[发明专利]多楔高效皮带和制造用于高效皮带的楔层材料的方法

说明书

一种多楔高效皮带和制造用于高效皮带的楔层材料的方法，该多楔高效皮带包括：背衬层、设置在背衬层上的楔材料层以及嵌入在楔材料层内的绳索，其中，高效皮带的摩擦系数大于或等于0.03N/mm乘以厚度在2.6mm到4.2mm范围内的皮带的抗弯刚度。高效皮带的其他特征可以包括在约30N/mm到约65N/mm范围内的抗弯刚度和在1.1到5.0之间的各向异性弹性模量比。还描述了制造高效皮带的方法，该方法可以包括以提供平行对齐的增强纤维的方式形成楔材料片材。在一些实施例中，片材形成方法提供了片材，其中，增强纤维在横向于高效皮带的旋转方向的方向上对齐。

本申请是发明名称为“高效皮带及制造该高效皮带的方法”、国际申请日为2019年9月27日的国际申请PCT/US2019/053644进入中国国家阶段的中国发明专利申请号201980027745.8的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年9月27日提交的题为“高效皮带及制造该高效皮带的方法”的美国临时专利申请号62/737,517的权益和优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本申请涉及用于在例如汽车动力传动装置中使用的皮带，更特别地，本申请涉及这样的皮带，该皮带在减少转动皮带所需的能量方面与先前已知的皮带相比具有提高的效率并且不会牺牲皮带的其他性能特性，例如耐用性和动力传动能力。

背景技术

在例如汽车动力传动装置中使用的先前已知的皮带需要一定量的能量来使皮带转动。能量消耗通常为滞后热量产生以及由于转动皮带的扭矩增加而产生的额外燃料消耗的形式。出于各种原因，需要较少的能量来转动皮带的皮带是理想的。例如，需要较少能量来转动的皮带引起改善的燃油经济性以及减少的排放，这两者在车辆设计中都非常重要。

皮带的能量效率(即，转动皮带所需的能量)取决于皮带的许多不同特性，包括但不限于皮带中使用的材料、皮带的质量、皮带的厚度以及皮带的抗弯刚度。在制造这样的皮带时，当改变或调整这些类型参数中的一个或多个以试图提高皮带的效率时，需要考虑成本效益分析。例如，改变皮带中使用的材料和/或改变皮带的厚度可能有益地降低转动皮带所需要的能量，但是也可能因此降低皮带的耐用性或对皮带性能产生其他负面影响。调整皮带的某些特性可能会产生相互竞争的影响(即，对皮带的一个方面有正面影响，而对皮带的另一个方面有负面影响)。例如，减小皮带的厚度可以有益地降低皮带的抗弯刚度，从而使皮带更容易旋转，但是也可以降低摩擦系数并因此由于降低的扭矩传递而需要更多的能量来转动皮带。因此，存在对这样的皮带的需要，该皮带需要较少的能量来转动皮带，同时又不会降低皮带的其他重要特性，例如与性能和耐用性有关的那些特性。还存在制造这样的高效皮带的方法的需要。

发明内容

提供本发明内容以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。该发明内容和前述的背景技术并非旨在限定所要求保护的主题的关键方面或必要方面。此外，本发明内容无意于用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

本申请描述了与具有比先前已知的皮带更高的能量效率并且不削弱皮带的其他特性的皮带有关的各个实施例以及用于制造这种皮带的实施例。在一些实施例中，高效皮带包括：背衬层、设置在该背衬层上的楔材料层以及嵌入在楔材料层内的绳索，其中，皮带的摩擦系数大于或等于0.03mm/N乘以皮带的抗弯刚度，例如摩擦系数大于或等于0.04mm/N乘以抗弯刚度。皮带产品的其他特征可以包括：厚度在约2.6mm到约4.2mm的范围内，例如在约3.0mm到约3.8mm之间；抗弯刚度在约30N/mm到约65N/mm的范围内；以及各向异性弹性模量在1.1到5.0之间。皮带的另外其他特征可以包括具有翅片式换热器设计的背衬层表面，这有助于扩大所公开的高效皮带的环境工作温度范围。