ПРИВОДНОЙ РЕМЕНЬ Российский патент 2011 года по МПК F16G5/08 B60C9/00 D02G3/48 

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение, в общем смысле, относится к приводному ремню, имеющему усовершенствованный работающий на растяжение корд, более контрено к приводному ремню, имеющему работающий на растяжение корд с малой усадкой, содержащий полиэфирные волокна, не изменяющие размеры, и, в частности, к V-образному (клиновому) ремню для регулирования скорости или включения сцепления, имеющему работающий на растяжение корд из полиэфирных волокон, с не изменяющимися размерами, продаваемый под торговым наименованием А360 или А363 Performance Fibers, Inc.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Являются известными многие корды из разных материалов для образования работающего на растяжение корда приводных ремней. Необходимость в стабильности размеров является известной для применений зубчатых ремней, и существуют многочисленные предложения для достижения стабильности размеров. Один аспект стабильности размеров заключается в небольшом удлинении во время использования, то есть небольшое увеличение или высокий модуль. Другой аспект стабильности размеров заключается в термоусадке после нагревания ремня вследствие работы. Обычно проблемы нестабильности размеров связаны с кордом, выполненным из термопластичных полимеров, например полиэфира (такого как полиэтилентерефталат или «ПЭТ»), нейлона, поливинилового спирта и полиэтиленнафталата («ПЭН»). «Показатель Стабильности Размеров» («ПСР») может быть определен как сумма относительного удлинения при 45 Н на 1000 денье («д») (4,5 г/д) и относительной свободной термоусадки на воздухе при заданной температуре, например, 177°С (в соответствии со способом ASTM D885). Примерами, которые решают одну или более проблем, относящихся к стабильности размеров зубчатых ремней, являются: патент США № 3992959, Cicognani, патент США № 6695733, Knutson, патент США № 6358171, Whitfield, и патент США № 5807194, Knutson и другие. Многие из этих предложений включают в себя очень дорогостоящие материалы, например РВО, углеволокно, арамид или полиэтиленнафталат (ПЭН). Другие кордные материалы, предложенные для таких применений, включают в себя корд из стекловолокна, который требует сложных процессов обработки, и вискозу, которая имеет относительно небольшую прочность на растяжение, тем не менее еще более дорогостоящую, чем ПЭТ. Таким образом, ПЭТ, как правило, используется, где требуется хороший, недорогой корд, но где может допускаться либо большое удлинение, либо большая термоусадка. Применения, требующие большую стабильность размеров, то есть как небольшое удлинение, так и малую термоусадку, как привило, требуют вискозу, арамид, стекловолокно, графит или ПЕН, РВО, ПВА все из которых обладают более высокими эксплуатационными характеристиками, но также являются более дорогостоящими. Однако многочисленные применения ремней, которые обладают возрастающими требованиями к стабильности размеров, представляют собой крупносерийное производство, которое требует более экономичных подходов, чем эти предложенные материалы.

В частности, применения с регулируемой скоростью, например скутеры, снегоходы и тому подобное, предъявляют исключительные требования к рабочим характеристикам V-образных (клиновых) ремней, в целом, и, в частности, к материалам работающего на растяжение корда. Одна проблема заключается в том, что удлинение и/или термоусадка ремня во время применения изменяет переключение и другие рабочие характеристики привода с регулируемой скоростью. В качестве другого примера, V-образные (клиновые) приводы с механизмом включения сцепления, как использующийся в приводных инструментах, газонокосилках и тому подобное, требуют стабильности размеров для правильного процесса сцепления, как описано, например, в патенте США № 6595883, Breed и другие. В качестве третьего примера, зубчатые ремни или синхронные ремни также требуют превосходной стабильности размеров для поддержания надлежащего зацепления с взаимодействующими зубчатыми шкивами или звездочками. Хотя подробные списки кордных материалов для таких ремней часто включают в себя такие материалы, как полиэфир, вискозу или нейлон, как правило, рекомендуется, чтобы материалы с большими модулями и большей прочностью и более дорогостоящие, например арамид, графит, стекловолокно, использовались в таких применениях, требующих исключительной стабильности размеров. В частности, полиэфир является экономичным и может растягиваться во время обработки для обеспечения большого модуля и небольшого удлинения, но затем имеет чрезмерную термоусадку, которая может быть полезной для поддержания натяжения в некоторых ременных приводах, но является неблагоприятной для приводов с регулируемой скоростью, требующих стабильности размеров. Таким образом, усовершенствованные полиэфиры, включая так называемый стабильный по размерам полиэфир («СРП») или высокомодульный, малоусадочный полиэфир («ВММУ» полиэфир) являются экономичными, но по-прежнему показывают недостаточную стабильность размеров для некоторых применений. Пример СРП, имеющего ПСР от 8% до 11%, раскрытый в патенте США № 5067538. Корд с ПСР, не превышающим около 6%, не раскрывается или не предлагается. Остается потребность в более экономичном кордном материале с подходящими высокими рабочими характеристиками и высокими характеристиками стабильности размеров для V-образных ремней для применений с целью регулирования скорости, включая применения с целью сцепления и тому подобное.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к системе и способу, которые обеспечивают стабильный по размерам приводной ремень с регулируемой скоростью. Также изобретение обеспечивает преимущества крайне малой термоусадки и больших модулей, по сравнению с ремнями, использующими традиционные СРП или ВММУ полиэфир.

Главным аспектом изобретения является приводной ремень, имеющий работающий на растяжение корд с полиэфирным волокном. Корд характеризуется, по меньшей мере, одним из показателей: термоусадка при 100°С, не превышает 1%, термоусадка при 150°С, не превышает около 1,5%, и Показатель Стабильности Размеров, не превышает около 6%; и ремень отличается термоусадкой после 24 часов при 100°С, не превышающей 1%. ПСР вычисляется как сумма относительного удлинения при растягивающей нагрузке в 4,5 г/д, и относительной термоусадке на воздухе при 177°С.

Полиэфир может представлять собой полиэфир, продаваемый под торговой наименованием А360 или А363 Performance Fibers, Inc., или эквивалентный.

Ремень по изобретению может представлять собой клиновой ремень, синхронный ремень или поликлиновой ремень. Ремень может быть приспособлен для использования в ременном приводе с регулируемой скоростью.

В дополнительном аспекте изобретения корд может содержать шесть нитей из волокна А360 в 2/3 тросовой конструкции.

Вышеизложенное выделило довольно широко признаки и технические преимущества настоящего изобретения для того, чтобы подробное описание изобретения, которое следует, могло быть лучше понято. Дополнительные признаки и преимущества изобретения будут описаны в дальнейшем, которые составляют предмет формулы изобретения. Специалистами в данной области должно быть оценено, что раскрытые идея и конкретный вариант осуществления могут легко использоваться в качестве основы для модификации или проектирования других конструкций для осуществления таких же целей настоящего изобретения. Также специалистам в данной области должно быть понятно, что такие эквивалентные конструкции не выходят за идею и объем изобретения, как изложенный в прилагаемой формуле изобретения. Новые признаки, которые предполагаются в качестве характеристики изобретения, как для его устройства, так и для порядка эксплуатации, вместе с дополнительными целями и преимуществами, будут лучше поняты из следующего описания, при рассмотрении во взаимосвязи с прилагающимися чертежами. Однако следует четко понимать, что каждый чертеж предусмотрен только для цели иллюстрации и описания и не предназначен в качестве определения ограничений настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи, которые включены в и составляют часть описания изобретения, на которых одинаковые позиции обозначают одинаковые части, иллюстрируют варианты осуществления настоящего изобретения и, вместе с описанием, служат для объяснения принципов изобретения. На чертежах:

Фиг. 1 представляет собой перспективный вид, с элементами в разрезе, участка поликлинового ремня, выполненного в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 представляет собой перспективный вид, с элементами в разрезе, участка клинового ремня, выполненного в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 представляет собой перспективный вид, с элементами в разрезе, участка синхронного ремня, выполненного в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 4 представляет собой перспективный вид варианта осуществления устройства изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На Фиг. 1-3 показаны три варианта осуществления ремня согласно изобретению, каждый имеет работающий на растяжение корд 22. Основное усовершенствование заключается в использовании для работающего на растяжение корда 22 чрезвычайно малоусадного типа полиэфирной нити, которая, например, продается под торговым наименованием А360 или А363 Performance Fibers, Inc. или эквивалента. Чрезвычайно малоусадная полиэфирная нить, применимая при осуществлении изобретения, может отличаться Показателем Стабильности Размеров («ПСР»), не превышающим около 6%. ПСР в 6% является значительно ниже, чем обеспеченный в обыкновенных СРП или ВММУ полиэфирных кордах. ПСР включает в себя модульную составляющую и составляющую усадки. Модульная составляющая представлена как Удлинение при Заданной Нагрузке («УПЗН»), которое, в действительности, изменяется обратно пропорционально модулю. Здесь используется заданная нагрузка в 4,5 г/д, если не указана другая. Составляющая Термоусадки («ТУ») ПСР для нити или работающего на растяжение корда, как правило, определяется в соответствии с ASTM D885, с различными изменениями, в зависимости от предпочтения поставщика, конструкции приспособления и тому подобного. Составляющая ТУ, обычно, основывается на предварительном натяжении в 0,05 г/д и температуре 177°С и измеряется в воздухе. Другие изменения, на которые будет ссылка ниже, включают в себя измерение в масле и при температурах 100°С или 150°С. Работающий на растяжение корд, применимый в настоящем изобретении, также может отличаться термоусадкой при 100°С, не превышающей 1%, или термоусадкой при 150°С, не превышающей около 1,5%. Таблица 1 показывает свойства нити для А360 и различных других и традиционных материалов, будут рассмотрены более подробно ниже.

На Фиг.1 в целом показан поликлиновой ремень 10, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Поликлиновой ремень 10 включает в себя эластомерную основную часть 12 тела ремня, или подкордный элемент, и взаимодействующую со шкивом часть 14, расположенную вдоль внутренней периферии основной части 12 тела ремня. Слово «шкив», которое используется в этом контексте, включает в себя традиционные шкивы и звездочки, использующиеся вместе с приводным ремнем, и также ролики и аналогичные устройства. Конкретная взаимодействующая со шкивом часть 14 ремня на Фиг.1 имеет форму множества ребер, содержащих возвышенные участки или вершины 36, чередующиеся с множеством углубленных участков 38, задавая между ними противоположно направленные стороны. В каждом из примеров на Фиг. 1-2 взаимодействующая со шкивом часть 14 составляет одно целое с основной частью 12 тела ремня и может быть выполнена из таково(их) же эластомерного(ых) материала(ов), как описано ниже. Однако на Фиг.3 можно увидеть, что взаимодействующая со шкивом часть 14 содержит армирующую ткань 24, объяснение которой более подробно приведено ниже, которая традиционно применяется в конфигурациях выполнения синхронного ремня и, таким образом, выполнена из материала, отличного от основной части 12 тела ремня в этом варианте осуществления настоящего изобретения.

Работающий на растяжение или несущий нагрузку кордный участок 20 расположен над подкордным элементом 12 для обеспечения поддержки и прочности ремня 10. В показанном виде работающий на растяжение участок содержит, по меньшей мере, один, проходящий в продольном направлении, работающий на растяжение корд 22, описанный более подробно ниже, выровненный по длине ремня, и, в соответствии с разными вариантами осуществления настоящего изобретения, находится, по меньшей мере, в частичном контакте с адгезивным резиновым элементом 18, или заделан в него, описанным более подробно ниже. Опытный практик быстро поймет, что на некоторых Фиг. 1-3 адгезивный резиновый элемент 18 показан в увеличенном виде для того, чтобы зрительно его отличить от других эластомерных частей ремня. В действительности, отвердевший композитный материал часто зрительно неотличим от окружающей эластомерной части тела ремня, за исключением случаев, например, когда один, а не другой из адгезивного резинового элемента 18 и подкордного элемента 12 заполнен волокном. Адгезивный резиновый элемент 18, в действительности, может быть из такого же материала, что и эластомерное основное тело 12 ремня.

Армирующая ткань (не показанная на Фиг.1) может дополнительно применяться и в случае V-образных (клиновых) ремней и поликлиновых ремней, непосредственно прикрепляется вдоль поверхности ремня, противоположной взаимодействующей со шкивом части 14, для образования поверхностного покрытия или надкордного элемента для ремня. Ткань может иметь любую требуемую структуру, например традиционное переплетение, состоящее из основных и уточных нитей, с любым требуемым углом, или может состоять из основных нитей, скрепленных друг с другом посредством разнесенных уточных кордов, как в примере шинной кордной ткани, или вязаную или плетеную структуру, или нетканую структуру, или может представлять собой бумагу, или полимерную пленку и тому подобное. Ткань может быть покрыта посредством трения или нанесения тонкого слоя с одинаковой или другой эластомерной композицией, что и у эластомерного основного тела 12 ремня. Может использоваться больше чем один слой ткани. Если требуется, ткань может быть разрезана или иным образом сформирована, чтобы размещаться под наклоном, таким образом, что пряди образуют угол с направлением перемещения ремня. Один вариант осуществления такого применения армирующей ткани показан на Фиг.2, в котором покрытое посредством нанесения тонкого резинового слоя шинная кордная ткань 29 показана в увеличенном виде. Применение нетканого или бумажного материалов описывается, например, в патенте США № 6793599, Patterson и другие, и содержание этого патента, относительно вышеупомянутого, включено сюда путем ссылки. Применение полимерной пленки описано, например, в публикации заявки на патент США № 2002/0187869, и содержание этой публикации, относительно вышеупомянутого, включено сюда путем ссылки.

Ссылаясь на Фиг.2, показан зубчатый клиновой ремень 26. Клиновой ремень 26 включает в себя основную эластомерную часть 12 тела ремня, аналогичную показанной на Фиг.1, и работающий на растяжение или несущий нагрузку участок 20 в виде одного или более работающих на растяжение кордов 22, заделанных в дополнительный адгезивный резиновый элемент 18, также аналогичный показанному на Фиг.1. Основная эластомерная часть 12 тела ремня, адгезивный резиновый элемент 18 и несущий нагрузку участок 20 клинового ремня 26 могут быть выполнены из одинаковых материалов, как описано выше для Фиг.1.

Клиновой ремень 26 также включает в себя взаимодействующую со шкивом часть 14, как и в поликлиновом ремне 10 на Фиг.1. Боковые поверхности основной эластомерной части 12 тела ремня, или в случае клинового ремня, как показанный, участка сжатия, служат в качестве передающих крутящего момента поверхностей ремня 26. В показанном варианте осуществления взаимодействующая со шкивом часть 14 выполнена в виде чередующихся, V-образных, углубленных поверхностей или впадин 28 и зубчатых выступов 30. Чередующиеся углубленные поверхности 28 и выступы 30 могут, предпочтительно, проходить, в общем смысле, по синусоидальной траектории, как показанная, которая служит для распределения и уменьшения до минимума изгибающих напряжений, когда взаимодействующая со шкивом часть 14 проходит вокруг шкивов во время работы.

Хотя, в показанном варианте осуществления, клиновой ремень 26 выполнен в виде ремня без обертки боковых граней, армирующая ткань 29, как описано выше, кроме того, может использоваться либо в качестве поверхностного покрытия, или надкордного элемента для ремня, как показано, либо полностью охватывая ремень для образования окаймленного клинового ремня. Следует понимать, что изобретение, главным образом, относится к клиновым ремням, использующимся в приводах с регулируемой скоростью, но предполагается, что изобретение также может быть применимым к поликлиновым и зубчатым ремням, а также к другим применениям клиновых ремней. Следует понимать, что клиновой ремень с регулируемой скоростью может иметь пропорции с шириной больше, чем его толщина, несмотря на то, что на Фиг.2 показано обратное соотношение. Клиновой ремень с регулируемой скоростью для очень больших нагрузок может содержать бесконечный ремень, имеющий множество блоков, прикрепленных к нему, обеспечивающих сверхжесткость поперечно продольному направлению ремня и гибкость в продольном направлении.

Ссылаясь на Фиг.3, показан зубчатый ремень 32. Зубчатый ремень 32 включает в себя основную эластомерную часть 12 тела ремня и взаимодействующую со шкивом часть 14, как в случае ремней на Фиг. 1 и 2, и также включает в себя несущий нагрузку участок 20, как описано ранее для ремней на Фиг. 1 и 2. Однако для синхронного ремня 32 взаимодействующая со шкивом часть 14 выполнена в виде чередующихся зубьев 16 и участков 19 основания. Армирующая ткань 24, которая, кроме того, описана выше для ремней на Фиг. 1 и 2, также может использоваться и в этом случае непосредственно прикрепляется вдоль чередующихся зубьев 16 и участков 19 основания ремня 32 для того, чтобы образовать для них поверхностное покрытие.

В каждом из случаев на Фиг. 1-3, показанных выше, основная часть 12 тела ремня может быть выполнена из любой подходящей отвердевшей эластомерной композиции, и может быть из такой же или отличной от композиции, описанной ниже, относительно дополнительного адгезивного резинового элемента 18. Подходящие эластомеры, которые могут использоваться для этой цели, включают, например, полиуретановые эластомеры (также включая полиуретанмочевинные эластомеры) (ПУ), хлоропреновый каучук (ХК), бутадиенакрилонитрильный каучук (БАК), гидрогенизированный БАК (ГБАК), бутадиенстирольный каучук (БСК), алкилированный сульфохлорированный полиэтилен (АСХП), эпихлоргидрин, полибутандиеновый каучук (БК), натуральный каучук (НК), этиленовые альфа-олефинные эластомеры, например этиленпропиленовые сополимеры (ЭПМ), этиленпропилендиеновые трехкомпонентные сополимеры (ЭПДМ), этиленоктеновые сополимеры (ЭОМ), этиленбутеновые сополимеры (ЭБМ), этиленоктеновые трехкомпонентные сополимеры (ЭОМ); и этиленбутеновые трехкомпонентные сополимеры (ЭБМ); этиленвинилацетатные эластомеры (ЭВАМ); этилен метилактрилат (ЭМА) и силиконовый каучук или комбинацию из любых двух или более вышеупомянутых.

Для образования эластомерной части 12 тела ремня, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, эластомер(ы) может(гут) быть смешан(ы) с традиционными ингредиентами каучуковой смеси, включающими: наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, средства вулканизации/отвердители и катализаторы, в традиционно использующихся количествах. Например, для использования с этиленовым альфа-олефиннывым эластомером и диеновыми эластомерами, например, ГБАК, может использоваться одна или более солей металла альфа-бета органических кислот, в количествах, в настоящее время традиционно использующихся для улучшения динамических характеристик результирующего продукта. Таким образом, диметакрилат цинка и/или диакрилат цинка может использоваться в таких композициях в количествах от около 1 до около 50%; или, в качестве альтернативы, от около 5 до около 30%; или от около 10 до около 25%. Дополнительно, эти материалы способствуют адгезивной способности композиции, и увеличивают общую плотность поперечных связей полимера при отвердевании с перекисью или связанными реагентами во время ионического сшивания.

Для специалиста в данной области техники будет понятно, что возможно любое количество подходящих композиций для использования в или в качестве эластомерных частей ремня. Некоторое количество подходящих эластомерных композиций описано, например, в справочнике по каучукам, R. T. Vanderbilt (13-е издание, 1996 г.), и относительно ЭПМ или ЭПДМ композиций и таких композиций, имеющих особенно высокие характеристики модуля упругости при растяжении, более того, изложены в патентах США № 5610217 и 6616558, соответственно, содержание которых относительно разных эластомерных композиций, которые могут подходить для использования при выполнении частей тела приводного ремня, в частности, включено сюда путем ссылки. Кроме того, относительно нескольких отливающихся PU композиций, которые также могут использоваться при выполнении разных вариантов осуществления настоящего изобретения, такие композиции описаны, например, в WO 09602584, Wu и другие, и содержание этой международной заявки на патент, относительно аналогичной, включено сюда путем ссылки.

Более того, эластомерная основная часть 12 тела ремня может быть заполнена прерывистыми волокнами, как общеизвестно в области техники, используя материалы, например, включающие, но не ограничивающиеся на хлопке, полиэфире, стекловолокне, арамиде и нейлоне, в таких видах как штапельные или штапелированные волокна, флок или волокнистая масса, в обычно использующихся количествах. В предпочтительном варианте осуществления, имеющем отношение к профилированным (например, с помощью резания или шлифования) поликлиновым ремням, такое заполнение волокнами, предпочтительно, образуется и расположено таким образом, что значительная часть волокон образована и расположена, чтобы проходить в направлении, в общем смысле, поперечном направлению перемещения ремня. В отлитых в форму поликлиновых ремнях и/или синхронных ремнях, выполненных в соответствии с технологическим способом, однако, заполнение волокнами обычно не будет иметь одинаковую степень ориентации.

В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения отвердевшая композиция для использования, по меньшей мере, в частичном взаимодействии с несущим нагрузку кордом в композитной структуры ремня, как описано в нескольких вариантах осуществления выше на Фиг. 1-3, может дополнительно включать ее признаки и преимущества, описанные подробно в вышеупомянутом патенте США № 6616558, содержание которого было включено сюда путем ссылки.

Разнообразные термины используются в данной области техники для описания скручивания нитей и кордов. В настоящем контексте «Основная Нить» относится к пучку элементарных нитей или волокон в форме, которая получена от производителя основных нитей, который может включать в себя скрученную нить или нить без скручивания. «Прядь» или «нить», или «слой» относится к основной нити или нитям, которые были свернуты или закручены, или сплетены, или скреплены в качестве промежуточного этапа образования корда. «Корд» относится к одной или более прядям, слоям или нитям, которые были скручены или сплетены, или скреплены друг с другом во время окончательного этапа образования корда. Термин «коэффициент крутки» или «КК» будет использоваться для описания особенности крутки, поскольку он используется для осуществления настоящего изобретения, и задан в виде отношения количества витков на дюйм (ВНД) к квадратному корню из количества нитей. Количество нитей задано в виде отношения 5315 к окончательному денье в граммах на 9000 метров. Таким образом, следующее уравнение задает коэффициент крутки:

.

Для описание первого и второго КК в конструкции кордов здесь будет соблюдаться следующая условность: «2х6» = первому КК от 2 и второму КК от 6. Для описания количества основных нитей и прядей, использующихся в конструкции кордов, здесь будет соблюдаться следующая условность: «у-n/m» = целому числу «n» основной нити «у» денье на окончательные формы каждой из «m» прядей корда. Таким образом, общий размер пряди (в денье) после первого этапа скручивания представляет собой произведение у × n. Общий размер корда (в денье) после второго этапа скручивания представляет собой произведение у × n × m.

Размер основной нити не ограничен при осуществлении изобретения, а только ограничен доступностью основных нитей у производителя. В частности, окончательный размер корда не ограничен при осуществлении изобретения, а может регулироваться, как требуется для конкретного применения, посредством соответствующего подбора «n» и «m». Однако часто существует фактический верхний предел на выбор «n» и «m», вследствие увеличенных затрат на оборудование и эксплуатацию для чрезвычайно большого количества концов. Таким образом, «n» может находиться в пределах от 1 до около 10, и «m» может находиться в пределах от 1 до около 12. В одном варианте осуществления изобретения могут использоваться основные нити от около 400 денье до около 3000 денье. Таким образом, размер пряди после первого этапа скручивания может находиться в пределах от около 400 до около 30,000 денье, и размер корда после второго этапа скручивания может находиться в пределах от около 400 до около 360,000 денье. Корд, использующийся в настоящем изобретении, может содержать шесть нитей А360 или эквивалентное ПЭТ волокно в 2/3 тросовой конструкции.

Способы и машинное оборудование, использующее для скручивания и сплетения прядей и корда, в сущности, не ограничены. Подходящие текстильные сучильные машины включают, например, кольцевую сучильную машину, сучильную машину 2 в 1, однопроцессную тростильную машину и любую другую сучильную машину, известную в области техники. Степени скручивания и конструкция корда для изобретения, в частности, не ограничены, но могут быть надлежащим образом выбраны для данного применения.

Несущие нагрузку корды, в соответствии с вариантом осуществления изобретения, могут быть обработаны одной или более адгезивными композициями, используя любые подходящие и/или традиционные материалы и способы нанесения, для того чтобы установить или улучшить их приклеивание к окружающим эластомерным составляющим частям изделия. Например, корд может быть обработан адгезивом или адгезивами для присоединения элементарных нитей друг к другу и для способствования приклеиванию корда к эластомерной части ремня. В соответствии с одним вариантом осуществления корд может быть сначала обработан грунтовочным средством, которое может быть либо на водной основе, либо на основе растворителя, например полиизоцианатов или эпоксидных смесей. Обработанный корд затем может быть обработан другим традиционным и/или иным образом подходящим адгезивом, например резорциновым формальдегидным латексом (РФЛ). После каждой обработки корд, как правило, проходит через сушильную печь или группы сушильных печей при температурах от 100°С до 290°С для высушивания и отвердевания адгезивов. Дополнительно, корд может быть затем обработан дополнительным покрывающим адгезивом, например смесью сильных эмульсий, пигментов и отвердителей в среде на водной основе, или смесью пигментов и отвердителей с растворенными полимерами в растворяющем растворе, например, которые являются доступными под торговой маркой CHEMLOK от Lord Corporation, или другими подходящими растворами каучука для улучшения дополнительного приклеивания.

В качестве альтернативы, например, когда окружающие эластомерные составляющие части выполнены из ПУ эластомера, способного отливаться в форму, такая обработка может быть ограничена на применении грунтовочного средства, или может быть дополнительно изменена или полностью исключена. Однако может использоваться любой подходящий способ обработки кордов, и, в качестве примера, патент США № 5807194 раскрывает способ обработки кордов для применения в литых бесконечных ремнях на основе ПУ, и его соответствующее содержание включено сюда путем ссылки.

Любой подходящий и/или традиционный способ может использоваться для образования ремней, в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Например, когда используются эластомеры для ремня, не способные отливаться в форму, то есть фрезеруемые каучуки либо с, либо без заполнения волокнами, этапы создания ремня могут включать этапы: размещения дополнительного покрывающего тканевого элемента, как описано выше, в соответствующим образом скомпонованной полости литейной пресс-формы, имеющей желобчатые части для образования зубьев или ребер, или V-образных углублений, или на подходящим образом скомпонованном цилиндре для создания ремня или оправке; расположения несущего нагрузку корда на второй поверхности покрывающего тканевого элемента, например, посредством закручивания по спирали одного или более работающих на растяжение кордов вокруг ткани; расположения эластомерного материала на работающий на растяжение элемент; расположения дополнительных чередующихся конструкций работающих на растяжение элементов и/или эластомерного материала на этот работающий на растяжение элемент, как требуется в данной конструкции; применения достаточной температуры и давления для отвердевания или вулканизации эластомерных материалов; и удаления сборки из полости литейной пресс-формы или оправки.

Где используются части тела ремня, способные отливаться в форму, например, при изготовлении зубчатого ПУ ремня, этапы изготовления, более того, могут включать, если требуется, обертывание износостойкой ткани вокруг поверхности желобчатой части литейной пресс-формы таким образом, что первая поверхность покрывающего тканевого элемента прилегает к желобчатой части литейной пресс-формы; расположение несущего нагрузку корда вокруг износостойкой ткани, например, посредством закручивания по спирали одного или более работающих на растяжение кордов вокруг ткани; заливку, по существу, жидкого эластомерного материала в полость литейной пресс-формы; и полимеризацию образованного таким образом изделия. Кроме того, зубчатые части таких ремней могут иметь любую подходящую форму, включая криволинейную, трапецеидальную и т.д.

Было обнаружено, что несущие нагрузку корды, выполненные из А360 или А363, или эквивалентного полиэфирного материала, имеющего ПСР, не превышающий около 6%, в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения, как описано здесь, когда используются в конструкции клиновых ремней, привели в таких ремнях к проявлению значительно улучшенных рабочих характеристик, особенно в приводах с регулируемой скоростью, по сравнению с аналогичными ремнями, включающими традиционные несущие нагрузку корды. На Фиг.4 показан вариант осуществления привода с регулируемой скоростью. Ссылаясь на Фиг.4, привод 41 с регулируемой скоростью содержит клиновой ремень 26 и шкив 43 и шкив 44. Один или оба из шкивов 43 и 44 могут представлять собой шкивы с регулируемой скоростью, содержащие два полушкива, расстояние между которыми регулируется. Таким образом, ремень 26 может перемещаться с некоторым количеством дискретных положений или бесступенчато-регулируемых положений или радиусов, обеспечивая некоторое количество дискретных передаточных отношений или бесступенчато-регулируемое передаточное отношение в пределах некоторого диапазона передаточных отношений. Клиновой ремень 26 содержит работающий на растяжение корд 22, который содержит А360 или эквивалентную полиэфирную нить, как описано выше.

ПРИМЕР

Сопоставление свойств основной нити для корда изобретения с несколькими другими традиционным нитям показано в Таблице 1, основанной на обычных данных на изделии фирмы-поставщика. Здесь ПСР основан на удлинении при заданной нагрузке («УПЗН») в 4.5 г/д плюс свободная термоусадка в воздухе при 177°С («ТУ»). Иллюстративный корд, использующий А360 полиэфир, имеет самую малую термоусадку, по сравнению с любым другим типом полиэфира, включая ПЭН, и он имеет сопоставимые или более высокие модули, чем другие полиэфиры. Таким образом, ПСР является значительно ниже, чем у другого полиэфира или ПЭН.

Скрученные корды из А360 с 1650-2/3 конструкции были подготовлены и проверены на термоусадку в горячем масле при предварительном напряжении в 35,6 Н (8,01 фунт-силы) и в течение 3 минут при 100°С или 150°С. Полученная термоусадка в масле при 100°С составила 0,68%, а при 150°С составила 1,48%. Те же скрученные корды также были измерены на термоусадку в воздухе, в течение 2 минут при 177°С, с предварительным напряжением в 0,05 г/д, в результате усадка составила 1,1%. Тепловое усилие при 100°С составило 18,51 Н (4,10 фунт-силы) и при 150°С составило 21,29 Н (4,79 фунт-силы). Эта усадка считается очень малой по сравнению с традиционными полиэфирными кордами, включая СРП или ВММУ полиэфирные корды. СРП корды с 6,000 д имели термоусадку в масле при 100 и 150°С в 1,4 и 2,4%, соответственно.

Зубчатый клиновой ремень с защитным покрытием с задней стороны, ЭПДМ каучуком, и защитным покрытием для зубьев был выполнен, применяя вышеупомянутый корд из А360. Ремень имел V-образный угол в 30°. Дополнительные корды традиционной конструкции были выполнены в идентичные в других отношениях ремни для целей сравнения. Ремень был установлен на скутер с приводом с регулируемой скоростью. Дорожное испытание было проведено, включая периоды прогрева на разных скоростях двигателя, многократные линейные ускорения, за которыми следует измерение передаточного отношения в пределах полезного диапазона частот вращения 2000-7000 оборотов в минуту, выполненное трижды для получения среднего значения. Полное испытание было повторено шесть раз для определения стабильности передаточного отношения. Эффективное изменение длины было определено из измерения расстояния между центрами двух шкивов, в соответствии с SAE J636 или RMA IP-26. Изменение внешней окружности или длины было установлено непосредственным измерением с пи-лентой до и после испытания. Как изменение эффективной длины, так и изменение внешней длины после шести повторений представляется в процентах от начальной длины или внешней длины. Также была измерена термоусадка ремня после 24 часов при 100°С. Результаты ремня показаны в Таблице 2.

Таблица 1 Ременная переменная Материал основной нити Относительная оценка стоимости корда Прочность нити на растяжение (г/д) УПЗН 4,5 г/д Термо-усадка 177°С ПРС (основная нить) УПЗН+ТУ Пр. 1 А360 1,1 7 3,3% 2,0% 5,3% Ср. пр. 2 Традиционный ПЭТ 1 7 5,7% 8,8% 14,5% Ср . пр . 3 Тради-ционный СРП или ВММУ 1 8 3,9% 4,5% 8,4% Ср. пр. 4 ПЭН 3,5 9 1,2% 5,5% 8,4% Ср . пр. 5 Пара-арамид 8 22 0,9% 0% 0,9% Ср . пр. 6 Вискоза ~2 5,5 - - -5,5% Ср . пр . 7 Стекло-волокно ~3 - - - -

Таблица 2 Ременная переменная Материал корда ПСР Термоусадка ремня (24ч при 100°С) Изменение эффективной длины ремня (RMA IP-26) Изменение внешней длины ремня Пр. 1 А360 5,5% 0,73% -1,06% -0,68% Ср. пр. 2 Традиционный ПЭТ 16% - - - Ср. пр. 3(а) Традиционный СРП 6000 д 9,5% 1,4% 7,9% -8,1% Ср. пр. 3(b) Традиционный СРП 10,000 д 9,5% 1,2% -4% -4,3% Ср . пр . 4 ПЭН -8% 0,65% -1,1% -1,5% Ср. пр. 5 Арамид -1% 0,13% - -

Результаты в Таблице 2 показывают, что ремень по изобретению, Пр. 1, с кордом из А360 полиэфира работает значительно лучше, чем традиционные ПЭТ или СРП и по сравнению с гораздо более дорогостоящими материалами, например, ПЭН. Ремень для скутера по изобретению, Пр. 1, обеспечил очень стабильное передаточное отношение при испытании скутера, а также очень низкое изменение размеров. Когда передаточное отношение в пределах полезного диапазона частот вращения 2000-7000 оборотов в минуту было определено и представлено графически после каждого из шести повторенных испытаний, описанных выше, шесть кривых очень близко расположились друг к другу, не показывая ухудшение меняющихся рабочих характеристик в ходе испытания скутера.

Предполагается, что работающий на растяжение корд из А360 или эквивалентного ПЭТ может, предпочтительно, использоваться в качестве работающего на растяжение элемента почти во всех видах приводных ремней, особенно в применениях, требующих высокой стабильности размеров. Корд, использующий А360 или эквивалентный ПЭТ, может быть выполнен, обработан и, предпочтительно, экономично использоваться вместо традиционного полиэфира, ПЭН, арамидного корда, вискозы или других волокон.

Несмотря на то что настоящее изобретение и его преимущества были подробно описаны, следует понимать, что различные изменения, замены и модификации могут быть выполнены здесь, не отступая от идеи и объема изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения. Более того, объем притязаний настоящей заявки не предназначен для ограничения на конкретных вариантах осуществления технологического процесса, машины, изготовления, композиции, средств, способов и этапов, описанных в описании изобретения. Что среднему специалисту в данной области будет легко понятым из описания настоящего изобретения, технологические процессы, машины, изготовление, композиции, средства, способы или этапы, существующие на сегодняшний день, или подлежащие разработке позднее, которые выполняют, по существу, такую же функцию или достигают, по существу, таково же результата, как соответствующие варианты осуществления, описанные здесь, могут использоваться в соответствии с настоящим изобретением. Следовательно, прилагаемая формула изобретения предназначена для включения в ее объем притязаний таких технологических процессов, машин, изготовлений, композиций, средств, способов или этапов. Изобретение, раскрытое здесь, соответственно, может быть осуществлено при отсутствии любого элемента, который конкретно не раскрыт здесь.

Изобретение относится к приводному ремню. Приводной ремень содержит работающий на растяжение корд из полиэфира. Корд имеет термоусадку при 100°С, не превышающую 1%, и/или термоусадку при 150°С, не превышающую 1,5%, и/или показатель стабильности размеров, не превышающий 6%. Ремень имеет термоусадку после 24 часов при 100°С, не превышающую 1%. Показатель стабильности размеров вычисляется как сумма относительного удлинения при растягивающей нагрузке в 4,5 г/д, и относительной термоусадки на воздухе при 177°С. Достигается стабильность размеров, крайне малая термоусадка. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

1. Приводной ремень, содержащий работающий на растяжение корд, содержащий полиэфир; при этом корд характеризуется, по меньшей мере, одним из показателей: термоусадка при 100°С не превышает 1%, термоусадка при 150°С не превышает около 1,5%, причем Показатель Стабильности Размеров не превышает около 6%; причем ремень характеризуется термоусадкой после 24 ч при 100°С, не превышающей 1%; при этом указанный Показатель вычисляется как сумма относительного удлинения при растягивающей нагрузке в 4,5 г/д и относительной термоусадки на воздухе при 177°С.

2. Ремень по п.1, в котором полиэфир представляет собой такой полиэтилентерефталат, продаваемый под торговым наименованием A360 или А363 Performance Fibers, Inc., или эквивалентный.

3. Ремень по п.2, выбранный из группы, состоящей из клинового ремня, синхронного ремня и поликлинового ремня.

4. Ремень по п.3 выполнен в виде клинового ремня и выполнен с возможностью использования в ременном приводе с регулируемой скоростью.

5. Ременной привод с регулируемой скоростью, содержащий шкив и ремень; при этом ремень содержит работающий на растяжение корд из полиэфира; при этом корд характеризуется, по меньшей мере, одним из показателей: термоусадка при 100°С не превышает 1%, термоусадка при 150°С не превышает около 1,5%, и Показатель Стабильности Размеров не превышает около 6%; и ремень характеризуется термоусадкой после 24 ч при 100°С, не превышающей 1%; при этом указанный Показатель вычисляется как сумма относительного удлинения при растягивающей нагрузки в 4,5 г/д и относительной термоусадки на воздухе при 177°С.

6. Привод по п.5, в котором полиэфир представляет собой такой полиэтилентерефталат, продаваемый под торговым наименованием A360 или А363 Performance Fibers, Inc., или эквивалентный.

7. Привод по п.6, в котором указанный ремень представляет собой клиновой ремень, и указанный шкив является регулируемым.