DE69512879T2

DE69512879T2 - Zahnförderband

Info

Publication number: DE69512879T2
Application number: DE69512879T
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa Fujita; Kazutoshi Ishida; Takahide Mizuno; Hiroyuki Nishio; Kuniharu Uto
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: KR960023910A; KR100380698B1; EP0719718B1; CN1065202C; EP0719718A2; SG52196A1; DE69512879T3; DE69512879D1; JPH08233037A; EP0719718A3; CN1133411A; EP0719718B2

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Endloszahnriemen und insbesondere einen Zahnriemen, der verwendet wird, um flache Objekte, wie Papiergeld, Karten, Tickets bzw. Fahrkarten bzw. Eintrittskarten und dergleichen, mittels Friktion zu befördern.

Allgemeiner Stand der Technik

Ein System des Stands der Technik zum Befördern von dünnen Gegenständen, wie Papiergeld, Karten, Tickets, usw., ist bei 10 in Fig. 1 gezeigt. Das Beförderungssystem 10 umfaßt kooperierende Endloszahnriemen 12, 14, die jeweils eine ähnliche Konstruktion aufweisen. Der Riemen 12 wird um mit Abstand angeordnete Antriebsriemenscheiben bzw. angetriebene Riemenscheiben 16, 18 angebracht, wobei die Riemenscheiben 16, 18 parallele Drehachsen 20, 22 aufweisen. Der Riemen 14 ist um Antriebsriemenscheiben und angetriebene Riemenscheiben 24, 26 angebracht, wobei die Riemenscheiben 24, 26 um die Achsen 28, 30 drehbar sind, die zueinander und zu den Achsen 20, 22, die mit dem Riemen 12 in Verbindung stehen, parallel sind. Die Antriebsriemenscheibe 16 dreht sich in Richtung des Pfeils 32, wobei sich die Antriebsriemenscheibe 24 in Richtung des Pfeils 34 dreht.
Die Riemen 12, 14 sind so angeordnet, daß die äußeren Förderoberflächen 34, 36 auf den Riemen 12, 14 über eine wesentliche Länge davon im Bereich 38 in Kontakt sind. Ein zu befördernder Gegenstand 40, wobei der Gegenstand 40 Papiergeld, Karten, Tickets oder dergleichen sein kann, wird zwischen den Riemen 12, 14 in Richtung des Pfeils 42 vorwärtsgebracht. Der Gegenstand 40 wird in Fig. 1 durch die Riemenoberflächen 34, 36 mittels Friktion von rechts nach links angetrieben, wobei sich die Riemen 12, 14 wie zuvor beschrieben vorwärts bewegen. Mit Abstand angeordnete Druckwalzen 44, 46 können in Fig. 1 selektiv gegen die Innenseiten des Riemens 12 im Bereich 38 abwärts bewegt werden, um dadurch den Riemen 12 zu deformieren und gegen Stützwalzen 48, 50 zu drücken, die auf die Druckwalzen 44, 46 ausgerichtet sind und gegen den Riemen 14 wirken, um die Druckkraft zwischen den Riemenoberflächen 34, 36 im Bereich 38 zu variieren.
Im Idealfall bleibt der Reibungskoeffizient zwischen dem Gegenstand 40 und den Riemenoberflächen 34, 36 bei wesentlichen Temperaturveränderungen relativ konstant, vorzugsweise im Bereich von -20ºC bis 60ºC. Darüber hinaus ist es wünschenswert, daß sich die Flexibilität und Verschleißfestigkeit der Riemen 12, 14 nicht wesentlich ändern, wenn die Riemen 12, 14 in diesem Temperaturbereich betrieben werden. Es ist auch wichtig, daß die Riemen 12, 14 die Gegenstände 40, die von diesen befördert werden, nicht verschmutzen.
Es ist bekannt, Zahnriemen, wie die in Fig. I beschriebenen Zahnriemen 12, 14, unter Verwendung von Chloroprenkautschuk herzustellen. Diese Riemen weisen eine Vielzahl von in regelmäßigem Abstand angeordneten Zähnen auf einer inneren Oberfläche und einen äußeren Teil auf, in dem lastaufnehmende Stränge eingebettet sind.
Es ist ebenfalls bekannt, bei dieser Art von Riemen die Oberfläche der Zähne mit einem Gewebeüberzug zu versehen. Eine bekannte Gewebeschicht weist Kette und Schuß auf, wobei der Schuß durch gekräuseltes Nylon-6 oder Nylon-6,6 definiert ist. Die Kette ist ein nichtgekräuselter Faden aus Nylon-6 oder Nylon-6,6, vorzugsweise mit derselben Zusammensetzung wie der Schuß.
Es ist ebenfalls bekannt, die Adhäsion des Gewebes an den Riemenzähnen mittels Adhäsionsbehandlung mit einer Resorcin-Formalin-Latex-Lösung (RFL) zu verbessern. Diese Lösung wird auf den Kautschuk aufgebracht, wobei eine Behandlung mittels Imprägnier- oder Aufstreichverfahren eingesetzt wird.
Selbst wenn ein Chloroprenkautschuk verwendet wird, der bei niedrigen Temperaturen nicht leicht kristallisiert, wenn der Chloroprenkautschuk allein verwendet wird, kann dies bei niedrigen Temperaturen zu einer Verringerung des Reibungskoeffizienten zwischen dem Riemen und den zu befördernden Gegenständen führen. Um dies zu kompensieren, ist die Spannkraft zwischen den Riemen 12, 14 durch Deformieren des Riemens durch die Druckwalzen 44, 46 erhöht worden.
Indem die Druckwalzen 44, 46 gegen den Riemen 12 gedrückt werden, erhöht sich die Spannung auf diesen. Dies führt dazu, daß die Oberflächen 34, 36 stärker zum Verschleiß neigen. Darüber hinaus neigen die lastaufnehmenden Stränge in dem Riemen 12 dazu, sich zu dehnen. Das Anpassen der Riemenspannung durch Ändern des Abstands zwischen den Riemenscheiben 16, 18 kann dann möglicherweise häufig erforderlich sein. Um dieser Anpassung Rechnung zu tragen, müssen die Riemenscheiben und deren Tragelemente stark und haltbar gemacht werden, was die Komplexität und die Kosten des gesamten Systems potentiell erhöht.
Ein weiteres Problem bei herkömmlichen gezahnten Förderbändern besteht darin, daß der unter der Gewebeüberzugsschicht liegende Kautschuk häufig durch Öffnungen exponiert ist, die zwischen Kette und Schuß der Gewebeschicht definiert sind. Die Riemenscheiben 16, 18, 24, 26 können durch diese Öffnungen direkt mit dem Kautschuk auf den Riemen 12, 14 in Kontakt kommen und als Folge davon den Kautschuk abreiben, wobei Kautschukstaubpartikel entstehen. Dieser Kautschukstaub kann zwischen die Riemen 12, 14 in den Bereich 38 wandern und mit den beförderten Gegenständen 40 in Kontakt kommen und diese verschmutzen. In der WO 93/15141 ist eine kompatibilisierte Kautschukzusammensetzung beschrieben, die ein Gemisch aus einem Ethylen/Acrylat/Acrylsäure-Terpolymer mit zwei oder mehr verschiedenen Kautschukarten aus der Gruppe umfassend EPR, EPDM, CR, NBR, SBR und NR umfaßt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen annehmbaren Reibungskoeffizienten zwischen einem zu befördernden Gegenstand und dem erfindungsgemäßen Förderband in einem breiten Temperaturbereich aufrechtzuerhalten, ohne daß es erforderlich ist, das Band bzw. den Riemen zu deformieren und übermäßige Kräfte darauf auszuüben, wie z. B. durch eine Druckwalze. Im Idealfall werden ein annehmbarer Reibungskoeffizient und Flexibilität in dem Temperaturbereich aufrechterhalten, der in der Umgebung, in der das Band bzw. der Riemen verwendet wird, zu erwarten ist. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, den Abrieb des Band- bzw. Riemenkautschuks zu minimieren, der von direktem Kontakt zwischen den Riemenscheiben, die das erfindungsgemäße Band bzw. den Riemen antreiben oder von diesem angetrieben werden, herrührt, wodurch das Herauslösen von Kautschukstaub verursacht wird, der mit Gegenständen in Kontakt kommen und diese verschmutzen könnte, während sie befördert werden. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Förderband mit guter Widerstandsfähigkeit gegen Ozon bereitzustellen, das Gegenstände effektiv befördert, selbst wenn die Gegenstände Öl- Wasser-Ablagerungen auf diesen aufweisen. Einige oder alle dieser Ziele können unter Verwendung der im folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Struktur erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird ein Zahnriemen bereitgestellt, umfassend:
einen Körper, der eine Länge, in lateralem Abstand angeordnete Seiten, eine Innenseite und eine Außenseite aufweist und der eine Vielzahl von Zähnen definiert, die in Längsrichtung auf der Innenseite und/oder der Außenseite des Körpers in Abstand voneinander angeordnet sind,
wobei der Körper zumindest teilweise durch eine Kautschukzusammensetzung definiert ist, die mindestens ein Ethylenpropylendienmonomer (EPDM) und einen Dienkautschuk umfaßt, der mindestens einen a) Naturkautschuk, b) BR (Butadienkautschuk), c) SBR (Styrolbutadienkautschuk), d) NBR (Nitrilkautschuk), e) HNBR (hydrierter Nitrilkautschuk) und f) Chloroprenkautschuk umfaßt,
eine Gewebeschicht, die auf den auf der Innenseite und/oder der Außenseite des Körpers liegenden Zähnen angeordnet ist, wobei die Gewebeschicht mit einer Resorcin-Formalin- Latex-Lösung behandelt wurde.
Diese Kautschukzusammensetzung hat die Fähigkeit gezeigt, einen relativ konstanten Reibungskoeffizienten zwischen dem Riemen und von diesem beförderten Papiergegenständen in einem wesentlichen Temperaturbereich aufrechtzuerhalten.
Die Erfindung umfaßt auch den Zahnriemen in Kombination mit einer Riemenscheibe zum Eingriff in die Zähne. Die Innenseite und/oder Außenseite des Körpers kann durch Kautschuk definiert sein, wobei die Gewebeschicht einen direkten Kontakt zwischen der Riemenscheibe und dem Kautschuk auf der Innenseite und/oder Außenseite des Körpers verhindert.
Dadurch, daß ein direkter Kontakt zwischen Riemenscheiben und dem Kautschuk in den Zähnen im wesentlichen verhindert wird, wird die Abreibung, durch die Kautschukstaub freigesetzt werden könnte, minimiert. Dadurch wird die Menge an Kautschukstaub, der mit den beförderten Gegenständen in Kontakt kommen könnte, auf ein annehmbares Maß reduziert, wobei ein Verschmutzen der zu befördernden Gegenstände minimiert wird.
In einer Form wird die Gewebeschicht lediglich mit einer Resorcin-Formalin-Latex- Lösung behandelt.
Eine Vielzahl von lastaufnehmenden Strängen kann in den Körper eingebettet sein.
In einer Form weist der Körper einen äußeren Teil auf, in den die lastaufnehmenden Stränge eingebettet sind, und sowohl der äußere Teil als auch die Zähne sind zumindest teilweise aus der zuvor beschriebenen Kautschukzusammensetzung hergestellt.
Die Erfindung umfaßt darüber hinaus den Zahnriemen in Kombination mit einem zweiten Zahnriemen von ähnlicher Konstruktion. Die beiden Riemen sind jeweils zur Bewegung in Endlosbändern angebracht, wobei die anderen Innenseiten und Außenseiten der Körper auf den beiden Riemen eng benachbart sind, um ein sich dazwischen befindendes flaches Objekt mittels Friktion zu befördern.
In einer Form umfaßt die Kautschukzusammensetzung Ethylidennorbornan, wobei das EPDM eine Jodzahl von mindestens 10, und bevorzugter von 15 und noch bevorzugter von 20, aufweist.
Die Kautschukzusammensetzung kann unter Verwendung eines Kompoundiermittels gebildet werden, das mindestens eine der folgenden Substanzen umfaßt: a) Ruß, b) Zinkweiß, c) Stearinsäure, d) einen Weichmacher und e) ein Antioxidationsmittel.
Die Kautschukzusammensetzung kann unter Verwendung eines Vulkanisationsmittels gebildet werden, das Schwefel und/oder ein organisches Peroxid umfaßt.
Die Kautschukzusammensetzung kann 20-70 Gewichtsteile EPDM, und bevorzugter 25 - 50 Gewichtsteile EPDM, umfassen.
Die Gewebeschicht kann 30-50 Gewichtsprozent feste Resorcin-Formalin-Latex-Lösung aufweisen.
In einer Form ist die Gewebeschicht definiert durch a) Nylon-6, b) Nylon-6,6, c) Polyester und/oder d) Aramidfaser.
Die Gewebeschicht weist Kette und Schuß auf, und in einer Form sind sowohl Kette als auch Schuß durch einen Filamentfaden und/oder ein Fasergarn definiert.
Der Schuß kann durch Wollnylonfaden und/oder Urethanelastikfaden definiert sein.
Die Gewebeschicht kann eine Leinwandbindung, Köperbindung und/oder Atlasbindung aufweisen.
In einer Form sind die lastaufnehmenden Stränge durch 5-9 Filamente E-Glas und/oder hochfestes Glas definiert, das mit einem Schutzmittel behandelt ist.
Das Schutzmittel kann eine Kautschukzusammensetzung und/oder eine RFL-Lösung sein.
Die lastaufnehmenden Stränge können alternativ getwistete Filamente mit 0,5-2,5 Denier aus Paraaramidfaser sein, die mit einem Adhäsiv behandelt sind, das durch a) eine RFL- Lösung, b) eine Epoxylösung und/oder c) eine Isocyanatlösung mit einer Kautschukzusammensetzung definiert ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Seitenrisses eines Systems des Standes der Technik, das verwendet wird, um flache Gegenstände mittels Verwendung eines kooperierenden Paars gezahnter Endlosförderbänder zu befördern;
Fig. 2 ist eine fragmentarische, perspektivische Ansicht eines Zahnriemens gemäß der vorliegenden Erfindung, der in einem System wie dem in Fig. 1 gezeigten verwendet werden kann; und
Fig. 3 ist ein Graph, der die Anzahl, wie oft ein zu befördernder Gegenstand mit Öl überzogen wurde, gegenüber der Reibungskraft darstellt, die zwischen dem Gegenstand und Riemen erzeugt wird, die gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß dem Stand der Technik hergestellt sind.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In Fig. 2 ist bei 60 ein gezahntes Förderband gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Förderband 60 ist verwendbar als eines von zwei kooperierenden Bändern bzw. Riemen in einem System wie dem in Fig. 1 gezeigten System 10, das zuvor in dem Abschnitt Allgemeiner Stand der Technik beschrieben worden ist. Das Band bzw. der Riemen 60 weist einen Körper 62 auf, der sich in Längsrichtung erstreckt, wie durch den Pfeil 64 angegeben ist. Der Körper 62 weist in lateralem Abstand angeordnete Seiten 66, 68 und eine Vielzahl von Zähnen 70 auf, die entlang der Länge des Körpers 62 auf dessen Innenseite in regelmäßigem Abstand angeordnet sind. Der Körper 62 weist eine innere Oberfläche 72 und eine äußere Förderoberfläche 74 auf, wobei die Oberfläche 74 mit den vorwärts zu bewegenden Gegenständen 40 in Eingriff steht. Die innere Oberfläche 72 ist mit einer Gewebeschicht 76 überzogen. Zur longitudinalen Verstärkung ist eine Vielzahl von lastaufnehmenden Strängen 77 in einen äußeren Teil 78 des Körpers 62 eingebettet.
Eine Kautschukzusammensetzung definiert die Riemenzähne 70 und den äußeren Teil 78 des Riemens. Die Kautschukzusammensetzung umfaßt mindestens ein Ethylenpropylendienmonomer (EPDM) und einen Dienkautschuk. Vorzugsweise liegt das EPDM in der Zusammensetzung in einer Menge von 20-70 Gewichtsteilen, und bevorzugter von 25-50 Gewichtsteilen, vor.
Es ist gefunden worden, daß die Widerstandsfähigkeit der Kautschukzusammensetzung gegen Ozon in ungünstiger Weise vermindert wird, wenn das EPDM in einer Menge von weniger als 20 Gewichtsteilen vorliegt. Wenn die Menge an EPDM 70 Gewichtsteile übersteigt, ist die Adhäsion der Kautschukzusammensetzung an der Gewebeschicht 76 und den lastaufnehmenden Strängen 77 auf ungünstige Weise vermindert. Die Verschleißfestigkeit der Kautschukzusammensetzung ist ebenfalls vermindert, wodurch die Lebensdauer des Riemens wesentlich verringert sein kann.
In einer bevorzugten Form beträgt die Jodzahl in dem EPDM mindestens 10, und vorzugsweise über 15, und noch bevorzugter über 20.
In einer bevorzugten Form ist es wünschenswert, mit dem Dienkautschuk einen dritten Bestandteil, i. e. Ethylidennorbornan, zu kovulkanisieren. Ethylidennorbornan weist eine hohe Vulkanisationsrate auf.
Der Dienkautschuk in der Kautschukzusammensetzung ist mindestens ein Naturkautschuk, BR (Butadienkautschuk), SBR (Styrolbutadienkautschuk), NBR (Nitrilkautschuk), HNBR (hydrierter Nitrilkautschuk) mit ungesättigten Teilen, Chloroprenkautschuk und dergleichen. In einer bevorzugten Form wird die Kautschukzusammensetzung durch Mischen von drei Kautschukarten hergestellt - a) EPDM, b) SBR und c) entweder NR oder BR. Bevorzugter wird die Kautschukzusammensetzung durch Mischen von EPDM, SBR und BR hergestellt.
In der Kautschukzusammensetzung kann ein Kompoundiermittel verwendet werden, wobei das Kompoundiermittel mindestens eine der Substanzen Ruß, Zinkweiß, Stearinsäure, ein Weichmacher, ein Antioxidationsmittel und dergleichen sein kann. Vulkanisationsmittel, wie Schwefel und ein organisches Peroxid, können ebenfalls verwendet werden. Die zuvor angegebenen Beispiele für Kompoundiermittel und Vulkanisationsmittel sollten nicht als einschränkend angesehen werden.
Lastaufnehmende Stränge 77 können hergestellt werden, indem 5-9 gebündelte Filamente E-Glas oder eines hochfesten Glases zusammengedreht bzw. -getwistet werden und die gebündelten Filamente mit einem Schutzmittel behandelt werden. Das Schutzmittel kann eine Kautschukzusammensetzung oder RFL-Lösung, die ein Adhäsiv ist, oder dergleichen sein.
Alternativ kann ein Strang 77 hergestellt werden, indem Filamente mit 0,5-2,5 Denier aus Paraaramidfaser zusammengedreht und behandelt werden, die gute Dehnfestigkeit unter hoher Beanspruchung und Spannung aufweisen. Geeignete Aramidfasern sind im Handel erhältlich und werden unter den Warenzeichen KEVLARTM und TECHNORATM vertrieben. Adhäsionsbehandeln dieser Stränge kann durchgeführt werden unter Verwendung einer RFL-Lösung, einer Epoxylösung und einer Isocyanatlösung mit einer Kautschukzusammensetzung. Die zuvor beschriebene Beschaffenheit der Stränge und der Behandlungslösung sollte nicht als einschränkend betrachtet werden.
Die Gewebeschicht 76 ist vorzugsweise ein Gewebe (Canvas), das aus Nylon-6, Nylon- 6,6, Polyester und/oder Aramidfaser oder dergleichen hergestellt ist. Die Gewebeschicht 76 ist durch eine Kette 80, die sich der Riemenbreite nach erstreckt, und einen Schuß 82, der sich der Riemenlänge nach erstreckt, definiert. Kette und Schuß 80, 82 könnten jeweils ein Filamentfaden oder Fasergarn sein, die aus den Fasern hergestellt sind, die zuvor für die lastaufnehmenden Stränge beschrieben worden sind. Für den Schuß 82 ist die Verwendung von Wollnylonfaden, der gute Dehnbarkeit aufweist, Urethanelastikfaden oder eines getwisteten Gemischs von Urethanelastikfaden und Nylon bevorzugt.
Das Gewebe 76 kann Leinwandbindung, Köperbindung oder Atlasbindung aufweisen.
In einer Gewebeschicht 76 mit Leinwandbindung sind Kette 80 und Schuß 82 an jeder Kreuzungsstelle in einer wellenförmigen Anordnung abwechselnd gekreuzt. Bei Gewebe mit Köperbindung oder Atlasbindung findet das Überkreuzen nicht an jeder Kreuzungsstelle von Kette 80 und Schuß 82 statt. Als Folge davon liegen weniger wellenförmige Kreuzungsstellen als bei Gewebe mit Leinwandbindung vor, so daß der Kautschuk, der den Körper 62 definiert, an Überkreuzungspunkten wirksam zwischen Kette 80 und Schuß 82 eindringt. Ein direkter Kontakt zwischen Kette 80 und Schuß 82 wird reduziert, wodurch die Lebensdauer des Riemens verbessert sein kann.
Die Gewebeschicht 76 ist vorzugsweise lediglich mit einer RFL (Resorcin-Formalin- Latex)-Lösung behandelt. Die Menge an fester, haften gebliebener RFL-Lösung, die nach dem Trocknen erhalten wird, beträgt vorzugsweise 30-50 Gewichtsprozent.
Die feste RFL-Lösung besteht aus festem RF und Latexharz. Die erhaltene Menge an fester, haften gebliebener RFL-Lösung auf der Gewebeschicht 76 kann durch die folgende Formel bestimmt werden:
(Gewicht der Gewebeschicht nach Behandlung - Gewicht der Gewebeschicht vor Behandlung) / (Gewicht der Gewebeschicht vor Behandlung) · 100 (%)
Die RFL-Lösung ist ein Ausgangskondensat von Resorcin und Formalin, die in Latex gemischt werden, wobei das Molverhältnis des Resorcins und des Formalins 1 zu 1 zu 3 beträgt. Das Gewichtsprozentverhältnis des Anfangskondensats von Resorcin und Formalin und dem Latex beträgt 1 zu 1 zu 10.
Der verwendete Latex ist ternäres Styrolbutadienvinylpyridin-Copolymer, hydrierter Nitrilkautschuk, chlorsulfoniertes Polyethylen und/oder Epichlorhydrin.
Das Gewebe 76 wird vorzugsweise wie folgt behandelt. Das Gewebe 76 wird in die RFL- Lösung eingetaucht, wobei eine Tauchbehandlung verwendet wird, die durchgeführt wird, indem das Gewebe 76 zwischen einem Walzenpaar bei einem Quetschdruck von etwa 0,3 bis 0,8 kgf/cm (Manometerdruck) gequetscht wird. Das Gewebe 76 wird dann getrocknet. Zusätzliche Behandlung mit RFL-Lösung wird durchgeführt, bis die Menge an fester, haften gebliebener RFL-Lösung 30 bis 50 Gewichtsprozent beträgt.
Es ist gefunden worden, daß die miteinander in Kontakt stehenden Teile von Kette 80 und Schuß 82 auf dem Gewebe 76 dazu neigen, sich zu bewegen, um die Öffnungen 84, die von Kette 80 und Schuß 82 begrenzt werden, auszudehnen, wenn die RFL-Lösung weniger als 30 Gewichtsprozent beträgt. Die Öffnungen 84 zwischen Kette 80 und Schuß 82 neigen dazu, sich auszudehnen, wodurch die Kautschukoberfläche 72 exponiert wird und es wahrscheinlich wird, daß sie direkt mit den Riemenscheiben 16, 18, 24, 26, um die der Riemen 60 angebracht ist und von denen er angetrieben wird, in Kontakt kommt. Wenn andererseits die Menge an fester, haften gebliebener RFL-Lösung 50 Gewichtsprozent übersteigt, verlieren die Zähne 70 ihre ursprüngliche gewünschte Form.
Die Leistung des erfindungsgemäßen Riemens wird im folgenden mittels Testverfahren beschrieben, wobei spezifische Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Riemens und herkömmliche Riemen verglichen werden.

Erfindungsgemäße Ausführungsformen 1-6

Ein Gewebe (Canvas) mit Köperbindung wurde mit einer Kettendichte von 180 Fäden/5 cm und einer Schußdichte von 160 Fäden/5 cm hergestellt. Die Kette bestand aus Nylon- 6,6 mit 140 Denier. Der Schuß bestand aus Nylon-6,6 mit 280 Denier und Urethanelastikfaden mit 140 Denier. Das Gewebe wurde in Wasser geschwenkt und ging auf etwa die Hälfte seiner Breite zum Zeitpunkt des Webens ein. Das so erhaltene Gewebe wurde dann in die in der folgenden Tabelle 1 angegebene RFL-Lösung getaucht und mittels eines Walzenpaars bei 0,5 kgf/cm (Manometerdruck) gequetscht. Das Gewebe wurde dann getrocknet und wieder in dieselbe RFL-Lösung getaucht, gequetscht, wobei derselbe Quetschdruck verwendet wurde, getrocknet und schließlich mit einer Menge an fester, haften gebliebener RFL-Lösung bei 40 Gewichtsprozent fertiggestellt.

TABELLE 1

RFL-Bestandteile Gewichtsteile
Resorcin 10,0
Formalin (37%) 15,0
Alkalisches Soda 1,0
Latex
VP-Latex 40% 400
CR-Latex 50% 400
Wasser 1000,0
Insgesamt 1826,0
Die lastaufnehmenden Stränge waren ECG-150-3/0-Stränge, die durch Bilden von Fäden hergestellt wurden, wobei gebündelte Glasfaserfilamente mit einem Durchmesser von 9 um verwendet wurden. Die Fäden wurden dann in eine RFL-Lösung getaucht und 2 Minuten lang bei 250ºC getrocknet und dann in Gruppen von 3 Fäden zusammengenommen und bei 4,0 Drehungen pro 10 cm getwistet bzw. gedreht.
Das so erhaltene Gewebe wurde in einen zylindrischen Endloskörper geformt und wurde in eine Metallform gegeben. Ein S, Z-Paar Glasfaserstränge wurde dann bei einer Spannung von 0,9 kg/Strang darauf gewunden, so daß sie abwechselnd in einem Abstand von 0,5 mm angeordnet wären. Dann wurde eine gewalzte Lage, die aus der Kautschukzusammensetzung in der folgenden Tabelle 2 hergestellt war, aufgebracht. Nach der Vulkanisation mittels eines gewöhnlichen Press-in-Vulkanisationsverfahrens wurde der vulkanisierte Mantel auf eine zuvor bestimmte Breite geschnitten, und es wurden daraus einzelne Riemen gebildet. TABELLE 2
Die so erhaltenen Riemen waren vom Typ STPD, mit 140 Zähnen, einer Breite von 6,4 mm und einer Zahnteilung von 1,5 mm.
Es wurde gefunden, daß die Form der Riemenzähne nach dem Formen genau war, wobei im wesentlichen kein Kautschuk durch die Öffnungen in dem Gewebe (Canvas) an der Oberfläche der Riemenzähne exponiert war.

Testen

Es wurden verschiedene Tests durchgeführt, um die Eigenschaften der Riemen zu bewerten, wie in der folgenden Tabelle 3 zusammengefaßt ist und danach ausführlich erläutert wird. TABELLE 3

Umgebungstemperatur- und Reibungskoeffizienten-Test

Eine Karte wurde auf einen Trägertisch gelegt. Der Riemen wurde so gelegt, daß die rückwärtige/äußere Oberfläche des Riemens der Karte zugewandt war. Eine Last (W) von 1,0 kgf wurde auf dem Riemen angebracht. Die Last war mit einer Federwaage verbunden, die an dem Trägertisch befestigt war. Der Riemen wurde mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/min vorwärts bewegt. Die Last (F), als der Riemen anfing, auf der Karte zu rutschen, wurde bestimmt. Der Reibungskoeffizient wurde als F/W berechnet. Die Messungen wurden bei einer Temperaturvariierung von - 25ºC bis 25ºC durchgeführt.

Gayman Drehtest

Dieser Test wurde gemäß JISK6231 durchgeführt.

Test auf Schädigung durch Ozon

Dieser Test wurde gemäß JISK6301 durchgeführt.

Gegenprobe auf Abspritzen von Kautschukpulver nach dem Laufenlassen

Der Riemen wurde auf einer Lauftestmaschine mit zwei Wellen angebracht, die zwei Riemenscheiben mit jeweils 90 Zähnen aufwies. Der Riemen wurde 30 Stunden lang in einer Umgebung bei einer Temperatur von 25ºC bei einer Drehzahl der Antriebsriemenscheibe von 9000 UpM, mit einer Last von 66,2 W auf der angetriebenen Riemenscheibe und mit einer Anfangsriemenspannung von 1,0 kg laufen gelassen. Das Vorliegen oder Fehlen von Kautschukpulver, das nach 30-stündigem Laufen von den Oberflächen der Riemenzähne abgespritzt war, wurde visuell überprüft.

Test auf Beständigkeit gegen Klebrigkeit

Ein Nylongewebe (Canvas) wurde mit Ethanol getränkt. Das Nylongewebe (Canvas) wurde auf einen beweglichen Tisch gegeben. Die äußere Oberfläche des Riemens wurde gegen das Gewebe (Canvas) gelegt, und ein 5 kg-Gewicht wurde wiederum auf den Riemen gegeben. Der Tisch wurde wechselseitig 50mal um eine Entfernung von 40 mm bewegt. Die Geschwindigkeit der Bewegung war 300 mm/min, wobei das Nylongewebe (Canvas) dabei von der äußeren Oberfläche des Riemens gerieben wurde. Das Vorliegen oder Fehlen von Klebrigkeit auf der äußeren Riemenoberfläche wurde dann überprüft.

Test auf Widerstandsfähigkeit gegen Wasser/Öl

Die Oberfläche einer Telefonkarte wurde mit Ölwasser überzogen, und die sich daraus ergebende Änderung in der Reibungskraft zwischen dem Riemen und der Telefonkarte wurde bestimmt. Das verwendete Testsystem war eines, wie hier in Fig. 1 gezeigt, das einen unteren Riemen mit einer Breite von 6,4 mm und einer Länge von 100 mm aufwies. Der obere Riemen wies eine Breite von 6,4 mm und eine Länge von 25 mm auf. Die Riemen wurden auf einem Tisch übereinander angeordnet, der sich mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/Sekunde bewegte, wobei sich die Telefonkarte zwischen den Riemen befand. Die Telefonkarte wurde so hingelegt, daß ihre magnetische Oberfläche nach oben gewandt war. Ein 5 kg-Gewicht wurde auf den oberen Riemen gegeben, wobei eine feststehende Federwaage mit dem Gewicht verbunden war.
Es wurde eine Öl-Wasser-Zusammensetzung verwendet, die aus 100 cm³ Ethanol und 5 g Schweineschmalz bestand, die zu 100 cm³ künstlichem Schweiß zugegeben wurden, um sie den Bestandteilen von menschlichem Schweiß und Fett ähnlich zu machen. Das Überziehen wurde durchgeführt, indem die Telefonkarte vollständig in das Ölwasser getaucht wurde und 20 Sekunden mit einem Gebläse getrocknet wurde. In der Tabelle von Fig. 3 stellt die "Anzahl der Überzüge" dar, wie oft der Überzug wie zuvor beschrieben angebracht und getrocknet wurde.
Während des Testverfahrens wurde die mit der Öl-Wasser-Zusammensetzung überzogene Telefonkarte zwischen dem oberen und unteren Riemen ergriffen. Der obere Riemen wurde gezogen, und die Reibungskraft zwischen dem Riemen und der Telefonkarte wurde gemessen. Der Zusammenhang zwischen der Anzahl der Überzüge und der Reibungskraft ist in Fig. 3 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 1

Für die Gewebeschicht wurde das gleiche unbehandelte Gewebe (Canvas) verwendet wie für die erfindungsgemäße Ausführungsform 1 und in die in Tabelle 2 angegebene RFL- Lösung getaucht. Diese Behandlung wurde durchgeführt, ohne daß ein Quetschdruck angewandt wurde. Das Gewebe wurde dann getrocknet, um ein Gewebe (Canvas) zu erzeugen, das eine Menge an fester, haften gebliebener RFL-Lösung von 25 Gewichtsprozent aufwies.
Die in der folgenden Tabelle 4 angegebene Kautschukzusammensetzung wurde für die Zähne und den rückwärtigen/äußeren Teil des Riemens verwendet. Das Herstellungsverfahren einschließlich der Bildung der lastaufnehmenden Stränge war dasselbe wie das für die erfindungsgemäßen Ausführungsformen 1-6 beschriebene. Die Zahnteilung wurde jedoch auf 2,032 mm eingestellt. TABELLE 4 (Gewichtsteile)
Die Leistungseigenschaften dieser Riemen sind in der folgenden Tabelle 5 angegeben. TABELLE 5

Analyse der Testergebnisse

Die Tests zeigen, daß es keine wesentliche Änderung im Reibungskoeffizienten für den erfindungsgemäßen Riemen gibt, wenn er in Umgebungen mit entweder hoher oder niedriger Temperatur verwendet wird. Insbesondere verringert sich der Reibungskoeffizient bei niedrigen Temperaturen nur geringfügig.
Es ist ebenfalls ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Riemen eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Ozon aufweist und daß die Reduzierung der Reibungskraft des Riemens, wenn er Ölwasser ausgesetzt ist, verglichen mit dem getesteten Vergleichsbeispiel gering ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Riemen wurde nach dem Laufenlassen kein Kautschukpulver gefunden. Der Riemen des Vergleichsbeispiels wies jedoch nach dem Laufenlassen erkennbares Kautschukpulver auf, das von den Zähnen abgespritzt war. Der Riemen in dem Vergleichsbeispiel wies zwar nach der Formgebung eine gute Zahnform auf, die Oberflächenadhäsionsrate von Kautschuk auf der Zahnoberfläche des Riemens war jedoch etwa 10%. Diese Adhäsionsrate ist ein Wert, der erhalten wird, wenn die Fläche, über die der Kautschuk durch Öffnungen in dem Gewebe (Canvas) exponiert ist, durch die gesamte Fläche dividiert wird.
Die vorhergehende Beschreibung spezifischer Ausführungsformen soll die breiten Konzepte veranschaulichen, die von der Erfindung umfaßt werden.

Claims

1. Zahnriemen (60), umfassend:

einen Körper (62), der eine Länge (64), in lateralem Abstand angeordnete Seiten (66, 68), eine Innenseite und eine Außenseite aufweist und der eine Vielzahl von Zähnen (70) definiert, die in Längsrichtung auf der Innenseite und/oder der Außenseite des Körpers in Abstand voneinander angeordnet sind,

wobei der Körper zumindest teilweise durch eine Kautschukzusammensetzung definiert ist, die mindestens ein Ethylenpropylendienmonomer (EPDM) und einen Dienkautschuk umfaßt, der mindestens einen a) Naturkautschuk, b) BR (Butadienkautschuk), c) SBR (Styrolbutadienkautschuk), d) NBR (Nitrilkautschuk), e) HNBR (hydrierter Nitrilkautschuk), und f) Chloroprenkautschuk umfaßt,

eine Gewebeschicht (76), die auf den auf der Innenseite und/oder der Außenseite des Körpers liegenden Zähnen angeordnet ist, wobei die Gewebeschicht mit einer Resorcin-Formalin-Latex-Lösung behandelt wurde.

2. Zahnriemen nach Anspruch 1, der mit einer Riemenscheibe (16, 18) zum Eingriff in die Zähne (70) kombiniert ist, wobei die Innenseite und/oder Außenseite des Körpers (62) durch Kautschuk definiert ist und die Gewebeschicht (76) einen direkten Kontakt zwischen der Riemenscheibe (16, 18) und dem Kautschuk auf der Innenseite und/oder Außenseite des Körpers verhindert.

3. Zahnriemen nach Anspruch 2, wobei die Gewebeschicht (76) lediglich mit einer Resorcin-Formalin-Latex- Lösung behandelt ist.

4. Zahnriemen nach Anspruch 3, wobei eine Vielzahl von lastaufnehmenden Strängen (77) in den Körper (62) eingebettet ist und sich längs aus diesem erstreckt.

5. Zahnriemen nach Anspruch 4, wobei der Körper (62) einen äußeren Teil aufweist, in dem die lastaufnehmenden Stränge (77) eingebettet sind und sowohl der äußere Teil des Körpers als auch die Zähne (70) die Kautschukzusammensetzung umfassen.

6. Zahnriemen nach Anspruch 1, wobei der Zahnriemen (60) ein erster Zahnriemen ist, und wobei in Kombination mit dem ersten Zahnriemen ein zweiter Zahnriemen vorliegt, der derselbe ist wie der erste Zahnriemen, und Mittel zum Anbringen des ersten und zweiten Zahnriemens zur Bewegung in Endlosbändern vorliegen, wobei die anderen Innenseiten und Außenseiten des Körpers auf dem ersten und zweiten Zahnriemen eng benachbart sind, um ein sich dazwischen befindendes flaches Objekt mittels Friktion zu befördern, wenn der erste und zweite Zahnriemen in dem Endlosband bewegt werden.

7. Zahnriemen nach Anspruch 1, wobei die Kautschukzusammensetzung Ethylidennorbonan umfaßt und das EPDM eine Iodzahl von mindestens 10 aufweist.

8. Zahnriemen nach Anspruch 1, wobei die Gewebeschicht (76) 30-50 Gew.-% feste Resorcin-Formalin-Latex- Lösung umfaßt.

9. Zahnriemen nach Anspruch 1, wobei die Kautschukzusammensetzung 20-70 Gewichtsteile EPDM umfaßt.

10. Zahnriemen nach Anspruch 1, wobei die Kautschukzusammensetzung 25-50 Gew.-% EPDM umfaßt.

11. Zahnriemen nach Anspruch 7, wobei das EPDM eine Iodzahl von mindestens 15 aufweist.

12. Zahnriemen nach Anspruch 7, wobei das EPDM eine Iodzahl von mindestens 20 aufweist.

13. Zahnriemen nach Anspruch 1, wobei die Kautschukzusammensetzung gebildet wird unter Verwendung eines Kompoundiermittels, das mindestens eine der folgenden Substanzen umfaßt: a) Ruß, b) Zinkweiß, c) Stearinsäure, d) einen Weichmacher und e) ein Antioxidationsmittel.

14. Zahnriemen nach Anspruch 1, wobei die Kautschukzusammensetzung unter Verwendung eines Vulkanisationsmittels gebildet wird, das Schwefel und/oder organisches Peroxid umfaßt.

15. Zahnriemen nach Anspruch 4, wobei die lastaufnehmenden Stränge (77) 5-9 Filamente E-Glas und/oder hochfestes Glas umfassen, das mit einem Schutzmittel behandelt ist.

16. Zahnriemen nach Anspruch 15, wobei das Schutzmittel eine Kautschukzusammensetzung und/oder eine RFL- Lösung umfaßt.

17. Zahnriemen nach Anspruch 4, wobei die lastaufnehmenden Stränge (77) getwistete Filamente mit 0,50-2,5 Denier aus Paraaramidfaser umfassen, die mit einem Adhäsiv behandelt sind, das a) eine RFL-Lösung, b) eine Epoxy-Lösung und/oder c) eine Isocyanat- Lösung mit einer Kautschukzusammensetzung umfaßt.

18. Zahnriemen nach Anspruch 1, wobei die Gewebeschicht (76) Nylon-6, Nylon-6,6, Polyester und/oder Aramidfaser umfaßt.

19. Zahnriemen nach Anspruch 18, wobei die Gewebeschicht (76) Kette und Schuß umfaßt und Kette und Schuß jeweils einen Filamentfaden und/oder ein Fasergarn umfassen.

20. Zahnriemen nach Anspruch 18, wobei die Gewebeschicht (76) Kette und Schuß umfaßt und der Schuß Wollnylonfaden und/oder Urethanelastikfaden umfaßt.

21. Zahnriemen nach Anspruch 1, wobei die Gewebeschicht (76) eine Leinwandbindung, Köperbindung und/oder Atlasbindung umfaßt.