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Verfahren und Reparatur von Gummigegenständen durch Kaltvulkanisation
und Reparaturflicken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reparatur von Schäden
an Gummigegenständen oder gummierten Gegenständen durch Kaltvulkanisation und mit
Hilfe vorfabrizierter Reparaturflicken und Reparaturflicken zur Durchführung des
Verfahrens.
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Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei Verwendung sogenannter
»Trockenflicken«, d. h. solcher Flicken und Pflaster, die ohne Zuhilfenahme von
flüssigen oder pastenförmigen Vulkanisierhilfsmitteln auf den zu reparierenden Gegenstand
aufgebracht werden können und mit diesem durch Kaltvulkanisation eine feste Verbindung
eingehen.
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In die Kautschukmischung der unvulkanisierten Verbindungsschicht derartiger
bekannter Reparaturflicken sind Vulkanisationsbeschleuniger in einem so hohen Prozentsatz
eingemischt, daß die Verbindungsschicht bei dem Kontakt mit der aufgerauhten Oberfläche
des zu reparierenden Gegenstandes unter Verwendung des in ihm befindlichen freien
Schwefels ohne Aufbringung einer verbindungsfördernden Vulkanisierfiüssigkeit aufvulkanisiert.
Die Festigkeit der Verbindung, insbesondere sofort nach der Reparatur, wird durch
einen Zusatz von Kunstkautschuk in die Mischung der Verbindungsschicht gesteigert.
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Erfahrungsgemäß haben jedoch Zusätze von Kunstkautschuk die Eigenschaft,
bei der Lagerung zu kristallisieren, wodurch eine gewisse Verstrammung bzw. leichte
Verhärtung der klebenden Schicht eintritt. Dies war bisher ein erheblicher Nachteil,
da dadurch die Verbindung mit dem zu reparierenden aufgerauhten Gummigegenstand,
z. B. einem Kraftfahrzeugschlauch, insofern wesentlich beeinträchtigt wird, als
keine satte Auflage auf der ganzen Fläche, sondern nur eine teilweise Kontaktverbindung
entsteht und die Vulkanisation natürlich nur an den Kontaktstellen erfolgen kann.
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Das unter Verwendung der bekannten Flicken angewandte Reparaturverfahren
setzt außerdem ein sehr sorgfältiges Aufrauhen der Reparaturstelle voraus. Dies
wird jedoch nicht nur vom Laien, sondern oft auch von Fachleuten unsachgemäß vorgenommen,
d. h. es wird entweder zu wenig aufgerauht oder es werden mit ungeeigneten Rauhwerkzeugen
Rillen und Riefen in die Gummioberfläche der Schadensstelle eingebracht. Durch diese
Riefen und Rillen kann der Flicken nur auf den Spitzen der Rillen bzw. Riefen haften,
weil die Verbindungsschicht wegen der vorerwähnten Verstrammung und Verhärtung diese
Unebenheiten nicht ausgleichen kann.
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Das oft angewandte maschinelle Aufrauhen mittels rotierender Bürsten-Schleifscheiben
macht insbesondere bei Kunstkautschukschläuchen die Oberfläche zu warm und dadurch
wiederum glatt und speckig, wodurch die Sicherheit der Reparatur in Frage gestellt
wird. Da dieses Rauhverfahren jedoch an sich naheliegt und bequem ist, wird es in
erheblichem Umfang angewandt, wobei zu berücksichtigen ist, daß die mangelhafte
Reparatur und die fehlende Sicherheit derselben der die Reparatur vornehmenden Person
nicht gleich auffällt. Wenn der Flicken glatt aufliegt und »klebt«, so wird zunächst
vorausgesetzt, daß dieser nach einer genügenden Zeit oder falls bei der Verwendung
des Reparaturgegenstandes Druck und Wärme erzeugt werden, wie dies z. B. bei einem
im Betrieb befindlichen Kraftfahrzeugschlauch der Fall ist, mit Hilfe seiner Verbindungsschicht
die dichte Vulkanisationsverbindung mit dem Reparaturgegenstand eingeht. Der Schaden
zeigt sich dann erst im Betrieb.
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Außerdem muß beim Aufrauhen der Schlauch mit dem Fuß gespannt werden.
Dabei kann es leicht vorkommen, daß verbindungshemmender Talkum aus dem Innern des
Schlauches auf die aufgerauhte Oberfläche aufstäubt, wodurch ebenfalls eine sichere
Reparatur in Frage gestellt wird.
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Es muß jedoch betont werden, daß bei dem bisherigen Verfahren ein
sachgemäßes Aufrauhen auf jeden Fall erforderlich war. Bei dem früher angewendeten
Kaltvulkanisierverfahren, bei dem Vulkanisierfiüssigkeiten bzw. -zemente vor Aufbringung
der Reparaturstücke auf den zu reparierenden Gegenstand aufgebracht wurden, kam
es vereinzelt vor, daß in der Annahme, die Vulkanisierftüssigkeit wäre zur Herstellung
der Verbindung ausreichend, die Schadensstelle nicht aufgerauht, sondern nur mit
Benzin,
Trichloräthylen gereinigt wurde. In diesem Fall ist ein
Verbund zwischen Flickenhauptkörper und Reparaturgegenstand mittels der zwischenliegenden
Verbindungsschicht gänzlich unmöglich. Dies deshalb, vreil das Lösungsmittel der
Vulkanisierflüssigkeit zwar den Schlauch aufquillt und dessen Oberfläche rissig
macht und dadurch feinste Poren bildet, die jedoch durch den ebenfalls von der Vulkanisierflüssigkeit
herrührenden, dünnen Kautschukfilm wieder vonständig geschlossen werden. Die dadurch
entstandene glatte Oberfläche auf dem Reparaturgegenstand kann nur eine ungenügende
Verbindung mit dem Flicken zur Folge haben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ausbesserung von Schäden an Gummigegenständen
oder gummierten Gegenständen mittels vorfabrizierter Reparaturflicken, die ohne
Anwendung von besonderen Vulkanisierflüssigkeiten, -pasten und ohne vorheriges Aufrauhen
der Schadensstelle aufgebracht werden und bei niedrigen Temperaturen, z. B. Raumtemperatur,
unter Verwendung des im Reparaturgegenstand anwesenden freien Schwefels mit dem
Reparaturgegenstand zusammenvulkanisieren, vermeidet die vorstehend angegebenen
Nachteile und gibt auch dem Laien eine Methode an die Hand, die es ermöglicht, sogenannte
Kaltvulkanisationen ohne Aufrauhen und ohne Einstrich von verbindungsfördernden
Vulkanisierlösungen mit Sicherheit durchzuführen.
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Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Verbindung eines Flickens,
insbesondere eines sogenannten Trockenflickens, mit einer stark klebrigen, eine
niedrige Defohärte und hohen Beschleunigeranteil aufweisenden Verbindungsschicht
mit einem Gummigegenstand durch Kaltvulkanisation aus, bei dem zunächst die Umgehung
der Schadensstelle mittels eines kautschuklösenden Reinigungsmittels, z. B. Benzin,
Trichloräthylen, abgewaschen, angequollen und an der Oberfläche mit feinsten Poren
versehen wird. Das Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich gegenüber bekannten
Verfahren dadurch aus, daß die Verbindungsschicht vor Aufbringung auf die Schadensstelle
kurzzeitig erwärmt wird.
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Es ist durch die früher vorwiegend angewandte Heißvulkanisation selbstverständlich
bekanntgeworden, Reparaturplatten, z. B. in Form runder, ganz aus unvulkanisiertem
Kautschuk bestehender Scheiben, während des Aufbringens auf die Schadensstelle stärker,
z. B. auf etwa 120 bis 140° C, zu erwärmen. Bei einer bekannten Abart des Heißvulkanisierverfahrens
wird die Scheibe aus unvulkanisiertem Kautschuk mit einem Metallnapf gleichen Durchmessers
kombiniert, der eine die notwendige hohe Temperatur erzeugende chemische Substanz
enthält.
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Bei dem Erwärmungsprozeß nach der Erfindung handelt es sich jedoch
um einen Plastizier- und nicht um einen Vulkanisationsvorgang. Eine Erwärmung der
Verbindungsschicht des nicht aufgesetzten Flikkens innerhalb 20 bis 30 Sekunden
auf 50 bis 55° C hat keinen Einfluß auf den Vulkanisationsprozeß. Nach dem Aufbringen
des Reparaturkörpers wird dieser angepreßt und der Reparaturgegenstand kann sofort
in Betrieb genommen werden.
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Beim Aufsetzen des Reparaturflickens auf die Reparaturstelle verankern
sich die langen Fäden der plastischen Verbindungsschicht in den feinen Poren des
durch Abwaschen gequollenen Gummigegenstandes, z. B. Kraftfahrzeugschlauches. Durch
das Erkalten und durch den Rückgang der Quellung verengen sich die Poren im Reparaturgegenstand,
während sich gleichzeitig die Verbindungsschicht verhärtet. Dadurch wird erreicht,
daß bereits unmittelbar nach dem Aufsetzen des Flickens eine innigere und festere
Verbindung entsteht, weil es nicht wie das bekannte Verfahren Riefen und Rillen,
also Erhöhungen und Vertiefungen erzeugt, sondern eine Ebene mit gleichmäßig feinverteilten,
die Verankerung mit den Fäden der Verbindungsschicht fördernde Poren. Die gleichzeitig
nach dem Aufsetzen eintretende Vulkanisation kann also ungestört vonstattengehen,
ohne daß deren Unterbrechung durch ein Wegrutschen des Flickens oder durch einen
an der Verbindungsfläche eintretenden mangelnden Kontakt befürchtet werden muß.
Auf diese Weise wird auch erreicht, daß die Vulkanisationszeit durch den innigen
Kontakt mit dem aus der Oberfläche des zu reparierenden Gegenstandes entnommenen
freien Schwefel und den Beschleunigern in der Verbindungsschicht verringert wird.
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Da außerdem direkt an der Schadensstelle niemals so aufgerauht werden
konnte, wie es notwendig gewesen wäre, weil jeder Reparateur befürchtet, den Riß
oder das Loch zu vergrößern, wird, wie die Erfahrung bewiesen hat, gerade in der
unmittelbaren Umgebung des Loches oder Einrisses eine wesentlich festere Verbindung
zwischen Reparaturgegenstand, z. B. Kraftfahrzeugschlauch, und dem Reparaturflicken
erzielt, als es bei den bisherigen Aufrauhen und Benetzen mit Vulkanisierflüssigkeit
erfordernden Verfahren möglich war.
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Die erfindungsgemäß angewendete Wärmeentwicklung kann entweder durch
entflammbare oder nicht entflammbare, Wärme entwickelnde chemische Substanzen erreicht
werden. Bei der Verwendung chemischer, nicht entflammbarer Substanzen kann die Wärme
durch Einwirkung von Sauerstoff, einer zweiten chemischen Komponente oder durch
Einwirkung von Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser, erreicht werden. Bei der Erwärmung
entflammbarer Substanzen ist eine kurze Entflammung und ein Abglimmen notwendig.
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Aus Sicherheitsgründen kann man nicht entflammbaren chemischen Substanzen
den Vorzug geben. Dies wird z. B. dann der Fall sein, wenn man in schlagwettergefährdeten
Untertagebergwerken Gummiförderbänder an Ort und Stelle ausbessern will.
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Um eine einfache Möglichkeit des erfindungsgemäßen Anwärmens zu schaffen,
sieht die Erfindung vor, in an sich bekannter Weise eine die Wärme erzeugende Substanz
am Reparaturflicken selbst vorzusehen, und zwar zwischen der die Verbindungsschicht
abdeckenden Schutzschicht aus Aluminiumfolie, Kunststoff od. dgl.- und einer homogenen,
undurchlässigen Abdeckung, unter der gegebenenfalls eine temperatur- und feuchtigkeitsunempfindliche
Abdichtung angebracht ist.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele eines zur Ausführung
des Verfahrens nach der Erfindung geeigneten Reparaturflicken dargestellt.
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Der Flicken nach Fig.1 besteht in bekannter Weise aus einem im Querschnitt
ballig verlaufenden Hauptkörper aus vulkanisiertem Kautschuk 1 und einer an der
ebenen Fläche angebrachten Verbindungsschicht 2, die über den Außenumfang des Hauptkörpers
hinausreichen kann. Die Verbindungsschicht ist zum Schutz gegen Beschädigung während
Transport
und Lagerung und chemische Einflüsse, z. B. Sauerstoffaufnahme aus der Luft, durch
eine Schutzschicht 3 abgedeckt, die beispielsweise aus Metallfolie besteht. Die
beispielsweise bei Berührung mit Wasser sich unter hoher Wärmeentwicklung zersetzende
Substanz 4 ist auf die Schutzschicht 3 aufgebracht und mittels einer ein Hütchen
formenden Schicht 5 abgedeckt, die aus einem homogenen, undurchlässigen Material
besteht.
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Um eine sichere Abdichtung zu gewährleisten, ist zweckmäßig der Rand
6 der Schicht 5 mittels eines Werkzeuges fest auf die Schicht 3 gepreßt, wie bei
7 dargestellt.
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Um auch den Hauptkörper und vor allem den überstehenden Rand der Verbindungsschicht
2 zu schützen, ist in bekannter Weise eine sogenannte Deckschicht 8 vorgesehen.
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Eine andere mögliche Ausführungsform zeigt Fig. 2. Der längliche,
im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisende und nur an den Enden abgeschrägte
Hauptkörper 9 trägt auf seiner ebenen Fläche eine überstehende Verbindungsschicht
10, die von einer der Schutzschicht 3 nach Fig. 1 entsprechenden Schutzschicht 11
abgedeckt ist. Auf diese ist in Scheiben- oder Plättchenform die die Erwärmung bringende
Substanz 12 aufgelegt. Eine dichtende Zwischenfolie aus temperatur- und feuchtigkeitsunempfindlichem
Material 13 deckt die scheibenförmige Substanz 12 ab und über das Ganze ist eine
stabile, die Substanz 12 schützende Schutzschicht 14 angebracht.
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Fig. 3 zeigt am Beispiel eines Flicken, der ähnlich wie der nach Fig.
2 aufgebaut ist und der einen Hauptkörper 15, eine Verbindungsschicht 16 und eine
Schutzfolie 17 aufweist, daß das Verfahren nach der Erfindung selbstverständlich
mit jeder anderen, eine Erwärmungssubstanz bereithaltenden Anordnung mit z. B. getrennt
verpackter Erwärmungssubstanz ausgeführt werden kann. Nach Fig. 3 ist hierzu die
Substanz 18 z. B. in einem kleinen Kissen 19 aus Kunststoffolie aufgenommen, das
bei 20 dicht verschweißt ist. Ein solches Kissen kann natürlich wieder mit dem Flicken
auf irgendeine Weise zu Transport- und Lagerzwecken, z. B. mit einem sogenannt_en
Klebestreifen od. dgL, verbunden sein.
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Als Beispiel für eine geeignete Substanz zur kurzzeitigen Erwärmung
der Verbindungsschicht sei, beispielsweise eine Mischung angegeben, die aus einem
Teil Ammonchlorid (NH4C1), drei Teilen wasserfreiem Zinkchlorid (ZnC12) und 1,25
Teilen Magnesiumpulver besteht.