DE843159C

DE843159C - Verfahren zum Versteifen von raeumlichen Gebilden aus vorzugsweise flaechigen, flexiblen Werkstoffen

Info

Publication number: DE843159C
Application number: DED5229A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl-Ing Wienand
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1950-08-10
Filing date: 1950-08-10
Publication date: 1952-07-07

Description

Verfahren zum Versteifen von räumlichen Gebilden aus vorzugsweise flädiigen, flexiblen Werkstoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Versteifen von räumlichen Gebilden, wie z. B. Behältern, Rohren, Bootskörpern od. dgl., aus vorzugsweise flächigen, flexiblen Werkstoffen, wie Gummi, gummiartigen weichen Kunststoffen oder auch aus dünnen Metallblechen oder Metallfolien.
Man hat schon vorgeschlagen, in Radrcifen, Schläuchen und anderen Gegenständen aus Gummi Leichtmetalleirilagen in Form von langen dünnen Streifen bzw. Ringe einzubetten, die auf ihrer ganzen Länge in kleinen Abständen voneinander mit Auszahnungen zur Querschnittsverminderung versehen sind. Derartige Streifen werden in mehreren Lagen übereinander und nebeneinander in den aufgeschichteten Gummistreifen eingebracht und dann der Reifen vulkanisiert. Bei dieser Anordnung sind also die Einlagen in dem Gummi einvulkanisiert, so daß sie weder miteinander in Berührung kommen, noch sich gegeneinander verschieben können. Ein in solcher Weise armierter Schlauch oder Hohlkörper kann daher wegen seiner Steifigkeit nicht flach gelegt oder gefaltet werden. Andererseits ist die Steifigkeit weniger durch die Metalleinlagen als durch die mehrschichtigen Gummilagen bestimmt. Das gilt auch für den Fall; daß der Hohlkörper einem hohen inneren Überdruck ausgesetzt wird. Bei der bekannten Anordnung kann somit eine vollkommene Starrheit des Hohlkörpers nicht erreicht werden.
Durch die Erfindung wird nun die Aufgabe gelöst, durch Anwendung von ober-oder Unterdruck einen aus weichen, flexiblen Werkstoffen bestehenden zusammenlegbaren Hohlkörper auf schnellstem Wege in einen fast vollkommen starren Körper zu verwandeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr lose übereinander geschichtete Werkstoffbahnen, deren einander zugekehrte Oberflächen einer- oder beiderseits mit starren, flächigen Auf- oder Einlagen in Form von Platten, Streifen, Bändern, Leisten oder Schuppen versehen sind bzw. solche eingebettet enthalten, dem Druck eines gasförmigen oder flüssigen Mittels ausgesetzt werden, unter dessen Einwirkung die gegeneinander versetzt auf benachbarten Oberflächen verteilten Auf-oder Einlagen so aneinandergepreßt werden, daß mindestens zwei benachbarte Flächen bei der Berührung iiberlappt bzw. ganz oder teilweise überdeckt werden.
Die durch den Druck auf die formsteifen Ein- oder Auflagen entstehenden Reibungskräfte verhindern dabei eine gegenseitige Verschiebung dieser Ein- oder Auflagen, so daß eine starre Platte oder Wand entsteht.
Je nach der Form der zu versteifenden Gebilde wird bei der Durchführung des Verfahrens mit Überdruck oder Unterdruck gearbeitet. Wenn daher Gegenstände in Form von Platten, Leisten oder Stäben versteift werden sollen, wird gemäß der Erfindung in einem die Gegenstände darstellenden, aus den flexiblen Werkstoffbahnen gebildeten gasdichten Behälter, an dessen Innenseiten formsteife Platten, Streifen, Bänder, Schuppen oder Leisten von im Vergleich zur Oberfläche des Gegenstandes geringer Ausdehnung derart befestigt sind, daß beim Aufeinanderlegen gegenüberliegender Behälterflächen die formsteifen flächigen Gebilde sich vorzugsweise kreuzförmig überdecken oder überlappen, ein Unterdruck erzeugt, wobei einander gegenüberliegende Behälterflächen bzw. die daran befestigten starren oder formsteifen Gebilde durch den Luftdruck fest aufeinandergepreßt werden, so daß eine starre Platte oder Leiste entsteht.
Das Verfahren hat den Vorzug, daß derartige flächige Gebilde wegen des geringen Raumbedarfs im zusammengelegten, auf kleinem Raum verpackten Zustand wenig Platz einnehmen und so leicht transportiert werden können. Werden dann die Gegenstände in der gewünschten Form gebraucht, so genügt es, dieselben durch Evakuieren luftleer zu machen, wobei sie dann unter der Einwirkung des Luftdruckes in kürzester Zeit verfestigt und formstarr sind.
Gegenstände, für welche dieses Verfahren Anwendung finden kann, sind z. B. zusammenlegbare Bootskörper, insbesondere Schlauchboote, Paddelboote oder Landeflächen, bei welchen dann die Spanten und Rippen in Fortfall kommen. Besonders hervorzuheben ist die Schnelligkeit, mit der ein solcher Bootskörper in den Gebrauchszustand versetzt werden kann.
Bei Gegenständen in Form von Rohren, Schläuchen o. dgl. räumlichen Gebilden wird gemäß der Erfindung in einem die Gegenstände darstellenden, aus den flexiblen Werkstoffen gebildeten gas- bzw. flüssigkeitsdichten Behälter oder in mehreren derartigen ineinanderliegenden Behältern, an deren Innen- und/oder Außenseiten formsteife Platten, Streifen, Bänder, Schuppen oder Leisten von im Vergleich zur Oberfläche des Gegenstandes geringer Ausdehnung derart befestigt sind, daß beim Aufeinanderlegen benachbarter Behälterflächen die formsteifen Gebilde sich vorzugsweise überdecken oder überlappen, ein Überdruck erzeugt, wobei diese Flächen durch den Gas- oder Flüssigkeitsdruck aufeinandergepreßt werden und so ein starres Formteil bilden. Auf diese Weise kann aus einem biegsamen Schlauch ein starres Rohr oder aus einem aus flexiblem Stoff bestehenden zusammenfaltbaren Behälter ein starrer Körper gebildet werden.
Als formsteife Einlage können beliebige natürliche und künstliche Werkstoffe, welche diese Eigenschaften besitzen, wie mit Füllstoffen versehene härtbare Harze, Polymerisationsprodukte der Vinylhalogenide, Polykondensationsprodukte und andere Kunststoffe, mit oder ohne Füllstoffe Verwendung finden. Aber auch Metalle in Form von dünnen Platten eignen sich für diesen Zweck sowie auch Holz.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Einlagen für einen solchen aus flexiblen Werkstoffen bestehenden Behälter Pakete von dicht aufeinander geschichteten Bändern oder Platten aus Metall oder anderen formsteifen Werkstoffen vorgeschlagen, die den Behälter praktisch ganz ausfüllen. Das räumliche Gebilde ist, so lange keine Druckeinwirkung vorhanden ist, in seiner Gesamtheit biegsam. Erst wenn der Behälter durch Evakuieren einen Unterdruck erhält, werden die geschichteten Platten durch den Luftdruck zusammengepreßt, so daß ein starres Gebilde entsteht.
Als Einlage können aber gemäß der Erfindung auch Fasern organischer oder anorganischer Art, insbesondere Metallfasern oder ähnliche wirr durcheinanderliegende, vorzugsweise verfilzte oder stabförmige Gebilde Verwendung finden, die je nach der Verwendungsart des Gegenstandes an der Innen- oder Außenseite der flexiblen Gebilde aufgebracht sind und unter der Einwirkung von innerem oder äußerem Druck die Verfestigung des Körpers bedingen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. I einen Längsschnitt durch einen luftdichten flachen Behälter mit sich überlappenden Versteifungen, Abb. 2 einen Querschnitt durch den Behälter nach Abb. I, Abb. 3 einen Längsschnitt durch einen luftdichten flachen Behälter mit schuppenförmigen Versteifungen, Abb. 4 einen Querschnitt durch den Behälter nach Abb. 3, Abb. 5 einen Längsschnitt durch einen zylinderförmigen Behälter mit an der Außenseite liegenden Versteifungen, Abb. 6 einen Querschnitt durch den Behälter nach Abb. 5, Abb. 7 einen Querschnitt durch einen mit losen Platten angefüllten Behälter, Abb. 8 einen Längsschnitt durch den Behälter nach Abb. 7, Abb. 9 einen Querschnitt durch einen mit Stäben versteiftenj3ehälter, Abb. In einen Längsschnitt durch den Behälter nach Abb. 9.
Der gasdichte Behälter I besteht aus den beiden Kunststoffolien 2, die an den Kanten 3 dicht zusammengeschweißt sind und an deren einander zugekehrten Flächen die aus hartem Werkstoff bestehenden festen Platten 4 derart gegeneinander versetzt befestigt sind, daß sie sich im aufeinandergelegten Zustand iiberschneiden. Ein schlauchförmiger Ansatz 5 mit Stopfen 6 dient zum Evakuieren des Behälters.
Nach Entfernung der Luft aus den Behältern stehen die Außenflächen unter Luftdruck, so daß die Platten 4 fest aufeinandergepreßt werden. Da sich diese Platten alle gegenseitig überschneiden, entsteht so ein einziges starres durchgehendes Gebilde in Form einer Platte. Bei der Ausführungsform nach den Abb. 3 und 4 ist der Behälter 7 wiederum aus zwei Platten 8 eines flexiblen Werkstoffes gebildet, an deren einander zugekehrten inneren Flächen und schuppenförmig sich überdeckend bzw. sich überlappend die starren Platten 9 befestigt sind. Ein schlauchförmiger Ansatz 10 mit Stopfen II dient zum Evakuieren des Behälters, der dann unter der Einwirkung des äußeren Luftdruckes steht und dadurch verfestigt wird. Bei der Ausführungsform nach den Abb. 5 und 6 ist ein zylinderförmiger Behälter 12 aus einem gummiartigen Werkstoff gebildet, der iiber die schlauchförmige Öffnung I3 durch ein gasförmiges oder flüssiges Medium unter Druck gesetzt werden kann. Hierbei werden die auf der Außenfläche des Behälters 12 befestigten starren Platten 14 gegen darüberliegende, an der Innenseite eines weiteren flexiblen, schlauchförmigen Körpers 15 befestigte Platten I6 gepreßt, wobei die Platten 14 und I6 einander versetzt gegenüberliegen, so daß sie sich iiberschneiden. Auch auf diese Weise, also durch inneren Überdruck, wird eine Versteifung des aus flexiblen Werkstoffen bestehenden und auf, kleinem Raum zusammenlegbaren Behälters I2, der z. B. als Schwimmkörper dienen kann, sofern er mit einem Gas gefüllt ist, auf sehr einfache Weise erreicht.
Eine andere Möglichkeit der Versteifung eines nicht starren Gebildes zeigen die Abb. 7 und 8. Hier ist ein prismatischer, aus flexiblen Werkstoffen gebildeter Hohlkörper 17 mit Platten I8 aus einem festen Werkstoff, wie z. B. Hartpapier, Holz oder Stahl, durch Aufeinanderschichten dicht angefüllt. Solange kein Druck auf die Platten ausgeübt wird, sind diese wegen einander verschiebbar und daher der ganze Körper biegsam bzw. elastisch. Wenn aber die an sich geringen zwischen den Platten befindlichen Luftmengen durch das Mundstück 19 abgesaugt werden, wirkt der äußere Luftdruck auf den Körper und preßt die Platten I8 fest aufeinander. Die dabei entstehenden Reibungskräfte verhindern nunmehr ein gegenseitiges Verschieben dieser Platten, so daß der prismatische Körper vollkommen starr wird. Derartige Gebilde können bei schnell herzurichtenden Gerüsten oder Bauten Verwendung finden. Anstatt solcher Platten können aber auch, wie die Ausführungsform nach den Abb. 9 und Io zeigt, wirr und ungeordnet durcheinanderliegende starre Stäbe 20 als Einlage Verwendung finden, die beiderseits der den Hohlkörper 21 begrenzenden Flächen 22 an deren Innenseiten befestigt sind.
Durch Evakuieren des Behälters werden dann diese Stäbchen unter dem Einfluß des Luftdruckes fest aufeinandergepreßt.
PATENTANSPRCCHE: I. Verfahren zum Versteifen von räumlichen Gebilden aus vorzugsweise flächigen, flexiblen Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr lose übereinander geschichtete Werkstoffbahnen, deren einander zugekehrte Oberflächen einer- oder beiderseits mit starren, flächigen Auf-oder Einlagen in Form von Platten, Streifen, Bändern, Leisten oder Schuppen versehen sind bzw. solche eingebettet enthalten, dem Druck eines gasförmigen oder flüssigen Mittels ausgesetzt werden, unter dessen Einwirkung die gegeneinander versetzt auf benachbarten Oberflächen verteilten Auf- oder Einlagen so aufeinandergepreßt werden, daß mindestens zwei benachbarte Flächen bei der Berührung überlappt bzw. ganz oder teilweise iiberdeckt werden.

Claims

2. Verfahren zum Versteifen von räumlichen Gebilden in Form von Platten, Leisten oder Stäben nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in einem die Gegenstände darstellenden, aus den flexiblen Werkstoffbahnen gebildeten gasdichten Behälter, an dessen Innenseiten formsteife Platten, Streifen, Bänder oder Leisten von im Vergleich zur Oberfläche des Gegenstandes geringer Ausdehnung derart befestigt sind, daß beim Aufeinanderlegen gegenüberliegender Behälterflächen die formsteifen flächigen Gebilde sich vorzugsweise kreuzförmig überdecken oder überlappen, ein Unterdruck erzeugt wird, wobei einander gegenüberliegende Behälterflächen durch den Luftdruck aufeinandergepreßt werden und so eine starre Platte oder Leiste bilden.

3. Verfahren zum Versteifen von räumlichen Gebilden in Form von Rohren, Schläuchen oder Formteilen beliebiger Gestalt nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in einem die Gegenstände darstellenden, aus den flexiblen Werkstoffen gebildeten gas- bzw. flüssigkeitsdichten Behälter oder in mehreren derartigen ineinanderliegenden Behältern an deren Innen- und/oder Außenseiten formsteife Platten, Streifen, Bänder, Leisten oder Schuppen von im Vergleich zur Oberfläche des Gegenstandes geringer Ausdehnung derart befestigt sind, daß beim Aufeinanderlegen benachbarter Behälterflächen die formsteifen flächigen Gebilde sich vorzugsweise kreuzförmig überdecken oder überlappen, ein Überdruck erzeugt wird, wobei einander benachbarte Behälterflächen durch den Gas- oder Flüssigkeitsdruck aufeinandergepreßt werden und so ein starres Rohr oder Formteil bilden.

4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Einlage dicht aufeinandergeschichtete Bänder oder Platten aus Metall oder anderen formsteifen Werkstoffen Verwendung finden, 5. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Einlage Fasern oder ähnliche wirr durcheinanderliegende, vorzugsweise verfilzte Gebilde Verwendung finden.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens bei Faltbooten, Schlauchbooten, Landeflächen u. dgl. Schwimmkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Bootshaut bzw. Schwimmkörperhaut aus zwei oder mehr in sich geschlossenen Häuten besteht, die an den Innenseiten mit starren Auf- oder Einlagen in Form von Platten, Streifen, Bändern, Leisten oder Schuppen versehen sind bzw. solche enthalten, die beim Evakuieren des von je zwei Häuten gebildeten Hohlraumes fest aufeinandergepreßt werden.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 4in504.