多楔皮带

摘要

一种多楔皮带，该多楔皮带具有由弹性体材料构成的基体，其中，该多楔皮带具有：作为皮带背部的覆盖层、带有作为增强载体的多条拉伸绞线的力传递区、以及设有多楔型材的下部构造，其特征在于，该多楔皮带包含玻璃纤度在320tex与1050tex之间的玻璃纤维帘线作为增强载体。

权利要求

1.一种多楔皮带(1)，该多楔皮带具有由弹性体材料构成的基体，其中，该多楔皮带具有：作为皮带背部的覆盖层(3)、带有作为增强载体(4)的多条拉伸绞线的力传递区、以及设有多楔型材的下部构造(2)，其特征在于，该多楔皮带包含玻璃纤度在530tex与730tex之间的玻璃纤维帘线作为增强载体(4)。

2.根据权利要求1所述的多楔皮带，其特征在于，这些玻璃纤维帘线的玻璃纤维是由以下玻璃构成的，该玻璃具有58％至70％的二氧化硅(SiO2)、7％至17％的氧化镁(MgO)、16％至27％的氧化铝(Al2O3)、以及含量小于4％的氧化硼(B2O3)。

3.根据权利要求1所述的多楔皮带，其特征在于，该玻璃纤维帘线具有由长丝制备的玻璃纤维，其中，该长丝包含氯磺化聚乙烯(CSM)、乙烯基吡啶(VP)和/或氢化的丙烯腈丁二烯橡胶(HNBR)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的多楔皮带，其特征在于，这些玻璃纤维帘线被设计为同向投纬帘线。

5.根据权利要求1所述的多楔皮带，其特征在于，该下部构造(2)和/或该覆盖层(3)/覆盖层混合物包含纤维增强的EPDM(乙烯-丙烯-二烯橡胶)或EPM(乙烯-丙烯橡胶)或由EPDM和EPM构成的共混物。

6.根据权利要求1所述的多楔皮带，其特征在于，该下部构造(2)和/或覆盖层(3)包含由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、芳族聚酰胺、聚乙酸乙烯酯(PVA)、或其混合物构成的纤维。

7.根据权利要求6所述的多楔皮带，其特征在于，该下部构造(2)中的这些纤维横向于皮带纵向方向而定向。

8.根据权利要求1所述的多楔皮带，其特征在于，该多楔型材具有由编织物、针织物或钩织物构成的涂层，该编织物、针织物或钩织物达30％以上是由聚酰胺(PA)构成的。

说明书

多楔皮带

技术领域

[0001] 本发明涉及一种多楔皮带，该多楔皮带具有由弹性体材料构成的基体，其中，该多楔皮带具有：作为皮带背部的覆盖层、带有作为增强载体的多条拉伸绞线的力传递区、以及设有多楔型材的下部构造。

背景技术

[0002] 多楔皮带(KRR)作为驱动带主要在车辆中用于驱动辅助组件(辅助组件驱动装置)，例如用于驱动冷却水泵、压气机或三相发电机。现代的汽车马达装配有皮带-启动器-发电机系统，在辅助组件驱动装置中需要有极其稳健的多楔皮带(KRR)。这样一种系统的部件是由多楔皮带、带有电力电子设备的启动器-发电机以及特殊的张紧系统构成的，该张紧系统针对启动过程以及针对辅助组件的运行而提供正确的皮带预张紧。通过这些系统，马达不再借助小齿轮启动器、而是通过皮带驱动装置来启动。另外，马达可以通过皮带驱动装置在需要的情况下被加速或制动，其中，在后一种功能中至少一部分能量在再生运行(Rekuperationsbetrieb)中被用于给电池充电。

[0003] 在启动、马达加速(助推运行)和再生运行时发电机上的扭矩的方向反转导致多楔皮带的松弛段和拉伸段的变换，这尤其在设计皮带张紧器或张紧系统时要加以考虑，以便在启动运行中以及在发电机的运行中都确保适合的皮带张紧力。此外，更高的发电机功率和电机的更高质量惯性矩导致皮带驱动装置内更大的静态和动态负荷，尤其是由于启动运行和在必要时助推运行无法使用发电机空转。

[0004] 结果就是对于皮带而言更高的拉伸力加载、弯折变化加载和磨损加载，对于张紧系统而言更大的机械负荷、更高的减振要求，以及在张紧轮或转向轮上和被集成在驱动装置内的其他辅助组件上的更高的支承力。

[0005] 这些具有高交变加载的负荷是常规的多楔皮带很难应对的。因此，例如在下部构造内可能形成裂缝，由此产生侧面的拉伸绞线解开的风险。在这样的负荷下，拉伸载体的疲劳强度也被认为是关键的。

[0006] US 2011/0281676 A1针对这些应用公开了一种多楔皮带，该多楔皮带具有高模量的拉伸载体，也就是如下拉伸载体：其所谓的“动态模量”、即应力-应变比，在负荷动态波动或变化的情况下(“……在振动条件下……”)是尽可能高的。

[0007] 但使用这样的皮带在实践中伴随有缺点，因为这些皮带将被引入辅助组件驱动装置中的负荷峰值或力峰值直接地、没有任何缓冲地传递到其他组件上，由此进而可能减短被驱动的组件的使用寿命。而且其中所提到的玻璃总纤度为1215tex的玻璃帘线对于大多应用而言也已经过厚。该玻璃帘线由于在小皮带轮处、即大致在直径小于60mm的轮子处的弯折变化而很快地丧失强度，这可能在高负荷下导致皮带受损。

发明内容

[0008] 因此，对于本发明而言存在如下目的：提供一种多楔皮带，该多楔皮带即使是在交变加载增大的情况下也具有充分的耐磨损性并且能够传递高功率。这一目的是通过根据本发明的多楔皮带来实现的。在本发明中公开了其他有利的设计。

[0009] 在此，多楔皮带被设计成使得该多楔皮带包含玻璃纤度(总纤度)在320tex与1050tex之间的玻璃纤维帘线作为增强载体。在这样的设计中，被用作增强载体的帘线在抵抗力高的同时针对动态的交变负荷是足够抗拉伸的。当该多楔皮带根据应用情况包含玻璃纤度在450tex与920tex之间、优选在530tex与730tex之间的玻璃帘线作为增强载体时，相对于动态交变负荷特别好地在强度与公差之间实现了折衷。

[0010] 一种有利的改进方案在于：这些帘线的玻璃纤维是由以下玻璃构成的，该玻璃具有58％至70％的二氧化硅(SiO2)、7％至17％的氧化镁(MgO)、16％至27％的氧化铝(Al2O3)、以及含量小于4％的氧化硼(B2O3)。这样一种高强度的玻璃进一步贡献上述优点，其方式为：通过然后可行的、更薄的帘线结构形成对于动态交变加载而言更好的耐受性或者能够在纤度相似的情况下达到更高的断裂强度。

[0011] 另一种有利的设计在于：该玻璃纤维帘线具有由长丝制备的玻璃纤维，其中，该长丝配方包含氯磺化聚乙烯(CSM)、乙烯基吡啶(VP)和/或氢化的丙烯腈丁二烯橡胶(HNBR)。玻璃纤维长丝的制备在玻璃纤维帘线与周围的材料基质之间产生了可靠的结合，并且因此在提高对于动态交变加载的耐受性方面也起到了作用。

[0012] 另一种有利的设计在于：这些玻璃纤维帘线被设计为同捻向帘线，也就是说，丝线/长丝以及还有帘线以相同的方向投纬，即，例如两股纬线均在Z方向。由此提高了帘线的抗弯折性。

[0013] 另一种有利的设计在于：该下部构造和/或该覆盖层混合物由纤维增强的EPDM(乙烯-丙烯-二烯橡胶)或EPM(乙烯-丙烯橡胶)构成。通过这样的设计获得了该多楔皮带的很好的耐热性。此外，用这些材料来制造也可以相对便宜地进行设计。

[0014] 另一种有利的设计在于：该下部构造和/或覆盖层包含由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、芳族聚酰胺、聚乙酸乙烯酯(PVA)、或其混合物构成的纤维。将这些纤维引入该下部构造或该覆盖层中避免了在这些区域中形成裂缝。这很好地与另一种有利的设计互补，所述设计在于，该下部构造中的纤维基本上横向于皮带纵向方向而定向。此外，这样的设计改进了该多楔皮带的动态耐受性。

[0015] 另一种有利的设计在于：该多楔型材具有由编织物、针织物或钩织物构成的涂层，该编织物、针织物或钩织物优选达30％以上是由聚酰胺(PA)构成的，尤其是PA 66或PA 6，它们一方面是相对便宜的，另一方面其突出之处在于良好的耐磨损性。通过覆上编织物、针织物或钩织物，摩擦系数因此而改变，使得该皮带可以在力峰值的情况下保持很小程度地在皮带轮上滑动，而不会使多楔皮带由此受损或变得很热。通过这样的能力，在驱动中减少了碰撞和力峰值向该组件的传递，从而在很大程度上避免了击打到轴承或支架上并且由此在很大程度上避免了组件受损。整个系统的使用寿命也由此得以提高。

[0016] 通常，这样一种在机动车辆领域使用的多楔皮带具有根据DIN 7867的PK型材。

[0017] 通过根据本发明的KPR皮带，在特定的高性能测试中与常见的P-芳族聚酰胺帘线(以1100dtex×1×3或1100dtex×1×4的结构)相比实现了多出约50％的使用寿命，该KPR皮带具有：22.5tex×3×9(3条22.5tex的丝线被搓捻为综丝并且其中9条综丝被搓捻成帘线)的玻璃帘线，以及含纤维的覆盖层，及含纤维的下部构造(在EPDM混合物中约为4重量％的PET纤维)，以及作为肋状涂层的、具有50重量％聚酰胺的聚酰胺-棉-弹性纤维钩织物(PA/BW)。

[0018] 玻璃帘线中的玻璃长丝在这种试验安排中具有以下成分：64.4重量％二氧化硅(SiO2)，18.1重量％氧化铝(Al2O3)，15.0重量％氧化镁(MgO)以及2.5重量％氧化硼(B2O3)。

附图说明

[0019] 图1以透视剖面图示出了多楔皮带1的简图。

具体实施方式

[0020] 为了说明根据本发明的设计，图1以透视剖面图示出了多楔皮带1的简图。在这里可以很清楚地看到下部构造2、覆盖层3、以及该增强载体4，这些增强载体被设计为玻璃纤度为650tex的玻璃纤维帘线。在该下部构造中所设计的多楔型材具有由聚酰胺-棉-弹性纤维钩织物构成的涂层5，该钩织物包含50重量％的聚酰胺66。这种皮带的摩擦系数(Coefficient of friction)在此按照SAE J2432标准是在1.2与1.9之间。

[0021] 附图标记说明

[0022] 1               多楔皮带

[0023] 2               下部构造

[0024] 3               覆盖层

[0025] 4               增强载体

[0026] 5               织物-型材涂层