配備有環(huán)形受拉件的傳動帶和用于它的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于傳動帶(300)的環(huán)形受拉件(301)，所述傳動帶用于在動力傳動裝置的兩個旋轉(zhuǎn)帶輪之間傳輸動力，所述傳動帶(300)具有環(huán)形長條式形狀且包括用于沿著傳動帶(300)傳輸拉伸力的環(huán)形受拉件(301)和用于將受拉件(301)支撐在帶輪上的多個支承元件(302)，每個支承元件(302)均沿著傳動帶的縱向固定至受拉件(301)。所述受拉件(301)包括受拉芯(302)和至少部分地包圍受拉芯(302)的承載部件(305)，所述承載部件(305)由固化的液體硅橡膠制成。
【專利說明】
配備有環(huán)形受拉件的傳動帶和用于它的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前述部分的具有環(huán)形、即大致環(huán)狀形狀的受拉件的傳動帶。這種傳動帶和用于它的受拉件從其在傳動帶中的應(yīng)用獲知，所述傳動帶用于在傳動裝置中傳遞驅(qū)動力，其中，傳動帶圍繞兩個或更多個可旋轉(zhuǎn)的帶輪通過。每個帶輪均設(shè)有兩個彼此相對的圓錐盤，以便限定出漸縮的槽，傳動帶以受拉狀態(tài)被保持在所述槽中，從而帶輪可借助于帶輪與傳動帶間的摩擦將驅(qū)動力施加在傳動帶上，或反之亦然。因此，傳動裝置驅(qū)動帶輪的旋轉(zhuǎn)牽拉傳動帶遠(yuǎn)離傳動裝置的另一帶輪、即從動帶輪，由此帶動所述另一帶輪旋轉(zhuǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]這種傳動裝置的一個常見應(yīng)用是兩輪機動車輛(比如踏板摩托車)的所謂的無級變速器。在無級變速器中，帶輪是可調(diào)節(jié)的，因為其圓錐盤之間的間隔是可變的，因此可改變傳動帶在這種帶輪上的運行半徑。
[0003]現(xiàn)有類型的受拉件可包括它的傳動帶被詳細(xì)地描述于國際專利公開W0-A-2008/094035 中。
[0004]現(xiàn)有傳動帶包括一系列離散的支承元件，其分別單獨地固定至傳動帶的受拉件，通常借助于互鎖部分來固定。支承元件設(shè)有兩個主面和兩個側(cè)面，所述兩個主面至少基本地沿著傳動帶的前后周向方向定向，所述兩個側(cè)面彼此成銳角布置，分別在支承元件的橫向側(cè)上延伸在支承元件的主面之間，且用于摩擦地接合傳動裝置帶輪。支承元件還限定出開口，所述開口在傳動帶的所有支承元件間沿著傳動帶的周向形成連續(xù)的通道，所述受拉件容納在所述通道中。
[0005]現(xiàn)有受拉件通常包括由剛性且抗拉伸應(yīng)力材料(比如金屬或合成的、通常纖維增強的材料)制成的螺旋式纏繞的受拉芯，且包括承載部件，所述承載部件中嵌入有受拉芯，且由硬的、但仍稍微柔性的合成橡膠(比如氫化丁晴橡膠(HNBR))制成。承載部件使得受拉芯不會急劇地彎曲(“彎折”)且使得受拉芯與支承元件不產(chǎn)生直接物理接觸?，F(xiàn)有承載部件沿著其外周和/或內(nèi)周設(shè)有凹部和/或突部，所述凹部和/或突部至少在傳動帶的周向方向上與支承元件的相關(guān)部分互鎖。
[0006]為了實現(xiàn)現(xiàn)有傳動帶的最高扭矩傳輸能力，即為了最大化地利用由其牽拉芯提供的拉伸強度，傳動帶的承載部件由相對較強韌(tough)的材料(比如包含增強纖維的HBNR)制成。該材料能夠?qū)乖趥鲃訋У牟僮鬟^程中施加在橫向元件和受拉芯之間的力。該現(xiàn)有傳動帶設(shè)計在實際中功能很好，但是根據(jù)本公開確實具有如下缺點:承載部件不僅強固且強韌，而且也相對較剛性且難以在其周向方向上彎曲。因此，在傳動帶的操作過程中，現(xiàn)有承載部件經(jīng)受相當(dāng)大的彎曲應(yīng)力，所述彎曲應(yīng)力通常引起承載部件的最終失效，即，確定了傳動帶的使用壽命。
[0007]因此，現(xiàn)有傳動帶的性能(尤其就其壽命而言)原則上可通過由更柔性的材料制造承載部件、并由此降低所述彎曲應(yīng)力來得到提高。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，這種更柔性的材料通常缺乏傳動帶應(yīng)用所需要的強度和強韌性，且這些材料因此被拒絕用于制造傳動帶。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本公開旨在在環(huán)形受拉件的承載部件的材料方面提供一種傳統(tǒng)應(yīng)用的環(huán)形受拉件的替代物。根據(jù)本公開的傳動帶在權(quán)利要求1中描述。
[0009]根據(jù)本公開，承載部件由液體硅橡膠(LSR)制成。盡管LSR通常廣泛地用于工業(yè)中，但是它在之前尚未被討論或建議作為目前的傳動帶應(yīng)用中的或?qū)τ谀壳暗膫鲃訋?yīng)用的基本材料。尤其地，LSR主要以其化學(xué)和溫度穩(wěn)定性而被知曉，而目前的傳動帶既不經(jīng)受腐蝕性化學(xué)品也不經(jīng)受溫度極限。相比之下，目前所考慮的LSR的傳動帶應(yīng)用依賴其固有的柔性，該固有的柔性令人驚奇地表現(xiàn)出伴隨有也足以用于這種傳動帶應(yīng)用的材料強度和強韌性。
[0010]此外，為了抑制或防止以上傳動帶設(shè)計的扭轉(zhuǎn)振動(所述扭轉(zhuǎn)振動可發(fā)生在傳動裝置帶輪的所謂的軸或中心距大和/或響應(yīng)于源自發(fā)動機或相應(yīng)連接至傳動裝置的輸入側(cè)和輸出側(cè)的負(fù)載而產(chǎn)生扭矩峰的情況下)，本公開教導(dǎo)了將受拉芯繞組彼此互相連接，從而形成環(huán)形受拉帶。這種受拉帶的剛度顯著高于具有多個軸向分離的、即松散的螺旋繞組的傳統(tǒng)受拉芯的剛度，至少在相對于受拉帶而言的軸向方向(即橫向于受拉帶的圓周上)是如此。因此，受拉件的橫向剛度增加，且傳動帶的所述扭轉(zhuǎn)振動被有效且有利地抑制。
[0011]在根據(jù)本公開的傳動帶的一個更詳細(xì)的實施例中，受拉帶的單個受拉芯繞組借助于粘合劑(優(yōu)選是硬化的或固化的粘合劑)互相連接。在這一方面，尤其環(huán)氧樹脂非常適合于涂覆受拉帶的受拉芯繞組。環(huán)氧樹脂(樹脂)眾所周知在許多應(yīng)用場合中用于在固化后形成化學(xué)穩(wěn)定的、強固的且剛性的基質(zhì)。附加地且關(guān)于由交織式芳族聚酰胺纖維制成的通常優(yōu)選類型的受拉芯，尤其環(huán)氧樹脂被發(fā)現(xiàn)能夠有利地與芳族聚酰胺纖維結(jié)合且因此能夠(附加地)在所述橫向方向上加固受拉芯和受拉帶。
[0012]本公開還涉及一種用于提供用于傳動帶的受拉帶的方法，該方法包括如下處理步驟:
[0013]-提供受拉芯，優(yōu)選是由(交織式)芳族聚酰胺纖維制成的受拉芯；
[0014]-將受拉芯浸入環(huán)氧樹脂池，以便用環(huán)氧樹脂至少部分地涂覆所述受拉芯；
[0015]-將受拉芯纏繞在圓柱形芯棒上，以形成多個并排布置的受拉芯繞組;和
[0016]-將環(huán)氧樹脂層施加至受拉芯繞組的徑向外側(cè)。
[0017]優(yōu)選地，這些處理步驟以它們被列出的順序來實施。還優(yōu)選的是，將環(huán)氧樹脂層施加至受拉芯繞組的徑向外側(cè)的最終處理步驟在受拉芯的環(huán)氧樹脂涂層固化之前實施。另夕卜，環(huán)氧樹脂層優(yōu)選地通過力、例如通過以噴嘴噴射而被施加至受拉芯繞組的徑向外側(cè)。
[0018]另外，通過使用LSR，環(huán)形受拉件可有利地且容易地借助于注射成型過程來制造。尤其地，環(huán)形受拉件通過將螺旋式地纏繞的受拉芯居中地置于模具腔室中而形成，所述模具腔室設(shè)有承載部件的形狀。LSR被注射到模具腔室中，從而填充受拉芯與模具腔室的壁之間的空間。一旦被注射到模具腔室中，LSR就通過在單獨的LSR聚合物(或聚硅氧烷)之間形成化學(xué)鍵而固化、即硬化，該過程可通過加熱模具而加速。
[0019]在環(huán)形受拉件的上述制造過程的一個更詳細(xì)的替代性實施例中，承載部件的注射成型以兩個階段來進行。在承載部件的注射成型的第一階段，受拉芯圍繞注射模具的圓柱形芯部分纏繞，且將第二模具部分圍繞該芯部分布置，所述第二模具部分成形為:限定出與承載部件的徑向靠外部分對應(yīng)的模具腔室。LSR被注射到模具腔室中且固化。之后，在承載部件的注射成型的第二階段，將模具的芯部分從受拉芯的徑向內(nèi)側(cè)移除(其中，至少徑向外側(cè)表面現(xiàn)在被承載部件的徑向靠外部分包圍)，且更換為第三模具部分，所述第三模具部分成形為:限定出與承載部件的其余的、即徑向靠內(nèi)部分對應(yīng)的另一模具腔室。LSR被注射到該另一模具腔室中且固化，從而完成環(huán)形受拉件的制造過程。
[0020]應(yīng)當(dāng)注意，受拉芯不是必須精確定位在受拉件的徑向延伸范圍的中間。替代性地，受拉芯相對于該徑向延伸范圍的最佳位置通常將取決于承載部件的設(shè)計，尤其是承載部件的所述凹部和/或突部的設(shè)計，和/或取決于所使用的特定LSR類型或成分，尤其地，與其相應(yīng)地對抗壓縮和拉伸的能力相關(guān)。例如，通過將受拉芯定位在受拉件的徑向更靠外的過半處，與負(fù)載的拉伸相比，承載部件負(fù)載了更多壓縮。一般來說，與對抗拉伸力相比，由LSR制成的承載部件可更好地對抗壓縮力。另外，應(yīng)當(dāng)注意，在包括兩個注射成型階段的制造過程的該實施例中，可有益地在每個階段中/對于每個階段使用不同的特定LSR成分。
[0021]優(yōu)選地，受拉芯至少主要地由芳族聚酰胺纖維制成，該材料提供了需要的拉伸強度且與由LSR制成的承載部件結(jié)合得好?？商砑右恍┨祭w維含量，以便進一步增強這種結(jié)入口 ο
【附圖說明】
[0022]現(xiàn)在將參照附圖通過示例來闡述本公開的上述基本特征。
[0023]圖1表示本公開所屬領(lǐng)域的現(xiàn)有設(shè)計的傳動帶的示意性側(cè)視圖。
[0024]圖2示意性地示出了圖1的傳動帶的第一剖視圖。
[0025]圖3示意性地示出了圖1的傳動帶的第二剖視圖。
[0026]圖4示意性地示出了第二現(xiàn)有傳動帶設(shè)計。
[0027]圖5以與圖2的剖視圖相對應(yīng)的剖視圖示意性地示出了根據(jù)本公開的傳動帶設(shè)計的第一實施例。
[0028]圖6示意性地示出了根據(jù)本公開的傳動帶的第二實施例。
【具體實施方式】
[0029]在附圖中，傳動帶的相同和相似的結(jié)構(gòu)部分相應(yīng)地以相同的附圖標(biāo)記來表示。
[0030]圖1、2和3示出了現(xiàn)有傳動帶300，其中，圖1表示現(xiàn)有傳動帶300的側(cè)視圖，圖2表示現(xiàn)有傳動帶300的朝著傳動帶300的周向方向的剖視圖A-A，且圖3表示現(xiàn)有傳動帶300的朝著傳動帶300的軸向方向(即寬度方向)的剖視圖B-B?，F(xiàn)有傳動帶300設(shè)有分別包括受拉芯302和承載部件305的兩個環(huán)形受拉件301，其中，受拉芯302具有大致圓形橫截面且以螺旋形狀嵌入承載部件305中。因此，受拉芯302延伸受拉件301的周向長度的幾倍。此外，現(xiàn)有傳動帶300還包括一系列或成行的所謂的支承元件303，所述支承元件303沿著受拉件301的周向以均勻間隔布置，且至少在受拉件301的周向方向上通過受拉件301與支承元件303的互鎖部307連接至受拉件301。
[0031 ] 每個支承元件303均包括兩個側(cè)面304a ； 304b，所述兩個側(cè)面304a ； 304b彼此成銳角布置且預(yù)期用于與傳動帶300所應(yīng)用的傳動裝置的帶輪進行摩擦接觸。支承元件303還具有兩個開口，受拉件301引導(dǎo)穿過所述開口。
[0032]支承元件303在傳動帶300的周向方向上聯(lián)接至受拉件301，從而相當(dāng)大的力可在其間傳遞，以便于操作過程中傳動裝置帶輪之間的扭矩傳遞。圖3中可以看出，在現(xiàn)有傳動帶300的目前示出的示例中，這種聯(lián)接通過受拉件301的徑向向外定向的凸起或脊部307來實現(xiàn)，所述凸起或脊部307與支承元件303中的凹部或凹槽接合。
[0033]圖1和圖3的支承元件303成形為具有位于受拉件301的徑向內(nèi)側(cè)的漸縮式的底部部分308，從而使得受拉件301以及傳動帶300能夠沿著其周向彎曲。為此，替代性地，在設(shè)有單個的、軸向居中的環(huán)形受拉件301的現(xiàn)有傳動帶300的一個替代性的實施例中，已知的是在受拉件301上的相繼的支承元件303之間提供自由空間，如圖4所示。在該特定的實施例中，傳動帶300的受拉件301替代性地設(shè)有軸向延伸的脊部307和凹槽306，且支承元件303適配在凹槽306的位置處且因此被脊部307互相間隔開，從而因此也將支承元件303在受拉件301的周向方向上聯(lián)接至受拉件301。
[0034]現(xiàn)有傳動帶300的支承元件303由剛硬的且優(yōu)選抗磨損的塑料、比如纖維增強尼龍制成。傳動帶300的受拉件301的受拉芯302由剛性且強固的合成纖維、比如芳族聚酰胺纖維制成，所述纖維交織起來以形成連續(xù)的芯，所述芯被浸漬了樹脂以便保護纖維和防止纖維拆散?，F(xiàn)有傳動帶300的受拉件301的承載部件305由強韌的、但仍稍微柔性的材料、比如彈性體材料(橡膠)制成。
[0035]根據(jù)本公開，受拉件301的承載部件305由液體硅橡膠(LSR)通過用模具使用注射成型過程制成，受拉芯302預(yù)定位在所述模具中。在所述注射成型后，通過固化使承載部件305的液體硅橡膠(LSR)凝固。此后，將受拉件301從模具取出并將支承元件303安裝在受拉件301上以形成傳動帶300。如圖5所示，在一個這種支承元件303的前視圖中，支承元件303設(shè)置成兩個部分303a、303b，在所述兩個部分303a、303b之間限定出開口，以用于容納受拉件301的小的區(qū)段。通過支承元件303的這兩個單獨的部分，開口通過如下方式閉合:僅在支承元件的第一部分303a;303b已經(jīng)安裝在受拉件301上之后才裝配支承元件的第二部分303a ； 303b。然后，最終，將支承元件303的這兩個部分303a ； 303b粘合、或優(yōu)選地借助于超聲波焊接過程焊接起來以形成傳動帶300。通過起初將支承元件303設(shè)置成兩個單獨的部分303a ； 303b，這些部分303a ； 303b可有益地通過注射成型形成，即與受拉件301分開地形成，且因此避免了由支承元件303的注射成型所需的熱量引起的承載部件305材料(LSR)的退化。
[0036]應(yīng)當(dāng)注意，受拉件301的承載部件305可以以兩個階段形成，其中，在該形成過程的一個階段，形成承載部件305的徑向靠外部分305a，且在該形成過程的另一階段，形成承載部件305的徑向靠內(nèi)部分305b。該形成過程有益地使得能夠為承載部件305的每個相應(yīng)的部分305a和305b使用不同的LSR成分。
[0037]圖6中，根據(jù)本公開的傳動帶300的第二新的實施例以其剖視圖在傳動帶300的周向方向上被示出。在該第二實施例中，受拉芯302設(shè)有多個繞組，所述多個繞組通過被嵌入固化的環(huán)氧樹脂層306中而彼此連接。通過環(huán)氧樹脂層306(其首先以樹脂形式被施加于受拉芯302的繞組)，受拉芯302的繞組貼合在一起，從而以環(huán)形受拉帶307的形式形成整體部件。尤其地，受拉帶307因而在它的軸向方向上具有相當(dāng)大的剛度，從而受拉件301的軸向剛度相對于現(xiàn)有傳動帶300的受拉件301 (其中，受拉芯302的繞組單獨地直接嵌入承載部件305的相對較柔性的材料中)而言顯著增加。因此，在傳動裝置的操作過程中，該新的傳動帶300顯著地較少發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動。
[0038]除了前述說明書整體和附圖的所有細(xì)節(jié)之外，本公開還涉及且包括權(quán)利要求的所有特征。權(quán)利要求中加括號的附圖標(biāo)記不限制其范圍，而是僅作為相應(yīng)特征的不具約束性的示例來提供。權(quán)利要求的特征根據(jù)具體情況可分別用于給定的產(chǎn)品或給定的過程，但是也可應(yīng)用這些特征中的兩個或更多個的任意組合。
[0039]由本公開所代表的發(fā)明不限于本文所明確提到的實施例和/或示例，而是還涵蓋其修改、改型和實際應(yīng)用，尤其是本領(lǐng)域技術(shù)人員所能想到的那些修改、改型和實際應(yīng)用。
【主權(quán)項】
1.一種傳動帶(300)，其用于在動力傳動裝置的兩個旋轉(zhuǎn)帶輪之間傳輸動力，所述傳動帶(300)具有環(huán)形長條式形狀且包括用于沿著傳動帶(300)傳輸拉伸力的環(huán)形受拉件(301)和用于將受拉件(301)支撐在帶輪上的多個支承元件(302)，每個支承元件(302)均沿著傳動帶的縱向固定至受拉件(301)，所述受拉件(301)包括受拉芯(302)和至少部分地包圍受拉芯(302)的承載部件(305)，其特征在于，所述承載部件(305)由固化的液體硅橡膠制成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動帶(300)，其特征在于，所述傳動帶(300)的所述承載部件(305)由兩種液體硅橡膠成分制成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳動帶(300)，其特征在于，所述傳動帶(300)的所述承載部件(305)包括由第一液體娃橡膠成分制成的徑向靠外部分(305a)和由與所述第一液體娃橡膠成分不同的第二液體娃橡膠成分制成的徑向靠內(nèi)部分(305b)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳動帶(300)，其特征在于，所述傳動帶(300)的所述受拉芯(302)位于承載部件(305)的所述徑向靠外部分(305a)與所述徑向靠內(nèi)部分(305b)之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的傳動帶(300)，其特征在于，所述傳動帶(300)的所述受拉芯(302)相對于承載部件(305)的徑向延伸范圍偏心，且定位成:與承載部件(305)的徑向內(nèi)側(cè)相比，更靠近承載部件(305)的徑向外側(cè)。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的傳動帶(300)，其特征在于，所述受拉芯(302)螺旋式地纏繞成多個繞組，所述多個繞組彼此互相連接而形成環(huán)形受拉帶(307)，所述環(huán)形受拉帶(307)至少部分地被受拉件(301)的承載部件(305)包圍。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳動帶(300)，其特征在于，所述受拉芯(302)的所述繞組借助于硬化的粘合劑彼此互相連接。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的傳動帶(300)，其特征在于，所述受拉芯(302)的所述繞組至少部分地被嵌入環(huán)氧樹脂層(306)中。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的傳動帶(300)，其特征在于，所述受拉芯(302)由具有環(huán)氧樹脂涂層的交織式芳族聚酰胺纖維制成。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的傳動帶(300)，其特征在于，所述支承元件(303)包括兩個部分(303&、30315)，在所述支承元件(303)的所述兩個部分(303&、30313)之間限定出用于容納所述受拉件(301)的開口。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳動帶(300)，其特征在于，所述支承元件(303)的一個部分(303a)是大致U形的，其中，所述受拉件(301)適配在由所述大致U形的部分(303a)限定的開口中，其中，所述支承元件(303)的另一個部分(303b)同樣地適配在由所述大致U形的部分(303a)限定的開口中。12.—種用于制造環(huán)形受拉件(301)的方法，所述環(huán)形受拉件(301)用于傳動帶(300)，所述傳動帶(300)用于在動力傳動裝置的兩個旋轉(zhuǎn)帶輪之間傳輸動力，所述環(huán)形受拉件(301)包括以多個并排布置的繞組設(shè)置的受拉芯(302)和承載部件(305)，其中，螺旋式地纏繞的受拉芯(302)至少部分地容納在所述承載部件(305)中，其中: -提供受拉芯(302 )，優(yōu)選是由芳族聚酰胺纖維制成的受拉芯； -將所述受拉芯(302)纏繞在圓柱形芯棒上，以形成多個并排布置的受拉芯繞組； -將環(huán)氧樹脂層(306)至少施加至所述受拉芯(302)的所述繞組的徑向外側(cè)； -所述環(huán)氧樹脂層(306)能夠固化而形成環(huán)形受拉帶(307);且 -所述環(huán)形受拉帶(307)被包圍在合成橡膠中，以便最終形成所述環(huán)形受拉件(301)，所述包圍優(yōu)選使用模具借助于注射成型進行，所述模具限定出容納所述受拉芯(302)的腔室。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于制造環(huán)形受拉件(301)的方法，其特征在于，所述受拉芯(302)首先被浸入環(huán)氧樹脂池，以便用環(huán)氧樹脂至少部分地涂覆所述受拉芯。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于制造環(huán)形受拉件(301)的方法，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂層通過力而被施加于所述受拉芯(302)，優(yōu)選通過以噴嘴噴射來施加。15.根據(jù)權(quán)利要求12、13、14中任一項所述的用于制造環(huán)形受拉件(301)的方法，其特征在于，在進行液體硅橡膠注射的處理步驟之前，將所述受拉芯(302)圍繞模具的圓柱形芯部分纏繞，且將第二模具部分繞著所述芯部分放置，所述第二模具部分被成形為限定出與所述承載部件(305)的徑向靠外部分(305a)對應(yīng)的模具腔室，其中，在液體硅橡膠注射的處理步驟中，將液體硅橡膠注射到所述模具腔室中，其中，將模具的所述芯部分從所述受拉芯(302)的徑向內(nèi)側(cè)移除并更換為第三模具部分，所述第三模具部分被成形為限定出與所述承載部件(305)的徑向靠內(nèi)部分(305b)對應(yīng)的另一模具腔室，其中，將液體硅橡膠注射到所述另一模具腔室中。
【文檔編號】F16G5/16GK105874240SQ201580003617
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月2日
【發(fā)明人】D·烏倫布洛克, N·豪特曼, H·施耐德, M·法伊格爾, K·馮加尼爾, J·魏斯, R·呂策勒
【申請人】羅伯特·博世有限公司