Приводной ремень

Приводной ремень

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится в целом к поликлиновому приводному ремню, более точно - к поликлиновому ремню, имеющему выступающее волокно на контактирующей со шкивом поверхности, и в особенности к ремню, имеющему выступающие деформируемые волокна, которые выпрямлены или немного изогнуты и которые деформируются с образованием овальной формы поперечного сечения.

Описание предшествующего уровня техники

В основе функционирования приводных ремней, таких как клиновые ремни, поликлиновые ремни и плоские ремни, лежит трение между поверхностью контакта и шкивом или блоком для передачи мощности от ведущего шкива поверхности ремня и от нее - ведомому шкиву. Типовая конструкция ремня включает в себя работающий на растяжение элемент, эластомерную основную часть ремня, имеющую прерывистые синтетические термопластичные и/или натуральные волокна, заделанные в нее, и поверхность контакта со шкивом. Поверхность контакта, образованная из резины, может создавать высокий коэффициент трения и может быть связана с нежелательными шумами, обусловленными трением. Открытые для воздействия концы заделанных волокон на поверхности контакта могут обеспечить снижение коэффициента трения или регулирование трения иным образом и могут обеспечить уменьшение остроты некоторых проблем, связанных с шумом. Соответственно, были предприняты попытки с разными конфигурациями открытых для воздействия волокон.

В нерассмотренной патентной публикации Японии Н04-348930 раскрыт способ полирования поверхности резинового конструктивного элемента, имеющего короткие термопластичные волокна, таким образом, чтобы не вызвать размягчения и расплавления коротких волокон. Короткие волокна, раскрытые в данной публикации, проиллюстрированы посредством волокон 1а на фиг.1, которые, как представляется, выступают на длину, не превышающую приблизительно одного диаметра волокна. В данной публикации в качестве предшествующего уровня техники раскрыты аналогичные волокна с оплавленными концами, подобные проиллюстрированным посредством волокон 1b на фиг.1.

В нерассмотренной патентной публикации Японии Н05-8294 в качестве предшествующего уровня техники раскрыты концы нейлоновых волокон, которые являются круглыми и почти не выступают от поверхности, как проиллюстрировано посредством волокна 1с на фиг.1. В данной публикации также раскрыт резиновый конструктивный элемент с метаарамидными штапельными волокнами, выступающими на большую длину от поверхности и сильно извитыми, как проиллюстрировано посредством волокна 1d на фиг.1, в результате чего образуется увеличенная площадь, занятая волокнами, и поверхность с низким коэффициентом трения. В данной публикации также раскрыт резиновый конструктивный элемент с параарамидными или хлопковыми штапельными волокнами, выступающими от поверхности на малую длину и имеющими расщепленные концы, которые проиллюстрированы посредством волокна 1е на фиг.1, в результате чего образуется поверхность с высоким коэффициентом трения.

В патенте США № 5498212 раскрыт приводной ремень, имеющий заделанные арамидные волокна. Открытые для воздействия концы параарамидных волокон фибриллированы и стремятся закручиваться, как проиллюстрировано посредством волокна 1f на фиг.1.

В патенте США № 5197928 раскрыт поликлиновой приводной ремень, имеющий заделанные синтетические или натуральные волокна. Открытая для воздействия поверхность волокон ремня расширена посредством расплавления или другого способа так, что фактический диаметр волокна будет увеличен по сравнению с поперечным сечением недеформированного тела волокон, как проиллюстрировано посредством волокна 1g на фиг.1.

В патенте США № 5413538 раскрыт поликлиновой приводной ремень, имеющий заделанные синтетические или натуральные волокна, заделанные в тело ремня, незначительное число которых выступает от поверхности, контактирующей со шкивом, и заделанные арамидные волокна, которые выступают от той же поверхности. Если какие-либо неарамидные волокна выступают от указанной поверхности, это характеризуется как «щетина».

В патенте США № 5904630 раскрыт механически обработанный, формовой, поликлиновой приводной ремень, имеющий заделанные натуральные или синтетические волокна. Избыточный материал с толщиной от 0,1 до 0,3 мм посредством механической обработки снимают с выступов ремня для открытия выступающих концов волокон. Имеется значительная дисперсия в направлениях волокон.

В патенте США № 6435997 раскрыт поликлиновой ремень, имеющий синтетические волокна, выступающие от поверхности выступа. Экструдированная часть волокна пластически деформирована с формой секторов, постепенно расширяющихся по направлению к их дистальным концам, как проиллюстрировано посредством волокна 1h на фиг.1. Волокно сохраняется нерасплавленным и на его дистальном конце имеет волнообразную форму. Поверхность выступа имеет микроскопическую неровность с разностью уровней, составляющей от 0,5 до 10 мкм, как проиллюстрировано посредством неровности 1j на фиг.1, и предпочтительно с волнистой формой.

В патенте США № 6695735 раскрыт поликлиновой ремень, имеющий короткие арамидные волокна, выступающие от поверхности выступа. «Корневые» части экструдированных коротких волокон выступают от поверхности, и концевая часть загнута в направлении, отличающемся от направления загибания их средней части, как проиллюстрировано посредством волокон 1i на фиг.1. Направления загибания волокон отличаются друг от друга для децентрирования их ориентации.

В патенте США № 4798566 раскрыт приводной ремень с необработанными краями, имеющий заделанные прерывистые арамидные волокна с выступающими частями, загнутыми к эластомерной основной части ремня таким образом, чтобы открыть для воздействия боковые части волокна, которые образуют часть фрикционной, передающей крутящий момент поверхности, как проиллюстрировано посредством волокон 1k на фиг.1. Бóльшая часть арамидных волокон выступает на длину от 0,1 до 0,3 мм.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение направлено на приводной ремень с заделанными деформируемыми волокнами, имеющими форму сечения заделанной части, которая по существу не отличается от исходной формы волокна, при этом выступающее волокно по существу выпрямлено относительно поверхности контакта или слегка изогнуто, и вдоль по существу всей длины выступания форма поперечного сечения выступающего волокна изменена по сравнению с исходной формой поперечного сечения на удлиненную, овальную или расплющенную форму.

Настоящее изобретение направлено на приводной ремень, имеющий работающий на растяжение элемент, эластомерную основную часть ремня, имеющую множество прерывистых деформируемых волокон, заделанных в нее, и поверхность контакта со шкивом. Каждое заделанное волокно имеет форму поперечного сечения заделанной части, которая по существу не изменена по сравнению с исходной формой его поперечного сечения, и характеризуется исходным средним диаметром волокна; и множество концов волокон выступают от поверхности контакта с некоторой длиной выступания и формой поперечного сечения выступающей части. Волокна содержат деформируемый полимерный материал. Волокна могут быть выполнены из термопластичного или термически деформируемого полимера, независимо от того, является ли он синтетическим или природным. Множество выступающих концов волокон по существу подняты вертикально относительно поверхности контакта, являются по существу прямолинейными или слегка изогнутыми, и изменены по форме по существу равномерно от исходной формы поперечного сечения вдоль большей части длины выступания.

Длина выступания волокон может составлять, по меньшей мере, 2 средних диаметра волокна или от приблизительно 5 до приблизительно 20 средних диаметров волокна, или от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,6 мм, или от 0,15 до приблизительно 0,3, или, по меньшей мере, приблизительно 0,2 мм или более.

В различных вариантах осуществления настоящего изобретения форма множества выступающих концов волокон может быть изменена путем деформирования с по существу круглой исходной формы поперечного сечения на одну или несколько из следующих форм поперечного сечения: овальную, почковидную, продолговатую, полукруглую или форму сплющенного круга. В других вариантах осуществления форма выступающих частей волокон может быть изменена путем деформирования с исходной овальной или гантелеобразной формы на расплющенную или более удлиненную овальную или гантелеобразную форму.

Прерывистые волокна могут иметь среднюю длину от приблизительно 0,5 до приблизительно 5 мм или среднюю длину от приблизительно 1 до приблизительно 3 мм. Прерывистые волокна могут иметь средний диаметр или, если они некруглые, средний большой размер (диаметр) от приблизительно 10 до приблизительно 50 микрон или от приблизительно 15 или приблизительно 20 до приблизительно 30 микрон.

Деформируемое волокно может представлять собой одно или несколько волокон, выбранных из группы, состоящей из нейлона, акрила, сложного полиэфира, поликетонного волокна, полиолефинового волокна и метаарамидного волокна. Деформируемое волокно может представлять собой термически деформируемое синтетическое термопластичное полимерное волокно. Деформируемое волокно может иметь температуру размягчения, превышающую приблизительно 100°С или превышающую приблизительно 180°С, или составляющую от приблизительно 190°С до приблизительно 350°С.

Измененная путем деформирования форма поперечного сечения выступающих частей волокон может быть охарактеризована отношением большого размера к малому размеру, находящимся в пределах от 1,1 или 1,2 до приблизительно 5 или от приблизительно 2 до приблизительно 3, или может быть охарактеризована изменением диаметра окружности при деформировании с коэффициентами, составляющим соответственно приблизительно 1,33 и приблизительно 0,67 для большого и малого размеров. В разных вариантах осуществления настоящего изобретения изменение формы поперечного сечения выступающих частей волокон может быть охарактеризовано большим размером, который возрастает по сравнению с исходной формой на величину от приблизительно 10% до приблизительно 100% или от приблизительно 20% до приблизительно 50%, или приблизительно на 30%.

Эластомерная основная часть ремня может представлять собой один или несколько из следующих эластомеров: этиленпропилендиеновый каучук (тройной этиленпропиленовый каучук с диеновым сомономером - EPDM), этиленпропиленовый каучук (ЕРМ), бутадиенстирольный каучук (SBR), натуральный каучук (NR), бутилкаучук (BR), полихлоропреновый каучук (CR), бутадиенакрилонитрильный каучук (NBR), гидрированный бутадиенакрилонитрильный каучук (HNBR), этилен-альфа-олефиновый эластомер и тому подобное.

Средняя шероховатость поверхности для поверхности контакта может составлять более 10 микрон, предпочтительно более 20 микрон или приблизительно 50 микрон и является неравномерной.

Количество заделанных волокон в эластомерной основной части ремня может составлять от приблизительно 1 до приблизительно 50 частей на 100 частей эластомера или от приблизительно 5 до приблизительно 30 частей на 100 частей эластомера. Количество открытых для воздействия волокон на поверхности контакта может находиться в пределах от 20 до 150 волокон на мм² или от 50 до 100 волокон на мм² или составлять приблизительно 75 волокон/мм².

Волокна могут быть изогнуты у корней так, что, по меньшей мере, часть выступающих частей будет расположена по существу параллельно поверхности резины/каучука или даже касается поверхности резины/каучука. По меньшей мере, некоторая часть изогнутых волокон может иметь по существу вертикально поднятую часть на свободном конце.

Выше в общих чертах довольно широко были описаны признаки и технические преимущества настоящего изобретения для обеспечения возможности лучшего понимания нижеприведенного подробного описания изобретения. В дальнейшем будут описаны дополнительные признаки и преимущества изобретения, которые образуют предмет формулы изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что раскрытые идея и конкретный вариант осуществления могут быть легко использованы в качестве основы для модификации или разработки других конструкций, предназначенных для достижения тех же целей, что и настоящее изобретение. Кроме того, специалистам в данной области техники также должно быть понятно, что все подобные эквивалентные конструкции не отходят от сущности и объема изобретения, определенных в приложенной формуле изобретения. Новые элементы и признаки, которые, как полагают, являются отличительными для изобретения как в отношении их структуры, так и способа функционирования, а также дополнительные цели и преимущества изобретения станут более понятными из нижеприведенного описания при рассмотрении его совместно с сопровождающими фигурами. Тем не менее следует ясно понимать, что каждая из фигур представлена только для иллюстрации и описания и не предназначена для определения границ настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сопровождающие чертежи, которые включены в описание и образуют часть описания и в которых аналогичные ссылочные позиции обозначают аналогичные детали, иллюстрируют варианты осуществления настоящего изобретения и вместе с описанием служат для разъяснения принципов изобретения. На чертежах:

фиг.1 представляет собой фрагментированное схематическое сечение различных конфигураций волокон по предшествующему уровню техники;

фиг.2 представляет собой схематическое сечение части поликлинового ремня, созданного в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 представляет собой увеличенное сечение части ремня по фиг.2;

фиг.4 представляет собой частично фрагментированный вид в перспективе части ремня, созданного в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.4А-4F представляют собой поперечные сечения открытых для воздействия волокон в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 представляет собой частично фрагментированный вид в перспективе части ремня, созданного в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения; и

фиг.6 представляет собой фрагментированное схематическое сечение конфигураций открытых для воздействия волокон в соответствии с вариантами осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На фиг.2 приводной ремень в виде поликлинового ремня 10 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения показан в целом. Поликлиновой ремень 10 включает в себя, по меньшей мере, один простирающийся в продольном направлении, работающий на растяжение элемент или несущий нагрузку корд 14, расположенный под находящимся над кордом слоем 12 с тыльной стороны ремня и над эластомерной основной частью 18 ремня, также известной как находящийся под кордом слой. Работающий на растяжение элемент может, по меньшей мере, частично находиться в контакте с клейким резиновым элементом 16 или может быть заделан в клейкий резиновый элемент 16, который часто визуально не отличим от окружающей эластомерной основной части ремня за исключением, например, таких случаев, когда один, а не другой из элементов, представляющих собой клейкий резиновый элемент 16 и находящийся под кордом элемент 18, наполнен волокнами. Основная часть 18 ремня включает в себя выступ 19 и поверхность 20 контакта с блоком или шкивом. Слово «шкив», используемое в данном контексте, охватывает обычные шкивы и звездочки, используемые вместе с приводным ремнем, а также ролики и аналогичные механизмы. Определенная часть ремня по фиг.2, предназначенная для контакта со шкивом, выполнена в виде множества выступов 19, которые имеют боковые стороны 20а и 20b, обращенные в противоположные стороны. Предназначенная для контакта со шкивом часть 20 составляет одно целое с выступом 19 и основной частью 18 ремня и может быть образована из такого наполненного волокнами материала(ов), какой описан ниже. Клейкий резиновый элемент 16 вокруг корда 14, элемент 12, расположенный над кордом, элемент 18, расположенный под кордом, и/или выступ 19 фактически могут быть выполнены из одного и того же материала, или они могут быть выполнены из разных материалов. По меньшей мере, часть выступа 19 и контактная часть 20 содержат множество заделанных коротких или прерывистых волокон 22, по меньшей мере, часть которых имеет выступающие части 24, которые выступают от контактной части 20.

Фиг.3 показывает увеличенную часть двух выступов 19 с заделанными волокнами 22 и частями 24 волокон, выступающими от поверхностей 20а и 20b контакта со шкивом, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Каждое заделанное волокно имеет форму поперечного сечения заделанной части, которая не изменена по отношению к ее исходной форме и характеризуется средним диаметром волокна и/или большим и малым размерами, и множество концов волокон выступают от поверхности контакта с некоторой длиной выступания и некоторой формой поперечного сечения выступающей части. Множество или бóльшая часть выступающих концов 24 волокон выступают по существу прямо/вертикально относительно поверхности контакта и являются по существу прямолинейными или слегка изогнутыми. Другими словами, большинство выступающих волокон не изогнуты у корней или рядом с корнями, так что они «стоят» по существу прямо относительно поверхности эластомерного материала, от которой они выступают. Если выступающие волокна изогнуты, изгиб имеет место в основном в продольном направлении ремня, и изгиб является по существу однонаправленным. Как правило, чем длиннее выступающая часть, тем больший изгиб может проявляться. Выступающие концы волокон не расщеплены, и выступающие волокна не скошены и не расплавлены, и не расширены, а имеют относительно постоянное поперечное сечение вдоль по существу всей длины выступания.

Фиг.4 показывает сильно увеличенный вид части одного выступающего волокна 24 и части заделанного волокна 22. Заделанное волокно 22 и заделанная часть выступающего волокна 24 имеют по существу круглую форму поперечного сечения со средним диаметром “D”, подобную показанной в сечении по фиг.4А. Выступающая часть 24 волокна имеет длину “H” выступания и имеет форму, измененную путем деформирования с круглой формы поперечного сечения заделанных волокон и заделанных частей выступающих волокон вдоль большей части ее длины выступания. Деформация части 24 может быть по существу одинаковой вдоль большей части или по существу всей длины ее выступания. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения форма выступающих концов волокон может быть изменена с по существу круглой формы на одну или несколько из следующих форм поперечного сечения: овальную, почковидную, продолговатую, полукруглую и форму сплющенного круга. Пример овальной формы поперечного сечения показан на фиг.4D. Под овальной формой понимается по существу любое отклонение от круглой формы, включая продолговатую, эллиптическую, яйцевидную, почковидную, гантелеобразную или тому подобную форму, независимо от того, является она симметричной или нет. То, что не понимается под овальной формой, представляет собой очень плоскую, тонкую, имеющую вид пленки форму. Пример почковидной формы поперечного сечения показан на фиг.4В. Почковидная форма может охватывать формы с выпуклой частью и вогнутой частью. Пример продолговатой формы поперечного сечения показан на фиг.4С. Термин «продолговатая форма» не используется здесь в точном смысле, но по существу вызывает ассоциации с овальной формой, которая характеризуется большей длиной и меньшей толщиной и/или в большей степени изменена по отношению к круглой форме, чем другие, более типичные овальные формы. Фиг.4Е показывает пример формы поперечного сечения в виде сплющенного круга. Несмотря на то, что данная форма показана на фиг.4Е с острыми углами, форма сплющенного круга может иметь несколько скругленные углы в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. В завершение, фиг.4F показывает пример гантелеобразной формы, которую можно рассматривать как похожую на почковидную форму, но с двумя вогнутыми сторонами, или похожую на форму земляного ореха. Фиг.4F также может рассматриваться как имеющий два выступа криволинейной формы пример более общего класса форм с множеством выступов криволинейной формы. Таким образом, в каждом случае измененная путем деформирования форма поперечного сечения выступающего волокна может иметь большой или больший размер и малый или меньший размер. На фиг.4В, например, большой размер обозначен “L” и малый размер обозначен “W”. Таким образом, измененная путем деформирования форма поперечного сечения выступающих частей волокон может быть охарактеризована отношением большого размера к малому размеру, или L/W. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения форма поперечного сечения выступающей части может иметь отношение L/W, находящееся в пределах от приблизительно 1,1 до приблизительно 5 или в пределах от приблизительно 1,2 до приблизительно 5, или отношение может находиться в пределах от приблизительно 2 до приблизительно 3. Альтернативно, форма поперечного сечения выступающей части может характеризоваться степенью отклонения от исходного диаметра окружности, выражаемого большим и малым размерами, то есть соответственно L/D и W/D. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения форма поперечного сечения может характеризоваться коэффициентами, составляющими приблизительно 1,33 и приблизительно 0,67 соответственно для L/D и W/D.

Альтернативно, варианты осуществления изобретения могут быть охарактеризованы исходной некруглой формой, имеющей большой размер и малый размер, такой как показанная на фиг.4В. Для таких волокон с некруглым поперечным сечением деформация выступающих концов волокон может быть более рациональным образом охарактеризована выраженным в процентах увеличением большого размера. Таким образом, большой размер у формы поперечного сечения выступающей части предпочтительно может быть увеличен по сравнению с большим размером у исходной формы на величину, составляющую от приблизительно 5% или 10% до приблизительно 100% или приблизительно 30%. Примером подобного волокна с некруглым поперечным сечением является метаарамидное волокно Nomex, которое имеет форму поперечного сечения с двумя выступающими частями криволинейной формы или гантелеобразную форму поперечного сечения, подобную проиллюстрированной на фиг.4F. Было установлено, что ремни с открытыми для воздействия волокнами Nomex на поверхности контакта, имеющими большой размер, превышающий на 5-20% большой размер исходной формы, имеют отличные характеристики с точки зрения шума и долговечности при испытании ремней. Фиг.5 иллюстрирует выступающее волокно 50 с исходным поперечным сечением 52 с двумя выступающими частями криволинейной формы или с гантелеобразной формой.

Полагают, что, при отсутствии намерения ограничить изобретение, преимущество удлиненной или овальной формы поперечного сечения заключается в том, что открытая для воздействия зона поверхности волокна может быть увеличена без значительного сопутствующего снижения прочности или долговечности волокна. Длина выступающего волокна может быть максимально увеличена без снижения прочности или долговечности волокна. Сочетание максимально увеличенной длины выступания и несколько увеличенного большого размера поперечного сечения приводит к значительному увеличению открытой для воздействия зоны поверхности определенного количества волокон в эластомерной композиции. Это может быть предпочтительным, поскольку слишком большое увеличение количества волокон с целью увеличения открытой для воздействия поверхности волокон может оказывать отрицательное воздействие на другие свойства резины. Аналогичным образом, увеличение открытой для воздействия зоны поверхности волокон посредством скашивания или выполнение волокон слишком тонкими может оказывать отрицательное влияние на износостойкость волокон, прочность или другие свойства поверхностных волокон. Увеличенная открытая для воздействия зона поверхности волокон, подразумеваемая в настоящем изобретении, может быть предпочтительной для борьбы с шумом и регулирования фрикционных характеристик поверхности контакта ремня, и при этом отсутствуют некоторые из отрицательных воздействий способов по предшествующему уровню техники.

Полагают, что ремни в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения сначала перемещаются очень тихо при амортизирующем действии вертикально выступающих волокон. Кроме того, полагают, что данные ремни продолжают перемещаться тихо благодаря толщине материала волокон между шкивом и поверхностью резины, даже если волокна будут загнуты к поверхности резины вследствие какого-либо манипулирования или обработки или во время использования. Полагают, что вертикально выступающие волокна по вариантам осуществления настоящего изобретения, как правило, загибаются при использовании, при этом они будут расположены на поверхности контакта, образуемой резиной, по существу параллельно и однонаправленно, хотя также может иметь место перекрещивание некоторых волокон. Таким образом, несмотря на то, что поверхность контакта названа здесь поверхностью эластомерного или резинового материала основной части ремня, выступающие волокна фактически образуют, возможно, более существенную часть поверхности контакта. Резина сама, как правило, имеет очень высокий коэффициент трения относительно волокон. В вариантах осуществления настоящего изобретения загнутые волокна, имеющие достаточную толщину, длину и плотность, будут расположены между резиновой частью поверхности контакта и поверхностью шкива или блока и предотвращают прямой контакт между резиновой частью поверхности контакта и поверхностью шкива или блока. Кроме того, группа волокон с овальной или скругленной формой поперечного сечения может образовывать сравнительно шероховатую поверхность трения, которая, как также было установлено, является благоприятной для уменьшения шума. Кроме того, толщина волокон делает их прочными, долговечными и/или стойкими к абразивному износу. Напротив, волокна по предшествующему уровню техники могут быть слишком короткими, скошенными, фибриллированными и/или могут быть выполнены слишком тонкими или плоскими, что не позволяет им иметь длительно сохраняющуюся стойкость к абразивному износу или предотвращать контакт между поверхностями резины и поверхностями шкивов, или образовывать очень шероховатую поверхность контакта.

Длина “H” выступания волокон может составлять, по меньшей мере, 2 диаметра волокна или от приблизительно 5 до приблизительно 20 диаметров волокна, или от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,5 мм, или от приблизительно 0,2 мм до приблизительно 0,3 мм. Как правило, чем длиннее выступающие части волокон, тем лучше эксплуатационные характеристики ремня, как описано ниже. Тем не менее максимальная достижимая длина выступания может быть ограничена практическими соображениями. Например, если части волокон, имеющие недостаточную длину, остаются заделанными в основную часть ремня, то волокно, скорее всего, будет вытянуто из поверхности контакта и не будет способствовать улучшению эксплуатационных характеристик ремня. Было отмечено, что в одном варианте осуществления нейлоновые волокна с длиной 1 мм могут выступать максимум приблизительно на 0,4 мм или приблизительно на половину длины волокна до того, как вытягивание волокон станет значительной проблемой. На вытягивание также может влиять адгезия или ее отсутствие между волокном и эластомерной композицией.

Прерывистые волокна могут иметь среднюю длину от приблизительно 0,5 до приблизительно 5 мм или среднюю длину от приблизительно 1 мм до приблизительно 3 мм. Прерывистые волокна могут иметь исходный средний диаметр, составляющий от приблизительно 10 микрон до приблизительно 50 микрон, или средний диаметр, составляющий от приблизительно 20 микрон до приблизительно 30 микрон. Волокна с некруглой формой поперечного сечения предпочтительно могут иметь исходный большой размер, составляющий от приблизительно 10 микрон до приблизительно 50 микрон или от приблизительно 15 микрон до приблизительно 30 микрон.

Деформируемое волокно может представлять собой одно или несколько волокон, выбранных из группы, состоящей из нейлоновых, акриловых, полиэфирных, полиолефиновых, поликетонных и метаарамидных волокон. Деформируемое волокно может представлять собой термически деформируемое синтетическое термопластичное полимерное волокно. Деформируемое волокно может иметь температуру размягчения, превышающую приблизительно 100°С или превышающую приблизительно 190°С, или составляющую от приблизительно 180°С до приблизительно 350°С. Деформируемое волокно необязательно должно иметь температуру действительно плавления при условии, что некоторое размягчение, сопровождаемое тепловой деформацией, возможно для обеспечения требуемого изменения формы поперечного сечения волокна.

К примерам волокон, пригодных для вариантов осуществления настоящего изобретения, относятся: нейлон-66 с температурой размягчения, составляющей приблизительно 240°С; нейлон-6 с температурой размягчения, составляющей приблизительно 180°С; нейлон-46 с температурой размягчения, составляющей приблизительно 260-270°С; полиэфирное волокно с температурой размягчения, составляющей приблизительно 255°С; метаарамидное волокно Nomex®, продаваемое компанией DuPont, или метаарамидное волокно TeijinConex, продаваемое компанией Teijin Ltd., с температурой размягчения, составляющей приблизительно 280°С; и акриловое волокно с температурой размягчения, составляющей приблизительно 240°С, или тому подобное. Предпочтительным волокном является нейлоновое, включая нейлон-66, нейлон-6 и/или нейлон-46. Волокна могут представлять собой нейлоновые волокна со средним или высоким пределом прочности. Волокна могут включать в себя стабилизаторы окисления или термостабилизаторы, смазочные материалы или другие незначительные добавки. Волокна могут быть обработаны латексом, содержащим резорцинформальдегидную смолу (RFL), изоцианатом или обработаны другим клеящим веществом для повышения адгезионной способности и уменьшения выдергивания их во время профильной обработки или последующего использования. Акриловое волокно представляет собой пример пригодного волокна, которое считается разлагающимся до расплавления, но при этом считается размягчающимся до разложения, и, таким образом, считается термически деформируемым. Полиакрилонитрильные (“PAN”) волокна продаются, например, компанией Toyobo Co. Ltd. К полиакрилонитрильным волокнам относятся волокна с некоторым диапазоном содержания акрилового волокна, как правило, с, по меньшей мере, 85% акрилонитрила и с различными сомономерами, такими как метилметакрилат, винилацетат и тому подобное. Метаарамидное волокно Nomex также имеет температуру размягчения или, по меньшей мере, температуру, при которой возможна некоторая тепловая деформация. К олефиновым волокнам относятся полиэтиленовые волокна, волокна из полиэтилена со сверхвысокой молекулярной массой, полипропиленовые волокна и тому подобное. Поликетоны включают в себя полиэфиркетоны (PEK), полиэфирэфиркетоны (PEEK), полиэфиркетонкетоны (PEKK) и полиарилэфиркетоны (PAEK), полиолефинкетон (POK) и тому подобное (вместе поликетоны (“PK”)). К сложным эфирам относятся полиэтилентерефталат (PET), полиэтиленнафталат (PEN) и тому подобное. Полиэтиленнафталат продается под товарным знаком PENTEX компанией Honeywell International Inc. Полиэтиленнафталат также продается компаниями Teijin Limited, INVISTA и Hyosung Corporation. Полагают, что параарамидные волокна не могут быть термически деформированы в достаточной степени для того, чтобы их можно было использовать на практике для реализации настоящего изобретения, хотя некоторая механическая деформация может быть возможной с некоторым положительным эффектом.

Резина или эластомерный материал поверхности может образовывать гладкую поверхность, от которой выступают волокна. Альтернативно, как показано на фиг.5, поверхность 20 может иметь нерегулярные выступы 36 и впадины 38, что приводит к средней шероховатости, характеризуемой средней разностью “R” высот. Средняя шероховатость поверхности для поверхности контакта предпочтительно может составлять более 10 микрон, предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 100 микрон или приблизительно 50 микрон, и может быть неоднородной. Полагают, что подобная шероховатость и/или неоднородность способствует повышению способности ремня перемещаться тихо в шкиве. Предполагают, что шероховатость и неоднородность поверхности служит для обеспечения опоры для любых волокон или подъема над поверхностью любых волокон, которые изогнуты, как описано выше, и, тем самым, для дополнительного предотвращения создающего шум контакта между шкивом и поверхностью резины.

Эластомерная основная часть ремня может включать в себя один или несколько эластомерных составов на основе одного или нескольких веществ из этиленпропиленовых эластомеров (тройного этиленпропиленового каучука с диеновым сомономером (EPDM), этиленпропиленового каучука (ЕРМ) и тому подобного), бутадиенстирольного каучука (SBR), полихлоропренового каучука (CR), натурального каучука (NR), бутилкаучука (BR), бутадиенакрилонитрильного каучука (NBR), гидрированного бутадиенакрилонитрильного каучука (HNBR), этилен-альфа-олефинового эластомера и тому подобного. Каждый эластомерный состав может включать в себя одно или несколько веществ из пластификаторов, армирующих наполнителей, включая дополнительные натуральные или синтетические короткие волокна, разбавителей, антиоксидантов, антиозонантов, веществ для улучшения технологических свойств, усилителей адгезии, ускорителей, соагентов, вулканизующих веществ и тому подобного.

Количество заделанных коротких или прерывистых волокон в эластомерной основной части ремня может составлять от приблизительно 1 до приблизительно 50 частей на 100 частей эластомера или от приблизительно 5 до приблизительно 30 частей на 100 частей эластомера. Количество открытых для воздействия волокон на поверхности контакта предпочтительно может находиться в пределах от 20 до 150 волокон на мм² или от 50 до 100 волокон на мм² или составлять приблизительно 75 волокон/мм².

Фиг.5 иллюстрирует некоторые из множества разных концов волокон, выступающих от поверхности 20 резины, которые могут быть включены в варианты осуществления настоящего изобретения. Как упомянуто выше, волокно 50 с некруглым поперечным сечением имеет поперечное сечение 52 гантелеобразной формы. Другие волокна, проиллюстрированные на фиг.5, имеют исходно круглые поперечные сечения, подобные заделанному волокну 22. Волокно 23 не выступает в такой степени, какая является предпочтительной, но это может быть вполне достаточным при отношении H/D, составляющем приблизительно 2, или двух диаметрах волокна, чтобы оказывать положительное влияние на эксплуатационные характеристики ремня. Волокно 34 выступает на величину, показанную посредством высоты “H”, которая в несколько раз превышает диаметр волокна. Волокно 34 также имеет овальное поперечное сечение 29 и по существу одинаковое поперечное сечение вдоль большей части длины выступания. Волокно 30 в основном выступает вертикально, имеет бóльшую длину выступания, чем волокно 34, и слегка изогнуто рядом с открытым для воздействия концом. Волокно 30 имеет деформированное овальное поперечное сечение 28. Волокно 25 выступает еще дальше, чем волокно 30, что приводит к немного большему изгибу рядом с концом 40 волокна. Волокно 25 также имеет по существу одинаковое поперечное сечение 32 с формой сплющенного круга. Отверстие 26 указывает на то, что волокно с круглым поперечным сечением было выдернуто из резины.

Фиг.6 иллюстрирует другие формы волокон или конфигурации выступающих во