DE69614343T2

DE69614343T2 - Lastaufnahmeelement eines Riemens, Herstellungsverfahren dafür und dieses aufweisendes Riemen

Info

Publication number: DE69614343T2
Application number: DE69614343T
Authority: DE
Inventors: Yuji Takeuchi
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2016-10-24
Also published as: US6068916A; EP0777066A2; EP0777066A3; ATE204060T1; DE69614343D1; EP0777066B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Zugelement für einen Riemen, ein Verfahren zur Herstellung eines Zugelements für einen Riemen als auch verschiedene Arten von Riemen, z. B. einen Synchronriemen, einen Keilriemen, einen Flachriemen und einen Riemen mit veränderlicher Geschwindigkeit, bei denen das oben genannte Zugelement Verwendung findet.
Als Zugelement für einen Kraftübertragungsriemen, z. B. einen Synchronriemen, wird allgemein eine Glasfaserschnur verwendet, die einer Verbesserung von Festigkeit, Zähigkeit oder Größenstabilität des Riemens dienen soll. Zum Beispiel wird im allgemeinen bei einem Kraftübertragungsriemen, der beim Antrieb einer obenliegenden Nockenwelle (OHC) eines Fahrzeugmotors Einsatz findet, eine als ECG150-3/13 bezeichnete Schnur verwendet. Die ECG150-3113-Schnur wird in folgender Weise hergestellt: drei Glasfaserstränge, die jeweils aus 200 Fasern mit einem Faserdurchmesser von 9 um zusammengesetzt sind, werden parallel angeordnet, dann zu einem primärverdrillten Garn primärverdrillt, daraufhin 13 primärverdrillte Garne parallel angeordnet und nochmals verdrillt. Kurz gesagt wird das Zugelement einer Primärverdrillung und einer Endverdrillung unterzogen.
Dieses Zugelement wird unter Verwendung von Glasfasersträngen hergestellt, die mit Resorcinformaldehyd-Kautschuklatex (RFL) behandelt wurden, um die Haftfestigkeit des Zugelements ann Gummi-Riemenkörper zu verbessern (siehe Japanische Patentveröffentlichung Nr. 3-42290, offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 4-59640 oder offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 4-50144). Ausführlicher gesagt werden die Glasfaserstränge in eine RFL-Flüssigkeit eingetaucht, wieder aus der Flüssigkeit genommen, durch Erhitzung getrocknet und dann einer Primärverdrillung und Endverdrillung unterzogen.
Da heutzutage die Temperaturen im Bereich des Fahrzeugmotors eher zunehmen, wurde hydrierter Nitrilkautschuk, der von ausgezeichneterer Wärmebeständigkeit als der herkömmlicherweise verwendete Chloropren-Kautschuk ist, dem Kautschuk für den Riemen eines Fahrzeugmotors zugegeben. Hydrierter Nitrilkautschuk weist im Vergleich zu anderen Kautschukarten eine schlechte Haftfestigkeit auf. Daher wird auch eine Methode vorgeschlagen, bei der außerdem eine Kautschuklösung auf das oben erwähnte endverdrillte Garn aufgetragen wird (siehe offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 2-4715 oder offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 3-170534).
Außerdem wurde auch eine Methode vorgeschlagen, bei der hydrierter Nitrilkautschuklatex (H-NBR) mit einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit und einer geringfügig vorhandenen wasserabsorbierenden Eigenschaft als Latex bei der oben genannten RFL-Flüssigkeit verwendet wird (siehe offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 63-270877).

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Verbesserung der Wasserbeständigkeit eines aus Glasfasern hergestellten Zugelements für einen Riemen, somit also der Wasserbeständigkeit des Riemens.
Wird ein Riemen, der unter Verwendung eines herkömmlichen, aus einer Glasfaserschnur hergestellten Zugelements erzeugt wird, unter warmen und feuchten Bedingungen, z. B. bei Regen angewandt, so tritt das Problem auf, dass sich das Zugelement frühzeitig abbaut, wodurch die Festigkeit des Riemens extrem abnimmt; ein weiteres Problem entsteht dadurch, dass die Biegeermüdungsfestigkeit des Riemens abnimmt, wodurch der Riemen leicht bricht. Durch die vorliegende Erfindung können die obigen Probleme gelöst werden.
Die Erfinder nahmen eine Untersuchung der Ursachen für die obigen Probleme vor und stellten dabei fest, dass diese durch Wasser verursacht waren, das in das Zugelement eingedrungen und die Hafteigenschaften zwischen den primärverdrillten Garnen (3/0-Faserstränge) verschlechtert hatte.
Genauer gesagt haften die den Glasfaserstrang bildenden Glasfasern mittels des oben genannten RFL aneinander, ebenso wie auch die das primärverdrillte Garn bildenden Glasfaserstränge mittels des RFL, mit dem sie beschichtet werden, im wesentlichen ohne Lücken zwischen ihnen aneinander haften. Wird allerdings eine Vielzahl solcher primärverdrillten Garne parallel angeordnet und abschließend verdrillt, so entstehen durch diese Endverdrillung mikroskopische Rauhheiten an der Oberfläche jedes primärverdrillten Garns, so dass diese nicht vollkommen aneinander haften. Da die primärverdrillten Garne darüber hinaus nur durch die Hafteigenschaft des RFL aneinander gebunden werden, ist ihre Bindefestigkeit schwach. Dringt daher Wasser in das Zugelement ein, so verschlechtert es die Hafteigenschaften zwischen den primärverdrillten Garnen, so dass die auf diese Weise beweglich gewordenen primärverdrillten Garne aneinander entlangreiben und sich dadurch gegenseitig beschädigen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Lösung dieses Problems ist ein Zugelement für einen Riemen dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Glasfasern parallel angeordnet wird, in ein RFL-Flüssigkeitsgemisch eingetaucht wird, so dass Lücken zwischen den Glasfasern mit dem RFL-Flüssigkeitsgemisch gefüllt werden, aus dem Flüssigkeitsgemisch entnommen und einer Wärmebehandlung unterzogen werden, wobei die Glasfasern miteinander verklebt werden, woraufhin die aneinander haftenden Glasfasern nach einer einzigen Richtung miteinander verdrillt werden.
Bei oben genanntem Zugelement für einen Riemen tritt das Problem der Auftrennung zwischen den primärverdrillten Garnen nicht auf und lässt sich die zuvor schlechte Wasserbeständigkeit der Glasfaserschnur so verbessern, dass die Biegeermüdungsfestigkeit unter warmen und feuchten Bedingungen erhöht wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Zugelement für einen Riemen dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Glasfasersträngen parallel angeordnet und zu einem primärverdrillten Garn primärverdrillt wird, eine Vielzahl der primärverdrillten Garne parallel angeordnet und in ein RFL-Flüssigkeitsgemisch eingetaucht wird, so dass Lücken zwischen den primärverdrillten Garnen mit der Flüssigkeit zur Haftbehandlung aufgefüllt werden, aus dem Flüssigkeitsgemisch entnommen und einer Wärmebehandlung unterzogen werden, wobei die primärverdrillten Garne miteinander verklebt und die miteinander verklebten primärverdrillten Garne abschließend in entgegengesetzter Richtung zu der der Primärverdrillung endverdrillt werden.
Bei diesem Zugelement werden die primärverdrillten Garne (primärverdrillten Glasfaserstränge) durch das RFL-Flüssigkeitsgemisch praktisch ohne verbliebene Lücken eng aneinander gebunden, so dass das Eindringen von Wasser zwischen die primärverdrillten Garne verhindert ist, wodurch die Biegeermüdungsfestigkeit erhöht wird. Ferner kann verhindert werden, dass die Steifigkeit des Zugelements zunimmt. Demgemäß ist die Wasserbeständigkeit des Riemens, wenn das Zugelement als Kraftübertragungsriemen verwendet wird, verbesserbar, so dass die Biegeermüdungsfestigkeit des Riemens unter warmen und feuchten Bedingungen zunimmt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Zugelement für einen Riemen dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Glasfasern parallel angeordnet wird, in ein RFL-Flüssigkeitsgemisch eingetaucht wird, das hydrierten Nitrilkautschuklatex enthält, so dass die Lücken zwischen den Glasfasern mit dem Flüssigkeitsgemisch aufgefüllt werden, aus dem Flüssigkeitsgemisch entnommen und einer Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei die Glasfasern miteinander verklebt werden, und dass die miteinander verklebten Glasfasern in einer einzigen Richtung verdrillt werden.
Dieses Zugelement weist eine große Wärmebeständigkeit auf, da es sich bei dem Latex um hydrierten Nitrilkautschuklatex handelt. Da außerdem der hydrierte Nitrilkautschuk ein schwaches Wasserabsorptionsvermögen zeigt, kann verhindert werden, dass gebundene Glasfasern aufgrund von Wassereinwirkung freigesetzt werden, so dass die Wasserbeständigkeit des Riemens verbessert wird. Dies bietet den Vorteil einer erhöhten Biegeermüdungsfestigkeit des Riemens unter warmen und feuchten Bedingungen.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Zugelement für den Riemen dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Glasfasersträngen parallel angeordnet und zu einem primärverdrillten Garn primärverdrillt wird, eine Vielzahl der primärverdrillten Garne parallel angeordnet und in ein RFL-Flüssigkeitsgemisch eingetaucht wird, das hydrierten Nitrilkautschuklatex enthält, so dass die Lücken zwischen den primärverdrillten Garnen mit dem Flüssigkeitsgemisch aufgefüllt werden, aus dem Flüssigkeitsgemisch entnommen und einer Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei die primärverdrillten Garne miteinander verklebt werden, und dass die miteinander verklebten primärverdrillten Garne abschließend entgegen der Richtung der Primärverdrillung endverdrillt werden.
Auch bei diesem Zugelement lassen sich Wärmebeständigkeit und Wasserbeständigkeit durch Verwendung eines hydrierten Nitrilkautschuklatex verbessern. Dies bietet den Vorteil einer erhöhten Biegeermüdungsfestigkeit unter warmen und feuchten Bedingungen.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Zugelement für einen Riemen dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Glasfasern parallel angeordnet wird, in eine Kautschuklösung eingetaucht wird, so dass die Lücken zwischen den Glasfasern mit der Kautschuklösung aufgefüllt werden, aus der Kautschuklösung entnommen und einer Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei die Glasfasern miteinander verklebt werden, und dass die miteinander verklebten Glasfasern in einer einzigen Richtung verdrillt werden.
Dieses Zugelement weist den Vorteil der Wasserbeständigkeit gegenüber dem zuvor genannten Fall mit dem RFL-Flüssigkeitsgemisch auf, indem Kautschuklösung verwendet wird, wodurch die Wasserbeständigkeit des laufenden Riemens verbessert wird.
Gemäß wiederum einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Zugelement für einen Riemen dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Glasfasersträngen parallel angeordnet und zu einem primärverdrillten Garn primärverdrillt wird, eine Vielzahl der primärverdrillten Garne parallel angeordnet wird, in eine Kautschuklösung eingetaucht wird, so dass die Lücken zwischen den primärverdrillten Garnen mit der Kautschuklösung aufgefüllt werden, aus der Kautschuklösung entnommen und einer Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei die primärverdrillten Garne miteinander verklebt werden und dass die miteinander verklebten primärverdrillten Garne abschließend in entgegengesetzter Richtung zu der der Primärverdrillung endverdrillt werden.
Auch sind bei diesem Zugelement, wie im Falle der Verwendung des RFL-Flüssigkeitsgemischs der Fall, die primärverdrillten Garne durch die Kautschuklösung praktisch ohne verbliebene Lücken eng miteinander verbunden, so dass die Wasserbeständigkeit verbessert wird. Da sich außerdem eine Zunahme der Steifigkeit eindämmen läßt, bietet dies den Vorteil einer erhöhten Biegeermüdungsfestigkeit des Riemens. Da außerdem Wärmebeständigkeit und Wasserbeständigkeit verbessert werden können, bietet dies den Vorteil einer erhöhten Biegeermüdungsfestigkeit unter warmen und feuchten Bedingungen.
Da der Riemen der vorliegenden Erfindung das oben genannte Zugelement für einen Riemen umfasst, kann eine hohe Wasserbeständigkeit und Biegeermüdungsfestigkeit erzielt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Synchronriemen: ein Zugelement, das sich durch die Länge des Riemens erstreckt; einen Rückenbeschichtungskautschuk, der an die Außenrandseite des Zugelements gebunden ist; und eine Vielzahl von Kautschukzähnen, die an die Innenrandseite des Zugelements gebunden sind und in Intervallen in einer Längsrichtung des Riemens angeordnet sind, wobei ein beliebiges der verschiedenen Arten von Zugelementen, wie oben genannt, als ein solches dienen kann. Dadurch wird die Wasserbeständigkeit des Synchronriemens verbessert, so dass die Biegeermüdungsfestigkeit des Riemens unter warmen und feuchten Bedingungen erhöhbar ist.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Zugelements für einen Riemen: einen Schritt, bei dem eine Vielzahl von Glasfasern parallel angeordnet wird, die Glasfasern in eine RFL- Flüssigkeit eingetaucht werden, die eingetauchten Glasfasern aus der Flüssigkeit entnommen und die entnommenen Glasfasern einer Wärmebehandlung unterzogen werden; einen Schritt, bei dem ein Strang der wärmebehandelten Glasfasern in einer einzigen Richtung verdrillt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Zugelements für einen Riemen: einen ersten Schritt des Zusammennehmens einer Vielzahl von Glasfasersträngen und Primärverdrillens der Glasfaserstränge, wodurch ein primärverdrilltes Garn erhalten wird; einen zweiten Schritt des Parallelanordnens einer Vielzahl der primärverdrillten Garnen, die dem ersten Schritt unterzogen worden sind, des Eintauchens der primärverdrillten Garne in eine RFL- Flüssigkeit, Entnehmens der eingetauchten primärverdrillten Garne aus der Flüssigkeit und Unterziehens der entnommenen primärverdrillten Garne einer Wärmebehandlung; und einen dritten Schritt der abschließenden Verdrillung der Vielzahl primärverdrillter Garne, die dem zweiten Schritt unterzogen worden sind, in einer zur Primärverdrillung entgegengesetzten Richtung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Zugelements für einen Riemen: einen ersten Schritt des Parallelanordnens einer Vielzahl von Glasfasersträngen in Form eines Bandes, so dass die Glasfaserstränge praktisch ohne Zwischenraum angeordnet sind und im Querschnitt eine zusammengedrückte Ellipse bilden; einen zweiten Schritt des Eintauchens der Vielzahl von parallel in Form eines Bandes angeordneten Glasfasersträngen in eine RFL-Flüssigkeit, des Herausnehmens der eingetauchten Glasfaserstränge aus der Flüssigkeit und Unterziehens der herausgenommenen Glasfaserstränge einer Wärmebehandlung, wobei eine bandartige Substanz entsteht; und einen dritten Schritt des Verdrillens der bandartigen Substanz in einer einzigen Richtung.
Bei diesem Verfahren kann die RFL-Flüssigkeit die gesamte bandartige Substanz ohne weiteres durchdringen und die Wärmebehandlung eine gleichmäßige Wirkung auf die gesamte bandartige Substanz erbringen.
Ausführlich gesagt wird dann, wenn die Vielzahl der Glasfaserstränge in solcher Weise parallel angeordnet wird, dass sie im Querschnitt gesehen ein kreisförmiges Bündel bildet, das Bündel mit dem kreisförmigen Querschnitt ohne weiteres bis an die Oberfläche heran mit der RFL-Flüssigkeit imprägniert. Da allerdings der Abstand von der Oberfläche bis zum Kern groß ist, ist eine gleichmäßige Imprägnierung des gesamten Bündels mit der RFL-Flüssigkeit schwierig. Da andererseits bei diesem Verfahren die Vielzahl der Glasfaserstränge in solcher Weise parallel angeordnet ist, dass sie im Querschnitt eine zusammengedrückte Ellipse und dadurch ein flaches Bündel bilden, vermindert dies die Distanz, die zur vollständigen Imprägnierung von der Oberfläche zum Kern des Flachbündels mit der RFL-Flüssigkeit durchdrungen werden muss, was zu einer gleichmäßigen Imprägnierung quer durch das gesamte Bündel führt. Wird außerdem eine Vielzahl von Glasfasersträngen in solcher Weise parallel angeordnet, dass sie im Querschnitt einen Kreis bilden, so dauert es lange, bis sich die wärmebehandelnde Wirkung nach der Imprägnierung bis zum Kern des Bündels auswirkt, so dass die Gefahr einer ungleichmäßigen Erhitzung von der Oberfläche bis zum Kern des Bündels besteht. Wird andererseits eine Vielzahl von Glasfasersträngen in solcher Weise parallel angeordnet, dass sie im Querschnitt eine zusammengedrückte Ellipse bilden, so zeigt die Wärmebehandlung eine schnelle Wirkung auf den Kern des Bündels, was eine gleichmäßige Erhitzung von der Oberfläche bis zum Kern zur Umsetzung des RFL ermöglicht.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Zugelements für einen Riemen: einen ersten Schritt des Zusammennehmens einer Vielzahl von Glasfasersträngen und des Primärverdrillens der zusammengenommenen Glasfaserstränge, wodurch ein primärverdrillter Garn entsteht; einen zweiten Schritt des Parallelanordnens einer Vielzahl der primärverdrillten Garne, die dem ersten Schritt in Form eines Bandes in solcher Weise unterzogen wurden, dass praktisch keine Zwischenräume verbleiben und eine im Querschnitt zusammengedrückte Ellipse entsteht, des Eintauchens der primärverdrillten Garne in eine RFL-Flüssigkeit, des Herausnehmens der eingetauchten primärverdrillten Garne aus der Flüssigkeit und des Unterziehens der herausgenommenen primärverdrillten Garne einer Wärmebehandlung, wodurch eine bandartige Substanz gebildet wird; und einen dritten Schritt des abschließenden Verdrillens der bandartigen Substanz, die dem zweiten Schritt unterzogen wurde, in einer zu der der Primärverdrillung entgegengesetzten Richtung.
Gemäß wiederum einer weiteren Ausführungsform des Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Zugelements für einen Riemen: einen Schritt des Eintauchens des Zugelements für einen mittels eines der obigen Verfahren hergestellten Riemen in eine Kautschuklösung, des Herausnehmens des Zugelements aus der Kautschuklösung und des Unterziehens des herausgenommenen Zugelements einer Wärmebehandlung.
Die bei jeder der obigen Ausführungsformen der Erfindung zu verwendenden Glasfasern unterliegen keiner besonderen Beschränkung. Es können herkömmliche nicht-alkalische Glasfasern verwendet werden. Werden z. B. hochfeste Glasfasern verwendet, die jeweils einen Durchmesser von 8 um oder weniger und eine Zugfestigkeit von 300 N/mm² oder mehr, bevorzugt 350 N/mm² oder mehr, aufweisen, so kann der Durchmesser der Schnur (Zugelements) bei beibehaltener Festigkeit und zugleich erhöhter Biegeermüdungsfestigkeit minimiert werden. In dem Falle, dass das Zugelement der vorliegenden Erfindung für einen Riemen eines OHC-Fahrzeugmotors verwendet wird, muss ein ausgeglichenes Verhältnis von Festigkeit zu Durchmesser der Schnur abgewogen werden. Vorzugsweise beträgt die Anzahl der Fasern des Zugelements 4000 bis 6600. Liegt die Zahl der Fasern unter 4000, so kann keine erwünschte Festigkeit erzielt werden. Liegt dagegen die Zahl der Fasern über 6600, so ist der Durchmesser der Schnur zu groß, was unangebrachterweise die Biegeermüdungsfestigkeit beeinflusst.
Bezüglich der bei der Erfindung zu verwendenden RFL-Flüssigkeit bestehen keine bestimmten Beschränkungen hinsichtlich des Latex. Zum Beispiel können zusätzlich zum oben genannten hydrierten INitrilkautschuklatex auch ein Latex wie Styrol- Butadien-Vinylpyridin-Terpolymer, chlorsulfoniertes Polyethylen, Acrylonitrilkautschuk, Epichlorhydrin, SBR, Chloroprenkautschuk, chlorierter Butadienkautschuk, Olefin-Vinylester-Copolymer und natürliche Kautschuke oder ein Gemisch aus diesen Latexarten verwendet werden. Ferner kann ein Zusatzstoff, z. B. ein Weichmacher, der RFL-Flüssigkeit je nach Bedarf zugegeben werden.
Bei der Kautschuklösung handelt es sich um eine Dienkautschuk-Verbindung, wie z. B. hydrierter Nitrilkautschuk und chlorsulfonierter Polyethylenkautschuk, oder eine hochgradig gesättigte hydrierte Nitrilkautschuk-Verbindung, die jeweils in einem organischen Lösungsmittel gelöst sind. Alternativ dazu kann der hydrierte Nitrilkautschuk organisches Peroxid enthalten.
Bezüglich des Lösungsmittels für die Kautschuklösung bestehen keine speziellen Beschränkungen. Im allgemeinen wird aromatischer Kohlenwasserstoff, z. B. Benzol, Toluol und Xylol, oder halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Ether und Trichlorethylen, geeigneterweise als Lösungsmittel verwendet.
Für das Kautschukmaterial, das einen Kautschukfilm auf der Oberfläche des Zugelements für einen Riemen bildet, bestehen keine spezielle Beschränkungen. In Anbetracht der Hafteigenschaften des Zugelements am Gummi-Riemenkörper werden aber halogenhaltige Verbindungen wie chlorierter Kautschuk, Polyvinylchlorid, Chloroprenkautschuk und chlorsulfonierter Polyethylenkautschuk bevorzugt als das Kautschukmaterial verwendet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In Abb. 1 ist eine longitudinale Querschnittsansicht eines Synchronriemens gezeigt.
In Abb. 2 ist eine perspektivische teilweise Querschnittsansicht eines Zugelements für einen Riemen der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung gezeigt.
In Abb. 3 ist eine perspektivische teilweise Querschnittsansicht eines Zugelements für einen Riemen der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung gezeigt.
In Abb. 4 ist eine perspektivische teilweise Querschnittsansicht eines Zugelements für einen Riemen der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung gezeigt.
In Abb. 5 ist eine Schemaansicht der Struktur einer Maschine zum Testen der Biegeermüdung des Riemens gezeigt.
In Abb. 6 ist eine perspektivische teilweise Querschnittsansicht gezeigt, die die Parallelanordnung einer Vielzahl von Glasfasersträngen der Ausführungsform 14 der vorliegenden Erfindung wiedergibt.
In Abb. 7 ist eine perspektivische teilweise Querschnittsansicht eines Zugelementes für einen Riemen der Ausführungsform 14 der vorliegenden Erfindung gezeigt.
In Abb. 8 ist eine perspektivische teilweise Querschnittsansicht gezeigt, die die Parallelanordnung einer Vielzahl primärverdrillter Garne der Ausführungsform 15 der vorliegenden Erfindung wiedergibt.
In Abb. 9 ist eine perspektivische teilweise Querschnittsansicht eines Zugelements für einen Riemen der Ausführungsform 15 der vorliegenden Erfindung gezeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Ausführungsform 1

Wie in Abb. 1 gezeigt, handelt es sich bei einem Riemen 1 der vorliegenden Erfindung um einen Synchronriemen (Kraftübertragungsriemen), der ein Zugelement 2 umfasst, das um den Riemen herum angebracht ist, einen rückenverstärkenden Kautschuk 3, der auf einer Seite (Unterseite des Riemens) des Zugelements 2 aufgebracht ist, und Kautschukzähne 4, die in spezifischen Intervallen um den Riemenumfang herum auf der entgegengesetzten Seite zum Zugelement 2 angeordnet sind. Die Kautschukzähne 4 sind mit einem Zahngewebe 5 versehen.
In Abb. 2 ist das oben genannte Zugelement 2 gezeigt. Das Zugelement 2 ist aus einer Glasfaserschnur hergestellt. Die Glasfaserschnur ist in der Weise hergestellt, dass 33 Faserstränge in jeder der 200 nicht-alkalischen Glasfasern 6, die jeweils aus E-Glas bestehen, mit einem Durchmesser von 9 um und einer Zugfestigkeit von 275 N/mm, zu einem Faserstrang zusammengenommen werden, die derart erhaltenen 33 Faserstränge parallel angeordnet werden, die Faserstränge in eine Vp-SBR-haltige RFL-Flüssigkeit einer Konzentration von 20 Gew.-% eingetaucht werden, die eingetauchten Faserstränge aus der RFL-Flüssigkeit entnommen werden, die entnommenen Faserstränge einer Wärmebehandlung bei 240ºC über eine Minute hinweg unterzogen und die wärmebehandelten Faserstränge bei einer Rate von 2 Umdrehungen pro Inch verdrillt werden. Das Vp-SBR-haltige RFL enthält als Latex Vp-SBR (Vinylpyridin-Styrol-Butadien-Terpolymer). Die aus E-Glas hergestellte Glasfaser enthält 53-55% SiO&sub2;, 14-16% Al&sub2;O&sub3;, 17-22% CaO, 1-4% MgO, 0,3-0,7% Na&sub2;O + K&sub2;O, 6-8% B&sub2;O&sub3;, unter 0,2% Fe&sub2;O&sub3; und 0,1-0,3 % F2.
Der Rückenverstärkungskautschuk 3 und die Kautschukzähne 4 sind jeweils aus einer Kautschukzusammensetzung unter Verwendung von hydriertem Nitrilkautschuk als seinem Hauptbestandteil hergestellt. Beim Zahngewebe 5 werden 6,6-Nylon- Garne verwendet, die sich in Breitenrichtung des Riemens erstrecken, und wollartige Garne aus 6,6-Nylongarn, die sich in Längsrichtung des Riemens erstrecken. Der Synchronriemen 1 wurde unter Verwendung der oben genannten Materialien durch übliches Formpressen hergestellt. Die Form der Zähne entsprach dem Typ der STS-Zähne. Der Zahnabstand betrug 8 mm, die Anzahl der Zähne 113 und die Riemenbreite 19 mm.

Ausführungsform 2

Wie in Abb. 3 gezeigt, wird ein Zugelement 7 dieser Ausführungsform so hergestellt, dass 11 primärverdrillte Garne 8, die einer RFL-Behandlung unterzogen wurden, parallel angeordnet und abschließend entgegengesetzt der Richtung der Primärverdrillung endverdrillt werden.
Ausführlich gesagt wurde jedes der primärverdrillten Garne 8 in der Weise hergestellt, dass 200 nicht-alkalische Glasfasern 6 wie in Ausführungsform 1 zu einem Faserstrang zusammengenommen und 3 derart erhaltene Faserstränge parallel angeordnet und bei einer Rate von 2 Umdrehungen pro Inch primärverdrillt wurden. Zum Zeitpunkt der Endverdrillung wurden 11 primärverdrillte Garne 8 parallel angeordnet, in eine RFL-Flüssigkeit wie in Ausführungsform 1 eingetaucht, aus der Flüssigkeit entnommen und abschließend bei einer Rate von 2 Umdrehungen pro Inch in entgegengesetzte Richtung zur Primärverdrillung endverdrillt, wobei eine Glasfaserschnur erhalten wurde. Dann wurde ein Synchronriemen unter Verwendung der resultierenden Glasfaserschnur als einem Zugelement in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Ausführungsform 3

Eine Glasfaserschnur wie in Ausführungsform 1 wurde in eine Kautschuklösung von 20 Gew.-% eingetaucht, die als einen Hauptbestandteil chlorsulfonierten Polyethylenkautschuk enthielt, aus dem Lösungsmittel genommen und eine Minute lang in einer Atmosphäre von 150ºC getrocknet. Als Folge dessen bildete sich eine Schicht aus Kautschuklösung 9 auf der Oberfläche der Glasfaserschnur, wie in Abb. 4 gezeigt. Dann wurde ein Synchronriemen unter Verwendung der resultierenden Glasfaserschnur als einem Zugelement 10 in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Ausführungsform 4

Eine Glasfaserschnur wie in Ausführungsform 2 wurde derselben Behandlung mit Kautschuklösung wie in Ausführungsform 3 unterzogen, wobei eine Schicht aus Kautschuklösung auf der Oberfläche der Glasfaserschnur entstand. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Ausführungsform 5

Mit der Ausnahme, dass hochfeste Glasfasern mit einem Faserdurchmesser von 7 um und einer Zugfestigkeit von 437 N/mm anstelle der aus E-Glas hergestellten nicht-alkalischen Glasfasern mit einem Faserdurchmesser von 9 um verwendet wurden, wurde eine Glasfaserschnur in derselben Weise und den Bedingungen wie in Ausführungsform 4 hergestellt. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt. Die hochfeste Glasfaser enthielt 65% SiO&sub2;, 25% Al&sub2;O&sub3;, 9-10% MgO und unter 1% anderer Metalloxide, wie z. B. Na&sub2;O, K&sub2;O, Fe&sub2;O&sub3; und Zr&sub2;O&sub3;. Die Anzahl der Glasfasern betrug 200 · 3 · 11 = 6600.

Ausführungsform 6

Mit der Ausnahme, dass die Zahl der Glasfasern 7000 betrug, wurde eine Glasfaserschnur in derselben Weise und den Bedingungen wie in Ausführungsform 5 hergestellt. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Ausführungsform 7

Mit der Ausnahme, dass die Zahl der Glasfasern 5200 betrug, wurde eine Glasfaserschnur in derselben Weise und den Bedingungen wie in Ausführungsform 5 hergestellt. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Ausführungsform 8

Mit der Ausnahme, dass die Zahl der Glasfasern 4000 betrug, wurde eine Glasfaserschnur in derselben Weise und den Bedingungen wie in Ausführungsform 5 hergestellt. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Ausführungsform 9

Mit der Ausnahme, dass die Zahl der Glasfasern 3600 betrug, wurde eine Glasfaserschnur in derselben Weise und den Bedingungen wie in Ausführungsform 5 hergestellt. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Ausführungsform 10

Mit der Ausnahme, dass eine Behandlung mit Kautschuklösung anstelle der Behandlung mit RFL und eine Wärmebehandlung bei 150ºC über eine Minute hinweg vorgenommen wurden, wurde eine Glasfaserschnur in derselben Weise und den Bedingungen wie in Ausführungsform 1 hergestellt. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt. Die Kautschuklösung bestand in einem MEK-(Methylethylketon)-Lösungsmittel mit einem Feststoffgehalt von 15%, enthaltend hydrierten Nitrilkautschuk als einen Hauptbestandteil. Die Zusammensetzung der Kautschuklösung war die folgende:
H-NBR (Zetpol 2020, hergestellt von Nippon Zeon Co., Ltd.) 100 phr
Carbon-Black 50 phr
Antioxidans 2,5 phr
Verarbeitungshilfsmittel 3,0 phr
ZnO 5,0 phr
Sterinsäure 0,5 phr
DCP (Dicumylperoxid) 4,0 phr
Covernetzungsmittel 3,0 phr
Die obige Verbindung wurde mit Methylethylketon auf 15% verdünnt.

Ausführungsform 11

Mit der Ausnahme, dass eine Behandlung mit Kautschuklösung anstelle der Behandlung mit RFL und eine Wärmebehandlung bei 150ºC über eine Minute hinweg vorgenommen wurden, wurde eine Glasfaserschnur in derselben Weise und den Bedingungen wie in Ausführungsform 2 erzeugt. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt. Die bei dieser Ausführungsform verwendete Kautschuklösung war dieselbe wie in Ausführungsform 10.

Ausführungsform 12

Das Zugelement der Ausführungsform 10 wurde außerdem einer Behandlung mit der Kautschuklösung aus Ausführungsform 3 unterzogen, wobei eine Glasfaserschnur entstand, deren Oberfläche mit einer Schicht aus Kautschuklösung beschichtet war. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Ausführungsform 13

Das Zugelement der Ausführungsform 11 wurde außerdem einer Behandlung mit der Kautschuklösung aus Ausführungsform 3 unterzogen, wobei eine Glasfaserschnur entstand, deren Oberfläche mit einer Schicht aus Kautschuklösung beschichtet war. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Vergleichsbeispiel 1

200 aus E-Glas hergestellte nicht-alkalische Glasfasern eines Faserdurchmessers von 9 um wurden zu einem Faserstrang zusammengenommen. Drei derart erhaltene Faserstränge wurden parallel angeordnet, in eine RFL-Flüssigkeit wie in Ausführungsform 1 eingetaucht, einer Wärmebehandlung bei 240ºC über eine Minute hinweg unterzogen und bei einer Rate von 2 Umdrehungen pro Inch primärverdrillt, wobei ein primärverdrilltes Garn entstand. 11 derart erhaltene primärverdrillte Garne wurden abschließend bei einer Rate von 2 Umdrehungen pro Inch in entgegengesetzte Richtung zur Primärverdrillung endverdrillt, wodurch eine Glasfaserschnur erhalten wurde. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Vergleichsbeispiel 2

Eine wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellte Glasfaserschnur wurde außerdem einer Behandlung mit Kautschuklösung in derselben Weise wie in Ausführungsform 3 unterzogen, wodurch eine Schicht aus Kautschuklösung auf der Oberfläche der Glasfaserschnur entstand. Dann wurde ein Synchronriemen 1 unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Vergleichsbeispiel 3

Mit der Ausnahme, dass eine Behandlung mit Kautschuklösung anstelle der Behandlung mit RFL und eine Wärmebehandlung bei 150ºC über eine Minute hinweg vorgenommen wurden, wurde eine Glasfaserschnur in derselben Weise und den Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt. Die Kautschuklösung war dieselbe wie in Ausführungsform 10.

Vergleichsbeispiel 4

Eine wie in Vergleichsbeispiel 3 hergestellter Glasfaserschnur wurde außerdem einer Behandlung mit Kautschuklösung in derselben Weise wie in Ausführungsform 3 unterzogen, wodurch eine Schicht aus Kautschuklösung auf der Oberfläche der Glasfaserschnur erhalten wurde. Dann wurde ein Synchronriemen 1 unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Biegeermüdungstest unter Wasserzugießung

Die Synchronriemen der oben genannten Ausführungsformen und Vergleichsbeispiele wurden einem Biegeermüdungstest unter Wasserzugießung unterzogen. Ausführlich gesagt wurde jeder der Synchronriemen A um vier große Laufrollen 31 und vier kleine Laufrollen 32 gewunden, die jeweils einen Durchmesser von 30 mm aufwiesen und jeweils zwischen die benachbarten großen Laufrollen 31 eingebracht waren. Die großen Laufrollen 31 und die kleinen Laufrollen 32 stellen die in Abb. 5 gezeigte Testmaschine für die Riemenbiege-Eigenschaft dar. Eine Last von 40 N wurde auf den Synchronriemen A unter Verwendung eines Gewichts 33 angelegt. Unter diesen Bedingungen wurde der Synchronriemen A bei 5500 UpM betrieben, wobei Wasser 34 bei einer Rate von 1 Liter pro Stunde zugegossen wurde, um den Bodenbereich des Riemens zu befeuchten. Es wurde die Zahl der Biegungen, bis der Riemen zerbrochen war, gemessen. Die Testergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen 1A und 1B gezeigt. Tabelle 1A Tabelle 1 B
wobei die Werte der Riemenfesbgkeit sich auf Synchronriemen einer Breite von jeweils 19 mm beziehen und dabei jeweils Ausgangswerte darstellen.
Wie in obigen Tabellen 1A und 1 B gezeigt, ergeben die Synchronriemen der Ausführungsformen 1 bis 13 höhere Anzahlen von Biegungen bis zum Bruch des Riemens als bei den Vergleichsbeispielen 1 bis 4. Wie daraus offensichtlich, zeigt die vorliegende Erfindung die Wirkung einer enormen Verbesserung der Wasserbeständigkeit und der Biege-Eigenschaft des Riemens.
Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 unterscheiden sich lediglich hinsichtlich der Primärverdrillung voneinander. Die Verhältnisse zwischen Ausführungsformen 3 und 4, Ausführungsformen 10 und 11 und Ausführungsformen 12 und 13 stellen sich jeweils ähnlich dar. Wird ein Vergleich zwischen den jeweilen Paaren der oben genannten Ausführungsformen und ihrem speziellen Verhältnis angestellt, so ergeben die primärverdrillten Ausführungsformen eine größere Zahl der Biegungen bis zum Bruch des Riemens und eine größere Riemenfestigkeit. Wie daraus erkennbar, ist die Biege-Eigenschaft des Riemens weiter verbesserbar, wenn die Glasfasern zunächst primärverdrillt und dann einer Behandlung mit RFL oder Kautschuklösung unterzogen werden.
Ausführungsformen 1 und 10 unterscheiden sich voneinander lediglich darin, dass die Behandlungsflüssigkeit eine RFL-Flüssigkeit oder eine Kautschuklösung ist. Die Verhältnisse zwischen Ausführungsformen 2 und 11, Ausführungsformen 3 und 12 und Ausführungsformen 4 und 13 stellen sich jeweils ähnlich dar. Wird ein Vergleich zwischen den jeweiligen Paaren der oben genannten Ausführungsformen und ihrem speziellen Verhältnis angestellt, so ergeben die einer Behandlung mit Kautschuklösung unterzogenen Ausführungsformen eine größere Zahl von Biegungen bis zum Bruch des Riemens. Es ist anzunehmen, dass der Grund hierfür das geringere Wasserabsorptionsvermögen eines Zugelements mit Kautschuklösung als mit RFL ist.
Ausführungsformen 1 und 3 unterscheiden sich lediglich darin voneinander, dass in einem Fall die Schnuroberfläche mit der Schicht aus Kautschuklösung beschichtet ist und im anderen nicht. Die jeweiligen Beziehungen zwischen den Ausführungsformen 2 und 4, Ausführungsformen 10 und 12 und Ausführungsformen 11 und 13 stellen sich ähnlich dar. Wird ein Vergleich zwischen den jeweiligen Paaren der oben genannten Ausführungsformen und ihrem speziellen Verhältnis angestellt, so ergeben die mit der Schicht aus Kautschuklösung bedeckten Ausführungsformen eine höhere Zahl von Biegungen bis zum Bruch des Riemens. Es kann angenommen werden, dass der Grund hierfür in der Stabilisierung der Haftfestigkeit zwischen dem Zugelement und dem Gummi-Riemenkörper (Rückenverstärkungskautschuk und Kautschukzähne) durch die Schicht aus Kautschuklösung ist, wodurch die Wasserbeständigkeit des Riemens im Betrieb erhöht wird.
Wird ein Vergleich zwischen den Ausführungsformen 4 und 5 angestellt, so unterscheidet sich letztere von ersterer lediglich darin, dass hochfeste Glasfasern mit einem Faserdurchmesser von 7 um als Material für die Glasfaserschnur verwendet werden und letztere eine höhere Zahl von Biegungen bis zum Bruch des Riemens ergibt als erstere. Es kann angenommen werden, dass der Grund hierfür in der geringeren Steifigkeit der Ausführungsform 5 liegt. Die Ausführungsformen 5 bis 9 sind jeweils aus hochfesten Glasfasern hergestellt, aber unterscheiden sich voneinander hinsichtlich der Zahl der Fasern. Wird ein Vergleich zwischen den Ausführungsformen angestellt, so steigt die Anzahl der Biegungen bis zum Bruch des Riemens mit geringer werdender Zahl der Fasern. Es kann angenommen werden, dass der Grund hierfür der ist, dass die Ausführungsformen mit der geringeren Faserzahl von verminderter Steifigkeit sind und den Vorteil einer verbesserten Biege-Eigenschaft mit sich bringen.
Bezüglich anderer Arten geeigneter hochfester Glasfasern kann eine Glasfaser genannt werden, die eine Zugfestigkeit von 400 N/mm² aufweist und 65% SiO&sub2;, 24,2 % Al&sub2;O&sub3;, unter 0,1% CaO und 110,1% MgO enthält, und eine Glasfaser, die eine Zugfestigkeit von 430 N/mm aufweist und 52-56% SiO&sub2;, 28-32% Al&sub2;O&sub3;, 9-12% CaO, unter 0,1% Na&sub2;O + K&sub2;O und unter 7% anderer Metalloxide, wie z. B. Y2O3, enthält.

Weitere Ausführungsformen unter Anwendung weiterer RFL-Behandlungen

Ausführungsform 14

200 nicht-alkalische Glasfasern 6 wie in Ausführungsform 1 wurden zu einem Glasfaserstrang zusammengenommen. 33 derart erhaltene Glasfaserstränge wurden in Form eines Bandes parallel angeordnet, so dass sie im Querschnitt eine zusammengedrückte Ellipse bilden und praktisch keine Zwischenräume zwischen den Fasersträngen ergeben, wie in Abb. 6 gezeigt. Die resultierende bandartige Substanz 11 wurde in eine Vp-SBR-haltige RFL-Flüssigkeit einer Konzentration von 20 Gew.-% eingetaucht, aus der Flüssigkeit entnommen und einer Wärmebehandlung bei 240ºC über eine Minute hinweg unterzogen. Anschließend wurde die bandartige Substanz 11 bei einer Rate von 2 Umdrehungen pro Inch verdrillt, wodurch eine Glasfaserschnur 12 als ein Zugelement erhalten wurde, wie in Abb. 7 gezeigt. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der erhaltenen Glasfaserschnur 12 in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Ausführungsform 15

200 nicht-alkalische Glasfasern 6 wie in Ausführungsform 1 wurden zu einem Glasfaserstrang zusammengenommen. Drei derart erhaltene Glasfaserstränge wurden parallel angeordnet und bei einer Rate von 2 Umdrehungen pro Inch primärverdrillt, wodurch ein primärverdrilltes Garn 8 ähnlich dem der Ausführungsform 2 erzeugt wurde. Daraufhin wurden, wie in Abb. 8 gezeigt, 11 derart erhaltene primärverdrillte Garne 8 in Form eines Bandes parallel angeordnet, um im Querschnitt eine zusammengedrückte Ellipse zu bilden und dabei praktisch jeden Zwischenraum zwischen den primärverdrillten Garnen zu vermeiden. Die resultierende bandartige Substanz 13 wurde in eine Vp-SBR-haltige RFL-Flüssigkeit wie in Ausführungsform 2 eingetaucht, aus der Flüssigkeit entnommen und einer Wärmebehandlung bei 240ºC über eine Minute hinweg unterzogen. Daraufhin wurde die bandartige Substanz 13 bei einer Rate von 2 Umdrehungen pro Inch entgegengesetzt zur Richtung der Primärverdrillung verdrillt, wobei eine Glasfaserschnur 14 als ein Zugelement erhalten wurde, wie in Abb. 9 gezeigt. Ein Synchronriemen 1 wurde unter Verwendung der erhaltenen Glasfaserschnur 14 in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Ausführungsform 16

Eine Glasfaserschnur wie in Ausführungsform 14 wurde derselben Behandlung mit Kautschuklösung wie in Ausführungsform 3 unterzogen, wodurch ein Kautschukfilm auf der Oberfläche der Glasfaserschnur entstand. Ein Synchronriemen 1 wurde unter Verwendung der derart erhaltenen Glasfaserschnur als einem Zugelement in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Ausführungsform 17

Eine Glasfaserschnur wie in Ausführungsform 15 wurde derselben Behandlung mit Kautschuklösung wie in Ausführungsform 3 unterzogen, wodurch ein Kautschukfilm auf der Oberfläche der Glasfaserschnur entstand. Ein Synchronriemen 1 wurde unter Verwendung der derart erhaltenen Glasfaserschnur als einem Zugelement in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.
Biegeermüdungstest unter Wasserzuaießung
Jeder der Riemen aus Ausführungsformen 14-17 wurde einem Biegeermüdungstest unter Zugießen von Wasser auf den Riemen unterzogen. Die Testergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
Die Verhältnisse zwischen Ausführungsformen 1 und 14, Ausführungsformen 2 und 15, Ausführungsformen 3 und 16 und Ausführungsformen 4 und 17 unterscheiden sich jeweils lediglich darin, dass die parallel angeordneten Glasfasern oder primärverdrillten Garne vor der RFL-Behandlung einen Kreis oder im Querschnitt betrachtet eine zusammengedrückte Ellipse (Band) bilden. Wird ein Vergleich zwischen den jeweiligen Paaren der oben genannten Ausführungsformen und ihrer jeweiligen Verhältnisse angestellt, so ergeben die Ausführungsformen, die im Querschnitt eine zusammengedrückte Ellipse bilden, eine höhere Zahl von Biegungen bis zum Bruch des Riemens. Es kann gefolgert werden, dass der Grund hierfür der ist, dass eine Parallelanordnung der Glasfasern oder der primärverdrillten Garne zur Form eines Bandes eine ausgezeichnete Imprägnierung der Fasern mit der RFL-Flüssigkeit und eine gleichmäßige Erhitzung der gesamten Faseranordnung ermöglicht.

Ausführungsformen unter Verwendung von RFL-haltigem H-NBR-Latex

Ausführungsform 18

200 aus E-Glas hergestellte nicht-alkalische Glasfasern 6 eines Faserdurchmessers von 9 um wurden zu einem Glasfaserstrang zusammengenommen. 33 derart erhaltene Glasfaserstränge wurden parallel angeordnet, in eine RFL-Flüssigkeit, die H-NBR-Latex enthielt und von unten gezeigter Zusammensetzung war, eingetaucht, aus der Flüssigkeit entnommen und einer Wärmebehandlung bei 250ºC über eine Minute hinweg unterzogen. Daraufhin wurden die Glasfaserstränge bei einer Rate von 2 Umdrehungen pro Inch verdrillt, wobei eine Glasfaserschnur erhalten wurde. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt. Zusammensetzung der H-NBR-haltigen RFL-Flüssigkeit (Gewichtsverhältnis)
Resorcin 7,2
37% Formaldehyd 7,6
10% NaOH-Wasserlösung 7,0
H-NBR-Latex ("Zetpol 2020", erzeugt von Nippon Zeon Co. Ltd.) 401,7

Entionisiertes Wasser 465

Ausführungsform 19

200 nicht-alkalische Glasfasern 6 wie in Ausführungsform 1 wurden zu einem Glasfaserstrang zusammengenommen. Drei derart erhaltene Glasfaserstränge wurden parallel angeordnet und bei einer Rate von 2 Umdrehungen pro Inch primärverdrillt, wodurch ein primärverdrilltes Garn entstand. Dann wurden 11 derart erhaltene primärverdrillte Garne parallel angeordnet, in eine RFL-Flüssigkeit wie in Ausführungsform 18 eingetaucht, aus der Flüssigkeit entnommen und einer Wärmebehandlung bei 250ºC über eine Minute hinweg unterzogen. Daraufhin wurden die primärverdrillten Garne bei einer Rate von 2 Umdrehungen pro Inch entgegengesetzt zur Richtung der Primärverdrillung verdrillt, wodurch eine Glasfaserschnur erhalten wurde. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Ausführungsform 20

Eine Glasfaserschnur wie in Ausführungsform 18 wurde außerdem in eine Kautschuklösung von 20 Gew.-% eingetaucht, die chlorsulfoniertes Polyethylen als einen Hauptbestandteil enthielt, aus der Lösung entnommen und in einer Atmosphäre von 150ºC über eine Minute hinweg getrocknet, wodurch ein Kautschukfilm auf der Oberfläche der Glasfaserschnur entstand. Dann wurde ein Synchronriemen unter Verwendung der Glasfaserschnur als einem Zugelement in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Ausführungsform 21

Eine Glasfaserschnur wie in Ausführungsform 19 wurde außerdem derselben Behandlung mit Kautschuklösung wie in Ausführungsform 20 unterzogen, wodurch ein Kautschukfilm auf der Oberfläche der Glasfaserschnur entstand. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Vergleichsbeispiel 5

200 aus E-Glas hergestellte nicht-alkalische Glasfasern mit einem Faserdurchmesser von 9 um wurden zu einem Glasfaserstrang zusammengenommen. 3 derart erhaltene Glasfaserstränge wurden parallel angeordnet, in eine RFL-Flüssigkeit wie in Ausführungsform 18 eingetaucht und einer Wärmebehandlung bei 250ºC über eine Minute hinweg unterzogen. Daraufhin wurden die Glasfaserstränge bei einer Rate von 2 Umdrehungen pro Inch verdrillt, wodurch ein primärverdrilltes Garn erhalten wurde. 11 derart erhaltene primärverdrillte Garne wurden abschließend bei einer Rate von 2 Umdrehungen pro Inch entgegengesetzt zur Richtung der Primärverdrillung endverdrillt, wodurch eine Glasfaserschnur entstand. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Vergleichsbeispiel 6

Eine Glasfaserschnur wie in Vergleichsbeispiel 5 wurde derselben Behandlung mit Kautschuklösung wie in Ausführungsform 20 unterzogen, wodurch ein Kautschukfilm auf der Oberfläche der Glasfaserschnur entstand. Ein Synchronriemen 1 wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Vergleichsbeispiel 7

Mit der Ausnahme, dass Vp-SBR-haltiger RFL anstelle des H-NBR-haltigen RFL verwendet wurde, wurde eine Glasfaserschnur in derselben Weise und den Bedingungen wie in Ausführungsform 20 erzeugt. Ein Synchronriemen wurde unter Verwendung der derart als einem Zugelement erhaltenen Glasfaserschnur in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 erzeugt.

Biecieermüdungstest unter Wasserzugießung

Jeder der Riemen aus Ausführungsformen 18-21 und Vergleichsbeispielen 2, 5, 6 und 7 wurde einem Biegeermüdlungstest unter Zugießen von Wasser auf den Riemen unterzogen. Die Testergebnisse sind in der unten stehenden Tabelle 3 gezeigt.

Riemen-Biegetest unter Wärmealterung

Jeder der Riemen aus Ausführungsformen 18-21 und Vergleichsbeispielen 2, 5, 6 und 7 wurde einer Wärmebehandlung unterzogen, bei der der Riemen in einem Ofen bei 150ºC über 168 Stunden hinweg gealtert wird. Der gealterte Riemen wurde um eine Betriebstestmaschine von derselben Auslegung wie in Abb. 5 gewunden, und es wurden 108 Durchläufe auf der Testmaschine unter Biegung vorgenommen. Bei jedem Riemen wurde nach den Durchläufen das Verhältnis der beibehaltenen Riemenfestigkeit gemessen. Bei diesem Betriebstest wurde kein Wasser auf die Riemen gegossen. Die Testergebnisse sind in der unten stehenden Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
Wie aus Abb. 3 ersichtlich, zeigen die Riemen der Ausführungsformen 18-21 eine enorm verbesserte Wasserbeständigkeit und Biege-Eigenschaft im Vergleich zu den Riemen der Vergleichsbeispiele 5 und 6. Ausführungsform 20 und Vergleichsbeispiel 7 stehen dadurch miteinander in Beziehung, dass sie lediglich hinsichtlich der Latex-Art in der RFL-Flüssigkeit voneinander verschieden sind. Ausführungsform 20 ergibt eine höhere prozentuale Beibehaltung der Riemenfestigkeit als Vergleichsbeispiel 7. Daraus ist zu erkennen, dass die Wärmebeständigkeit unter Verwendung von H-NBR als einem Latex in der RFL-Flüssigkeit verbessert werden kann. Die verbesserte Wärmebeständigkeit durch Verwendung von H-NBR ist aus einem Vergleich der Vergleichsbeispiele 2 und 6 ersichtlich.

Claims

1. Zugelement (2, 7, 10) für einen Riemen, umfassend eine Vielzahl von Glasfasern (6), wobei die vielzähligen Glasfasern (6) parallel angeordnet sind, in eine Flüssigkeit zur Haftbehandlung eingetaucht werden, die als einen Hauptbestandteil ein Gemisch aus einem Vorkondensat von Resorcinformaldehyd und Latex enthält, um Lücken zwischen den Glasfasern (6) mit der Flüssigkeit zur Haftbehandlung zu füllen, aus der Flüssigkeit entnommen und einer Wärmebehandlung unterzogen werden, wobei die Glasfasern (6) miteinander verklebt werden, wobei die aneinander haftenden Glasfasern (6) nach einer einzigen Richtung miteinander verdrillt werden.

2. Zugelement (7) für einen Riemen nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl der Glasfasern (Ei) eine vielzählige Glasfaserstränge bilden, die parallel angeordnet sind und einer Primärverdrillung unterzogen werden, um eine Vielzahl von primärverdrillten Garnen (8) zu erhalten, und die Vielzahl der primärverdrillten Garne (8) einer abschließenden Verdrillung unterzogen werden, bei der die primärverdrillten Garne (8) durch die Flüssigkeit zur Haftbehandlung miteinander verklebt werden und in eine entgegengesetzte Richtung zu der der Primärverdrillung verdrillt werden.

3. Zugelement (2, 7) für einen Riemen nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Latex in hydriertem Nitrilkautschuklatex besteht.

4. Zugelement (2, 7) für einen Riemen nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Kautschuklösung anstelle der Flüssigkeit zur Haftbehandlung verwendet wird.

5. Zugelement (10) für einen Riemen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Oberfläche des Zugelements (10) mit einem Film beschichtet ist, der Kautschuk (9) als einen Hauptbestandteil enthält.

6. Riemen (1), umfassend das Zugelement (2, 7, 10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

7. Riemen (1) nach Anspruch 6, wobei sich das Zugelement (2, 7) durch die Länge des Riemens (1) erstreckt, der Riemen (1) außerdem umfasst: einen Rückenbeschichtungskautschuk (3), der an die Außenrandseite des Zugelements (2, 7) gebunden ist; und eine Vielzahl von Kautschukzähnen (4), die an die Innenrandseite des Zugelements (2, 7) gebunden sind und in Intervallen in einer Längsrichtung des Riemens (1) angeordnet sind, und der Riemen (1) ein Synchronriemen (1) ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Zugelements (2) für einen Riemen, umfassend: einen Schritt, bei dem eine Vielzahl von Glasfasern (6) parallel angeordnet werden, die Glasfasern (6) in eine Flüssigkeit zur Haftbehandlung, enthaltend als einen Hauptbestandteil ein Gemisch aus einem Vorkondensat von Resocinformaldehyd und Latex, die eingetauchten Glasfasern (6) aus der Flüssigkeit entnommen und die herausgenommenen Glasfasern (6) einer Wärmebehandlung unterzogen werden; und einen Schritt, bei dem ein Strang der wärmebehandelten Glasfasern (6) in eine einzige Richtung verdrillt wird.

9. Verfahren zur Herstellung eines Zugelements (7) für einen Riemen nach Anspruch 8, außerdem umfassend: einen Schritt, bei dem eine Vielzahl von Glasfasersträngen, die jeweils aus vielzähligen Glasfasern gebildet sind, parallel angeordnet wird und eine Primärverdrillung der Vielzahl von Glasfasersträngen vorgenommen wird, um eine Vielzahl primärverdrillter Garne (8) zu erhalten.

10. Verfahren zur Herstellung eines Zugelements (12) für einen Riemen nach Anspruch 8, außerdem umfassend: einen Schritt, bei dem die Vielzahl von Glasfasern (6) zu einem bandartigen Material (11) durch Parallelanordnung einer Vielzahl von Glasfasersträngen geformt wird, die jeweils aus der Vielzahl von Glasfasern (6) bestehen, so dass die Glasfaserstränge im wesentlichen ohne Zwischenräume angeordnet sind und im Querschnitt eine zusammengedrückte Ellipse bilden.

11. Verfahren zur Herstellung einer Zugelements (14) für einen Riemen nach Anspruch 8, außerdem umfassend:

einen Schritt, die dem eine Vielzahl von Glasfasersträngen zusammengenommen wird, die jeweils aus der Vielzahl von Glasfasern (6) bestehen, und Durchführen einer Primärverdrillung an der Vielzahl von Glasfasersträngen, um eine Vielzahl von primärverdrillten Garnen (8) zu erhalten; und

einen Schritt, bei dem die Vielzahl primärverdrillter Garne (8) zu einer bandartigen Substanz (13) durch Parallelanordnung der Vielzahl von primärverdrillten Garnen (8) geformt wird, so dass die Primärgarne im wesentlichen ohne Zwischenräume angeordnet sind und im Querschnitt eine zusammengedrückte Ellipse bilden,

wobei die Richtung der Primärverdrillung entgegengesetzt zur einen Richtung im abschließend beim Verfahren vorgenommenen Schritt der Verdrillung eines Strangs der wärmebehandelten Glasfasern (6) ist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Zugelements (2, 7, 12, 14) für einen Riemen nach einem der Ansprüche 8 bis 11, außerdem umfassend: einen Schritt, bei dem das Zugelement (2, 7, 12, 14) für einen Riemen in eine Kautschuklösung eingetaucht wird, das Zugelement (2, 7, 12, 14) aus der Kautschuklösung herausgenommen und das herausgenommene Zugelement (2, 7, 12, 14) der Wärmebehandlung unterzogen wird.