DE2202022A1

DE2202022A1 - Elastisches Metallfasergarn

Info

Publication number: DE2202022A1
Application number: DE19722202022
Authority: DE
Inventors: Roberts John A; Kelly James E; Roberts Peter R
Original assignee: Brunswick Corp
Current assignee: Brunswick Corp
Priority date: 1971-02-24
Filing date: 1972-01-17
Publication date: 1972-12-14
Also published as: US3699768A; JPS5413538B1; DE2202022C3; CA953168A; DE2202022B2

Description

Dr-Ing. HANS R JSCHKE

Dipl.-!na. Hfci. - -.-^ULAR 8Mönchen 2/, r :e> iöiicuef Sir. 2

Brunswick Corp., Chicago/Illinois/ (V.St.A.) 2202022

"Elastisches Metallfasergarn"

Die Erfindung betrifft ein elastisches Metallfasergarn das mit jedem natürlichen und/ oder synthetischen Fasergarn oder Mischmaterial vergleichbar ist und aus einer Vielzahl von äusseren Umfangsmetallfasern und wenigstens einer mittleren Metallfaser besteht, die in der Achse des Fasergarns liegt, wobei die äusseren Fasern schraubenförmig um die Garnachse gedrillt sind un in sich einen Hohlraum begrenzen, derart, daß diese äusseren Metallfasern sich auf die mittlere Faser einziehen, wenn ein axialer Zug auf das Garn ausgeübt wird.

Die Erfindung bezieht sich also auf ein neuartiges elastisches Metallmehrfasergarn zum Verblenden mit oder Ver- ' stärken von natürlichen und/ oder synthetischen Mischgarnen, Geweben und Textilmaterialien. Z.B. kann es immer mit jeder Mischung Von organischen Material für Kleidergewebe, für Kraftstoffsohlauchleitungen und auch direkt als fieifeneinlagecord verwendet werden. Das Metallgarn schliesat

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eine Vielzahl von äusseren Fasern ein, die schraubenförmig um eine mittlere Faser gedrillt sind und die einen Hohlraum umgrenzen, derart, daß bei Bruch der mittleren Faser das Metallfasergarn unter geringer Zugbelastung durch Einziehen auf die Mitte, bis an die mittlere Faser hochelastisch ist, worauf eine weitere Zugbelastung eine hohe Festigkeit bei niederer Dehnung bewirkt.

Insbesondere geht die Grundidee der Erfindung auf die Möglichkeit die Charakteristiken der Längung des Metallfasergarnes durch vorgewählte Anordnung der Metallfasern im äusseren Bereich einer.Fasergarneinbettung vorauszubestimmen, welche eine verlorene innere Einbettmasse umgibt und anschliessend zusammen mit der verlorenen oder entfernbaren inneren Einbettmasse entfernt wird, die eine mittig liegende, nicht entfernbare Faser enthält, derart, daß jeder gewünschte Prozentsatz einer geometrischen Längung mit dem Optimum mechanischer Eigenschaften des Fasergarnes erreicht werden kann. Auf diese Weise kann jeder spezielle Wert geometrischer Längung in dem Metallgarn vorbestimmt werden, sodaß es mit den Längungscharakteristiken jeder speziellen Mischung von natürlichen und/ oder synthetischen Garnen oder Fasern vergleichbar ist. Mit geometrischer Längung und Elastizität ist eine umkehrbare Änderung der Länge des Fasergarnes durch die Änderung der Geometrie der Ausbildung, in welcher das Fasergarn zusammengesetzt ist, gemeint.

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Eines der wesentlichsten Probleme bei der Verwendung einzelner Stränge von Metallfasern zusammen mit natürlichen oder synthetischen Garnen ist das Fehlen einer Vergleichbarkeit von Belastung und Längung zwischen den Metall- und organischen Fasern. Es ist bekannt, daß organische Fasern und Gewebe einer großen Längung bei geringer Zugbelastung unterliegen. Andererseits ist es bekannt, daß eine einzelne Metallfaser nur eine geringe Längung bei vergleichbarer Zugbelastung aufweist. Es ist daher wünschenswert zu erreichen, daß die physikalischen Eigenschaften von Metallfasern, die als Verstärkungselemente in organische Fasern eingelegt werden, zur Verbesserung von Festigkeit und Verschleißqualitäten, schmutzabweisenden Eigenschaften und besserer Stapelstruktur übertragen werden, um sowohl den Vorteil der Festigkeit und Verschleißeigenschafisen von Metallfasern mit der hohen Längung und der Schmutzabweiseeigenschaften des organischen Materials zu verbinden. Jedoch haben Versuche bei der Mischung von Einzel- und Mehrfach-Metallfasern mit organischen Garnen nur einen geringen Erfolg gezeigt, nicht nur weil die Längung nicht vergleichbar ist, sondern auch weil das Herateilungsverfahren für die Metallfasern ein Material ergibt, welches ein loses Metallfasergewebe ist, welches nur in geringem Umfang die Vorteile der pysikalischen Eigenschaft der Metallfasern aufweist.

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Einige Patente, die unterschiedliche Ausführungsformen von Garnen ohne Seele mit einer gewiesen Elastizität zum Gegenstand haben, sind die US PS 3 399 521, 3 090 189, 3 189 499, 3 344 596 und 2 587 117. Einige von diesen beschreiben die Verwendungen von elastischen und nicht elastischen Strängen für die Garnseele, andere schildern ein Texturieren oder Behandeln des Garnes zur Erzielung von Elastizität durch eine Volumenvergrößerung und noch andere lehren die Verwendung von vorgedehnten elastischen Strängen für die Garnseele, welche von einer Schicht von unelastischen äusseren Strängen umgeben ist. Jedoch hat der Stand der Technik nirgends eine vorbeetimmte Auslegung und Steuerung und Wertes der Längung, der Dichte und/ oder des Gewichtes des sich ergebenden elastischen Garnes gezeigt oder ermöglicht. Es ist wünschenswert bei der Herstellung von elastischen Garnen in der Lage zu sein, in dem mit einer Seele versehenen Garn diese Längungseigenschaften vorzubestimmen, die notwendig sind, um jede spezielle Mischung von natürlichen und/ oder synthetischen Fasern zu ermöglichen.

Obwohl es wünschenswert ist, hat kein bekanntes Garn oder Verfahren zu dessen Herstellung die Möglichkeit, vorherbestimmend das Garn mit diesen pysikalischen Eigenschaften und Charakteristiken auszulegen um es in Bezug auf die geometrische Längung, die Dichte und das Gewicht ( und jede Variation davon) mit natürlichen und/ oder synthetischen

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Geweben vergleichbar zu machen.

Es ist allgemein die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, dieae Schwierigkeit des bekannten Standes der Technik zu überwinden und einem hochfesten Metallfasergarn die geometrische Elastizität bei Zughöhen, denen normalerweise natürliche oder synthetische Fasern oder Gewebe ausgesetzt werden, zu übertragen.

Entsprechend ist es eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die Möglichkeit einer vorbestimmten Steuerung der geometrischen Längungscharakteristika in elastischem Metallgarn durch vorbestimmte Anordnung von Metallfasern im äusseren Bereich einer Fasergarneinbettraasse zu schaffen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, die Formgebung für ein elastisches Metallgarn zu schaffen, dessen äussere Fasern bei Aufbringung einer axialen Spannung durch vorbestimmte Anordnung der äusseren Fasern in einer Fasergarneinbettung gleich belastet sind, um dadurch die max. Festigkeit oder Längung des Fasergarnes zu optimieren.

Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Schaffung eines elastischen Metallgarnes mit Längungscharakteristiken, die mit den Langungscharakteristiken von natürlichen und/ oder synthetischen Garnen oder Geweben vergleichbar sind.

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Ein Merkmal der Erfindung besteht in einem Metallfasergarn-Einbettung mit einem vorbestimmten Verhältnis zwischen Fasergarn und entfernbarem Einbettmaterial und einer entsprechenden Faseranordnung, sodaß die Auslegung der exakten Faserdiohte und des gewünschten Gewichtes im äusaeren Bereich des sich ergebenden elastischen Metallgarnes möglich ist.

Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung einer mittigen, unbelasteten Metallfaser in dem Garn, welche während des Springverfahrens verwendet wird und dadurch die Probleme der Dehnbarkeit des elastischen Fasergarns während des Herstellungsverfahrens beseitigt, wobei die mittlere Fa-

ser nach der Fertigstellung des Materials gebrochen wird, sodaß das Metallgarn eine vergleichbare Dehnung mit natürlichen oder synthetischen Geweben aufweist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung eines elastischen Metallfasergarnes,welches vergleichbar mit natürlichen und/ oder synthetischen Fasern oder Materialien als Verstärkungselement zur Verbesserung der Festig4ceits- und Verschleißeigenschaften des natürlichen- und/ oder synthetischen Materials verbunden werden kann.

Ein weiteres Merkmal in der Verbindung von elastischen Metallfaaergarnes gemäß der Erfindung mit natürlichen- und/ oder synthetischen Material besteht in der Möglichkeit jede statische Elektrizität die im natürlichen- und/ oder syntheti-

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sehen Material auftritt zu steuern und zu beseitigen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Pig. 1 eine Schrägansicht auf ein Pasergarn gemäß der Erfindung,

Pig. 2 einen Querschnitt durch das Pasergarn- ohne axiale Spannung, welche die allgemeine Anordnung der äusaeren Paser zeigt, die vorausbestimmt um eine verlorene innere Füllmasse und eine mittige eingelegte Paser angeordnet sind.

Pig. 3 einen Querschnitt durch das Pasergarn unter axialer Spannung, welche die allgemeine Anordnung der Pasern zeigt, nachdem sie durch einen zentralen Hohlraum eingezogen sind, der nach dem Entfernen der verlorenen inneren Füllmasse verbleibt.

Pig. 4 eine Mikrofotographie bei 50-facher Vergrößerung, welche die endgültige Ausbildung der Fasergarneinbettung, wie anhand von Pig. 3 beschrieben, nach der Heißverformung und dem Kaltziehen, aber vor dem Ausätzen des verlorenen inneren Füllmaterials darstellt.

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Fig. 5 eine Mikrofotographie bei 200-facher Vergrößerung, welche die endgültige Ausbildung einer anderen Anordnung einer Fasergarnfüllmasse darstellt, vor dem Ausätzen des verlorenen inneren Einbettmaterials und

Fig. 6 ist ein Faseridentifizierungskode.

Gemäß der bevorzugten Aueführungsform der Erfindung wird ein Metallfasergarn 10 aus Fasern 12, wie in Fig. 1 gezeigt, nach einem Verfahren hergestellt, wie es im einzelnen in der US PS 3 394 213 und 3 505 039 beschrieben ist. Allgemein verwendet die Erfindung das Streckziehen von gebündelten Drähten wobei zuerst die gebündelten Drähte oder Elemente gebildet werden, die dann durch Kaltziehen eingeschnürt werden. Anstelle des Warmziehena kann auch Warmstrangpressen oder Warmwlazen der Knüppel angewendet werden. Der Ziehvorgang kann eine Vielzahl von Kaltziehschritten mit zwischenliegenden Glühschritten einschließen.

Das Metallfasergarn gemäß der Erfindung ist dann das Ergebnis von entsprechenden Bündelziehen-, Drill- und Ätzverfahren einer metallischen Garneinbettung, wobei ein hohler Kern hergestellt wird, der wenigstens eine mittlere Metallfaser enthält und wobei die Gesamtausbildung der Garneinbettung derart ist, daß der Garnaufbau einen vorbestimmten Wert von geometrischer Längung erfahren kann, bevor die einzelnen Fasern

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hochbelastet werden.

Wie in Pig. 2 dargestellt wird das Fasergarn 10 zuerst in einem Mantel 22 zusammengestellt und besteht im wesentlichen aus einem auflösbarem Fasereinbettmaterial 16 und nicht auflösbaren Fasern 12. Ferner ist wenigstens eine mittlere nicht auflösbare Faser 14 vorgesehen, die für die Funktion gemäß der Erfindung notwendig ist. Die Fasern 12 des Metallfasergarnes 10 sind ferner schraubenförmig um die mittlere in der Längsachse des Fasergarns 10 verläuft und Faser 14 gedrillt. Diese schraubenförmige Drillung wird auf die ausseren Fasern 12 während einem der letzten Ziehschritte übertragen, wie in den oben erwähnten Erfindungen beschreiben. Daraus ergibt sich, daß die äusseren Fasern 12 in Abstand konzentrisch,schraubenförmig um das Füllmaterial 16 gehalten werden bis das Füllmaterial bei dem Auflöseschritt entfernt werden, was durch einen chemischen Angriff auf den Mantel 22 und das Füllmaterial 16 erfolgen kann. Selbstverständlich können auch andere Verfahren zum Entfernen des Mantels und des Füllmaterial verwendet werden, so wie sie in den oben erwähnten Erfindungen beschrieben sind.

Um die mittlere Faser 14 sind in Form einar Füllung eine Vielzahl von auflösbaren Fasern 16 angeordnet, die nach dem Auflöseverfahren einen Kern- oder Hohlraum 13 (Fig 1) zwischen den nicht auflösbaren Fasern 12 und der Mittelfaser 14 ergeben.

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Es ist ferner daraufhinzuweisen, daß die nicht auflösbaren Pasern 12 im wesentlichen im äusseren Bereich oder Umfang der Metallfasergarneinbettung 10 angeordnet sind. In diesem äusaeren Ring von nicht auflösbaren Fasern 12 sind, wie in Fig. 2,3f4|5 gezeigt, auflösbare Abstandsfasern 20 ähnlich den Fasern 16 angeordnet. Diese auflösbaren Fasern 16 haben den Zweck eine gleichförmige 'Verformung der Fasern 12 und der mittleren Faser 14 während der Verfahrensschritte sicherzustellen und Platz für die Bewegung der Fasern 12 nach dem Auflösen zu schaffen, sodaß alle Fasern 12 sich während eines axialen Zuges auf das Fasergarn etwa um den gleichen Wert nach innen verlagern und dehnen. Durch Umordnung der auflösbaren Fasern 16 im inneren Bereich des Metallfasergarnes 10 kann die endgültige Zugfestigkeit, Dichte und Gewicht variiert und in dem endgültig sich ergebenden Fasergarn vorbestimtut werden. Die Abstandsfasern 20 füllen den im Mantel 22 nicht durch die Fasern 12, 14 und 16 in sechseckigen Bereich besetzten Raum aus, sodaß eine gleichförmige Verformung der Fasern 12, 14 und 16 während *der Herstellung wie in den obenerwähnten Patenten beschrieben erfolgt.

Es wurde theoretisch bestimmt und durch Experimente erprobt, daß die Möglichkeit Veränderungen in Faserdurchmesser nach der Auflösung und Änderung in der Faserlage und der Anzahl der Verdrillungen je Längeneinheit nach dem Recken durch fol-

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gende Formel dargestellt werden kann:

»o

Wobei: R₀ = der ursprüngliche Drillradius in Einheiten vom Faserdurchmesser, der die anfänglichen Faserdurchmesserlage in ungespannten Zustand definiert,

IL = der endgültige Drillradius in Einheiten vom Faserdurchmesser, der die endgültige Faserdurchraesserlage unter Spannung definiert,

—* T — T

1 O= die geometrische Länguug der Drillung

^L0
von L^ zu L..

= die ursprüngliche Fasergarnlänge, = die endgültige Fasergarnlänge, = der anfängliche Faserdurchmesser, = der Faserdurchmesser nach dem Auflösen,

n₍₎ = die ursprüngliche Anzahl von Drillungen je inch,

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A = 2Τ

Der in Figur 6 dargestellte Radius R, der schraubenförmig verdrillten Faserschicht, der die Lagen A,B,C,D usw. bezeichnet, ist in dem sechseckigen Bereich gemäß Tabelle 1 als R₀ angenommen, wenn er die Fasern 12 in ungespannten Zustand, gemäß Fig. 1 und 2, und der Radius R ist als R, angenommen, wenn er die Fasern 12 unter Spannung, wie in Fig. 3 bezeichnet,

Die Werte Hq und R.. geben daher die Lage der Fasern in einer Fasergarneinbettung, wie bei dem Faserbezeichnungskode gemäß Fig. 6 dargestellt, vor und nach dem Recken für eine gegebene Größe, Längung und ursprüngliche schraubenförmige Verdrillung an. Einige Werte für R_Q und R₁ sind in einem Teil des sechseckigen Bereichs gemäß Tabelle 1 als Beispiele für die Änderung der Faserlage dargestellt. Der ursprüng-.liehe Faserdurohmesser Dq schließt die auflösbare Füllmaterial abdeckung 15 um die Fasern (z.B. Fig. 2) ein, wie in den oben erwähnten Patenten beschrieben und dargestellt.

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Tabelle 1

und IL für verschiedene Lagen in der sechseckigen Anordnung
wobei HqX (ursprüngl. Faser- 0) = der ursprüngliche Radius

der schraubenförmigen Faserschicht, und
R₁X (endgült. Faser 0) » endgültiger Radius der schraubenförmigen Faserschicht

Lage	Lage	4.5826	Lage	od. R₁	Lage	8.6603
Rq od. R₁	R₀ od	5.0000	^Bo	= 6.5574		8.7178
A » 0.0000	F₁-	5.1962	H₁	= 7.0000	R₀ od. R₁	8.8882
B * 1.0000	F =	5.2915	H	= 7.0000	K₅ =	9.0000
C₁* 1.7371	G₅ -	5.5677	I,	=* 7.2111	K₄ =	9.1652
C = 2.0000	G₂ -	5.5677	¹Z	= 7.5498		9.5394
D₁= 2.6457	G₁ -	6.0000	¹I	= 7.8102	J =	9.5394
D » 3.0000	H₅-	6.0827	^J4	- 7.9372	K₂ =	9.6436
E₂= 3.4610	G =	6.2450	^J5	= 8.0000	K₁ =	9.8488
E₁= 3.6055	I₄ =	6.5574	I	= 8.1853	I₅ =	K =«10.0000
E = 4.0000	H₂ =	J₂	= 8.5400	^L4 =
F₂= 4.3589			I₃ =

Da die sich ergebenden äusseren Fasern 12 einen ungleichen Abstand von der Mittelfaser 14 haben, überträgt ein axialer Zug auf das Fasergarn eine ungleiche Last auf die einzelnen Faser 12. Dies wird aehr erheblich wenn ein hoher Grad von Drillung

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ζ. B. 20 Windungen je inch oder mehr vorgesehen ist, wodurch die äusseren Pasern 12a wesentlich länger als die inneren Fa- ' sern 12b werden, die dichter an der Mitte des Pasergarnes liegen. Die äusseren Pasern 12a werden daher erst dann belastet, nachdem die weiter innenliegenden Pasern 12b über ihren Elastizitätspunkt gereckt oder gebrochen sind. Im Idealfall müssten alle äusseren Pasern 12 gleich und gleichzeitig belastet werden. Das Problem der ungleichen Belastung infolge sowohl des ungleichen Abstandes der Pasern 12 von der Fadenachse, als auch des hohen Grades an Drillung den das Pasergarn 10, kann gemäß der gegebenen Gleichung minimal gehalten werden und dadurch Kombinationen von Festigkeit und Längung im endgültigen Pasergarn 10 auf ein Optimum gebracht werden. Dies kann durch eine ins einzelne gehende Berechnung der Anordnung des Ausgangsknüppels erreicht werden, wobei zuerst eine gewünschte Längung E für gegebene Durchmesser Dq und D^ ausgewählt wird und die Werte für R_Q bei unterschiedlichen R..-Lagen - und Verdrillungsgraden berechnet werden. Durch Anpassen dieser R_Q-Werte mit R-Werten des Standard-Sechseckbereichs (Tabelle 1) kann eine Ausgangsbildung für* den Knüppel bestimmt werden. Infolge der großen Anzahl von Pasern in jeder zweckmäßigen Fasergarnausbildung ist es nicht möglich, exakt in allen Fällen die berechneten R_Q-Lagen für jede Paser einzuhalten. Aus diesem Grund können Anpassung im Verdrillungsgrad erforderlich sein um optimale Festigkeits- und Längungseigenschaften im endgültigen Garn zu erreichen.

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Es wurden verschiedene unterschiedliche Knüppelausbildungen gemäß der gegebenen Gleichung berechnet und benutzt, die auf eine Erzeugung von Gleichförmigkeit der Belastung in den äusseren Fasern 12 des endgültigen Pasergarnes 10 gerichtet waren, und mechanische Versuche des sich ergebenden Pasergarns zeigten eine Längung im vorgewählten Bereich mit im wesentlichen gleicher Lastverteilung über die äusseren Pasern 12 während der geometrischen Längung.

Pig. 2 zeigt die Anordnung der äusseren Pasern 12 in dem Pasergarn in ungedehnten Zustand. Das Aufbringen von Zugbelastung bewirkt, daß die Päden 12 sich durch den nach dem Entfernen der auflösbaren Pasern 16 gebildeten Hohlraum 13 (Pig. 1) bewegen. Pig. 3 zeigt das Pasergarn 10 unter axialer Zugbelastung und den sechseckigen Bereich der Pasern 12 in ihrer dichtesten Anordnung, wobei diese Anordnung die Festigkeit des Pasergarnes 10 durch Ausgleich der Zugbelastung auf die einzelnen Paser 12 optimiert.

Ein Beispiel für die Herstellung von Pasergarn, gemäß der Erfindung ist folgendes. Die Pasern 12c bestehen aus "304" korosionsbeständigen Stahldraht mit 0,080 inch Durchmesser. Die Umhüllung 15c ist ein " Monell 400"-Rohr mit 0,115 inch Außendurchmesser und 0,100 inch Innendurchmesser. Der Mantel 22c i3t aus Weicheisen mit einem Außendurchmesser von 1,221 und einem Innendurchmesser von 1,059 inch. Einhundertundsechsundfünfzig (156) der umhüllten Pasern 12c, einhundertvierund-

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fünfzig (154) der auflösbaren Fasern 16c und eine mittlere Faser Hc wurden in den Mantel 22c in der in Fig. 2 und 5 gezeigten Anordnung, zusammen mit Abstandsfasern 20c eingesetzt und der Mantel 22o wurde auf unter 0,1 Mikron Quecksilber bei 800° F evakuiert und abgedichtet. Der Knüppel oder die Fasergarneinbettung 10c wurde dann bei 1800° F 6 Stunden in einem Graphitbehälter warmbehandelt. Der sich ergebende Verbundknüppel wurde durch Stangpressen um das 17-fache im Durchmesser reduziert und anschließend kalt auf einen Enddurchmesser gezogen, mit Zwischenglühungen ( 2 sec./mil. bei 1800 ° F) soweit erforderlich. Nach dem Verdrillen mit 10 Windungen je inch im Endzug auf 0,0225 inch Durchmesser wurde die Monell-Einbettmasse durch Verwendung von üblichen Verfahren aufgelöst, um das Fasergarn zu bilden, das eine mittlere geometrische Längung von 20$ und eine mittlere max. Zugfestigkeit von etwa 21 000 Psi. hatte.

Der Mantel 22 und das Füllmaterial 16 wurde mittels Salpetersäure entfernt.

Ein anderes Beispiel für die Herstellung von Fasergarn gemäß der Erfindung ist das folgende. Die Fasern 12d sind aus "304" korosionsbeständigen Stahldraht mit 0,080 inch Durchmesser. Die Umhüllungsschicht 15d war ein "Monell 400"-Rohr mit einem Außendurchmesser von 0,115 und einem Innendurchmesser von 0,100 inch. Der Mantel 22d war aus Weicheisen mit einem Außendurchmesser von 2,00 inoh und einem Innendurchmesser von 1,838 inch.

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Fünfhunderteinundsiebzig (571) der umhüllten Fasern 12d, fünfhundertneunundsechzig (569) der auflösbaren Fasern I6d und eine mittlere Faser 14d wurde in dem Mantel 22d in der in Fig. 4 gezeigten Anordnung zusammen mit Abstandafasern 2Od eingelegt und der Mantel 22d auf unter 0,1 Micron Queck silber bei 800 F evakuiert und abgedichtet. Der sich ergebende Knüppel bzw. die Fasergarneinbettung 10d wurde dann bei 1800° F 6 Stunden in einem Graphitbehälter warmbehandelt. Der sich ergebende Verbundknüppel wurde durch Strangpressen im Durchmesser um das 16-fache reduziert und dann kalt auf den endgültigen Durchmesser mit erforderlichenfalls Zwischenglühungen ( 2 sec./mil. bei 1800° F) kaltgezogen. Nach dem Verdrillen im letzten Kaltzug auf 0,40 inch Durchmesser mit neuen Windungen je inch wurde die Monell-Einbettmasse durch Verwendung von Standardverfahren aufgelöst um das Pasergarn zu bilden, welches eine mittlere Dehnung von 20$ und eine mittlere max. Zugfestigkeit von etwa 45 815 Psi hatte.

Die beiden Beispiele des vorstehend beschriebenen Aufbaus der Garneinbettung vor dem Auflösen des verlorenen Einbettmaterials sind in Fig. 4 und 5 dargestellt. Fig. 4 ist eine Mikrofotographie bei 50-facher Vergrößerung einer Fasergarneinbettung mit einem Mantel 22d, der fünfhunderteinundsiebzig (571) äussere Fasern 12d und eine mittlere Faser aus korosionsbeständigem Stahl enthält. Die entfernbaren Füllfaaern I6d wurden, wie zu sehen ist, während der Bearbeitung der Faser-

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garneinbettung eine gleichförmige Masse. Das gleiche gilt für die entfernbaren Abstandsfasern 2Od. Fig. 5 zeigt eine Mikrofotographie bei 200-facher Vergrößerung eines Querschnittes aus einer Fasergarneinbettung in einem Mantel 22c mit einhundertsechsundfünfzig (156) äusseren Fasern 12c, einer mittleren Faser 14c und einer gleichförmigen Verteilung von entfernbaren Füllfasern 16c. Die entfernbaren Abstandsfasern "20c sind ebenfalls ineinander verschmolzen.

Wie kurz oben angedeutet geht die Erfindung von dem Gedanken aus,.eine Fasereinbettung so anzuordnen, daß sie wenigstens eine mittlere Metallfaser aufweist, die von einer Vielzahl von schraubenförmig verdrillten Fasern am Umfang der Fasereinbettung umgeben ist, wobei nach dem Auflösen des inneren Füllmaterials ein Zwischenraum verbleibt.

Das Fasergarn gemäß der Erfindung kann nicht nur für die Vergleichbarkeit mit jeder Zusammensetzung von natürlicher! und/ oder synthetischen Garnen oder Geweben ausgelegt werden, sondern das Fasergarn kann auch direkt in Luftreifen als Verstärkungsreifenkord verwendet werden. Das Metallfasergarn ermöglicht infolge seiner elektrischen Leitfähigkeit auch die Steuerung von statischer Elektrizität die in dem Material, in dem es verwendet wird, sich aufbaut. Ein Beispiel dafür ist die Verwendung in Treibstoff-ochlauchlei-

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tungen, wo statische Elektrizität durch die Bewegung des Treibstoffes durch den Schlauch aufgebaut wird. Das Metallfasergarn kann in diesem Fall die Elektrizität zur Masse leiten und vermeidet die Gefahr von elektrischen Funken und die Möglichkeit der Entzündung des Treibstoffes.

Gemäß der gegebenen Gleichung zeigten die experimentellen Ergebnisse, daß eine höhere Verdrillung je Längeneinheit einen größeren Grad an geometrischer Längung ermöglicht. Für eine gegebene Anordnung der Fasern 12 und für eine gegebene Größe der ursprünglichen Faserdurchmesser Dq der Fasern 12 ist eine optimale Verdrillung je Längeneinheit gegeben, die dem Fasergarn 10 optimale Eigenschaften vergibt. Für eine gegebene Anzahl von Windungen je Längeneinheit ist, je weiter die Ausgangsmetallfasereinbettung ist, umso größer der Wert der geometrischen Längung. Höhere max. Zugfestigkeit , aber mit einer entsprechenden Reduzierung der prozentualen Längung, kann durch Kaltverformen der Fasergarneinbettung vor dem Verdrillen erreicht werden.

Vorstehend wurden spezielle Ausführunßsforraen der Erfindung dargestellt und beschrieben. Es sind selbstverständlich weitere Abwandlungen und Alternativkonstruktionen verwendbar, ohne daß dadurch der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.

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Claims

/ΖΌ2Ό22

'^a tonten* ft! la

t)r.-lng. HANS FSCHKE

j 27, Pi6r>ia;iuierSür.2 Patentansprüche:

/I)) Elastisches Pasergarn gekennzeichnet durch eine Vielzahl von äusseren Pasern (12), die vorbestimmt im wesentlichen im Umfangsbereich des Pasergarnes (10) angeordnet sind und einen Hohlraum (13) umgrenzen, wobei die äusseren Pasern (12) schraubenförmig gegen die Mittelachse des Hohlraumes (13) sind, und

wenigstens eine mittlere Paser (14), die mittig entlang der Mittelachse des Hohlraumes (13) angeordnet ist

derart, daß die Aufbringung einer ausreichenden axialen Zugkraft die Mittelfaser bricht und dadurch es den äusseren Pasern (12) ermöglicht, sich rückstellbar durch den Hohlraum (13) auf die Mittelfaser (14) zu zu bewegen, wobei gleichzeitig eine rückstellbare, geometrische längung des Pasergarnes (10) bewirkt wird.
2. Elastisches Pasergarn nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die äusseren Pasern (12) und die Mittelfaser (14) aus Metall hergestellt sind.
3. Elastisches Pasergarn nach Anspruch 2 dadurch gekenneseichnetj daß die Mittelfaser (14) auf ihre max. Zugfestigkeit gespannt und zerissen werden kann, bevor die äusseren Pasern (12) auf ihre elastische Zugspannung belastet werden.

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4. Elastisches Fasergarn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vielzahl der äusseren Fasern (12) vorbestimmt in dem 'Fasergarn (10) angeordnet sind, bevor sie schraubenförmig um die Mittelachse verdrillt werden, derart daß nach Aufbringen einer axialen Spannung entlang dem Fasergarn (10) die äusseren Fasern (12) sich geometrisch gleichförmig längen und im wesentlichen gleichförmig belastet sind.
5. Fasergarn gekennzeichnet durch

wenigstens eine mittlere Faser (14), die mittig entlang der Mittelachse der Fasergarneinbettung verläuft,

ein entfernbares Füllmaterial das um die Mittelachse, um die Mittelfaser (14) angeordnet ist, und

eine Vielzahl von äusseren Fasern (12), die um das entfernbare Füllmaterial (16) in einer vorbestimmten Anordnung liegen und schraubenförmig gegen die Mittelfaser (14) verdrillt sind, wobei die äusseren Fasern (12) im wesentlichen den Umfangsbereich der Fasergarneinbettung (10) begrenzen,

und wobei nachdem die äusseren Fasern schraubenförmig verdrillt sind, das entfernbare Füllmaterial (16) aus der Fasergarneinbettung entfernt wird und sich ein Fasergarn ergibt, das einen Hohlraum (13) zwischen den äusseren Fasern (12) und der Mittelfaser (14) aufweist, welcher einen Raum gibt, durch welchen sich die äusseren Fasern (12) rüc.kstellbar auf die Mittelachse zu be-

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wegen können, wenn ein zum Zerreissen der Mittelfaser (14) ausreichender Axialzugauf das Pasergarn ausgeübt wird.
6. Pasergarn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das entfernbare Füllmaterial (16) aus einem ausbeitzbaren Metall besteht und die äusseren Pasern (12) und die Mittelfaser (14) aus einem nicht auflösbaren Metall besteht.
7. Pasergarn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äusseren Pasern (12) in dem Umfangbereich der Garneinbettung (10) vorbestimmt angeordnet sind, bevor sie schraubenförmig um die Mittelachse verdrillt werden.
8. Textilmaterial gekennzeichnet durch

ein natürliches und/ oder synthetisches Garn

ein elastisches Metallfasergarn (10), wobei das Metallfasergarn besteht aus

einer Vielzahl von äusseren Pasern (12), die vorbestimmt im wesentlichen im Umfangsbereich de3 Pasergarnes (10) angeordnet sind und einen Hohlraum (13) umgrenzen, wobei die äusseren Pasern (12) schraubenförmig gegen die Mittelachse des Kohlraumes (13) verdrillt sind und

aus wenigstens einer Mittelfaser (14), die mittig entlang der Mittelachse des Hohlraumes (13) liest, derart, daß das Aufbriti-

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gea eines ausreichenden Axialzuges die Mittelfaser (14) zer- . reisst und dadurch ermöglicht, daß die äusseren Fasern. (12) sich rückstellbar durch den Hohlraum (13) auf die Mittelfaser zu bewegen und gleichzeitig dia äusseren Fasern (12) sich rückstellbar geometrisch längen,

derart, daß das elastische Metallfasergarn (10) geometrische Längutigseigenschaften im wesentlichen gleich der Längungseigenschaften des natürlichen und/ oder synthetischen Fasergarnes aufweist und die beiden miteinander vergleichbar macht.
9. Textilmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Metallfasergarn geometrische Längungseigenschaften geringer als die Längungseigenschaften des organischen Fasergarnes hat.

1C. Textilmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dao elastische Metallfasergarn geometrische Längungseigenschaften größer als die Längungseigenschaften des organischen Fasergarnes hat.

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