專利名稱：鋸齒帶的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及包括鋸齒帶的驅(qū)動系統(tǒng)，并且具體地，涉及在油槽中使用的鋸齒帶。
背景技術(shù)：
鋸齒帶一般包含由彈性材料制成的主體以及多個用涂層織物(coating fabric) 包覆的齒，其中嵌入所述主體的是多個縱向絲狀抵抗插入物，也被稱為“繩索(cords)”。每個帶子的組件有助于增強在機械阻力(mechanical resistance)方面的性能， 以降低帶子破損的風險和增加單位傳動功率(specific transmissible power) 0帶子的涂層織物增強了抗磨性，并因此保護帶子的工作表面不受磨損，該種磨損 由帶子的齒的側(cè)面和上面與同該帶子相互作用的滑輪的滾道的側(cè)面和底部之間的摩擦產(chǎn) 生。而且，涂層織物還降低了工作表面上的摩擦系數(shù)，減少了齒的形變度，并且最重要 地，加強了齒的齒根，由此防止破損。所用的涂層織物可以由單獨一層組成，或者可選地，可以由雙層組成，以保證更大 的韌性和剛性。通常利用粘合劑處理涂層織物，例如RFL(間苯二酚甲醛膠乳)，以增加主體 和織物之間的黏著。當前，許多驅(qū)動系統(tǒng)利用齒輪或鏈條而不用鋸齒帶。但是，齒輪和鏈條對于生產(chǎn)都 是復雜系統(tǒng)。而且，鏈條和齒輪都產(chǎn)生更多的噪聲并且只能和油一起使用運行，另外，在操 作期間，它們會遭受更大的拉長，因此，用帶子替換將允許更高嚙合精度。除了這些主要的缺點，鏈子和齒輪的控制系統(tǒng)都是非常昂貴的。由于這些原因，用鋸齒帶替代鏈子和齒輪是有利的，而不必對驅(qū)動系統(tǒng)整體進行 任何其他修改，因此在這種情況下，鋸齒帶將必須在與油接觸下操作或者甚至部分地浸入 油中操作。已經(jīng)對鋸齒帶進行許多研究，以驗證它們是否能夠與油直接接觸操作。例如，美國 專利US4099422描述了設計在油槽中使用的鋸齒帶，這種鋸齒帶還包含優(yōu)選表氯醇的彈性 材料而制成的主體，以及包覆所述齒的雙層織物。專利申請EP 0549401描述了一種鋸齒帶，該鋸齒帶包括為CSM或ACSM的第一層 和在齒側(cè)面由HNBR基體(matrix)組成的第二層組成的主體，所述HNBR基體由HNBR處理 過的織物包覆。與油相接觸，特別是在帶子在滑輪上嚙合時，用于形成帶子主體的彈性材料常會 受到不期望的膨脹，這種膨脹會引起機械特性降低、黏著降低，以及由于尺寸變化還會引起 更低效率的嚙合。而且，沒有一種公知鋸齒帶是特別抗磨損的。因此，所有以上問題會引起帶子更易破損，這也因此造成更短的平均使用壽命。
因此，在與油接觸或者部分地浸入油中的使用中，沒有鋸齒帶能夠通過用于交通 工具驅(qū)動系統(tǒng)中的預定的持續(xù)時間測試。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的范圍是獲得一種鋸齒帶，其能夠與油接觸或者甚至部分地浸入油 中使用，而不會影響帶子的性能，并保持必需的黏著、抗磨損和嚙合精度等機械特性。根據(jù)本發(fā)明，所述范圍可以通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸齒帶來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，還提供了根據(jù)權(quán)利要求16的驅(qū)動系統(tǒng)。


為了更好地理解本發(fā)明，還參考附圖描述了本發(fā)明，其示出了 -圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的鋸齒帶的透視圖和局部視圖；-圖2示出了使用根據(jù)本發(fā)明的第一鋸齒帶的第一定時控制系統(tǒng)的圖；-圖3示出了使用根據(jù)本發(fā)明的第二鋸齒帶的第二定時控制系統(tǒng)的圖；-圖4示出了使用根據(jù)本發(fā)明的第三鋸齒帶的第三定時控制系統(tǒng)的具體實施例方式圖1從整體上說明了鋸齒帶1。帶子1包括由彈性材料制成的主體2，嵌入主體2 的是多個縱向絲狀抵抗插入物(resistant inserts) 3。主體2具有這樣的特點與齒4 一 起提供的包覆在涂層織物5中的第一表面，以及帶子的第二側(cè)面或背面6。優(yōu)選地，背面6 也包覆有織物7。甚至更優(yōu)選地，包覆齒4的織物5與包覆背面6的織物7相同。主體2包括一種從含腈基的單體和一種二烯而形成的共聚物，其作為主彈性體， 或者相對于用于這個化合物中的其他彈性體，以50襯％以上的量存在。更優(yōu)選地，所用的共聚物是氫化丁二烯丙烯腈。根據(jù)本發(fā)明，所用的共聚物用以在相對于最終共聚物33襯％到49襯％的百分比 的含腈基的單體制造獲得。甚至更優(yōu)選地，所用的共聚物從含腈基的單體中獲得，所述單體相對于最終共聚 物的百分比為39wt %和49wt %之間，例如可以使用由50 %的THERBAN 3446 (拜爾(Bayer) 注冊商標)和50%的THERBAN 4307 (拜爾注冊商標)組成的混合物。有利地，彈性體化合物還包括纖維，優(yōu)選相對于彈性材料的重量百分比為0. 5%到 15%之間，并且優(yōu)選具有在0. Imm到IOmm之間的長度。纖維的使用保持了主體化合物的適當?shù)臋C械特性，并因此有助于避免上述問題的 出現(xiàn)。除了主彈性體，彈性體型混合料還可以包含其他彈性體，而且也包括常規(guī)添加劑， 例如，諸如增強劑、填料、顏料、硬脂酸、促進劑、硫化劑、抗氧化劑、活化劑、引發(fā)劑、增塑劑、 蠟、預硫化抑制劑及類似添加劑。例如，碳黑或白色填料可以被作為填料使用，其一般可以以5到200phr之間的 量被添加，優(yōu)選大約70phr?；?、碳酸鈣、二氧化硅及類似也可以以5到150phr之間的量被添加，或者也可以是在含油填料中的分散體。有機硅烷可以以0. 1到20phr之間的 量被使用?？梢允褂媒o硫硫化劑，例如氨基二硫化物和聚合聚硫化物、或單體硫、或者有 機和非有機過氧化物。添加量根據(jù)橡膠類型和所用的硫化劑類型改變，并且一般處于0. 1 和IOphr之間。在化合物成分中最廣泛應用的抗降解劑是微晶蠟、石蠟、單苯酚、雙酚、苯 硫酚、多酚、氫醌衍生物、亞磷酸鹽、磷酸鹽混合物、硫代酸酯、萘胺、二酚胺、取代的和非 取代的二芳基胺的衍生物、二芳基苯二胺、對苯二胺、喹啉、以及胺混合物。抗降解劑一 般以0. 1到IOphr之間的量被使用。可以使用的操作油的例子是二硫代雙苯甲酰苯胺 (dithiobis-benzanilide)、聚對二亞硝基苯、二甲苯基硫醇、聚乙二醇、石油潤滑油、硫化 植物油、酚樹脂、合成油、石油樹脂、以及聚酯。操作油可以以0到140phr之間的常規(guī)量被使 用。在所述引發(fā)劑中，硬脂酸通常以1到4phr之間的量被使用。一般也可以以0. 1到25phr 之間的量添加常規(guī)添加劑，諸如氧化鈣、氧化鋅以及氧化鎂。一般也可以以0. 1到IOOphr之 間的量使用常規(guī)促進劑或促進劑的組合，例如胺、二硫化物、胍、硫脲、噻唑(thioazoles)、 巰基化合物、次磺酰胺、二硫代氨基甲酸鹽以及黃原酸鹽。包覆齒4的織物5或包覆背面6的織物7可以由一個或多個層組成，并且可以，例 如，通過被稱為2X2斜紋編織的編織技術(shù)獲得?？椢?、7優(yōu)選由聚合材料組成，優(yōu)選脂族或芳族聚酰胺，甚至更優(yōu)選具有高熱阻 和高韌性的聚酰胺6/6?？椢?、7作為這樣的類型是有利的，其中每一條織物線由作為紗芯(core)的彈性 線和至少一條纏繞在該彈性線上的復合線(composite thread)組成，其中該復合線包括具 有高熱阻和高機械阻力的線，以及至少一條纏繞在該具有高熱阻和高機械阻力的線上的包覆線。根據(jù)本發(fā)明的鋸齒帶1包括在織物5外面布置的抗性層8。優(yōu)選地，粘合劑9也被布置在織物5和抗性層8之間。抗性層8由氟化聚合物塑性體以及添加的彈性材料組成，該氟化聚合物塑性體相 對于彈性材料以重量計更大的量存在?？捎玫目剐詫拥睦永缭谝酝粋€申請人的名義的專利EP1157813中被描述。根據(jù)本發(fā)明，氟化塑性體優(yōu)選基于聚四氟乙烯的化合物。優(yōu)選地，與氟化塑性體混合而形成抗性層8的彈性材料是HNBR，甚至更優(yōu)選用聚 甲基丙烯酸的鋅鹽改性的HBNR，例如ZE0F0RTE ZSC (Nippon Zeon注冊商標)。優(yōu)選地，粘結(jié)材料可以放置在涂層織物5和抗性層8之間。優(yōu)選地，為了保證必要的抗力，抗性層8具有150到400g/m2之間的重量，其等于 0. 050和Imm之間的平均厚度。優(yōu)選地，在以重量計每100份彈性材料中，氟化聚合物塑性體以101到150份之間
的量存在?？剐詫?還包括作為硫化劑的過氧化物。所述過氧化物通常以相對于100份彈性 材料為1到15重量份之間的量被添加。已經(jīng)驚奇地發(fā)現(xiàn)，對于組成帶子主體的化合物，使用具有共聚物基的彈性材料，結(jié) 合在包覆齒4的織物層5上面使用抗性層8，消除了上述問題，并特別地，消除了機械特性降 低、黏著降低、更低效率的嚙合以及耐磨性的變差，所述共聚物基由一種二烯和相對于最終共聚物的重量百分比為33%和49%之間的含腈基的單體形成。優(yōu)選地，當所述織物7存在時，抗性層8還被布置在包覆背面6的織物7上面。在 這種情況下，抗性層8防止油從鋸齒帶1的背面6的側(cè)面滲透，并且當鋸齒帶1被用于控制 系統(tǒng)中時是特別有優(yōu)勢的，在這些控制系統(tǒng)中帶子的背面6與滑塊或張緊裝置接觸。事實 上，在這些系統(tǒng)中，油仍然保持在滑塊或張緊裝置與帶子的接觸表面和所述帶子的背面之 間，因此促進了向組成主體的化合物內(nèi)的滲透。優(yōu)選地，鋸齒帶1可以在所有外表面上特別是在側(cè)面10上使用抗膨脹的橡膠例如 ENDURLAST(Lord注冊商標)進行處理，其中在所述側(cè)面10中，主體化合物更多暴露于油的侵襲。用于本發(fā)明鋸齒帶的抵抗插入物3由例如高抗玻璃纖維制成。 抵抗插入物也用RFL處理，特別地用設計來阻止吸收的RFL處理。優(yōu)選地，所用的 RFL包含由含腈基的單體和一種二烯——例如HNBR或者氫化丁二烯丙烯腈——形成的膠 乳。甚至更優(yōu)選地，膠乳從含腈基的單體中獲得，所述單體相對于最終共聚物的重量百分比 類似于用于形成鋸齒帶1的主體的彈性材料的重量百分比。已經(jīng)在實驗上發(fā)現(xiàn)，當用含抗油材料的RFL處理后，使用由含高模數(shù)纖維、芳族聚 酰胺纖維、PBO或碳纖維的材料制造的抵抗插入物或者由若干材料如碳纖維和玻璃纖維共 同制造的抵抗插入物，有助于避免本發(fā)明的潛在問題。根據(jù)公知的方法硫化鋸齒帶1，所述方法因此不被詳細描述。根據(jù)本發(fā)明的帶子1可以用于，例如，圖2所示類型的機動車輛的定時控制系統(tǒng)。 定時控制系統(tǒng)在圖中作為整體以數(shù)字11表示，并且包括嚴格地固定于未示出的驅(qū)動軸上 的主動帶輪12、第一從動帶輪13a、第二從動帶輪13b、以及用于張緊鋸齒帶的張緊裝置14。根據(jù)圖3所示的第二個可選的實施方案，根據(jù)本發(fā)明的鋸齒帶用數(shù)字20表示，其 兩面都有齒，并因此具有抗性織物包覆兩組齒的特點。例如，鋸齒帶20可以被用于圖3所示類型的機動車輛的定時控制系統(tǒng)。定時控制 系統(tǒng)在圖中作為整體用數(shù)字21表示，并且其包括嚴格地固定在未示出的驅(qū)動軸上的主動 帶輪22、第一從動帶輪23a、第二從動帶輪23b以及第三從動帶輪24。根據(jù)圖4所示的本發(fā)明的第三個實施方案，根據(jù)本發(fā)明的鋸齒帶30可以有利地用 于在圖中作為整體用數(shù)字31表示的定時控制系統(tǒng)，其包括嚴格地固定于未示出的驅(qū)動軸 上的主動帶輪32、第一從動帶輪33a、第二從動帶輪33b、滑塊張緊裝置34以及滑塊35。在使用中，各個控制系統(tǒng)11、21和31中的鋸齒帶1、20和30直接與油接觸。圖2-4涉及關于平衡中間軸(balancing countershaft)的移動的控制系統(tǒng)，但清 楚的是，根據(jù)本發(fā)明的鋸齒帶還可以用于所謂的“凸輪到凸輪”系統(tǒng)或者用于油泵的移動。 在這些情況下，在操作期間，帶子部分地浸入油槽中。而且，還可能在主傳動裝置中使用本發(fā)明的帶子，用于凸輪的移動，并且也用于柴 油機引擎中的噴射泵的移動。特別地，根據(jù)本發(fā)明的帶子已經(jīng)經(jīng)過與油接觸的持續(xù)時間測試。為了進行這些測 試，它被用在包括主動帶輪、從動帶輪和張緊裝置的控制系統(tǒng)中，其中油通過導管被直接噴 射到帶子上。在表1中指出了進行測試的條件。
權(quán)利要求
抗油鋸齒帶(1)，其包括主體(2)和從所述主體的至少一個第一表面延伸的多個齒(4)；所述齒包覆有第一織物(5)，所述織物(5)在外面用抗性層(8)包覆，其中所述抗性層(8)包括氟化塑性體、第一彈性材料以及硫化劑；所述氟化塑性體以比所述第一彈性材料更大的量存在于所述抗性層(8)中；所述主體包括基于由共聚物形成的第二彈性材料的化合物，所述共聚物從二烯系單體和含腈基的單體獲得；所述腈基相對于所述共聚物重量的百分比為33wt％到49wt％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸齒帶，其特征在于當與油直接接觸或部分浸入油中使用時 所述鋸齒帶適合于在其壽命期間具有抵抗性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋸齒帶，其特征在于所述鋸齒帶適合于通過該鋸齒帶用 于機動車輛所經(jīng)過的持續(xù)時間測試。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的鋸齒帶，其特征在于在所述鋸齒帶用于機動車輛所經(jīng) 過的持續(xù)時間測試中其耐受至少80，000, 000個輪轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的鋸齒帶，其特征在于所述腈基的重量百分比為 39wt%。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的鋸齒帶，其特征在于所述第二彈性材料包括氫化丁二烯丙烯腈。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋸齒帶，其特征在于所述氫化丁二烯丙烯腈用聚甲基丙烯酸 的鋅鹽改性。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的鋸齒帶，其特征在于所述抗性層(8)包含相對于所述 彈性材料的量為101到150重量份的所述氟化塑性體。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的鋸齒帶，其特征在于所述氟化塑性體是聚四氟乙烯。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的鋸齒帶，其特征在于所述鋸齒帶進一步包括背面 (6)，該背面(6)被第二織物(7)包覆。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的鋸齒帶，其特征在于所述第二織物(7)在外面被第 二抗性層(8)包覆。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的鋸齒帶，其特征在于所述第二抗性層與所述第一抗 性層相同。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的鋸齒帶，其特征在于所述彈性材料包括纖維。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鋸齒帶，其特征在于所述纖維以相對于所述彈性材料為 0.間的量存在。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的鋸齒帶，其特征在于所述鋸齒帶包括抵抗插入物 (3)，所述抵抗插入物(3)從芳族聚酰胺纖維、PBO纖維和碳纖維中選擇。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的鋸齒帶，其特征在于所述抵抗插入物經(jīng)含有抗油膠乳的 RFL處理。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鋸齒帶，其特征在于所述膠乳包括由共聚物形成的彈性材 料，所述共聚物從二烯系單體和含腈基的單體獲得。
18.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的鋸齒帶，其特征在于所述鋸齒帶在所述齒(4)和所 述背面(6)之間包含用抗膨脹聚合物處理過的側(cè)面。
19.用于機動車輛引擎的定時控制系統(tǒng)，包括至少一個主動帶輪、一個從動帶輪、抗油 鋸齒帶(1)和用于維持所述鋸齒帶(1)與油直接接觸或部分浸入油中的裝置，所述鋸齒帶 (1)包括主體(2)和從所述主體的至少一個表面延伸的多個齒(4)；所述齒被織物(5)包 覆，所述織物(5)在外面被抗性層(8)包覆，其中所述抗性層(8)包括氟化塑性體、第一彈性材料以及硫化劑； 所述氟化塑性體以比所述第一彈性材料更大的量存在于所述抗性層(8)中；所述主體 包括基于由共聚物形成的第二彈性材料的化合物，其中所述共聚物從二烯系單體和含腈基 的單體獲得；所述腈基相對于所述共聚物重量的百分比為33襯％到49wt%。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述腈基的重量百分比為39wt%。
21.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述第二彈性材料包括氫化 丁二烯丙烯腈。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述氫化丁二烯丙烯腈用聚甲基 丙烯酸的鋅鹽改性。
23.根據(jù)權(quán)利要求19-22中任一權(quán)利要求所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述抗性層 (8)包含相對于所述彈性材料的量為101到150重量份的所述氟化塑性體。
24.根據(jù)權(quán)利要求19-23中任一權(quán)利要求所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述氟化塑性 體是聚四氟乙烯。
25.根據(jù)權(quán)利要求19-24中任一權(quán)利要求所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述鋸齒帶進 一步包括背面(6)，該背面(6)被第二織物(7)包覆。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述第二織物(7)在外面被第二抗性層包覆。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述第二抗性層與所述第一抗性 層相同。
28.根據(jù)權(quán)利要求19-27中任一權(quán)利要求所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述彈性材料 包括纖維。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述纖維以相對于所述彈性材料 為0. 5襯％到15襯％之間的量存在。
30.根據(jù)權(quán)利要求19-29中任一權(quán)利要求所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng) 包括抵抗插入物(3)，所述抵抗插入物(3)從芳族聚酰胺纖維、PBO纖維和碳纖維中選擇。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述抵抗插入物經(jīng)包含抗油膠乳 的RFL處理。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述膠乳包含由共聚物形成的彈 性材料，其中所述共聚物從二烯系單體和含腈基的單體獲得。
33.根據(jù)權(quán)利要求19-32中任一權(quán)利要求所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng) 在所述齒(4)和所述背面(6)之間包含用抗膨脹聚合物處理過的側(cè)面(10)。
34.根據(jù)權(quán)利要求19-33中任一權(quán)利要求所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng) 包括滑塊張緊裝置(34)或者滑塊(35)。
35.將鋸齒帶(1)的抗性層(8)中的氟化塑性體與油直接接觸或部分浸入油中的應用，所述鋸齒帶包括主體(2)和從所述主體的至少一個第一表面延伸的多個齒(4)；所述齒包 覆有第一織物(5)，所述織物(5)在外面用抗性層(8)包覆。
全文摘要
與油接觸使用的鋸齒帶(1)，其包括主體(2)和從主體(2)的至少一個表面延伸的多個齒(4)；所述齒被織物(5)包覆；抗性層(8)通過粘著至所述織物涂膠(5)而被施用，所述抗性層(8)包括基于氟的塑性體和彈性材料，其中所述塑性體比所述彈性材料以更大的量存在。形成所述帶子(1)的所述主體(2)的所述彈性材料是從二烯系單體和含腈基的單體中獲得的共聚物，其中所述腈基占所述共聚物的含量為33wt％和49wt％之間，優(yōu)選為39wt％。
文檔編號F16H7/02GK101975243SQ20101025617
公開日2011年2月16日 申請日期2004年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月23日
發(fā)明者C·巴爾多維諾, M·迪梅科, T·迪賈科莫 申請人:戴科歐洲科學研究實驗室