DE1905988A1 - Giessen von verstaerkten Gegenstaenden - Google Patents
Giessen von verstaerkten GegenstaendenInfo
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Description
DR. MÜLLER -BORE DIPL.-ΙΝΘ. GRALFS 1905988
DIPL-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL
PATENTANWÄLTE
München, den 6. Februar 1969
Bol/S- D 1009
IHE DUHjOP GONFMiY LIMIEED
Dunlop House, Ryder Street, St. James's,
London S.W.1, England
Giessen von verstärkten Gegenständen
Die Erfindung "betrifft das Giessen von verstärkten Gegenständen
und insbesondere das Schleudergiessen von verstärkten Gegenständen
aus flüssigen Polymeren.
Ein Schleudergiessverfahren für einen, verstärkten Gegenstand
in einer Form kennzeichnet sich, gemäss der Erfindung dadurch,
dass mehrere Fasern auf wenigstens einen Teil der Formfläche
"aufgebracht werden, dass ein wesentlicher Anteil der' Fasern
so. angeordnet ist, dass sie von der Fläche der Form, auf die
sie· auf gebracht sind,, auf recht stehen.,, dass das flüssige
Giessmaterial in die Form eingebracht wird, dass die Form
gedreht, wird, so dass das flüssige Giessmaterial. im wesentlichen
die Form füllt und die Fasern einbettet, und dass der Gegenstand
von der Form getrennt, wird, wenn1 das Giessmaterial/verfestigt
hat, wobei die Fasern in dem Gegenstand eingebettet
bleiben.
9G&8 3&/U6&
33BRAUNSCHWElG1AMBaRGERPARKe β CO531) 2β«-β7 S MÜNCHEN 22, ROBERT-KOCH-STR. 1 ffi (Οβ10 22511Ο
Vorzugsweisewerden die Fasern, auf die Fläche auf gebracht ,·
so dass sie die G-egens t andsver Stärkung während: des G-iessens -->
festlegen oder lokalisieren; sie können jedoch selbst die
Verstärkung entjialten oder "bilden*·
■Vorzugsweise sind ausserdem die Fasern, wenigstens angenähert
senkrecht zur Fläche der Form angeordnet' lokal zu ihren Aufbringungspunkten, und vorzugsweise wird ausBerdem ein .Klebstoff■
auf wenigstens einen Teil der. Formfläche, auf gebracht: vor dem ·..
Aufbringen der Fasern^ um einen wesentlichen Anteil derselben
an der Fläche in diesem Zustand während der übrigen Schritte
des Giessvorganges festzuhalten. Die Trennung des gegossenen
Gegenstandes von der Form miir seinein eingebette-feen. Fasern erfördert
das LöslöseiAler Fasern von der Form j. dieses kann, erleichtert werden durch Anwendung eines schwachen Klebstoffesy '
beispielsweise eines schwachen hi-fczehärtbaren EILebers oder
eines thermoplastischen Elebers, welcher beim Erhitzen leicht ;
bricht und- die !rennung gestattet:.
Die in dem Gegenstand vorgesehene Verstärkung,; abgesehen
den Fasern, kann Metallbänder bzw· -streifen,· Metalldrähte,,
metallisierten Schaum, Textil co rde bzw. -schnüre oder Tesctil—
gewebe aufweisen. Die Fasern können sich von entgegöngesetziren
bzw. gegenüberliegenden Flächen der Form erstrecken und die
getrennte Verstärkung kann zwischen den entgegengesetzten, bzw.·
gegenüberliegenden Fasern angeordnet sein,>
Ein bevorzugtes Verfahren zum Aufbringen der Fasern;,, welche '
aus einem natürlichen oder synthetischen Material bestehen
können,, auf 'die Formfläche ist die elektro^statisehe1 Ablageirung/.
Die Erfindung umfasst weiterhin einen verstiärkten: Gegenst-and;4
der mittels äines Verfahrens hergestellt wurde,, wie; es hier:
beschrieben ist., Insbesondere umfasst sie einen: GWge.nst.ancL>
..;,"; bei dem der Giesskomponent ein Elastomer: is1|,; xtnd· insbe^and^er-e
einen G-egenstand, der eine elastische VerioimtiarkedLt; aufweist.
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In dem Fall, wo der Gegenstand ein Reifen ist, !tonnen die
eingebetteten Fasern vorteilhafterweise vorgesehen sein, um
die EJ__§eEchaften des Reifens, z.B. in der Reifenlauffläche,
abzuwandeln.
Zwei Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben.
Die erste dieser Ausführungsformen zeigt beispielsweise die
Lokalisierungsfunktion der eingebetteten Fasern und umfasst ein Schleudergussverfahren für einen Autoluftreifen unter Verwendung
einer Vorrichtung, im wesentlichen dieselbe, wie sie in der gleichzeitig laufenden (britischen) Patentanmeldung 8600/65
, aemontxerDaren
beschrieben ist, welche eine Aussenf c-rm und einen /ringförmigen
oder wulstförmigen inneren Kern aufweist, der das innere Profil
des zu giessenden Reifens hat. ·
In der schematischen Zeichnung zeigen:
Figur 1 das Aufbringen der Fasern auf den-Formkern,.
Figur 2 eine weggebrochene perspektivische Ansicht der Verstärkungskorde,
we Ic he auf ihren zylindrischen Rahmen aufgewickelt sind, wobei einige Einzelteile zum Zwecke
der·Klarheit fortgelassen wurden,
Figur 3 eine Axialteil-Querschnittsansicht der Form, wobei die.
Verstärkungskorde in einer Stellung unmittelbar vor dem Giessen des Reifens angeordnet sind, und
Figur 4- eine Querschnittsansicht des Kernes durch dessen Mittelumfangs
ebene .
Wie Fig. 1 zeigt, ist der Kern 1 an einer horizontalen Welle
angebracht und mit einem Klebstoff (einer Paste aus PVC-Pulver von P-^astiso 1-Güte in Dioctylphthalat) in dem Bereich überzogen,
der das innere Profil des Reifens bildet. Der Kern, welcher metal-
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lisch, ist, ist elektrisch an Erde angeschlossen. Ein Metallsieb
3, welches etwa 2,5mm (1/10 Zoll) lange, 20 Denier ip.onfasern
oder "Flocken" 4 enthält, wird etwa 200mm (8 Zoll) über dem
obersten Teil des Kernes gehalten und auf ein Potential von
50 kV über Erdpotential durch Anschluss an einen geeigneten · Generator aufgeladen. Beim Schütteln dieses Siebes und gleichzeitigem Kippen desselben von einer Seite zur anderen in.einem
Winkel von 90°, während die Welle langsam gedreht wird, fallen
die Flocken aus dem Sieb heraus auf den Kern und haften ziemlich . gleichmässig über dem Bereich, der von dem Klebstoff bedeckt ist.
Ein'Effekt>des elektrostatischen Feldes, durch welches die
Fasern fallen, besteht darin, die Fasern etwa senkrecht zu W der lokalen Fläche des Kernes auszurichten. Wenn diese Fasern
" den Kern erreichen, fIiesst die Ladung welche sie aufweisen fort,
bzw. wird abgeleitet, sie werden jedoch durch den Klebstoff daran gehindert in Unadnung zu geraten. Wenn ausreichend Fasern
abgelagert wurden, wird der Kern in einen Heißluftofen eingebracht bei 1600C für drei Minuten, um den Klebstoff abzubinden
oder zu erhärten, und es werden die überschüssigen Fasern, d.h. diejenigen, welche nicht an der Oberfläche festgeklebt ,
sind, entfernt.
Zwei Wulstdrähte 5 (siehe Fig. 2) werden in einem Abstand-von
etwa 30 cm (12 Zoll) voneinander in parallelen Ebenen zuein-.
ander an einem demontierbaren Rahmenwerk 6 gehalten, und Reyön-Reifencord wird wiederholt von Wulstdraht zu Wulstdraht
gewickelt, und passiert dabei entlang der Innenseite des
Rahmenwerks, um den Draht und zurück an der Aussenseite, um
eine zylindrische, käfigartige Struktur zu bilden. Der Cord wird gewickelt mit etwa 26 Windungen pro Zoll (2,54- cm) gemessen
am Umfang des Rahmenwerks, und es wird Klebstoff auf den Wulstdraht aufgebracht in kleinen Abschnitten, während das
Wickeln fortschreitet, um den Cord in seiner Stellung zu verankern.
Das Rahmenwerk 6, auf dem der Cord gewickelt wird,
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weist zwei Ringe von gleicher Grosse und L-förmigem Querschnitt
auf. Jeder Ring besteht aus drei gleichen Segmenten, die verbunden
sJrtL durch versenkte Schrauben, welche durch halbüberlappte
"Verbindungsstellen 43 an Plattungen 12 hindurchpassieren.-Die
Wulstdrähte 5 sind zwischen den Schenkeln eines jeden "1" angeordnete«., wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die Ringe
sind axial im Abstand voneinander in parallelen Ebenen angeordnet durch dre'i sich axial erstreckendeGewMe stangen 13»
welche in drei im gleichen Abstand am Umfang voneinander angeordnete
Gewindelöcher (nicht -dargestellt) in dem einen Ring geschraubt sind und an diesem durch eine Festhaltemutter'
gehalten werden. An dem anderen Ende sit2en die Stangen in
einem Gleitsitz in gewindeIosen, im gleichen Abstand am
Umfang voneinander angeordneten Löchern (nicht dargestellt),
welche'in ,dem anderen Ring vorgesehen sind; der^rwünschte·'-Abstand
'zwischen'den beiden Ringen-wird erreicht durch eine
geeignete Einstellung der Muttern 15 und 16, welche an den
EndSn der Stangen nahe dem anderen Ring vorgesehen'sind. '
Um das Rahmenwerk auseinahderzubaüen,· wenn alle Corde auf ihm
aufgewickelt'sind-und an den Wulstdrähten festhaken, werden die
Haltemuttern 15 und 16 zuerst losgeschraubt in einer Richtung
auf die Mitte der Stange, an der sie angeordnet sind, dieses
gestattety dass- der andere Ring zu dem einen Ring bewegt· wird.
Der ändere Ring wird dann aüseinandergebaut in .seine drei
Segmente,' so-dass beim' Lööscürauben--der Stangen von dem Ring
diese'"entfernt · 'werden können von innerhalb der Corde.- Die- drei Segmente
des· anderen Ringes werden dann von·innerhalb der'Corde
entnommen, -und schlie s slür 'wird der'-eine' Ring, auseinandergenommen
und seine"drei Segmente werden entfernt.' ·
Der mit Flocken versehene' segmentförmige Kern wird dann' abgebaut
und wieder zusammengebaut innerhalb 'des zylindrischen Käfigs,- ■
entfernt- von' dem Rahme'nwerk. "Acht Stücke 8 ■ (siehe:'Fig. 3) aus
vernetz-tem-oder' netzartigem ;Polyurethansohaum':25,4 'x 2*5,4 χ 6,4mm
"(1 Zoll χ 1 Zoll χ 1/4 Zoll) werden an jedem WuI st draht in
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- 6 - ■ .' :■■
gleichen Abständen voneinander am Umfang angeklebt, so dass
nirgends die Cordverstärkung die Fläche .des Kernes berührt-,
da in dem Wulstbereich die Wulstdrähte, .zwangsläufig lokalisiert
sind durch ,die Schaumstücke, "und anderswo der Cord von dem
Kern durch die Fasern weggehalten wird. ■ . ■ - ;.. ■
Wie: in Fig.. 4- gezeigt-ist, weist der Kern 1 sechs Teile 1a, 1b,
1c, 1d, 1e und 1f auf, die so geformt, sind, dass sie den . ... ■
Zusammenbau des Kernes innerhalb des .zylindrischen- -Aufbaues . ■■■
der Corde und die Herausnahme des Kernes- von innerhalb .des ■ . ■
fertig gegossenen Reif ens erleichtert." Um-.den Kern-innerhalb... dem
Cord zusammenzubauen, werden die Teile 1a und 1b ;durch ; ■--.■■
einen der Wulstringe eingesetzt und zusammengehalten, dann
werden die Teile 1d und. 1e eingesetzt und zusammengehalten. ■
Das Teil 1c Wird dann in, seine Lage eingesetzt und zwischen
den Teilen. ;1b und 1d: gehalten..' Schliesslich wird' das^ Teil Tf
eingesetzt in den nicht-vollständigeil Ring von .Teilen und. wird
dann nach aus sen bewegt-zwischen die Teile 1a-und 1e;. Die ".·"
abgeschrägte Form der Teile' 1c-und:"Tf erleichtert die Auswärtsbewegung
der Teile gegen-die Spannung der Corde;; der ~ '
Winkel der Abschrägung χ (Konizität des Kegels) wie ::es in
Fig. 4 gezeigt ist, liegt in der G-rössenordnung von etwa 5 ·.
Der Kern wird in seiner.torosartigen Form- befestigt durch
Einsetzen eines nicht5 'dargestellten Mittelteiles, 'um- :die sechs"
Teile 1a,- 1b, 1c, 1d,-1eund 1f-" radial- nach- "aussen zu- halten. '"■■'"
Die letzten- Schritte des Arbeitsganges ,-■ welcher "gleichartig "■'■
oder ähnlich dem ist, -der in der "vor erwähi en .Anmeldung be- · '-'
schrieben ist, bestehen darin, den KernΊ, welcher1 die "Cord-'
verstärkung 7 und die Wu-lstdrähte 5 'trägt, in die'Aussenform: 9 ·
einzusetzen, die Form'zu drehen,'während flüssiges Po lyur et haia"
(auf der Basis von Adiprene'L-420 hergestellt -von Du "Po nt) "''-^'"'
ist
.zuzuführen/und den gegossenen Reifen auszuhärten.Beim Heraus-' nehmen des gegossenen Reifens aus der äusseren Form und Herausnehmen des Kernes von innerhalb·-des- Reifens durch ein Verfahren, welches umgekehrt dem ist-, um ihn innerhalb der Corde zusammen-
.zuzuführen/und den gegossenen Reifen auszuhärten.Beim Heraus-' nehmen des gegossenen Reifens aus der äusseren Form und Herausnehmen des Kernes von innerhalb·-des- Reifens durch ein Verfahren, welches umgekehrt dem ist-, um ihn innerhalb der Corde zusammen-
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zubauen, bricht die Klebstoffschicht, welche auf dem Kern
aufgebracht ist, und gestattet somit, dass der Kern herausgenommen
wird, wobei die Pasern in dem Reifen eingebettet bMben.
Das ausgehärtete Erzeugnis ist ein Luftreifen aus einem durchscheinenden
Material durch das die Reyon-Verstärkungscorde, welche in radialen. Ebenen des Reifens angeordnet sind, deutlich
erkannt und unterschisden werden können. Durch eine derartige
visuelle Inspektion des- gesamten Reifens und auch der Abschnitte,
welche anschliessend von dem Reifen geschnitten werden, kann ersehen werden, dass die Corde von beiden Flächen der Form
weggehalten werden.
Die nicht dargestellte zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt beispielsweise die Verstärkungsfunktion der Fasern und
beinhaltet das Überziehen der radial inneren Fläche der Form mit Fasern, so dass in der Lauffläche des fertiggestellten
Reifens eine Anzahl von Fasern eingebettet sind, von denen der Hauptteil sich angenähert senkrecht zu der den Boden berührenden
Fläche erstrecken und in vorteilhafter Weise die Laufflächeneigenschaften verändern.
Die äussere Form, welche geeignet ist für den Schleuderguss eines Fahrradreifens, wird auf ihrer radial inneren Fläche
beflockt durch ein Verfahren gleichartig oder ähnlich dem, welches im vorhergehenden für den Kern beschrieben wurde. Die
Form wird zusammengebaut, während der innen ist, und wird gedreht, während flüssiges Polyurethan zugeführt wird,
wie es im vorhergehenden beschrieben wurde, und der gegossene Reifen wird ausgehärtet. Beim öffnen der Form trennt sich
der Reifen leicht von dieser, wobei die Flocken in dem Laufflächenbereich eingebettet und im wesentlichen senkrecht zur
Fläche verbleiben.
Bei beiden beschriebenen Ausfuhrungsformen bewirkt die Zentrifugalkraft,
dass das flüssige Polyurethan fliesst und die Fasern in dem elastomeren Polyurethan dea fertiggestellten Reifens
einbettet. 909836/1466
copy
— ö — . -
Obgleich die Herstellung eines Reifens mit einem EadialVer-Stärkungsaufbau
insbesondere beschrieben wurde, können auch
andere Aufbauten durch das erfindungsgemässe Verfahren hergestellt
werden. Beispielsweise kann der innere Kern beflockt werden und eine Cordlage so angeornldet werden, dass sie den Scheitel
diagonal kreuzt. Umfangsstreifen oder Schichten aus
grobporigem Schaum oder anderem Material, welches eine offen- zellige Struktur,hat, kann dann in-einer Stellung radial nach
aussen "von der Cordlage durch Klebstoff angeordnet werden, und
. eine andere Cordlage kann aufgebracht werden, welches diesesmal
den Scheitelbereich mit derselben Neigung jedoch in-entgegengesetztem
Sinn zu der ersten Lage kreuzt. Der Schaum ist erforderlich, um zu verhindern, dass die Corde der benachbarten
Lagen sich in Bezug aufeinander während des Giessens bewegt.,
• und um ein Scheuern oder Reiben zwischen den Lagen während der
Benutzung des fertiggestellten Reifens zu vermeiden. Der
übrige Teil des Arbeitsvorganges ist gleichartig oder ähnlich
dem,·der bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.
Die'Anwendung von Schaum oder einem anderen Material mit einer
offenen Struktur ist nicht beschränk als ein Abstandsstück
zwischen den Verstärkungslagen, es kann benutzt werden zusätzlich zu den Flocken als Lokaüsierelement oder Abstands- .:-.
stück zwischen der lormflache und der Verstärkung und als :.
Verstärkung für sich. Die letztere Verwendung ist Gegenstand der gleichzeitig laufenden Patentanmeldung 5861/68 (britisch),
welche an demselben Tag wie diese Anmeldung eingereicht wurde.
- Patentansprüche -
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Claims (1)
- PatentansprücheMJ Verfahren zum Schleudergiessen eines verstärkten Gegenstandes in einer Form, dadurch g e k e η η ζ ei ch.net , dass eine Anzahl von Fasern auf wenigstens einem Teil der Formflache. aufgebracht wird, dass ein wesentlicher Anteil der lasern so angeordnet wird, dass sie von der Fläche der Form, auf die sie aufgebracht sind, aufrechtstehen, dass ein flüssiges Giessmaterial in die Form eingebracht wird, dass die Form gedreht wird, so dass das flüssige Giessmaterial im wesentlichen die Form füllt und die Fasern einbettet, und dass der Gegenstand von der Form getrennt wird, wenn das Gussmaterial sich verfestigt hat, wobei die Fasern in dem Gegenstand eingebettet verbleiben.2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Fasern wenigstens angenähert senkrecht zu der Fläche der Form lokal zu ihren Aufbringungspunkten angeordnet werden.3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge'ke nnz ei chnet, dass die Fasern auf die Formfläche durch elektrostatische Ablagerung· aufgebracht werden.4·. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass ein Klebstoff auf wenigstens einen Teil der Formfläche vor dem Aufbringen der Fasern aufgebracht wird, um diese zumindest angenähert senkrecht zu der Fläche zu halten.5- Verfahren nach einem der νorhergehendenAnspruche, dadurch gekennzeichnet , dass wenigstens eine Verstärkungsschicht oder -lage für den Gegenstand vorgesehen ist und dass die Fasern auf wenigstens einen Teil der Formfläche aufgebracht vorden,. urn die Schicht oder Lage während des Giessens zu lokalisier an baw, ir _:-:T-er Stellung zu halten.BAD OR»GJNAL6. Verfahren nach Anspruch 5ν dadurch.- g e k e n.n- ζ e i c h n' e t, dass die Verstärkungslage parallele Corde aufweist. '7· Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η ζ e ic h net, dass die Verstärkungslage netzartigen oder vernetzten Poljrurethanschaum aufweist. ";",..-" . ' , -■".-;. -."-;="8. Verfahren nach Anspruch 5j dadurch g ek e η η ζ e ic h η e ;t , dass mehr"als eine Verstärkungslage für den Gegenstand-vorgesehen wird und. dass wenigstens eine Schicht- oder Lage aus netz-' artigem -Polyurethansohaum als ein Abstandsstück zwischen benachbarten Verstärkungslagen vorgesehen wird.9· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ e.i c h η e t , dass die Fasern selbst eine ; Verstärkung für den Gegenstand enthalten oder bilden.10. Gegenstand, der gemäss einem Verfahren nach einem der vorher- - gehenden Ansprüche hergestellt ist.11. Verfahren zur Herstellung eines Beifens nach einem der An-. Sprüche 1-9. " '12. Reifen, der gemäss einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, 11 oder 12 hergestellt wurde.BAD ORIGINAL
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