DE112009000157B4

DE112009000157B4 - Reibungstransmissionsriemen

Info

Publication number: DE112009000157B4
Application number: DE112009000157.2T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Shiriike; Tomoyuki Yamada; Hiroyuki Tachibana; Fumihiro Mukai
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2024-02-08
Anticipated expiration: 2029-01-24
Also published as: US8475310B2; JP5259631B2; DE112009000157T5; KR20100114089A; KR101265821B1; WO2009093465A1; CN101910675B; JPWO2009093465A1; US20100298079A1; CN101910675A

Abstract

Reibungstransmissionsriemen (B), bei dem eine Kompressionsgummischicht (12, 22), die an einer inneren Umfangsseite des Riemenkörpers (10) angeordnet ist, derart über die Riemenscheiben gewickelt ist, dass die Kompressionsgummischicht (12, 22) zum Übertragen einer Kraft auf die Riemenscheiben mit den Riemenscheiben in Kontakt ist;
wobei die Kompressionsgummischicht (12, 22) eine Oberflächenschicht (24) einer Oberflächenseite und eine Hauptkörperschicht (25), die von der Oberflächenschicht (24) bedeckt ist, aufweist,
wobei die Oberflächenschicht (24) keine kurzen Fasern enthält und Harzpulver (15) mit einer durchschnittlichen Partikelgröße, die gleich oder größer als 45 µm und gleich oder kleiner als 165 µm ist, mit der Oberflächenschicht (24) gemischt sind und Bereiche der Harzpulverpartikel aus einer Riemenscheibenkontaktfläche der Oberflächenschicht (24) hervorragen, wodurch eine Oberflächenrauheit, d.h. Ra von zumindest der Riemenscheibenkontaktfläche der Oberflächenschicht (24) gleich oder größer als 3 µm und gleich oder kleiner als 70 µm ist, und eine Dicke der Oberflächenschicht (24) gleich oder mehr als 15 µm und gleich oder weniger als 320 µm ist, und die Hauptkörperschicht (25) keine Harzpulver (15) enthält.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reibungstransmissionsriemen, bei dem eine Kompressionsgummischicht, mit der eine Innenumfangsseite eines Riemenkörpers versehen ist, derart über Riemenscheiben gewickelt ist, dass die Kompressionsgummischicht mit den Riemenscheiben zum Übertragen einer Kraft in Kontakt steht. Die vorliegende Erfindung gehört zu den technischen Gebieten der Geräuschdämmung und einer längeren Produktlebensdauer.
Stand der Technik
Herkömmlicherweise ist als Konfiguration zum Übertragen einer Antriebskraft, beispielsweise von einer Maschine oder einem Motor auf eine angetriebene Seite, eine Konfiguration, bei der die Riemenscheiben an Wellen einer Antriebsseite und der angetriebenen Seite gekuppelt sind und ein Reibungstransmissionsriemen über diese Riemenscheiben gewickelt ist, allgemein bekannt. Bei dem oben beschriebenen Reibungstransmissionsriemen sind eine Hochleistungsübertragungsfähigkeit sowie eine Laufruhe beim Betreiben des Riemens erforderlich. Um diesen Anforderungen zu genügen, ist es erforderlich, einen Reibungskoeffizienten einer Riemenfläche zu verringern, solange eine vorgegebene Kraftübertragungsfähigkeit aufrechterhalten werden kann. Beispielsweise sind in einem Fall, bei dem der Reibungstransmissionsriemen ein Keilrippenriemen ist, wie in JP 2006-266 280 A offenbart, kurze Fasern, die in einer Riemenquerrichtung ausgerichtet sind, in eine mit den Riemenscheiben in Kontakt stehende Kompressionsgummischicht gemischt, um die Kompressionsgummischicht zu verstärken, und die Fasern sind derart vorgesehen, dass sie aus der Riemenfläche vorstehen, um den Reibungskoeffizienten der Riemenfläche zu verringern, wodurch Geräuschdämmung und Abriebbeständigkeit verbessert werden.
Die JP 2006-266 280 A offenbart eine Konfiguration, bei der eine Gummikomponente mit Pulvern vermischt ist, die aus hitzehärtbarem Harz hergestellt sind, so dass der Reibungskoeffizient selbst in dem Fall verringert werden kann, in dem die kurzen Fasern der Kompressionsgummischicht herausfallen oder verschleißen.
Aus DE 11 2005 002 891 T5 ist ein Keilrippenriemen mit einer Kautschukriemenunterbauschicht bekannt, die Kurzfasern und Harzpulver umfasst.
Die JP 2007-170 454 A beschreibt einen Keilrippenriemen, der Rippenteile mit einer Innenschicht und einer Oberflächenschicht umfasst.
Aus der JP 2006-097 724 A ist ein Keilrippenriemen mit einer Vielzahl von Rippenabschnitten bekannt.
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Wie oben beschrieben, kann bei dem Reibungstransmissionsriemen, der die Kompressionsgummischicht enthält, welche mit den kurzen Fasern gemischt ist, ein Reibungskoeffizient durch die kurzen Fasern verringert sein. Es besteht jedoch die Tendenz, wenn die Kompressionsgummischicht beim Betreiben des Riemens wiederholt gebogen wird, dass Risse in der Gummischicht um die dünnen, gestreckten, kurzen Fasern herum auftreten. Anders gesagt kann bei dem Reibungstransmissionsriemen, der mit den kurzen Fasern gemischt ist, das Geräusch beim Betreiben des Riemens verringert werden. Es besteht jedoch ein Problem, dass die Biegeermüdungsbeständigkeit bei einem derartigen Reibungstransmissionsriemen im Vergleich zu einem Riemen ohne Beimischung der kurzen Fasern herabgesetzt ist.
Die vorliegende Erfindung erfolgte in Anbetracht des oben beschriebenen Punktes. Eine Aufgabe der Erfindung ist darauf ausgerichtet, eine Konfiguration zu erhalten, bei der beim Betreiben des Riemens die Geräuschdämmung wie auch die Beständigkeit bei dem Reibungstransmissionsriemen erzielbar ist, der derart um die Riemenscheiben gewickelt ist, dass die Kompressionsgummischicht, die auf der Innenumfangsseite des Riemenkörpers vorgesehen ist, mit den Riemenscheiben in Kontakt ist.
Lösung des Problems
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch den Reibungstransmissionsriemen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche umfassen vorteilhafte Ausführungsformen.
Zum Lösen der oben beschriebenen Aufgabe ist der Reibungstransmissionsriemen der vorliegenden Erfindung also derart konfiguriert, dass die Kompressionsgummischicht, die mit den Riemenscheiben in Kontakt ist, die kurzen Fasern nicht enthält, sonder eine Rauheit, d.h. Ra, von gleich oder mehr als 3 µm und gleich oder kleiner als 70 µm an einer Riemenscheibenkontaktfläche der Kompressionsgummischicht aufweist, wodurch eine Verbesserung der Beständigkeit sowie der Geräuschdämmung entsprechend der Verringerung des Reibungskoeffizienten erzielt wird.
Insbesondere ist die Erfindung auf einen Reibungstransmissionsriemen gerichtet, bei dem die Kompressionsgummischicht, mit der die Innenumfangsseite des Riemenkörpers versehen ist, derart über die Riemenscheiben gewickelt ist, dass die Kompressionsgummischicht zum Übertragen der Kraft mit den Riemenscheiben in Kontakt ist. Die oben beschriebene Kompressionsgummischicht enthält keine kurzen Fasern. Die Rauheit, d.h. Ra, von zumindest der Riemenscheibenkontaktfläche der Kompressionsgummischicht ist gleich oder größer als 3 µm und gleich oder kleiner als 70 µm.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration treten, da keine kurzen Fasern in der Kompressionsgummischicht enthalten sind, keine Risse aufgrund der kurzen Fasern auf, selbst wenn der Riemen beim Betreiben des Riemens wiederholt gebogen wird. Daher kann die Biegeermüdungsbeständigkeit des Riemens verbessert sein. Außerdem kann, da die Rauheit, d.h. Ra, der Riemenscheibenkontaktfläche der Kompressionsgummischicht gleich oder größer als 3 µm ist, der Reibungskoeffizient zwischen der Riemenscheibenkontaktfläche der Kompressionsgummischicht und der Riemenscheibenfläche verringert sein. Daher kann, wie in der folgenden Tabelle 2 dargestellt, das Geräusch, das beim Betreiben des Riemens erzeugt wird (ein Rutschgeräusch), verringert sein.
Bei der oben beschriebenen Konfiguration ist die Kompressionsgummischicht mit Harzpulvern gemischt. Wie oben beschrieben, sind die Harzpulver anstelle der kurzen Fasern wie bei der herkömmlichen Technik in die Kompressionsgummischicht gemischt, sodass ein Auftreten von Rissen im Vergleich zu einem Fall, in dem die kurzen Fasern in die Kompressionsgummischicht gemischt sind, unterdrückt ist. Daher kann die Biegeermüdungsbeständigkeit des Riemens verbessert sein, wie auch die Rauheit (d.h. Ra gleich oder größer als 3 µm und gleich oder kleiner als 70 µm) der Riemenscheibenkontaktfläche, wie bei der oben beschriebenen ersten Erfindung, leicht realisiert werden.
Die durchschnittliche Partikelgröße der Harzpulver ist gleich oder größer als 45 µm und gleich oder kleiner als 165 µm. Daher kann, wie in Tabelle 2 dargestellt, der Ra der Riemenscheibenkontaktfläche der Kompressionsgummischicht gleich oder größer als 3 µm sein. Daher ist die Konfiguration der ersten Erfindung sicher und leicht ausführbar.
Demgegenüber ist die Riemenscheibenkontaktflächenseite der Kompressionsgummischicht mit einer Oberflächenschicht versehen, und anstelle des Mischens der Harzpulver mit der gesamten Kompressionsgummischicht sind die Harzpulver in die Oberflächenschicht gemischt.
Dementsprechend ist, da es unnötig wird, die Harzpulver in der Kompressionsgummischicht zu verteilen, eine leichte Herstellung der Kompressionsgummischicht erzielbar, wie auch, da abgesehen von der Oberflächenschicht kein Harzpulver in die Kompressionsgummischicht gemischt ist, keine Risse in der Kompressionsgummischicht auftreten, während die Risse in der Oberflächenschicht wegen der Harzpulver auftreten. Daher kann die Biegeermüdungsbeständigkeit in Abschnitten unter Ausnahme der Oberflächenschicht weiter verbessert sein. Infolgedessen kann mit der oben beschriebenen Konfiguration die Beständigkeit des Riemens im Vergleich zu dem Fall, in dem die Harzpulver in die gesamte Kompressionsgummischicht gemischt sind, verbessert werden.
Ferner weist das Harzpulver bevorzugt ein Zugmodul gleich oder größer als 1000 MPa auf. Zum Bloßlegen der Harzpulver, die in die Kompressionsgummischicht gemischt sind, an die Oberfläche der Kompressionsgummischicht wird die Kompressionsgummischicht bei der Herstellung des Riemens einem Schleifvorgang unterzogen. Da das Zugmodul der Harzpulver auf den beschriebenen Bereich eingestellt ist, können mehr Harzpulver auf der Oberfläche der Kompressionsgummischicht bloßgelegt sein als im Vergleich zu dem Fall, in dem das Harzpulver ein niedrigeres Zugmodul aufweist. Ferner kann, da die Harzpulver mit dem oben beschriebenen Zugmodul verwendet werden, ein Abriebverlust, wenn die Harzpulver mit den Oberflächen der Riemenscheiben in Kontakt sind, im Vergleich zu dem Fall, in dem das Harzpulver das niedrigere Zugmodul aufweist, verringert sein.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Harzpulver aus Polyethylen mit extrem hohem Molekulargewicht hergestellt sind. Wie oben beschrieben, ermöglicht die Benutzung eines Materials, das verhältnismäßig kostengünstig erhältlich ist und einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist, eine Kostensenkung des Reibungstransmissionsriemens, wobei gewährleistet ist, dass das Rutschgeräusch beim Betreiben des Riemens verhindert wird.
Es ist bevorzugt, dass eine Dicke der Oberflächenschicht gleich oder mehr als 15 µm ist. Dementsprechend wird verhindert, dass, selbst wenn die Oberflächenschicht mehr oder weniger verschlissen ist, die gesamte Oberflächenschicht verschlissen ist. Das bedeutet, dass eine schnelle Erhöhung des Reibungskoeffizienten verhindert werden kann. Daher kann eine Geräuschdämmungswirkung über verhältnismäßig längere Zeit hinweg aufrechterhalten werden.
Es ist bevorzugt, dass der Riemenkörper ein Keilrippenriemenkörper ist. Mit dem Keilrippenriemenkörper kann bei dem Keilrippenriemen, der im Allgemeinen zum Übertragen einer Kraft auf einen Hilfsmotor, der um einen Kraftwagenmotor angeordnet ist, benutzt wird, ein Geräusch beim Betreiben des Riemens verringert sowie die Beständigkeit des Riemens verbessert werden. Daher ist der Keilrippenriemenkörper besonders wirksam.
Ferner ist es bevorzugt, dass ein Teil, welches zumindest die Riemenscheibenkontaktfläche der Kompressionsschicht umfasst aus einer Gummikomponente aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) gebildet ist.
Auch ist es bevorzugt, dass die Gummikomponente, die zumindest die Riemenscheibenkontaktfläche der Kompressionsgummischicht bildet, mit Harzpulver gemischt ist, wobei Harzpulver in einem Bereich von zwischen 20 und 60 Gewichtsteilen mit dem Rohgummi (EPDM) zu 100 Gewichtsteilen gemischt sind.
Vorteile der Erfindung
Hinsichtlich des oben beschriebenen Reibungstransmissionsriemens gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Kompressionsgummischicht keine kurzen Fasern, und die Rauheit, d.h. Ra der Riemenscheibenkontaktfläche der Kompressionsgummischicht ist gleich oder größer als 3 µm, sodass sowohl die Verbesserung der Biegeermüdungsbeständigkeit als auch die Geräuschdämmung erzielbar ist. Insbesondere ist, da die Kompressionsgummischicht mit den Harzpulvern mit der durchschnittlichen Partikelgröße von gleich oder mehr als 45 µm gemischt ist, die oben beschriebene Konfiguration sicher und leicht ausführbar. Die Harzpulver mit dem Zugmodul von gleich oder mehr als 1000 Mpa können die oben beschriebene Konfiguration bei der Herstellung des Riemens leicht realisieren, wie auch der Abriebverlust, der durch Kontakt mit der Riemenscheibenfläche bewirkt ist, verringert sein kann. Ferner sind die Harzpulver aus dem Polyethylen mit extrem hohem Molekulargewicht hergestellt, sodass die Geräuschdämmungswirkung verbessert sein kann, wobei Kosten eingespart werden.
Demgegenüber ist eine Riemenscheibenkontaktflächenseite der Kompressionsgummischicht mit der Oberflächenschicht versehen, und die Harzpulver sind nur in die Oberflächenschicht gemischt. Dadurch kann die Beständigkeit des Riemens gesteigert sein. Eine Dicke der Oberflächenschicht auf einen Wert von gleich oder mehr als 15 µm eingestellt, wodurch ermöglicht ist, die Geräuschdämmungswirkung über verhältnismäßig längere Zeit hinweg aufrecht zu erhalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht, die eine schematische Konfiguration eines Keilrippenriemens darstellt, der ein Beispiel eines Reibungstransmissionsriemens gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

2 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht eines Rippenabschnitts des Keilrippenriemens gemäß einer zweiten Ausführungsform.
3 stellt eine Anordnung von Riemenscheiben einer Riemenlauftestmaschine für einen Abriebbeständigkeitstest dar.
4 stellt eine Anordnung von Riemenscheiben der Riemenlauftestmaschine für einen Bewertungstest der Dauerbiegelebensdauer dar.
5 stellt eine Anordnung von Riemenscheiben der Riemenlauftestmaschine für einen Geräuschmessungstest dar.

Beschreibung der Bezugszeichen

B: Keilrippenriemen (Reibungstransmissionsriemen)
10: Keilrippenriemenkörper
11: Gummihaftschicht
12,22: Kompressionsgummischicht
13, 23: Rippenabschnitt
15: Harzpulver
16: Kernfaden
17: Rückseitengewebeschicht
24: Oberflächenschicht
25: Hauptkörperschicht
30, 40, 50: Riemenlauftestmaschine
31, 41, 51: Antriebscheibe
32, 42, 52: Abtriebscheibe
43: Rippenriemenscheibe
53, 54: Leitscheibe

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind im Folgenden auf Grundlage von beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die bevorzugte Ausführungsform nur zu Veranschaulichungszwecken angeführt ist und nicht beabsichtigt ist, den Schutzumfang der Erfindung, ihre Anwendungen und ihre Verwendungen einzuschränken.
<Erste Ausführungsform>
Als Beispiel des Reibungstransmissionsriemens gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Keilrippenriemen B in 1 dargestellt. Dieser Keilrippenriemen B enthält einen Keilrippenriemenkörper 10 und eine Rückseitengewebeschicht 17, die auf eine Seite einer Oberfläche (d.h. einer Rückfläche oder einer Außenumfangsfläche) dieses Keilrippenriemenkörpers 10 laminiert ist. Der Keilrippenriemenkörper 10 enthält eine im Querschnitt im Wesentlichen rechteckige Gummihaftschicht 11 im Querschnitt und eine Kompressionsgummischicht 12, die auf eine untere Oberflächenseite der Gummihaftschicht 11 aufgebracht ist, d.h., die auf die untere Oberflächenseite (d.h. eine Bodenflächenseite oder eine Innenumfangsflächenseite) des Keilrippenriemenkörpers 10 aufgebracht ist.
Die Rückseitengewebeschicht 17 ist einem Klebeprozess durch Gummiklebstoff unterzogen. Der Gummiklebstoff ist derart hergestellt, dass Gummi in einem Lösungsmittel gelöst und auf ein Fasergewebe aufgebracht wird, der aus Nylon oder Baumwolle hergestellt ist. Die dadurch hergestellte Rückseitengewebeschicht 17 ist auf eine Rückseite des Keilrippenriemenkörpers 10 (d.h. die Gummihaftschicht 11) aufgebracht. Dementsprechend übernimmt die Rückseitengewebeschicht 17 eine Kraftübertragungsrolle, wenn eine Rückseite des Riemens über die flachen Riemenscheiben (z.B. hintere Leitscheiben) gewickelt ist, sodass die Rückseite des Riemens mit den flachen Riemenscheiben in Kontakt steht.
Demgegenüber ist die Gummihaftschicht 11 aus einer Gummikomponente wie etwa Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) gebildet, die hervorragende Wärmebeständigkeit und Wetterbeständigkeit aufweist. Die Gummihaftschicht 11 enthält mehrere Kernfäden 16, die in Spiralform ausgebildet sind. Die mehreren Kernfäden 16 verlaufen in einer Riemenlängsrichtung und sind derart angeordnet, dass die Kernfäden 16 in vorgegebenen Abständen in einer Riemenquerrichtung voneinander beabstandet sind, sodass sie in die Gummihaftschicht 11 eingelassen sind. Jeder dieser Kernfäden 16 ist derart ausgebildet, dass mehrere einzelne Fäden aus Polyether- (PET-) Fasern oder dergleichen verdrillt sind.
Die Kompressionsgummischicht 12, die aus einer Gummikomponente mit EPDM als Hauptgummi hergestellt ist, ist derart mit Harzpulvern 15 mit einem Zugmodul von gleich oder mehr als 1000 Mpa und einer durchschnittlichen Partikelgröße von gleich oder mehr als 45 µm unter Zusatz von Ruß oder dergleichen gemischt, dass die Harzpulver 15 in der Kompressionsgummischicht 12 verteilt sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt die durchschnittliche Partikelgröße der Harzpulver 15 gleich oder mehr als 45 µm. Es ist jedoch weiter bevorzugt, dass die durchschnittliche Partikelgröße der Harzpulver 15 gleich oder mehr als 165 µm ist, um zu verhindern, dass die Riemenlaufzeit aufgrund des Auftretens von Rissen herabgesetzt ist. Bei dem Keilrippenriemen B nach der vorliegenden Ausführungsform sind die kurzen Fasern, die in dem herkömmlichen Keilrippenriemen enthalten sind, nicht beigemischt.
Die Harzpulver 15 sind derart mit Rohgummi (EPDM) gemischt, dass die Harzpulver 15 zu beispielsweise 30 Gewichtsteilen mit dem Rohgummi zu 100 Gewichtsteilen gemischt sind. Als Mischverhältnis der Harzpulver 15 ist bevorzugt, dass die Harzpulver 15 in einem Bereich von zwischen 20 und 60 Gewichtsteilen mit dem Rohgummi (EPDM) zu 100 Gewichtsteilen gemischt sind. Die Mischung von Harzpulvern 15 in diesem Bereich ermöglicht es, die Rauheit, d.h. Ra, von gleich oder über 3 µm auf der Riemenoberfläche zu erzielen. Außerdem ist sie dahingehend wirksam, dass verhindert ist, dass die Riemenlaufzeit aufgrund des Auftretens der Risse herabgesetzt ist. Die Harzpulver 15 sind beispielsweise aus Nylon, Aramid oder Polyethylen mit extrem hohem Molekulargewicht (UHMWPE) hergestellt.
Hier kann das Zugmodul der Harzpulver 15 durch Messen eines Zugmoduls bezüglich eines Teststücks, das aus Harz ausgebildet ist, welcher mit dem Harz identisch ist, der die Harzpulver 15 bildet, gemäß einem ASTM-Testverfahren D638 erhalten werden.
In der unteren Oberflächenseite der Kompressionsgummischicht 12 sind mehrere Linien von Rippenabschnitten 13, 13, ... (drei Linien bei der vorliegenden Ausführungsform), die jeweils in der Riemenlängsrichtung verlaufen, derart ausgebildet, dass die mehreren Linien von Rippenabschnitten nebeneinander in vorgegebenen Abständen in einer Riemenquerrichtung angeordnet sind. Daher ist, wenn der Keilrippenriemen B über die Riemenscheiben gewickelt ist, eine Seitenfläche von jedem der Rippenabschnitte 13 der Kompressionsgummischicht 12 mit einer Seitenfläche von jeder der Rillen der entsprechenden Riemenscheibe in Kontakt.
Dann stellt die Mischung der oben beschriebenen Harzpulver 15 in die Kompressionsgummischicht 12 die Rauheit, d.h. den Ra (arithmetischer Mittenrauwert der Oberfläche) einer Kontaktfläche, die mit jeder Riemenscheibe in Kontakt ist und die Oberfläche des Rippenabschnitts 13 ist, gleich oder über 3 µm her. Mit anderen Worten, Abschnitte der Harzpulver 15, die in die Kompressionsgummischicht 12 gemischt sind, ragen aus der Oberfläche der Kompressionsgummischicht 12 vor. Dadurch weist die Oberflächenrauheit die vorgegebene Rauheit wie oben beschrieben auf. Hinsichtlich des Verhinderns, dass die Riemenbetriebslebensdauer aufgrund des Auftretens von Rissen herabgesetzt wird, ist bevorzugt, dass die Rauheit, d.h. Ra der Seitenfläche des Rippenabschnitts 13 gleich oder unter 70 µm ist.
Es wird im Folgenden ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des Keilrippenriemens B mit der oben beschriebenen Konfiguration kurz beschrieben.
Beim Herstellen des Keilrippenriemens B werden eine innere Form mit einer Formfläche auf einer Außenumfangsfläche davon, die eine Riemenrückseite mit in einer vorgegebenen Form ausbildet, und eine Gummihülse mit einer Formfläche auf einer Innenumfangsfläche davon, die eine Riemeninnenseite mit einer vorgegebenen Form ausbildet, benutzt.
Nachdem eine Außenfläche der inneren Form mit einem Rückseitengewebe aus Fasergewebe bedeckt wurde, die einem Klebeprozess unterzogen wurde, bei dem Klebstoff auf das Rückseitengewebe aufgebracht wird, wird eine unvernetzte Gummilage über das Rückseitengewebe geschlagen, um einen Rückseitenseitenabschnitt der Gummihaftschicht 11 auszubilden.
Dann wird, nachdem Kernfäden 16, die mit Klebstoff zum Aufbringen auf die Kernfäden 16 versehen wurden, mit einer Spiralform aufgebracht wurden, die unvernetzte Gummilage über die Kernfäden 16 gelegt, um einen Innenflächenseitenabschnitt der Gummihaftschicht 11 auszubilden. Dann wird des Weiteren Rohgummi, der mit den Harzpulvern 15 zusätzlich zu einem Füllstoff wie etwa dem Ruß und Gummimischchemikalien wie etwa einem Weichmacher gemischt ist, als unvernetzte Gummilage darauf aufgebracht, die die Kompressionsgummischicht 12 ausbildet. Beim Umhüllen mit den unvernetzten Gummilagen werden beide Endabschnitte von jeder der unvernetzten Gummilagen in einer Umhüllungsrichtung nicht miteinander überlappt, sondern aneinander angrenzend angeordnet.
Dann wird die Gummihülse über dem Formkörper an der inneren Form in Eingriff gebracht. Sie wird in ein Formgefäß zum Erhitzen der inneren Form mit Dampf hoher Temperatur sowie zum Pressen der Gummihülse in eine nach innen gerichtete radiale Richtung durch Anlegen eines hohen Drucks gesetzt. Dabei fließt eine Gummikomponente zum Fördern einer Vernetzungsreaktion und außerdem einer Haftreaktion der Kernfäden 16, und das Rückseitengewebe rückt bezüglich des Gummis vor. Dementsprechend wird eine zylinderförmige Riemenplatte ausgebildet.
Dann wird die zylindrische Riemenplatte aus der inneren Form entnommen und in einer Längsrichtung der Zylinderform in mehrere zylindrische Riemenplatten aufgeteilt. Danach wird ein Außenumfang von jeder der aufgeteilten zylindrischen Riemenplatten zum Ausbilden des Rippenabschnitts 13 geschliffen. Dabei wird jede Seitenfläche des Rippenabschnitts 13 derart geschliffen, dass die Rauheit, d.h. Ra jeder Seitenfläche des Rippenabschnitts gleich oder mehr als 3 µm wird. Hierbei wird es beim Schleifen bevorzugt, den Rippenabschnitt 13 derart zu schleifen, dass so weit wie möglich nicht bewirkt ist, dass die Harzpulver 15 aus dem Rippenabschnitt herausfallen, d.h. die Harzpulver 15 so weit wie möglich in/auf dem Rippenabschnitt 13 zu halten. Dementsprechend kann eine Oberfläche mit einer Rauheit, d.h. Ra gleich oder mehr als 3 µm sicher auf der Seitenfläche des Rippenabschnitts 13 ausgebildet werden.
Hierbei werden zum Regeln der Oberflächenrauheit der Seitenfläche des Rippenabschnitts 13 Schleifbedingungen, wie etwa ein Schleifkornmaß einer Schleifscheibe, die beim Schleifen des Rippenabschnitts 13 benutzt wird, oder ein Oberflächendruck beim Schleifen nach Bedarf ausgewählt oder die durchschnittliche Partikelgröße der Harzpulver 15 nach Bedarf ausgewählt.
Schließlich wird die Riemenplatte, die somit aufgeteilt wurde und an deren Außenumfangsfläche Rippenabschnitte ausgebildet wurden, in einer Querrichtung mit einer vorgegebenen Breite geschnitten, und danach wird jede der aufgeteilten Riemenplatten umgedreht. Dadurch kann der Keilrippenriemen B erhalten werden.
Das Herstellungsverfahren für den Keilrippenriemen B ist nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt, sondern er könnte derart hergestellt werden, dass Schichten von der Kompressionsgummischicht 12 auf die innere Form laminiert werden, wo Formen der Rippenabschnitte ausgebildet werden, und dann die laminierten Schichten gepresst werden, während die laminierten Schichten zwischen der inneren Form und der äußeren Form erhitzt werden. Außerdem werden in diesem Fall die Seitenflächen der Rippenabschnitte 13 des Keilrippenriemens derart geschliffen, dass bewirkt ist, dass die Harzpulver 15 bloßliegen, wodurch die Rauheit, d.h. Ra auf einen Wert von gleich oder größer als 3 µm eingestellt wird.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration kann, da die Harzpulver 15 anstelle der herkömmlichen kurzen Fasern in die Kompressionsgummischicht 12 gemischt sind, verhindert werden, dass Risse, wie im Fall der kurzen Fasern, beim Biegen des Riemens auftreten, während der Riemen läuft. Daher kann die Haltbarkeit des Riemens B erhöht werden. Ferner ragen die Harzpulver 15 aus der Oberfläche der Rippenabschnitte 13 der Kompressionsgummischicht 12 vor, um die Rauheit der Rippenabschnitte 13 mit einer vorgegebenen Rauheit (d.h. Ra gleich oder mehr als 3 µm) herzustellen, sodass der Reibungskoeffizient mit den Riemenscheibenflächen verringert werden kann. Dementsprechend kann das Rutschgeräusch beim Laufen des Riemens verringert werden.
Ferner ist in einem Fall, in dem die durchschnittliche Partikelgröße der Harzpulver 15 gleich oder größer als 45 µm ist, die Rauheit der Rippenabschnitte 13 der Kompressionsgummischicht 12 wie oben beschrieben sicher und leicht realisierbar. Weiterhin fallen in einem Fall, in dem das Harzpulver 15 das Zugmodul von gleich oder größer als 1000 Mpa aufweist, insbesondere in einem Fall, in dem die Harzpulver 15 aus UHMWPE hergestellt sind, die Harzpulver 15 schwerlich aus den Rippenabschnitten 13 heraus, selbst wenn die Rippenabschnitte 13 ohne spezifische Schleifbedingung geschliffen werden. Daher werden durch das Schleifen selbst in einem Schritt des Herstellens des Riemens nur Gummiabschnitte um die Oberfläche herum entfernt, d.h., es können mehr Harzpulver 15 erhalten bleiben. Außerdem kann ein Abrieb, der durch den Kontakt mit den Riemenscheiben bewirkt wird, wenn der Riemen läuft, verringert werden, wodurch es ermöglicht ist, die Haltbarkeit zu erhöhen.
Die Harzpulver 15 sind aus dem Polyethylen mit extrem hohem Molekulargewicht gebildet, das kostengünstiger als Aramid erhältlich ist und einen niedrigeren Reibungskoeffizienten als Nylon aufweist. Daher kann der kostengünstigere Keilrippenriemen B mit einer höheren Geräuschdämmungswirkung erzielt werden.
Die obige Ausführungsform ist auf einen Keilrippenriemen gerichtet, jedoch nicht darauf beschränkt. Der Riemen kann ein Keilrippenriemen oder ein flacher Riemen sein, solange der Riemen eine Gummischicht umfasst, die mit den Riemenscheiben in Kontakt steht. Die Gummischicht kann alles sein, solange die Harzpulver 15 darin eingemischt sind.
<Zweite Ausführungsform>
Eine Konfiguration eines Keilrippenriemens gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Wie in 2 dargestellt, enthält bei dem Keilrippenriemen gemäß der zweiten Ausführungsform ein Rippenabschnitt 23 einer Kompressionsgummischicht 22 eine Oberflächenschicht 24 und eine Hauptkörperschicht 25. Nur die Oberflächenschicht 24 ist mit den Harzpulvern 15 gemischt. Da die Konfigurationen abgesehen von den vorstehenden Merkmalen jenen der ersten Ausführungsform gleichen, stellt 2 nur einen vergrößerten Querschnitt des Rippenabschnitts 23 dar. Ferner tragen die Abschnitte, die mit jenen der ersten Ausführungsform identisch sind, in der folgenden Beschreibung dieselben Bezugszeichen.
Insbesondere enthält der Rippenabschnitt 23 der Kompressionsgummischicht 22 eine Oberflächenschicht 24 der Oberseite und die Hauptkörperschicht 25. Die Oberflächenschicht 24 ist derart gebildet, dass die Harzpulver 15 in eine Gummizusammensetzung gemischt sind, die EPDM als Hauptgummi enthält, und derart ausgebildet, dass die Oberflächenschicht 24 die Hauptkörperschicht 25 bedeckt, die die Harzpulver 15 nicht enthält. Wie oben beschrieben, ermöglicht eine Mischung der Harzpulver 15 nur in die Oberseite der Kompressionsgummischicht 22 ein sicheres Verhindern des Auftretens der Risse, was aufgrund der Harzpulver innerhalb der Kompressionsgummischicht 22 bedingt ist. Daher kann im Vergleich zu einem Fall, in dem die Harzpulver 15 in die gesamte Kompressionsgummischicht 22 gemischt sind, die Haltbarkeit der Innenseite der Kompressionsgummischicht 22 erhöht sein. Das bedeutet, dass die Haltbarkeit der gesamten Kompressionsgummischicht 22 erhöht sein kann.
Ähnlich der ersten Ausführungsform ist eine Oberfläche der Oberflächenschicht 24 ebenfalls derart ausgebildet, dass die Rauheit, d.h. Ra gleich oder größer als 3 µm wird. Dementsprechend kann der Reibungskoeffizient mit den Oberflächen der Riemenscheiben verringert und das Auftreten des Rutschgeräuschs beim Betreiben des Riemens unterdrückt sein. Um zu verhindern, dass die Riemenlebensdauer aufgrund des Auftretens der Risse herabgesetzt ist, ist bei dieser Ausführungsform bevorzugt, dass die Rauheit, d.h. Ra der Seitenflächen der Rippenabschnitte 13 gleich oder weniger als 70 µm ist. Ferner ermöglicht es das Mischen der Harzpulver 15, jedoch nicht der kurzen Fasern, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, in die Oberflächenschicht 24, das Auftreten von Rissen zu verhindern, was durch die Wiederholung der Biegung des Riemens B beim Laufen des Riemens bedingt ist. Dadurch kann die Biegeermüdungslebensdauer des Riemens B verbessert sein.
Die Oberflächenschicht 24 ist derart ausgebildet, dass eine Dicke der Oberflächenschicht 24 vorzugsweise gleich oder größer als 15 µm wird. Dementsprechend kann verhindert werden, dass sich, selbst wenn die Oberflächenschicht 24 mehr oder weniger verschlissen ist, die Oberflächenschicht 24 mit den Harzpulvern 15 verschleißt. Ein Abrieb zwischen der Oberflächenschicht 24 und den Riemenscheibenoberflächen kann verringert sein. Mit anderen Worten, die Effizienz beim Dämmen des Rutschgeräuschs beim Betreiben des Riemens kann über einen verhältnismäßig längeren Zeitraum hinweg erhalten bleiben. Eine bevorzugte Dicke der Oberflächenschicht liegt in einem Bereich zwischen 15 µm und 320 µm, weiter bevorzugt in einem Bereich zwischen 20 und 150 µm. Wenn die Oberflächenschicht 24 dünner ist, besteht die Tendenz, dass die Effizienz beim Dämmen des Rutschgeräuschs und die Abriebbeständigkeit herabgesetzt ist. Wenn die Oberflächenschicht 24 andererseits stärker ist, besteht die Tendenz, dass die Riemenbetriebslebensdauer aufgrund des Auftretens der Risse geringer ist. Daher ist der oben beschriebene Dickenbereich bevorzugt.
Das Herstellungsverfahren für den Keilrippenriemen mit der oben beschriebenen Konfiguration könnte ein Herstellungsverfahren für den Keilrippenriemen B der ersten Ausführungsform sein, wobei unvernetzte Gummilagen, die der Oberflächenschicht 24 bzw. der Hauptkörperschicht 25 entsprechen, zum Heißpressen unter Benutzung einer keilförmigen Form miteinander überlappt werden. Alternativ kann das Herstellungsverfahren derart sein, dass nach dem Aufbringen von Klebstoff, der auf die Oberflächenschicht 24 aufbringbar ist, auf die unvernetzte Gummilage, die der Hauptkörperschicht 25 der Kompressionsgummischicht entspricht, die Harzpulver durch Blasen der Harzpulver auf die Hauptkörperschicht 25 aufgebracht werden, um einem Heißpressen unterzogen zu werden.
Beispiele
Im Folgenden sind an dem Keilrippenriemen durchgeführte Tests und Auswertungen davon beschrieben.
(Riemen zur Testauswertung)
Es wurden Keilrippenriemen der folgenden Beispiele 1 bis 12 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3 gefertigt. Zusammensetzungen dieser Riemen sind in Tabelle 1 gezeigt. Jeder gefertigte Riemen weist eine Umfangslänge von 1000 mm, drei Keile mit einer Höhe von 2,0 mm, einem Keilwinkel im Querschnitt von 40° und eine Zahnweite von 3,56 mm auf.
<Beispiel 1>
Das EPDM, d.h. Rohgummi, wird als Gummikomponente benutzt. In einem Beispiel 1 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener der ersten Ausführungsform ist. Insbesondere wird ein derartiger Keilrippenriemen benutzt, bei dem die Kompressionsgummischicht aus einer Gummikomponente ausgebildet ist, die aus 20 Gewichtsteilen Ruß (HAF), 40 Gewichtsteilen Ruß (GFP), 14 Gewichtsteilen Weichmacher, 5 Gewichtsteilen Zinkoxid, 1 Gewichtsteil Stearinsäure, 2,5 Gewichtsteilen Alterungsschutzmittel, 2 Gewichtsteilen Schwefel als Vernetzungsmittel und 4 Gewichtsteilen Vulkanisationsbeschleuniger bezogen auf 100 Gewichtsteile dieses EPDM gebildet ist.
<Beispiel 2>
In Beispiel 2 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener von Beispiel 1 ist, außer dass die Kompressionsgummischicht aus einer Gummikomponente ausgebildet ist, in die 60 Gewichtsteile Ruß (HAF) anstelle von 40 Gewichtsteilen des Rußes (GPF) und 30 Gewichtsteile Nylonpulver als Harzpulver eingemengt sind.
<Beispiel 3>
In Beispiel 3 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener von Beispiel 2 ist, außer dass die Kompressionsgummischicht aus den Gummikomponenten ausgebildet ist, in die 30 Gewichtsteile Aramidpulver als Harzpulver anstelle des Einmengens der Nylonpulver eingemengt sind.
<Beispiel 4>
In Beispiel 4 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener von Beispiel 2 ist, außer dass die Kompressionsgummischicht aus einer Gummikomponente ausgebildet ist, in die 30 Gewichtsteile UHMWPE-Pulver C als Harzpulver anstelle des Einmengens der Nylonpulver eingemengt sind.
<Beispiel 5>
In Beispiel 5 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener von Beispiel 2 ist, außer dass die Kompressionsgummischicht aus Gummikomponenten ausgebildet ist, in die 30 Gewichtsteile UHMWPE-Pulver A als Harzpulver anstelle des Einmengens der Nylonpulver eingemengt sind.
<Beispiel 6>
In einem Beispiel 6 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener der zweiten Ausführungsform ist, wobei die Oberflächenschicht mit einer Dicke von 15 µm über der Kompressionsgummischicht (mit der Konfiguration, die mit jener von Beispiel 5 identisch ist) ausgebildet ist. Dabei ist eine Zusammensetzung der Hauptkörperschicht der Kompressionsgummischicht dieselbe wie eine Zusammensetzung der Oberflächenschicht, außer dass die Hauptkörperschicht der Kompressionsgummischicht nicht mit den Harzpulvern gemischt ist. Es wird ein derartiges Riemenherstellungsverfahren eingesetzt, bei dem die unvernetzten Gummilagen zum Heißpressen unter Benutzung einer keilförmigen Form mit der Oberflächenschicht bzw. der Hauptkörperschicht überlappt werden und ferner die Seitenflächen der Keile geschliffen werden, um die Seitenflächen mit einer vorgegebenen Rauheit zu versehen.
<Beispiel 7>
In einem Beispiel 7 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener von Beispiel 6 ist, außer dass die Dicke der Oberflächenschicht 20 µm ist.
<Beispiel 8>
In einem Beispiel 8 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener von Beispiel 6 ist, außer dass die Dicke der Oberflächenschicht 100 µm ist.
<Beispiel 9>
In einem Beispiel 9 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener von Beispiel 6 ist, außer dass die Dicke der Oberflächenschicht 200 µm ist.
<Beispiel 10>
In einem Beispiel 10 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener von Beispiel 6 ist, außer dass die Dicke der Oberflächenschicht 300 µm ist.
<Beispiel 11>
In einem Beispiel 11 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener von Beispiel 6 ist, außer dass die Dicke der Oberflächenschicht 320 µm ist.
<Beispiel 12>
In einem Beispiel 12 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener von Beispiel 8 ist, außer dass die Rauheit, d.h. Ra der Oberfläche von jener von Beispiel 8 abweicht. In diesem Beispiel 12 sind die Seitenflächen der Keile unter Benutzung von Schleifscheiben mit dem Schleifkornmaß Nr. 40 geschliffen. Die Seitenflächen der Keile der Keilrippenriemen von Beispiel 1 bis 11, außer Beispiel 12, und Vergleichsbeispiel 1 bis 3 sind unter Benutzung von Schleifscheiben mit dem Schleifkornmaß Nr. 120 geschliffen.
<Vergleichsbeispiel 1>
In einem Vergleichsbeispiel 1 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener von Beispiel 2 ist, außer dass die Kompressionsgummischicht aus einer Gummizusammensetzung ausgebildet ist, die mit kurzen Nylonfasern zu 25 Gewichtsanteilen anstelle von Nylonpulvern vermengt ist.
<Vergleichsbeispiel 2>
In einem Vergleichsbeispiel 2 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener von Vergleichsbeispiel 1 ist, außer dass die Kompressionsgummischicht aus der Gummizusammensetzung, die keine kurzen Nylonfasern umfasst, ausgebildet ist.
<Vergleichsbeispiel 3>

In einem Vergleichsbeispiel 3 wird ein Keilrippenriemen mit einer Konfiguration benutzt, die identisch mit jener von Beispiel 1 ist, außer dass die Kompressionsgummischicht aus der Gummizusammensetzung ausgebildet ist, die mit 30 Gewichtsanteilen der UHMWPE-Pulver B als Harzpulver vermengt ist. [Tabelle 1]

Bezeichnung des Bestandteils	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 3	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6	Beispiel 7	Beispiel 8	Beispiel 9	Beispiel 10	Beispiel 11	Beispiel 12
EPDM	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
HAF	60	60	60	20	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60
GPF				40
Weichmacher	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14
Zinkoxid	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5
Stearinsäure	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Alterungsschutzmittel	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5
Schwefel	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
Vulkanisationsbeschleuniger	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4
Kurze Nylonfaser	25
Nylonpulver					30
UHMWPE-Pulver A								30	30	30	30	30	30	30	30
UHMWPE-Pulver B			30
UHMWPE-Pulver C							30
Aramidpulver						30

Hierbei ist jeweils Nordel IP 4640 von Dow Chemical Ltd. als EPDM, SEAST von Tokai Carbon Ltd. als Ruß (HAF) und SEAST V von Tokai Carbon Ltd. als Ruß (GPF) eingesetzt. Jeweils ist SUNFLEX 2280 von Japan Sun Oil Company Ltd. als Weichmacher, Zinkoxid Nr. 1 von SAKAI CHEMICAL INDUSTRY CO, LTD. als Zinkoxid, Beads Stearic Camellia von NOF CORPORATION als Stearinsäure, NOCRAC 224 von OUCHI SHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO, LTD. als Alterungsschutzmittel, Oil Sulfur von Tsurumi Chemical Co. als Schwefel und EP-150 von OUCHI SHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO, LTD. als Vulkanisationsbeschleuniger eingesetzt. Ferner ist jeweils Leona 66 (1 mm geschnittenes Produkt) von Asahi Kasei Corporation als kurze Nylonfasern, A1020LP von UNITIKA LTD. als Nylonpulver, HI-ZEX MILLION 240S von Mitsui Chemicals Inc. als UHMWPE-Pulver A, MIPELON XM 220 von Mitsui Chemicals Inc. als UHMWPE-Pulver B, INHANCE UH-1500 von Fluoro-Seal, Ltd. als UHMWPE-Pulver C und TW5011 von TEJIN TECHNO PRODUCTS LTD. als Aramidpulver eingesetzt.
(Testbewertungsverfahren)
<Abriebbeständigkeitstest>
3 stellt eine Anordnung einer Riemenlauftestmaschine 30 für eine Abriebbeständigkeitstestbewertung des Keilrippenriemens dar. Diese Riemenlauftestmaschine 30 enthält Rippenriemenscheiben, wie etwa eine Antriebsscheibe 31 bzw. eine Antriebsscheibe 32, mit einem Durchmesser von 60 mm.
In Bezug auf jeden der Keilrippenriemen der Beispiele 1 bis 12 und Vergleichsbeispiel 1 bis 3 ist der Keilrippenriemen nach dem Messen des Gewichts des Riemens derart um die Riemenscheiben 31 und 32 geschlagen, dass die Rippenabschnitte 13 und 23 jeweils mit den Riemenscheiben 31 und 32 in Kontakt stehen. Dabei ist die Antriebsscheibe 31 derart in eine Seitenrichtung gezogen, dass eine Totlast von 1177 N auf die Antriebsscheibe 31 ausgeübt wird sowie eine Drehlast von 7 W auf die Abtriebsscheibe 32 ausgeübt wird. Dann wurde ein Riemenlauftest derart ausgeführt, dass die Antriebsscheibe 31 für 24 Stunden mit einer Drehzahl von 3500 U/min bei Raumtemperatur (d.h. 23 °C) gedreht wurde.
Es wurde ein Gewicht des Riemens nach dem Laufen gemessen und ein Abriebverlust (%) auf Grundlage der folgenden Formel berechnet.
$\begin{array}{l} Abriebverlust (%) = ((Anfangsgewicht-Gewicht nach Laufen) / Anfangsge- \\ wicht) \times 100 \end{array}$
<Biegelebensdauerbewertungstest>
4 stellt eine Anordnung einer Riemenlaufstestmaschine 40 für einen Bewertungstest der Dauerbiegelebensdauer des Keilrippenriemens dar. Diese Riemenlauftestmaschine 40 umfasst Rippenriemenscheiben, wie etwa eine Antriebsscheibe 41 und eine Abtriebsscheibe 42, die jede einen Durchmesser von 120 mm aufweisen und übereinander angeordnet sind, und eine Rippenriemenscheibe 43, die sich abseits einer Mittenposition in der Auf- und Abrichtung der Antriebsscheibe 41 und der Abtriebsscheibe 42 befindet und einen Durchmesser von 45 mm aufweist. Insbesondere befindet sich die Abtriebsscheibe 42 über der Antriebsscheibe 41 und ist die Rippenriemenscheibe 43 derart angeordnet, dass sich die Rippenriemenscheibe 43 bei Betrachtung von vorne bezüglich der Riemenscheiben 41 und 42 rechts (rechte Seite in 4) zur Mittenposition in der Auf- und Abrichtung befindet, und dass ein Winkel des Riemenanschlags um die Riemenscheiben 90 Grad beträgt.
Ein Riemenlauftest wird derart ausgeführt, dass jeder der Keilrippenriemen der Beispiele 1 bis 12 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3 über die drei Riemenscheiben 41 bis 43 gewickelt wird, die Rippenriemenscheibe 43 derart in eine Seitenrichtung gezogen wird, dass ein festgelegtes Gewicht von 834 N auf die Rippenriemenscheibe 43 ausgeübt ist, und die Antriebsscheibe 41 mit einer Drehzahl von 4900 U/min bei einer Umgebungstemperatur von 23 °C gedreht wird.
Dann wurde eine Riemenlaufzeit, bevor die Risse an den Rippenabschnitten 13 des Keilrippenriemens B auftreten, gemessen. Diese Zeit entspricht der Biegelebensdauer des Riemens.
<Geräuschmessungstest>
5 stellt eine Anordnung einer Riemenlauftestmaschine 50 für einen Geräuschmessungstest des Keilrippenriemens dar. Diese Riemenlauftestmaschine 50 enthält Rippenriemenscheiben, wie etwa eine Antriebsscheibe 51 und eine Abtriebsscheibe 52, die jeweils einen Durchmesser von 120 mm aufweisen und sich in einer Auf- und Abrichtung befinden, eine Leitscheibe 53, die sich in einer Mittenposition in der Auf- und Abrichtung der Antriebsscheibe 51 und der Abtriebsscheibe 52 befindet und einen Durchmesser von 70 mm aufweist, und eine Leitscheibe 54, die sich abseits der Mittenposition in der Auf- und Abrichtung der Antriebsscheibe 51 und der Abtriebsscheibe 52 befindet und einen Durchmesser von 55 mm aufweist. Insbesondere ist die Abtriebsscheibe 52 über der Antriebsscheibe 51, die Leitscheibe 53 in einer Mittenposition in der Auf- und Abrichtung bei Betrachtung von vorne bezüglich der Riemenscheiben 51 und 52 und die Leitscheibe 54 bei Betrachtung von vorne auf einer rechten Seite (rechte Seite von 5) angeordnet. Außerdem sind die Leitscheiben 53 und 54 derart angeordnet, dass ein Riemenumschlagwinkel jeweils 90° beträgt.
Jeder der Keilrippenriemen der Beispiele 1 bis 12 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 wird über die vier Riemenscheiben 51 bis 54 geschlagen. Die Leitscheiben 53 und 54 sind derart eingerichtet, dass eine Last von 2,5 kW pro Keil auf die Abtriebsscheibe 52 ausgeübt wird und ein festgelegtes Gewicht von 277 N auf die Leitscheibe 54 ausgeübt wird. Dann wurde der Riemenlauftest derart ausgeführt, dass die Antriebsscheibe 51 mit einer Drehzahl von 4900 U/min gedreht wurde.
Ein Mikrofon eines Geräuschpegelmessers (z.B. ein von RION hergestelltes Modell Nr. „NA-40“) wurde in einer ungefähr 10 cm abseits von einer Position befindlichen Position angeordnet, an der der Riemen mit der Leitscheibe 53 in Kontakt steht. Dann wurde ein Geräusch gemessen, das beim Ausführen des Riemenlauftests auftrat.
Hierbei wurde ein Rutschgeräusch als Geräusch erkannt, wenn Wasser (200 cc/min) beim Laufen des Riemens über die Antriebsscheibe 51 geleitet wurde, nachdem bewirkt wurde, dass die Antriebsscheibe 51 eine vorgegebene Entfernung lief.
(Ergebnisbewertung des Tests)

Das Testergebnis ist in Tabelle 2 dargestellt. [Tabelle 2]

	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 3	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6	Beispiel 7	Beispiel 8	Beispiel 9	Beispiel 10	Beispiel 11	Beispiel 12
Kurze Faser	O	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Harzpulver	-	-	UHMWPE	-	NYLON	ARAMID	UHMWPE	UHMWPE	UHMWPE	UHMWPE	UHMWPE	UHMWPE	UHMWPE	UHMWPE	UHMWPE
Harzzugmodul (Mpa)	-	-	1090	-	2600	10000	1090	1090	1090	1090	1090	1090	1090	1090	1090
Dicke Oberflächenschicht (µm)	-	-	-	-	-	-	-	-	15	20	100	200	300	320	100
mittlere Pulverpartikelgröße (µm)	-	-	25	-	75	95	45	120	120	120	120	120	120	120	120
Ra (µm)	3,27	1,11	1,84	3,1	3,22	4,47	3,04	3,12	3,05	3,1	3,1	3,19	3,22	3,27	69
Abriebverlust (%)	1,3	2,6	1,1	3,1	1,2	1,2	1,1	1,1	2,5	1,1	1	1,2	1,2	1,1	1,2
Laufzeit vor Auftreten von Rissen (h)	696	1200	1104	912	960	960	984	936	1008	1008	1032	984	984	912	912
Riemenrutschgeräusch nach Betrieb über vorgegebenen Zeitraum	LEISE	LAUT	MITTEL	GERING	LEISE	LEISE	LEISE	LEISE	GERING	LEISE	LEISE	LEISE	LEISE	LEISE	LEISE

Als Ergebnis des obigen Tests ist ersichtlich, dass die Kompressionsgummischicht 22, die mit den Harzpulvern 15 vermengt ist (d.h. Beispiel 2 bis 12 und Vergleichsbeispiel 3), eine längere Riemenlaufzeit aufweist, bevor die Risse auftreten, und daher wird die Biegelebensdauer im Vergleich zu der Kompressionsgummischicht 22, die mit den kurzen Fasern vermengt ist (d.h. Vergleichsbeispiel 1), länger. Im Vergleich zu der Kompressionsgummischicht 22, die mit den kurzen Fasern vermengt ist, ist ersichtlich, dass der Abriebverlust bei der Kompressionsgummischicht 22, die mit den Harzpulvern 15 vermengt ist, geringer ist, und daher ist ihre Beständigkeit verbessert.
Die Rauheit, d.h. Ra der Oberfläche des Rippenabschnitts 23 der Kompressionsgummischicht 22 (d.h. einer Kontaktfläche mit der Riemenscheibenfläche) gleich oder weniger als 3 µm (Vergleichsbeispiel 2 und 3) bewirkt ein größeres Riemenrutschgeräusch im Vergleich zu der Rauheit, d.h. Ra, gleich oder größer als 3 µm (Beispiel 1 bis 12 und Vergleichsbeispiel 1). In Tabelle 2 wurde der Ra unter Benutzung von S-3000 von Mitsutoyo Corporation gemessen.
Auch wenn die Rauheit, d.h. Ra des Rippenabschnitts 23 gleich oder größer als 3 µm ist, ist außerdem ersichtlich, dass die Kompressionsgummischicht 22, die die kurzen Fasern oder die Harzpulver nicht enthält (Beispiel 1), einen größeren Abriebverlust als die Kompressionsgummischicht 22 mit den kurzen Fasern oder den Harzpulvern aufweist (Beispiel 2 bis 12 und Vergleichsbeispiel 1). In Beispiel 1 ist zum Verwirklichen des Ra gleich oder größer als 3 µm der Ruß (GPF) mit einer großen Partikelgröße benutzt. Es wird jedoch mit dem Ruß mit einer größeren Partikelgröße eine geringere zusätzliche Festigkeitsfunktion erzielt, und dadurch wird die Abriebbeständigkeit und die Rissbeständigkeitslebensdauer herabgesetzt. In einem Fall, in dem der Ruß (HAF) mit einer kleineren Partikelgröße eingesetzt wird (Vergleichsbeispiel 2), können diese Leistungen verbessert werden. Da jedoch, wie oben beschrieben, die Rauheit, d.h. Ra geringer als 3µm wird, nimmt das Rutschgeräusch zu.
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass es zum Einrichten der Rauheit, d.h. des Ra-Werts gleich oder größer als 3 µm wirksam ist, die durchschnittliche Partikelgröße der Harzpulver auf einen Wert von gleich oder über 45 µm einzurichten. Hier ist die durchschnittliche Partikelgröße derart erhalten, dass die Pulver mit einer 450-fachen Vergrößerung unter Benutzung eines digitalen Mikroskops VHX-200 von Keyence Corporation betrachtet werden und 30 Partikel aus den Pulvern zum Erhalten der durchschnittlichen Partikelgröße ausgewählt werden.
Hinsichtlich des Obenstehenden ist es zum Verlängern der Biegelebensdauer des Riemens bei Verringerung des Rutschgeräuschs des Riemens (d.h. des Geräuschs, das bewirkt ist, wenn der Riemen betrieben ist), notwendig, die Rauheit, d.h. Ra der Oberflächen der Rippenabschnitte 23 der Kompressionsgummischicht 22 auf einen Wert gleich oder über 3 µm ohne Benutzung der kurzen Fasern einzurichten. Zum Erhalten der Rauheit, d.h. des Ra gleich oder größer als 3 µm, ist es bevorzugt, dass pulverförmige Partikelelemente 15 mit einer durchschnittlichen Partikelgröße gleich oder größer als 45 µm in die Kompressionsgummischicht 22 gemischt sind. Mit einer derartigen Konfiguration kann die Rauheit, d.h. der Ra von gleich oder größer als 3 µm sicher und leicht realisiert werden sowie der Abriebverlust aufgrund der Partikelelemente 15 verringert sein. Dadurch kann die Beständigkeit verbessert sein.
Ferner ist in einem Fall, in dem die Harzpulver 15 nicht in die gesamte Kompressionsgummischicht 12 gemischt sind, sondern nur mit einer Oberflächenschicht 24, die auf der Oberseite der Kompressionsgummischicht 22 vorgesehen ist (Beispiel 6 bis 12), da die Harzpulver 15 in die Oberflächenschicht 24, jedoch nicht in die Rippenabschnitte 23 gemischt sind, aus Tabelle 2 ersichtlich, dass die Risse schwerlich in den Rippenabschnitten 23 auftreten. Daher kann durch Mischen der Harzpulver 15 nur in die Oberflächenschicht 24 der Kompressionsgummischicht 22 eine Rissbeständigkeitslebensdauer im Vergleich zu einem Fall, in dem die Harzpulver 15 in die gesamte Kompressionsgummischicht 12 (Rippenabschnitte) gemischt sind, verlängert sein.
Ferner ist, wie oben beschrieben, in einem Fall, in dem die Harzpulver 15 nur in die Oberflächenschicht 24 gemischt sind, ersichtlich, dass die Oberflächenschicht 24 mit einer Dicke von gleich oder größer als 20 µm (Beispiel 7 bis 12) ein geringeres Rutschgeräusch beim Betreiben des Riemens und geringeren Abriebverlust im Vergleich zu der Oberflächenschicht 24 mit der Dicke von weniger als 20 µm (Beispiel 6) erzielt. Daher ist es bevorzugt, die Dicke der Oberflächenschicht 24 auf einen Wert von gleich oder größer als 20 µm einzurichten. Hier wurde die Dicke der Oberflächenschicht 24 durch ein Beobachtungsbild bei 450-facher Vergrößerung unter Benutzung des oben genannten Mikroskops gemessen.
Weiterhin können in einem Fall, in dem die Harzpulver, die im vorliegenden Beispiel benutzt sind, d.h. die Harzpulver mit dem Zugmodul von gleich oder mehr als 1000 Mpa, eingesetzt werden, der Großteil der Harzpulver 15 auf den Oberflächen der Rippenabschnitte 23 nach dem Schleifen bei der Herstellung des Riemens erhalten bleiben. Im Vergleich zu der herkömmlichen Kompressionsgummischicht 22 mit den kurzen Fasern kann die Rauheit, d.h. der Ra gleich oder über 3 µm, gewährleistet sowie die Beständigkeit verbessert sein. Hier wurde das Zugmodul, das in Tabelle 2 dargestellt ist, gemäß dem ASTM-Testverfahren D638 in Bezug auf Teststücke erhalten, die aus Harz hergestellt sind, der mit dem Harz für die Harzpulver identisch ist.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, kann der Reibungstransmissionsriemen der vorliegenden Erfindung das Geräusch mindern, während die Haltbarkeit verbessert ist. Daher ist der Reibungstransmissionsriemen zum Gebrauch als Riemen wirksam, der über die Riemenscheiben gewickelt ist, um die Kraft zu übertragen, beispielsweise in einem Kraftwagen.

Claims

Reibungstransmissionsriemen (B), bei dem eine Kompressionsgummischicht (12, 22), die an einer inneren Umfangsseite des Riemenkörpers (10) angeordnet ist, derart über die Riemenscheiben gewickelt ist, dass die Kompressionsgummischicht (12, 22) zum Übertragen einer Kraft auf die Riemenscheiben mit den Riemenscheiben in Kontakt ist; wobei die Kompressionsgummischicht (12, 22) eine Oberflächenschicht (24) einer Oberflächenseite und eine Hauptkörperschicht (25), die von der Oberflächenschicht (24) bedeckt ist, aufweist, wobei die Oberflächenschicht (24) keine kurzen Fasern enthält und Harzpulver (15) mit einer durchschnittlichen Partikelgröße, die gleich oder größer als 45 µm und gleich oder kleiner als 165 µm ist, mit der Oberflächenschicht (24) gemischt sind und Bereiche der Harzpulverpartikel aus einer Riemenscheibenkontaktfläche der Oberflächenschicht (24) hervorragen, wodurch eine Oberflächenrauheit, d.h. Ra von zumindest der Riemenscheibenkontaktfläche der Oberflächenschicht (24) gleich oder größer als 3 µm und gleich oder kleiner als 70 µm ist, und eine Dicke der Oberflächenschicht (24) gleich oder mehr als 15 µm und gleich oder weniger als 320 µm ist, und die Hauptkörperschicht (25) keine Harzpulver (15) enthält.
Reibungstransmissionsriemen nach Anspruch 1, wobei die Harzpulver ein Zugmodul aufweisen, das gleich oder größer als 1000 Mpa ist.
Reibungstransmissionsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Harzpulver (15) aus Polyethylen mit extrem hohem Molekulargewicht hergestellt sind.
Reibungstransmissionsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Riemenkörper (10) ein Keilrippenriemenkörper ist.
Reibungstransmissionsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Teil, welches zumindest die Riemenscheibenkontaktfläche der Oberflächenschicht (24) umfasst aus einer Gummikomponente aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) gebildet ist.
Reibungstransmissionsriemen nach Anspruch 5, wobei die Gummikomponente, die zumindest die Riemenscheibenkontaktfläche der Oberflächenschicht (24) bildet, mit Harzpulver (15) gemischt ist, wobei Harzpulver (15) in einem Bereich von zwischen 20 und 60 Gewichtsteilen mit dem Rohgummi (EPDM) zu 100 Gewichtsteilen gemischt sind.