DE6927139U - Diaphragma - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

dipping. H. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMMERMANN

Cas. S 182 s μ£μ!μ·2.ιο·«μι7,

*" 9. JuIi 1969

Lw/XIII/G

GEORGE MGUS & COMPMY LIMITED, Newcastle upon Tyne 1, England

!Diaphragma

Die Neuerung betrifft dünne biegsame Diaphragmen aus synthetischem Kautschuk, welche in einem großen Temperaturbereich biegsam sind und außerdem Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln oder anderen nachteiligen Einflüssen von Flüssigkeiten, wie Erdölflüssigkeiten oder gasförmigen Erdölprodukten aufweisen.

Die Neuerung eignet sich für ille dünne biegsame Diaphragm men, welche mit derartigen Flüssigkeiten in Berührung kommen können, wie z.B. in einer Pumpe. Die Neuerung befaßt sich aber insbesondere mit der Anwendung auf langgezogene oder rollende Diaphragmen, wie sie bei Vergasern von Innenverbrennungsmaschinen verwendet werden, bei welcher eine Seite des Diaphragmas der Luft und die andere Seite Erdöl oder anderen Verbrennungsdampfen ausgesetzt ist. Die beigefügte Zeichnung gibt ein typisches Beispiel eines derartigen Diaphragmas wieder.

Der Brennstoff kann einen großen Gehalt an aromatischen

Stoffen sowie gegebenenfalls einen Gehalt an Aceton oder Alkohol

bei

aufweisen, wobei das Diaphragma gegenüber diesen Stoffen/gleichzeitig geringstmöglicher Quellung und Schrumpfung beständig sein muß. Die Beständigkeit gegenüber Schrumpfung ist besonders wichtig, um die Dimensionsstabilität eines benutzten Diaphragmas auch dann beizubehalten, wenn es beim Ausbau trocken wird, wie dies z.B. während der Wartung eines Vergasers vorkommen kann, und dann wieder eingebaut wird.

Die Lebensdauer des Diaphragmas muß den Anforderungen der Wirtschaftlichkeit entsprechen, so daß Brüche oder Risse auftreten dürfen, wenn das Diaphragma in einer arbeitenden Maschine beim Biegen oder Bollen in einem weiten Temperaturbereich von etwa -4O⁰C, also bei äußerst kalter Witterung, bis zu etwa 6O⁰C beansprucht wird. Für eine ausreichende Biegsamkeit wird eine Härte von etwa 50° B.S. bevorzugt.

Üblicherweise werden die Diaphragmen geformt und eine synthetische Kautschukmasse, welche den Verfahrensanforderungen entspricht, muß sich auch für wirtschaftliches Vermischen, Stanzen und Formen eignen.

Die Masse muß ferner leicht in der Form fließen, so daß ein sehr dünnes Band oder Wandabschnitte mit einer Stärke von beispielsweise 0,4 mm geformt werden können.

Geeignete Materialien sind beispielsweise natürlicher Kautschuk und bestimmte synthetische Kautschukarten, wie Butadien-Styrol-Mischpolymere. Äthylen-Propylen- und Silicon-Kautschukarten eignen sich jedoch nicht, da sie nicht erdölbeständig sind; Polychloropren ist ebenfalls nicht geeignet, wail es nicht ausreichend beständig gegenüber Erdöl ist.

Il I *

Polyurethan-Kautschukarten erwiesen sich wegen ihrer geringen Wärmebeständigkeit und Neigung zur hydrolytischen Zersetzung als ungeeignet.

In Erwägung gezogen wurde auch die Anwendung eines Fluor-Elastomeren, z.B. eines Mischpolymeren aus Vinylidenfluorid und Perfluorpropylen, welches zwar erdölbeständig, aber teuer ist; auf keinen Fall eignet sich dieses Mischpolymere jedoch zur Verwendung bei niedriger Temperatur und läßt sich nur schwer zu einem Produkt mit dem erforderlichen geringen Härtewert verarbeiten.

Nitril-Kautschukarten aus Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerenb3sis erwiesen sich als ausreichend zufriedenstellend, zur Erzielung der bevorzugten Härte von etwa 50° B.S, ist jedoch eine sehr große Weichmachermenge erforderlich, was zu einer allzu starken Schrumpfung eines Diaphragmas während des Gebrauchs führen kann. Um diese Schrumpfung zu verhindern, wurden periphere Metallringe in die Randzonen des Diaphragmas eingebracht. Dies ist jedoch schwierig und kostspielig und außerdem treten trotzdem Brüche und Risse auf und die Lebensdauer eines derartigen Diaphragmas ist zu gering.

Epychlorhydrinkautschukarten, wie sie unter dem Handelsnamen "Hydrin" bekannt sind, weisen ähnliche Eigenschaften wie Nitrilkautschuk auf, besitzen aber keine ausreichende Beständigkeit gegenüber Erdöl.

Polysulfidkautschuk, wie er unter dem Handelsnamen "Thidol" bekannt ist, erwies sich als brauchbare Alternative gegenüber Nitrilkautschuk, was Beständigkeit gegenüber Erdöl und Biegsamkeit bei niedriger Temperatur betrifft; dieser

Kautschuk ist jedoch schwierig zu Diaphragmen zu verarbeiten und die Ausschußquote ist hoch. Mit Massen aus Polysulfidkautschuk, wiche den erforderlichen geringen Härtewert aufweisen, sind die "Wirkeigenschaften", welche zum Herstellen von homogenen Formungen erforderlich sind, gering, es muß längere Zeit ein Druck in der Form unter sorgfältiger Temperaturkontrolle ausgeübt werden, die Verunreinigung in der Form ist groß und die Heizfestigkeit der Formlinge, d.h. solange diese noch in der Form heiß sind, ist gering, so daß Risse und Verformungen auftreten können.

Trotz der obigen Schwierigkeiten wurde Polysulfid-Kautschuk in Ermangelung einer besseren Substanz verwendet.

In diesem Zusammenhang wurde versucht, das Problem durch Kombination von verschiedenen Stoffen zu lösen, die gewünschten Eigenschaften beizubehalten und gleichzeitig die Nachteile zu kompensieren, indem man Mischungen von Polysulfid-Kautschuk mit Nitril-Kautschuk oder Polychloropren verwendete.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Polysulfid-Kautschuk und Epichlorhydrinkautschuk als Gemisch in einer geeigneten Zusammensetzung verträglich sind, welche die Anforderungen hinsichtlich der Herstellbarkeit und Eigenschaften für geformte dünne biegsame Diaphragmen für Vergaser erfüllt. Offensichtlich äquivalente Anforderungen für andere Diaphragmen zur Verwendung unter ähnlichen Bedingungen konnten in gleicher Weise erfüllt werden.

Die Erfindung schafft ein über einen großen Temperaturbereich biegsames und gegenüber der Lösungsmittelwirkung von Erdöl beständiges Diaphragma aus synthetischem Kautschuk, dessen

Kautpchukbestandteil aus einer Mischung (A) Polysulfid-Kautschuk und (B) Epichlorhydrin-Kautschuk besteht.

Unter "Polysulfid-Kautschuk" ist ein synthetischer Kautschuk zu verstehen, welcher unter dem Handelsnamen "Thiokol" allgemein bekannt ist. Dieser Kautschuk besteht aus einem Kondensat von liatriumpolysulfid mit einem organischen Dihalogenid, z.B. Äthylendichlorid oder Di-2-chloräthylformal oder einer Kombination \iervon.

Unter "Epichlorhydrin-Kautschuk" ist ein synthetischer Kautschuk zu verstehen, welcher im wesentlichen aus einem Polymeren oder Mischpolymeren von Epichlorhydrin besteht. Derartige Kautschukarten werden von der B.F. Goodrich Chemical Co., USA, unter dem Handelsnamen "Hydrin", einschließlich "Hydrin 200" geliefert, welche im wesentlichen aus einem Mischpolymeren von Epichlorhydrin mit Äthylenoxid bestehen, ferner unter dem Handelsnamen "Hydrin 100", welches im wesentlichen aus Polyepichlorhydrin besteht.

^ Die relativen Mengenanteile der beiden Kautschuk-Beetand-

~" teile können beträchtlich schwanken; die zweckmäßigsten Anteile

an Bestandteil A (Polysulfid-Kautschuk) und B (Epichlorhydrin-Kautschuk) in 100 Gewichtsteilen Kautschuk liegen im folgenden

Bereich:

A. 90 bis 20 Gewichtsteile

B. 10 bis 80 Gewichtsteile ·

A, 80 bis 35 GewichtsteJle

Zur Erzielung der besten Ergebnisse sollen die Anteile in den folgenden Bereichen liegen: ^r

B. 20 bis 65 Gewicht steile. . ' · '·

Die beiden Kautschukarten A und B werden zusammen mit Zusätzen, wie Füllstoffen und Härtungs- oder Vulkanisiermitteln, zur Erzielung einer vulkanisierbaren Masse der gewünschten Härte von vorzugsweise etwa 50° B.S. in einer Mischmühle vermischt.

Für eine Vergaser-Diaphragma soll die Masse die folgend allgemeine Zusammensetzung aufweisen:

Gewichtsteile

A. Polysulfid-Kautschuk B.· Epichlorhydrin-Kautschuk

C. Füllstoff D. Härtungsmittel (Vulkanisiermittel)

für A und B

65 35 45

bis 14

. Als bevorzugtes Beispiel für ein Vergaser-Diaphragma

dient das folgende spezifische Rezept:

Gewichtstelle

A. Polysulfid-Kautschuk (Thiokol ST)

B. Mischpolymeres aus Epichlorhydrin mit Äthylenoxid (Hydrin 200)

C. Kuß

(Feiner thermischer Büß)

D. Rotes Blei Äthylenthioharnstoff Zinkperoxid

(4056 aktiv)

E. Bearbeitungshilfsmittel (Zinkstearat)

65

35

45

1,75 0,6

10

1,5

5927139

Nach dem Vermischen in üblicher Weise wird die Masse in an sich bekannter Weise in geeignete Stücke überführt, z.B. durch Abschneiden von Stücken von einem stranggepreßten röhrenförmigen Ring, welche dann in Hohlräumen zwischen oberen und unteren Formen zu Diapfcu gmen der beispielsweise in der beigefügten Zeichnung dargestellten Form geformt werden. Typische Beispiele für die Formzeit und Temperatur sind 5/1/2 Minuten bei 166⁰C. Diese Zeit kann natürlich geändert werden, wobei wahlweise nach dem Formen eine freie Wärmebehandlung zwei Stunden bei 150⁰C erfolgen kann, wodurch die Beständigkeit des Materials gegenüber bleibender Verformung erhöht wird.

Aus der obigen Masse hergestellte Diaphragmen weisen eine Härte von 48° B.S. auf.

Claims (4)

Schutzansprüche :

1. Biegsames, in weitem Temperaturbereich gegenüber der lösenden Wirkung von Erdöl beständiges Diaphragma, bestehend aus einer synthetischen Kautschukmasse, deren Kautschukbestandteil aus einer Mischung von (A) Polysulfid-Kautschuk und (B) Epichlorhydrin-Kautschuk besteht.

2. Diaphragma nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Bestandteile A und B in 100 Gewichtsteilen Kautschuk in den folgenden Bereichen liegt:

A. 90 bis 20 Gewichtsteile

B. 10 bis 80 Gewichtsteile

3. Diaphragma nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Bereiche vorliegen:

A. 80 bis 35 Gewichtsteile

B. 20 bis 65 Gewichtsteile

4. Diaphragma nach Anspruch 3, welches als Diaphragma für einen Vergaser einer Innenverbrennungsmaschine geeignet ist und aus einer Masse der folgenden allgemeinen Formulierung besteht: