为环形V型皮带形式的硫化橡胶CVT皮带具有皮带主体，皮带主体具有倾斜的侧面、由嵌入到橡胶组分内的螺旋扭绞的张力绳构成的张力绳层、绳下方橡胶层以及绳上方橡胶层，其中所述张力绳是由用粘结剂浸渍处理过的和/或外涂有与张力绳层的橡胶相容的粘结剂的连续长丝碳纤维构成的具有捻度的单束。单束可以是18K。所述碳纤维可具有从约6.0微米到约6.4微米的长丝直径、从约200GPa到约300GPa的弹性模量、从约1.9％到约2.3％的断裂伸长率。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及用于变距驱动的动力传输驱动皮带，更具体地涉及用于无级变速器的皮带，特别涉及带有碳纤维张力绳的橡胶CVT皮带。
技术介绍
变距驱动(“VPD”)包括至少一个变距带轮。这些驱动的速比是通过相对一个带轮侧壁移动另一个带轮侧壁从而皮带以变距带轮的不同节径运转进行控制的。为了获得更大范围的速比，VPD可以具有两个变距带轮。这样的驱动传统上都称之为“变速驱动”，但随着闭环控制、无级变速器(“CVT”)的发展，术语“变速驱动”(“VSD”)已经变得更多地与较简单的开路控制驱动相关联，在开路控制驱动中速比是选择性的或拨入式的或可调节的，这里VSD将被用作这样的意思。由此，VSD是带有相对慢的、不频繁的、或手动变速或比率调节的可变皮带驱动。另一方面，CVT通常具有某种基于系统中驱动的动态自动且相对快速换挡的闭环控制或反馈装置。通常，在CVT中是基于速度测量或速度变化或对速度测量或速度变化作出反应来控制主动带轮以将动力源或发动机保持在最佳功率或速度范围内，并且是基于扭矩负载或对扭矩负载作出反应来控制从动带轮的。变距带轮可由各种机构进行调节，包括机械的、电动机械的、电子的、液压的等等。皮带驱动CVT广泛地使用于小型摩托车、全地形车辆、雪地机动车甚至汽车。一般说来，当VPD中两个半轮沿轴向朝背离方向或靠拢方向移动以强行改变皮带径向位置时，由于皮带在带轮内改变径向位置，所以皮带会受到极大的摩擦力。当两个半轮沿轴向朝靠拢方向移动以增加皮带的节线时，皮带受到极大的摩擦力和高的轴向或横向压力。高的可变扭矩负载导致高的张力和高的楔入力，该高的张力和高的楔入力也会导致皮带上的高横向力。一些VPD应用也将皮带用作离合器，这在皮带的接触表面上产生了附加的摩擦力。所有这些力在CVT中会因为动态应用(例如，伴随高的加速负载的频繁、快速的换挡)而非常剧烈。由于CVT皮带横跨驱动皮带轮和从动皮带轮，其也受到持续的弯曲或挠曲。橡胶皮带CVT皮带通常无润滑地使用在被称为“干式CVT”应用中。由此，一般VPD皮带，特别是CVT皮带必须设计成具有良好的纵向柔韧性、高的纵向模量、高的抗磨损性以及高的横向刚度。皮带必须在宽的温度范围上长时间运转。本领域的代表是美国专利No. 6，620，068，其公开了一种粗制边缘双面带齿V型皮带，这种皮带用于可变速驱动，在内侧和外侧具有曲线齿，一个由诸如聚酯、芳族聚酰胺和/或玻璃纤维做成的成螺旋形卷绕的绳的层。皮带包括橡胶压缩层和橡胶拉伸层，该橡胶压缩层和橡胶拉伸层含有横向排列以进行横向加强的短纤维。皮带还包括在内侧齿表面和/或外侧齿表面上的织物加强层。同样为本领域代表的是美国专利No. 4，708，703，其公开了一种带有对齐的上部齿和槽及下部齿和槽的CVT皮带，且带有纵向绳。齿优选为在其顶部覆盖有带有横向强化元件以处理屈曲的问题并增加扭矩性能。授予Knutson的美国专利No. 6，695，733和6，945，891公开了一种带有碳纤维张力绳的有齿橡胶皮带。Knutson的张力构件是经RFL处理过的绳，这些绳以隔开间隔并排排列的方式跨皮带的宽度螺旋状卷绕。给出的绳例子全部是6K-2构造，虽然也提到了 12K-1、6K-3以及其它构造。绳可占到从约75%到约95%的皮带宽度。Knutson仅仅建议该绳能应用于其它皮带类型中的V型皮带，但没有提到CVT皮带。美国专利公报No. 2001/041636A1公开了一种块式CVT皮带，其包括环形负载载体，该环形负载载体具有其上安装有多个刚性块的张力构件。碳纤维被提及作为许多可能的张力构件中的一种。该设计没有在张力构件上设置横向负载，而仅在块体上设置了横向负载。授予Knutson等人的美国专利No. 5，807，194描述了碳纤维，包括6K-3构造，用于铸造聚氨酯有齿皮带。如根据ASTM D4018确定的那样，碳纤维通常具有范围从约50GI^到约350GPa的弹性模量。单根碳纤维的横截面直径是从约4μπι到约7μπι的范围。碳绳没有被粘结剂处理以便在皮带铸造期间不用限制聚氨酯材料的渗入。有齿的皮带不在横向负载下运转。同样参考于2009年4月30日提交的共同未决美国专利申请序列号No. 12/432，985和于2008年7月1日提交的共同未决美国专利申请序列号No. 12/217,026,两者内容整体合并于此以作参考。
技术实现思路
本专利技术涉及这样的系统和方法，即提供改进的CVT皮带，所述皮带提供改进的CVT驱动性能，并且也提供改进的皮带构建特性。本专利技术涉及一种硫化橡胶皮带，其以环状V型皮带的形式用于变距驱动，其具有皮带主体，该皮带主体带有顶宽度、总厚度、倾斜的侧面、由嵌入到皮带主体中的螺旋扭绞的张力绳构成的张力绳层、位于绳上方的绳上方橡胶层以及位于绳下方的绳下方橡胶层。该张力绳包括由碳纤维构成的具有捻度的且用粘结剂浸渍处理过的单束线，粘结剂优选与该绳所嵌入的橡胶相容。在本专利技术的各种实施方式中，碳绳束可以是18Κ单束，且/或碳纤维可具有从约6. O微米到约6. 4微米的长丝直径，和/或从约200GPa到约300GPa的弹性模量，和/或从约1. 9%到约2. 3%的断裂伸长率。在各种实施方式中，皮带可具有范围从约2. O到约3. O的顶宽度与厚度的比率。皮带也可在顶部和/或底部具有齿轮廓，其可以是双面齿轮廓，双面齿轮廓可具有对齐的齿根和相等的齿节距。皮带也可具有在倾斜的侧面上且靠近底部的后角。另外该皮带可在室温下具有大于55N/mm/mm或从55N/mm/mm至75N/mm/mm范围内的横向刚度。在各种实施方式中，张力绳层、绳上方层以及绳下方层中的至少一个可包括氯丁橡胶组分和乙烯_a-烯烃橡胶组分。当在垂直存在于所述橡胶组分中的任何取向纤维的交叉纹理方向测量时，张力绳层的橡胶组分的弹性模量高于绳下方层的橡胶组分的弹性模量。顶表面和/或底表面可以是橡胶，而不带有任何覆盖织物。前面提到的内容已经相当宽地概述了本专利技术的特征及技术益处以求更好地理解接下来本专利技术的详细说明。形成本专利技术权利要求书主题的本专利技术的附加特征及益处将在下文描述。本领域技术人员应当领会到公开的思想和具体实施方式可以容易地当作为了实现与本专利技术相同的目的而进行修改或设计其它结构的基础来使用。本领域技术人员同样也应当意识到这样的等同结构不脱离如在随附的权利要求书中阐述的本专利技术的精神和范围。被认为是本专利技术特征的新的特征，关于其结构和使用方法，连同另外的目的和益处，将会从下面结合附图考虑的说明书中很好地理解。然而，显然可以理解，每一幅图都是仅仅为了解释和说明而提供的而无意作为限制本专利技术的定义。附图说明附图包含于说明书并形成说明书的一部分，其中相同的附图标记表示相同的零件，附图示出了本专利技术的优选实施例，且与说明书一起，用于解释本专利技术的原理。在附图中图1是本专利技术的一个实施方式的局部分段的侧视图；图2是图1的实施方式沿着2-2线的剖视图；图3是本专利技术的另一个实施方式的局部分段的立体图；图4是拉伸率打滑试验的皮带特性的比较曲线图；以及图5是示出轴向刚度试验的图。具体实施例方式图3示出了为CVT皮带或VPD皮带形式的本专利技术典型实施方式。皮带100具有大体上等腰梯形的横截面，背部的、上侧的、外面的或顶侧的面30平行于底部的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·M·杜克，J·G·诺克斯，
申请(专利权)人：盖茨公司，
类型：发明
国别省市：
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