DE1610459A1 - Klettenverschluss - Google Patents

Description

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13. Hovember 1967
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KlettenvereshluS

Sie Erfindung betrifft einen Klettenverschluß, welcher zwei Teile aufweist,, deren jedes mit einer sehr großen Anzahl von °dicht nebeneinander angeordneten« ineinander verhakbaren 7er- ^riegslungeelementen versehen ist, von denen die eines metal-

^lene Haken und die anderen metallene Schlaufen aufweisen. Me ο

°Haken und Schlaufen zeichnen sich dadurch aue_f daß zwei ein- ^³ ander zugewandte Oberflächen in einer flächigen Berührung derart aneinandergopreSt werden können, daß eine große Zahl

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von Haken in eine große Zahl von Schlaufen eingreift. Bei Verwendung solcher Verriegelungselemente können die beiden Teile häufig Miteinander vereinigt und wieder getrennt werden, ohne iaS es dabei su einer bleibenden Verformung der Haken oder der Schlaufen oder au einem wesentlichen Zerdrükken der Schlaufen kommt. Die Erfindung betrifft dee weiteren ein Verfahren- sub Herstellen eines solchen Klettenverschlusses«

Eine bekannte Aueführungsform eines Klettenverschlusses (US-Patent 5 154 837) weist zwei Streifen Bit ineinander versohlingbaren fieren auf, welche Schlaufen sowie in die Schlaufen eingreifende Hakenelemente enthalte^. Pie in dieser Patentschrift beschriebene Befestigungsvorrichtung ist aus

hergestellt

Kunst bar* s«Ü. aus einem Polyamid wie Hylon^^TTlr einige Anwendungefälle) können diese Streifen aus Textilien mit einem eingewobenan Flor aus synthetischem Material bestehen,,

Klettenverschlüsse mit ineinander eingreifenden Floren haben überall da eine vielfältige Anwendung gefunden, wo ein leichtes öffnen und Schließen eines Gegenstandes erwünscht iet, wie s.B. bei Bekleidung, Schuhwerk, Gürteln» Torhängen und Wandteppichen, aber auoh in einer Vlelaahl von Anwendungsfällen der bemannten Raumfahrt. Aufgrund des Aufbaus derartiger Kletten-

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verschluss· und aufgrund der Eigenschaften des für den Flor verwendeten polymeren Materials sind die KLettenvereohlüeae nicht geeignet für jene Anwendungsfälle, bei welchen ei© Sober- oder Horaalkräften bei sehr hohen oder bei sehr tiefen Temperaturen, wie auch wiederholtem öffnen und Schließen bei solchen Tempera« turen standhalten müssen« Ss hat sich allgemein gezeigt, daß im Handel erhältliche Klettenverschlüsse dieser Art einen praktischen Verwendungeber«ich von etwa zwischen -30° bis 150° C haben. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Klettenverschluß zu schaffen, der auch bei bisher noch nicht zulässigen Temperaturen verwendet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgesehen, daß bei einem Klettenverschluß? welcher sswei miteinander susats. menwirkende Teile mit einer sehr groBen Ansah! von dicht nebeneinander angeordneten, ineinander eingreif enden Verriegelungselementen aufweist, die einen Verriegelung^ elemente als metallene Haken und die anderen als metallene Schlaufen ausgebildet sind, und daß jedes der Seile eine flächige Unterlage aufweist, an welcher die Verriegelungselement© in vorzugsweise normaler Richtung befestigt sind. Die Haken bestehen aus gehärteten, federndem Hetall, so daß sie nach dem flächigen Zusammenpressen der beiden Organe und dem damit verbundenen Ineinandergreifen einer großen Ansah! von Haken sowie nach anschließender Tren-

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der Teile genügend federkraft besitzen, um ihre ursprüngliche font wieder anzunehmen. Bio Schlaufen bestehen aus Me tall» das •ine solche Zugfestigkeit und Elastizität besitzt, um auch nach wiederholtem Ineinandergreifen und Trennen weder zu brechen, noch bleibende Verformungen aufzuweisen.

Der Klettenverschluß ist vorzugsweise aus Gewebe hergestellt* dessen Unterlage aus einem Grundgewebe mit Schuß- und Kettfäden sowie zusätzlichen fäden zur Bildung der Verriegelungseleatente besteht« Die Unterlage kann aus hoshtemperaturbeständigen synthetischen Fasern bestehen; zur Verwendung bei höchsten Temperaturen und zum Erreichen größter !lebensdauer der Vor» richtung ist es jedoch vorteilhaft, daß die Grundlage aus mehradrigen Fäden dünnen Metalldrahtes gewoben wird, welche außer den Eigenschaften der Verriegeluagselemente aueh noch die einer hohen Temperaturbeständigkeit aufweisen. Der Gaazmetallaufbau eines solchen Klettenverschlusses erlaubt eine Wärmebehandlung, durch welche die Eigenschaften weiterhin verbessert werden können. '

Dae Verfahren zum Herstellen von Klettenverschlüssen gemäß der Srfindung sieht vor_s die metallenen Verriegelung el eisen te vorzugsweise durch Weben in ein grundmaterial einzuarbeiten •and zu» Bilden ier Haken wenigstens einige der

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aufzuschneiden. Vor dem Einweben werden dia mehradri-

, ge£ Metallfäden des völlig aus Metall bestehenden Klettenversohlttases einer besonderen Vorbesohlchtung unterworfen, die anschließend durch Erhitzen ^iirsetet und ,yeräampft wird; gleichzeitig werden die Verriegelung aelemsnte einer Wärmebehandlung unterzogen« um die ihnen im Verlauf des Webens erteilte Sprödigkeit zu beseitigen.

Geia&ß der Erfindung wird weiterhin Ycrgesefeaii,, die Schlaufen paarweise herzustellen und dabei für eine Schlaufe jeweils eines Paares ein weicheres Metall als für die andere Schlaufe zu wählen, so da3 eine Vielzahl von S<£Laufenpaaj?en einerseits eine leichte Verbindung mit den Baken eingehen, und anderereeite einen hohen Widerstand gegen Verformung bietet<■

BIe Erfindung ist anhand der Zeichnung erläutert» Es zeigen»

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Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des einen Streifens eines Klettenverschlusses mit auf einer Streifenseite stehend angeordneten Verriegelungselementen}

Yig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus den einen, mit Haken versehenen Teil eines KIettenvarechlueaea;

fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem anderen, mit eines '' ' ' 109845/0017 '- 6 -

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Schlaufenpaar versehenen Teil eine« Klettenverschlusses? und

fig, 4 eine Seitenansicht zweier einen Klettenverschluß bildender Streifen mit einander zugewandten Verriegelungeeleaenten.

Die beiden bevorzugten, im folgenden beschriebenen Aueftthrungebeisplele von Klettenverschlüssen habenjim wesentlichen den in den fig. 1 bis 4 dargestellten Aufbau. Sie weisen im wesentlichen ein streifenförmiges Grundgewabe mit Kett- und Schußfäden 11 und HT auf, in das zusätzlich metallene fääen 14 eingearbeitet sind, welche auf dem Grundgewebe senkrecht stehen und Verriegelungseleaente 15 in Form von Haken IS oder Schlaufen 17 bilden. Der grundlegende Unterschied zwischen fen beiden Aus,. führungsformen besteht darin, daß die erste ein Grundgewebe aus mehradrigen Metallfäden aufweist» während bei der zweiten ein örundgewebe aus mehradrigen fäden eines hochtemperaturbe ständigen Kunststoffes gewählt wurde.

Weitere Unterschiede, die später im einzelnen erläutert werden aoljjaru bestellen, darin, daß die Terriegelusgseloaente der er-β ten Aueführungsform dadurch im Grundgewebe verankert sind, öa0' aie zusammen mit dem Grundgewebe einer Wärmebehandlung ausgesetzt wurden, während bei der zweiten Ausführuägeform «ine rückseitige Klebeatoffbeaohiehtung erforderlich ist. Auch sind die

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Eigenschaften der Verriegelungseleaente dee θreten, völlig aus Metall bestehenden Klettenverschlusses durch die Wärmebehandlung derart verbessert, daß sie weitaus feftufig^r als diejenige des zweiten Verschlusses in Singriff gebracht und wieder -voneinander getrennt werden können· Damit soll nicht gesagt «erden, daß der Verschluß gemäS der zweiten Ausführungsfoxm unbrauchbar ist» sondern lediglich, d&S die !lebensdauer der Sananie tallaus führung grUSer ist, da diaae «ui* Verbesserung ihrer Eigenschaften einer Wärmebehandlung unterworfen wurde.

Die Sett- und Schußfäden bestehen Jeweils aus 90 dünnen Edel statiladsrn von 0,0125 mm Burehaesser und weisen die folgende ZusamasnsetiSTang in Gewichtsprosenten auf:

Chrom	19
Nickel	10
Kohlenstoff	0.08 sax.
Bisen	71

2ei* Erfahren sub Herstellen der Terriegelungselemente des

werden die feinadrigen laden mit einem He^stqffübersug wie s.B. eisern Akryl miteinander . was Sem faden festigkeit verleiht imd das Heißen fier Mäen %8tosm& S@» ftoteea» ^eraisÄert· Auf

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wird eine flüchtige Gleitschicht wie z.B. flüssiges Paraffin aufgebracht» um Scheuern während des Webens und Verkleben in der Webepule au verhindern. Diese Schuß-* und Kettfäden werden dicht gewoben, zusammen Bit eines zusätzlichen faden der senk«

den
recht zwischen Kett~ und Schußfäden stehende Schlaufen zuta Erzielen ron Yerriegelungeeleiienten des Klettenverschluesee bil» dei, bei walchan die Kett- und Schußfäden ein Grundgewebe bilden, welches derart dicht gewoben ist, daß die Terriegelungseleaente senkrecht gehalten und im Orundgewebe verankert sind*

Pur die Baken wurde eine Kobalt-Hickel-Terbindung der folgenden Zueaamensetaung in Gewichtsprozenten verwendet«

Kobalt	40
Chrom	20
Nickel	15
Molybdän	7
Mangan	2
Beryllium	0.04
Kohlenstoff	0·15
Eisen	Rest

Tor den Weben befand sich der Draht in 47 $ reduziertes Zustand. Sr hatte einen Surehaeaeer von etwa 0.1 um. Haoh den

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Weben einer Schlaufenform wurde das mit Baken versehene des Klettenverschlusses fttr die Batter von fünf Stunden einer !temperatur von etwa 530° ausgesetzt» Uta zunächst die auf dem Grundgewebe befindlichen Besehiohtungsstoffe zu zersetzen und zu verdampfen, wurde es für die Sauer von zwei Stunden einer Temperatur von 53O⁰C auegesetzt und nach dieser Behandlungsdauer, die zum Altern der Legierung ausreichend ist, war die Sprödigkeit» die eine folge der Spannungshärtung infolge der mechanischen Beanspruchung während des ^webvorgangee war, beseitigt und seine feder eigenschaften verbessert«» Sodann wurde die gehärtete und gealterte Legierung durch geeignete Schneidvorrichtungen im Bereich ihrer Enden aufgeschnitten, so daß Haken entstanden,, . .

Herstellung der Schlaufen wurden als Hilfβfäden Drehtpaare vo von voneinander verschiedener Zusammensetzung verwendet. Der erste Draht eines solchen Paares, im folgenden als "federdraht" bezeichnet* wies dieselbe Zusammensetzung wie der für die Herstellung der beschriebenen Haken verwendete Draht auf» mit Ausnahme dessen, daß er sich im Zustand einer 32 ^igen Reduzierung befand, so daß seine zuletzt erreichten fadereigeneohaften anders als die der Haken waren.'AuSerdem betrug der Durchmesser dieses Pederdrahtas 0,057 mm. Der zweite Draht eines Paares, im Folgenden ^HSchiaufendraht" genannt« wurde im Zustand einer .13 £igen Reduzierung verwendet und hatte die folgende Zueam-

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Bensetzung in Gewichtsprozenten;

Nickel (a) 70.0 aiin $>

Chrom 14.0 - 17.0

Eisen 5»0 -

Titan 2.25- 2.75

ffiob (b) 0.70- 1c20

Mangan 1.0 Biax=,

. Silicium 0.5 max»

Schwefel 0.01 max«,

Kupfer 0.5 max«

Kohlenstoff 0*8 max.

Im Vorstehenden bedeutet (a) einen kleinen Anteil von Kobalt, (b) einen kleinen Anteil von Tantal.

Die Paare der zusätzlichen fäden wurden beim Weben nicht miteinander verdrillt, sondern im Webstuhl glatt gelegt, so daß sie sich nach äem formen von Schlaufen wieder voneinander trennen konnten, wie aus flg. 5 hervorgeht. Diese paarweise angeordneten Drähte wurden mit dem Grundgewebe verwoben, so daß sie ein aufrechtetehendee Schlaufenpaar aus einem federdraht und einem weichen Draht bildeten. Die paarweise Anordnung der Drähte führte mi einer Kombination der Eigenschaften» die für

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den 2teuergebra\ioh des Klettenvereohlusftee wesentlich sind. Der federdraht bat genügend Festigkeit und Elastizität, ua einem

während der Handhabung dee Versehlttsee· und

"auch wiederholten Oe brauche β zu widerstehen, wäterend_Jer welche Draht genügend GesehBeldlgkeit besltst, um bei» Eindrücken der Baken in den Schlaufenflor ohne abzubrechen aussuwslchen» Se hat sieh gezeigt, daS ein aus&ohlieSllch aus weichen Drähten bestehender flor eine Verbindung alt den Haken swar eingeht» bei ständigem Gebrauch jedoch Ielobt eerdrüokt wird, während ... Jederdi&&te allein »war nicht sueammengedrüekt werden, sich jedoch nicht so leicht mit den Hakan verbinden« 3s hat sich ferner als Tortellhaft erwiesen, bei den Schlaufendrähten einen kleineren Durchmesser sie bei den Hakendrähten su wählen und mehr-Schlaufen als Hairen prc Flächeninhalt anzuordnen·

Die für den weichen Draht ausgewählte Legierung ISSt sich in dieser Koabi&atlon besondere vorteilhaft rerwenden, well sie beim Weben und beim anfänglichen Verarbeiten des kaitverf©raten Drahtes sowie bei» Kaltverarbeiten des Drahtes während des Webens und bei dem darauffolgenden AlterungeproseS bei höheren Teeperaturen k&igtt spräds wird, so daS dem Draht eine erhebliche Elastizität verbleibt, das MaS an Spr54igkeit, dme die Baken bei wiederhaltem Offnen und Schließen daran hindern würde, in ihre ursprüngliche Leg© surttokeukehren, jedoch beseitigt wird·

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Bringt man dieee Elettenvereohlüaee eine genügend lange Zelt auf die notwendige Temperatur, üb die Legierung jsu altern und die Sprudigkeit dea Hakendrahtes und dee Faderecblaufendrahtes su beseitigen, so weisen sie nach hundertmallgem öffnen und Schließen etwa 44 bis 66 i» ihrer anfänglichen Scher- und Zugfestigkeit auf. Sine nach dieser Prüfung vorgenommene mikroskopische Untersuchung zeigte, daß nur ein kleiner Anteil der Haken und der Schlaufen gebrochen oder verdreht waren. Nicht wänaebehandelte Klettenverschlüsse hingegen zeigten weit schlechtere Eigenschaften.

Be wurde ferner festgestellt« daß diese Wärmebehandlung ein Verhaken der Wüteein der Verriegelungselemente in einem solchen Mafie herbeiführt, daß es bei einem von Anfang an dichten Grundgewebe überflüssig ist, zum Pesthalten der Verriegelungen elemente eine rückseitige Klebstoffschicht aufzutragen» Es wurde gefunden, daß ein 30,5 m langer Streifen, der während einer Bauer von flint Stunden einer Temperatur von 445⁰C ausgesetzt wurde, um etwa 38 mm kürzer wurde_o Ea ist anzunehmen, daS diese kleine aber deutliche Schrumpfung die Ursache für die zusätzliche Verhakung im Bereich der Wurzeln der Verriegelungselemente nach der Wärmebehandlung ist*

Biese Klettenverschlüsse wurden weiterhin bei Temperaturen von bis zu 566°C geprüft und über eine längere Seitdauer hin-

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weg bei dieser Temperatur geschlossen gelassen* Sie wurden ebenfalls zur Untersuchung ihre? Kälteeigenscheften in einen flüssigen Heliumbad von einer Temperatur von etwa -250° geprüft. In beiden lallen erwiesen sie sieh ala voll funktionsfähig. /

Der Webvorgang wird im wesentlichen in der in der obenerwähnten Patentschrift beschriebenen Art durchgeführt. Die Streifen werden auf einem umgebauten schmalen oder breiten Webstuhl gewoben, der in derselben Weise wie ein der Herstellung von Samtband oder Frot&e dienender Florwebstuhl arbeitet» wobei aus den zusätzlichen Drähten oder Hilfskettdrähten während des Webens Schlaufenflor gebildet wird«

2. Ausführungsbeispiel

In einer »weiten Aueführungsform wurde dieselbe Metall-Legierung für die Haken wie für die Schlaufen verwendet« Me Unterlage wurde aus einem Ctrundgewebe aus hochtemperaturbeständigem, mehradrigen Bfylongarn hergestellt» wobei sich ein aromatisches Polyamid als besondere vorteilhaft erwies. Um ein Gewebe eu erhalten» waches zum Verankern dar Haken und Schlaufen im Grundgewebe dicht genug ist, wurden Kettfäden von einer Feinheit von etwa 10p denier mit gröberen Füllfäden von z.B* 200 denier verwendet. Während die Haken und Schlaufen den beim ersten AusfÜh-—<r 109845/0017 _. _u _ ;

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rungsbeisplel verwendeten !Temperaturen standhielten, vor die Anwendung des Cteundgewebes aufgrund der Verwendung von Kunststoff auf eine Höchsttemperatur von etwa 260° C beschränkt«. Bei der hler vorliegenden Aueftthrungeform erwies ee sieh Jedoch als erforderlich, auf die Rückseite des erundgewebes einen Klebstoff aufzutragen; hierfür eignete sich am besten ein Polyamid, das noch bei Tempera türen von 260° zwischen den 7erriegelungselesenten und dem Grundgewebe eine gute Verbindung herstellt·* das außerdem genügend Steifigkeit hatten us ge· schnitten werden zu können, und das dabei noch biegsam genug war, um das Aufrollen des fertigen Bandes zu erlauben. Dieser Beechiohtungsetoff lieferte zugleich die klebende Oberfläche für das nachträgliche Aufkleben auf Unterlagen.

Die zweite Auaführungaform steht zwar der ersten bezüglich der Verwendbarkeit bei hohen Temperaturen nach, ist aber dennoch bei unter dem Gefrierpunkt liegenden Temperaturen und bei Temperaturen von bis zu 260° C einsatzfähig· Sa das Erwärmen der Verriegelungselemente auf Wärmebehandlungetemperatur der Haken und lederachlaufen nicht möglich war« war die »weite Aus« fUhrungsform im Hinblick auf eine häufige Wiederverwendung des Klettenverschlusses weniger gut, aber dennoch anwendbar bei jenen mittleren Temperaturen, die swiaohen den im ersten Ausfuhr rungsbelepi·! genannten und jenen liegen, welche für ix Bändel erhältliche Elettenversehlässe noch anwendbar sind.

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Patentanspruch e

1. Klettenverschluß, bestehend aus «wet VereohluBieilen alt jeweils einer flächigen Unterlage und einer Vielzahl τοη auf einer Seite jeder Unterlage aufrecht stehenden» dicht nebeneinander angeordneten Verriegelungeeleaenten, τοη denen diejenigen dee einen Verschlußteil«a aus Schlaufen gebildet sind, und diejenigen dee anderen aua Haken, welche beim An«· einanderdrücken der mit den Verriegelungeeleaenten feesrfcsten Seiten der VerschluBteile in die Schlaufen eingreifen und damit eine heim Entfernen der Verschlußteil« voneinander wieder löebare Verbindung eingehen, dadurch gakenneeichnet, daß zuaiindeet die Haken (16) aus gehärtetem, elastischen Metall bestehen«

2. Klettenverschluß nach Anspruch 1, dadurch g e kennze lehnet, daß die Unterlage aus eines (Iewebe (10) gebildet ist und die Verriegelungselement* als Flor eingewoben sind.

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Klettenverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet » daß die einzelne Schlaufe (17) aus einen Brabtpaar (18*19) gebildet iet_t deren einer Draht aus gehärtetem? federnden Metall, und deren zweiter aus einem gegenüber dem ersten weicheren, doch zur Vermeidung von Brechen oder von bleibender Verformung genügend zugfestem Metall besteht»

4« Klettenverschluß nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet , daß die Haken (16) einen größeren Durchmesser als die Schlaufen aufweisen* -

5«. Klettenverschluß naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Gewebe (10) aus mehradrigen Metallfäden hergestellt istο

6. Klettenverachluß nach einem der Ansprüche 2 - 5 » dadurch gekennzeichnet» daß das Gewebe . (10) in der Wärme geschrumpft istο

7β Klettenverschluß nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet» daß die Haken (16) und/oder die Schlaufen (18) zur Steigerung der Elastizität wärmebehandelt sindο ^ * _

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Ö. Klettenverschluß nach den Ansprüchen 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß der eine Draht eines Drahtpaares (13,19) aus einer wärraegehärteten Kobalt- Nickel-Legierung, und der andere aus einer gegenüber der erstgenannten weicheren Hickel-Legierung, und das (Jawöba (10) aus Edelstahl besteht«

9. Klettenverschluß nach Anspruch^i d~a*ri~u roh ge kennzeichnet, daß das Gewebe (10) aus Kunststoff von einer über 260° C liegenden Schmelztemperatur hexgestellt ist,,

10« Klettenverschluß nach Anspruch 9t dadurch g e kenne; ei chne t , daß die Verri<?gelungselmente (15) durch eine auf die Unterlage (10) aufgebrachte Klebst off schicht an dieser befestigt sind,

11. Verfahren zum Herstellen eines Klettenverschlusses gemäß einem der Ansprüche 2 - 10, dadurch gekennzeichnet „ dad die Schlaufen (16) beie Herstellen des Gewebes (10) als Hilfefäden zwischen Kett (11)- und die Schußfäden (12) eingelegt und diese zum Verankern der Hilf8fäßen entsprechend engmaschig gewoben werden»

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* Verfahren Bach Anspruch 11» dadurch gekennzeichnet, daS die Hilfefäden in kalt verformten Zustand Texwoben und anschließend genügend lange zur Alterung der legierung zwecks Steigerung der Elastizität wärmebehsndelt werden, und schließlich zum Bilden der Baken aufgeschnitten werden. .

13« Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß das mit Drahtpaaren versehene Verschlussteil nach dem Weben zur Steigerung der Elastizität und «or Verminderung der SprÖdlgkelt einer zum Altern

- - der Legierung genügend lange dauernden Wärmebehandlung unterworfen wird»

14-. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch g e k: e η n ze" lehnet, daß die mehradrigen Gewebefäden Tor dem Verweben äurcb einen flüchtigen Klebstoff zusammengeklebt werden, und daß dae Veraehlußteil anschließend zum Austreiben des Klebstoffes erhitzt wird.

15* Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennseichnei, daS auf die Klebst off schicht vor den Weben eine flüchtige Gleitoittelechicht aufgebracht wird, und dafi die nach dem Weben angewandte Temperatur ausreicht _s um das Gleitmittel auseutreiben.

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ORIGINAL INSPECTED