DE2217086A1

DE2217086A1 - Metallischer Verbundstreifen

Info

Publication number: DE2217086A1
Application number: DE19722217086
Authority: DE
Inventors: Robert Gustav; Steinhagen Carl Arnett; Cincinnati Ohio Carlson (V.St.A.). P
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-04-12
Filing date: 1972-04-10
Publication date: 1972-10-26
Also published as: CA964179A; FR2132741A1; IT953570B; US3719538A; BE781990A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen metallischen Verbundstreifen, und insbesondere einen solchen Streifen, von dem eine Vielzahl als Schichten für die Herstellung eines metallischen Verbundartikels verwendet werden können. Insbesondere wird ein solcher Streifen mit Bezug auf seine schließliche Verwendung als einem Element eines Erzeugnisses als vorgeformt bzw. ein Vorprodukt angesehen.

Erfordernisse für feste metallische Erzeugnisse leichten Gewichtes, insbesondere für Luftfahrt-Anwendungen, haben zur

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Entwicklung von faserverstärkten metallischen Verbundstoffen geführt. Ein für die Herstellung von Verbundartikeln verwendetes Verfahren umfasst die Herstellung des Erzeugnisses aus einer Vielzahl verstärkter Platten bzw. Blätter oder Streifen, die übereinander gestapelt werden, um eine gewisse Dicke zu ergeben. Dann wird das Erzeugnis je nach Bedarf durch nachfolgendes Pressen, Erhitzen, Gestalten, Bearbeiten, Polieren oder Schleifen usw. hergestellt.

Materialien, wie Aluminium, Titan und deren Legierungen, sind von besonderem Interesse für die Verwendung als Matrixmaterial für solche Verbundstoffe gewesen, da sie eine relativ geringe Dichte aufweisen. Die Verstärkung einer solchen Matrix wurde durch die Verwendung hochfester, einen hohen Modul aufweisender Fäden erreicht. Ein Beispiel ist der Faden, der als "unbeschichteter" Borfaden bezeichnet wird, und der im wesentlichen ein Wolframfaden-Substrat umfasst, auf das pyrolytisch Bor aufgebracht worden ist. Ein anderes Beispiel ist der sogenannte "beschichtete" Bor&den, der weitere Schichten umfasst, wie z.B. Carbide, Nitride usw. Andere Beispiele umfassen Fäden aus Siliciumcarbid, Kohlenstoff, Graphit", Al„0- usw.

Die Verwendung von metallischem Verbundmaterial für die Herstellung von Erzeugnissen bringt Innerhalb der TempAraturbegrenzungen solcher Materialien Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften mit sich, wie der Festigkeit und des Moduls mit Bezug auf die Dichte des Materials, verglichen mit homogenen Metallegierungen. Es wurde gezeigt, dass bei Verwendung solcher, verbesserte Eigenschaften aufweisender Verbundstoffe beträchtliche Vorteile für ei_ne Vielzahl von mechanisch belasteten Bestandteilen für Strahltriebwerke und Luftfahrzeug-Anwendungen erhalten werden, sofern die Temperatur der Umgebung die Verwendung solcher Verbundstoffe gestattet.

Ein wesentlicher Punkt bei der Herstellung eines metallischen Verbundartikels ist die Art und der Zustand des die Schichten

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eines solchen Artikels bildenden Blattes oder Streifens. Die Bildung eines besonders verfestigten dünnen Streifens gibt einen grösseren Spielraum bei der Herstellung solch komplexer Verbundstrukturen, wie Verdichterflügeln und-schaufeln. Es sind verschiedene Verfahren zur- Herstellung von faserverstärkten metallischen Streifen beschrieben worden. Diese umfassen das Plasma-Aufsprühen des Matrixmetalls auf die Fasern, ein kontinuierliches Giessen des MatrLxmetalles um die Fasern und die Verwendung einer zentral angeordneten Trägerfolie, um eine Vielzahl von Faserschichten zu tragen, die schbhtartig zwischen Bedeckungsfolien angeordnet sind. Diese bekannten Verfahren haben jedoch Probleme hinsichtlich der Dickevariationen des Streifens, hinsichtlich der Notwendigkeit, höhere Bearbeitungstemperaturen zu verwenden, die zu einer Beeinträchtigung oder Änderung der Eigenschaften führen, oder hinsichtlich eines relativ geringen Volumenprozent-Gehaltes der Fasern in der Matrix.

Kurz gesagt umfasst der metallische Verbundstreifen der vorliegenden Erfindung, der mit Bezug auf die folgende Verwendung eines solchen Streifens zur Herstellung eines Schichtstoff-Erzeugnisses ein Vorprodukt ist, eine einzelne Schicht aus einer Vielzahl ausgerichteter, hochfester, einen hohen Modul aufweisender Fäden, die zwischen einem Paar Metallfolien befestigt sind. Die Metallfolien sind plastisch um zumindest einen Teil von im wesentlichen jedem Faden deformiert, um den ausgerichteten Faden festzulegen und sie im Abstand voneinander zwischen den Folien zu halten.

Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Streifens umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform die Beschichtung entweder der inneren Oberflächen der Folie oder der äusseren Oberflächen der Fäden oder beider mit einem dünnen, nicht-metallischen Klebematerial, das sich beim Erhitzen auf eine Temperatur unterhalb der, bei der Folie und Fäden schmelzen würden und vorzugsweise unterhalb der Temperatur, bei der sich Folie und Fäden miteinander verbinden, im wesentlichen rückstandsfrei zersetzt.

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Dann werden die zwischen die Folien gelegten und ausgerichteten Fäden zwischen den Folien gepresst, um die Fäden durch das Klebematerial innerhalb der Folien zu binden und zur gleichen' Zeit die Folie um mindestens einen Teil der äusseren Oberfläche im wesentlichen jeden Fadens plastisch zu deformieren.

Eine Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung umfasst die Anordnung eines plastisch deformierbaren,abstreifbaren Films auf mindestens einer äusseren Folienoberfläche vor dem Pressen, so dass die Folie und der Film zusammen gepresst und deformiert werden, wobei die äussere Folienoberfläche geschützt und das Deformationsmuster der Folie im Film abgebildet wird.

Durch die Erfindung ist auch eine Apparatur für die kontinuierliche Herstellung des metallischen Streifens geschaffen, die ein Paar Quellen für eine im wesentlichen kontinuierliche Metallfolie umfasst, ferner eine im wesentlichen kontinuierliche Quelle für eine Vielzahl ausgerichteter Fäden und mindestens eine im wesentlichen kontinuierliche Quelle für den plastisch deformierbar en, ab streif baren Film sowie Einrichtungen, um die Folie, die Fäden und den Film in der gleichen gegebenen Richtung zu bewegen. Darüberhinaus umfasst die Apparatur eine Vorrichtung, um den Film und die Folie mit den Fäden mit einer solchen Kraft zusammenzupressen, die ausreicht, um sowohl den Film al.s auch die Folie um mindestens einen Teil der äusseren Oberfläche der Fäden plastisch zu verformen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine isometrische, schematische Ansicht einer Ausführungsform des kontinuierlichen Verfahrens der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 einen fragmentarischen Querschnitt einer Baueinheit aus den Bestandteilen des Streifens der vorliegenden Erfindung vor dem Erhitzen und Pressen,

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Fig. 3 einen fragmentarischen Querschnitt einer Ausführungsform des Streifens der vorliegenden Erfindung und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, des Streifens der vorliegenden" Erfindung mit den schützenden, nachbildenden Filmen, die teilweise weggezogen sind.

Das Walzenverbindungsverfahren der vorliegenden Erfindung für die Herstellung eines kontinuierlichen metallischen Verbundstreifens umfasst die Anordnung ausgerichteter Fäden hoher Festigkeit und mit hohem Modul, wie Borfäden oder beschichtete Borfäden_s zwischen Metallfolien, um eine Schichtstruktur zu schaffen. Solch eine Schichtstruktur mit einer'einzelnen Lage aus Fäden wird zuerst mittels eines hitzezersetzbaren und -entfernbaren, nicht-metallischen Klebematerials verbunden, z.B. durch -Anwendung von Druck und relativ geringen Temperaturen_s um die Schichtstruktur zusammenzuhalten und die Metallfolien plastisch um mindestens einen Teil der äusseren Oberfläche im wesentlichen jeden Fadens zu deformieren. Das Verfahren umfasst vorzugsweise die Anwendung eines abstreifbaren, plastisch deformierbaren (z.B. durch die Anwendung von Hitze und Druck) Films auf mindestens einer äusseren Folienoberfläche, um einen Schutz für diese äussere Oberfläche zu schaffen, -sowie eine relativ permanente Qualitätskontrolle der Fadenverteilung und -ausrichtung innerhalb des metallischen Verbundstreifens. Solch ein Faden/Metall-Streifen kann wegen seiner nachfolgenden Verwendung als Schichten für die Herstellung metallischer Verbundartikel, wie Verdichterschaufeln und -flügel für Strahltriebwerke- als ein Vorprodukt angesehen werden.

Ein wesentliches Merkmal des vorliegenden Verfahrens zur Herstellung des metallischen Verbundstreifens der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer relativ geringen Menge eines zersetzbaren Klebematerials, um in einer vorgeformten Streifen-Schicht struktur eine einzelne Schicht ausgerichteter Fäden

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zwischen einem Paar metallischer Folien zusammenzuhalten. Eine wesentliche Eigenschaft eines solchen Bindematerials ist dessen im wesentlichen rückstandsfreie Zersetzbarkeit beim Erhitzen*auf die relativ geringen Temperaturen, die bei der Durchführung des Verfahrens der. vorliegenden Erfindung angewandt werden sollen. Eine solche Temperatur liegt in jedem Falle unterhalb der Temperatur, bei der Folie oder Fäden schmelzen würden. Eine Art eines solchen Bindematerials, das mit Erfolg verwendet worden ist, ist ein Acrylharz in einem organischen Lösungsmittel. Solche Harzlösungeri sind käuflich erhältlich und werden in großem Umfange beim Löten verwendet, um die Lötpulver zusammen und auf den zu lötenden Werkstücken zu halten.

Das Klebematerial kann auf die Metallfolie oder die Fäden oder beide aufgebracht sein, je nach dem spezifischen Verfahren und der Apparatur, die verwendet werden. So kann z.B. bei der kontinuierlichen Ausführungsform des Verfahrens das Klebematerial als dünner Film aufgebracht werden und auf Wickeln der Metallfolie vorläufig gehärtet werden. Das Klebematerial kann auch auf die Fäden aufgebracht werden, und zwar bevor diese zwischen den Metallfolien angeordnet werden, um die Schichtstruktur der vorliegenden Erfindung zu bilden. Andererseits kann das Acrylharz auch als separates Blatt eingeführt werden« Z.B. kann die Herstellung der Fäden vor deren Einführung in das Verfahren der vorliegenden Erfindung das ausgerichtete Halten der Fäden auf Aufsteckgattern (reels) mittels eines rückwärtigen Blattes aus Acrylharz umfassen. Das Acrylharz wirkt dann als Klebematerial, wenn es gemäss dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zwischen die Metallfolien eingeführt wird.

Unabhängig von dem Verfahren der Anordnung des Klebematerials zwischen den inneren Oberflächen der Folien und den äusseren Oberflächen der Fäden ist es höchst erwünscht, die Menge des Acrylharzes auf die für das Verbinden des Metallfolienpaares mit der einzelnen Schicht ausgerichteter Fäden zu dem vorgeformten Streifen der vorliegenden Erfindungjnotwendige Menge

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zu begrenzen. Auf diese Weise ist so wenig als möglich des Bindematerials bei den nachfolgenden Herstellungsschritten zu beseitigen, bei denen der vorgeformte Streifen zur Herstellung geschichteter, metallischer Verbundartikel verwendet wird.

In Fig. 1 der Zeichnung ist eine isometrische, schematische Ansicht einer Ausführungsform des kontinuierlichen Verfahrens der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei der ein Paar plastisch νerformbarer, abstreifbarer Schutzfilme auf die Äussenseitei des Paares der Metallfolien aufgebracht wird.

Der vorgeformte Streifen 20 der vorliegenden Erfindung, der ein Paar äusserer, abstreifbarer Schutzfilme aufweist, ist nach der· Ausführungsform der Fig. 1 in der Weise geschaffen, dass man zwischen einem Paar Metallfolien 2 6 von den Fadenaufsteckgattern 24 eine einzelne oder mehrfache Reihen aus einer Vielzahl von ausgerichteten Fäden 22 bestehende Schicht anordnet, z.B. aus Borfäden mit einem Durchmesser von etwa 0,1 mm. Die Fäden können z.B. in einer gegebenen Richtung D mit einem solchen Abstand voneinander ausgerichtet werden, dass etwa 150 Fäden pro Zoll vorliegen. Die Metallfolien 26, die von den Rollen 2 8 genommen werden können, sind nach einer Ausführungsform Folien aus Alumhium. oder einer Aluminiumlegierung mit einer Dicke von etwa 0,02 5 mm und mit einem dünnen Film aus Acrylharz vorbeschichtet. Die Folien 26 sind ebenfalls in einer gegebenen Richtung D, zusammen mit den Fäden 22, ausgerichtet.

In der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegen-· den Erfindung wird ein plastisch deformierbarer, abstreifbarer Film 30, z.B. ein hitzeschrumpfbarer Polyäthylenterephthalatfilm (der in einer Ausführungsform als Mylar-Plastikfilm erhältlich ist), aussen auf dem Paar Metallfolien 26 angeordnet. Solch ein Plastikfilm, der z.B. eine Dicke im Bereich von etwa 0,025 mm bis etwa 0,75 mm aufweist, wird von den.Rollen 32 genommen und in einer gegebenen Richtung D ausgerichtet, um den

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Film 30 aufzubringen. Der .Mylarfilm wurde als besonders vorteilhaft befunden, da er eine plastische Deformierbarkeit oder Hitzeschrumpf barkeit sowie abbildende Eigenschaften bei relativ geringer Temperatur aufweist.

Die zusammengesetzte Schichtstruktur, die eine ein^Lne Schicht zentral angeordneter, ausgerichteter Fäden zwischen einem Paar Metallfolien umfasst, die ihrerseits wieder beide zwischen abstreifbarem Plastikfilm der beschriebenen Art angeordnet sind und die alle in einer gegebenen Richtung D ausgerichtet sind, wird danridurch erhitzte Presswalzen 34 geführt. Wegen der Natur sowohl des Klebematerials, wenn solche Materialien, wie Acrylharze, ausgewählt sind und des abstreifbaren Schutz- und abbildenden Films, wenn Mylar ausgewählt ist, müssen die Walzen nur auf relativ geringe Temperaturen erhitzt werden. Z.B. können sie auf eine Temperatur im Bereich von etwa 90 bis etwa 2 60 C erhitzt werden, um die Bestandteile in den vorgeformten Streifen der vorliegenden Erfindung zu überführen. Diese relativ geringe Temperatur stellt einen bedeutenden Vorteil gegenüber den bekannten Verfahren dar, bei denen Temperaturen im Bereich von etwa 42 5 bis etwa 540⁰C angewandt wurden.

Der Spalt zwischen den Presswalzen 34 beeinflusst die Oberfläche des vorgeformten Streifens. Es ist daher in der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 bevorzugt, dass der Spalt grosser als ein erster Abstand, der aus der Dicke eines Fadens und der Dicke des Paares der Metallfolien besteht, jedoch kleiner als ein zweiter Abstand ist, der gleich dem ersten Abstand und der Dicke des oder der aufgebrachten schützenden Filme besteht. Beim bevorzugten Bereich der Materialdimensionen liegt der Spalt im Bereich von etwa 0,075 bis etwa 0,75 mm.

Auf diese Weise führt, zusammen mit der Hitze der Walzen 34, die ausreicht, den abstreifbaren Film plastisch zu deformieren oder einer Hitzeschrumpfung zu unterwerfen, der durch die

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Walzen 34 ausgeübte Druck, wenn überhaupt, zu einer geringen Extrusion der Metallfolie 26. Es wird jedoch in jedem Falle die Folie plastisch um zumindestens einen Teil der äusseren Oberfläche der Fäden deformiert und so die ausgerichteten Fäden in einer gegebenen Richtung D im.Abstand voneinander festgelegt. Die Erwärmung kann auch schon vor der Einwirkung der Presswalzen erfolgen. ' " -

Während des Walzens wirkt der Film 30 als ein Mittel zum Übertragen des Druckes, das in der Lage ist, den Druck im wesentlichen gleichmässig auf die Metallfolie 2 6 auszuüben, um diese,wie beschrieben, plastisch um die Fäden 22 herum zu verformen. Die Anwendung von Druck auf das Klebematerial hält die Metallfolien 26 und die Fäden 22 zu dem vorgeformten Streifen der vorliegenden Erfindiong zusammen·.

Da der abstreifbare äussere Film 30 plastisch deformierbar oder hitzeschrumpfbar ist, kann er, wenn dies gewünscht ist, leicht von der äusseren Folienoberfläche 35 des vorgeformten Streifens entfernt werden. In dem, in den Fig. 1 und U gezeigten Beispiel, bei dem zwei Filme 30 aufgebracht sind, kann einer abgezogen und z.B. auf einer Filmsammeieinrichtung, wie der Rolle 36, aufbewahrt werden, z.B. als Qualitätskontrolle. Der andere Film wird als Schutzseparator zwischen den Schichten des vorgeformten Streifens an Ort und .Stelle belassen für den Fall, dass der Streifen entweder gesammelt und gelagert oder auf der Rolle 38 für die Aufnahme des vorgeformten Streifens verschickt wird, wie in Fig. 1 gezeigt, oder in Segmente geschnitten und übereinandergestapelt wird. Eine Bearbeitungseinrichtung kann dann den verbleibenden Film 30 vom vorgeformten Streifen abziehen, wenn dieser verwendet wird. Dies macht eine solche Bearbeitungseinrichtung zu einer Qualitätskontrolle, welche die des Herstellers des vorgeformten Streifens verdoppelt.

Nach Entfernung beider Schutzfilme ist der vorgeformte Streifen fertig für die weitere Verarbeitung zu schüitförmigen verbund-

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artigen Artikeln. Dies kann durch geeignete Hitzebehandlung und Diffusionsverbindung geschehen, wodurch das Klebematerial zwischen den Folien und Fäden beseitigt wird. Acrylbinder kann z.B. durch 15minütiges Erhitzen auf etwa 370 C im Vakuum beseitigt werden. Gleichzeitig werden die übereinander gestapelten Schichten zu einem verstärkten Verbundartikel verbunden.

Wie bereits erwähnt, ist der Volumenprozentanteil der Fäden durch die Verwendung de_s vorgeformten Streifens der vorliegenden Erfindung bedeutend höher als der bei mittels anderer Verfahren erhaltenen Verbundstreifen. Der Volumenanteil der Fäden hängt vom Durchmesser des Fadens und der Dicke der Folie ab. Mit einem Foliendurchmesser im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 0,15 mm und wenn die Faden in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, dass etwa 100 bis 180 Fäden pro Zoll liegen und bei Verwendung von Metallfolien mit einer Dicke im Bereich von etwa 0,02 5 bis etwa 0,05 mm, liegen die erhältlichen Fadenkonzentrationen im Bereich von etwa M-O bis 50 Vol.-%. Es können jedoch auch andere Dicken, Durchmesser und Abstände verwendet werden. Der bevorzugte Dickenbereich für den Streifen liegt zwischen etwa 0,075 bis etwa 0,5 mm, wobei Metallfolien von etwa 0,02 5 bis etwa 0,12 5 mm Dicke und Fäden mit einem Durchmesser von etwa 0,075 bis etwa 0,2 mm verwendet werden.

Obwohl die Fäden im allgemeinen aus dem gleichen Material bestehen, können auch verschiedene Arten von Fäden miteinander vermischt werden, um ausgewählte Eigenschaften des Endproduktes zu erhalten. Darüberhinaus können Fäden aus dem gleichen Material wie die Folie verwendet werden, um einen zusätzlichen Abstand zwischen den Fäden zu erreichen oder eine bestimmte Streifendichte einzustellen.

Bei einem spezifischen Beispiel zur Herstellung eines Streifers der vorliegenden Erfindung mit einer Breite von etwa 15 cm verwendete man ein Paar etwa 0,02 5 mm dicker Folien aus einer

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Aluminiumlegierung, die käuflich als Aluminiumlegierung 2024_: erhältlich ist und die mit einem Acrylbindemittel ν orb e schichtet war. Die Fäden waren ausgerichtete Borfäden mit einem Durchmesser von etwa O₉I mm und einem Abstand von etwa· 0,15 mm. Ein Paar etwa 0,04 mm dicker Mylarfilme wurde, wie oben beschrieben, aufgebracht. Vor dem kontinuierlichen Walzpressen bei gleichzeitigem Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 150 C hatte die Baueinheit der Komponenten das in Fig. 2 dargestellte Aussehen, das einen fragmentarischen Querschnitt einer Baueinheit der Komponenten des Streifens der vorliegenden Erfindung vor dem Pressen und Erhitzen zeigt. Ein Klebematerial M-O, vorzugsweise ein Acrylbindemittel, wurde in diesem Falle von der inneren Folienoberfläche 42 getragen und in Kontakt mit einem Teil der äusseren Oberflächen 44 der Fäden 22 angeordnet. Ein solches Bindematerial kann jedoch sowohl in Kontakt mit den inneren Folienoberflächen 42 als auch den äusseren Oberflächen der Fäden durch eine Vielzahl von Verfahren gebracht werden, die das Beschichten der Fäden 22 oder die Anordnung eines separaten Harzfilmes zwischen den Fäden und den Folien umfassen. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird ein Paar plastisch deformierbarer, abstreifbarer Filme 30, wie aus Mylar, so angeordnet, dass die anderen Bestandteile der Baueinheit dazwischen liegen.

Nach dem Pressen zur Kompaktierung der Baueinheit der Fig. 2 und zum plastischen Deformieren der Folie um mindestens einen Teil der äusseren Oberfläche im wesentlichen jeden Fadens ist eine Form des Streifens der vorliegenden Erfindung geschaffen, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. In diesem fragmentarischen Querschnitt der Fig. 3 sind die Folien 26 nach dem Pressen plastisch um mindestens einen Teil der äusseren Oberfläche, von im wesentlichen jedem Faden deformiert und halten so die im Abstand voneinander angeordneten ausgerichteten Fäden 22 in Position. Konform zur äusseren Konfiguration der Folien 26 sind die schützenden und abbildenden abstreifbaren Filme 30, welche die seitlichen Teile oder äusseren Folienoberflächen 35 des Streifens der vorliegenden Erfindung bedecken.

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In der Ausführungsform einer Apparatur der vorliegenden Erfindung kann ein Motor 46 in Fig. 1 betriebsfähig mit den Presswalzen 3M- verbunden sein, um die Walzen in einer gegebenen Richtung D, wie sie durch die Pfeile 48 gezeigt ist, zu drehen. Wenn die Fäden 22 und ein Paar Folien 26 in den Spalt zwischen den Walzen 34 eingeführt sind, wahlweise zusammen mit dem Schutz- und abbildenden Film 30, werden die Fäden von den Aufsteckgattern 24, die Folie von den Rollen 2 8 und der Film von den Rollen 32 mit im wesentlichen der gleichen gegebenen Geschwindigkeit in die gegebene Richtung D bewegt. Um eine solche Rotationsbewegung zu erleichtern, können die verschiedenen Rollen und Gatter gelagert sein, um eine freie Rotation zu gestatten. Wahlweise können Belastungseinrichtungen in geeigneten Positionen vorgesehen werden. Andererseits kann jede der Rollen und Gatter separat rotiert oder bewegt werden, wie durch separate Motoren, die mit den anderen so koordiniert sind, dass eine geeignete Bewegung in einer gegebenen Richtung D stattfindet.

Die Walzen 34 können, wie in Fig. 1 gezeigt, so in einer Presse montiert sein, dass der Walzenspalt und der durch die Pfeile P veranschaulichte anwendbare Druck in einer bekannten Weise einstellbar sind. Darüberhinaus können die Walzen 34 erhitzt werden, wie durch Widerstandserhitzer, die innerhalb der Walzen angeordnet sind und z.B. durch Thermostaten oder Thermoelemente gesteuert werden können.

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Claims

22T7086 Patentans prüche . - "

1.- Verfahren zum Herstellen eines metallischen Verbundstreifens mit einer einzelnen Schicht aus einer Vielzahl ausgerichteter hochfester, einen hohen Modul aufweisender Fäden, wobei jeder Faden eine aus sere Oberfläche hat» von der ein Teil adhäsions-" artig zwischen einem Paar Metallfolien gehalten ist, die eine aussere und eine innere Oberfläche haben, wobei die inneren Oberflächen zusammenarbeiten, um die Fäden schichtartig dazwischen zu halten, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Anordnen der Folien im Abstand voneinander entlang einer gegegebenen Richtung, so dass die inneren Oberflächen der Folien einander im wesentlichen gegenüberliegen,

Anordnen der Vielzahl von Fäden zwischen den inneren Folienoberflächen, so dass die Fäden im wesentlichen in der gegebenen Richtung ausgerichtet sind,

Anordnen eines dünnen, nicht-metallischen Klebematerials, welches sich beim Erhitzen auf eine Temperatur unterhalb derjenigen, bei der die Folie und die Fäden schmelzen, im wesentlichen rückstandsfrei zersetzt zwischen den inneren Folienoberflächen und den äusseren Fadenoberflächen und

Pressen der Folie gegeneinander und gegen die Faden, um die inneren Folienoberflächen durch das Klebematerial mit den, äusseren Fädenoberflächen in Kontakt zu bringen und die inneren Folienoberflächen und zumindest einen.Teil der äusseren Fadenoberflächen zusammenzuhalten und die Folie plastisch um zumindest einen Teil der äusseren Oberfläche von im wesentlichen jedem Faden zu deformieren und auf diese Weise die ausgerichtetenTäden im Abstand voneinander, festzu-• legen.

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2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass während des Pressens die Folien auf eine Temperatur erhitzt werden, die geringer ist als die, bei der sich das Klebematerial zersetzen würde.

3.- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass ein plastisch-deformierbarer, abstreifbarer Film aussen auf mindestens eine äussere Folien- ^; Oberfläche vor dem Pressen angeordnet wird, so dass die Folie und der Film zusammen gepresst und deformiert werden, um die äussere Folienoberflache.zu schützen und im Film das Muster der Deformation der Folien um die Fäden abzubilden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Klebematerial auf die inneren Folienoberflächen aufgebracht ist.

5. !Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Klebematerial auf die äusseren Oberflächen der Fäden aufgebracht ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Klebematerial in Form eines Blattes zwischen die Folie und die Fäden eingebracht ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 für die kontinuierliche Herstellung eines metallischen Verbundstreifens, dadurch gekennzeichnet , dass die Folien im Abstand voneinander auf einem Rollenpaar angeordnet sind, das in einer bestimmten Richtung abrollen kann, dass die Vielzahl der ausgerichteten Fäden zwischen den inneren Folienoberflächen von Rollen aus angeordnet wird, die dazu eingerichtet sind, die Fäden in der gegebenen Richtung abrollen zu lassen und dass die Folien und Fäden in einer gegebenen Richtung mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit bewegt werden.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , - dass ein Paar Rollen mit einem plastischdeformierbaren, abstreifbaren Film im Abstand ausserhalb der Folienrollen angeordnet sind, um die.Folie· und die Fäden zu beschichten, wobei die Rollen in der gegebenen Richtung abrollen und dass der Film zusammen mit den Folien und den Fäden in einer gegebenen Richtung mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit bewegt wird.

9. Metallischer Verbundstreifen, gekennzeichnet d u r c h eine einzelne Schicht aus einer Vielzahl von ausgerichteten, im wesentlichen im Abstand voneinander angeordneten, hochfesten, einen hohen Modul aufweisenden Fäden, die zwischen einem Paar Metallfolien gehalten sind, wobei die Metallfolien plastisch um mindestens einen Teil von im wesentlichen jedem Faden deformiert sind, um die ausgerichteten Fäden dazwischen in im wesentlichen einem Abstand voneinander zu halten.

10. Streifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass die Fäden ausgewählt sind aus Borfäden und beschichteten Borfäden und dass die Metallfolien aus einem Metall bestehen, das ausgewählt ist aus Aluminium, Titan und deren Legierungen. .

11. Streifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass eine Vielzahl ausgerichteter Fäden zwischen einem Paar Metallfolien mittels eines dünnen, nichtmetallischen Klebematerials gehalten werden, welches sich im wesentlichen rückstandsfrei beim Erhitzen auf eine Temperatur unterhalb der, bei der die Folie und der Faden schmelzen, zersetzt«

12. Apparatur für die kontinuierliche Herstellung eines metallischen vorgeformten Streifens, g e k e η η ze i c h η et durch ein Paar Quellen für im wesentlichen kontinuierliche Metallfolie, wobei jede Folie eine innere und eine

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aussere Oberfläche hat und jede der Quellen so angeordnet ist, um die. Folie in eine gegebene Richtung abzugeben,

eine Einrichtung, um jede Folie des Folienpaares mit einer gegebenen Geschwindigkeit in der gegebenen Richtung zu' bewegen,

eine im wesentlichen kontinuierliche Quelle für eine Vielzahl ausgerichteter Fäden, von denen jeder eine aussere Oberfläche hat, und die im wesentlichen in einer einzigen Ebene in der gegebenen Richtung ausgerichtet und zwischen dem Paar Metallfolien angeordnet sind,

eine Einrichtung, um jeden der Fäden mit einer gegebenen Geschwindigkeit in der gegebenen Richtung zu bewegen,

mindestens eine im wesentlichen kontinuierliche Quelle für einen plastisch deformierbaren, abstreifbaren Film, die so angeordnet ist, dass sie den Film in der gegebenen Richtung entlang der äusseren Folienoberfläche abgibt,

eine Einrichtung, um den Film mit einer gegebenen Geschwindigkeit in die gegebene Richtung zu bewegen und . ■ eine Vorrichtung, um gleichzeitig den Film und die Folie zusammen und in Kontakt mit den Fäden mit einer Kraft zu pressen, die ausreicht, sowohl den Film als auch die Folie plastisch um zumindest einen Teil der äusseren Oberfläche der Fäden zu deformieren.

13. Apparatur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , dass sie zusätzlich eine Einrichtung zum Erhitzen von Film und Folie aufweist, wobei auf eine Temperatur erhitzt wird, die geringer ist als die geringste zum Schmelzen von Folie und Film ausreichende Temperatur.

14. Apparatur nach Anspruch 12, dadurch gekennz e i c h ne t , dass die Quelle für den abstreifbaren Film ein Paar Rollen mit dem Film umfasst und dass die Apparatur zusätzlich einen Filmkollektor aufweist, der einen

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des Paares abstrexfbarer Filme von einer äusseren Oberfläche der Folie sammelt.

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