DE3336560A1 - Flachmaterial fuer flachdichtungen sowie verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Flachmaterial fuer flachdichtungen sowie verfahren zu seiner herstellung

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Description

HOEGER, ST-ELLRBCHT ^/PARTNER
UHLANDSTRASSE 1AcD 7000 STUTTGART 1
-3-
A 45 805 b Anm.; Elring Dichtungswerke GmbH
20. September 1983 Höhenstrasse
b-204 7012 Fellbach
Flachmaterial für Flachdichtungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Flachmaterial von bzw. für Flachdichtungen mit einem flachen Träger, auf den zumindest auf einer Seite eine dünne Weichstoffschicht aufgewalzt ist, welche einen überwiegenden Anteil faser- oder pulverförmiger Grundstoffe, insbesondere Asbestfasern, ein Bindemittel auf Kautschukbasis sowie mindestens einen weiteren Zusatz enthält. Ausserdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Flachmaterials, bei dem eine krümelige Weichstoffmasse, welche einen faser- oder pulverförmigen Grundstoff, insbesondere Asbestfasern, ein vulkanisierbares Bindemittel auf Kautschukbasis, ein organisches Lösemittel sowie gegebenenfalls ein flüssiges Nichtlösemittel, insbesondere Wasser, i\nd einer, weiteren Zusatz enthält, zwischen zwei Kalanderwalzen unterschiedlicher TJmfangsgeschwindigkeit zu einer dünnen Weichstoffschicht ausgewalzt und dann auf einen flachen Träger aufgewalzt sowie schliesslich getrocknet und vulkanisiert wird.
Es sind kontinuierliche Verfahren bekannt, mit deren Hilfe ein bahnförmiger, flacher Träger, z.B. aus dünnem Metallblech, ein- oder beidseitig mit Weichstoffauflagen versehen wird, die Asbest oder einen anderen faser- oder pulverförmigen Grundstoff und eine vulkanisierbare Kautschukmischung enthalten. So beschreibt die
-4-
A 45 805 b -4-
20. September 1983
DE-AS 21 46 309 ein Verfahren, bei dem mit Lösemittel versetzter Kautschuk als Bindemittel mit Asbestfasern zu einem Teig verknetet und diesem dann Wasser zugesetzt wird, um ein Anhaften des Teigs an den Kalanderwalzen zu verhindern, mit deren Hilfe der Weichstoff auf einen Träger aufgewalzt wird. Anschliessend treibt man in einem Ofen die Massefeuchte ; bestehend aus Lösemittel und Wasser, aus, worauf die Weichstoffschicht bei höherer Temperatur vulkanisiert wird. Die Weichstoffmassen mit teigartiger Konsistenz lassen sich zwar mittels Kalanderwalzen gut zu einer dünnen Weichstoff schicht verarbeiten, sie haben jedoch den Nachteil, daß man die relativ hohe Massefeuchte durch einen teueren Trockenprozess wieder austreiben muss. Dies gilt auch für Verfahren, bei denen mit Kautschuk-Latex gearbeitet wird, so daß das im Latex enthaltene Wasser die Aufgabe des Trennmittels übernehmen kann; bei Verwendung von Kautschuk-Latex lässt sich jedoch eine gute Bindemittelverteilung in der Weichstoffmasse nur dann erzielen, wenn der Mischung ein organisches Lösemittel zum Quellen des Kautschuks zugesetzt wird; demnach ist der Aufwand für die Trocknung der Weichstoffschicht auch bei der Verwendung von Kautschuk-Latex derselbe wie bei der Verwendung von in organischen Lösemittel gelöstem Kautschuk und der nachträglichen Zugabe von Wasser als Trennmittel zur Verhinderung des Anhaftens der Weichstoff masse an den Kalanderwalzen.
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1983 ο ο occcn
b-201 -5- OOOQOOU
Deshalb ist schon ein Verfahren der eingangs erwähnten Art bekanntgeworden (DE-OS 31 36 015), bei dem mit einer asbestfreien, krümeligen Weichstoffmasse gearbeitet wird, die als rieselfähiges Schüttgut auf ein Paar von Kalanderwalzen unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit gegeben und mit deren Hilfe auf einen bahnförmigen Träger aufgewalzt wird. Die Verarbeitung der herkömmlichen, krümeligen und rieselfähigen Weichstoffmassen ist jedoch schwierig und führt nicht zu zufriedenstellenden Erzeugnissen: Das Anhaften der Weichstoffmasse an den Kalanderwalzen lässt sich zwar mit einem relativ grossen Unterschied in der Umfangsgeschwindigkeit der beiden Kalanderwalzen (Friktion) einigermassen ausreichend verhindern, jedoch werden z.B. die Asbestfasern der Weichstoffmasse umso stärker parallel ausgerichtet, je höher die Friktion ist, und eine Anisotropie der Weichstoffschicht ist soweitgehend wie irgend möglich zu vermeiden, um eine in allen Richtungen gleichmässig gute Abdichtgüte der herzustellenden Flachdichtung herbeizuführen. Bei einer verhältnismässig kleinen Friktion der Kalanderwalzen und der Verwendung einer herkömmlichen krümeligen Weichstoffmasse kommt es aber zum Anhaften einzelner Partikel an der langsamer laufenden Walze, was vor allem bei der Herstellung dünner Weichstoffschichten zu Löchern führt, d.h. es erfolgt keine vollständige Übertragung des Weichstoffs auf die Oberfläche der schneller laufenden Kalanderwalze. Infolgedessen ergeben sich auf alle Fälle Weichstoffschichten mit Schwankungen im Flächengewicht, selbst wenn sich Löcher in der Weichstoffschicht noch vermeiden lassen.
Herkömmliche Trennmittel lassen sich aber in die Weichstoffmassen nicht einarbeiten, da diese den Zusammenhalt der Weichstoffschicht und deren Haftung auf dem Träger gefährden sowie unter Umständen die Abdichteigenschaften der herzustellenden Flachdichtungen beeinträchtigen.
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A 45 805 b -6-
20. September 1983
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein durch einen Träger verstärktes Flachmaterial für Flachdichtungen zu schaffen, dessen Träger ein-oder beidseitig mit einer dünnen Weichstoffschicht versehen ist, wobei die Herstellung des Flachmaterials hinsichtlich der Verfahrensführung und des Ausschusses kostengünstiger erfolgen kann als dies bisher der. Fall war. Ausgehend von einem Flachmaterial der eingangs erwähnten Art lässt sich diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch lösen, daß eine Weichstoffschicht verwendet wird, die einen pulverförmigen Zusatz mit hoher innerer Oberfläche enthält. Als besonders vorteilhafter Zusatz hat sich pyrogene Kieselsäure erwiesen, wie sie beispielsweise unter der Bezeichnung "Aerosil 200" von der Firma DEGUSSA bezogen werden kann (pyrogene Kieselsäure ist eine durch Verbrennung hergestellte, amorphe Kieselsäure). Aber auch andere pulverförmige anorganische und organische Stoffe mit hoher innerer Oberfläche haben sich bewährt, wobei Stoffe mit hoher Wasserbindefähigkeit besonders vorteilhaft sind; so kommen z.B. Bentone, Bentonite, Kieselgur, Aktivkohle oder Stärke in Frage.
Durch die Erfindung lassen sich hohe Massefeuchten und damit aufwendige Trocknungsverfahren vermeiden. Auch geht mit der Massefeuchte das sich nach dem Trocknen ergebende Porenvolumen zurück. Ferner lassen sich trockenere Massen wegen der geringeren Fließfähigkeit beim Aufwalzen auf den Träger besser verdichten, was im Hinblick auf das Porenvolumen und die Abdichtgüte ein erwünschter Effekt ist. Ausserdem führt die wegen der zu vermeidenden Anisotropien der Weichstoff schichten vorteilhafte geringe Friktion zwischen den Kalanderwalzen, die bei der Herstellung des erfIndungsgemässen Flachmaterials eingehalten werden kann, auch bei der Herstellung dünner Weichstoffschichten nicht zu Löchern oder anderen Fehlern der beim Kalandrieren entstehenden Weichstoff schicht, und schliesslich sind die erfindungsgemäss vorgesehenen Zusätze
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20. September 1983
b-204
vernaltnismässig billig. Diese Zusätze verhindern nicht nur das Anhaften der Weichstoff schicht an den Kalanderwalzen auch bei niederem Drehzahlunterschied, sondern sie haben einen günstigen Einfluss auf die Bildung der Weichstoffschicht und beeinträchtigen nicht die Beständigkeit der Weichstoffschicht gegen hohe Temperaturen und die abzudichtenden Medien.
Für ein Verfahren der eingangs erwähnten Art haben sich Weichstoffmassen als besonders zweckmässig erwiesen, welche ungefähr 60 bis 80 Gewichtsprozent des Grundstoffs (insbesondere Asbestfasern) ( ungefähr 5 bis 10 Gewichtsprozent des Bindemittels, ungefähr 0,5 bis 10 Gewichtsprozent des Zusatzes (insbesondere pyrogene Kieselsäure) und ungefähr 15 bis 30 Gewichtsprozent Massefeuchte (Kautschuk- Lösemittel sowie gegebenenfalls Wasser oder eine andere, als Trennmittel wirkende Flüssigkeit, in der Kautschuk nicht löslich ist) enthalten. Bezogen auf die Trockenmasse der getrockneten und vulkanisierten Weichstoffschicht bedeutet dies, daß die letztere ungefähr 5 bis 15 Gewichtsprozent Bindemittel, ungefähr 0,5 bis 15 Gewichtsprozent des erwähnten Zusatzes und im übrigen im wesentlichen den Grundstoff, d.h. vorzugsweise Asbest, enthält.
Im folgenden soll die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden, wobei die beiliegende Zeichnung einen schematischen Schnitt durch einen Anlagenteil darstellt, in dem aus der Weichstoffmasse eine dünne Schicht erzeugt und dieses dann auf einen bahnförmigen Träger, insbesondere ein Metallblech üblicher Struktur aufgewalzt wird.
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A 45 805 b _8-
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Im einzelnen zeigt die Zeichnung ein Kalanderwalzenpaar mit einer langsameren und einer schnelleren Kalanderwalze bzw. 12, die durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden, eine auf das Kalanderwalzenpaar aufgegebene Weichstoffmasse 14, aus der die Kalanderwalzen eine mit 16 bezeichnete dünne Schicht herstellen, eine angetriebene oder leerlaufende übertragungswalze 18 und ein Tragerblech 20, auf welches die Weichstoff schicht durch die Walzen 12 und 18 aufgewalzt und dabei verdichtet wird. Das Trägerblech kann glatt, mit Perforationen und/oder Zacken versehen und ggf. mit einem Kleber beschichtet sein.
Zur Herstellung der Weichstoffmasse werden folgende Einzelkomponenten in einem Schnellmischer gemischt:
70 Gewichtsprozent Asbest, insbesondere der Faserlänge 6 nach kanadischem Standard
7 Gewichtsprozent Bindemittel, vorzugsweise in der Form eines NBR-Latex mit 47 Gewichtsprozent Festkörpergehalt
2 Gewichtsprozent pyrogene Kieselsäure mit einer Oberfläche von 200 m2/g
15 Gewichtsprozent einer Trennmittelflüssigkeit, insbesondere Wasser
5 Gewichtsprozent Lösemittel, vorzugsweise Toluol
1 Gewichtsprozent Vulkanisationszuschläge (S, ZnO, Beschleuniger und Alterungsschutzmittel).
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COPY
A 45 805 b " "" " "' OOOCrCn
6. Oktober 1983 3 3 ODO 6 0
b-201 -9-
Eine derartige Weichstoffmasse besitzt demnach
20 Gewichtsprozent Massefeuchte.
Nach dem Mischen der Einzelkomponenten wird diese krümelige Weichstoffmasse mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Einrichtung auf ein Trägerband aufgewalzt, so dass ein Flachmaterial, vorzugsweise für ZyIinderkopfdichtungen, entsteht, dessen Eigenschaften sich wie folgt beschreiben
lassen:
Dicke der die Kalanderwalzen verlassenden Weichstoffschicht (gleich Breite des Spalts zwischen den Kalanderwalzen) : 0,5 mm.
Erzielte Korngrösse bei der Mischungsherstellung:
0,1 bis 0,5 mm.
Friktion: 5 bis 15 %.
Dicke der Weichstoffschicht auf dem Träger:
0,4 mm (entspricht einer Verdichtung um 20 % durch
die übertragungswalze).
Dicke des Trägermaterials: 0,1 mm.
Infolgedessen ergibt sich eine erfindungsgemässe Dichtungsplatte mit einer Dicke von 0,5 mm.
- Leerseite -

Claims (6)

  1. HOEGER, ST.ELLRECHT ^.PARTNER
    PATE N "AN Λ -."Ξ
    ·ί c D7c:: =-_—3-RT·
    A 45 805 b Anm.; Elring Dichtungswerke GmbH
    20. September 1983 Höhenstrasse 24
    b-204 7012 Fellbach
    ANSPRÜCHE
    Flachmaterial von bzw. für Flachdichtungen mit einem flachen Träger, auf den zumindest auf einer Seite eine dünne Weichstoffschicht aufgewalzt ist, welche einen überwiegenden Anteil faser- oder pulverförmiger Grundstoffe/ insbes. Asbestfasern, ein Bindemittel auf Kautschukbasis sowie mindestens einen weiteren Zusatz enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichstoff schicht, einer, j pulver förmi gen Zusatz mit hoher innerer Oberfläche enthält.!-;·
  2. 2. Flachmaterial ;nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,-daß der Zusatz ein Stoff mit hoher Wasser bindefähigkeit ist.
  3. 3. Flachmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz pyrogene Kieselsäure ist.
  4. 4. Flachmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz ein Benton, ein Bentonit, Aktivkohle, Stärke oder Kieselgur ist.
    -2-
    A 45 805 b -2-
    20. September 1983
  5. 5. Flachmaterial nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichstoffschicht ungefähr 5-15 Gewichtsprozent Bindemittel, ungefähr 0,5 - 15 Gewichtsprozent des erwähnten Zusatzes und im übrigen im wesentlichen Asbest enthält.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung des Flachmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine krümelige Weichstoffmasse, welche einen faser- oder pulverförmigen Grundstoff, insbes. Asbestfasern, ein vulkanisierbares Bindemittel auf Kautschukbasis, ein organisches Lösemittel sowie ggf. ein flüssiges Nichtlösemittel, insbes. Wasser, und einen weiteren Zusatz enthält, zwischen zwei Kalanderwalzen unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit zu einer dünnen Weichstoff schicht ausgewalzt und dann auf einen flachen Träger aufgewalzt sowie schliesslich getrocknet' und vulkanisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Weichstoffmasse verwendet wird, welche ungefähr 6 0 bis 80 Gewichtsprozent des Grundstoffs, ungefähr 5 bis 10 % Gewichtsprozent des Bindemittels, ungefähr 0,5 bis 10 Gewichtsprozent des Zusatzes und ungefähr 15 bis 30 Gewichtsprozent Massefeuchte enthält.
    -3-
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