DE69820602T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines metallflechthalbzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines metallflechthalbzeugs Download PDF

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/12Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering
    • F16J15/121Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering with metal reinforcement
    • F16J15/126Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering with metal reinforcement consisting of additions, e.g. metallic fibres, metallic powders, randomly dispersed in the packing

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vorformen, die ein gewirktes Drahtgeflecht und ein Füllstoffmaterial enthalten und typischerweise zur Herstellung von Dichtungen für Kraftfahrzeug-Abgassysteme verwendet werden. Ein gewirktes Drahtgeflecht umfasst im allgemeinen einen feinen Draht aus rostfreiem Stahl, der zu einem endlosen rohrförmigen Gewebe gewirkt ist. Beispielsweise beschreibt das US-Patent 5 499 825 ein derartiges Gewebe. Wie dort ausgeführt, wird das Gewebe anschließend beispielsweise zwischen Walzen abgeflacht. Über das Gewebe wird ein wärmebeständiges Folienmaterial gelegt. Das Gebilde wird sodann zu einem Zylinder gewickelt, wobei sich das wärmebeständige Material am inneren und äußersten Umfang des Zylinders befindet.
  • Ein getrenntes wärmebeständiges Folienmaterial wird sodann hergestellt. Eine wässrige Dispersion, die eine Gleitmittelzusammensetzung aus Bornitrid und Aluminiumoxid oder Siliciumdioxid mit einem Gehalt an Polytetrafluorethylen enthält, wird durch Bürsten oder Sprühen auf eine Oberfläche des wärmebeständigen Materials aufgetragen und sodann unter Bildung eines Überzugs getrocknet. Das Folienmaterial wird anschließend in das bandförmige Drahtmaschennetz eingesetzt und zur Bildung eines abgeflachten Elements gewalzt. Sodann wird eine zylindrische Vorform aus dem Element durch Aufwickeln auf den vorher hergestellten Zylinder gebildet. Die erhaltene Struktur wird sodann in einem Werkzeug zur Bildung des fertigen Gegenstands verpresst. Das Aufbürsten und Aufsprühen der wässrigen Dispersion erfolgt absatzweise und ist arbeits- und kostenaufwändig.
  • Das US-Patent 5 462 291 beschreibt einen ähnlichen Gegenstand, wobei ein Verstärkungselement, das ein gewirktes Drahtnetz umfasst, gebildet wird. Eine Vorform wird gebildet, indem man das Verstärkungselement in ein Werkzeug bringt und das Element mit einem Gemisch mit einem Gehalt an Metallfasern, einem festen Gleitmittel und einem synthetischen Harzbindemittel bedeckt. Die erhaltene Struktur wird sodann im Werkzeug unter Bildung eines Gegenstands, z. B. einer Dichtung, verpresst. Die wässrige Dispersion der Gleitmittelzusammensetzung wird durch Bürsten, Sprühen und dergl. zur Bereitstellung eines Überzugs auf die äußere Oberfläche der Vorform aufgetragen.
  • Das US-Patent 4 462 603 beschreibt die Herstellung von gewirkten Drahtnetz-Abgasdichtungen unter Verwendung eines feuerfesten Metalloxid-Imprägniermittels. Ein feuerfestes Metalloxid wird in Wasser oder einem flüchtigen Lösungsmittel zusammen mit einem Harzbindemittel und Netzmitteln suspendiert, um eine Imprägnierung für eine verpresste gewirkte Drahtnetzstruktur zu bilden. Ein oder mehr Imprägniervorgänge werden zur Füllung der Hohlräume im Netz durchgeführt. Die Hohlräume werden durch Einweichen oder anderweitiges zwangsweises Zuführen der Imprägnierflüssigkeit in die Hohlräume gefüllt. Das gewirkte Netz und das Oxid werden sodann getrocknet. Auch hier handelt es sich um ein absatzweises, arbeitsaufwändiges Verfahren, das in der Ausführung kostspielig ist.
  • Weitere Dichtungen und entsprechende Vorformen werden unter Anwendung anderer Techniken, die in den US-Patenten 4 516 782, 4 601 476, 4 417 733 und 4 559 249 beschrieben sind, hergestellt. Im '782-Patent wird eine Dichtung gebildet, indem man eine zylindrische Vorform aufbaut, die ein feuerfestes Material in flexibler Folienform und ein Drahtgeflecht umfasst. Die Vorform wird zur Bildung des fertigen Produkts in axialer Richtung verpresst. Das feuerfeste Material und das Geflecht werden miteinander in einer gewickelten zylindrischen Gestalt zur Bildung einer Dichtung verpresst. Im '476-Patent werden das Drahtgeflecht und der Füllstoff in den Formhohlraum gebracht und sodann verpresst.
  • Die Erfinder haben ein Bedürfnis nach einem automatisierten System zur Herstellung von Vorformen, die sich zur Herstellung von Gegenständen, wie Kraftfahrzeug-Abgasdichtungen und dergl. eignen, mit dem Ziel, die Kosten zu senken und gleichmäßige Produktparameter zu erreichen, erkannt. Beispielsweise besteht bei arbeitsintensiven, absatzweisen Verfahren die Tendenz, dass Schwankungen von Charge zu Charge auftreten, die kontrollbedürftig sind und aufgrund der Kontrolle zu zusätzlichen Herstellungskosten führen.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Drahtgeflecht-Vorform umfasst das Bewegen einer Bahn eines gewirkten Drahtgeflechts mit einer Mehrzahl von Zwischenräumen von einer Zufuhrspule zu einer Aufrollspule durch eine Bindemittelaufschlämmung, um die Zwischenräume mit der Aufschlämmung zu füllen; und das Trocknen der mit der Aufschlämmung gefüllten, sich bewegenden Bahn vor der Aufwickelspule, um eine trockene, flexible Vorform zu bilden, die ein Netzwerk, das im wesentlichen mit einem trockenen, festen Bindemittel gefüllt ist, umfasst.
  • Gemäß einem Aspekt umfasst das Verfahren ferner das Aufteilen der trockenen, flexiblen Vorformbahn in eine Mehrzahl von diskreten Vorformen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Bewegungsstufe das Zuführen der Bahn in ein Bad der Aufschlämmung und das Bewegen der mit der Aufschlämmung gefüllten Bahn in im wesentlichen senkrechter Richtung aus dem Bad.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren das Entfernen von überschüssiger Aufschlämmung aus der sich bewegenden Bahn, während die mit der Aufschlämmung gefüllte Bahn das Bad verlässt.
  • Das Entfernen von überschüssiger Aufschlämmung kann das Durchleiten der mit der Aufschlämmung gefüllten Bahn zwischen zwei im Abstand angeordneten Messelementen umfassen, um die überschüssige Aufschlämmung gleichzeitig von den gegenüberliegenden Seiten der sich bewegenden Bahn zu entfernen.
  • Ferner kann das Verfahren die automatische Rückführung der überschüssigen Aufschlämmung in das Bad umfassen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren das Erwärmen der sich bewegenden, mit der Aufschlämmung gefüllten Bahn zum Verdampfen von Flüssigkeit aus der Aufschlämmung.
  • Die Erwärmungsstufe umfasst das Durchleiten der mit der Aufschlämmung gefüllten Bahn durch einen luftbeheizten Ofen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Aufschlämmung ein feuerfestes Gleitmittelpulver, metallische Fasern und ein Bindemittelpulver suspendiert in einer Flüssigkeit, wobei es sich bei einer Ausführungsform bei der Flüssigkeit um Wasser handelt.
  • Die Erwärmung erfolgt vorzugsweise im Bereich von etwa 121 bis 204°C (250 bis 400°F).
  • Die Vorform umfasst vorzugsweise ein Maschenwerk mit einer Weite von 25,4 bis 254 mm (etwa 1 bis 10 Zoll) aus Stahldraht mit etwa 5 bis 10 cpi und mit einem Gehalt an etwa 10 bis 30 g trockenem Füllstoff pro Fuß.
  • Das feuerfeste Gleitmittelpulver für die Aufschlämmung wird vorzugsweise aus der Gruppe eines Nitrides, Graphit, Fluorid und Phosphid ausgewählt und die metallischen Fasern werden vorzugsweise aus der Gruppe Kohlenstoffstahl, Kohlenstoff und rostfreier Stahl ausgewählt.
  • Eine Vorrichtung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Drahtgeflecht-Vorform umfasst eine Einrichtung zum Bewegen einer Bahn von gewirktem Drahtgeflecht mit einer Vielzahl von Zwischenräumen von einer Zufuhrspule zu einer Aufwickelspule durch eine Bindemittelaufschlämmung, um die Zwischenräume mit der Aufschlämmung zu füllen; und eine Einrichtung zum Trocknen der mit der Aufschlämmung gefüllten, sich bewegenden Bahn vor der Aufwickelspule zur Herstellung einer trockenen, flexiblen Vorform, die ein Maschengeflecht umfasst, das im wesentlichen mit einem trockenen, festen Bindemittel gefüllt ist.
  • Zeichnung
  • 1 zeigt schematisch und teilweise im Schnitt einen seitlichen Aufriss einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 2 zeigt eine ausführlichere Darstellung eines in der Ausführungsform von 1 verwendeten gewirkten Drahtgeflechts.
  • 3 ist eine isometrische Darstellung einer Vorrichtung zur Entfernung von überschüssiger Aufschlämmung aus der sich bewegenden Bahn von 1.
  • 4 ist eine isometrische Darstellung eines Teils der Bahn von 1.
  • 5 ist ein seitlicher Aufriss einer Dichtung, die aus einem vorher geschnittenen Segment der mit der Vorrichtung von 1 hergestellten Vorform gebildet worden ist.
  • 6 ist eine teilweise Querschnittansicht der Dichtung von 5.
  • Gemäß 1 umfasst eine Vorrichtung 2 einen Tank 4 mit einem Gehalt an einer flüssigen Aufschlämmung 6 eines Gleitbindemittels, mit dem die Zwischenräume einer Drahtgeflechtbahn 8 zur Bildung einer imprägnierten Bahn 8' zu imprägnieren sind. Innerhalb des Tanks 4 und in der Aufschlämmung 6 befindet sich eine Spannrolle 10, die mit Haltevorrichtungen 12 drehbar ortsfest angebracht ist. Die Haltevorrichtungen 12 sind am Tank 4 befestigt. Die Bahn 8 wird in dem mit der Aufschlämmung gefüllten Tank mit der Rolle 10 geführt, die einen Führungskanal (nicht abgebildet) zur Führung der Bahn 8 im Tank 4 aufweisen kann. Die Rolle 10 kann aus einem beliebigen geeigneten Material und vorzugsweise aus Stahl gefertigt sein.
  • Auf einer Zufuhrspule 14 ist eine spiralförmige Rolle einer gewirkten Drahtgeflechtbahn 8 aufgewickelt. Die Bahn 8 ist von herkömmlicher Art und vorzugsweise aus feinem Draht aus rostfreiem Stahl, z. B. mit einem Durchmesser von 0,008–0,011 mm, gebildet. Die Bahn ist als Rohr ausgebildet und in bekannter Weise abgeflacht, wie in einigen der vorerwähnten Patente ausgeführt wird. Das Rohr kann auf einer Wirkmaschine, die je nach Bedarf eine beliebige Anzahl an Nadeln aufweisen kann, z. B. 28 und 38 Nadeln bei bestimmten Ausführungsformen, gebildet werden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Bahn 8 eine Breite von 1 bis 10 Zoll (25 bis 254 mm) und einen Bereich von etwa 5–10 cpi ("courses per Inch", Reihen pro Zoll – Maschen pro Zoll entlang der gewirkten Rohrlänge) aufweisen. Gemäß 2 umfasst die Bahn 8 Drähte 9, die als Interlockware gewirkt sind. Das gebildete Rohr ist endlos. Nachdem es in einer hier nicht abgebildeten, aber in bestimmten der vorerwähnten Patente beschriebenen Weise abgeflacht worden ist, wird es auf Spulen, wie die Spule 14, für die anschließende Verarbeitung aufgewickelt.
  • Die Spule 14 ist drehbar über Lager (nicht abgebildet) an einer Trägervorrichtung 16 angebracht. Die Walze 14 kann sich in Reaktion auf eine Zugbelastung auf die Bahn 8 frei drehen. An der Walze 14 kann eine Widerstandsvorrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, um eine unerwünschte Beschleunigung der Walze 14 beim Abwickeln der Bahn 8 zu verhindern.
  • Die sich bewegende, mit der Aufschlämmung gefüllt Bahn 8' wird kontinuierlich durch einen Ofen 23, vorzugsweise einen elektrisch beheizten Ofen, geführt. Der Ofen wird auf einer Temperatur, die zur Lufttrocknung der Aufschlämmung der Bahn 8' geeignet ist, gehalten, um eine getrocknete, mit Bindemittel gefüllte Vorformbahn 8'' zu bilden. Der Ofen 23 nimmt über einen Einlass 25 gefilterte Luft auf. Die Luft im Ofen wird durch Heizvorrichtungen (nicht dargestellt) erwärmt und über eine Abgasentlüftung (nicht dargestellt) abgelassen (durch eine nicht dargestellte Einrichtung). Vorzugsweise wird die feuchte Aufschlämmung im Ofen 23 bei einer Temperatur getrocknet, die im Bereich von 95 bis 204°C (200 bis 400°F) liegen kann. Die Aufschlämmung wird bei einer speziellen vorgegebenen Temperatur in diesem Bereich für eine gegebene Aufschlämmungszusammensetzung und eine gegebene Bahnvorschubgeschwindigkeit getrocknet. Die erhaltene getrocknete Aufschlämmung bildet einen harten, jedoch flexiblen Füllstoff für das Drahtgeflecht der Bahn 8, wodurch aus der Bahn 8'' eine sich bewegende, flexible Folie entsteht. Die sich bewegende Bahn 8', deren Zwischenräume mit der feuchten Aufschlämmung gefüllt sind, wird vor dem Ofen 23 durch eine Messvorrichtung 28 geführt, um überschüssige Aufschlämmung von dem Drahtgeflecht, das den Tank 4 verlässt, zu entfernen. Die Vorrichtung 28 (3) umfasst ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten, rechteckigen Stäben 30, 32, die vorzugsweise aus Stahl, jedoch auch aus anderen Materialien gefertigt sein können. Die Stäbe sind manuell mit Schrauben 34 einstellbar aneinander befestigt, wodurch sie in den Richtungen 36 parallel auseinander und aufeinander zu verschoben werden können. Der Abstand zwischen den Stäben 30, 32 wird so eingestellt, dass sich eine angestrebte Dicke der Aufschlämmung auf der Bahn 8' ergibt. Die überschüssige Aufschlämmung wird von der Oberfläche der Bahn 8' abgestreift, wodurch aus der Bahn 8 eine planare Folie aus einem sich kontinuierlich bewegenden, mit Aufschlämmung gefüllten Flechtwerk 8' gebildet wird. Die überschüssige Aufschlämmung 6 wird durch die Öffnung 38 in den Behälter 4 zurückgeführt.
  • Die Stäbe 30, 32 werden von am Tank 4 angebrachten Trägervorrichtungen 40 oder einer anderen Trägerstruktur (nicht abgebildet), die mit dem Bezugszeichen 42 bezeichnet ist, getragen. Die Stäbe 30, 32 sind als manuell einstellbare Stäbe dargestellt. Alternativ kann der Abstand der Stäbe gegebenenfalls mit einer Steuervorrichtung (nicht dargestellt) elektrisch gesteuert werden. Die Dicke der fertigen trockenen Bahn 8' ist gleichmäßig und wird durch die Vorrichtung 28 gesteuert. Beispielsweise kann die mit der feuchten Aufschlämmung gefüllte Bahn 8' eine Dicke von etwa 3 mm aufweisen und die trockene, mit Bindemittel gefüllte Maschenwerkbahn 8'', die den Ofen 23 verlässt, kann eine Dicke von etwa 1 mm aufweisen.
  • Eine zweite Spannrolle 18, die ebenfalls einen Bahnführungskanal (nicht abgebildet) aufweisen kann, ist drehbar an der Trägervorrichtung 20 befestigt, um die mit der getrockneten Aufschlämmung gefüllte, flexible Drahtgeflechtbahn 8'' zu führen. Eine Aufwickelspule 22 ist drehbar an der Trägervorrichtung 24 befestigt, um die flexible Bahn 8'' aufzunehmen. Ein Motor M, der an der Trägervorrichtung 24 befestigt ist, dreht die Spule 22 in Richtung 26, um die Bahn 8'' aufzuwickeln. Eine Steuervorrichtung 44 steuert den Betrieb des Ofens 23 und des Motors M. Die Steuervorrichtung 44 legt die Ofentemperatur und gemäß einer bestimmten Arbeitsweise die Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch den Ofen 23 fest und bewirkt den Antrieb des Motors M. Vorzugsweise treibt der Motor M die Spule 22 mit einer feststehenden Bahnbewegungsgeschwindigkeit. Somit kann die Drehzahl der Spule 22 mit zunehmendem Zuwachs der Bahn auf der Spule variiert werden, um die Bahngeschwindigkeit konstant zu halten. Die Geschwindigkeit wird von der Steuervorrichtung 44 festgelegt. Bei der Steuervorrichtung 44 kann es sich um eine fest verdrahtete Vorrichtung oder um einen Computer handeln, der gemäß bestimmten Ausführungsvorschriften betätigt wird.
  • Die Bahn 8' wird vorzugsweise in vertikaler Richtung durch die Vorrichtung 28 und den Ofen 23 mit einer bevorzugten konstanten Vorschubgeschwindigkeit von etwa 0,3 bis 2,1 m/min (1–7 Fuß/min) und vorzugsweise von etwa 1,5 m/min (5 Fuß/min) transportiert. Die vertikale Orientierung verstärkt die Gleichmäßigkeit der Dicke der Aufschlämmung 6 an der Bahn 8' bis die Aufschlämmung trocken ist. Bei einer vertikalen Orientierung tendiert die Aufschlämmung zu einem Fließen in senkrechter Richtung nach unten entlang der Bahnzwischenräume, und zwar entsprechend ihrer Viskosität, was zur Aufrechterhaltung der Gleichmäßigkeit der Dicke nach Passage der Bahn durch die Messvorrichtung 28 beiträgt.
  • Bei der Aufschlämmung 6 handelt es sich um eine Masse, die eine geeignete Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser oder Alkohol, umfasst, in der die Aufschlämmungskomponenten dispergiert und suspendiert sind. Wasser wird bevorzugt. In einer bevorzugten Aufschlämmung beträgt der Wasseranteil 60 bis 70 Gew.-%, der aber in einem Bereich von etwa 50 bis 75% liegen kann. Die Menge der Flüssigkeit wird entsprechend der angestrebten Viskosität der Aufschlämmung gewählt, um zu gewährleisten, dass die Zwischenräume des Maschenwerks der Bahn 8 beim Trocknen der Bahn gleichmäßig gefüllt bleiben. Die Aufschlämmung 6 umfasst eine Kombination aus einem Hochtemperatur-Gleitmittelpulver, das beispielsweise Temperaturen von etwa 500–1000°C aushalten kann, wie Nitride, Fluoride und Phosphide, z. B. Calciumfluorid und Bornitrid, sowie Kohlenstoff, wie Graphit. Kurze Metallfasern aus Kupfer und/oder Kohlenstoffstahl mit einer Länge von vorzugsweise etwa 3 mm und einem Durchmesser von etwa 0,1 bis 0,2 mm sind in der Aufschlämmung dispergiert. Bei den Fasern kann es sich um handelsübliche gehackte Stahlwolle handeln. Sie kann willkürliche Längen im Bereich bis zu etwa 3 mm aufweisen und sie kann eine Größe von nur etwa 200 mesh haben. Die verwendete Fasermenge wird festgelegt, um den Ausdehnungskoeffizienten der erhaltenen Vorform 8'' auf das angestrebte Endprodukt, z. B. eine Dichtung oder eine andere Vorrichtung, und insbesondere auf eine Gelenkverbindung, anzupassen. Kupfer weist einen höheren Ausdehnungskoeffizienten als Stahl auf und wird verwendet, um den Wärmeausdehnungskoeffizienten der Vorform unter Festlegung entsprechender Mengenverhältnisse einzustellen.
  • Beispielsweise kann für eine bestimmte Ausführung das Volumen der Kupferfasern die Hälfte des Volumens der Stahlfasern betragen. Bei anderen Ausführungen können je nach Bedarf 100% Kupfer oder 100% Stahl vorliegen. Die Kupferfasern können vorzugsweise 3 bis 20 Gew.-% und die Stahlfasern vorzugsweise etwa 7 bis 25 Gew.-% der erhaltenen Aufschlämmung zur Herstellung von Abgasdichtungen aus der erhaltenen Vorform ausmachen. Ferner umfasst die Aufschlämmung 6 ein Bindemittelpulver, z. B. feinen Vermikulit. Der Vermikulit macht vorzugsweise etwa 5 bis 15 Gew.-% aus. Die erhaltene Zusammensetzung ist so beschaffen, dass das angestrebte Verhältnis von Aufschlämmung zu Maschenwerk auf einem Wert gehalten wird, der zur vollständigen Füllung der Zwischenräume des Maschenwerks 8 geeignet ist.
  • Die Füllmaterialzusammensetzung zur Bildung der Aufschlämmung wird aus einer Kombination von Materialien ausgewählt, die erforderlich sind, um Reaktionen zwischen der Oberfläche der erhaltenen Dichtungsgelenkverbindung und der Oberfläche des gleitenden Dichtelements auf ein Minimum zu beschränken. Für metallische Gelenke aus Legierungen auf Eisen- oder Nickelbasis wird die Zusammensetzung der Aufschlämmung 6 aus einer Gruppe von feuerfesten Nichtoxidpulvern, wie den vorerwähnten Nitriden, Fluoriden und Phosphiden, ausgewählt. Insbesondere werden BN (Bornitrid) oder fluorierter Glimmer für diese Anwendung bevorzugt. Der Füllstoff kann mit einem oder mehreren Hochtemperatur-Gleitmitteln, z. B. Fluoriden von Ca oder Graphitflocken, versetzt werden. Um eine mögliche Schrumpfung des Materials auszugleichen, erfolgt die Zugabe der vorerwähnten Metallfasern, die in Gegenwart von Sauerstoff oxidieren und eine Volumenzunahme bewirken. Die Metallfasern bewirken auch eine Abführung der Wärme aus dem feuerfesten Gemisch. Der Vermikulit wird zugesetzt, um den Zusammenhalt des Gemisches zu bewahren. Feiner Vermukulit bildet ein Bindemittel und ist als Microlite (Produkt der W. R. Grace Corporation) erhältlich. Er wird in einer Menge von etwa 5 bis 10 Gew.-% zugesetzt.
  • Nachstehend finden sich Beispiele für zwei Vorformbahnen, die gemäß den erfindungsgemäßen Prinzipien hergestellt worden sind.
  • Beispiel 1
  • Draht aus rostfreiem 304-Stahl mit einem Durchmesser von 0,28 mm (0,011 Zoll) wurde unter Verwendung von 28 Nadeln zu einem rohrförmigen Maschenwerk gewirkt. Das Maschenrohr wurde zu einer Bahn mit einer Breite von 54 mm (2 1/8 Zoll) und 10 cpi unter Bildung einer endlosen Drahtgeflechtbahn abgeflacht. Eine Aufschlämmung wurde aus feinem Vermikulit, Bornitrid, Calciumfluorid, Kohlenstoffstahl und Kupferfasern, die in Wasser suspendiert waren, in den folgenden gewichtsprozentualen Anteilen gebildet.
    Kohlenstoffstahlfasern: 8% (Durchmesser 0,2 mm und ungefähre Durchschnittslänge 1,5 mm)
    Feiner Vermikulit: 7%
    Bornitrid: 5%
    Calciumfluorid: 7%
    Kupferfasern: 9% (Durchmesser 0,2 mm und durchschnittliche Länge 1,5 mm)
    Wasser: 64%
  • Nach Bildung der Aufschlämmung wurde das Maschenwerk in vertikaler Richtung mit der Vorrichtung 2 von 1 mit einer Geschwindigkeit von 5 Fuß/min durch die Aufschlämmung gezogen, wobei der Ofen auf 204°C (400°F) eingestellt war und die Verweilzeit im Ofen 2 Minuten (Länge des Ofens etwa 3 Meter (10 Fuß)) betrug. Die erhaltene Vorformbahn war flexibel und enthielt etwa 10 g trockenen Füllstoff pro Fuß der Bahn.
  • Beispiel 2
  • Draht aus rostfreiem 304-Stahl mit einem Durchmesser von 0,2 mm (0,008 Zoll) wurde unter Verwendung von 38 Nadeln zu einem rohrförmigen Maschenwerk gewirkt. Das Maschenrohr wurde zu einer Bahn mit einer Breite von 69,8 mm (2,75 Zoll) und 5,5 cpi zur Bildung einer endlosen Drahtgeflechtbahn abgeflacht.
  • Eine Aufschlämmung wurde aus feinem Vermikulit, Graphitpulver und Calciumfluorid, die in Wasser suspendiert wurden, gemäß den nachstehend angegebenen gewichtsprozentualen Anteilen hergestellt
    Feiner Vermikulit: 13%
    Graphitpulver: 10%
    Calciumfluorid: 7%
    Wasser: 70%
  • Nach Bildung der Aufschlämmung wurde das Maschenwerk in vertikaler Richtung mit der Vorrichtung 2 von 1 mit einer Geschwindigkeit von 0,6 Meter/min (2 Fuß/min) durch die Aufschlämmung gezogen, wobei der Ofen auf 121°C (250°F) eingestellt war und die Verweilzeit im Ofen 5 Minuten (Länge des Ofens 10 Zoll) betrug. Die erhaltene Vorformbahn war flexibel und enthielt etwa 30 g trockenen Füllstoff pro Fuß (0,3 Meter) der Bahn.
  • Gemäß den 5 und 6 wird die erhaltene Vorform, die sich auf der Aufwickelspule 22 befindet, zu diskreten Vorformen der gewünschten Abmessungen zerschnitten, um das gewünschte Produkt, eine Dichtung 46, zu bilden. Die Dichtung 46 wird hergestellt, indem man die Vorform über eine Spindel in einem Werkzeug (nicht abgebildet) wickelt. Die gewickelte Vorform wird sodann gemäß den Ausführungen in bestimmten der vorerwähnten Patente verpresst. Die Dichtung 46 wird mit einer Bohrung 48 und einer kugelförmigen äußeren Oberfläche 50 ausgebildet.
  • Für den Fachmann ist es ersichtlich, dass an den beschriebenen Ausführungsformen verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können.
  • Die Beschreibung dient lediglich der Erläuterung und stellt keine Beschränkung dar. Der Schutzumfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert.

Claims (24)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Drahtgeflecht-Vorform, mit den Verfahrensschritten: Bewegen einer Bahn (8) eines gewirkten Drahtgeflechts, das eine Vielzahl von Zwischenräumen aufweist, von einer Zufuhrspule (14) zu einer Aufrollspule (22) durch eine Bindemittelaufschlämmung (6), um die Zwischenräume mit der Aufschlämmung zu füllen; und Trocknen der mit der Aufschlämmung gefüllten, sich bewegenden Bahn (8') vor der Aufwickelspule, um eine trockene, flexible Vorform zu bilden, die ein Netzwerk (8''), das im wesentlichen mit einem trockenen, festen Bindemittel gefüllt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend das Aufteilen der trockenen, flexiblen Vorformbahn in eine Vielzahl von diskreten Vorformen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bewegungsstufe das Zuführen der Bahn in ein Bad der Aufschlämmung (6) und das Bewegen der mit der Aufschlämmung gefüllten Bahn in im wesentlichen senkrechter Richtung aus dem Bad umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, umfassend das Entfernen von überschüssiger Aufschlämmung von der sich bewegenden Bahn, während die mit der Aufschlämmung gefüllte Bahn das Bad verlässt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Entfernen von überschüssiger Aufschlämmung das Durchleiten der mit der Aufschlämmung gefüllten Bahn zwischen zwei im Abstand angeordneten Messelementen (30, 32) umfasst, um die überschüssige Aufschlämmung gleichzeitig von den gegenüberliegenden Seiten der sich bewegenden Bahn zu entfernen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, umfassend die automatische Rückführung der überschüssigen Aufschlämmung in das Bad.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Trocknung das Erwärmen der sich bewegenden, mit der Aufschlämmung gefüllten Bahn zur Abdampfung von Flüssigkeit aus der Aufschlämmung umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Erwärmungsstufe das Durchleiten der mit der Aufschlämmung gefüllten Bahn durch einen luftbeheizten Ofen (23) umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Aufschlämmung ein feuerfestes Gleitmittelpulver, metallische Fasern und ein Bindemittelpulver in Suspension in einer Flüssigkeit umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei es sich bei der Flüssigkeit um Wasser handelt.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Erwärmen im Bereich von etwa 121 bis etwa 204°C (250 bis 400°F) erfolgt.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vorform ein Maschenwerk mit einer Weite von etwa 1 bis 10 Zoll (25,4 bis 254 mm) aus Stahldraht mit etwa 5 bis 10 cpi und mit einem Gehalt an etwa 10–30 g trockenem Füllstoff pro Fuß umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das feuerfeste Gleitmittelpulver aus der Gruppe Nitride, Graphit, Fluoride und Phosphid ausgewählt wird und die metallischen Fasern aus der Gruppe Kohlenstoffstahl, Kohlenstoff und rostfreier Stahl ausgewählt werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Fasern eine Länge von etwa 3 mm und einen Durchmesser von etwa 0,1 bis etwa 0,3 mm aufweisen.
  15. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bahn mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,3 bis 2,1 m (1 bis 7 Fuß) pro Minute bewegt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Aufschlämmung Wasser im Bereich von 50–80 Gew.-%, Kupferfasern im Bereich von 0–20 Gew.-%, Calciumfluorid im Bereich von 4–16 Gew.-%, Kohlenstoffstahl-Fasern im Bereich von 0–25 Gew.-% und Vermiculit im Bereich von etwa 5–10 Gew.-% enthält.
  17. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Bindemittelpulver Vermiculit umfasst.
  18. Verfahren nach Anspruch 2, umfassend die Formgebung eines Fertigungsgegenstands aus einer diskreten Vorform.
  19. Vorrichtung zur Herstellung einer Drahtgeflecht-Vorform, umfassend: eine Einrichtung zum Bewegen einer Bahn (8) von gewirktem Drahtgeflecht mit einer Vielzahl von Zwischenräumen von einer Zufuhrspule (14) zu einer Aufwickelspule (22) durch eine Bindemittelaufschlämmung (6), um die Zwischenräume mit der Aufschlämmung zu füllen; und eine Einrichtung (23) zum Trocknen der mit der Aufschlämmung gefüllten, sich bewegenden Bahn vor der Aufwickelspule zur Herstellung einer trockenen, flexiblen Vorform, die ein Maschengeflecht umfasst, das im wesentlichen mit einem trockenen, festen Bindemittel gefüllt ist.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, ferner umfassend ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten Messelementen (28) zur gleichzeitigen Entfernung von überschüssiger Aufschlämmung von den gegenüberliegenden Seiten der sich bewegenden Bahn.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 19, umfassend eine Vorrichtung zum Bewegen der Bahn mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,3 bis 2,1 m (1 bis 7 Fuß) pro Minute.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Einrichtung zum Bewegen der Bahn eine Einrichtung umfasst, mit der die Bahn während der Trocknung im wesentlichen senkrecht bewegt wird.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Einrichtung zum Bewegen der Bahn einen Tank (4) zum Lagern der Bindemittelaufschlämmung umfasst und eine Spannrolle (10) im Tank zum Führen der sich bewegenden Bahn durch den Tank einschließt.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Einrichtung zum Bewegen einen Tank (4), der die Aufschlämmung enthält, und eine Einrichtung zum Bewegen der Bahn in den Tank und aus dem Tank in im wesentlichen senkrechter Richtung umfasst.
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