DE69320319T2

DE69320319T2 - Synthetische Schichtkörper-Kraftstoffdosiermembrane

Info

Publication number: DE69320319T2
Application number: DE69320319T
Authority: DE
Inventors: Michael F. Cass City Mi 48762 Reeder; James E. Cass City Mi 48726 Van Allen
Original assignee: Walbro Corp
Current assignee: Walbro Corp
Priority date: 1993-01-26
Filing date: 1993-10-21
Publication date: 1999-03-18
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: DE69320319D1; US5487861A; JPH0735238A; EP0608490B1; EP0608490A1; US5262092A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine Mehrkomponentenmembran in einem Vergaser und ein Verfahren zur Herstellung einer synthetischen und flexiblen Mehrkomponenten-Vergasermembran für flüssigen Kraftstoff aus einem Gewirke aus synthetischen Fasern mit einem auf einer Seite des Gewirkes aufgetragenen elastomeren Polymer.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Membranvergaser haben üblicherweise eine flexible Membran in einer Kraftstoffkammer, die zu Haupt- und Leerlaufdüsen oder -durchlässen hin geöffnet ist. Die Membran unterteilt die Kammer üblicherweise in eine Flüssigkeitskammerseite, der Kraftstoff zugeführt wird und in der während des Betriebes der Brennkraftmaschine Unterdruck herrscht, und eine Trockenkammerseite, in der Umgebungsdruck herrschen kann. Die Membran steuert ein Kraftstoffeinlaßventil, das zwischen einer Kraftstoffzuführung und der Flüssigkeitskammerseite liegt. Verbraucht die Brennkraftmaschine Kraftstoff von der Flüssigkeitskammerseite, nimmt die Menge des Kraftstoffes in der Flüssigkeitskammer ab, die Membran bewegt sich gegen die Last einer Feder, öffnet so das Nadelventil und ermöglicht den Nachfluß von Kraftstoff in die Kammer.
Die Membran öffnet und schließt das Einlaßnadelventil wiederholt im Betrieb, so daß Kraftstoff in Abhängigkeit vom Unterdruck im Trichter des Vergasers der Membrankammer zufließt. Dadurch kann eine gewisse Menge an Kraftstoff bei im wesentlichen gleichmäßigem Druck in der Membrankammer vorgehalten werden, um die Haupt- und Leerlaufdüsen mit Kraftstoff zu versorgen. Da das Ventil bei einer kleinen Druckdifferenz - üblicherweise 1 bis 2 inch Wassersäule - schnell öffnen und schließen muß, muß die Membran sehr flexibel sein. Sie muß darüber hinaus über einen großen Temperaturbereich von ungefähr -40º bis 82ºC (-40º bis 180ºF) arbeiten können.
Hersteller für Kleinmotoren haben schon über 40 Jahre lang viele Schwierigkeiten bei der Herstellung, der Wartung und der Leistungsfähigkeit von Kraftstoffzumeßmembranen. Gegenwärtig werden die meisten Membranen aus gummibeschichtetem Seidenmaterial hergestellt. Die Leistungseigenschaften dieser Membranen verändern und verschlechtern sich im Betrieb jedoch wesentlich. Die Erfinder haben herausgefunden, daß Seidenfasern Feuchtigkeit aus der Atmosphäre und/oder dem Kraftstoff aufnehmen, was dazu führt, daß eine solche Membran ihre Leistungseigenschaften in Abhängigkeit von den umgebenden Wetterbedingungen, wie z. B. Temperatur und Feuchte, und dem Feuchtigkeitsgehalt vom Kraftstoff verändert, was die Leistungsfähigkeit als Kraftstoffzumeßmembranen sehr stark einschränkt. Andere Materialien, wie gewobenes Nylon, erwiesen sich als unwirksam, da sie zu einer Membran führen, die zu dick und/oder unflexibel ist, um auf kleine Druckänderungen geeignet zu reagieren. Darüber hinaus schwillt die Beschichtung an oder vergrößert ihr Volumen und verschlechtert ihre Härte, ihre Zugfestigkeit und Zuglängung, wenn sie über einen längeren Zeitraum in Kontakt mit flüssigem Kraftstoff steht.
Darüber hinaus ist man mit gegenwärtig verfügbaren Herstellverfahren nicht in der Lage, Membranen herzustellen, die die erforderlichen Abmessungstoleranzen und Leistungseigenschaften aufweisen. Für die Materialbahn, aus der die Membran geschnitten wird, wird eine zweilagige Gummibeschichtung verwendet, wobei eine Lage oder Schicht auf jeweils eine Seite der Bahn aufgebracht wird. Das verstärkt die Festigkeit des Materials, was vor dem Hintergrund der oben erwähnten Schwierigkeiten mit den Materialien zu einer Membran führt, die nicht in der Lage ist, dauerhaft so zu funktionieren, wie es erforderlich ist.
Bislang wurde das Seidengewebe mit einer ungehärteten Gummibeschichtung auf beiden Seiten in einem Ofen geheizt, um den Gummi vollständig auszuhärten. Nachfolgend wurde es auf Raumtemperatur abgekühlt. Anschließend wurde ein Stapel aus mehreren dieser flachen Verbundlagen in einer Mehrkammerform angeordnet und unter einem Druck von 53376 bis 177920 N (6 bis 20 to) bei einer Form mit 54 Hohlräumen, bei einer Temperatur zwischen 165º und 190ºC (330º bis 175ºF), 4 bis 8 Minuten lang abgeformt, um in der Membran einen Balg oder eine Faltung zu bilden. Die geformten Bahnen wurden dann abgekühlt, in einer Stanze beschnitten und gestanzt, und so die einzelnen Membranen aus jeder Bahn ausgeschnitten oder gestanzt. Im Betrieb in einem Vergaser neigt die Faltung dazu, kleiner zu werden oder sogar zu verschwinden. Sie ist somit nicht immer vorhanden, und setzt die Leistungsfähigkeit der Membran herab.
Da zum Bilden des Balges bis zu vier ausgehärtete Bahnen mit zweilagiger Gummibeschichtung gleichzeitig abgeformt werden, wird auf sie ungleichmäßige Druck- und Wärmeeinbringung ausgeübt. Das führt zu verschiedenen Leistungseigenschaften der Membranen.
GB-A-916 050 offenbart eine Membran für eine Erdgasmeßuhr, die aus Nylongewirke hergestellt wird, indem es über ein festes Formgebungsstück gespannt wird. Danach wird eine Beschichtung mit gewünschter Dicke aufgebracht wird, indem eine Lösung mit einem auf synthetischer Gummimischung basierendem Polymer aufgebracht wird und abfolgend die Beschichtung vulkanisiert wird. Dann wird das beschichtete Gewebe aus dem Formstück entnommen wird. Üblicherweise werden zwei oder drei Beschichtungen aus einer flüssigen Lösung einer Gummimischung aufgebracht, und jede zum Trocknen auf eine Temperatur von ungefähr 60ºC (140ºF) aufgeheizt. Nachdem alle Beschichtungen aufgebracht sind, wird 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 149ºC (300ºF) vulkanisiert. Diese Membran für eine Erdgasuhr ist zum einen sehr dick und hat zum anderen hohe Zugfestigkeit, ist somit nur wenig flexibel, weshalb sie für Anwendungen bei Vergaserkraftstoff zumessung unbrauchbar wäre.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Mehrkomponentenvergasermembran mit großer Feuchtigkeitsbeständigkeit, verbesserter Flexibilität, verbesserter Reproduzierbarkeit bei Massenproduktion, stark vergrößerter Lebensdauer, Flexibilität und Zugfestigkeit und von einfachem Aufbau sowie wirtschaftlicher Fertigbar- und Montierbarkeit zu schaffen und ein Herstellverfahren für eine solche Vergasermembran anzugeben.
Die vorliegende Erfindung und ihre Weiterbildungen sind in den Ansprüchen gekennzeichnet.
Eine diese Erfindung verwirklichende Kraftstoffzumeßmembran hat ein vorzugsweise aus Polyester bestehendes Kettgewirke mit einem elastomeren Polymer, das auf einer Seite des Gewirkes aufgebracht ist, in den Zwischenräumen des Gewirkes liegt und dadurch eine widerstandsfähige Kraftstoffsperre bildet. Das Elastomer wird auf einer Seite einer gespannten Lage des Gewirkes aufgebracht. Die beschichtete Lage wird gleichzeitig unter Wärme und Druck abgeformt, um das Elastomer in den Zwischenräumen des Gewirkes anzuordnen, die Beschichtung auf dem Gewirke zu vulkanisieren und das gewünschte Profil der Membran dauerhaft zu formen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Obiges und weitere Ziele sowie Eigenschaften und Vorteile dieser Erfindung werden aus der nachfolgenden genaueren Beschreibung, den beiliegenden Ansprüchen und der Zeichnung verständlich. Die Zeichnung zeigt:
Fig. 1 ist eine Seitenansicht des Vergasers von oben,
Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Vergasers,
Fig. 3 ist eine Ansicht entlang der Linie 3-3 der Fig. 1,
Fig. 4 ist eine Ansicht einer Membran der vorliegenden Erfindung von oben, wobei ein aufgeschnittener Teil das Trikotgewirke zeigt,
Fig. 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 der Fig. 4,
Fig. 6 ist eine Seitenansicht des über einen Rahmen gespannten Trikotgewirkes,
Fig. 7 ist ein vergrößerter Ausschnitt einer Draufsicht des Gewirkes mit den kettgewirkten Polyesterfasern,
Fig. 8 ist eine Seitenansicht des gespannten Gewebes, wobei die Elastomerbeschichtung mit einem Abstreifmesser aufgebracht wird.
Fig. 9 ist eine Seitenansicht einer Heizvorrichtung für das Verbundgewebe und die Beschichtung,
Fig. 10 ist eine Seitenansicht einer Druck- und Abformvorrichtung,
Fig. 11 ist ein vergrößerter Ausschnitt des Gewebes mit der auf einer Seite aufgebrachten und ausgehärteten Elastomerbeschichtung in Schnittdarstellung,
Fig. 12 ist eine Seitenansicht einer schneidenden und stanzenden Stanzpresse,
Fig. 13 ist eine vereinfachte Darstellung einer bevorzugten Vorrichtung zum Aufbringen einer elastomeren Beschichtung auf nur einer Seite des Gewebes bei Massenproduktion.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, hat eine bekannte Kraftstoffpumpe mit Vergaser 20 für eine kleine Zweitaktbrennkraftmaschine ein Gehäuse 22 mit einem Mischkanal 24, in dem auf einem von einem Hebel 30 betätigten Zapfen 28 ein Drosselventil 26 befestigt ist. Eine Kraftstoffpumpe 32 im Gehäuse empfängt Kraftstoff von einem Kraftstoffeinlaß 24 und fördert diesen durch ein membrangesteuertes Einlaßventil 38 in einem bekannten Flußkreis, der die Kraftstoffpumpe, das Einlaßventil und eine Kraftstoffzumeßmembran 40, welche die Erfindung verwirklicht, umfaßt, zu einer Vergasermembrankammer 36. Der Vergaser ist an der Brennkraftmaschine mittels Befestigungslöchern 42 befestigt.
Zum Betätigen einer Membran 46 der Kraftstoffpumpe, die auf der Oberseite des Vergasergehäuses unter einer Deckplatte oder Abdeckkappe 47 aufgenommen sind, werden kleinen Kanälen, die in die Befestigungsfläche des Vergasers münden (vgl. Fig. 2) Druckimpulse vom Kurbelwellengehäuse der Brennkraftmaschine zugeführt.
Wie in Fig. 3 zu sehen ist, fördert die Pumpe 32 im Betrieb Kraftstoff durch die Kammer 50 mit einem darin angeordneten Filtersieb 52 und einen am Ventilsitz 56 endenden Kanal 54 zur Zumeßventileinrichtung 38. Die Ventileinrichtung hat ein Nadelventil 58, das von einem Hebelarm 60 betätigt wird, der an einem Ende 62 mit dem Ventil verbunden ist, zwischen seinen Enden bei 64 eine Verjüngung und einen Betätigungsfinger 66 hat, der an seinem freien Ende von der Membran 40 angelenkt wird. Zusammen mit dem Gehäuse bildet die Membran eine Kraftstoffkammer 68, und zusammen mit einer Abdeckplatte 69 bildet sie eine Trocken- oder Luftkammer 70, die mit der Umgebung in Verbindung steht. Die Ventilnadel 58 wird von einer Schraubenfeder 72 in ihre geschlossene Stellung beaufschlagt und von einer Bewegung der Membran 40 in eine offene Stellung betätigt. Die Schraubenfeder ist in einer Tasche 73 des Gehäuses aufgenommen und stützt sich am Finger 66 des Hebelarms ab.
Die Membran hat vorzugsweise eine rückseite Scheibe 74, durch die sich der Schaft eines Stößels 76 erstreckt. Die Membran liegt auf einer Beilagscheibe 78. Durch (nicht dargestellte) Kanäle zur Kraftstoffkammer 68 wird Kraftstoff aus der Kammer 68 einer Hauptdurchflußmeßdüse 80 und einer Leerlaufdüse 82 zugeführt. Falls nötig, können Nadelventile 84 (von denen nur eins dargestellt ist) vorgesehen sein, um die der Haupt- und der Leerlaufdüse zugeführte Kraftstoffmenge einstellen zu können.
Wird im Betrieb Kraftstoff von der Kammer 68 entnommen, nimmt die darin enthaltene Kraftstoffmenge ab und der Druckunterschied über die Membran bewegt den Hebelarm 60 gegen die Kraft der Feder 72 entgegen dem Uhrzeigersinn (in Blickrichtung der Fig. 3), wodurch das Ventil 58 geöffnet wird, so daß Kraftstoff in die Kammer 68 eintreten kann. Dadurch, daß sich die Kammer mit zusätzlichem Kraftstoff füllt, beginnt die Membran den Hebelarm im Uhrzeigersinn zu drehen und das Nadelventil zu schließen, wodurch der Druck des Kraftstoffes in der Kammer eingestellt wird. Bei einer Brennkraftmaschine unter Last, insbesondere bei Betrieb mit vollständig geöffneter Drosselklappe, fließt der Kraftstoff schnell in die Kammer, wodurch die Membran sich relativ schnell hin und her bewegt. Damit der Vergaser bei einer großen Spannweite von Betriebszuständen richtig funktioniert, muß die Membran sehr flexibel und dennoch relativ stabil, sowie undurchlässig für flüssigen Kraftstoff sein und darf sich darüber hinaus im Betrieb durch wiederholtes Biegen und Kontakt mit dem flüssigen Kraftstoff nicht verschlechtern.
Die in den Fig. 4 und 8 dargestellte Membran 40 nach der vorliegenden Erfindung weist eine dünne Lage aus einem Gewirke 86, vorzugsweise aus Polyester auf, das nur einseitig (vorzugsweise auf der Seite der Kraftstoffkammer 68) mit einem Elastomer 88 beschichtet und in die Form eines üblichen Balges 90 mit gefaltetem Profil gebracht wurde. Es ist wünschenswert, daß ein Dichtring 89 im Außenbereich des Gewebes außerhalb der Faltung angebracht ist.
Nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Gewebe 86 vorzugsweise ein Kettgewirke. Ein Kettgewirke besteht aus mehreren verbundenen Schlaufen, die in der einfachsten Ausführung aus einem Garn hergestellt wurden. Mittels einer Nadel wird in einem Garn 91 eine Schlaufe gebildet und zusammengezogen, wenn die Nadel eine zweite Schlaufe durch die erste Schlaufe zieht. Dieser Vorgang wird wiederholt, und so eine Reihe von Schlaufen gebildet, die mit benachbarten Reihen verbunden sind und ein Gewirke bilden. Die Grundstruktur eines Kettgewirkes 86 mit verbundenen Schlaufen aus Garn 91 sowie Zwischenräumen 92 zwischen dem Garn ist in Fig. 7 zu sehen. Die in Fig. 7 von links nach rechts laufenden Maschenreihen werden als "Maschen" bezeichnet, die von oben nach unten laufenden als "Stäbchen".
Das Kettgewirke 86 ist ein glattes Kettgewirke, vorzugsweise aus Polyesterfasern. Die Grundarten für Gewirke sind Kettgewirke und Gewebe. Kettgewirke werden dadurch hergestellt, indem jedes Faserende durch eine Nadel geführt und so eine Schlaufe gebildet wird, die benachbarte Schlaufen trennt. Die meisten Kettgewirke werden mit einer Trikotmaschine, wie sie in der Webindustrie bekannt ist, hergestellt. Das so erhaltene Gewirke ist eine feste Webbindung mit großer Stabilität, Flexibilität und Feuchtigkeitswiderstandsfähigkeit.
Das Gewirke ist vorzugsweise ein Trikotkettgewirke aus Dracon® Polyesterfasern und hat eine Nenndicke von 0,1 bis 0,25 mm (0,004 bis 0,01 inch), vorzugsweise 0,13 bis 0,18 mm (0,005 bis 0,007 inch), bestimmt durch das Verfahren D- 1777 der American Society for Testing Materials (ASTM), und ein Gewicht zwischen 17,1 und 102,4 g/m², wünschenswert zwischen 20,5 und 34,2 g/m² und vorzugsweise etwa 25,6 g/m² (0,5 bis 0,3, wünschenswert 0,6 bis 0,1 und vorzugsweise etwa 0,75 Unzen/yard²) bestimmt durch das ASTM-Verfahren D-3776, mit Maschen zwischen 91 und 147, vorzugsweise 117 Fäden/cm (36 bis 58, vorzugsweise 46 Fäden/inch) und Stäbchen mit 76 bis 102, vorzugsweise 86 Fäden/cm (30 bis 40, vorzugsweise 34 Fäden/inch), bestimmt durch das ASTM-Verfahren D-3887. Vorzugsweise hat dieses Gewebe eine Querreißlast zwischen 4, 5 und 9 kg (10 bis 20 Pfund) und eine Längsreißlast zwischen 6,8 und 11,3 kg (15 bis 25 Pfund), bestimmt durch das Greiftestverfahren nach dem ASTM-Verfahren D-5034. Das Gewebe hat vorzugsweise eine Mullen-Berstfestigkeit von 3,1 bis 5,2 bar (45 bis 75 psi), bestimmt nach dem ASTM-Verfahren D-3786. Die Fäden des Gewebes haben vorzugsweise einen maximalen Denier von 20.
Das Polyester-Trikotgewirke ist auf nur einer Seite mit einem elastomeren Polymer beschichtet, der vorzugsweise ein Polyacrylnitrilbutadien-Gummi (NBR) ist. Dieser Polymer ist vorzugsweise ein mittlerer Acrylnitrilbutadiencopolymer, der mit verschiedenen Lösungsmitteln, Beschleunigern, Vernetzungsmitteln, Vulkanisiermitteln, Plastifizierern, Freisetzungmitteln, etc. gemischt ist, um die Kraftstoff beständigkeit und die Flexibilität zu optimieren. Der Verbund-NBR hat vorzugsweise eine Money-Viskosität zwischen 40 und 60, eine Härte auf der Shore-A-Skala zwischen 30 und 40, gemessen nach ASTM-Verfahren D-2240, und gemessen nach ASTM-Verfahren D-412 eine Zugfestigkeit von mindestens 103 bar (1.500 psi), eine maximale Reckung von mindestens 800% und ein Young-Elastizitätsmodul von mindestens 5,5 bar (800 psi) bei 100% Reckung.
Nach einer 70-stündigen Einlagerung in bestimmten Kraftstoff bei Raumtemperatur haben vulkanisierte Teststücke des Verbund NBR vorzugsweise die folgenden Eigenschaften:
Andere geeignete Materialien sind Gewirke mit Kettgewirken aus synthetischen Fasern mit hoher Feuchtigkeitsbeständigkeit, wie z. B. Fasern aus Polyaramid oder Polyamid (Nylon), die ähnliche physikalische Eigenschaften wie die bevorzugten Polyestertrikot-Kettgewirke haben, und elastomere Polymerbeschichtungen aus Fluorsilikonen oder Niedertemperatur-Fluorplastik oder Fluorkarbon (Viton® GFLT).
Das Gewirke wird nur einseitig mit dem elastomeren Polymer beschichtet. Während der Beschichtung wird das Gewirke vorzugsweise in einen straffen und möglichst ebenen Zustand gespannt oder gestreckt. Um die Spannung des Gewirkes zu erleichtern, wird an jedem Rand vorzugsweise ein Inch des Materials aufgeheizt und verschmolzen, um an den Rändern Streifen zum Transport und Ergreifen des Gewebes zu schaffen. Dadurch wird verhindert, daß sich das Material beim Aufbringen der Spannung auf das Gewebe während des Beschichtungsverfahrens einschnürt, und so ein relativ spannungsfreies Verbundmembranmaterial zum Abformen fertiggestellt.
Wird eine relativ geringe Menge an beschichtetem Gewirke erzeugt, kann ein Stück 94 des Gewirkes 86 in einen straffen und möglichst ebenen Zustand gespannt oder gestreckt werden, indem es - wie in Fig. 6 zu sehen ist - über einen Rahmen 96 gespannt wird, und die Enden des Stücks um den Rahmen gespannt werden. Nachdem ein Stück des Gewirkes gespannt und gerahmt wurde, wird eine Beschichtung oder dünne Schicht 98 des Verbundelastomers auf eine Seite aufgetragen, vorzugsweise mittels einer Abstreifklinge 100, wie in Fig. 8 zu sehen ist, um eine Verbundbahn oder Membran 102 herzustellen. Das Elastomer wird relativ gleichförmig auf nur einer Seite oder Fläche 102 des Gewebes aufgetragen. Beim Auftrag des Verbundelastomers ist nur wenig Kraft nötig, um sicherzustellen, daß das Elastomer am Gewebe haftet. Dabei ist die Benetzung des Gewebes durch das Elastomer minimiert, so daß die Maschenreihen und Maschenstäbchen des Gewebes nicht haftend "verklebt" werden, wodurch die gesamte Flexibilität der fertiggestellten Mehrkomponentenmembran verringert würde. Es wird angenommen, daß das Gewebe, nicht jedoch das Elastomer, den Hauptbeitrag zur Flexibilität der geformten Membran liefert. Nach der Beschichtung und vor der Vulkanisierung hat das beschichtete Mehrkomponentengewirke vorzugsweise eine Nenndicke zwischen ungefähr 0,3 und 0,46 mm (0,012 bis 0,018 inch).
Um den Umgang mit dem Material (vorzugsweise vor dem Abformen) weiter zu erleichtern, kann man das Elastomer durch teilweises Trocknen und leichtes Aushärten abbinden, was durch Ruhenlassen der Verbundbahn 102 bei Raumtemperatur oder - falls erwünscht - durch Aufheizen auf erhöhte Temperatur erreicht werden kann. Die Verbundbahn kann nach Einbringen in einen Ofen 106, wie er in Fig. 9 dargestellt ist, für 5 bis 20 Minuten bei einer Ofenlufttemperatur zwischen ungefähr 65,5 und 93,3ºC (160º bis 200ºF) vorgeheizt werden.
Danach wird die beschichtete Bahn (102) vom Rahmen abgenommen, mit einem bekannten Formtrennmittel bestäubt und in Stücke 108 geschnitten, die für die Form geeignete Größe aufweisen. Bei einer Form 110 mit 36 Formkammern, die im wesentlichen in einem Quadrat angeordnet sind (6 · 6), sind diese Stücke üblicherweise etwa 25,4 cm · 25,4 cm (10" · 10") groß.
Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, wird ein Stück 108 auf einmal in die offene Form 110 gelegt, die dann von einer Presse 112 geschlossen wird, um Druck und Wärme auf das Verbundstück auszuüben und so den Elastomer in die Zwischenräume 92 zwischen den Fasern des Gewirkes zu drücken, den Elastomer auszuhärten und das Balg- oder Faltenprofil der späteren Membran 40 zu erzeugen. Die Form ist auf eine Temperatur zwischen etwa 154 und 188ºC (310º bis 370ºF) vorgeheizt, vorzugsweise zwischen 171º und 182ºC (340º bis 360ºF). Das Verbundstück verbleibt ungefähr 3 bis 4¹/&sub2; Minuten in der geschlossenen Form, vorzugsweise 3¼ bis 3³/&sub4; Minuten, wobei eine Formkraft von 88964 bis 133446 N (10 bis 15 to) oder ca. 15 bis 22,7 bar (220 bis 330 Pfund/inch²) auf einer Seite des in der Form aufgenommenen Verbundstückes lastet. Um den Austritt von Gasen aus der Form zu ermöglichen, wird diese vorzugsweise belüftet oder periodisch während des Abformzyklusses mehrmals schnell etwas geöffnet und wieder geschlossen.
Dieses Abformen drückt das Elastomer auf einer Seite durch die Zwischenräume 92 des Gewebes zur anderen Seite des Gewebes und führt zu einer geformten Verbundbahn 108' aus dem Gewebe mit einer Elastomerbeschichtung, die nur eine Lage tief ist, jedoch im wesentlichen die Fasern auf beiden Seiten des Gewebes bedeckt. Nach Abschluß des Formens hat die Bahn 108' aus geformten Membranen eine Nenndicke zwischen etwa 0,178 bis 0,254 mm (0,007 bis 0,01 inch).
Die Bahn 108 mit den geformten Membranen wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt und in einer Stanze 114 geschnitten (vgl. Fig. 12), die in einer hin- und hergehenden Presse 116 liegt, so daß die einzelnen Membranen 40 aus der einen geformten Bahn 108' in einem Vorgang geschnitten werden. Die fertiggestellten Einzelmembranen können dann für die Fracht verpackt werden, so daß sie zum Einbau und späteren Betrieb vorbereitet sind.
Wünschenswerterweise, jedoch nicht notwendigerweise werden Dichtringe 89 während des Formvorgangs mit dem beschichteten Stück 108 verbunden. Die einzelnen Ringe können aus einer Bahn aus Material mit hochdichter, faserverstärkter Zellulose gestanzt werden, die auf einer Seite mit einem geeigneten Verbindungsmittel oder Klebstoff beschichtet ist. Die Ringe werden vorzugsweise in die Form auf das Stück 108, mit dem Klebstoff zur Gewebeseite des Stückes weisend gelegt. In der Form können die Dichtringe durch geeignete Ausrichtstifte, die in die Befestigungslöcher für die Stößel der Dichtringe ragen, ausgerichtet werden. Ein geeignetes Zellulosematerial für die Ringe ist unter der Bezeichnung NV512 von Special Paperboard, Inc. Beaver Falls, N. Y. 13305, USA erhältlich. Ein geeignetes, vulkanisierbares Verbindungsmittel ist unter dem Namen Thixon® OSN-2 von Whittaker, Dayton Chemicals Division, P. O. Box 127, West Alexandria, Ohio 45381, USA, käuflich verfügbar.
In Fig. 13 sind eine Vorrichtung 118 und ein Verfahren zum Beschichten relativ großer Mengen eines Gewebes mit einem Verbundelastomer gezeigt. Durch Aufbringen von Verbundelastomer 122 zwischen einem Paar miteinander rotierenden Walzen 124 und 126 wird eine dünne Schicht 120 aus Verbundelastomer erzeugt. Die Schicht 120 wird von einem Abstreifer 128 von der Walze 126 abgestreift und zusammen mit einer Bahn 130 aus Gewirke 86 zwischen den Spalt zweier miteinander rotierender Walzen 126 und 132 geführt, und so die Bahn aus Elastomer auf nur eine Seite 134 des Gewirkes aufgedrückt. Die Schicht aus Elastomer hat üblicherweise eine Nenndicke zwischen 0,203 und 0,254 mm (0,008 bis 0,01 inch), und der Spalt zwischen den Prägewalzen ist so eingestellt, daß gerade genug Kraft auf die Elastomerbahn ausgeübt wird, daß diese am Gewebe haftet. Die Bahn 130 aus dem Gewebe ist auf einer Rolle 136 aufgerollt, von der sie abgewikkelt wird, wenn sie zwischen den Prägewalzen hindurchgeführt wird.
Die Bahn aus beschichteten Gewebe 130' wird auf einer Aufnehmrolle 138 aufgespult, zusammen mit einer Polyethylenbahn 140, die auf einer Rolle 142 auf genommen ist, um zu verhindern, daß Schichten aus nicht ausgehärtetem Elastomer zusammenkleben. Die Bahn aus beschichtetem Gewebe 130' kann von einer oder mehreren Antriebswalzen 140 zwischen der Aufnehmrolle 138 und den Prägewalzen unterstützt werden, wenn das erforderlich ist. Die Relativgeschwindigkeit der Rolle 136, die die Bahn 130 aus Gewebe abspult, zu den Prägewalzen 126 und 132, den Unterstützungswalzen 144 und der Aufnehmrolle 138 kann innerhalb vorbestimmter Grenzen verändert und eingestellt werden, um die Bahn 130 aus Gewebe zum Aufbringen der Bahn 120 aus Elastomer mittels der Prägerollen 126 und 132 geeignet zu spannen.
Um die möglichst gleichmäßige Spannung der Bahn 130 aus dem Gewebe zu erleichtern, sind die Ränder vorzugsweise beheizt, um einen verschmolzenen Streifen von ungefähr 25,4 mm (1 inch) Breite zu bilden, der zum Aufspulen auf der Rolle 136, dem Abspulen, dem Durchführen durch die Prägewalzen und dem Aufspulen auf der Aufnahmerolle 138 verwendet wird. Wie bereits erwähnt, verhindern diese Streifen, daß das Gewebe sich zusammenzieht, wenn es während des Beschichtungsprozesses unter Spannung gesetzt wird. Dadurch werden Spannungen im beschichteten, geformten und ausgehärteten Verbundmaterial der fertiggestellten Membranen 40 auf ein Mindestmaß gesenkt.
Die Polyethylenbahn 140 hat vorzugsweise eine glatte Oberfläche, damit etwaige, durch das Spannen eingebrachte Spannungen in der beschichteten Gewebebahn 130' sich entspannen und abbauen können, bevor das beschichtete Gewebe geformt wird. Falls nötig, können die Rollen aus beschichtetem Gewebe 130' mit den zwischen den Schichten angeordneten Polyethylenlagen für mehrere Wochen vor dem Abformen gelagert werden und dabei auf relativ niedrige Temperaturen zwischen etwa -1,1º und 4,4ºC (30º bis 40ºF) gekühlt werden, um ein Aushärten des Verbundelastomers zu verhindern.
Falls erforderlich, kann die Bahn aus beschichtetem Gewebe 130 abgerollt, in Stücke geeigneter Größe, wie die Stücke 108, geschnitten werden, und - wie vorstehend im Zusammenhang mit den Stücken 108 beschrieben - geformt und geschnitten werden, um so die späteren Membranen 40 herzustellen.
Die erhaltenen Membranen 40 sind ungefähr 30 bis 50% dicker und dennoch sehr viel flexibler als bekannte Membranen aus Seidengewebe. Die erhaltenen Membranen haben sehr stark verbesserte Feuchtigkeits- und Kraftstoffwiderstandsfähigkeit, Lebensdauer und Langlebigkeit, verbesserte und verläßliche Eigenschaf ten und sind maßhaltig sowie wirtschaftlich herzustellen.

Claims

1. Vergaser (20)-Mehrkomponentenmembran (40) aus einem Gewirke (86) aus synthetischen Fasern und einem auf einer Seite desselben aufgetragenen elastomeren Polymer (88), wobei mindestens eine Seite der Membran (40) einem flüssigen Kraftstoff ausgesetzt ist, gekennzeichnet durch ein Kettgewirke (86) einer Nenndicke von ungefähr 0,10 bis 0,25 mm (0,004 bis 0,010 inch), bestimmt durch das Verfahren D- 177 der American Societa for Testing Materials (ASTM), eines Gewichts von ungefähr 17, 1 bis 102,4 g/m² (0,5 bis 3,0 ounces per square yard) bestimmt durch das ASTMVerfahren D-2776, und einer hohen Feuchtigkeitswiderstandsfähigkeit, wobei das elastomere Polymer (88) nur auf eine Seite des Gewirkes (86) vor dem Aushärten aufgetragen wird, um ein beschichtetes Gewirke einer Nenndicke von ungefähr 0,30 bis 0,46 mm (0,012 bis 0,018 inch) herzustellen, und wobei mindestens eine Wölbung (90) in dem beschichteten Gewirke gebildet wird, während nur eine Lage des beschichteten Gewirkes unter Wärme und Druck gegossen wird, um das elastomere Polymer (88) in die Zwischenräume (92) des Gewirkes zu drücken und dadurch eine ausgehärtete und vergossene Membran (40) einer Nenndicke von ungefähr 0,18 bis 0,25 mm (0,007 bis 0,010 inch) herzustellen.

2. Mehrkomponentenmembran nach Anspruch 1, bei der das elastomere Polymer der Beschichtung (88) ein Polyacrylnitril-Butatien-Kautschuk ist.

3. Kraftstoffmembran nach Anspruch 1, bei der die eine Seite der Membran (40) mit der auf dem Gewirke (86) aufgebrachten Beschichtung aus elastomerem Polymer einem Kontakt mit flüssigem Kraftstoff ausgesetzt wird.

4. Kraftstoffmembran nach Anspruch 1, bei der sich das elastomere Polymer (88) von einer Seite des Gewirkes (86) durch die Zwischenräume (92) hindurch zur anderen Seite erstreckt.

5. Kraftstoffmembran nach Anspruch 1, bei der die synthetische Fasern des Kettgewirkes (86) Polyesterfasern sind.

6. Mehrkomponentenmembran nach Anspruch 1, bei der die synthetischen Fasern des Kettgewirkes (86) aus einer Gruppe ausgewählt werden, die im wesentlichen aus mindestens einer der folgenden Fasern besteht: Polyester-, Polyamid-, Polyaramid-Fasern und Gemischen derselben.

7. Mehrkomponenten-Kraftstoffmembran nach Anspruch 1, bei der das elastomere Polymer der Beschichtung (88) im wesentlichen aus mindestens einem der folgenden Bestandteile besteht: Acrylnitril-Butatien-, Fluorsilikon- und Fluorkohlenstoff- Polymeren, sowie Gemische derselben.

8. Mehrkomponentenmembran nach Anspruch 1, bei der das Gewirke (86) eine Nenndicke von 0,13 bis 0,18 mm (0,005 bis 0,007 inch), bestimmt durch das ASTM- Verfahren D-177, aufweist.

9. Mehrkomponentenmembran nach Anspruch 1, bei der das Kettgewirke (86) Maschenreihen mit 91 bis 147 Fäden pro Zentimeter (36 bis 48 Fäden pro inch) und Maschenstäbchen mit 76 bis 102 Fäden pro Zentrimeter (30 bis 40 Fäden pro inch), bestimmt durch das ASTM-Verfahren D-3887, aufweist.

10. Mehrkomponentenmembran nach Anspruch 1, bei der das elastomere Polymer (88) vor seiner Auftragung auf das Kettgewirke (86) eine Money-Viskosität von 40 bis 60 hat.

11. Verfahren zum Herstellen einer flexiblen synthetischen Mehrkomponentenmembran (40) für einen Flüssigkraftstoffvergaser aus einem Gewirke (86) aus synthetischen Fasern mit einer Schicht eines elastomeren Polymers (88) auf einer Seite des Gewirkes (86), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Bereitstellen einer Bahn (94, 130) eines textilen Gebildes (86) aus kettgewirkten synthetischen Fasern mit Zwischenräumen (92), einem Gewicht von 17, 1 bis 102,4 g/m² (0,5 bis 3,0 ounces per square yard), bestimmt durch das ASTM Verfahren D- 3776, und einer Nenndicke im Bereich von ungefähr 0,01 bis 0,25 mm (0,004 bis 0,010 inch), bestimmt durch das ASTM Verfahren D-1777,

Ziehen der Bahn (94, 130) in einen gespannten Zustand, Aufbringen einer dünnen Schicht (98, 120) eines elastomeren Polymers (88) auf nur einer Seite (104, 134) der gespannten Bahn (94, 130), um eine beschichtete Bahn einer Nenndicke von ungefähr 0,30 bis 0,46 mm (0,012 bis 0,018 inch) herzustellen,

Einsetzen der beschichteten Bahn in eine Gießform (110),

Aufbringen von Wärme und Druck auf die in der Gießform (110) angeordnete beschichtete Bahn, um das elastomere Polymer (88) in die Zwischenräume (92) des textilen Gebildes (86) zu drücken, wobei nur eine Lage der Bahn (94, 130) in eine gewünschte Form der Membran (40) gegossen wird, die im Querschnitt mindestens eine Wölbung (90) aufweist, und vollständiges Aushärten des Elastomeren (88), um eine gegossene Membran (40) einer Nenndicke von ungefähr 0,18 bis 0,25 mm (0,007 bis 0,010 inch) herzustellen, und

Entfernen der gegossenen und ausgehärteten Vergasermembran (40) aus der Gießform (110).

12. Verfahren nach Anspruch 11, das ferner folgenden Schritt aufweist: teilweises Aushärten des Elastomeren (88) bis zur einem klebrigen Zustand, ehe die beschichtete Bahn in die Gießform (110) eingebracht wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das elastomere Polymer (88) nur auf eine Seite (104, 134) der Bahn (90, 130) des textilen Gebildes (86) aufgebracht wird, in dem sie durch den Spalt zweier rotierender Kalanderrollen (126, 132) bewegt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11, das ferner den folgenden Schritt aufweist: Zusammenschmelzen der Fasern des textilen Gebildes (86) in einem längsverlaufenden Streifen an jedem Seitenrand der Bahn (94, 130) des textilen Gebildes (86) vor dem Spannen der Bahn des textilen Gebildes.

15. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das elastomere Polymer (88) ausgewählt wird aus einer Gruppe, die im wesentlichen besteht aus Acrylnitril-Butatien-, Fluorsilikon- und Fluorkohlenstoffpolymeren sowie Gemischen derselben.

16. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die synthetischen Fasern des Gewirkes (86) aus einer Gruppe ausgewählt werden, die im wesentlichen besteht aus: Polyester-, Polyamid-, Polyaramid-Fasern und Gemischen derselben.

17. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem eine Dichtung (89) für jede Membran (40) vorgesehen wird, die Dichtung (89) in die Gießform (110) in Kontakt mit der beschichteten Bahn angeordnet wird und die Dichtung (89) während des Gießvorganges mit der beschichteten Bahn dadurch haftend verbunden wird, daß Wärme und Druck auf die in der Gießform befindliche Dichtung ausgeübt wird, bei dem die Membran (40) mit der haftend damit verbundenen Dichtung (89) entfernt wird und danach aus einer gegossenen Bahn aus mehreren Membranen (40) einzelne Membranen (40), jeweils mit einer daran haftend angebrachten Dichtung (89), zugeschnitten werden.