DE550800C

DE550800C - Process for the production of non-metallic wheels

Info

Publication number: DE550800C
Application number: DEA61976D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-05-21
Filing date: 1931-05-19
Publication date: 1932-05-20

Description

Verfahren zur Herstellung von nichtmetallischen Rädern Die Erfindung betrifft die Herstellung von Rädern u. dgl., die aus verschiedenen Einzelteilen zusammengesetzt sind und aus spinnbaren Textilfaserstoffen bestehen, die mit einem Bindemittel, beispielsweise einem Phenol-Kondensationsprodukt, behandelt sind das im Verlaufe des Verfahrens in seinen unlöslichen, unschmelzbaren Zustand unter Anwendung von Hitze und Druck übergeführt wird. Insbesondere ist die Erfindung auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von nichtmetallischen Rädern gerichtet, ohne sich jedoch hierbei nur auf die letzteren zu beschränken.Method of Making Non-Metallic Wheels The Invention relates to the manufacture of wheels and the like, which are made from various individual parts are composed and consist of spinnable textile fibers, which with a Binders, for example a phenol condensation product, are treated in its insoluble, infusible state during the course of the process transferred by heat and pressure. In particular, the invention is directed to an improved Process for the production of non-metallic wheels directed without, however here only to be limited to the latter.

In der Zeichnung zeigen Abb. i, 2, 3 und 4. im Schnitt den stufenweisen Arbeitsgang, Abb. 5 eine Draufsicht auf ein fertiggestelltes Rad; entsprechend den Abb. i bis 4 ist in den Abb. 6, 7 und 8 im Schnitt ein Verfahren in abweichender Form dargestellt, während Abb. 9 ein nach diesem abgeänderten Verfahren hergestelltes Rad zeigt.In the drawing, Fig. I, 2, 3 and 4 show in section the stepwise Operation, Fig. 5 is a plan view of a finished wheel; according to the Fig. I to 4 is a method in a different section in Figs. 6, 7 and 8 Shape shown, while Fig. 9 is a manufactured according to this modified method Wheel shows.

In den Abb. i bis 4 ist ein verbessertes Verfahren zur Herstellung nichtmetallischer Räder dargestellt, gemäß welchem das Rad aus einer Anzahl von Gewebestücken besteht, die vorher mit einem Bindemittel getränkt und zur Herstellung der Nabe, der Scheibe und des Radkranzes zugerichtet bzw. zugeschnitten sind. Abb. i zeigt einen ringförmigen Behälter i, beispielsweise aus Eisenblech, der leicht und handlich und mit einer Anzahl von Öffnungen 2 versehen ist, die Dämpfen oder heißen Gasen den Zutritt in das Innere des Behälters gestatten. Der Behälter ist auf beiden Seiten offen, also ohne Boden, und hat einen Durchmesser, der dem herzustellenden Gegenstand entspricht und in den ein ringförmig angeordneter Träger 3 aus geeignetem Werkstoff lose eingelegt ist.In Figures i through 4 is an improved method of manufacture non-metallic wheels shown, according to which the wheel consists of a number of Pieces of tissue are made, which are previously impregnated with a binding agent and used for production the hub, the disc and the wheel rim are trimmed or cut to size. Fig. i shows an annular container i, for example made of sheet iron, which is lightweight and is handy and provided with a number of openings 2 that steam or allow hot gases to enter the interior of the container. The container is open on both sides, i.e. without a bottom, and has a diameter that corresponds to that to be produced Subject corresponds and in which an annularly arranged carrier 3 of suitable Material is loosely inserted.

Erfindungsgemäß wird zunächst der Behälter i mit dem Ring 3 auf eine Unterlage 4 gesetzt und hierauf die zur Herstellung des Rades erforderlichen einzelnen Teile in diesen hineingebracht. In der Zeichnung (Abb. i) sind die einzelnen Teile gezeigt, und zwar die vorgeformten äußeren Schichten 5, die mittleren Schichten 6, die Ringe 7, die den Hauptbestandteil des Radkranzes ausmachen, und ein Teil 8, der die Verstärkung der Nabe bildet. Selbstverständlich ist mit der in diesem Beispiel angegebenen Anordnung die Ausführungsmöglichkeit des Erfindungsgegenstandes nicht erschöpft. Der Behälter i ist so gebaut, daß die einzelnen Bauteile für das Rad ziemlich genau hineinpassen und auf diese Weise darin festgehalten werden. Der Ring 3 hat nur die Aufgabe, die Bauteile für das Rad von der Unterlage ¢ des Behälters in einem gewissen Abstand zu halten.According to the invention, the container i with the ring 3 is first on a Pad 4 set and then the individual required for the manufacture of the wheel Parts brought into this. In the drawing (Fig. I) are the individual parts shown, namely the preformed outer layers 5, the middle layers 6, the rings 7, which make up the main part of the rim, and a part 8, which forms the reinforcement of the hub. It goes without saying that the one in this one Example given arrangement the possibility of executing the subject matter of the invention not exhausted. The container i is built so that the individual components for the The wheel will fit in pretty well and be held in that way. Of the Ring 3 only has the task of removing the components for the wheel from the base ¢ of the container at a certain distance.

Nachdem nun die Bauteile in dem Behälter aufgeschichtet sind, wird dieser in einen geeigneten Ofen, der in vorteilhafter Weise eine feuchte Atmosphäre enthält, eingebracht und erhitzt. Das Erhitzen kann durch Dämpfe erfolgen, wobei der Dampf gleichzeitig die feuchte Atmosphäre schafft. Es kann auch ein elektrischer Ofen verwendet werden, wobei die feuchte Atmosphäre darin durch Einlassen von Dampf erzeugt wird. Die Anordnung kann z. B. so gehalten sein, daß der Behälter den Ofen auf einem endlosen Band passiert. Ein Erhitzen auf etwa ioo bis 15o° für eine Zeitdauer von ungefähr sechs Minuten hat sich als ausreichend erwiesen. Durch das Erhitzen, vorzugsweise in Gegenwart von einer feuchten Atmosphäre, wird das Bindemittel genügend weich, um die einzelnen Bauteile miteinander zu verbinden, ohne jedoch so klebrig zu werden, daß das Ganze an der Form haften bleibt.Now that the components are stacked in the container, this in a suitable oven, which advantageously has a humid atmosphere contains, introduced and heated. The heating can be done by vapors, whereby the steam creates the humid atmosphere at the same time. It can also be an electric one Oven can be used, keeping the humid atmosphere in it by letting in steam is produced. The arrangement can e.g. B. be held so that the container is the furnace happened on an endless tape. Heating to about 100 to 150 degrees for a period of time of about six minutes has been found to be sufficient. By heating preferably in the presence of a humid atmosphere, the binder becomes sufficient soft to bond the individual components together, but without being so sticky to become so that the whole sticks to the form.

Die Gegenwart von Feuchtigkeit beim Erhitzen der Bauteile ist ein kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Erfindung. Bei dem so durchgeführten Erhitzungsprozeß wird nämlich eine durch die ganze Masse gleichmäßig verbreitete Temperatur erreicht, außerdem hindert die Feuchtigkeit das Material daran, in der Form, die für den Vorformungsprozeß verwendet wird, haften zu bleiben.The presence of moisture when the components are heated is a characterizing feature of the present invention. In the heating process thus carried out a temperature that is evenly distributed through the whole mass is reached, in addition, the moisture prevents the material from being in the shape necessary for the preforming process used to stick.

Nach diesem Erhitzen wird der Behälter i mit dem darin befindlichen Inhalt von dem Ring 3 abgehoben und in eine Form gebracht, in welcher der Erfindungsgegenstand vorgeformt, d. h. zu einem Formling vereinigt wird. Dieser Formling hat bereits ungefähr die Gestalt des fertigen Gegenstandes und läßt sich besser handhaben. Das Bindemittel, z. B. irgendein Kunstharz, ist zu diesem Zeitpunkt aber noch nicht gehärtet. Ein Druck von etwa 150 kg/cm2 ist zur Herstellung des Formlings ausreichend.After this heating, the container i with the contents therein is lifted off the ring 3 and brought into a mold in which the subject matter of the invention is preformed, that is to say combined to form a molding. This molding already has approximately the shape of the finished object and is easier to handle. The binder, e.g. B. any synthetic resin, but is not yet hardened at this point. A pressure of around 150 kg / cm2 is sufficient to produce the molding.

_ In den Abb.2 und 3 ist eine derartige Form gezeigt, wobei 9 den Mantel derselben, io mit i i den unteren Teil, 12 und 13 den oberen Teil der Form darstellt. In diese Form wird der Behälter i bei 14 eingelassen, wobei er auf einem ringförmigen Ansatz 15, wie Abb. 2 zeigt, aufsitzt._ Such a shape is shown in Figs. 2 and 3, where 9 denotes Coat of the same, io with i i the lower part, 12 and 13 the upper part of the mold represents. In this form, the container i is let in at 14, with it on a annular extension 15, as Fig. 2 shows, is seated.

In Abb. 3 ist dargestellt, wie der Gegenstand durch die oberen und unteren Teile 12 und io der Form seine Gestalt erhält. Die Form selbst wird durch eine geeignete Presse, beispielsweise durch eine hydraulische Presse, in an sich bekannter Weise in Tätigkeit gesetzt. Der obere Teil 12 der Presse drückt die Bauteile aus dem Behälter i heraus, und durch weiteres Pressen kommt der in Abb. 3 gezeigte Formling 16 zustande. Dieser letztere wird hierauf aus der Form genommen. Die Einzelteile des Formlings sind durch das Pressen bereits vollständig miteinander vereinigt, trotzdem das Bindemittel noch nicht gehärtet ist. Der Formling 16 ist nun zur Endpressung fertig, bei welchem Prozeß das Bindemittel seine Überführung in den Endzustand erfährt. Dieser Prozeß kann je nachdem jetzt oder zu einem anderen geeigneten Zeitpunkte des Herstellungsverfahrens vorgenommen werden.In Fig. 3 it is shown how the object through the upper and lower parts 12 and io the shape gets its shape. The shape itself is made by a suitable press, for example by a hydraulic press, in itself put into action in a known manner. The upper part 12 of the press presses the components out of the container i, and by further pressing comes the one shown in Fig. 3 Form 16 is made. The latter is then removed from the form. The items of the molding are already completely united with each other by pressing, despite the fact that the binder has not yet hardened. The molding 16 is now ready for final pressing finished, in which process the binder undergoes its conversion into the final state. This process can take place now or at another convenient time, as appropriate of the manufacturing process.

Zwecks Überführung des Formlings in seinen endgültigen Zustand wird er zunächst erhitzt um jegliche Feuchtigkeit zu entfernen, die in ihm zurückgeblieben oder von ihm aus der Atmosphäre aufgenommen sein könnte. Zweckmäßig wird der Formling etwa 2o Minuten bei einer Temperatur von ungefähr 95 bis i25° C erhitzt, darauf in eine Form gebracht und unter Anwendung von Hitze und Druck, wobei gleichzeitig das Bindemittel völlig aushärtet, in seinen endgültigen Zustand gebracht, Dieser Arbeitsgang wird in vorteilhafter Weise in einer durch Dampf erhitzten Form in einer hydraulischen Presse vorgenommen.In order to convert the molding into its final state, it is first heated in order to remove any moisture that has remained in it or that it could have absorbed from the atmosphere. The molding is expediently heated for about 20 minutes at a temperature of about 95 to 125 ° C, then placed in a mold and brought into its final state by applying heat and pressure, at the same time the binding agent hardening completely. This operation is more advantageous Way made in a steam heated mold in a hydraulic press.

In Abb. q. ist eine für diesen letzten Arbeitsgang vorgesehene, an sich bekannte Form gezeigt, wo 17 den unteren und 18 den oberen Teil derselben darstellt.In Fig.q. is one intended for this last step known form is shown, where 17 represents the lower and 18 the upper part thereof.

Bei dem letzten Pressen werden zweckmäßig ein Druck von etwa 150 bis 225 kg/cm' und eine Temperatur von ungefähr 16o bis 17o° etwa 2o bis 40 Minuten angewendet. Nach diesem Arbeitsgang ist das Rad gebrauchsfertig.In the last pressing, a pressure of about 150 to 225 kg / cm 'and a temperature of about 16o to 17o ° for about 20 to 40 minutes applied. After this step, the bike is ready for use.

In Abb. 5 ist ein solches Rad dargestellt. Die Nabe desselben ist mit i9, die Scheibe mit 2o und der Radkranz mit 21 bezeichnet.Such a wheel is shown in Fig. 5. The hub of the same is with i9, the disc with 2o and the rim with 21.

In den Abb.6 bis 8 ist eine andere Ausführungsform des Verfahrens stufenweise dargestellt, für den Fall, daß der Radkranz aus ringförmig geschnittenem gewebtem Textilfaserstoff und die Scheibe und Nabe aus losem Textilmaterial, beispielsweise loser Baumwolle, jeweils mit einem Bindemittel behandelt, hergestellt werden. In Abb.6 ist ein Behälter 22, entsprechend dem Behälter i von Abb. i, gezeigt, der zur Aufnahme des Materials 23 des Rades dient. Das Material 23 wird abgewogen oder abgemessen in den Behälter 22 eingelegt, hierauf ein Ring oder Ringe 24 zur Herstellung des Radkranzes auf den Rand des Behälters aufgelegt. Der Behälter kommt nunmehr in einen Ofen und wird in bereits beschriebener Weise in einer feuchten Atmosphäre erwärmt. Dann wird aus den Baustoffen in einer Form ein Formling hergestellt. Die Form ist im Schnitt in Abb.7 gezeigt, wo 25 die Ummantelung der Form, 26 den unteren und 27 und 28. den oberen Teil der Form darstellen. Von den beiden Teilen der oberen Form ist der Teil 27 zum Pressen des Radkranzes, der Teil 28 zum Pressen der Scheibe und der Nabe vorgesehen. Der Formling wird hierauf der Form entnommen und ist für die Endpressung, wobei das Harz wie im ersten Beispiel gehärtet wird, fertig.In Figures 6 to 8, another embodiment of the process is shown in stages, in the event that the wheel rim is made of woven textile fiber material cut in a ring and the disc and hub are made of loose textile material, for example loose cotton, each treated with a binding agent. In Fig.6, a container 22, corresponding to the container i of Fig. I, is shown, which is used to hold the material 23 of the wheel. The material 23 is weighed or measured and placed in the container 22, then a ring or rings 24 for producing the wheel rim is placed on the edge of the container. The container is now placed in an oven and is heated in a humid atmosphere in the manner already described. Then a molding is made from the building materials in a mold. The shape is shown in section in Figure 7, where 25 represents the shell of the shape, 26 the lower part and 27 and 28 the upper part of the shape. Of the two parts of the upper mold, the part 27 is provided for pressing the wheel rim, the part 28 for pressing the disc and the hub. The molding is then removed from the mold and is ready for the final pressing, the resin being cured as in the first example.

In Abb.9 ist ein nach diesem Verfahren hergestelltes Rad entsprechend dem in Abb. G bis 8 gezeigten Arbeitsgang dargestellt.A wheel manufactured according to this process is shown in Fig. 9 the operation shown in Fig. G to 8.

Durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine Verminderung der Gestehungskosten erreicht. Bei dem früheren Verfahren, wo Handformen verwendet wurden, in welche die Ausgangsstoffe zur Herstellung der Räder kamen, mußte der Arbeiter von Hand die mit den Baustoffen gefüllte Form transportieren, sie in die Presse legen, aus dieser wieder herausnehmen und die Fertigräder aus den Formen nehmen. In einem Beispiel wiegt eine Handform etwa 2o kg; dies macht bei einer Achtstundenschicht ein Gesamtgewicht von etwa 25 t aus, die vom Arbeiter von Hand transportiert werden mußten. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung hat der Arbeiter nur mit dem aus dünnem Blech bestehenden Behälter zu hantieren, in welchen die Baustoffe hineingegeben werden. In einem Falle wurden durch das neue Verfahren die Herstellungskosten um etwa 12 °/" gegenüber dem früheren, wo mit Handformen gearbeitet werden mußte, herabgesetzt. Gleichzeitig sind aber die Kosten für die neuen Formen nicht höher als für die alten Handformen.There is a reduction by the method of the present invention of the prime costs reached. In the earlier process where hand molds were used into which the raw materials for the manufacture of the wheels came, the had to Workers manually transport the mold filled with the building materials and put them into the Place the press, take it out again and remove the finished wheels from the molds to take. In one example, a hand shape weighs about 20 kg; does this with an eight-hour shift a total weight of about 25 t, which are transported by hand by the worker had to. In the method according to the invention, the worker only has to deal with the thin one Sheet metal to handle existing containers, in which the building materials are placed will. In one case, the new process reduced manufacturing costs about 12 ° / "compared to the previous one, which had to be worked with hand molds. At the same time, however, the costs for the new forms are not higher than for the old ones Hand molds.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit einer steten überwachung des Fabrikationsvorganges jedes einzelnen Rades, d. h. im Gegensatz zu dem mit Handformen durchgeführten Verfahren kann man bei dem vorliegenden Verfahren jederzeit den Formling beobachten. Hierbei ist es möglich, bei etwaigen Schäden oder Unvollkommenheiten des Formlings diese zu beheben oder, wenn dies nicht möglich ist, den Formling von der weiteren Verarbeitung auszuschließen.Another advantage of the invention is the possibility of a constant monitoring of the manufacturing process of each individual wheel, d. H. in contrast The method carried out with hand molds can be seen in the present method watch the molding at all times. It is possible to do this in the event of any damage or to correct imperfections in the molding or, if this is not possible is to exclude the molding from further processing.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of non-metallic Wheels and the like made of textile fiber rods impregnated with a binding agent, thereby characterized in that the building materials for the purpose of softening the binder in one Container heated and then without hardening of the binder in a form to a Molding are pressed, which then with the application of heat and pressure and hardening of the binder is completed in a different form.

2. The method according to claim i, characterized in that the container in which the building materials are heated for the first time contains a humid atmosphere.

3. The method according to claim i and 2, characterized characterized in that woven textile fibers are used as building material. q ..

Method according to claims 1 and 2, characterized in that woven materials are used as the building material Textile fibers and non-woven, for example loose cotton, can be used.

5. The method according to claim i to q., Characterized in that as a binder a synthetic resin, in particular a phenol condensation product, is used.