专利名称：耐齿切变的动力传送带的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种同步传动带，更具体地，涉及一种具有耐齿切变结构的传动带。
背景技术：
正传动带(又可交替称作“同步”或者“定时”带)为众所周知且普遍使用。这些带通常由一种具有弹性的弹性体制成并由纵向张力部件加固，该部件位于沿带的节线上并由多个有高弹性模数的索线构成。为了支撑带的张力负荷，该索线可以用玻璃，钢铁，芳族聚酸胺纤维或者碳纤维制成。该带包括由氯丁(二烯)橡胶，HNBR，氨基甲酸酯，聚氯丁烯，聚亚安酯，NBR(腈基丁二烯橡胶)，或者工业中可以利用的其他热固或者热塑弹性体构成的间隔的齿。齿表面可以用抗磨损织物加固，例如尼龙，其能够抗磨损并有助于防止齿在负荷下折断而脱离索线。
当运转正常的时候，上述的传统结构的带，在受到作为负载循环的一部分的高负荷或者在误用期间的时候，依然容易由于切变力而遭受损害或者造成齿破损。依靠带表面织物作为加固带齿的装置的传统带已被证明是无效的。这种设计根本上是依靠弹性体对索线和表面织物的附着以及弹性体的切变强度。表面织物的结构不能弥补附着剂或者弹性体的破损。为了加固而在齿区域增加额外的织物层会增加带的成本。另外，已与张力索线分离的带齿仍然经常被分离的表面织物松散地接附到相邻的齿上并且能够移动到防止余下的带齿与滑轮齿紧密接合的位置。
结果，工业上依然需要一种能够抵抗齿切变的带构造。最理想的是，该带能够抵抗齿切变故障，并且也有一种即使在破裂或者折断的情况下依然使齿在一个允许带运转的位置松散地连接到索线上的故障软模式。这样的带还应该抵抗由在部分负载循环期间或者在误用期间产生的暂时的高负荷导致的齿切变损害。此外，在工业内部还需要一种能以价廉，可靠的方式克服由齿切变引起的带故障的带构造。
发明内容
本发明克服了传统PD带构造的不足，并且满足了提供一种抵抗齿切变损害的带结构的工业需要，并提供了一种即使在破裂或者折断的情况下依然使齿接附到带张力索线上的故障软模式。
根据本发明的一个方面，该带包括围绕一个或者更多的带的张力索线缠绕的螺旋形的索线(也可以交替称为“填充”索线)或者多个索线。这种构造的填充索线的路径是大致跟随张力索线的螺旋的螺旋。填充索线的一部分在张力索线上面通过，形成一种重复转变角度的模式。填充索线的另一部分在张力索线下面通过，形成被模制到带的每个齿中的环。
这样，螺旋形的索线传送齿切变负荷并且防止齿负荷损害齿的表面织物以及聚合体，从而防止齿折断。当高负荷超过齿聚合体的撕裂强度或者齿或者多个齿与索线的附着力的时候，它也能防止齿或者多个齿与索线脱离。为支持齿对抗齿切变力，螺旋形的索线允许更低成本的表面织物和聚合体用于特定程度的性能。
根据本发明的另一个方面，带齿通过在相反的方向上交替地在张力索线上面通过并且进入齿的锯齿形填充索线锁定在张力索线上。在这种模式下，填充索线通常沿着张力索线的路线，在索线上面同时在齿空间上方通过，并且在张力索线之间交替地在张力索线的左侧和右侧通过向下进入带齿。这样，锯齿形索线也传送齿切变负荷并且防止齿负荷损害齿的表面织物以及聚合体，从而防止齿折断。
本发明将通过例子并且参考附图予以描述，附图中图1是为了示例而部分显示截面的正传动的现有技术的带的顶透视图；图1A是图1的带沿线1A-1A的横截面图；图2是依照本发明形成的正传动带的顶侧面透视图，为了示例而除去带的部分；图2A是图2的带沿线2A-2A的横截面图；图2B是图2的带的张力索线的部分的放大透视图，显示了依照本发明围绕其缠绕的螺旋形的加固索线的部分；图3是依照本发明形成的替代的实施例的带的顶侧面透视图，为了示例而除去带的部分或者用虚线显示；图3A是图3的带沿线3A-3A的横截面图；图3B是图3的带的张力索线的部分的放大透视图，显示了根据本发明围绕其缠绕的螺旋形的加固索线部分；图4是依照现有技术形成的正传动带组件的透视图。
具体实施例方式
首先参考图1，1A和4，一种典型的正传动带10被显示成一种在工业内使用的类型。在这里，带10可以交替地被称为“正传送”，“PD”，“同步”，或者“定时”带。带10的部件包括跟随许多间隔开的带齿14的外形的表面织物12。许多间隔开的、纵向延伸的张力索线16沿着带延伸并且装备有弹性体材料18(为了示例而显示为半透明)，这种材料填充齿并且封闭张力索线。
当前的PD带包括由玻璃，钢铁，芳族聚酸胺纤维或者碳纤维制成的张力索线，这种索线支撑带内部的张力负荷。在不脱离本发明的情况下，如果需要，可以用其他材料代替。张力索线16中的每一个可以由单一的索线来形成，或者如果需要，可以由许多索线来组成。带的弹性体材料18可以由氯丁(二烯)橡胶，HNBR，氨基甲酸酯或者其他已知的弹性体制成。表面织物12抵抗磨损并且有助于抵抗齿在负荷下折断而脱离索线。表面织物12与弹性体材料结合，弹性体材料又与索线结合，并且因此可能在遭受足够量级的反复的负荷时分开。因此，表面织物的耐用性及其抵抗齿切变的有效性依赖于用于使织物和张力索线结合的附着剂的功效，及索线附近弹性体的切变强度。
图4所示的是典型的在两个驱动滑轮1，2之间横越的PD带10，每一个滑轮分别有一系列隔开的且成形为与带10的齿14相啮合的齿3，4。这样一种系统在种种应用中，例如在工业的和汽车的应用中，是行之有效的。实际上，需要即使在齿14中的一个或者多个在切变负荷下与带脱离的情况下，带依然保持与滑轮接合。即使在破裂或者折断的情况下，依然保持齿14接附到索线上是非常必要的目标。另外，带10理想地还应该抵抗由在部分负载循环期间或者在误用带驱动系统期间产生的暂时的高负荷。
如图2，2A和2B显而易见的是，本发明的一个优选实施例明显是一种带有齿的带20，该带布置有表面织物22，齿24，张力索线26，及弹性体28，并且如前面所述的现有技术的带那样构成。另外，螺旋形的索线与带结合成一体。螺旋形的索线30这里可互换地被称为“加固”，“锯齿形”或者“填充”索线。索线30可以是单一的索线或者是捆扎起来的许多索线，索线由任何传统的可得到的材料组成，例如，但不限于，玻璃，钢铁，芳族聚酸胺纤维或者碳纤维。当以单数的形式被称为“索线”时，术语的使用不是意在如此受限制的，并且如果需要，索线30可以包括许多索线。螺旋形的索线30是一种加固件，这种加固件沿着张力索线26的路线，在索线26上面同时在齿空间上方通过，并且打环向下进入带齿，以将齿固定到张力索线。如图2B所示，在一个实施例中，两个邻近的重叠部分32A，32B在共同的方向上在张力索线26上面通过，环部分34布置在其间。加固索线30的路线是具有中心轴线的螺旋，其跟随张力索线的螺旋。加固索线距螺旋轴线的半径按需要变化以形成环34。在螺旋形的索线30在张力索线上面通过的地方，半径小，在环穿过齿的地方，半径大。虽然至少一个加固索线沿着带与每一个张力索线结合是最好的，但这对于本发明的实施不是必要的。对于特殊应用，一些张力索线可能没有与其相关的加固索线，而另一些，如果需要，可能被许多加固索线围绕缠绕。此外，环34可能围绕两个或者更多张力索线形成。
螺旋形的索线环34向下延伸进入齿并且约束齿进入张力索线26。这样，螺旋形的索线传送齿切变负荷，并且防止齿负荷损害齿的表面织物及聚合体，因此防止齿折断。在高负荷超过齿聚合体的撕裂强度或者到索线的附着力的时候，这也能防止齿，或者一组齿与索线分离。螺旋形的索线支撑齿切变力，允许在特定程度的性能下使用更低成本的表面织物和聚合体。
应该注意的是，在加固索线的重叠部分和环部分之间的间隔补足了带的齿之间的间隔。最好地，虽然不是必要地，这种间隔应该使得加固索线的环部分沿着带向下延伸进入每一个齿，并且使得加固索线的重叠部分被布置在沿着带的邻近的齿之间的每个间隙处。然而，其他通过延伸进入齿的加固索线的装置使每一个齿结合进入张力索线的构造和装置意在位于本发明的想法内。环34可能延伸到齿的底部。其也可以只部分地延伸到齿中。其它组合也可能。例如，在张力索线上方通过的加固索线的部分可能沿着带延伸，使得螺旋形的或者锯齿形的环仅在每二个，或者每三个，或者每四个齿中形成。锯齿形模式能够使得在齿和环中形成环，其在张力索线之间和张力索线上面通过，没有在它们上面交叉。在没有离开本发明的情况下，其他构造也可能被本领域的技术人员所预想。
然而，在一个齿或者多个齿从带上折断的情况下，加固索线30以一种故障软模式的方式，产生维持被折断的齿与带的结合，在这种模式中，带不太可能被迫脱离滑轮。(注意数字30既用于在图2B中描述螺旋形的加固索线，也用于在图3B中描述锯齿形的加固索线。因此，这段叙述对于二者都适用。)这允许带运行的时期得以限制，直至带可能被修理或者更换。
图3，3A及3B图解说明了一种依照本发明成形的替代地成形的带。如实施例所示，填充索线30沿着张力索线的路线，在索线上面同时在齿空间上方通过，并且交替地在索线的左侧和右侧通过，以环的方式向下进入带齿，以将齿固定到张力索线。如图3B所示，在替代的实施例中，两个重叠部分32A和32B在张力索线26上面以相反的方向延伸，环部分34被安排在其间。这样一种构造可能被称为“锯齿形”模式。还可配置其他模式。例如，在没有任何有意的限制其它替代的情况下，加固索线30可以成形为编织的填充索线，这种填充索线包括互锁的左右手索线螺旋。
由前面所述可以看出，可以理解，本发明的主题带满足工业对在软故障模式下能够运行的非常耐用的带的需要。这种带经得住齿折断的发生并且通过加固索线30起到约束每个齿进入张力索线26的作用。一种具有极好的强度和性能的一体化的带得以产生。另外，如先前的解释，通过加固索线30得以实现的高度的结构完整性允许在齿原料中，以及表面织物中，使用不是很贵的材料。
根据于此提供的本发明的描述，本发明中的变化是可能的。虽然为了说明本主题发明，某种有代表性的实施例及细节已经被展示，但是显而易见的是，对于本领域的技术人员，在不脱离本主题发明的范围的情况下，能够产生各种各样的变化和修改。因此，应该理解的是，在所述的特别的实施例中能够产生变化，其应该完全在如后附的权利要求书中所限定的本发明有意的范围内。
权利要求
1.在一种有许多间隔的齿的带中，至少一个张力索线沿着与齿间隔的带延伸，且弹性体材料填充齿并且封装张力索线，该改进的特征在于，至少一个加固索线通常沿着至少一个张力索线，并且至少有一个重叠部分在张力索线上面通过，以及至少一个环部分向下延伸进入至少一个齿，以将齿固定到张力索线。
2.根据权利要求1所述的带，其特征在于，至少一个加固索线包括一系列交替的重叠部分和环部分。
3.根据权利要求1所述的带，其特征在于，至少一个加固索线以至少一个大致螺旋形的构造跟随张力索线。
4.根据权利要求1所述的带，其特征在于，至少一个加固索线交替地在张力索线的左侧和右侧通过，向下进入带齿，以将带齿固定到张力索线。
5.根据权利要求1所述的带，其特征在于，至少一个加固索线沿着至少一个张力索线的路线包括至少一个螺旋。
6.根据权利要求1所述的带，其特征在于，带包括至少一个与每一个张力索线相关的加固索线。
7.根据权利要求1所述的带，其特征在于，至少一个加固索线围绕许多张力索线的各个缠绕。
8.根据权利要求1所述的带，其特征在于，带包括许多张力索线，至少一个选定的张力索线具有围绕其缠绕的至少一个加固索线。
9.根据权利要求8所述的带，其特征在于，至少一个张力索线保持没有被加固索线缠绕。
10.一种带系统的类型有至少一个被驱动滑轮和围绕滑轮延伸，并且把运动施加其上的驱动带，被驱动滑轮有一系列间隔的齿，并且带有许多与滑轮齿相互啮合的间隔的齿，至少一个张力索线沿着与齿间隔的带延伸，弹性体材料填充齿并且封装张力索线，该改进的特征在于，至少一个加固索线通常沿着至少一个张力索线，并且至少有一个重叠部分在至少一个张力索线上面通过，以及至少一个环部分向下延伸进入齿，以将齿固定到至少一个张力索线。
11.根据权利要求10所述的带系统，其特征在于，至少一个加固索线包括一系列交替的重叠部分和环部分。
12.根据权利要求10所述的带系统，其特征在于，至少一个加固索线以大致螺旋形的构造跟随至少一个张力索线。
13.根据权利要求10所述的带，其特征在于，至少一个加固索线交替地在至少一个张力索线的左侧和右侧通过，向下进入带齿，以将带齿固定到张力索线。
14.根据权利要求10所述的带，其特征在于，加固索线沿着张力索线的路线包括螺旋。
15.根据权利要求10所述的带，其特征在于，带包括许多张力索线，选择的张力索线具有至少一个围绕其缠绕的加固索线。
16.在一种有许多间隔的齿的带中，许多张力索线沿着与齿间隔的带延伸，并且弹性体材料填充齿并且封装张力索线，该改进的特征在于，至少一个加固索线通常沿着至少一个张力索线，并且有重叠部分在至少一个张力索线上面通过，以及环部分从至少一个张力索线向下延伸。
17.根据权利要求16所述的带，其特征在于，其中至少一个加固索线包括一系列交替的重叠部分和环部分。
18.根据权利要求16所述的带，其特征在于，带包括许多张力索线，及至少一个加固索线，该至少一个加固索线以至少一个大致螺旋形的构造围绕至少一个张力索线缠绕。
19.根据权利要求16所述的带，其特征在于，带包括许多张力索线，选择的张力索线具有至少一个围绕其缠绕的加固索线。
20.根据权利要求16所述的带，其特征在于，至少一个加固索线的重叠部分大致定位在两个相邻的带齿之间的空间，并且加固索线的环部分向下延伸并且被模制到齿中，以将齿固定到张力索线。
全文摘要
一种带有许多间隔的齿，至少一个张力索线沿与齿间隔的带延伸，并且齿原料材料填充齿并封装张力索线。加固索线与带结合，以通常跟随张力索线，该加固索线有至少一个在张力索线上面通过的重叠部分，并有至少一个环部分向下延伸进入齿，以连接并固定齿到张力索线，因此，加固了齿而防止其由于切变力与带分开。
文档编号F16G1/28GK1673568SQ200510062460
公开日2005年9月28日 申请日期2005年3月28日 优先权日2004年3月26日
发明者D·B·伍德 申请人:固特异轮胎和橡胶公司