DE1912562A1 - Verfahren zum Herstellen zusammengesetzter Gegenstaende - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE I9125fi9

DR. F. ZUMSTEIN - DR. E. ASSMANN ^ DR. R. KOENIQSBERQER - DIPL.-PHYS. R. HOLZBAUER

8 MÖNCHEN 8, TELEFON: 888478 und 821011 BRAUHAUSaTRASSE ■

TELEQRAMMEI ZUMPAT
POSTSCHSOKKONTOi MÖNCHEN SII39

BANKKONTO:
BANKHAUS H. AUF-HAUOER

Case RC.4396/4459

THE DUNLOP COMPANY LIMITED, London/England Verfahren zum Herstellen zusammengesetzter Gegenstände

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen zusammengesetzter Gegenstände und insbesondere bezieht sie sich auf Metallgegenstände·

Nach einem Verfahren gemäß der Erfindung wird ein Metallgegenstand dadurch hergestellt, daß wenigstens zwei Teile zu einer zusammengesetzten Form zusammengefügt werden, wobei wenigstens ein Teil porös ist, und daß dann die zusammengesetzte Form zur Herstellung eines Metallgegenstände« mit im wesentlichen in der gleichen Gestalt wie die

909839/1302

zusammengesetzte Form mit einem Metall überzogen wirde

Nach der Erfindung zeichnet sich ein Metallgegenstand dadurch aus, daß wenigstens ein zellenartiger bzw» netzartiger Aufbau in der Form eines dreidimensionalen Netzwerkes so angeordnet ist, daß eine Anzahl von Zellräumen gebildet wird, die rait·= einander in Verbindung stehen, wobei dieser Aufbau mit einem weiteren Keilförmigen Aufbau zu einem einheitlichen Stück ver=> bunden ist«

Weiterhin kann ein Metallgegenstand nach der Erfindung wenig== stens einen zellförmigen Aufbau in der Form eines dreidiraen» sionalen Netzv/erkes aufweisen, das so angeordnet ist, daß eine Anzahl von Zellräumen gebildet wird, die miteinander in Ver= bindung stehen, wobei ein festes ?4etallteil mit diesem über wenigstens ©inen Abschnitt der einen Oberfläche von diesem zu einem Stück verbunden isto

Das Überziehen bzw« Beschichten der zusammengesetzten F®m er= folgt vorzugsweise auf galvanischem Wege*

Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes wie oben angegeben, bei dem die Teile mit einer Anode und einem Separator mit offenen Poren während des Galvanik sierens zusammengefügt werden. Eines der Teile kann eine Kathode bilden oder gegebenenfalls kann auch eine zusätzliche Kathode verwendet werden_o

Das poröse Material kann in der Form von agglomerierten Fasern ₉ wie etwa als verfilztes Material, oder in der Form eines schwammähnlichen oder Schaummaterials, wie etwa als natürlicher Schwamm oder ein Schaum aus Kunstharz, vorliegen· Xm allgemeinen werden Polyurethanschäume vorgezogen. Das poröse Ma-

909839/1302

terial kann im Retail verbleiben oder es kann entfernt werden, beispielsweise durch Erwärmen bis zum Schmelzen oder indem die Asche des Materials entfernt wird·

Wenn eine hohe Porosität erforderlich ist, so kann der Schaum ein retikulierter bzw« netzartiger Schaum sein, d.h. ein Schaum, bei dem die organische Phase als dreidimensionales Netzwerk mit praktisch keinen, eell.enbildenden Wandabschnitten vorliegto Solche retikulierte Schäume können dadurch hergestellt werden, daß man die relativ dünnen Zeilwände aus dem Schaum entfernt, beispielsweise durch chemische Mittel, wie wässriges Natriumhydroscid im Falle von Polyurethanschaum·

Wenn das Metall auf galvanischem Wege aufgebracht werden soll, muß entweder ein poröses Material verwendet werden, dac elektrisch leitend ist, oder das Material muß mittels einer leitenden Oberflächenschicht leitend gemacht werden. Nichtleitende Materialien können durch einen Zusatz, wie etwa Graphit oder ein Metallpulver, selbst leitend gemacht werden. Sine leitende Oberflächenschicht kann durch Überziehen des Materials mit einem h&rtbaren Harz ausgebildet werden, in dem ein leitender Zusatzstoff eingelagert ist oder dadurch, daß auf chemischem Wege ein Metall auf diesem abgelagert wird, beispielsweise durch Reduktion von ammoniakälischem Silber» nitrat in situ. Im allgemeinen, wenn die chemische Ablagerung verwendet wird« sollte die Oberfläche mit einem oder mehreren Sensibilisierungsmitteln für Silber behandelt werden, wie etwa mit Zinn-Ii-Chlörld und anschließend mit Palladiumchlorid·

Metalle, die auf galvanischem Wege aufgebracht werden können, sind Silber, Kupfer, Nickel und Eisen« Schaumlegierungen können in einigen Fällen durch direktes Piatieren hergestellt werden und in anderen Fällen können zwei oder mehrere Metalle

909839/1302

1S12S62

nacheinander aufgebracht werden, wobei die Legierung Erhitzen des sich ergebendes Aufbaus ausgebildet wird· sich ergebenden Schaumlegierungen können wärmebehandelt den, damit sie die erwünschten physikalischen Eigenschaften erhalten. Diese Wgrmebehandlungcmaßnahmen sind' Stand der Technik.

Die Metallgegenstände gemäß der Erfindung₉ insbesondere die ein festes Metallteil enthalten, können auf den densten Anwendungsgebieten Verwendung finden, bei abschleifbaren Dichtungen und Lagern« Zm erstereo Falle können Zwischenräume offen bleiben, ßo daß die Dichtung lieh einen Strömungswiderstand bildet, oder sie können rait einem Dichtungsmittel, wie PolyvenylChlorid'gefüllt werden Zm letzteren Falle können die Zwischenräume mit einem mittel, wie etwa Graphit, gefüllt werden.

Das feste Metallteil kann als Einsatzstück in dem jeweiligen Gegenstand enthalten sein, wobei solche Einsatzstücke für die Befestigung oder Halterung des Geger tandes verwenc t werden· Das Einsatzstück kann von der Oberfläche vorstehen oder «s kann in der Oberfläche des Gegenstandes in einer Vertiefung zurückgesetzt sein· Diese Einsatzstücke können auch mit'einen Schraubengewinde vfersehen werden, wobei dann ein Einsatzstück, das von*der Oberfläche vorsteht,einen Dübel bzw. einen Gewindebolzen, und eines, das in einer Vertiefung liegt, eine Gewindebuchse bildet. Wenn keine Schraubengewinde vorgesehen werden, so können die Einsatestücke irgendeine beliebige Fora haben, so daß sie beispielsweise eine kellartige Befestigung für eine zugeordnete Einrichtung bilden. Die"Einsatestücke können eich gegebenenfalls auch Über die gesamte Dlckef^rstreclen? was einen festeren Aufbau ergibt, als wenn sie nur ein relativ kurzes Stück in den Körper des Gegenstandes hineinragen.

909839/1302

s · ■

Wenn mehrere zellförmlge Gebilde ver den Galvanisieren Miteinander verbunden werden sollen «dxd das p©£8se Material in die entsprechende Form gerastet und iss d!@ fts^aschte zusammengesetzte Form 3UsaBaenge£&!f§· Es kaim In 4er susammengesetsten Poem mittels KianMSffffi filialtm werden»-die nach dem Platt lerer entfernt ttesäen» ©der ei® fc&men mittels Stiften oder Drähten »usa)5Sitejige!&©lfc©a Mes?«S@!% al® im fertigen, plattierten Gegenstand vsrbleilians, SI@ letstere Verfahrensweise ist unter bestimmten TABatändsn voirtellSiaft« da sich dadurch ein festerer bzw· sfe@lier@j? ©@g<g£istas!<S ergibt«

Die Formgebung der Teile kann durchfQffBtrt t#@rd@a« »achdem die Unterlage vor des» endgültifea GalvaßisisreB durch Ausbilden einer leichten Vorplattiesnr&g v©rb©hasidelfe wirde· Diese Verfahrensweise bei -ä€?r A^sbildur&g des Anfb&u® es-gibt «ine iveite Variationsmöglichkelfe bei der Heffstelluag g^ormter Gegenstände, und man kann damit S'eXati'«/ Gebilde herstellen»

Die Erfindung viird belsplelsw@iße aofean^ des¹ Seiehnung näher erläutert, in der

Flg» .1 in einer schematischen Schnitt an sieht einen Plattierungs-

badbehälter zur Durchführung eines erfindungsgeraMßen Verfahrens zeigt. . ■ .

Fig., 2 zeigt in der gleichen Darstellung einen Plattierungsbadbehälter, mit dem ein weiteres Verfahren nach der Erfindung durchgeführt werden kann·

In Fig. 1 ist in einem Badbehälter 10 mit einem Elektrolyten eine plattenföntlge Kupferanode 12 eingetaucht. Die Kathode weist eine Platte 13 aus weichem Stahl auf, die mit Nickel plattiert ist und in Berührung mit einem FlKchenstück 14 au·

909839/1302

are tituliertsm Polyurethanechaum gehalten wird, der lsit<taä gewacht wurde· Das FlächenstÖck 14 ist von der Anode f 2 •ine Trennwand bew· einen Separator tu getrennt ₉ der in Falle aus rötikuliertea Polyurethansehaun besteht® des» leitend gemacht wurde· Nachdem entsprechend lamg wurde, wird die Kathodenanordnung aus dan Bad Sie bildet einen ssusamnangese&sten Metallgegenstände c?_c&o oieae in eine» Stück plattierte Stahlplatte 13 mit leitende® 14« Der so erhaltene susannengesetsste Gegenstand fcana tu.® angegeben behandelt werden«

Bei der in Fig» 2 dargestellten weiter« eine rohrförmige Kupferanode 16 verwende förraigen Separator 17 aus einem uichfc Ivitm:.^-, Polyurethan schauia von relativ hoher PoresitSt t teren Separator Id aus nicht leitendem, Polyurethanechaum von relativ £&in&E Porosität nmgmh&i Die Unterlage bzw· Auflage für dl© Elefeiroplatiiemng aus einem äußeren Zylinder/ aus weichem Stahl ₉ ums @it plattiert 1st und eine Kathode 19 bildet, die auf fläche eine mit dem Separator 18 in Berührung aus leitendem, retikullerteia Polyurethanschaum 2Θ Nach dem Plattieren wird die Elektrodenanordnung der sich ergebende Gegenstand bildet einen in einem SiCIeSs plattierten Zylinder mit einer porösen Schicht auf seisms¹ Innenfläche« Bin solcher Aufbau kann insbesondere als alb» schleifbare Dichtung oder als Lager Verwendung finden»

Die Erfindung wird weiter anhand der folgenden Beispiele erläutert.

909839/1302

Lspiel 1

Eine Platte aus weichem Stahl v;is4 gereinigt, durch Abwischen issit Trichlorethylen entfettet und auf einer Seite mit eine» Isolierstoff überzogen_c worauf 30 Minuten lang bei 100⁰C ge« trocknet wirdo Die nicht Überzogen« Seite wird dann mit Nickel plattierte Sin Stück aus Polyesterschaum von ca· 3,2 mm Dicke {i/8 inch) und mit offenen Zellen, der" eine Porosität von etwa 50 Poren pro 2,5 on O. inch) hat, wird durch stromfreie Ablagerung von Kupfer leitend gemacht, worauf der so erhaltene Schaum anliegend an der »it. Nickel plattierten Seite der Stahlplatte angeordnet wirdo Ein stück aus nicht behandeltem Poly» esterschaum mit: offenen Zellen und einer Porosität von 10 Poren pro 2,5 cm wird auf die leitende Schaumschicht gelegt, worauf auf der Oberseite eine Kupferanode angeordnet wird« Die Anordnung wird dann miteinander verbunden, so daß sich ein geschichteter Aufbau ergibtο Sie wird in ein Kupferplattierungsbad eingetaucht und 15 Stunden läng bei 5 A plattiert»

Wenn die Anordnung auseinander genommen wird, ist der Schaum mit Kupfer plattiert und er ist fest mit der nickelplattierten Oberfläche der Stahlplatte verbunden·

Beispiel H

Ein Zylinder aus weichem Stahl mit einem Innendurchmesser von etwa 21,6 cm (8,5 inches) wird gereinigt, in Trichlor«thylendampf entfettet und danach 5 Minuten lang in 5%iger Salpetersaure geStzt. Der Süßere Umfang des Zylinders wird mit einem Isolierstoff fibersogen und die Innenfläche mit Nickel plattiert« Gin Stück aus Polyesterschaum mit offenen Zellen und einer Dicke von 6 mm, der eine Porosität von 30 bis 40 Poren pro 2,5 cm hat, wird so «!geschnitten, daß er um den Innenumfang

909839/1302

des Zylinders gelegt werden kann« und durch das stromlose Verfahren wie in Beispiel Z leitend gemachte Bin Stuck aus nicht behandeltem Polyesterschaonr «it offenen Zellen und einer Dicke von 4 am, der eine Porosität von 25 Ms 30 ,Poren pro 2,5 can hat, wird auf der Innenseite der leitenden Schaumschicht aufgelegt, worauf innen eine zylindrische Kupferanode angeordnet wird» Der Durchmesser der Anode wird so gewählt, daß die Übereinander* liegenden Schaumschichten unter Druck gehalten werden· Die Anordnung wird 21 Stunden lang bei 3 A in ein Kupferplattierungsbad eingetaucht·

. Der nicht behandelte Schaiuaseparator wird danach entfernt und der. Plattierungevorgang 6 1/2 Stunden lang fortgesetzt· Dadurch, daß der Separator herausgenommen wird, kann der Elektrolyt besser zirkulieren und er wird demnach vorzugsweise dann herausgenommen, sobald der' Schaum auf der Unterlage haftet·

Der susammengesetcte Metall-Schaumgegenstand kann dann unbehandelt bleiben oder es kann der darunterliegende Polyurethanschaum durch ErwSrmen beispielsweise auf 550 bis 600⁰C in einer StickstoffatmosphSre entfernt werden·

Der durch das im Beispiel XI beschriebene Verfahren hergestellte, geschichtete zylindrische Metallgegenstand.ist insbesondere geeignet für abschlelfbare Dichtungen oder als Lager· Der offene Aufbau des Materials ermöglicht einen schnellen Abrieb, so daß für den Einlauf nur eine relativ teure« Zeit erforderlich ist«

- 8a -

909839/1302

Ε« ist offensichtlich* daft ein« Viels&hl von tiiinsmiengesetstan Gegenständen hergestellt werden kann, die ändern als di· in den obigen Beispielen beschriebenen ausgebildet sind» So kann beispielsweise da« nicht porös· Teil irgendein leitendes Tail oder ein nicht leitendes Teil Mit eine« leitenden Obersug sein·

Es wurden auch susammengeeetste Gegenstände bestehend aus eines plattierten bsw· überzogenen» offenporlgei Polyurethan·· material hergestellt, das su einem Stuck mit einem Obersog·* nen Aufbau verbunden ist, der ein verstärktes Ha*s, unter Verwendung einer Kohle· und Glasfaserverstlrkung, Kohlenstoffmaterial, Glas, keramische feuerfeste Ziegel bsw· Schamottsteine und Kunststoffnaterialien aufweist, wie etwa Poly. vinylchlorid» Nylon und Polyacrylate· Xn jedem Falle wurde der Aufbau durch eine stromlose Kupferabscheiduitg leitend gemacht, außer bei Glas und Sehamottsteinen_v wobei ein kossiersiell Übliches Verfahren der Silberabscheidung auf LÖsungsmittelbasis bsw· ein solches Spritsverfahren verwendet wurde·

— 9 —

909839/1302

Claims (1)

1. AO

   Patentansprüche

   Verfahren zur Herstellung eines Metallgegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Teile in eine zusammengesetzte Form zusammengefügt werden, wobei wenigstens ein Teil porös ist, und daß dann die zusammengesetzte Form zur Herstellung eines Metallgegenstandes mit im wesentlichen der gleichen Gestalt wie die zusammengesetzte Form mit einem Metall überzogen wird.

   2* Verfahren nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß als poröses Teil ein zellenförmiges Gebilde in der Form eines dreidimensionalen Netzwerkes verwendet wird, das so angeordnet wird, daß eine Vielzahl von ZellrHumen, die miteinander in Verbindung stehen, gebildet wird·

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der Teile zellenförmige Gebilde in der Form eines dreidimensionalen Netzwerkes sind, das so angeordnet 1st. daß sich eine Vielzahl von Zellräumen, die miteinander in Verbindung stehen, bilden·

   4· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Teile aus einem festen bzw. kompakten Metall besteht·

   .5· Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil mit einem zellenförmigen Aufbau aus agglomerierten Fasern, aus einem Schwamm oder aus einem Schaummaterial besteht·

   6· Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaummaterial ein Polyurethanschaum mit offenen Poren ist»

   909839/1302

   7·Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyurethanschaum ein retlkullerter Schaum 1st«

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge* kennzeichnet» daß die zusammengesetzte Fora auf galvanischen Wege mit einem Metall Überzogen wird·

   9« Verfahren nach Anspruch β, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Silber, Kupfer, Nickel oder Elsen ist·

   10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein Metall galvanisch abgeschieden wird, wodurch eine Schaumlegierung hergestellt werden kann·

   11. Verfahren nach einem der Ansprüche β Ms 10, dadurch ge* kennzdchnet, daß die Teile während des Galvanisieren» mit einer Anode und einem Separator mit offenen Poren zusammengefügt werden·

   12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Teile eine Kathode bildet.

   13· Metallgegenstand, gekennzeichnet durch wenigstens ein zellenförmiges Gebilde in der Form eines dreidimensionalen Netzwerkes, das so angeordnet ist, daß eine Vielzahl von miteinander in Verbindung stehenden Zeilräumen gebildet wird, wobei dieses Gebilde bzw· dieser Aufbau mit eine» weiteren zellenförmigen Gebilde zu einem Stück verbunden ist.

   14. Metallgegenstand, gekennzeichnet durch wenigstens ein zellenförmiges Gebilde in der Form eines dreidimesionalen

   909839/1302

   Netzwerkes, das so angeordnet 1st» daß «in« Vielmahl «on Miteinander in Verbindung stehenden Zellrluaen gebildet wird, und durch ein iestes. Metallteil₍ das Ober wenig· stens einen Abschnitt auf dessen einer Oberfläche «it diesem su einem Stuck verbunden 1st·

   15. Metallgegenstand nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dall das feste Metall eine Oberflächenschicht Ober wenigstens einen Abschnitt der Oberfllche des Gegenstandes bildet·

   16· Metallgegenstand nach Anspruch 14, dadurch gekennseichnet, daß das feste Metall ein Einsatzstück la Gegenstand bildet.

   17· Metallgegenstand nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daft das Binsatsstück rohrförmig 1st.

   18· Metallgegenstand nach Anspruch 17, dadurch gekennseichnet, daß das rohrförmig· Einsatzstück alt einem Gewinde versehen 1st« .

   909839/1302