CZ287792B6 - Power transmission belt made of elastomeric material and process for producing thereof - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká řemenu, a způsobu jeho výroby, pro přenos síly, vytvořeného z elastomerického materiálu, který má v pružném tělese řemenu vloženou vložku pro přenos síly a který má tření zmenšující a kluzné vlastnosti příznivě ovlivňující vytvoření.

Dosavadní stav techniky

Elastomerické řemeny pro přenos síly nebo hnací řemeny, jako například klínové řemeny, klínové drážkové řemeny nebo pryžové ozubené řemeny, mají vyvulkanizované nebo vytvrzené těleso řemenu. Jsou na ně kladeny různé požadavky.

Pohyb přenášející, s řemenovými kotouči spolupůsobící povrchové plochy řemenu jsou vystaveny vysokému mechanickému namáhání. Toto namáhání vede k otěru nebo k opotřebení, které nepříznivě ovlivňuje životnost řemenu.

Vnější plochy řemenu jsou vystaveny chemickému napadání na podkladě vlivu okolního prostředí a provozních médií. Řemen pro přenos síly nemá ztratit svoje určité vlastnosti, jako například své pružné chování, ani při velmi nízkých nebo velmi vysokých teplotách. Dále často trpí těleso řemenu v průběhu provozní doby zkřehnutím pogumovaných součástí, protože dochází k difúzi změkčujících podílů a látky, jako například ozon, způsobují jeho zkřehnutí.

Tyto uvedené vlivy, případně jevy, vedou k omezení životnosti řemenu pro přenos síly. Požadavky na vysoce kvalitní řemen spočívají v tom, aby do značné míry odolával těmto vlivům.

Další požadavky na řemen pro přenos síly spočívají ve stále důležitějším požadavku na zvláště nízkou úroveň hluku řemenového pohonu. Snížení hluku při pohybu pro přenos síly v řemenových kotoučích se má dosáhnout zvláště v oblasti motorových vozidel a v oblasti průmyslu výrobků pro domácnost.

Z DE-27 24 509 je známý řemen pro přenos síly, který je vytvořen jako klínový řemen a který má vodorovnou, centrálně v příčném řezu uspořádanou pryžovou vrstvu, ve které je homogenně rozdělen materiál proti tření v podobě grafitu. Prostřednictvím tohoto vytvoření se má dosáhnout vysoké stability tvaru řemene. Pohyb přenášející vnější plochy klínového řemene mají sice nižší koeficienty tření, které se však nad bočními plochami střídají s oblastmi s vyššími koeficienty tření. Toto vytvoření nevyhovuje tedy předcházejícím požadavkům.

Z DE-27 26 904 je známý nekonečný klínový řemen, ve kterém je homogenně rozdělený materiál proti tření. Těleso řemenu sestává z elastomerické sloučeniny s polymerem as 15 až 90 hmotnostními podíly grafitu pro 100 hmotnostních podílů polymeru. Prostřednictvím tohoto vytvoření mají mít boční stěny klínového řemenu podstatně menší koeficienty tření. Tím se má umožnit snížení třecích sil a tím i vývoj tepla v řemenu. V důsledku tím sníženého celkového napětí řemenu má být údajně kladně ovlivněno opotřebení a pozitivně ovlivněna životnost.

Z EP-0 240 936 je známý nekonečný klínový řemen, který je opatřen organickými zesilovacími vlákny a který obsahuje prostředek pro regulaci tření, který je tvořen práškem z polytetrafluoretylenu.

Zapracování materiálu proti tření do celého tělesa klínového řemenu má tu nevýhodu, že plochy řemenu přenášející pohyb nevytvářejí uzavřené povrchové plochy. V provozu jsou jednotlivé částice materiálu uvolňovány a vytvářejí tak vadná místa, která vytvářejí základnu pro zkřehnutí

-1 CZ 287792 B6 a pro otěr. Vložení materiálu proti tření do materiálu tělesa řemenu má charakter plniva. Při vysoké koncentraci tohoto plniva se nepříznivě mění pružné vlastnosti tělesa řemenu. Při nízké koncentraci plnívaje naopak velmi nízký účinek zajišťující zmenšení tření. Materiál pro snížení tření podléhá při provozním otěru trvalé spotřebě, protože nemá žádné pevné ulpívání na konstrukčních plochách.

Podstata vynálezu

Vynález si klade za úkol vytvořit řemen pro přenos síly v úvodu popsaného typu, který by měl nízký koeficient tření, aniž by se tím změnily jeho pružné vlastnosti pro použití, a který by zajistil nepatrný vznik hluku při současné vysoké životnosti.

Vytčený úkol se řeší řemenem pro přenos síly podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že nejméně na otěru závislé, pohyb přenášející boční povrchové plochy řemenu pro přenos síly mají potah sestávající ze zesíťované, polymer obsahující matrice, která obsahuje fluor zahrnující plastickou hmotu.

Fluor obsahující plastické hmoty mají zvláště dobré kluzné vlastnosti. Známá fluor obsahující plastická hmota, polytetrafluoretylen (PTFE), je plastická hmota, která má samomazné kluzné vlastnosti. Zamísením do zesíťované, polymer obsahující matrice, která je na odpovídající povrchové ploše, je vázána na těleso řemenu bez vytváření mezní vrstvy. Ulpívání mezi elastomerickým tělesem řemenu a mezi potahem, obsahujícím fluor obsahující plastickou látku, jako například polytetrafluoretylen, je velmi dobré, i když by normálně polytetrafluoretylen na elastomerickém základním tělese ulpíval špatně. Nanášení do zesíťované, polymer obsahující matrice překonává tyto špatné ulpívací vlastnosti.

Povrstvená povrchová plocha je chráněna proti chemickému napadání. Otěr se podstatně zmenší. Potah podle vynálezu zůstává po dlouhou dobu životnosti pružný a neztrácí svoje dobré vlastnosti ani v dlouhodobém provozu. Tím se zabrání vytváření trhlin, případně drážek, v tělese řemenu. Prostřednictvím povlaku z plastické hmoty obsahující fluor je povrstvená povrchová plocha řemenu jakoby zapečetěna, což také snižuje odpařování změkčujících součástí. To má výhodně za následek, že se zabrání křehnutí pryže tělesa řemenu, což je podporováno také vymezením těch látek, které podporují křehnutí, jako například ozonu.

Vlastnosti řemenu zůstávají po delší provozní dobu ve svých původních hodnotách.

Další vytvoření řemenu podle vynálezu má vnější plochy pohybové strany řemenu spojeny s kaučukovanou vyztužovací tkaninou, čímž se jednak dosáhne již jistého snížení hlučnosti a jednak se vytvoří plocha s nižšími koeficienty tření. Mimoto jsou pohyb přenášející řemenové plochy chráněny před předčasným otěrem. U pryžového ozubeného řemenu zesiluje tkanina obrys ozubů, čímž se zabraňuje odtržení ozubů. Kaučukovaná vyztužovací tkanina má na své vnější straně ze zesíťované, polymer obsahující matrice, která obsahuje fluor zahrnující plastickou hmotu. Polymerová matrice je bez vytvoření viditelné mezní vrstvy bezpečně spojena s kaučukovanými vnějšími plochami vyztužovací tkaniny a nemůže dojít v mechanickém trvalém provozu k jejímu odtržení. Uvolňovací jevy povlaku obsahujícího například polytetrafluoretylen (PTFE) nebyly zpozorovány.

Podle dalšího výhodného vytvoření řemenu podle vynálezu je fluor obsahující plastická hmota polytetrafluoretylen.

Podle dalšího výhodného vytvoření řemenu podle vynálezu je na povrchových plochách řemenu upravený potah povločkován krátkými vlákny. Z DE-22 11 878 je sice již známé nechat přečnívat vlákna přes pohyb přenášející povrchové plochy poháněcího řemenu. Přitom se však jedná o vláknové vločky, které jsou vloženy zcela do tělesa poháněcího řemenu. Povločkovaná

-2CZ 287792 B6 vlákna jsou na těleso řemenu vázána prostřednictvím polymerové matrice a nejsou zcela upravena v elastomerickém tělesu řemenu, což je příčinou změny pružného chování. Nevytvářejí se totiž žádné negativní změny vlastností řemenového tělesa povločkováním vlákny. Povrchová vlákna jsou upravena v homogenním rozdělení. Zabrání se vzniku shluků vláken.

Podle dalšího výhodného vytvoření řemenu podle vynálezu obsahuje potah z plastické hmoty obsahující fluor plnivo z materiálu, který má tlumicí účinek. Tímto vytvořením se zmenší rázové zatěžování řemenového pohonu a dokáže se vytvořit dokonalejší rovnoměrný a klidný chod.

Podle dalšího výhodného vytvoření řemenu podle vynálezu má potah příměs z vodivých částic sazí. Tím vytváří potah elektricky vodivou povrchovou plochu, což zabrání elektrostatickému nabíjení řemenového tělesa.

Prostřednictvím vynálezu se vytváří řemen pro přenos síly, který je opatřen povlakem zmenšujícím tření, přičemž tento povlak s pryžovým tělesem řemenu pro přenos síly prostřednictvím zesíťování vytváří materiálově pevné spojení.

Vynález se také týká způsobu výroby řemenu pro přenos síly. Podstata tohoto způsobu spočívá v tom, že nejméně na pohyb přenášející povrchovou plochu řemenu pro přenos síly se nanese kapalná, fluor s obsahem plastické hmoty obsahující polymerová matrice, která obsahuje zesíťovatelné součásti, potom se polymerová matrice vysuší a přitom se uskuteční proces zesíťování pro vazbu s elastomerickým tělesem řemenu.

Pro výrobu potahu může být použita povrstvovací hmota, obsahující polymer na bázi tetrafluoretylenu v podobě disperze. Tekutá polymerová matrice se nanáší roztřikováním nebo natíráním ve vhodné tloušťce na jednu nebo na více povrchových ploch řemenu. Proniká povrchovou plochou tělesa řemenu a spojuje se tam při zesíťování, případně při polymerizování, bez vytváření mezní vrstvy. Tak se vytváří chráněná povrchová plocha řemenu, která je jakoby zapečetěna, avšak navzdory tomu nepříznivě neovlivňuje pružné chování v oblasti spojení.

Podle výhodného vytvoření způsobu podle vynálezu se kapalná polymerová matrice nanese před vulkanizováním tělesa řemenu. Navazující společný ohřev, případně vulkanizace polymerové matrice a tělesa řemenu vytváří tvarově přesné, rovnoměrné a obrysově správné vytvarování povlaku na tělese řemenu. Mimoto se tím dosáhne vysoké upínací síly na podkladě sdružené vulkanizace povlaku. Pružné vlastnosti tělesa řemenu jsou nucené přenášeny na povlak. Dále se snižují technické náklady při výrobě řemenu pro přenos síly podle vynálezu, protože vytvrzení, případně zesíťování, povlaku a vulkanizace tělesa řemenu se vytvářejí v jednom jediném pracovním procesu.

Podle dalšího výhodného provedení způsobu podle vynálezu se povrstvené povrchové plochy řemenu pro přenos síly při elektrostatickém působení povločkují krátkými vlákny. Krátká vlákna se přivedou do ještě nevysušené, případně zesíťované, polymerové matrice a vyrovnají se prostřednictvím elektrostatického působení. Následný proces vysušování upevní povločkovaná vlákna.

Prostřednictvím vynálezu se vytvoří řemen pro přenos síly, jehož specifické řemenové vlastnosti zůstávají déle ve svých původních hodnotách. Pokud se povlak nanese na všechny povrchové plochy řemenu, dosáhne se úplného zapečetění tělesa řemenu. Tím se umožní zvolnit pro těleso řemenu nižší elastomerickou kvalitu, protože zapečetění polymerovou matricí obsahující polytetrafluoretylen způsobí zušlechtění a zajistí ochranu před předčasnými nežádoucími změnami vlastností řemenu.

-3CZ 287792 B6

Přehled obrázků na výkrese

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na třech příkladech provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn klínový řemen v příčném řezu.

Na obr. 2 je schematicky znázorněn dílčí podélný řez povločkovaným pryžovým ozubeným řemenem.

Na obr. 3 je schematicky znázorněn dílčí podélný řez pryžovým ozubeným řemenem, opatřeným naplněným povlakem.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 znázorněný klínový řemen má na svých nosných bočních povrchových plochách 11 vždy potah 12, který je vytvořen ze zesíťované polymerové matrice, obsahující polytetrafluoretylen (PTFE). Polymerová matrice vytváří zesíťovaný spoj s bočními povrchovými plochami 11, přičemž nevzniká výrazné vytvoření mezní vrstvy. V tělese klínového řemenu jsou upraveny neprůtažné tažné provazce 14. Základní těleso klínového řemenu je vytvořeno z CRkaučuku, to je z polychloroprenkaučuku.

Na obr. 2 znázorněný pryžový ozubený řemen má na své pohybové straně, která má vytvarované ozuby 21, pevně upravenou, zakaučukovanou vyztužovací tkaninu 22 Tato zakaučukovaná vyztužovací tkanina 22 sestává z polyamidu. Vnější plocha vyztužovací tkaniny 22 je opatřena potahem 12 ze zesíťované polymerové matrice, která obsahuje 20 % hmotnostních polytetrafluoretylenu (PTFE). Zbytek tvoří monomemí nebo oligomemí polymerové součásti, například na bázi isokyanátu.

Potah 12 z polytetrafluoretylenu (PTFE) má navenek směřující povločkovaná vlákna 23, která dále zvyšují tichost chodu řemenového pohonu.

Na obr. 3 znázorněný pryžový ozubený řemen je také opatřen zakaučukovanou vyztužovací tkaninou 22, na pohybové straně opatřené ozuby 21. Potah 32 s polymer obsahující matricí je u tohoto provedení podstatně tlustší, protože obsahuje plnivo 33, které má tlumicí účinek. Jako plnivo 33 je vhodná pryžová moučka, vlákna, grafit, polyamidový prášek a podobně.

U tří v předcházejícím popsaných příkladů provedení jsou vždy ty povrchové plochy řemenu, které přenášejí pohyb, povrstveny polymerovou matricí, která obsahuje polytetrafluoretylen (PTFE). Je však také možné povrstvit řemen úplně.

Pro zhotovení potahu 12, 32 se polymerová matrice, která je kapalná a, která obsahuje 20 % hmotnostních polytetrafluoretylenu (PTFE) a, která obsahuje monomemí nebo oligomemí polymerové částice na bázi isokyanátu v rozpouštěcím prostředku, nastříká na povrchové plochy řemenu a potom se podrobí procesu vysoušení, při kterém je na povrchové ploše řemenu zesíťována. Prostřednictvím tohoto procesu se uskuteční zesíťování s elastomerickou podložkou, to je s tělesem řemenu, při kterém dochází k materiálově pevnému spojení potahu, aniž by se přitom vytvářela zjistitelná mezní vrstva.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Řemen pro přenos síly vytvořený z elastomerického materiálu, který má v pružném tělese řemenu vloženou vložku pro přenos síly, vyznačující se tím, že nejméně na otěru závislé, pohyb přenášející boční povrchové plochy (11, 22) řemenu pro přenos síly mají potah (12, 32), sestávajícím ze zesíťované, polymer obsahující matrice, která obsahuje fluor zahrnující plastickou hmotu.
2. 2. Řemen pro přenos síly podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější plochy pohybové strany řemenu jsou spojeny s kaučukovanou vyztužovací tkaninou (22), která má na své vnější ploše potah (12, 32) ze zesíťované, polymer obsahující matrice, která obsahuje fluor zahrnující plastickou hmotu.
3. 3. Řemen pro přenos síly podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že fluor obsahující plastická hmota je polytetrafluoretylen.
4. 4. Řemen pro přenos síly podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že na povrchových plochách (11, 22) řemenu upravený potah (12) je opatřen krátkými vlákny (23).
5. 5. Řemen pro přenos síly podle jednoho z nároků laž4, vyznačující se tím, že z plastické hmoty zahrnující fluor vytvořený potah (32) obsahuje plnivo (33) z materiálu, který má tlumicí účinek.
6. 6. Řemen pro přenos síly podle jednoho z nároků laž5, vyznačující se tím, že z plastické hmoty zahrnující fluor vytvořený potah (12,32) má příměs z vodivých částic sazí.
7. 7. Způsob výroby řemenu pro přenos síly podle jednoho z nároků laž6, vyznačující se tím, že nejméně na pohyb přenášející povrchovou plochu řemenu pro přenos síly se nanese kapalná, fluor zahrnující plastickou hmotu obsahující polymerová matrice, která obsahuje zesíťovatelné součásti, potom se polymerová matrice vysuší za současného uskutečnění procesu zésíťování pro vytvoření její vazby s elastomerickým tělesem řemenu.
8. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že kapalná polymerová matrice se nanese před vulkanizováním tělesa řemenu.
9. 9. Způsob podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že povrstvené povrchové plochy řemenu pro přenos síly se při elektrostatickém působení povločkují krátkými vlákny.