. 1	950
Vergleichsprobe Nr. 2	700

Aus diesen Daten kann gesehen werden, daß die Laufzeit für die Transmissionsriemen der erfindungsgemäßen Proben Nr. 1 und 2 bis zum Eintreten des Ablösens des verstär kenden Gewebes und der gespannten Gummischicht vom Rest des Riemens sehr viel länger ist, als die der Riemen der Vergleichsproben Nr. 1 und 2. D. h., daß die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Riemenproben Nr. 1 und 2 sehr viel länger war als die der Riemen der Vergleichsproben Nr. 1 und 2.

Erfindungsgemäße Transmissionsriemen können vorteilhaft in mehrriemigen Kraftübertragungssystemen, in welchen ei ne Vielzahl von Transmissionsriemen, welche rohkantige Riemen sein können, gleichzeitig auf einer Antriebswelle und einer angetriebenen Welle aufgezogen sind, verwendet werden.

Die vorstehende Offenbarung von speziellen Ausführungs formen soll das breite Konzept, abgedeckt durch die Er findung, illustrieren.

Claims

1. Transmissionsriemen, enthaltend einen Körper mit einer Länge, in einem seitlichen Ab stand voneinander angeordneten Seiten, einer Innen seite und einer Außenseite, mindestens einer sich auf der Innenseite des Riemenkörpers in Längsrichtung des Körpers erstreckenden, auf diese Weise mindestens ei ne erste und eine zweite, in einem seitlichen Abstand voneinander angeordnete, sich in Längsrichtung des Körpers erstreckende Rippe begrenzenden, V-förmigen Rille und ein verstärkendes Gewebe auf der Außenseite des Körpers, aus verwebten Garnen, die ein Gemisch aus Aramidfaser und Polyethylenterephthalatfaser um fassen.

2. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Körper ein sich in Längsrichtung des Körpers erstreckendes und eine neutrale Fläche bestimmendes Kernelement, ein gespanntes Teilstück außerhalb der neutralen Fläche und ein gestauchtes Teilstück innerhalb der neutralen Fläche umfaßt und daß sich mindestens eine V-förmige Rille von der In nenseite des Körpers durch das gestauchte Teilstück nach außerhalb der neutralen Fläche erstreckt.

3. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das verstärkende Gewebe eine einzelne Lage umfaßt.

4. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das verstärkende Gewebe eine Lage mit in einem Abstand voneinander angeordneten ersten und zweiten Enden umfaßt und daß das erste und das zweite Ende stumpf gestoßen und miteinander vernäht sind.

5. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die gestauchten und die gespännten Teilstücke jeweils Gummi mit darin eingelagerten, kurzen, verstärkenden Fasern umfassen.

6. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die kurzen, verstärkenden Fasern jede eine sich seitwärts innerhalb des Körpers erstrecken de Länge haben.

7. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das gestauchte Teilstück eine erste Gummischicht umfaßt, daß das gespannte Teilstück eine zweite Gummischicht umfaßt und daß sich zwischen der ersten und der zweiten Gummischicht eine dritte Gum mischicht befindet und daß das Kernelement eine in die dritte Gummischicht eingelassene lasttragende Schnur umfaßt.

8. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Gewichtsanteil von Aramidfaser zu Polyethylenterephthalatfaser zwischen 25% und 75% liegt.

9. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das verstärkende Gewebe gezwirnte Mischgarne aus Aramidfaser und Spinnfasergarn aus Po lyethylenterephthalatfaser umfaßt.

10. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aramidfaser mindestens eine Polyme taphenylenisophthalamidfaser oder eine Polyparapheny lenterephthalamidfaser umfaßt.

11. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die kurzen, verstärkenden Fasern minde stens aus dem gestauchten Teilstück oder dem gespann ten Teilstück seitwärts aus dem Körper herausragen.

12. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß sich in regelmäßigen Abständen vonein ander entlang der Länge des Körpers auf der ersten und der zweiten, im seitlichen Abstand voneinander angeordneten Rippe Zähne befinden.

13. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß sich auf der Innenseite des Körpers ein verstärkendes Gewebe befindet.

14. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das verstärkende Gewebe Schuß- und Kettfäden umfaßt, die sich in einem Winkel von 90° bis 120° kreuzen.

15. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das verstärkende Gewebe mit RFL behan delt und durch Friktionsbeschichtung mit einer Gummi zusammensetzung beschichtet ist.

16. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das verstärkende Gewebe 5 bis 40 Spinn fasergarne, enthaltend Fasern aus Polymetaphenyleni sophthalamid mit einer Dicke von 1,0 bis 4,0 Denier und einer Spinnlänge von 20 bis 80 mm, verdrillt mit 5 bis 40 Spinnfasergarnen, enthaltend Fasern aus Po lyethylenterephthalat mit einer Dicke von 2,0 bis 10,0 Denier und einer Spinnlänge von 20 bis 80 mm, umfaßt.

17. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das verstärkende Gewebe 5 bis 40 Spinn fasergarne, hergestellt durch Mischen und Spinnen von Polymetaphenylenisophthalamidfasern mit einer Dicke von 1,0 bis 4,0 Denier und einer Spinnlänge von 20 bis 80 mm und Polyethylenterephthalatfasern mit einer Dicke von 2,0 bis 10,0 Denier und einer Spinnlänge von 20 bis 80 mm, umfaßt.

18. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die kurzen, verstärkenden Fasern Para-Aramidfasern umfassen.

19. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 18, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Vielzahl der Para-Aramidfasern aus dem Körper herausragende Teilstücke aufweist und daß die aus dem Körper herausragenden Teilstücke fi brilliert sind.

20. Transmissionsriemen gemäß Anspruch 19, dadurch ge kennzeichnet, daß die Vielzahl der Para-Aramidfasern Hauptbereiche aufweist, die in den Körper eingebettet sind und die eine Dicke haben und daß die herausra genden Teilstücke der Para-Aramidfasern eine Dicke zwischen 1/8 und der Hälfte der Dicke des Hauptbe reichs der Para-Aramidfasern aufweisen.

21. Verstärkendes Gewebe zur Verwendung in einem Trans missionsriemen, enthaltend Garne mit einem Gemisch aus Aramidfaser und Polyethy lenterephthalatfaser, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Aramidfaser zu Polyethylen terephthalatfaser zwischen 25% und 75% liegt.

22. Verstärkendes Gewebe nach Anspruch 21, dadurch ge kennzeichnet, daß das verstärkende Gewebe eine Lage mit ersten und zweiten Enden umfaßt und daß die er sten und die zweiten Enden stumpf gestoßen und mit einander vernäht sind.

23. Verstärkendes Gewebe nach Anspruch 22, dadurch ge kennzeichnet, daß das verstärkende Gewebe gezwirnte Mischgarne aus Aramidfaser und Spinnfasergarn aus Po lyethylenterephthalatfaser umfaßt.

24. Verstärkendes Gewebe nach Anspruch 22, dadurch ge kennzeichnet, daß die Aramidfaser mindestens eine Po lymetaphenylenisophthalamidfaser oder eine Polypara phenylenterephthalamidfaser umfaßt.

25. Verstärkendes Gewebe nach Anspruch 22, dadurch ge kennzeichnet, daß das verstärkende Gewebe Schuß- und Kettfäden umfaßt, die sich in einem Winkel von 90° bis 120° kreuzen.

26. Verstärkendes Gewebe nach Anspruch 22, dadurch ge kennzeichnet, daß das verstärkende Gewebe mit RFL be handelt und durch Friktionsbeschichtung mit einer Gummizusammensetzung beschichtet ist.

27. Verstärkendes Gewebe nach Anspruch 22, dadurch ge kennzeichnet, daß das verstärkende Gewebe 5 bis 40 Spinnfasergarne, enthaltend Fasern aus Polymetapheny lenisophthalamid mit einer Dicke von 1,0 bis 4,0 De nier und einer Spinnlänge von 20 bis 80 mm, verdrillt mit 5 bis 40 Spinnfasergarnen, enthaltend Fasern aus Polyethylenterephthalat mit einer Dicke von 2,0 bis 10,0 Denier und einer Spinnlänge von 20 bis 80 mm, umfaßt.

28. Verstärkendes Gewebe nach Anspruch 22, dadurch ge kennzeichnet, daß das verstärkende Gewebe 5 bis 40 Spinnfasergarne, hergestellt durch Mischen und Spin nen von Polymetaphenylenisophthalamidfasern mit einer Dicke von 1,0 bis 4,0 Denier und einer Spinnlänge von 20 bis 80 mm und Polyethylenterephthalatfasern mit einer Dicke von 2,0 bis 10,0 Denier und einer Spinn länge von 20 bis 80 mm, umfaßt.