DE2058764B2

DE2058764B2 - Keilriemen

Info

Publication number: DE2058764B2
Application number: DE2058764A
Authority: DE
Inventors: Anna Dipl.-Ing. Maria Enzersdorf Magritsch Geb. Rauschl; Johann Dr. Wien Schwab
Original assignee: Deutschen Semperit GmbH
Current assignee: Deutschen Semperit GmbH
Priority date: 1969-12-03
Filing date: 1970-11-30
Publication date: 1979-09-20
Also published as: CH528687A; FR2072729A5; BE759825A; GB1281850A; DE2058764A1; CS162626B2; US3667308A; AT305709B

Description

Die Erfindung geht aus von einem Keilriemen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen und durch die DE-OS 19 64 090 bekanntgewordenen Art

Infolge der für die Kraftübertragung erforderlichen Spannung und der geneigten Seitenflächen, kommt es im Keilriemen zu Verformungskräften, die jeweils in Richtung zur gegenüberliegenden Flanke zur Wirkung kommen. Beschleunigt durch die ständige Dehnung im Bereich der oberhalb der Verstärkungseinlagen liegenden Zugzone kommt es im Laufe der Zeit zu einer Wölbung der oberen Deckfläche und folglich zu einer Verkleinerung des durch die beiden Flanken eingeschlossenen Winkels und damit zu einer wesentlichen Minderung der Übertragungsleistung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Keilriemen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art insoweit zu verbessern, daß bei einer möglichst günstigen Flexibilität in allen Riemenschichten die Querkräfte günstig in der Riemenabdeckschicht aufgenommen werden und der Riemenfuß damit besonders günstig für die Aufnahme immer wiederkehrender Knick- bzw. Rollbewegungen im Dauerbetrieb ausgebildet ist, so daß alle Schichten für eine besonders hohe Lebensdauer ausgebildet sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen, wobei im Unteranspruch 2 noch eine für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildung beansprucht wird.

Es ist zwar durch die US-PS 34 16 383 ein Keilriemen bekanntgeworden, bei dem ebenfalls schon Faservliesteile quer zur Längsrichtung angeordnet sein können. Jedoch sind die sonstigen technischen Verhältnisse bei diesem Stand der Technik ganz anders gelagert wie bei der Erfindung.

Für das bei der Erfindung vorliegende Gestaltungsprinzip, bestehend aus Aufgabe und den im Kennzeichenteil des Anspruches 1 angegebenen Lösungsmitteln sind beim Stand der Technik keine solchen technischen Hinweise zu erkennen, die den Fachmann in die Lage versetzen, dieses Gestaltungsprinzip ohne weiteres und ohne erfinderische Überlegungen zu entwickeln, wenn auch die Anordnung quer zur Laufrichtung eines Keilriemens orientierter Faservliesteile durch die US-PS 34 16 383 bekanntgeworden ist, jedoch in einem anderen technischen Zusammenhang und in einer anderen Riemenlage wie bei der Erfindung, so daß schon aus diesen Gründen dieser Stand der Technik.kein Verbesserungsvorbild für die Erfindung hat geben können, wiewohl auch die sonstigen technischen Verhältnisse ganz anders sind.

Als Fasermaterial ist ein Faservlies oder ein weitmaschiges Gewebe geeignet Als Materialien kommen vorzugsweise Polyamidfasern, aber auch andere Materialien, wie beispielsweise Polyesterfasern, Stahlwolle, Baumwolle oder Glasfasern in Frage.

Durch die Konstruktionsmerkmale werden die auf die offenen Flanken des Keilriemens einwirkenden Kräfte weitestgehend aufgefangen. Die Gummischichte im Keilrierrenfuß, die einen niedrigeren Elastizitätsmodul, jedoch höhere Bruchdehnung aufweist als die Kernmischung und/oder ein elastomergetränktes Wirrfaservlies, bewirken eine Vergleichmäßigung, bzw. Verteilung der Knick- und Walkbeanspruchung im Keilriemenfuß.

Das Aufpressen einer weichen Gummischichte auf den Fuß eines mit Umlagen versehenen Keilriemens vor der Vulkanisation ist bekannt und wirkt dort als Staubschutz. Eine solche Gummischichte wird aber in die Form eingelegt und muß daher mindestens 1-2 mm betragen, verhindert andererseits nicht den Bruch der Umlage, da diese im Gebrauch genauso beansprucht wird wie ohne die weiche Gummischichte.

Weiters ist nicht nur die Verankerung der Abdeckschichte auf der Verstärkungseinlage durch das von der Kautschukmischung völlig durchdrungene Fasermaterial beträchtlich verbessert, sondern es kommt auch infolge der Durchdringung dieses Fasermaterials mit der Kautschukmischung an den geschnittenen offenen Flanken nicht mehr zu schädlichen Einwirkungen der Zugkräfte auf freiliegende geschnittene Gewebefaserenden in den unter Spannung stehenden Keilriemenflanken.

Nach einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die gegebenenfalls für den Keilriemenfuß verwendete weichere Gummimischung gleichzeitig als Tränk- oder Einbettmischung für das Fasermaterial und/oder als Haftvermittler zwischen den Verstärkungseinlagen und der Abdeckschichte, bzw. dem Kern verwendet. Für einen ölbeständigen Keilriemen können z. B. folgende Rezepturen zum Einsatz gelangen:

Kernmischung Full- und
Tränkmischung

Schwefelmodifl/iertes 100 Teile 100 Teile

^h' Chloropren

Ruß 50 (ISAI-) 35 (SRF)

Rayonlasern 2 mm 5

Fortsetzung

Kernmischung

Fuß- und Tränkmischung

Zinkoxyd 5

Magnesiumoxyd 4

Aromatischer Weich- 3
macher

Alterungsschutzmittel 2

(sterisch gehindertes Diaryl p-phenylen Diamin)

Eigenschaften der
Mischung nach der
Vulkanisation

Shorehärte 80

Elastizitätsmodul 150 120

Bruchdehnung 200%

Zugfestigkeit 150 kg/cm²

60 22

600-700% 170 kg/cm²

Weiters kann noch eine Tränkmischung verwendet werden, bei der Chloropren und ein SBR-Kautschuk (Styrol-Butadien Mischpolymerisat) gemischt sind, die untereinander gut verträglich sind.

50 Teile Chloropren

50 Teile SBR

35 Teile SFR-Gasruß

5 Teile Zinkoxyd

4 Teile Magnesiumoxyd

3 Teile aromatischer Weichmacher

! Tei! N-Cykichexy!-2-benzothiazyisulfenamid

1 Teil Schwefel
0,5 Teile Tetra-methylthiuram-monosulfid

Diese Mischung soll jedoch nicht für den Kern eingesetzt werden, da sie zu wenig ölbeständig ist

Die schwefelmodifizierte Chloroprentype (z. B. »Neopren G« von Dupont) wird deshalb vorzugsweise verwendet weil sie im Rohzustand abbaufähig ist und daher weichere Mischungen trotz der höheren Füllung erzielen läßt Es ist jedoch auch möglich, nichtschwefelmodifizierte Chloroprentypen (z. B. »Neopren W« von Dupont) zu verwenden, die nicht abbaubar sind, was dann nicht notwendig ist wenn sie nicht zu stark gefüllt sind, z. B. für die Tränkmischung.

Andere Kautschuke als Chloropren sind deshalb schwierig zu verwenden, weil sie entweder zu wenig ölbeständig (z. B. Naturkautschuk, oder Polybutadien) sind oder nicht ausreichende dynamische Festigkeiten ergeben, wie z. B. Acrylnitrilkautschuk.

Für die Abdeckschichte kann ein nicht verdichtetes Polyamidfaservlies der Stärke 1,5 —2 mm mit einem Flächengewicht von 200 g/m² verwendet werden, das vorzugsweise mit einem Resereinformaldehydharz-Vinylpyridinlatex-Gemisch präpariert ist Das Vlies wird dann mit einer 25%igen Lösung bzw. Dispersion der Tränkmischung in Toluol getränkt, zwischen zwei Walzen abgequetscht und im Heißluftkanal bei 70 —80° C getrocknet Auf dieser Art ist es möglich, in einem einzigen Arbeitsgang 400 g/m² Kautschuk aufzubringen, womit das dann auf bereits 1 mm verdichtete Vlies ein Flächende wicht v^n fioo

Beispiel 1

Zur Herstellung von Keilriemen 9,5x900 wird aaf eine geeignete Wickeltrommel eine glasklare Polyester-, folie der Stärke 0,1 bis 0,2 mm als Trennmittel gewickelt und mit einer Klebfolie festgehalten oder in die Trommelsegmente eingeklemmt Auf diese Folie wird in der Gesamtbreite die Fußplatte in einer Stärke von 0,4 mm, die am Kalander gezogen wurde, aufgebracht

ίο und am Stoß etwa 2 bis 3 mm überlappt Nunmehr wird die am Kalander auf eine Plattenstärke von 1,2 mm gezogene Kernmischung vierfach aufgewickelt so daß sich eine Kernhöhe von etwa 4,8 mm ergibt Allfällige Stöße werden gegen die Überlappung der Fußplatte

ι: über den Wickelumfang verteilt bzw. versetzt Dasselbe gilt für die anschließende Haftschichte, als welche neuerlich eine Lage der 0,4 mm starken Fußplatte aufgebracht wird. Nunmehr wird ein entsprechend präparierter Polyesterkord 1000/3x2 in einer Dichte von 85 Fäden/100 mm aufgewickelt darüber wieder eine Fußplatte. Den Abschluß bilden zwei Lagen des soeben genannten, vorpräparierten und mit Gummilösung getränkten Vlieses.
Die Vorpräparierungslösung wird dabei wie folgt bereitet: tine Lösung von 3 Teilen 37%iger Formaldehydlösung, 5,5 Teilen Reserein und 11 Teilen Wasser wird eine Stunde stehen gelassen. Man fügt hierauf zu 10 Teilen dieser L-ösung 37 Teile eines etwa 40%igen Vinylpyridinlatex zu, läßt einige Stunden stehen und verdünnt anschließend mit Wasser auf etwa 25% Gesamtfestgehalt und einen pH-Wert von 7,4 — 73-

Der auf der Trommel nunmehr aufgebaute Zylindermantel wird jetzt entweder in einer Presse 15 Minuten bei 4 atü Dampf, oder mit einer außen anliegenden

j5 Gummimembran (innen 4 atü, außen 10 atü Dampf) 12 Minuten vulkanisiert Die Keilriemen werden von dem vulkanisierten Zylindermantel dann in an sich bekannter Weise abgestochen.

•ίο Beispiel 2

Der Keilriemenrücken wird, vorzugsweise auf eine Trennfolie, zunächst in umgekehrter Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, aufgebaut. Es wird zuerst ein als Abdeckschichte bestimmtes — wie oben erwähnt — vorpräpariertes und getränktes Vlies auf einen Formkern gewickelt In gleicher Weise wie in Beispiel 1 schließen sich dann eine Fußplatte, der Kordwickel und wieder eine Fußplatte an. Es hat sich nun als

ίο zweckmäßig, wenn auch nicht als unbedingt erforderlich erwiesen, den so aufgebauten Formling etwa ein Drittel der oben angeführten Vulkanisationszeit vorzuvulkanisieren. Im Anschluß daran wird der den nunmehrigen — gegebenenfalls vorvulkanisierten — Keilriemenrücken enthaltende Formkern in eine Außenform eingesetzt die das Kernvolumen der späteren Einzelkernriemen bildet Die Kernmischung wird jetzt mittels Injektion oder Transfermolding eingebracht Es ergibt sich der Vorteil einer nahezu 30%igen Materialersparnis, weil

no beim Abstechen nur mehr die Rückenschichten des Keilriemens getrennt zu werden brauchen.

Bei dieser Vorgangsweise kann man entweder auf die Aufbringung einer Fußplatte überhaupt verzichten, oder diese in einem anschließenden Arbeitsgang

hi gesondert aufbringen, indem man z. B. den Keilriemen in eine zweite, einen Hohlraum für die Fußplatte vorgesehenen Form einbringt und die Fußmischung in

ÜhnÜChSr ^^eis^A anfnrmt lutp (ji^A ^of*r>rv^!c>/^Ktin<T

Die Keilriemen werden dann vor der Ingebrauchnahme gewendet

Die Merkmale der Erfindung und deren technische Vorteile ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung ^r> mit den Ansprüchen und der Zeichnung.

In F i g. 1 ist ein Keilriemen im Querschnitt mit der Abdeckschichte 1, der Verstärkungseinlage 2 und dem Kern 3 dargestellt, während der Keilriemen gemäß Fig. 2 zwei zusätzliche Haftschichten 4, sowie im ι ο KeiiriemenfuB eine Abdeckschichte 5 aufweist

Für die Herstellung des Keilriemens wird ein nicht verdichtetes Faservlies verwendet, das jedoch nicht notwendigerweise aus Polyamidfasern bestehen muß, sondern je nach den gewünschten Eigenschaften aus Polyesterfasern, Glasfasern, Baumwolle od. dgL bestehen kann. Dabei ist allerdings auf eine ausreichend haftfreundliche Ausrüstung des Fasermaterials gegenüber dem Kautschuk und auf eine möglichst geringe Feuchtigkeitsaufnahme Bedacht zu nehmen. Die Orientierung des Vlieses beim Aufbau des Keilriemens wird quer zu dessen Laufrichtung gelegt

Als Elastomere, insbesondere für die Kernmischung haben sich außer bisher bekannten Gummimischungen und den im vorliegenden beschriebenen Chloroprenqualitäten auch Polyurethanelastomere als besonders zweckmäßig erwiesen. Dabei handelt es sich vorzugsweise um vernetzte Produkte, die wie in den Beispielen beschrieben, im Aufbauverfahren, oder aber im Spritzguß- bzw. Gießverfahren mit den Verstärkungs- so einlagen und Abdeckschichten verbunden werdei können, wobei in letzterem Falle eine relativ dünnflüssi ge Zweikomponentenmischung Verwendung finde kann. In diesen Fällen soll die Präparierung des Vliese für die Abdeckschichte(n) wie auch für die Verstär kungseinlagen eine entsprechende polyurethanfreundli ehe sein, und kann z. B. auf Isocyanatbasis aufgebau sein.

Als Verstärkungseinlage kann Polyesterkord ode Glaskord verwendet werden. Hierbei ist zu erwähner daß die Funktion der Rückenabdeckschicht ein Schut: der Verstärkungseinlage gegen mechanische Einflüssi von außen ist

Weiter wäre zu erwähnen, daß die Kcrr.rr.ischunj elektrisch leitfähig sein soll wegen der statischei Aufladung.

Bei herkömmlichen Riemen mit einer Umlage mul der innere Kern nicht leitend sein, die Umhüllung jedocl schon, und zwar 10⁵OhIn. Die Kernmischung dei vorliegenden Erfindung besitzt jedoch einen elektri sehen Widerstand von nur 10' bis KFOhm. Dies wire durch die relativ hohe FOUung mit Ruß erzielt

Außerdem wird darauf hingewiesen, daß es zweckmä Big ist, wenn die Fußabdeckschichte 5 weder eir Faservlies noch ein Gewebe enthält, da nch weder da: eine noch das andere gut stauchen läßt Denn bei dei Umlenkung um die Keilriemenscheiben mit kleinen Durchmesser wird die Fußabdeckschichte erfahrungs gemäß stark gestaucht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flankenoffener Keilriemen mit einer Rückenabdeckschichte, einer Verstärkungseinlage und einem trapezförmigen Kern aus Elastomer, dadurch gekennzeichnet, daß die Rüclcenabdeckschicht (1) aus einem von Elastomer vollständig durchdrungenen, quer zur Laufrichtung des Keilriemens orientierten Faservlies besteht, wobei der Elastizitätsmodul des Elastomers der Rückenabdeckschicht weniger als ein Drittel desjenigen des Elastomers im Kern und die Bruchdehnung des Elastomers der Abdeckschicht mehr als das zweifache derjenigen des Elastomers im Kern beträgt und die Shore-A-Härte des Elastomers der Abdeckschicht um etwa 10 bis etwa 30 niedriger liegt, als diejenige des Elastomers im Kern, wobei außerdem die entsprechenden Werte im Keilriemenfuß im Hinblick auf die immer wiederkehrenden Ruck- bzw. Rollbewegungen im Dauerbetrieb günstig gewählt sind.

2. Flankenoffener Keilriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchdehnung des Elastomers der Abdeckschichte etwa das vierfache derjenigen des Elastomers im Kern beträgt und die Shore-A-Härte des Elastomers der Abdeckschichten um etwa 20 niedriger liegt als diejenige des Elastomers im Kera