DE1434049A1

DE1434049A1 - Verfahren zum Herstellen von Bauplatten und Bauplatte

Info

Publication number: DE1434049A1
Application number: DE19601434049
Authority: DE
Inventors: Allingham William Donald
Original assignee: ALLINGHAM WILLIAM DONALD
Current assignee: ALLINGHAM WILLIAM DONALD
Priority date: 1959-04-28
Filing date: 1960-04-28
Publication date: 1969-01-09
Also published as: GB919502A; US3128544A

Description

Professor Dr.-Ing.

ROBERT MELDAU (21 α) gütersloh i.w._rden 26« April I960

Patentanwalt

Otpl. tna.

QU8TAV MELOAU 1434049 Patentanwalt

A 248 gM/άρ

William Donald Allingham Bau - Ingenieur

Bürger der Vereinigten Staaten v. Amerika

Verfahren zum Herstellen von Bauplatten und Bauplatte.

Die Priorität der amerikanischen Patentanmeldung 8o9 4oo vom 28. April 1959_wird beansprucht·

Die Erfindung betrifft eine Methode, ein leichtes Bauelement oder eine Bauplatte herzustellen, umd "bezieht sich insbesondere auf die Bauplatte selbst, die für gewölbte, aber auch für ebene Formen nützlich ist.

In einer vorzugsweisen Ausführungsform enthält sie zumindest eine, meist aber zwei oder mehrere Grundplatten, im Abstand voneinander, doch verbunden durch eine Menge feingeteilten,

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ferromagnetischen oder magnetisierbaren Materials (letztere Eigenschaft wird später definiert). Dieses Material ist in Vielzahl von Fasern angeordnet, sich erstreckend von der Einzelplatte oder zwischen den im Anstand voneinander liegenden Platten. Dieser Fasern weisen zahlreiche Zwischenhohlräume auf, ihre Anordnung wird anfänglich einzig durch magnetische Kräfte "bestimmt, die auf die Teilchen wirken. Während die Teilchen so angeordnet sind, werden sie festgehalten oder erstarren gelassen durch eines von verschiedenen Verfahren, das ihre Fixierung untereinander und zu der oder den Platten "bewirkt, während sie von magnetischen Kräften gehalten werden.

Es ist keine Grundplatte oder Grundplatten erforderlich, da das feingeteilte Material in faserige Anordnung durch magnetische Kräfte gebracht und erstarren gelassen werden kann. Eine Deckplatte oder Deckplatten kann später, falls es gewünscht wird oder notwendig erscheint, zugefügt werden, oder •aber auch fortgelassen werden, wenn es zu dem Verwendungszweck der Bauplatte nicht erforderlich ist.

Das Bauelement nach der Erfindung kann zum Beispiel aus zwei Grund- oder Vorderplatten aus Aluminiumlegierung oder nicht rostendem Stahl bestehen, die im Abstand voneinander angeordnet sind, und ein Innenatück enthalten, das aus einer Vielzahl erstarrter Fasern aus Eisen- oder Stahlteilchen gebildet ist. Die Fasern erstrecken sich zwischen den Platten und wurden durch einen Sinter-, Hartlot- oder anderen Windeprozess erstarren gelassen. Eine Bauplatte dieser Art kann als Bauaussenelement oder kraftaufnehmende Platte für Flugzeugkonstruktionen

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verwandt werden, dabei die bekannten Melirschichtenplatten. mit wabenförmiger Innenschicht ersetzend. Sie besitzt aber die gleichen Vorzüge wie diese und noch andere, die bisher bei der Mehrschichtplatte nicht verwirklicht werden konnten, darunter den, der überall zuverlässigen, sorgfältigen und gleichmässigen Verbindung und Stärke in allen Teilen der Bauplatte. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren, nach dem solche Teile gefertigt werden. Hierin ist zunächst notwendig, dass die losen, ungeregelt liegenden Teilchen durch ä magnetische Kräfte geordnet und in ihrer endgültigen Anordnung - mit vielen Hohlräumen dazwischen - gehalten werden, und in dieser Stellung"erstarrt" werden. Paktoren wie Beschaffenheit, Zusammensetzung, Grosse oder Form der Teilchen sind von zweitrangiger Bedeutung, so lange, wie sie den magnetischen Kräften unterliegen. Das Gleiche gilt für die Anwesenheit und Beschaffenheit der Platte oder Platten ausser, dass sie, wenn sie gebraucht werden, nicht durch magnetische Kräfte beeinflusst werden zu brauchen. Ebenso ist die Art oder das Mittel, welches die Fixierung oder Erstarrung der Teilchen bewirkt, -** von zweitrangiger Bedeutung, und kann in Übereinstimmung mit den Verarbeitüngs- oder' Gebrauchsbedingungen der Bauplatte gut variiert werden.

Mehrechichtenplatten mit wabenförmiger Zwischenschicht haben bestimmte Grenzen und Schwächen. Sie sind gut zu gebrauchen, wenn die Mehrschichtenplatten eben sind, sie müssen aber von : Anfang an eben sein und passen sich merklich veränderten oder

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scharf gezogenen Formen nicht an. Diese führen zum Zerbrechen der Innenschichtwände und schwächen so Kernstück und Platte. Nur sehr geringe Abweichungen dürfen bei der Anordnung der Frontplatten vorkommen, andernfalls wird der Kontakt zwischen den Rändern der Innenwände und der Frontplatten unterbrochen, was in den betreffenden Bereichen fehlerhafte Verbindung bewirkt und zu fortschreitendem Zubruchgehen während des Gebrauchs führt, \fewo. ein rundumlaufender Rahmen oder eine Versteifung gebraucht wird, müssen diese in sehr enge Toleranzen passen. Das Durchdringen einer Mehrschichten-Wabenp^atte zum Befestigen von durchgehenden Bolzen oder ähnlichem hat ebenso einen beachtlichen Schwächungseffekt. Die Zellen eines Wabenkernstücks sind normalerweise ganz geschlossen, darum gibt es hier keine Möglichkeit, eine flüssigkeit, zum Beispiel zum Kühlen, in dem Kernstück umlaufen zu lassen, wenn die Bau© platte für hohe Temperaturen benutzt wird.

Die vorliegende Erfindung, in der Mehrschichtenform ausgeführt, wird die vorstehend beschriebenen Nachteile vermeiden. Insbesondere kann sie in viele gewölbte Formen gebogen werden und bleibt gleiehmässig fest gegen brechen. Toleranzen sind von geringerer Bedeutung, denn das Material des Kernstückes überbrückt wechselnde Abstände; das Durchdringen schwächt sehr viel weniger, und wegen der in der Zwischenschicht sehr viel enger beieinander liegenden Fasern, was eine grössere Festigkeit bewirkt, können die Frontflächen dünner und leichter sein, und dem Kernstück kann jede gewünschte Zellen- oder Kanalanordnung gegeben werden» in letzterem Falle kann auch eine Flüssigkeit

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im Kernstück zirkulieren.

In breiterem Zusammenhang braucht die vorliegende Erfindung nicht in der Mehrschichtenform ausgeführt zu sein, sondern allgemein zwei Frontplatten und ein dazwischenliegendes Kernstück. Die Erfindung ermöglicht es zum Beispiel auch, eine verstärkte Bauplatte zu konstruieren, die aus einer Grundplatte besteht und einem starren Schichtaufbau aus Teilchen, die in im Abstand voneinander befindlichen Fasern oder Lamellen angeordnet sind, ohne eine Deckplatte. Die letztere Ausführung kann so von Nutzen sein oder dazu dienen, ein anderes Material zu binden, wie etwa eine keramische, temperaturwiderstandsfähige Schicht auf einer Grundplatte aus Metall oder anderem geeigneten Material. Weiterhin kann die Bauplatte nach der Erfindung auch aus nicht nur einem Kernstück von feingeteilten Pasern bestehen, die so erstarrt Bind, und keinerlei Grundplatte aufweisen, oder auch mit einer Grundplatte oder Gruä platten, die dem Kernstück nach dem Erstarren des feingeteilten Materials in Pasern zugefügt ist. Andererseits kann die Bau- I platte nach der Erfindung in einer Vielfach-Schichtenplatte vereinigt werden, mit unterschiedlicher Orientierung der Teilchen in verschiedenen Kernstücken, falls es wünschenswert erscheint.

In Zusammenhang mit den eben angedeuteten Terwendungszwecken, hat sich die Erfindung die ^uIgäbe gestellt, solche Bauelemen- f

te herzustellen, die billig und leicht zu fertigen sind, die ;1 keine verbundenen fortlaufenden Wände für die Kernstückzellen

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"brauchen, obwohl aolehe Y/ände hergestellt werden können, aber die ein Kernstück enthalten, das normalerweise aus einer Vielzahl einzelner, relativ nahe beieinander liegender lasern "besteht, die gegenüberliegende Schichten verbinden, gleichmässig über dem belasteten Bereich verteilt sind und Druck zwischen den Flächen übertragen. ?/egen der gleichmässigen Verteilung der Fasern und der zuverlässigen Verbindung zwischen den !Eeilchen Jeder Faser und zwischen den Fasern und entsprechenden Schichten brechen die Bauplatten unter Belastung, die von einem anfänglich geschwächten G-ebiet aus fortschreitet, nicht zusammen. Und wegen der faserförmigen Beschaffenheit des Kernstückes und der zahlreichen Faserzwischenräume wird eine solche Bauplatte im Vergleich mit den Platten mit wabenförmigem Zwischenstück im Verhältnis Belastbarkeit zu Gewicht besser abschneiden.

Die beigefügten Zeichnungen zeigen schematisch die einzelnen Schritte des Verfahrens, und einige vorzugsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstan.de3.

Fig. 1 ist eine Ansicht im Querschnitt eines anfänglichen Schrittes des Verfahrens, und

Fig. 2 ist eine gleiche Einsicht einea möglichen nächsten Schrittes, wenn der Gegenstand die Form einer Bweischichtenplatte haben soll.

Fig. 3 ist eine gleiche Ansicht eines dann folgenden Schrittes, und

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Fig. 4 eine gleiche Ansicht eines letzten Schrittes in Übereinstimmung mit einer Erläuterung des Verfahrens.

Pig. 5 ist eine Querochnittsansicht eines Gegenstandes nach der Erfindung und zwigt in einfacher \veise seine Anpassungsfähigkeit an gebogene Form.

Fig. 6 und 6a sind Aufsichten, wobei eine Oeckplatte entfernt wurde, und zeigen verschiedene Zellen und Kanalmuster, in denen das Kernstück ausgeführt v/erden kann. "

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, ähnlich der nach Fig. 2, mit einem anderen Kernstückmaterial, und

Fig. 8 zeigt dasselbe in einer Endphase, ähnlich Fig. 4.

Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht in verkleinertem Massstab, und zeigt einen anderen Weg, den letzten Schritt des Verfahrens auszuführen.

Fig. 10 ist eine Aufsicht des ersten Verfahrensschrittes und ä zeigt die Teilchen in amorpher Anordnung, während

Fig. 11 einen weiteren Schritt darstellt, in dem die !Teilchen in ein Kanalmuster geordnet sind.

Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht des Erfindungsgegenstandes, in dieser Form für Verdunstungskühlung gedacht.

Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht eines eines ersten Verfahrensschrittes, wenn ein Kernstück oder eine Bauplatte gemacht werden soll ohne Frontplatten, oder mit

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!Frontplatten, die später zugefügt werden ©ollen,

fig» 14- ist eine gleiche Ansicht eines zweiten Schrittes, und

Fig. 15 ist eine gleiche Ansicht des Endschrittes im Herstellungsverfahren solch eines Kernstückes.

!ig. 16 ist eine Querschnittsansickt eines fertiggestellten Kernstückes wie beschrieben in den Fig. 13» 14 voßä 15, und

S¹Ig. 17 zeigt solch ein Kernstück mit später zugefügten, gegenüberliegenden Frontflächen·

Mit Bezug auf die Doppelschichtform, wie sie allgemein in äen Figo 1 bis 12 illustriert wurde, werden, kurz gesagt, nach dieser Erfindung zwei Lappen, die aus Metall wie Aluminiumlegierung, Elsen, Stahl oder anderem geeigneten Material einschliesslich Plastikmaterial bestehen, in Abstand voneinander gehalten durch die vorgesehene Dicke der Doppelschichtplatte, die zwischen sich eine Menge feingeteilten. Materials in amorpher Anordnung enthält, das after weniger Baum einnimmt, als zwischen den beiden Platten vorhanden ist· Die Trennung der Flächen auf den erforderlichen Abstand kann von einer Anordnung aus geschehen, in welcher beide Platten Kontakt mit dem dazwischenliegenden feingeteilten Material haben. Dieses feingeteilte Material besteht aus Teilchen von magnetisierbarem Material. Weder ihre GrÖsse noch ihre Form sind wesentlich,

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wie später hier beschrieben werden soll, aber sie können körnig sein. Auch ist das Material nicht so wesentlich, solange es magnetisierbar oder ferromagnetisch ist. Eisen-oder Stahlfeilspäne, Nickel, Kobalt oder magnetische Oxyde, legierungen oder Era· wie Magnetit sind zum Beispiel gut geeignet. Diese Teilohen werden durch magnetische Kraft beeinflusst, die durch di· Doppelschioht von Fläche zu Fläche oder von Kante zu Kante wirkt, und ordnen sich selbst in faserförmige oder Iamellenförmige Form entlang den Linien des magnetischen Flusses. " Sie haben mit jeder Fläche Kontakt in einer Vielzahl solcher Fasern, die ziemlich gleichmässig über das Gebiet verteilt sein können oder auch in einer gewünschten Weise konzentriert sein können, je nachdem, wie es am besten für den Gebrauch geeignet erscheint. Wenn die 'leuchen in dieser v/eise beeinflusst und orientiert wurden, werden sie.in dieser Anordnung erstarren gelassen, so dass sie auch beim Aufhören der Wirkung der magnetischen Kraft so verbleiben und untereinander und mit den entsprechenden Platten verbunden sind. i

Das Wort "erstarren" bedeutet, dass eine Fixierung oder ein Festwerden der Fasern und feilchenanordnungen geschieht der Lage nach, und das Wort hat keinerlei Beziehung auf die Temperatur. Sie Teilchen können erstarren gelassen werden durch Wintern, Hartlöten oder Schmelzen» wozu zum Beispiel Induktionswärme benutzt wird oder die elektrische Wärme, wenn die feilchen ein Kunstharzbindemittel enthalten, das auf diese Weise verfestigt werden kann. Sas Erstarrenlassen kann vervollständigt werden durch den Gebrauch eines Harzes, Zements

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oder eines anderen Bindemittels, das vermischt und aufa Engste vermengt ist mit den magnetisierbaren Teilchen. Ausserdem kann eine galvanische Fällung die Zwischenräume zwischen den Teilchen ausfüllen und die Teilchen umschliessen. Wesentlich ist es für diese, dass die magnetisierbaren Teilchen durch die magnetische Kraft orientiert werden, und während sie so angeordnet sind, festgehalten und erstarren gelassen werden. Das Ergebnis ist eine leichte, feste Doppelplatte, in ihrer Anwendung nicht beschränkt auf irgendeine besondere Form oder Biegung über den ganzen Bereich in vollem Kontakt mit jeder Platte, das Durchdringen an federn beliebigen Punkt schwächt nicht merkbar die angrenzenden Bereiche, sie ist fähig, Baulasten praktisch zeitlich unbegrenzt zu übertragen, und man kann Zellen oder Kanäle in dem Kernstück vorsehen, wenn man die Orientierung und Anordnung von vornherein darauf abstimmt.

Die Frontplatte oder Platten können von verschiedenen Materialien und Stärken sein, das hängt von dein Verwendungszweck des Gegenstandes ab und von den endgültigen Bedingungen, wie Temperatur, Druck und ähnlichem. Unter gewissen Umständen können Plastikplatten anstelle von Metall verwendet werden· Ebenso können die Kernstückteilchen aus verschiedenem Material sein, das hängt von "-hnlichen Faktoren ab, und einige der verwendbaren Materialien sind schon früher erwähnt. Wenn körnige Teilchen oder kleine wimpernähnliche Teilchen, die eine grosso Stärke haben, verwendet werden, so können sie in einer Viel-' -zahl von Fasern angeordnet werden, bei denen festgestellt wur— ^: ' de, dass sie ein eigentümlich hohes Dehnungs- und IastaufnalMe-1

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vermögen haften, oder der Abstand zwischen diesem Fasern kann sich gegen Hull vermindern, zumindest in einigen Eichtungen, so dass die Pasern in den lamellen übergehen. Die Stärke des faserförmigen Kernstückes kann durch den Verfahrensschritt des Erstarrenlassens ergänzt werden. Verstärkend wirken zum Beispiel ein Sinterverfahren oder Hartlöten der !Teilchen, das Beimischen eines lötmittels, das Vermi»schen mit einem Binderleim oder einem Epoxyharz hoher Festigkeit oder dergleichen. Venn hohe Temperaturwiderstandsfähigkeit oder dergleichen verlangt wird, können die Teilchen aus Material wie Magnetit, magnetische Ferrite (das ist eine Bezeichnung für Oxyde von Eisen, Nickel, Mangan, Zink, Magnesium u.s.w.) sein, und durch Erhitzen mit einem Bindemittel wie Aluminium-Phosphat oder NatriumBÜikat verbunden oder erstarrt sein·

Durch das Beschreiben von bestimmten typischen Formen und Methoden, wie sie in den Zeichnungen illustriert sind, wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Die Zeichnungen sind als beschreibend und nicht als beschränkend anzusehen·

Fig. 1 sseigt einen Anfangsschritt in dem Herstellungsverfahren einer Doppelschiohtplatte. Eine TJnterstützungsplatte oder einzelne Frontplatte der Mehrschichtenplatte, mit 1 bezeichnet» ist horizontal geneigt, und auf ihr ist eine Menge von Teilchen 2 aus magnetisierbarem Material verteilt, normalerweise wird die Verteilung der Teilchen in amorpher Anordnung mehr oder weniger gleichmässig über daB Gebiet der Platte 1 stattfinden. Als nächstes wird (Fig. 2) die zweite Platte 3 im allgemeinen parallel zu der Platte 1 angeordnet. Die Platte 3

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kann einen Abstand von der Platte 1 haben, der beträchtlich grosser ist ale das Volumen, das von den Teilchen 2 angenommen wird, aber nahe genug an den Teilchen 2 sein? eo dass eine magnetische Kraft, die durch und zwischen den Platten 1 und 3 wirkt, diese Teilchen 2 anzieht. Eine andere Möglichkeit ist, dass die Fläche 3 sianäehst die obere Oberflache der Menge der Teilchen 2 "berührt und dann während und nach dem Einwirken der magnetischen Kräfte bis auf einen grösseren Abstand von der Platte 1 zurückgezogen wird, wi® das unten noch näher erläutert werden wird. Der Abstand zwischen den Platten kann am Anfang oder am Ende durch ein am Rand befindliches Element "bestimmt werden, das aus nicht magnetischem Material besteht und zwischen den Flächen angeordnet ist·

Die gegenüberliegenden Pole 4- und 5 eines Magneten sind ausserhalb der Platten 1 und 3 angeordnet und können normalerweise die Flächen berühren, doch hängt das von der Stärke des magnetischen Flusses ab, so dass sie auch, wie das in Fig. 3 gezeigt wird, Abstand von den Platten 1 und 3 haben können, normalerweise wird man Blektromagnete benutzen, so dass man den Durchgang und das Aufhören der magnetischen Kräfte kontrollieren kann. Der mange tische Fluss zwischen den Polen 4- und 5 zieht die Teilchen 2 an, unabhängig von irgendeiner Abstandsänderung der Platten, und verteilt sie in nahe beieinanderliegende Fasern oder ähnliche Anordnungen, wie sie bei 2a gezeigt sind. Sie erstrecken sich zwischen und berühren die inneren Flächen der Platten 1 und 3· Sind die Polspitzen eben, so verteilen sich die Fasern ziemlich gleichmäeeig Über den

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Bereich der Kernschicht. Sind andererseits die Polspitzen 4 iind 5 so ausgeführt wie in 4a und 5a gezeigt oder sind ersetzbare oder austauschbare gemusterte Spitzen aus magnetischem Material den ebenen Polspitzen zugefügt, ordnen sich die Pasern 2a in einem entsprechenden Muster. Wie in Pig. 6 gezeigt, kann das Muster zellenförmig eein oder, wie gezeigt in Pig. 6a, kann es Wände 2b bilden, die zwischen sich einen Kanal formen, der zum Umlauf einer Flüssigkeit dienen kann.

Der letzte Terfahrenssehritt betrifft das Erstarrenlassen der Teilchen in ihrer faeerförmigen oder sonst gemusterten Anordnung und, wie das schon weiter oben gesagt wurde, dieses kam in verschiedenen Wegen ausgeführt werden. Wie zum Beispiel in ?ig. 4 gezeigt, wird hier eine Induktionsspule 6 gebraucht zur Erzeugung von Hitze, die die Teilchen 2a in ihrer gemusterten Porm zusammenschmilzt (vorausgesetzt, dass sie ummantelt sind mit einem schmelzbar'en Material oder vermischt mit einem staubförmigen schmelzbaren Material) und verbindet sie mit den Platten 1 und 3, mit denen sie Kontakt haben, um die Magnetspule 4 und 5 vor dem Heisswerden zu schützen, werden Hitzeieolierungsplatten aus nicht magnetischem Material 8 und 9 zwischen die Magnetpole und die entsprechenden Platten 1 und 3 geschoben. Nicht magnetische Froiitplafcten sind im allgemeinen dann su bevorzugen, wenn gemusterte Polspitzen gebraucht werden, denn wenn die Platten 1 und 3 aus magnetischem Material eind, werden die Muster der Polspitzen in den Mustern der fasern formenden Teilchen des Kernstückes nicht so klar reproduziert. BAD ORIGINAL

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Es ist axis Fig. 5 zu ersehen, dass dieses Verfahren zur Herstellung einer Doppelschichtplatte gut für gedrehte öder gezogene Form um eine oder um zwei oder mehrere Raumachsen geeignet ist. Hier si-id sowohl die Platte 1a wie auch die Platte 5a gebogen, obwohl sie allgemein parallel verlaufen. Sie folgen "beide gemeinschaftlich einem gebogenen Umriss, was in einer WabenseMchtplatte schwer zu erreichen ist und normalerweise schwächend wirkt. Die Magnetpole sind in ähnlicher Weise kurvenförmig ausgebildet, und die Teilchen 2a richten sich daher in faserförmigen Gruppen aus, und zwar unabhängig von dem atifgepragten Muster, wobei sie im allgemeinen senkrecht zu den Flächen 1a und 3a an den Berührungspunkten mit diesen Flächen liegen. Infolge dessen ist jede faserförmige Verbindung zwischen den Platten 1a und 3a oder jeder zellenförmige •Aufbau, den die kleinen Teilchen annehmen, mit seinen Zellwänden im wesentlichen senkrecht zu den Flächen ausgerichtet, und durch diese Ausrichtung wird der Widerstand gegen eine von aussen aufgebrachte Kraft am grösstenj derartig ausgerichtete Wände werden auch nicht dann zusammenbrechen, wenn

die Bleche später in einer bestimmten //eise gebogen oder gewölbt werden.

Me teilchen müssen nicht unbedingt körnig sein. Wenn sie jedoch körnige Form haben, können verschiedene Arten von mag-» _;i ^ netisierbarem Material verwendet werden, und sie ^!maen^miifc-jfi-Bindernj Leimen, katalytisch oder warm aushärtenden Kunst^.-_5Cf_._: _:-. harzen oder dergleichen vermischt sein, die nach dem Terf est&-? gen die Teilchen in dem Muster erhalten, das/sie unter dem

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Einfluss des magnetischen Feldes annehmen. Unter bestimmten Umständen können jedoch die Teilchen andere als körnige Form haben; derartige Beispiele sind in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Hier haben die Teilchen 2c eine längliche Faden-oder rippenförmige Ausbildung, und ihre länge ist etwas grosser ale der Abstand zwischen den beiden Flächen. Sie sind in amorpher Häufung auf dem Blech 1 während des ersten Yerfahrenssehrittes verteilt. Nachdem das Blech 3 in seine Lage gebracht ist und die Magneten 4 und 5 erregt worden sind, erstrecken sich die magnetisierbaren Teilchen 2c zwischen den Blechen 1 und 3 und berühren jedes der Bleche und kreuzen eich gegenseitig, so dass sie sioh. dabei nach allen Seiten hin festlegen. Während sie so gehalten werden, kann ein Strom durch die Platten 1 und 3 hindurchgeführt werden sowie durch die Teilchen 2c, und dieser Strom kann die Teilchen 2c in ihrer hochstehenden Lage widerstandsschweissen oder hartlöten, um sie in dieser Lage zu verfestigen und festzulegen oder, wenn die Teilchen vorhergehend mit Zinn versehen sind, werden sie in eine starre Hasse verlötet. Ein Kunstharz oder ein ähnliches Bindemittel, das mit den Teilchen eingegeben ist, kann durch die Erwärmung mit Warmluft zum Abbinden gebracht werden.

Eine andere Möglichkeit, die Teilchen in ihrer Lage zu verfestigen und erstarren zu lassen, ist in der Fig. 9 dargestellt Hier ist angenommen, dass die Teilchen die Lage eingenommen haben, die sie in dem Verfahrensschritt nach der Fig. 3 einnehmen, sie befinden sich jedoch in einen Elektrolyten einge-

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taucht, und die Teilchen und die Bleche 1 und 3 "bilden zu-3aTraaen eine Kathode, die₅ in Zusammenwirken mit einer Anode 10, und "beim Stromdurchfluss swisehen der Anode und der Kathode^ wie oben "beschrieben, wird ein elektrolytiseher Biederschlag auf und zwischen den !fasern 2a "bewirkt, und dieser elektrolytische liederschlag verfestigt die Teilchen in der angenommenen Lage, so dasa heim Wegnehmen des magnetischen Feldes die lasern in dieser Lage verbleiben. Eine weitere Verfestigung kann, wenn es erwünscht wird, dadurch erreicht werden, dass die Teilchen und die Bleche in der mittels des elektrolytischen Klederachlages erreichten Lage miteinander verschmolzen werden.

. 10 iat eine Braufsieht, bei der beispieleweise auf die Seuchen gesehen wird, wie sie nach Pig. 1 verteilt sind. Diese !Teilchen können in jeder möglichen Weise verteilt werden. In der oben angegebenen Beschreibung haben die magnetischen Kraftlinien durch und zwischen den Platten 1 und 3 gewirkt. In "Fig. 11 sind jedoch die Pole 4a und 5a an einander gegenüberliegenden Kanten der Platte angeordnet, wobei ihre Polschuhe in geeigneter Weise, wie das wieder bei 4a wcia 5a angedeutet ist, ausgebildet und geformt sind. Die !Teilchen können auf diese ?^reise in der Porin von dünnen Schichten, die aich parallel zwischen den gegenüberliegenden Kanten der Platte erstrecken, angeordnet werden, In diesem Pail müssen die Bleche 1 und 3» wenn beide verwendet werden, aus einem nicht magnetischen Material bestehen. Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass ein Abdeckblech 3 verwendet wird, wenn ein Magnetfeld in dieser Weise aufgebracht wird. Wenn eine Deck-

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platte 3 weggelassen wird, ordnen sich die Seilchen trotzdem in der an egebenen Lage, wobei selbstverständlich Vorkehrungen getroffen werden müssen, damit verhindert wird, dass sie über die Platte 1 hinausgezogen v/erden, und, wenn man sie in dieser Lage erstarren lässt, durch irgendeines der Verfestigungsverfahren, die weiter oben beschrieben sind, oder ähnliche Verfahren, dann wird das einfache Blech durch die in dem mit 2a in Pig, 11 bezeichneten Muster erstarrten Seilchen verstärkt.

Die in Pig. 12 dargestellte Platte ist hauptsächlich für einen Zweck gedacht, bei dem die Kühlung oder Verdunstungskühlung eines flüssigen oder gasförmigen kühlmittels erleichtert werden soll* Das Blech 3b ist porös (hierfür sind die Poren 3c an edeutet), und das Blech 1 kann porös oder nicht porös sein. Das flüssige oder gasförmige Kühlmittel kann in den Zwischenräumen zwischen den Fasern 2a fliessen und durch die Poren 3c verdunsten und wird so Hitzeeinwirkungen auf die Platte verteilen und abführen. Die Fasern dienen dabei als eine grosse Anzahl von Rippen, um Hitze von der Haut 3b aufzunehmen und hinwegzuleiten und das Verdunsten durch die Poren 3c kühlt dies· Haut ebenfalls. Sin ähnliches Prinzip mit oder ohne derartige Poren kann auch in Wärmeaustauschern verwendet werden.

Wie bereits angedeutet wurde, ist es nicht unbedingt nötig, dass die Fasern sich zwischen zwei einander gegenüberliegenden Flächen erstrecken? sie können beispielsweise auch von einer Oberfläche eines einzigen Bleches aufragen, und zwar

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unter dem Einfluss eines magnetischen !Feldes und in dieser Lage erstarrt und verfestigt werden. Auf diese Weise wird eine ausserordentlich rauhe und feste Platte gewonnen, die dazu dienen kann, einen aufgebrachten Belag, "beispielsweise eine Keramikschicht zu unterstützen und zu verankern. Durch eine derartige Keramikbeschichtung kanndie Ausbildung einer Platte jeder erwünschten Stärke" unmittelbar auf einem Unterlagehlech 1 beispielsweise für Wärmeisolation erreicht werden*

Es ist sogar nicht unbedingt erforderlich, daß überhaupt Flächen für den Aufbau verwendet werden, da die Kernlage selbst ohne eine Fläche auf eine ihrer Seiten vorteilhaft verwendbar ist, oder wenn eine Fläche oder Flächen nötig sind, können diese auf einen vorgefertigten Kern aus magnetisch in diese Lage gebrachten und anschliessend verfestigten feingeteilten Material aufgebracht werden. $ie Fig. 13 bis zeigen, wie ein derartiger Kern oder eine mit Flächen versehene Platte aus einem derartigen vorgefertigten Kern hergestellt werden kann. Eine solche Platte kann ausserordentlich vorteilhaft verwendbar als Karosserie oder andere Platte für ^Ä ein Kraftfahrzeug sein.

Haeh den !ig. 13, 14 und 15 sind die Polschuhe 4 und 5 eines Magneten im allgemeinen in der erwünschten Form ausgebildet, eine derartige Form kan#auch sehr verwickelt sein. Eine

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Wärmeisolierung 2o kannzwisehen den Polschuhen und der Pormfläche angeordnet sein, und zwar insbesondere dann, wenn das Erstarren und Verfestigen durch Erwärmen des Kernmaterials bewirkt wird. Als nächstes werden Platten 21 und 22 zwischengelegt, die in der erwünschten Form gebogen oder gewölbt sind. Es können geeignete Vorkehrungen getroffen sein, um diese Platten zu erhitzen, wie das weiter oben näher erläutert wurde. Die den Kern berührenden Oberflächen der Platten sind vorzugsweise mit einem Trennmittel 23 bedeckt, wie beispielsweise einem Kohlenwasserstoff-haltigen Schmiermittel,

!"eingeteiltes Material der bereits beschriebenen Art wird zwischen die Platten gelegt und wird durch die Kräfte des magnetischen 5'eldes zwischen den Polschuhen 4 und 5 in faserige Form gebracht. Wenndieses feingeteilte Material beispielsweise mit einem warm aushärtenden Kunststoffbinder vermischt ist, bewirkt eine Erwärmung der Platten 21 und 22 in geeigneter Weise ein Erstarren der Teilchen in der angenommenen faserigen Lage. Nach dem Erstarren und Verfestigen und öffnen der Formteile wird der fertig-gestellte Kern 2c herausgenommen, wobei das Trennmittel bei 23 das Herausnehmen erleichtert. Der Kern hat beim Erstarren die erwünschte gewölbte Form nach Fig. 16 angenommen und für manche Zwecke wird es nicht nötig sein, noch weiteres daran z# tun. Wenn Flächen gewünscht werden, kann ein fester Überzug 24 aus einem Kunstharz oder keramischen Material aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufsprühen, Eintauchen oder in

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an&erer geeigneter Y/eise, um eine gewölkte Mehrschiohten--Platte zu erhalten.

Es ist zu verstehen, daß die Gegenstände imd das Yerfalaren nach der Erfindung nicht auf ein besonderes Erstarren oder Verfestigen beschränkt sein 30llea und auch nicht auf eine "besondere Lagerung oder Musterung der Teilchen und ebenfalls nicht auf besondere formen oder Anordnungen der Bleohe oder

des Bleches und auoh nicht auf die feildben, solange als diese Teilchen magnetisierbar sind. Der Grundgedanke der Erfindung besteht in der besonderen Anordnung und Lagerung der Teilchen mittels eines magnetischen Kraftfeldes und in bestimmten gewünschten Mustern oder in musterloser Form und in dem Erstarren lassen.und Verfestigen der teilchen in dieser Lagerung durch irgendeinen Erstarrungs« bzw· Ver—

festigungsvorgang, wie er hier beschrieben wurde oder auf andere Art und Weise erreicht werden kann«

Derartige Gegenstände nach der Erfindung haben -viele vorteilhafte Verwendungsmöglichkeiten» Sie können als leichte, jedoch feste und widerstandsfähige Bauplatte, als Bugkegel bei Flugzeugen oder Raketen, als Düse für Raketen-Motoren oder als Wandung von Brennkammern oder andere Bauelemente verwendet werden, bei denen ein oder zwei im Abstand voneinander gehaltene Bleche oder eine vielschichtige Form erwünscht ist. Bei einer Anordnung, bei der eine Flüssigkeit, die Bauplatte durchspülen kann, können Kühlwirkungen erreicht

werden und wenn ein· Platte porös ist, ist eine Verdampfungskühlung möglich. Eine Wärmeisolierung mit Keramik oder anderen Materialen iat ohne weiteres erreichbar· Flüssigkeiten oder Gasfilter können auf diese Welse ausgebildet werden oder der Kern kann einen Katalysator für chemische Verfahrenezweoke enthalten· Die fertige Platte, die in dünne parallel zu der Streckung der Fasern verlaufende Schichten unterteilt ist, kann als Schirmgitter für Elektronenröhren oder als Kathode dienen. Eine Uehrschicbtenausblldung, bei der die Aussenbleohe mit einem geeigneten di-elektrischen Material beschichtet sind, kann als elektrischer Kondensator dienen· Wenn eine grössere Porosität verlangt wird als sie nach dem oben beschriebenen Verfahren erreichbar ist, kann

in die Fasern ein staubfSriniges Material eingearbeitet werden, das ausgelöst, ausgelaugt oder weggeschmolzen wird« Die Erfindung ist daher nicht allein auf eine Bauplatte beschränkt, obwohl sie wahrscheinlich auf diesem Gebiet das grösete Anwendungefeld haben wird·

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Claims

26. April 196ο Patentansprüche ι

1.) Verfahren zum Herstellen von Bauplatten, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einwirken eines ra- gnetischen Kraftfeldes auf eine Schicht von feingeteiltem, magnetisierbaren Material, dessen Teilchen zu einer Vielzahl von im wesentlichen fortlaufenden Pasern mit zahlreichen Hohlräumen dazwischengeordnet werden und in dieser Lagerung in festen Zusammenhalt gebracht werden, damit sie nach dem Wegnehmen des magnetischen Feldes diese Lagerung behalten.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klebe- oder Bindemittel mit den magnetisierbaren Teilchen vermischt wird, dami^s sich, in die einzelnen Fasern einbaut und während der in Fasern ausgerichteten Lagerung der Teilchen im Magnetfeld,die Teilchen in dieser Lagerung fest verbindet und erstarren lässt.

3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Lagerung der magnetisierbaren Teilchen in

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faseriger Ordnung ein Verbindungsmittel auf den Teilchen elektrolytisch niedergeschlagen wird, um die lasern zu verfestigen.

4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teilchen während ihrer magnetischen Ausrichtung in faseriger lagerung miteinander verschmolzen werden, um sie in dieser lagerung zu verfestigen. ^

5.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisierbaren Teilchen zwischen zwei im Abstand voneinander gehaltenen Blechen einem magnetischen Kraftfeld ausgesetzt werden und die dabei ausgebildete faserige Lagerung verfestigt wird, wobei sich die einzelnen Teilchen miteinander und die Fasern selbst an ihren Endpunkten mit den dort berührenden Flächen der Bleche verbinden.

6.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß " die magnetischen Kraftlinien in einem vielzelligen Huster angeordnet sind, um die !Teilchen und Fasern in ein solches Muster zu bringen.

7.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Kraftlinien in einem vielzelligen Muster angeordnet sind, um den Teilchen und Fasern ein solches Muster aufzudrücken,

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8.) Bauplatte, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus feingeteiltem magnet!sierbarem Material besteht, ,das in einem magnetischen Kraftfeld zu/einer Vielzahl von im Abstand zueinander liegenden Pasern auf einer gemeinsamen Unterlage geordnet ist und in dieser Lagerung verfestigt ist·

9.) Bauplatte, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei im wesentlichen parallel im Abstand voneinander angeordneten Blechen besteht, zwischen denen feingeteiltes magnetiüierbares Materiä. unter Einwirkung eines Magnetfeldes in eine Vielzahl von in Abständen voneinander liegenden Fasern geordnet ist, die an den Innenflächen der Bleche enden und in dieser Lagerung verfestigt werden,

lo.) Bauplatte nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß zu verfestigendes Bindemittel mi-fcöem feingeteilten magnetisierbaren Material vermischt ist und in den daraus im Magnetfeld geformten Pasern enthalten ist, das nach dem Abbinden die Teilchen und die Bleche in ihrer Lage fixiert.

11.) Bauplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen aus schmelzbarem Material bestehen, das nach dem Verschmelzen in der im Magnetfeld eingenommenen Lage die Pasern und die Bleche ih ihrer Lage fixiert.

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12.) Bauplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen in einem vielzelligen Muster erstarrt sind.

13.) Bauplatte nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen in einem vielzelligen Muster erstarrt sind.

14.) Bai'.platte nach Anspruch 9$ dadurcbgekeimzeichnet, daß die Bleche im wesentlichen in gleicher Form gebogen und ausgebildet sind.

15.) Bauplätte nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Tellöhen eine längliche Form aufweisen und im wesentlichen länger sind als der Abstand zwischen den Blechen beträgt und in vielen Winkeln wahllos geordnet gegen die Bleche und miteinander in Berührung stehen.

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