DE1115437B - Process for the production of flexible, ring-shaped membranes from a rubber body which is stiffened by at least two cord inserts - Google Patents
Process for the production of flexible, ring-shaped membranes from a rubber body which is stiffened by at least two cord insertsInfo
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Description
Verfahren zum Herstellen biegsamer, ringförmiger Membranen aus einem Gummi körper, der durch wenigstens zwei Kordeinlagen ausgesteift ist In pneumatisch-hydraulischen Drucksystemen, in Druckregelsystemen werden vielfach ringförmige Membranen aus Gummi od. dgl. verwendet, die durch zwei oder mehrere Kordeinlagen versteift sind, wobei die Kordfäden der verschiedenen Lagen sich einander kreuzen und somit ein Netzwerk bilden. Bei dem Ausstanzen dieser Ringmembranen aus ebenen Platten ergibt sich, daß nur ein geringer Teil der Fäden in den verschiedenen Lagen radial verlaufen, so daß eine gleichmäßige Belastung der Einlagefäden beim Durchbiegen dieser Membranen im Gebrauch nicht gewährleistet ist. Process for making flexible, annular diaphragms from a Rubber body stiffened by at least two cord inserts In pneumatic-hydraulic Pressure systems, in pressure control systems, ring-shaped membranes made of rubber are often used Od. Like. Used, which are stiffened by two or more cords, wherein the cords of the different layers cross each other and thus form a network form. When punching out these annular diaphragms from flat plates, the result is that only a small part of the threads in the various layers run radially, so that an even load on the insert threads when these membranes flex is not guaranteed in use.
Es sind auch zylindrische oder tonnenförmige Membranen bekannt, die in zylindrischer Form hergestellt und auch verwendet werden. Zur Herstellung solcher Membranen werden wenigstens zwei Lagen eines gummierten Kordgewebes um einen zylindrischen Dorn gewickelt, von denen die Kordfäden der einen Lage in einem kleinen Schnittwinkel in der einen Richtung zur Dornachse und die Kordfäden der anschließenden Lage in einem gleichen kleinen Winkel zu der Dornachse, doch in der anderen Richtung verlaufen; die aufgebauten Rohlinge werden dann vulkanisiert. Bei den in dieser Form auf einen entsprechenden Kern gewickelten Membranen unterliegen dann die einander kreuzenden Fäden der Einlagen, insbesondere wenn sie diagonal gerichtet sind, den gleichen Beanspruchungen. There are also cylindrical or barrel-shaped membranes known that can be produced and also used in cylindrical form. To produce such Membranes are at least two layers of rubberized cord fabric around a cylindrical one Mandrel wrapped, of which the cords of one ply at a small cutting angle in one direction to the mandrel axis and the cords of the subsequent layer in at an equal small angle to the mandrel axis but running in the other direction; the built-up blanks are then vulcanized. With those in this form on one Corresponding core wound membranes are then subject to the intersecting one another Threads of the deposits, especially if they are directed diagonally, the same Stresses.
Es ist ferner bekannt, diese zylindrisch aufgebauten Membranen vor dem Vulkanisieren in gleicher Weise wie flach aufgebaute Fahrzeugreifen unter Annäherung der Ränder aneinander unter Anwendung von innerem Überdruck in die Form eines auf der Innenseite offenen Hohlringes zu überführen und sie dann in dieser Form einzusetzen. Auch hierbei ergibt sich dann eine gleichmäßige Beanspruchung aller Fäden einer jeden Einlage und eine gleichmäßige Aussteifung der Membran. It is also known to present these cylindrically constructed membranes vulcanizing in the same way as flat vehicle tires when approached the edges together with the application of internal overpressure in the shape of a to transfer the inside of the open hollow ring and then use it in this form. In this case, too, there is an even load on all threads each insert and an even stiffening of the membrane.
Die Erfindung befaßt sich dagegen ausschließlich mit der Herstellung flacher, ringförmiger Membranen und betrifft ein neues Herstellungsverfahren für diese Membranen, das zu einem solchen Fadenverlauf der Verstärkungseinlagen führt, durch den eine gleichmäßige Aussteifung und gleichmäßige Beanspruchung aller Fäden erreicht wird. In contrast, the invention is concerned exclusively with production flat, ring-shaped membranes and relates to a new manufacturing process for these membranes, which leads to such a thread course of the reinforcement inserts, due to the uniform stiffening and uniform stress on all threads is achieved.
Das neue Verfahren zum Herstellen biegsamer, ringförmiger Membranen aus einem Gummikörper, der durch wenigstens zwei Kordeinlagen ausgesteift ist, wobei die Kordfäden jeder Lage sich von dem inneren Rand der Membran bis zu deren äußeren Rand erstrecken, besteht darin, daß in an sich bekannter Weise wenigstens zwei Lagen eines gummierten Kordgewebes um einen im wesentlichen zylindrischen Dorn gewickelt werden, von denen die Kordfäden der einen Lage in einem kleinen Schnittwinkel in der einen Richtung zur Dornachse und die Kordfäden der anschließenden Lage in einem gleichen, kleinen Schnittwinkel zur Dornachse, aber in der anderen Richtung verlaufen, worauf der zylindrische Körper unter Aufweitung in der Mitte aufgeblasen und vulkanisiert sowie sodann quer zu einer Längsachse in zwei Teile aufgeteilt wird. The new process for making flexible, annular diaphragms from a rubber body which is stiffened by at least two cord inserts, wherein the cords of each layer extend from the inner edge of the membrane to the outer edge Extending the edge consists in the fact that in a manner known per se, at least two layers one rubberized cord fabric wound around a substantially cylindrical mandrel of which the cords of one layer at a small cutting angle in the one direction to the mandrel axis and the cords of the subsequent layer in one same, small cutting angle to the mandrel axis, but run in the other direction, whereupon the cylindrical body is inflated and vulcanized, expanding in the middle and then divided into two parts transversely to a longitudinal axis.
Erfindungsgemäß ist dabei die Aufteilung einer in zylindrischer Form hergestellten und dann in eine aufgeblasene Form übergeführten Membran in zwei Hälften, die sich dann in die Ringform überführen lassen. According to the invention, the division is in a cylindrical shape membrane prepared and then transferred into an inflated form in two halves, which can then be converted into the ring shape.
Das neue Verfahren ist mit weiteren Merkmalen an Hand der Zeichnung näher erläutert. The new process is based on the drawing with further features explained in more detail.
Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine nach der Erfindung hergestellte Membran; Fig. 2 und 3 sind schematische Draufsichten auf zwei Arten von Membranen, die die Anordnung der Kordfäden innerhalb der Lagen zeigt; der Deutlichkeit halber sind nicht alle Kordfäden gezeichnet; Fig. 4 und 5 zeigen zwei verschiedene Fabrikationsstufen des Herstellungsvorganges der in Fig 1 gezeigten Membran; Fig. 4 zeigt insbesondere die aufeinanderfolgenden Lagen sowie den Dorn. bzw. die Aufbautrommel. Fig. 1 is a cross-section through one made in accordance with the invention Membrane; Figures 2 and 3 are schematic plan views of two types of membranes, which shows the arrangement of the cords within the plies; for the sake of clarity not all cords are drawn; 4 and 5 show two different stages of manufacture the manufacturing process of the membrane shown in Figure 1; Fig. 4 shows in particular the consecutive Layers as well as the thorn. or the building drum.
Fig. 1 zeigt eine fertige, ringförmige Gummi membran mit Wulsteinlagen am Innen- und Außendurchmesser und einer Kordeinlage, deren einzelne Kordfäden sich vom inneren zum -äußeren Umfang erstrecken. Eine derartige Membran kann z.B. in einer hydraulischen Fahrzeugfederung verwendet werden. Fig. 1 shows a finished, annular rubber membrane with bead layers on the inside and outside diameter and a cord insert, the individual cord threads extend from the inner to the outer circumference. Such a membrane can e.g. a hydraulic vehicle suspension can be used.
Die Kordeinlagen können nach der Art, wie in Fig.2 oder 3 gezeigt, angeordnet sein. Fig. 2 zeigt einen Ring, der aus gummiertem Kord aufgebaut ist. The cord inserts can be of the type shown in Fig. 2 or 3, be arranged. Fig. 2 shows a ring which is constructed from rubberized cord.
Am inneren Umfang der Membran liegen die beiden Kordfäden 2, 3 zweier verschiedener Lagen dicht beieinander, jedoch divergieren die Kordfäden in Richtung des äußeren Umfangs der Membran unter Bildung einer Kurve, so daß die äußeren Enden der Kordfäden 2, 3 voneinander getrennt liegen.The two cords 2, 3 of two are located on the inner circumference of the membrane different layers close together, but the cords diverge in the direction the outer periphery of the diaphragm forming a curve so that the outer ends the cords 2, 3 are separated from each other.
Die Kurve, die die beiden Kordfäden 2, 3 zwischen Innen- und Außenumfang beschreiben, ist in der Nähe des Innenumfangs stärker gewölbt, während sie zum Außenumfang hin mehr gestreckt verläuft. Jeder Kordfaden beginnt in den Punkten4 bzw. 4 a am inneren Umfang und endet am äußeren Umfang in den Punkten 5 bzw. 5 a, die jedoch gegenüber den Punkten 4 bzw. 4a um einen bestimmten Winkel versetzt sind. Die Kordfäden 2 der einen Lage verlaufen nach außen in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen, die die Kordfäden 3 der anderen Lage nehmen. Hierdurch bildet sich ein Netzwerk aus, dessen Maschen in der Nähe der inneren peripheren Zone der Membranl enger liegen als am äußeren Umfang. Dies hat zur Folge, daß bei Belastung der Membran 1 alle Kordfäden 2 und 3 im wesentlichen gleichmäßig gedehnt werden. Die- Gesamtbelastung wird so über alle Kordfäden gleichmäßig verteilt, und die Anzahl der Lagen, aus denen die Membran aufgebaut ist, kann im Vergleich zu bisher bekannten Konstruktionen verringert werden. Das Ergebnis ist eine leichtere und biegsamere Membran. The curve that the two cords 2, 3 between the inner and outer circumference describe is more curved near the inner circumference, while towards the outer circumference runs more elongated. Each cord begins at points 4 or 4 a on inner circumference and ends at the outer circumference in points 5 and 5 a, however are offset by a certain angle with respect to points 4 and 4a. The cords 2 of one layer run outwards in the opposite direction to the one which take the cords 3 of the other layer. This creates a network whose meshes are narrower in the vicinity of the inner peripheral zone of the membrane than on the outer circumference. This has the consequence that when the membrane 1 is loaded all Cords 2 and 3 are stretched substantially evenly. The total burden is so evenly distributed over all cords, and the number of layers which the membrane is constructed can be compared to previously known constructions be reduced. The result is a lighter and more flexible membrane.
Membranen dieser Art sind besorLders zur Verwendung in Fahrzeugfederungssystemen geeignet, da das Kordnetzwerk gleichmäßig über die gesamte Membranfläche verteilt ist und daher die Flächen, an denen der Gummi nicht unterstützt ist, relativ klein sind. Infolge des nichtlinearen Verlaufs der Kordfäden ergibt sich eine größere Festigkeit der Membran entlang ihres Umfangs, so daß sie einer Verformung oder Stauchung an der Stelle, an der üblicherweise eine Verformung eintritt, nämlich entlang des äußeren Umfangs, besser standhält. Diaphragms of this type are required for use in vehicle suspension systems suitable because the cord network is evenly distributed over the entire membrane surface and therefore the areas where the rubber is unsupported are relatively small are. As a result of the non-linear course of the cords, there is a larger one Strength of the membrane along its circumference, so that it is subject to deformation or compression at the point at which a deformation usually occurs, namely along the outer circumference, withstands better.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, kann die oben beschriebene Membran 1 dadurch noch weiter verstärkt werden, daß noch eine dritte Lage gummierten Kords, deren einzelne Kordfäden 6 sich radial zwischen Innen- und Außenumfang erstrecken, hinzugefügt wird. Vorzugsweise befindet sich diese dritte Lage zwischen den beiden Lagen mit den nichtlinear verlaufenden Kordfäden 2 und 3. Diese Maßnahme hat eine weitere beträchtliche Verstärkung der Membran zur Folge, ohne daß diese wesentlich in ihrer Biegsamkeit beeinflußt wird. As can be seen from Fig. 2, the membrane described above 1 can be further reinforced by adding a third layer of rubberized cord, whose individual cords 6 extend radially between the inner and outer circumference, will be added. This third layer is preferably located between the two Layers with the non-linearly extending cords 2 and 3. This measure has one further considerable reinforcement of the membrane result without this being significant is influenced in their flexibility.
Die einzelnen Herstellungsstufen einer Membran der oben beschriebenen Art sind in Fig. 4 und 5 angedeutet. Zunächst wird eine dünne Lage 7 einer unvulkanisierten Kautschukmischung um einen zylindrischen Dorn 8 gelegt und darauf eine einzelne Lage 9 aus gummiertem Kord so- aufgelegt, daß deren Kanten in axialer. Richtung auseinanderstoßen. Die Fäden 2 des Kords können entweder aus Textil- oder Metallfäden bestehen, und die Kordlage wird so aus dem Gewebe herausgeschnitten, daß ihre Fäden 2 gleichmäßig in einem kleinen Winkel zur Dornachse verlaufen, sobald sie-auf den Dorn gewickelt wird. Der Winkel zur Dornachse beträgt etwa 10 bis 120 in der einen Richtung. Auf diese Kordlage 9 wird eine gleiche Kordlage 10 aufgebracht, jedoch verlaufen deren Fäden 6 parallel zur Dornachse. Danach wird noch eine dritte Kordlage 11 um den Dorn gelegt, deren Fäden 3 den gleichen Winkel wie die Fäden 2 der Lage 9 zur Domachse, jedoch in der anderen Richtung, einnehmen, so daß diese mit den Fäden 2 und 6 der Lagen 9 und 10 ein dichtes Netzwerk über dem Dorn 8 bilden. Schließlich wird noch eine äußere Lage 12 einer unvulkanisierten Kautschukmischung aufgelegt und das Ganze mittels einer Rolle, wie es vom Reifenaufbau her bekannt ist, angerollt. The individual stages of manufacture of a membrane as described above Art are indicated in FIGS. 4 and 5. First, a thin layer 7 of an unvulcanized Rubber mixture placed around a cylindrical mandrel 8 and a single one on top of it Layer 9 made of rubberized cord is laid in such a way that its edges are in more axial. Direction. The threads 2 of the cord can consist of either textile or metal threads, and the cord ply is cut out of the fabric in such a way that its threads 2 are uniform run at a small angle to the mandrel axis as soon as they are wound on the mandrel will. The angle to the mandrel axis is about 10 to 120 in one direction. on this cord ply 9 is applied an identical cord ply 10, but their run Threads 6 parallel to the mandrel axis. Then a third cord layer 11 is still around the Thorn placed, the threads 3 of which have the same angle as the threads 2 of the layer 9 to the dome axis, but in the other direction, take it, so that this with the threads 2 and 6 of the Layers 9 and 10 form a dense network over the mandrel 8. Finally still will an outer layer 12 of an unvulcanized rubber mixture is placed and the whole rolled on by means of a roller, as it is known from tire construction.
Der auf diese Weise erhaltene zylindrische Rohling 14 wird dann vom Dorn 8 heruntergenommen, und ein Drnckluflventil 15 wird in das eine offene Ende des Zylinders und ein Stopfen 16 in das andere gebracht. Ventil und Stopfen werden beide mittels Schellen 13 gesichert. Der Zylinder wird dann aufgepumpt, wobei er sich in axialer Richtung verkürzt und eine im wesentlichen ellipsoide oder sphärische Gestalt annimmt. Während des Aufpumpens wird der mittlere Teil des Zylinders in zunehmendem Maße gedehnt, und die Kordfäden 2, 3 und 6 nehmen die in den Fig. 2 bzw. 3 gezeigte Lage ein. Nach dem Aufpumpen werden die Schellen 3, das Ventil 15 und der Stopfen 16 entfernt, und der verformte Rohling 14 kann jetzt zu einer Membran bzw. zu Membranen der gewünschten Form verpreßt werden. The cylindrical blank 14 obtained in this way is then from Mandrel 8 is taken down and a pressure valve 15 is inserted into one open end of the cylinder and a plug 16 placed in the other. Valve and plug are both secured by means of clamps 13. The cylinder is then inflated, whereby he is shortened in the axial direction and is essentially ellipsoidal or spherical Takes shape. During inflation, the middle part of the cylinder is in elongated to an increasing extent, and the cords 2, 3 and 6 take the ones shown in FIG or 3 position shown. After inflation, the clamps 3, the valve 15 and the plug 16 removed, and the deformed blank 14 can now become a membrane or pressed into membranes of the desired shape.
Der Kautschuk aller Lagen 7, 9, 10 und 11 ist noch nicht vulkanisiert, so daß der Zylinder nach dem Aufpumpen und Ablassen des Druckes seine deformierte Gestalt beibehält. The rubber of all layers 7, 9, 10 and 11 is not yet vulcanized, so that the cylinder deformed its own after the pressure was inflated and released Maintains shape.
Die Art der nun folgenden Weiterbehandlung des verformten Rohlings 14 ist abhängig von der Art der herzustellenden Membran. The type of further treatment of the deformed blank that now follows 14 depends on the type of membrane to be produced.
Falls eine Membran, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, d. h. eine ringförmige Membran mit einfacher Wandstärke und Wulsteinlagen am Innen- und Außenumfang, hergestellt werden soll, kann der Rohling 14 in zwei becherförmige Ringe aufgeschnitten werden. If a membrane as shown in Fig. 1, i. H. an annular one Membrane with single wall thickness and bead layers on the inner and outer circumference, manufactured is to be, the blank 14 can be cut into two cup-shaped rings.
Dies geschieht durch Auftrennen des Hohlkörpers entlang oder parallel zur Linie 17 in Fig. 5. Danach werden passende Wulsteinlagen 20 innen oder außen auf die beiden Ränder ein- bzw. aufgeschoben, und die überstehenden Ränder werden um die Wulsteinlagen 20 herumgelegt und in geeigneter Weise angedrückt, so daß die Wulsteinlagen vollkommen eingeschlossen werden.This is done by cutting the hollow body along or in parallel to line 17 in Fig. 5. Then matching bead inserts 20 are inside or outside pushed in or on the two edges, and the protruding edges are placed around the bead layers 20 and pressed in a suitable manner so that the Bead liners are completely enclosed.
Der auf diese Weise vorgefertigte Rohling wird dann in eine Form mit der gewünschten Ausbildung eingelegt und die Kautschukmischung vulkanisiert, so daß eine wie in Fig. 1 gezeigte ringförmige Membran mit Wulsteinlagen 18 und 19 entsteht. The blank prefabricated in this way is then put into a mold inserted with the desired design and vulcanized the rubber mixture, so that an annular membrane as shown in Fig. 1 with bead layers 18 and 19 is created.
Soll eine Membran hergestellt werden, bei der das Verhältnis zwischen Ausdehnung in axialer Richtung und Außendurchmesser groß sein soll, so kann der Schnitt 17 an einer beliebigen entsprechenden Stelle am Umfang des Hohlkörpers 14 gelegt werden und nicht, wie in Fig. 5 gezeigt, in der Mitte. Should a membrane be produced in which the ratio between Expansion in the axial direction and the outer diameter should be large, so the Section 17 at any corresponding point on the circumference of the hollow body 14 and not, as shown in Fig. 5, in the middle.
Die Wulsteinlagen 20 können aus Draht, Kord, Hartgummi oder aus einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen, wie er normalerweise für solche Zwecke verwendet wird. The bead liners 20 can be made of wire, cord, hard rubber or a other suitable material insist as he normally does for used for such purposes.
Vor oder bei dem Aufpumpen kann die Aufblähung des Rohlings 14 innerhalb einer oder mehrerer Zonen mittels eines Bandes oder mehrerer Bänder, die um den noch nicht aufgepumpten Zylinder 14 gelegt werden, unterbunden werden. Auf diese Weise können Membranen mit gewellter oder gefalteter Oberfläche hergestellt werden. An sich ist es bekannt, bei gewellten zylindrischen Erzeugnissen die Wellung durch Abbinden zu erreichen. Before or during the inflation, the inflation of the blank 14 within one or more zones by means of one or more bands that surround the not yet inflated cylinder 14 are placed, can be prevented. To this In this way, membranes can be produced with a corrugated or folded surface. It is known per se to carry out the corrugation in corrugated cylindrical products To achieve setting.
Falls es nicht beabsichtigt ist, radial verlaufende Kordfäden 6 in der Membran zu haben, so kann bei Aufbau der Membran auf dem Dorn die Lage 10 weggelassen werden, so daß in diesem Fall Lage 9 und 11 unmittelbar aufeinanderzuliegen kommen. If not intended, radially extending cords 6 in the membrane, the layer 10 can be omitted when the membrane is built up on the mandrel so that in this case position 9 and 11 come to lie directly on top of one another.
Wird jedoch eine Lage 10 beim Aufbau verwendet, so wird sie zweckmäßigerweise zwischen den Lagen 9 und 11 mit den im Winkel zur Dornachse verlaufenden Fäden 2 und 3 angeordnet. Jedoch besteht hierfür kein zwingender Grund, und die Lagen 9, 10 und 11 können auch in beliebiger Reihenfolge angeordnet sein. However, if a layer 10 is used in the construction, it is expedient between the layers 9 and 11 with the threads 2 running at an angle to the mandrel axis and 3 arranged. However, there is no compelling reason for this, and layers 9, 10 and 11 can also be arranged in any order.
Beim Aufpumpen des Rohlings 14 werden die parallel zur Dorn achse verlaufenden Kordfäden 6 gleichmäßig zum Außenumfang der Membran hin gespreizt, so daß sie in der Membran radial verlaufen. Es besteht keine Gefahr, daß der unvulkanisierte Kautschuk am Außenumfang aufplatzen könnte, da die nichtlinear verlaufenden Kordfäden 2, 3 eine Verstärkung entlang des Umfangs und die Kordfäden 6 eine in radialer Richtung bewirken. When inflating the blank 14, the axis are parallel to the mandrel extending cords 6 spread evenly towards the outer circumference of the membrane, so that they run radially in the membrane. There is no risk of the unvulcanized The rubber on the outer circumference could burst because of the non-linear cord threads 2, 3 a reinforcement along the circumference and the cord threads 6 one in the radial direction cause.
Claims (8)
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