专利名称：动力传送带及其制造方法
技术领域：
本发明涉及具有低位线绳的动力传送带和制造这种传送带的方法。
背景技术：
在这种技术中众所周知，用弹性材料制造动力传送带，在弹性材料中嵌入抗拉部件，这种传送带具有多肋条的齿形或者V形型面。这种传送带在具有配合齿形型面的皮带轮上运行。
众所周知，在动力传送带中抗拉线绳一般配置在弹性基体中。具体是，在有肋条的传送带上，这种抗拉部件配置在传送带主体内。这种结构形式在传送带的肋条上提供了增加的杠杆臂，传送带的肋条由抗拉部件支承。作用的力正比于从抗拉线绳的中心到啮合皮带轮的支承表面的径向距离。较长的杆杠臂长度降低了传送带的工作寿命。
制造传送带的方法部分地决定抗拉线绳的位置。在磨制传送带的情况下，在一个型芯上模制和硫化橡胶带。然后取下该橡胶带，并在该橡胶带上磨出多肋条的齿形型面。因为不能完全控制打磨操作，所以必须注意到抗拉线绳的位置，以防止该线绳在打磨操作时被磨断。这样便造成需要使抗拉线绳离肋条顶点的位置比优选距离更远。
这种先有技术的代表是Meadows的美国专利No.3820409，该专利公开一种V形传送带，该传送带具有许多间隔很近的支承线绳，该支承线绳横向于负载承受线绳，并配置在该负载承受线绳的至少一侧。
需要的是一种传送带，这种传送带从抗拉线绳到肋条顶点的距离显著减小。需要的是一种传送带，这种传送带从抗拉线绳到肋条/皮带轮界面的距离显著减小。需要的是一种传送带，这种传送带的上部线绳层配置在弹性层中，该弹性层又叠放在抗拉线绳上，以便在模制期间控制抗拉线绳的位置。本发明满足了这些要求。
发明概要本发明的主要方面是提供一种动力传送带，该传送带从抗拉线绳到肋条顶点的距离显著减小。
本发明的另一方面是提供一种动力传送带，该传送带从抗拉线绳到肋条/皮带轮界面的距离显著减小。
本发明的再一方面是提供一种动力传送带，该传送带具有配置在弹性层中的上部线绳层，该上部线绳层又叠置在抗拉线绳上，以便在模制期间控制抗拉线绳的位置。
下面说明本发明和附图，由此可以明显看出或者指出本发明的其它方面。
本发明包括一种具有叠置在抗拉线绳上的分层结构。弹性层叠置在上部线绳层上，该线绳层又叠置在另一弹性层上，该另一弹性层又叠置在抗拉线绳上。该上部线绳层在模制期间支承抗拉线绳，由此可以稳定线绳的位置。这种结构可使多肋条传送带中从抗拉线绳的轴线到肋条顶点和肋条/传送带界面的距离显著减小。
附图的简要说明
图1是先有技术的横截面图。
图2是本发明传送带的横截面图。
图2A是模制操作后图2的细节图。
图3是本发明传送带的测试结果曲线图。
图4示出本发明传送带的高负载寿命测试结果。
图5示出本发明传送带的高温工作寿命。
图6示出-d尺寸的横截面图。
图7是传送带横截面的侧视图。
图8示出常规上部线绳的结构。
图9示出本发明传送带的上部线绳结构。
优选实施例的详细说明图1是先有技术的横截面图。该先有技术结构包括上部线绳层A、下部线绳层B和抗拉线绳C。该线绳轴线在图中距离多肋条齿形型面的顶点为给定的距离d。该线绳与肋条的顶点必须分开足够的距离d，以防止在传送带上磨制多肋条齿形型面时受到损伤。抗拉线绳C配置在弹性材料D中。
图2是本发明的横截面图。传送带100包括许多层。在优选实施例中，下部线绳层14包括多肋条齿形型面。在操作中，传送带100啮合皮带轮P。
具体是，层10包含橡胶或者充填纤维的弹性材料。上部线绳或者交叉线绳11包括交叉线绳层。该交叉线绳层在模制和硫化工艺期间，支承抗拉线绳13，使该线绳在传送带主体中保持在正确位置。该交叉线绳11包括织造材料或者非织造材料。
该交叉线绳层11基本上是没有孔隙的，由此可以防止层10在模制期间大量渗透到层11中。这样便可使层11起到支承抗拉线绳13的作用，由此将抗拉线绳的轴线CL的位置控制在一致的位置。
在层11和抗拉线绳13之间涂上薄橡胶层12。该线绳13沿传送带的纵轴线延伸。虽然在优选实施例中，该橡胶层12涂在层11和抗拉线绳13之间，但是橡胶层12也可以涂在抗拉线绳13和下部线绳层14之间，只要在模制期间橡胶12能够包住线绳13。
下部线绳层14包括具有充填纤维的弹性材料。在另一实施例中，该下部线绳层还包括不填充纤维的纯弹性层，即橡胶层。层10和14的填充纤维量在0.1％-20％的范围内。纤维包括这种技术中任何已知的纤维，例如包括棉花、PTFE和芳族聚酰胺纤维。
还可以加上外套15，该外套包括织造的或者非织造的纤维品，以便形成充分大的摩擦系数。
制造本发明传送带的制造方法是，在转筒型芯上顺序加上各个层。采用膨胀膜的模制方法制造传送带，该膨胀膜将橡胶带压入到有肋条的外壳中。在这种工艺中，在型芯上形成传送带，在该型芯的表面上具有膨胀部件。在模制和硫化期间，该膨胀部件将带的型件压入到外壳模具中。采用交叉线绳的上部线绳层11来稳定抗拉线绳13的位置，由此精确控制线绳的位置。这样便使得可以将抗拉线绳13放在更靠近肋条顶点16的位置，由此更靠近肋条/皮带轮界面RP，因而显著增加工作寿命。相比较而言，先有技术的线绳与肋条顶点和肋条/皮带轮界面相距更大的距离，造成较短的工作寿命。
具体是，在型芯上首先加上橡胶弹性材料或者填充有纤维材料的第一弹性层10。随后加上交叉线绳层11。由于在模制期间橡胶具有流动性，所以最好将该层的两端缝合起来，或者在两端留下间隙，如图9所示，由此将交叉线绳层11连接起来。
随后将包含薄层橡胶料的第二弹性层12加在交叉线绳层11上。在优选实施例中，该层12只用橡胶料形成。随后在该橡胶料层上绕上抗拉部件或者抗拉线绳13。接着加上包含充填纤维的下部线绳层14的第三弹性层。最后，在下部线绳层的表面上加上一层非织造纤维品15构成的层。非织造的纤维品15包括纤维素材料或者非纤维素材料。
使用这种形成方法和工艺可以使最后的线绳位置保持稳定，并显著使其靠近肋条顶点16和肋条/皮带轮界面RP。具体是，在反向模制操作期间，将传送带型件，特别是将线绳13螺旋绕在转筒型芯上的膨胀薄膜上。在模制期间，该膨胀薄膜或者袋子将传送带型件推入到模具壳的肋条中。
传送带型件，在先有技术中，在顺序模制期间，该线绳13或者容易形变，或者容易向下牵引到第一现有支承层中。这样便造成线绳的错位，使得线绳受到不同的负载，由此降低了工作寿命。
在本发明的传送带和工艺中，用交叉线绳层11进行支承，因而可以防止发生这种情况。以这种方式支承线绳13，使得线绳面CL更精确地靠近肋条/皮带轮界面RP。
与在固化传送带型件上磨制传送带齿形型面的制造方法相比，这种制造方法也具有显著的优点。在打磨传送带的情况下，必须使线绳位于与肋条顶点16隔开更大的位置，以避免打磨操作损伤线绳。在本发明的模制结构中，该线绳面更靠近肋条顶点。
与先有技术传送带相比，公开的本发明传送带结构可以使线绳CL位于肋条顶点16和肋条/皮带轮界面RP(d2)上面更小的径向距离d处。以这种方式配置线绳可以得到极好的动力学特性，见图3。本发明传送带径向距离d的范围是使得线绳13的外表面位于肋条顶点16上面约0.000-0.050英寸的范围内。对于线绳面距离d，也可以是负的，因而线绳的外表面可以位于肋条顶点的下面，因而线绳13实际上可局部或者完全地放在肋条中，见图6。线绳轴线和肋条顶点之间的距离在约-0.040-0.000英寸范围之间。负值例如0.040英寸表示线绳位于肋条顶点的下面，因而该线绳位于肋条中，见图6，该图是-d尺寸的横截面图。
在优选实施例中，对于直径约0.040英寸的线绳13，d位于肋条顶点上面的距离范围是约在0.010和0.015英寸之间。在径向距离d＝0.020英寸的情况下，该抗拉线绳13位于层14的肋条顶点16所在的表面上。此处给出的线绳直径仅仅是例示性，该直径可以根据用户的要求和传送带的操作条件进行改变。
如前所述，公开的本发明传送带的结构起着减小肋条/皮带轮界面RP和传送带线绳CL之间距离d2的作用。在传送带啮合皮带轮时，距离d2的减小可使肋条的偏移量减小。具体是，在操作期间，当传送带啮合皮带轮时，该肋条弹性材料将响应传送到皮带轮上的转矩而发生偏移。这种偏移是沿着纵向轴线的、并是相对于抗拉线绳上的一点发生偏移。见图7。
图7是传送带截面的侧视图。A代表抗拉线绳13上的一个点。C代表肋条14与皮带轮啮合的啮合表面上的一个点。当皮带轮在负载L下啮合皮带轮(未示出)时，该肋条14将发生偏移，使得点C偏移到点B，偏移距离D3。D3的量随d2变化，如本文说明的。当d2增加时，D3减小。相反，当d2减小时，D3增加。过大的偏移量D3将会使肋条破裂，造成传送带过早失效。在操作期间，通过显著减小d2可以降低偏移量D3，由此可以增加本发明传送带的寿命。
图2A是图2的细节图。该传送带的横截面示出已将弹性层12压在抗拉线绳13之间，并穿过该线绳，形成突出部120。该突出部120平行于该抗拉线绳，并沿着该线绳的长度，基本上平行于纵轴线。层11也被压到靠近抗拉线绳，并靠在围绕线绳13的层12其余的薄部分上。该突出部120包括层12的弹性材料。该突出部在操作期间构成线绳的支承件和缓冲件。
图3是本发明传送带的测试结果曲线图。如图3所示，降低肋条顶点16和线绳CL之间的平均距离，因而降低肋条/皮带轮界面RP和线绳CL之间的平均距离可以显著增加传送带寿命。例如，对于抗拉线绳轴线和肋条顶点的平均径向距离d约为0.042英寸的传送带，其传送带寿命是100小时，而对于抗拉线绳轴线和肋条顶点之间的平均径向距离d约为0.032英寸的传送带其寿命为280小时。
图4示出本发明传送带的高负载寿命测试结果。本发明的传送带显示出高负载寿命显著提高。高负载试验时传送带的运行条件是，负载在约为4900r/min，总张力约为264磅，温度约为85℃。本发明的传送带工作约280小时后破裂，而具有较高位线绳位置的传送带则小于150小时而失效，因此提高86％。
图5示出本发明传送带的高温耐用寿命。本发明传送带的高温耐用性能显著提高。高温耐用性试验包括在三个驱动点驱动皮带轮，转速约为13000r/min，总张力约为282磅，温度约为250°F。本发明传送带工作约390小时失效，而具有标准线绳的传送带，操作250小时失效，因此提高56％。
图8示出常规上部线绳结构。上部线绳层C在重叠连接部分相连接。该重叠部分的一个端部重叠在下部分上，重叠长度为OL。这种“高部位”重叠产生一个突出部，在传送带与后部从动轮联用的情况下，这种突出部在操作时将产生噪音。
图9示出本发明传送带的上部线绳结构。如本说明中其它地方所述，层10叠置在交叉线绳层11上。D表示转筒型芯如本文中其它地方所述。在制造期间，在该型芯上叠置形成传送带。层11的两个端部11A和11B以对接方式连接和/或彼此缝合在一起。然而，在优选实施例中，在制造期间，在圆筒型芯上，在端部11A和11B之间可以形成稍许的间隙G，使得端部11A可以缝合在层11中，而不是缝合在相对端部11B上，在硫化期间，层10的材料因此可以流过该间隙，形成无缝的接头。这种无缝接头可以消除传送带在后部从动轮上运行时产生的任何噪部音。因此，在上部线绳层上留出间隙来制造传送带，这种方法优于先有技术传送带的制造方法，在先有技术传送带中，在上部线绳层上的间隙在采用后部从动轮时将产生噪音，因为先有技术传送带需要更紧密地控制上部线绳层的端部。本发明传送带不需要将层11的端部准确切开和叠置，这样也降低制造成本。
虽然前面已说明本发明的一种形式，但是技术人员可以明显看出，在部件的结构和关系方面可以进行改变而不超出本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种制造传送带的方法包括以下步骤制造传送带型件，包括以下步骤在模制型芯上加上第一弹性层，该模制型芯具有可膨胀的外表面；在该弹性层上加上交叉线绳层；在该交叉线绳层上加上第二弹性层；在该第二弹性层上绕上抗拉部件；在该抗拉线绳上形成第三弹性层；向可膨胀的外表面加压，使传送带型件压入到具有传送带齿形型面的模具中；用交叉线绳层支承抗拉部件，由此可以控制抗拉线绳的位置；加热传送带型件；硫化该传送带；从模具上取下传送带型件。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在第三弹性层上加非织造纤维层的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括使用多肋条外形的步骤，该肋条具有肋条顶点。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括将固化的传送带型件切成多个传送带的步骤。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在第一弹性层上填充纤维的步骤。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在第三材料层上填充纤维的步骤。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将肋条顶点到抗拉部件轴线的距离限定到-0.040-0.015英寸的范围内。
8.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括只用橡胶形成第二弹性层的步骤。
9.一种传送带，包括第一弹性层；结合于该第一弹性层的第一交叉线绳层；沿传送带纵向轴线延伸的抗拉部件；第二弹性层，结合于交叉线绳层，叠置在抗拉部件上，在抗拉线绳之间延伸，由此形成位于抗拉线绳和肋条顶点之间的突出部，该突出部基本上平行于抗拉线绳；第三弹性层，结合于具有第二弹性层，具有齿形型面。
10.如权利要求11所述的传送带，其特征在于，还包括充填在第一弹性层中的纤维。
11.如权利要求11所述的传送带，其特征在于，还包括充填在第三弹性层中的纤维。
12.如权利要求11所述的传送带，其特征在于，第二弹性层只用橡胶形成。
13.如权利要求11所述的传送带，其特征在于，还包括多肋条的齿形型面。
14.一种传送带，包括具有肋条顶点的弹性材料主体，该肋条沿纵向方向形成；抗拉部件，该抗拉部件沿着纵方向，相对于肋条顶点配置在该弹性材料主体内，并且抗拉部件轴线和肋条顶点之间的径向距离为d；交叉线绳层，邻接抗拉部件，在肋条顶点的相反侧。
15.如权利要求14所述的传送带，其特征在于，还包括位于皮带轮界面上的贴于弹性材料主体上的纤维层填充层。
16.如权利要求14所述的传送带，其特征在于，该弹性材料主体只用橡胶形成。
17.如权利要求14所述的传送带，其特征在于，径向距离d在约-0.040-0.050英寸范围内。
18.如权利要求14所述的传送带，其特征在于，径向距离d在约0.020-0.015英寸的范围内。
19.如权利要求17所述的传送带，其特征在于，交叉线绳层还包括织造材料。
20.如权利要求17所述的传送带，其特征在于，该交叉线绳层还包括非织造材料。
21.一种传送带，包括弹性材料主体，具有肋条顶点，该肋条沿着纵向配置；抗拉部件，该部件沿纵向配置，相对于肋条顶点嵌入到该弹性材料主体内，在抗拉部件轴线和肋条顶点之间具有范围约在-0.040-0.050之间的径向距离d。
22.如权利要求21所述的传送带，其特征在于，还包括多肋条的齿形型面。
23.如权利要求21所述的传送带，其特征在于，还包括交叉线绳层，该线绳层靠近抗拉部件配置，在肋条顶点的相反侧。
24.一种传送带，包括弹性材料主体，具有至少两个沿纵向延伸的肋条，该肋条具有沿纵向方向配置的肋条顶点；抗拉部件，沿纵向配置，配置在肋条内。
25.如权利要求24所述的传送带，其特征在于，还包括在抗拉部件轴线和肋条顶点之间的径向距离d的范围约在-0.040-+0.020。
25.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤在第一弹性层的两个端部之间形成间隙。
26.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤在第一弹性层的两个端部之间形成对接连接。
27.如权利要求9所述的传送带，其特征在于，第一交叉线绳层基本上是无孔隙的。
28.如权利要求19所述的传送带，其特征在于，该交叉线绳层基本上是无孔隙的。
29.如权利要求23所述的传送带，其特征在于，该交叉线绳层基本上是无孔隙的。
全文摘要
本发明包括传送带，该传送带具有叠置在抗拉线绳上的层结构。弹性层(10)覆盖在上部线绳层(11)上，该上部线绳层又覆盖在另一弹性层(12)上，该弹性层又覆盖在抗拉线绳(13)上。该上部线绳层在模制期间支承该抗拉线绳，由此可以相对于肋条顶点稳定线绳面轴线的位置。这种结构显著减小了多肋条传送带中从抗拉线绳轴线到肋条顶点和肋条/皮带轮界面之间的距离，由此可以显著提高传送带寿命。
文档编号B29K21/00GK1533484SQ02814510
公开日2004年9月29日 申请日期2002年7月17日 优先权日2001年7月18日
发明者克雷格·科潘, 克雷格 科潘 申请人:盖茨公司