CH683605A5

CH683605A5 - Verfahren zur Herstellung von Metall-Elastomer-Schichtverbundkörpern.

Info

Publication number: CH683605A5
Application number: CH1316/92A
Authority: CH
Inventors: Dieter Ludwig
Original assignee: Maloya Ag
Priority date: 1992-04-22
Filing date: 1992-04-22
Publication date: 1994-04-15

Description

1

CH 683 605 A5

2

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Metall-Elastomer-Schichtverbundkörpern gemäss Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie nach diesem Verfahren hergestellte Schichtverbundkörper.

Schichtverbundplatten mit metallenen Deckschichten und einer Zwischenschicht aus Elastomer sind bekannt und werden in verschiedenen technischen Gebieten eingesetzt.

Für viele Anwendungen wäre es erwünscht, die Vorteile eines Schichtverbunds Metall-Elastomer-Metall nicht nur in Form von plattenförmigen Verbundkörpern, sondern auch für strukturierte und geformte Teile ausnützen zu können. Bei der Formung von Schichtverbundplatten ergeben sich jedoch diverse Schwierigkeiten. Einem direkten Umformen fertiger Platten sind enge Grenzen gesetzt, weil zur Erreichung der gewünschten Stabilität der Schichtverbundplatte möglichst feste oder gar vulkanisierte Elastomere verwendet werden, deren geringe Elastizität nur eine beschränkte Verformung zulässt. Zudem wird die Verbindung zwischen Metall- und Elastomerschicht beim Umformen leicht beeinträchtigt. Der umgekehrte Weg, zuerst die Metallschichten zu formen und anschliessend das Elastomer zwischen die vorgeformten Metallschichten einzubringen, ist ebenfalls mit erheblichen Nachteilen verbunden und bedingt in jedem Fall eine sehr aufwendige Herstellungsweise, hauptsächlich weil es schwierig ist, das Elastomer gleichmässig überall in die geformten Bereiche einzubringen und mit dem Metall zu verbinden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches, zuverlässiges und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von geformten Me-tall-Elastomer-Schichtverbundkörpern vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird durch das im unabhängigen Patentanspruch 1 definierte Verfahren gelöst.

Gemäss diesem Verfahren wird zuerst ein plat-tenförmiger Rohling aus zwei Metallschichten und einer dazwischenliegenden Schicht aus einem vulkanisierfähigen, aber noch unvulkanisierten Elastomer erstellt, und anschliessend der Rohling in einer Presse unter Zufuhr von Wärme geformt und gleichzeitig vulkanisiert.

Da das Elastomer auf diese Weise anfänglich in unvulkanisiertem Zustand vorliegt, ist es leicht verformbar. Überdies wird es durch die Zufuhr von Wärme zuerst vollplastisch und fiiesst damit gut in die Ausformungen ein, bevor es anschliessend durch Vulkanisation verfestigt wird. Und auch die heikle Verformung einer Metall-Elastomer-Verbindung wird so umgangen, da diese ja erst im umgeformten Körper durch die Vulkanisation gebildet wird.

Die Erfindung ermöglicht sogar für Schichtverbundkörper mit relativ komplexen Formen ein einfaches Herstellungsverfahren. Es können Schichtverbundkörper in vielfältiger Strukturierung und Form und für die unterschiedlichsten Anwendungen hergestellt werden. Die Schichtverbundkörper weisen trotz vergleichsweise geringem Gewicht hohe statische und thermische Festigkeit auf, sind gut wärmeisolierend und besitzen ausgezeichnete schwin-gungsdämpfende Eigenschaften. Als Anwendungsbeispiele seien etwa Fassadenverkleidung, Fahrzeugkarosserieteile, Sitzschalen, Behälter und Behälterteile, Paletten, Sportgeräte wie Snowboards, Skateboards usw., strukturierte Schalbretter sowie Platten zur Wärme-, Schall- und Vibrationsdämmung genannt.

Bei einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens werden gleichzeitig mit der Verformung des plattenförmigen Rohlings in Bereichen der Aussen-seiten zusätzliche Elastomerelemente angeformt. Auf diese Weise ist es direkt während der Herstellung des eigentlichen Schichtverbundkörpers möglich, beispielsweise Griffelemente, Kantenschutz-, Verbindungs- oder Stützteile usw. anzubringen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von beispielhaften Angaben und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Die Fig. 1-7 zeigen in perspektivischem Schnitt verschiedene Beispiele für mit dem erfindungsge-mässen Verfahren herstellbare Verbundkörper.

In allen Figuren bezeichnen die Bezugszeichen 2 und 4 Metallbleche oder -folien und 6 eine Elastomerschicht.

Bei den Verbundkörpern von Fig. 1 und 2 ist eine Seite strukturiert ausgebildet, im ersten Fall mit längslaufenden Rippen 8, im zweiten mit pyra-midenstumpfförmigen Erhebungen 10.

Der Verbundkörper von Fig. 3 weist quer zum Schichtverlauf versetzte Verformungen 12 auf.

In Fig. 4 ist ein Verbundkörper mit einer Strukturierung ähnlich derjenigen in Fig. 1 dargestellt, dessen Seitenbereiche 14 zusätzlich nach unten gebogen sind.

Fig. 5 zeigt einen Verbundkörper mit auf zwei Seiten kreuzweise verlaufenden Rippen 16.

Beim Verbundkörper von Fig. 6 sind an einer Schmalseite zusätzliche Elastomerelemente 18 angeformt. Die Elastomerelemente 18 sind mit der Elastomerschicht 6 einstückig ausgebildet. Sie weisen ein Loch 20 auf und können beispielsweise als Verbindungselemente dienen.

Ähnlich wie in Fig. 6 sind auch beim Verbundkörper von Fig. 7 an der Schmalseite zusätzliche Elastomerelemente 22 vorgesehen. Diese stehen jedoch quer zum Schichtverlauf und sind teilweise an die Aussenseite der Metallschichten angeformt. Zur Verstärkung der Elastomerelemente 22 weisen die Metallschichten nach oben gebogene Randzonen 24 auf, welche schon vor Erstellung des Rohlings geformt worden sind.

Nach einem Ausführungsbeispiel des erfindungs-gemässen Verfahrens wird die - vorzugsweise ka-landrierte - Elastomerschicht zuerst zwischen zwei Metallbleche oder -folien eingelegt. Anschliessend wird der so vorbereitete Rohling in das beheizte Gesenk einer Formpresse gebracht, geformt und zur Vulkanisierung über eine gewisse Zeitdauer, beispielsweise etwa 20 Minuten, in der Form belassen.

Selbstverständlich ist es auch möglich, den Rohling direkt in der Form zu erstellen, indem die Schichten eine nach der anderen in die Form eingelegt werden.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

CH 683 605 A5

4

Sollen zusätzliche Elastomerelemente angeformt werden, beispielsweise in der in Fig. 6 gezeigten Art, so ist dies vorteilhaft ebenfalls im selben Arbeitsgang möglich. Dazu muss einfach die Pressform entsprechend ausgebildet sein und die Elastomermenge so gewählt werden, dass auch die nicht zwischen den Metallschichten liegenden Bereiche der Form ausgefüllt werden.

Grundsätzlich kommen alle Arten von Metallen und Legierungen und ebenso alle Arten von vulkanisierfähigen Elastomeren in Frage. Für spezielle Zwecke können unter anderem hochlegierte Bleche, wie Chrom-, Vanadium- oder Titanlegierungen, und als Elastomer etwa ein Silikonkautschuk verwendet werden.

Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit ist es möglich, in die Elastomerschicht zusätzliche Festigkeitsträger, wie sie etwa aus dem Fahrzeugreifenbau in Form von Textil- oder Stahlcord oder Kreuzgewebe bekannt sind, einzubetten.

Beim Umformen und Vulkanisieren lassen sich je nach Ausbildung des herzustellenden Verbundkörpers, nach Art des Elastomers sowie je nach Eigenschaften und Dicke der Metallbleche oder -folien Druck und Temperatur optimieren. Der Druck kann dabei beispielsweise im Bereich von 5 bis 30 MPa (50 bis 300 bar) liegen, die Temperatur im Bereich von 125° bis 195° Celsius.

Um die Haftung zwischen Elastomer und Metall zu verbessern, wird in den meisten Fällen und in bekannter Weise auf der Oberfläche von Metall-und/oder Elastomerschicht eine die Haftung fördernde Zwischenschicht aufgebracht.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Metall-Elastomer-Schichtverbundkörpern, die eine Strukturierung bzw. Profilierung und/oder eine von einer flachen Platte abweichende Form aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass durch Einbringen einer vulkanisierfähigen Elastomerschicht zwischen zwei Schichten Metailbleche oder -folien ein plattenförmi-ger Rohling erstellt wird und dieser Rohling in einer Form in einer Presse unter Zufuhr von Wärme geformt sowie im selben Arbeitsgang seine Elastomerschicht vulkanisiert und dadurch verfestigt und mit den Metallblechen oder -folien fest haftend verbunden wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Presse mit einem Druck im Bereich von 5 bis 30 MPa gearbeitet wird.

3. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Zufuhr von Wärme die Temperatur in der Presse auf einem Wert im Bereich von 125° bis 195° Celsius gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit der Formung des Rohlings zumindest an gewissen Abschnitten von Schmalseiten des Verbundkörpers zusätzliche, mit der Elastomerschicht einstückig verbundene Elastomerelemente (18, 22) angeformt werden.

5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1

bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Formung zusätzliche Festigkeitsträger in die Elastomerschicht eingelegt werden.

6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Festigkeitsträger Textil- oder Stahlcord oder ein Kreuzgewebe verwendet wird.

7. Metall-Elastomer-Schichtverbundkörper, hergestellt nach dem Verfahren gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 6.

8. Metall-Elastomer-Schichtverbundkörper nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in gewissen Bereichen der Aussenseite einer oder beider der Schichten Metallbleche oder -folien (2, 4) zusätzliche Elastomerelemente (22) angeformt sind.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3