(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (51) T3 Int.Cl. F16G 5/08 ( ) F16G 5/20 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2018/18 EP B1 (54) Tytuł wynalazku: Żebrowany pas klinowy ze wzmocnioną warstwą pokrycia (30) Pierwszeństwo: DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2017/20 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2018/10 (73) Uprawniony z patentu: ContiTech Antriebssysteme GmbH, Hannover, DE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 HENNING KANZOW, Wedemark, DE CHRISTIAN GREINER, Hannover, DE MARKO SCHLEICHER, Hannover, DE TIM FISS, Hannover, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Małgorzata Trejgis JWP RZECZNICY PATENTOWI DOROTA RZĄŻEWSKA SP.K. ul. Żelazna 28/30 Sienna Center Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 35135/18/ZWA/MT EP Opis Żebrowany pas klinowy ze wzmocnioną warstwą pokrycia [0001] Wynalazek dotyczy żebrowanego pasa klinowego (KRR) z materiału elastomerowego z wyprofilowaną i utworzoną stroną napędową do przenoszenia siły na komplementarnie uformowane koło pasowe i położonym naprzeciw strony napędowej zasadniczo gładkim grzbietem, przy czym pas ma wystającą z wyprofilowanej strony napędowej część dolną z profilem żebrowanym, warstwę osadzonych elementów napinających i warstwę pokrycia. [0002] Przenoszące siłę żebrowane pasy klinowe wytwarzane są w różnych typach i są znane w licznych przykładach wykonania. W swoich zasadniczych konstrukcjach i rozmiarach żebrowane pasy klinowe są przy tym znormalizowane m.in w normie DIN Żebrowane pasy klinowe z profilami PJ, PK, PL i PM są stosowane w ogólnej budowie maszyn, profil PH korzystnie w sektorze sprzętu gospodarstwa domowego. W dodatkowym zespole urządzeń napędowych silników KFZ stosowane są prawie wyłącznie żebrowane pasy klinowe z profilami PK, które charakteryzują się kątem boku ok. 40 (w praktyce 40+/-3 ) i podziałem ok. 3,56 mm (w praktyce 3,56 +/-0,05 mm). [0003] W szeregu przypadków zastosowania zespoły urządzeń, które na swoim wale napędowym mają odpowiednio uformowane koła pasowe, napędzane są nie tylko po stronie napędowej pasa napędowego, lecz także za pomocą tak zwanych rolek tylnych na odpowiednio przekierowujący i działający na gładkie koła pasowe grzbiet pasa. Tak jest np. często w napędzie żebrowanego pasa klinowego w silniku KFZ w przypadku, w którym napęd pompy wodnej może funkcjonować jako dodatkowy zespół urządzeń na gładkim grzbiecie pasa. Często wykonywane są również rolki napinające jako rolki tylne. [0004] Napędy żebrowanego pasa klinowego w pojazdach silnikowych mogą być zaprojektowane na długi okres użytkowania, tak jak obecnie często możliwa jest do zrealizowania żywotność dla więcej niż km. Jeden z powodów takiej długiej żywotności leży w zastosowaniu mieszaniny gumowej na bazie termicznie odpornych, syntetycznych kauczuków, takich jak terpolimer etylenowo-propylenowo-dienowy (ang. EPDM Ethylene Propylene Diene Monomer) i kopolimer etylenowo-propylenowy (ang. EPM Ethylene Propylene Monomer). Ponadto żywotność została wyraźnie podwyższona dzięki zredukowaniu grubości żebrowanego pasa klinowego z poprzednich ok. 6 mm do wartości między 4 a 5 mm. W przeciwieństwie do pasa klinowego, który często jest statycznie napięty, żebrowane pasy klinowe napinane są z reguły przez automatyczny system mocowania, aby można było zagwarantować we wszystkich warunkach eksploatacji możliwie jak najbardziej stałą siłę pasa. [0005] Przy eksploatacji pojazdów z żebrowanym pasem klinowym w chropowatych, kamienistych obszarach lub regionach bez utwardzonych dróg mogą wystąpić problemy, jeśli przy jeździe wzbijane są małe kamyczki o średnicy 2-5 mm i docierają do napędu pasa. Takie kamienie mogą osadzać się zarówno między żebrami pasa, jak również w żłobieniach koła pasowego. Kamyczki w żłobieniach lub kołach pasowych wywołują masywne ścieranie pasa,

3 -2- zmieniają bardzo mocno przebieg i poślizg i mogą przy obiegu uszkadzać pasy napędu pasowego. [0006] Żebrowany pas klinowy może na przykład być mocno uszkodzony przez rozdzielenie pasa i wypadnięcie kordów. Przez wypadnięcie kordów rozumiane jest wystąpienie kordów z zespolenia pasa, często zaczynającego się obciętą krawędzią kordu/kordów. To wynika m.in. z konwencjonalnej metody wytwarzania żebrowanego pasa klinowego, przy którym jako liczne pasy na bębnie montowany jest torus ( surowa szpula ) i później w pojedynczym pierścieniu, tj. w pojedynczym pasie jest przecinany. Nawinięte podczas wytwarzania warstwy kordów muszą być przy rozcinaniu siłą rzeczy rozdzielone i mogą być w wymienionych okolicznościach miejscami narażone na uszkodzenia. [0007] Problem kamyczków/ciał obcych wnikających w żebra pasa i żłobienia koła pasowego można naturalnie najlepiej rozwiązać przez osłonę lub obudowywanie napędu pasa przy pomocy pokryw lub nasadki ochronnej. Jednak wielu producentów samochodowych będących pod presją cenową chce oszczędzać związane z tym koszty. Również szybsza wymiana pasów nie jest wtedy możliwa, jeśli przedtem muszą być zdejmowane rozległe pokrycia. Dokument JP H A ujawnia żebrowany pas klinowy z profilem w kształcie litery V, który ma składające się z kilku warstw powłoki na grzbiecie pasa, przy czym powłoka grzbietu zawinięta jest we wbite podczas nakładania nici wzmacniające. Dzięki temu można uniknąć pęknięć podłużnych i bocznego przewracania pasów. Niekorzystnie powłoka grzbietu pochłania jednak piasek lub małe kamienie tak, że istniejące rolki tylne w napędzie bardzo szybko się ścierają. W dokumencie JP H A ujawniony jest podwójny pas klinowy, w którym warstwa zawierająca zwinięte elementy napinające na każdej stronie wzmocniona jest przez położone poprzecznie pojedyncze włókna między warstwą elementów napinających a profilem w kształcie litery V żebra. Dzięki temu można uniknąć rozdzieleń lub pęknięć podłużnych. Wytwarzanie tej konstrukcji jest jednak niekorzystnie nadzwyczajnie kosztowne. [0008] Dokument US 2011/ A1 ujawnia żebrowany pas klinowy według części przedznamiennej zastrzeżenia 1. [0009] Dla wynalazku istnieje zatem zadanie stworzenie żebrowanego pasa klinowego, który również we wszystkich trudnych warunkach jest wstawiany bez obudowywania i ma długą żywotność bez rozdzieleń pasa i wypadnięć kordu. To zadanie jest rozwiązywane przez cechy niezależnego zastrzeżenia patentowego. Dalsze korzystne wykonania ujawnione są w zależnych zastrzeżeniach patentowych. Niespodziewanie i w całkowitym przeciwieństwie do znanego stanu techniki uzyskano rozwiązanie według wynalazku przez to, że głębokość profilu żebrowanego profilu wynosi 1,5 do 1,9 mm, i że stosowana jest względnie gruba warstwa pokrycia, mianowicie warstwa pokrycia żebrowanego pasa klinowego utworzona jest z profilem PK o grubości od 1,8 do 3 mm, korzystnie o grubości od 2,0 do 2,5 mm, przy czym warstwa pokrycia jest zasadniczo utworzona bez włókien.

4 -3- Mieszaniny gum są przy tym wykonane na bazie EPDM, EPM lub mieszanki EPDM/EPM. [0010] Kombinacje tych elementów kształtujących w konstrukcji żebrowanego pasa klinowego prowadzą do wyraźnie wydłużonych okresów eksploatacji przy wyżej wymienionym obciążeniu przez małe kamyczki w chropowatych, kamienistych obszarach lub regionach bez utwardzonych dróg. Przeciwieństwo do znanego stanu techniki powstaje zwłaszcza przez to, że dotąd należało możliwie jak najbardziej unikać większych grubości warstw pokrycia w żebrowanych pasach klinowych, ponieważ takie pasy tworzą wyższe naprężenia zginające i nagrzewają się w pracy przy stałym naprzemiennym naprężeniu zginającym tak, że redukowana jest żywotność. W rozwiązaniu według wynalazku, w którym grubość warstwy pokrycia jest połączona zwłaszcza z użyciem warstw pokrycia bez włókien, również nadzwyczajnie grube warstwy pokrycia prawie nie powodują znacznej utraty żywotności. Działające tak samo korzystne dalsze wykonanie polega na tym, że głębokość profilu jest utworzona możliwie jak najbardziej płaska i wynosi maksymalnie 1,9 mm. Według wynalazku grubość warstwy pokrycia wynosi maksymalnie 3 mm. Dzięki temu uzyskuje się zrównoważone dostosowanie między nagrzewaniem pasa a oporem przed rozdzieleniami pasa i wypadnięciami kordów. Takie same korzyści, które dodatkowo uwzględniają wymagania wytwarzania o niskich kosztach, osiąga się w wykonaniu według wynalazku, które polega na tym, że utworzona jest warstwa pokrycia o grubości od 1,8 do 3 mm, korzystnie o grubości od 2,0 do 2,5 mm. Według wynalazku głębokość profilu wynosi 1,5 do 1,9 mm. Im mniejsza głębokość profilu, tym mniejsze prawdopodobieństwo, że małe kamyczki osadzą się między żebrami i w pracy uszkodzą się koła pasowe. Naturalnie jest to możliwe tylko do pewnych granic, ponieważ zbyt małe głębokości profilu prowadzą do zmniejszenia zdolności do przenoszenia. Wymagane tutaj korzystne wykonanie bierze ten konflikt celów pod uwagę i pozwala na możliwie najlepszą wykładnię pasa. [0011] Dalsze korzystne wykonanie polega na tym, że żebrowane pasy klinowe w obszarze osadzonych elementów napinających, czyli między elementami naprężającymi i w obszarze nieco powyżej i/lub nieco poniżej kordów, mają cienką, zawierającą włókno mieszaninę do osadzania, która jest gruba na maksymalnie 1 mm, korzystnie jest utworzona o grubości mniejszej niż 0,6 mm. Mieszanina do osadzania podwyższa połączenie między elementami napinającymi/kordami i otaczającą macierzą elastomerową, czyli podwyższa przyczepność kordów i ponadto działa odpowiednio tak, że unika się wypadnięć kordów/wypadnięć włókien napinających. [0012] Korzyści są wspierane przez dalsze wykonanie, które polega na tym, że włókna mieszanki do osadzania są zasadniczo zorientowane w kierunku obwodu pasa. Całkowita warstwa pokrycia nie powinna zawierać żadnych włókien, zwłaszcza nie obszar zewnętrzny, który leży najbardziej oddalony od kordu, ponieważ zastosowanie mieszanek włókien prowadzi do podwyższenia własnego nagrzewania pasa w pracy, co znacząco zmniejsza żywotność pasa.

5 -4- [0013] Dalsze korzystne wykonanie polega na tym, że włókna mieszanki do osadzania zawierają włókna aramidowe lub PVA [ang. Poly(vinyl alcohol) poli(alkohol winylowy)] lub mieszankę tych włókien. Te typy włókien są nadzwyczajnie odporne na temperaturę, podwyższają przyczepność kordu w materiale i znakomicie dają się przerabiać. [0014] Test okresu eksploatacji, który został przeprowadzony w specyficznie utrudnionych warunkach (poddawanie kurzem i małymi kamyczkami) i obciążeniu temperaturą, skutkował podwyższeniem okresu eksploatacji o trzykrotność, mianowicie z ok. 100 godzin w konwencjonalnych żebrowanych pasach klinowych ze stanu techniki do ok. 300 godzin w żebrowanych pasach klinowych według wynalazku. [0015] Za pomocą przykładu wykonania wynalazek powinien być bliżej wyjaśniony. Przedstawiono: fig. 1 przekrój poprzeczny żebrowanego pasa klinowego według wynalazku fig. 2 przekrój poprzeczny żebrowanego pasa klinowego ze stanu techniki. [0016] Fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny żebrowanego pasa klinowego 5 według wynalazku z materiału elastomerowego ze spłaszczonym profilem w kształcie litery V na stronie napędowej i położonym naprzeciwko strony napędowej zasadniczo gładkim grzbietem 6. Wystający ze strony napędowej pas ma część dolną 1, która zamyka profil żebrowany 3 w kształcie litery V, jak i warstwę osadzonych elementów napinających/kordów 4 i warstwę 2 pokrycia. Warstwa 2 pokrycia przedstawionego tutaj żebrowanego pasa klinowego 5 ma grubość 2,1 mm. Do osiągnięcia w produkcie grubości warstwy pokrycia 2,1 mm została zastosowana przy konfekcji surowej szpuli płyta mieszająca mająca 2,3 mm. Część mieszanki wpływa w procesie wulkanizacji do przestrzeni między kordami. Dlatego grubość 3 warstwy pokrycia jest zawsze mniejsza niż stosowanej w konfekcji płyty mieszającej. Głębokość profilu żebrowanego profilu 3 w kształcie litery V wynosi 1,8 mm. Warstwa 2 pokrycia jest utworzona bez włókien. [0017] Powyżej i/lub poniżej osadzonych elementów napinających 4 przedstawiony tutaj żebrowany pas klinowy 5 ma zawierającą włókna mieszankę do osadzania, utworzoną o grubości 0,5 mm. Na szkicu przekroju poprzecznego mieszanka do osadzania nie została bliżej przedstawiona. W kontakcie z elementami napinającymi/kordami 4 albo warstwą kordów w mieszance do osadzania o grubości 0,5 mm stosowane tutaj włókna aramidowe są zasadniczo zorientowane w kierunku obwodu pasa, czyli prostopadle do płaszczyzny rysunku fig. 1. [0018] Fig. 2 przedstawia do tego w przybliżeniu w takiej samej skali przekrój poprzeczny żebrowanego pasa klinowego 7 ze stanu techniki, w którym wytworzona jest cienka warstwa pokrycia i według znanego stanu techniki. Wynosi ona tutaj ok. 0,7 mm. Oba pasy mają profil PK, zatem profil pasa charakteryzuje się kątem boku ok. 40 i podziałem ok. 3,56 mm. Lista odnośników (Część opisu)

6 -5- [0019] 1 część dolna żebrowanego pasa klinowego 2 warstwa pokrycia 3 spłaszczony profil w kształcie litery V 4 element napinający/warstwa elementu napinającego 5 żebrowany pas klinowy, według wynalazku 6 żebrowany pas klinowy, stan techniki

7 -6- Zastrzeżenia patentowe 1. Żebrowany pas klinowy (5) z materiału elastomerowego z wyprofilowaną i utworzoną do przenoszenia siły na komplementarnie uformowane koło pasowe stroną napędową i położonym naprzeciwko strony napędowej zasadniczo gładkim grzbietem, przy czym pas wystający ze strony napędowej ma część dolną (1) z profilem żebrowanym (3), zwłaszcza wytworzonym jako profil PK zgodnie z normą DIN 7867, warstwę osadzonych elementów napinających (4) i warstwę (2) pokrycia, przy czym warstwa (2) pokrycia zasadniczo jest utworzona bez włókien a mieszanki elastomerowe części dolnej (1) i warstwy (2) pokrycia zawierają kopolimer etylenowo-propylenowy (EPM) i/lub terpolimer etylenowo-propylenowo-dienowy (EPDM), znamienny tym, że głębokość profilu żebrowanego profilu wynosi 1,5 do 1,9 mm i warstwa (2) pokrycia żebrowanego pasa klinowego jest utworzona o grubości od 1,8 do 3 mm, korzystnie o grubości od 2,0 do 2,5 mm. 2. Żebrowany pas klinowy według zastrz. 1, w którym w obszarze osadzonych elementów napinających ma zawierającą włókna mieszankę do osadzania, która ma grubość maksymalnie 1 mm, korzystnie jest utworzona o grubości mniejszej niż 0,6 mm. 3. Żebrowany pas klinowy według zastrz. 2, w którym włókna mieszanki do osadzania są zasadniczo zorientowane w kierunku obwodu pasa. 4. Żebrowany pas klinowy według jednego z zastrzeżeń 1 do 3, w którym włókna mieszanki do osadzania zawierają włókna aramidowe lub włókna PVA lub mieszankę tych włókien.

8 -7-