DE895829C

DE895829C - Process for the production of flexible laminates, especially for further processing into pump diaphragms

Info

Publication number: DE895829C
Application number: DEC2268A
Authority: DE
Inventors: Irven E Coffey
Original assignee: Carter Carburetor Corp
Current assignee: Carter Carburetor Corp
Priority date: 1946-12-09
Filing date: 1950-09-23
Publication date: 1953-11-05

Description

Verfahren zum Herstellen von biegsamen Schichtstoffen, insbesondere für die Weiterverarbeitung zu Pumpenmembranen Diese Erfindung betrifft Membranen und insbesondere Membranen für Pumpen od. dgl. Eine wichtige Anwendung solcher Membranen ist ihre Verwendung in Kraftstofförderpumpen für Brennkraftmasch.i,nen.Process for producing flexible laminates, in particular for further processing into pump diaphragms This invention relates to diaphragms and in particular membranes for pumps or the like. An important application of such membranes is their use in fuel pumps for internal combustion engines.

In Kraftstoffpumpen .dieser Art ist die Membran hohen, physikalischen und chemischen Beanspruchungen innerhalb eines weiten Temperaturbereiches. unterworfen und der Einwirkung von Flüssigkeiten und Gasen:, wie Gasolin, Benzin, Alkohol, Wasser und anderem, ausgesetzt, welche das Delagmaterial der Membran angreifen, schwächen oder zerstören. Beim Erfindungsgegenstand besteht die Membran aus einem Grundgewebe, welches mit einer Belagmasse, wie synthetischer Kautschuk, überzogen oder imprägniert ist, die gegen die Wirkung des Gasolins oder einer anderen zu pumpenden Flüss-igkei.t widerstandsfähig ist. Eine der Bedingungen, die an die Membran gestellt werden, ist, daß sie biegsam genug bleiben muß, um eine Verzerrung in eine im wesentlichen abgestumpfte Kegel- und ringförmige Form durch die Membranbetätigungsmittel zu gestatten, während die Kanten der Membran. festgehalten werden. Die von Membranen in Kraftstoffpumpen für Kraftfahrzetugmaschinen verlangte Leistung ist schwer, da sie mit hohen Geschwindigkeiten unter beträchtlichen und scharf sich ändernden Spannungsverhältnissen Tausende von Stunden während der Lebensdauer ,des Wagens arbeiten müssen. Aus diesem Grund haben sich bei Kraftstoffpumpen, trotz .der Verwendung von Membranen von mehrfacher Dicke und aus mehrfachen Lagen bestehend, beträchtliche Membranstörungen ergeben. Bisher war es praktisch unmöglich, eine in obiger Hinsicht befriedigende Membran, i'ns'besandere in Form einer einfachen, mit Kautschuk überzogenen Lage, wie sie für die. Verwendung in Kraftstoffpumpen am wünschenswertesten ist, zu erhalten.In fuel pumps .this type, the diaphragm is high, physical and chemical stresses within a wide temperature range. subject and exposure to liquids and gases: such as gasoline, gasoline, alcohol, water and others, which attack the Delagmaterial of the membrane, weaken or destroy. In the subject matter of the invention, the membrane consists of a base fabric, which is coated or impregnated with a covering compound such as synthetic rubber which is against the effect of the gasoline or another liquid to be pumped is resilient. One of the conditions placed on the membrane is that it must remain pliable enough to distort it into an essentially to allow truncated cone and ring shape through the diaphragm actuation means, while the edges of the membrane. be held. Those of diaphragms in fuel pumps The power required for motor vehicle engines is heavy because they operate at high speeds under considerable and sharply changing tension, thousands of Hours during the life of the car. the end for this reason, in spite of the use of diaphragms, fuel pumps of multiple thicknesses and composed of multiple layers, considerable membrane defects result. So far it has been practically impossible to find a satisfactory one in the above respects Membrane, i'ns'besandere in the form of a simple, rubber-coated layer, like them for that. Use in fuel pumps is most desirable to obtain.

Es hat sich gezeigt, daß vorzugsweise synthetischer Kautschuk, wie ButadienrMischpolymerisate oder Polyamide, gute Widerstandseigenschaften gegen die Einwirkung der genannten Flüssigkeiten hat und auch. nicht zu sehr innerhalb der Temperaturbereiche angegriffen wird, innerhalb welcher eine Kraftstoffpumpe für eine Brennkraftmaschine arbeiten muß, nämlich zwischen -q.6 und 15O' C. Andererseits hat dieses Material aber keine genügende Zugfestigkeit, um seihen Gebrauch innerhalb einer Membran ohne Verstärkung zu erlauben. Die Aufgabe, ein in dieser Hinsicht befriedigendes Verstärkungsmaterial in richtige Wechselwirkung mit der Belagmasse zu bringen, ist (bisher noch nicht in befriedigendem Sinne gelöst worden. Wenn das Garn des als Verstärkungsmaterial benutzten Gewebes mit dem Kautschuk imprägniert wird, wird die fertige Membran steif und zerbrechlich. Andererseits kann, wenn der Kautschuk nicht intensiv mit ,dem Gewebe verbunden ist, der Kautschuk sich abstreifen oder Blasen bilden, welche sich rasch. vergrößern und endlich zu einem Versagen der Membran führen. Es ist keine richtige Verbindung des Kautschuks mit dem Gewebe möglich, ohne daß die Gewebefäden zuvor imprägniert werden, so daß die einzelnen Fasern der Fäden miteinander verbunden werden. Wenn aber die Gewebefäden solchermaßen imprägniert sind, wird das unbedingt erforderliche Gleiten zwischen den. einzelnen: Fasern verhindert, so daß die Membran bei starker Beanspruchung bald bricht.It has been shown that preferably synthetic rubber, such as Butadiene copolymers or polyamides, good resistance properties against the The fluids mentioned have and also have an effect. not too much within the Temperature ranges is attacked within which a fuel pump for an internal combustion engine must work, namely between -q.6 and 150 'C. On the other hand However, this material does not have sufficient tensile strength to be used within to allow a membrane without reinforcement. The task of one in this regard Satisfactory reinforcement material in proper interaction with the pavement mass to bring, has not yet been solved in a satisfactory way. If that Yarn of the fabric used as reinforcement material is impregnated with the rubber the finished membrane becomes stiff and fragile. On the other hand, if the If rubber is not intensely bonded to the fabric, the rubber will strip off or form blisters, which quickly. enlarge and finally a failure the membrane. There is no proper connection between the rubber and the fabric possible without the fabric threads being impregnated beforehand, so that the individual Fibers of the threads are connected to each other. But if the fabric threads in such a way are impregnated, the essential sliding between the. individual: Prevents fibers, so that the membrane soon breaks under heavy use.

Infolge der vorgenannten Schwierigkeiten wurden bisher praktisch kaum Membranen aus synthetischem Kautschuk für Kraftstoffpumpen verwendet. Wie Versuche ergeben haben, kann eine befriedigende Membran dieser- Art gemäß der hier beschriebenen Erfindung hergestellt werden, und solche Membranen erfüllten alle notwendigen Erfordernisse für Iden Kraftstoffpumpenbau, insbesondere für Kraftfahrzeuge.As a result of the above-mentioned difficulties have so far hardly been practically Synthetic rubber diaphragms used for fuel pumps. Like attempts have shown, a satisfactory membrane of this type according to that described here Invention can be made, and such membranes met all the necessary requirements for Iden fuel pump construction, especially for motor vehicles.

Bei der Herstellung von solchen biegsamen Schichtstoffen aus plastischen Kunststoffen als Belagmasse und` Geweben wurde bisher bekanntermaßen so verfahren, daß das gegebenenfalls in irgendeiner Weise vorimprägnierte Grundgewebe vorzugsweise durch Kalandrieren mit der Belagmasse überzogen und anschließend gegebenenfalls einem Vulkanisations- oder Aushärtungsprozeß unterworfen wird. Um eine Verankerung der Belagmasse innerhalb des Gewebes zu erzielen, ist es bekannt, dieselbe. in die Gewebemaschen der Versteifungseinlage eindringen zu lassen, so d'aß sich. die beidseitigen Beläge in den Zwischenräumen zwischen den Maschen vereinigen können.In the production of such flexible laminates from plastic Plastics as covering mass and fabrics have been used so far, as is known, that the base fabric, optionally pre-impregnated in some way, is preferred covered with the covering mass by calendering and then optionally is subjected to a vulcanization or curing process. To an anchor to achieve the covering mass within the fabric, it is known to do the same. in the To let the mesh of the stiffening insert penetrate, so d'ass. the two-sided Can unite coverings in the spaces between the stitches.

Durch das Kalandrieren kann es vorkommen, daß die Fäden des Grundgewebes in der Kalandrierrichtung stark gestreckt wenden und' dadurch der Gleichgewichtszustand des Gewebes hinsichtlich der Fadenspannung gestört wird. Es gibt jedoch eine ganze Anzahl von Gewebearten, vornehmlich Segeltucharten, bei welchen der Gleichgewichtszustand schon vom Webvorgang her gestört ist. Auch durch Tauchen, Bestreichen oder Besprühen von Geweben kann der Gleichgewichtszustand eines ursprünglich im Gleichgewicht befindlichen Gewebes nachträglich gestört werden, indem beispielsweise die Fadenkräuselung in einer Fadenrichtung stärker wird als in der anderen Richtung.Due to the calendering it can happen that the threads of the base fabric Turn it very stretched in the calendering direction and thereby the state of equilibrium of the fabric is disturbed in terms of thread tension. However, there is a whole Number of types of fabric, primarily types of canvas, in which the state of equilibrium is already disturbed by the weaving process. Also by dipping, brushing or spraying of tissues can be the state of equilibrium of an originally in equilibrium Fabric can be disturbed afterwards, for example by the thread puckering in one thread direction becomes stronger than the other.

Es ist ein hervorspringendes Merkmal des erfindungsgemäBen Herstellungsverfahrens, daß ein Grundgewebe mit gestörtem Gleichgewicht im Laufe des Verfahrens wieder ins Gleichgewicht gebracht wird' und somit in allen Richtungen des erfindungsgemäß hergestellten Schichtstoffes festigkeitsmäßig gleiche Verhältnisse herrschen. Dies ist aber .insbesondere für solche Schichtstoffe von großer Wichtigkeit, die zu Pumpenmembranen weiterverarbeitet werden sollen, :da die Membran im praktischen- Pumpenbetrieb in allen Richtungen einer gleich großen, außerordentlich hohen Dauerbeanspruchung ausgesetzt ist und ein vorzeitiges Reißen in einer bestimmten Richtung unter allen Umständen vermieden werden muß.It is a salient feature of the manufacturing process according to the invention, that a basic fabric with a disturbed equilibrium re-inserts in the course of the procedure Is brought equilibrium 'and thus in all directions of the inventively produced Laminate has the same conditions in terms of strength. But this is special of great importance for such laminates that are further processed into pump diaphragms should be: because the membrane in practical- pump operation in all directions is exposed to an equally large, extremely high continuous load and premature tearing in a certain direction avoided at all costs must become.

Die Erfindung bezieht sich demzufolge auf ein Verfahren zur Herstellung von (biegsamen Schichtstoffen, insbesondere für die Weiterverarbeitung zu Pumpenmembranen, die hohen physikalischen und chemischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, aus plastischen Kunststoffen als Belagmasse und Geweben, ideren Gewebestruktur sich entweder bereits infolge des. ursprünglichen Webvorganges oder infolge einer Behandlung, beispielsweise Tauchung, Besprühung oder Kalandrierung, in einem vorgeschalteten Verfahrensschritt außer Gleichgewicht befindet, was sich in höherer Spannung oder stärkerer Kräuselung der Gewebefäden einer der beiden Fadenrichtungen auswirkt. Erfindungsgemäß wird nach der in bekannter Weise erfolgten Aufbringung der Belagmasse dieses Gleichgewicht in einem nachgeschalteten Arbeitsgang wiederhergestellt, indem .das Zwischenerzeugnis in Richtung der ,größeren Fadenspannung bzw. stärkeren Fadenkräuselung in Längsstreifenform gebracht und diese Streifen unter gleichzeitiger Vulkanisation der Belagmasse zwischen Preßflächen bei hohem Druck und hoher Temperatur so gepreßt werden, daß eine Streckung der quer zur Streifenlängsrichtung verlaufenden Gewebefäden erfolgt.The invention accordingly relates to a method of manufacture of (flexible laminates, especially for further processing into pump diaphragms, which are exposed to high physical and chemical stresses, from plastic Plastics as covering mass and fabrics, ideren fabric structure either already as a result of the original weaving process or as a result of a treatment, for example Dipping, spraying or calendering, in an upstream process step out of balance, which is higher tension or higher ripple of the fabric threads affects one of the two thread directions. According to the invention this equilibrium after the application of the covering mass has taken place in a known manner restored in a subsequent operation by .the intermediate product in the direction of greater thread tension or stronger thread crimping in the form of longitudinal stripes brought and these strips with simultaneous vulcanization of the pavement mass between Pressing surfaces are pressed at high pressure and high temperature so that an elongation of the fabric threads running transversely to the longitudinal direction of the strip.

Die Lebensdauer einer gemäß Erfindung hergestellten Membran kann sich, wie Versuche gezeigt haben, im allgemeinen mit derjenigender Maschine, in welcher sie benutzt wird, messen.The service life of a membrane produced according to the invention can be as tests have shown, generally with the machine in which it is used to measure.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in den Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine nach der Erfindung hergestellte Membran, eingebaut in eine Kraftstoffpumpe, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine am Pumpenstößel befestigte Membran, getrennt von der Pumpe, Fig. 3 eine Aufsicht auf eine in Fig. i und 2 gezeigte Membran, Fig. q. eine Aufsicht, die die Webart des Grundgewebes für die Membran zeigt, Fig. 5 einen Längsschnitt des Gewebes nach dem Aufbringen eines vorläufigen Gummibelages auf jede Seite, Fig. 6 einen Querschnitt durch das Gewebe mit dem vorläufigen Belag, Fig.7 eine Aufsicht auf das Gewebe nach dem Aufbringen einer .dünnen urivulkanisierten Kautschukschicht vor dem Pressen und Vulkanisieren, Fig. 8 eine Aufsicht auf das Gewebe nach dem endgültiken Aufbringen und Vulkanisieren des synthetischen Kautschuks, wobei die obere Lage des Kautschuks zur iEinsicht in das Gewebe entfernt ist, Fig. 9 die Aufbringung des synthetischen Kautschuks in einem Kalander auf das schon mit einem Überzug versehene Gewebe, wobei .der Schnitt durch das Gewebe entlang einem Kettenfaden genommen ist, Fig. io einen Schnitt durch das Gewebe, wie es aus dem Kalander kommt, wobei. der Schnitt zwischen den Kettenfäden genommen ist, Fig. i i einen Schnitt durch eine Presse für das erfindungsgemäße Vulkanisieren des überzogenen Gewebes, nachdem der mit dem Belag versehene Schichtstoff erfindungsgemäß in Streifen geschnitten ist, in kleinerem Maßstab, Fig. 12 eine Anzahl von Streifen gemäß Erfindung beim erfindungsgemäßen Vul@kanisationsvorgang" Fig. 13 einen ähnlichen Schnitt wie Fig. 12, aber nachdem Druck und Hitze auf die Streifen gewirkt haben, Fig. 1q. die einzelnen Membranscheiben, die aus den erfindungsgemäß vulkanisierten Streifen ausgeschnitten sind', Fig. 15 einen vergrößerten Schnitt durch eine (der Druckabteilungen der Fig. 13, Fig. 16 einen Schnitt an ,einem Randteil einer der Pressen mit Austrieb von plastischem Material, Fig. 17 eine Aufsicht auf einen Teil des ursprünglichen Gewebes vor dem Aufbringen des Belages, in größerem Maßstab, Fig. 18 einen vergrößerten Schnitt, im wesentlichen nach der Linie 18-18 der Fig. 17, welcher die Fäden des Gewebes zeigt, Fig. i9 einen vergrößerten Schnitt ähnlich dem der Fig. 18 nach dem Aufbringen des vorläufigen Überzuges, Fig. 2o@ einen, vergrößerten Schnitt ähnlich dem der Fig. i8. und i9 nach ;dem Aufbringen des Hauptüberzuges, aber vor dem Pressen und Vulkanisieren, Fig. 21 eine Ansicht ähnlich der nach Fig. i9, abgesehen davon, daß der Querschnitt im wesentliehen nach der Linie 21-2i der Fig. 17 genommen ist, Fig.22 eine Ansicht ähnlich der nach Fig. 17, ausgenommen, d'aß die Veränderung der Form und Lage der Fäden infolge des Druckes ersichtlich ist, Fig. 23 einen Querschnitt ähnlich dem der Fig. 18, i9 und 20, mit der Ausnahme, daß der Schnitt nach dem Pressen und Vulkanisieren genommen ist und den veränderten. Zustand der Fäden zeigt, Fig.24 einen ähnlichen Schnitt wie der der Fig. 23, mit der Ausnahme, daß er zeigt, wie die beidseitige Belagmasse in die Zwischenräume zwischen den Grundgewebefäden getreten ist und somit im Gewebe fest verankert ist, Fig.2,5 einen ähnlichen Schnitt wie der nach Fig. 23, mit der Ausnahme, daß der Schnitt entlang der Linie des Fadens anstatt zwischen den Fäden genommen ist.The method according to the invention is shown in the drawings, namely shows Fig. I a membrane produced according to the invention, installed in a fuel pump, FIG. 2 shows a longitudinal section through one on the pump tappet attached membrane, separated from the pump, Fig. 3 is a plan view of a in Fig. Diaphragm shown i and 2, Fig. q. an oversight showing the weave of the base fabric for the membrane, Fig. 5 shows a longitudinal section of the fabric after application a preliminary rubber covering on each side, Fig. 6 shows a cross section through the Fabric with the preliminary coating, FIG. 7 a plan view of the fabric after application a thin urivulcanized rubber layer before pressing and vulcanizing, 8 is a plan view of the fabric after the final application and vulcanization of synthetic rubber, with the upper layer of the rubber facing is removed into the fabric, Fig. 9 shows the application of the synthetic rubber in a calender on the fabric already provided with a coating, whereby .der cut is taken through the fabric along a warp thread, Fig. io a section through the fabric as it comes out of the calender, whereby. the cut between the warp threads is taken, Fig. i i a section through a press for the invention Vulcanizing the coated fabric after the coated laminate according to the invention is cut into strips, on a smaller scale, Fig. 12 a Number of strips according to the invention in the vulcanization process according to the invention " 13 shows a similar section to FIG. 12, but after pressure and heat have been applied to the Stripes have worked, Fig. 1q. the individual membrane disks, which are made from the inventive vulcanized strips are cut out ', Fig. 15 is an enlarged section through one (of the printing departments of FIGS. 13, 16 a section at, an edge part one of the presses with expulsion of plastic material, FIG. 17 is a top view part of the original fabric before the covering is applied, in a larger one Scale, Fig. 18 is an enlarged section, essentially along the line 18-18 17, which shows the threads of the fabric, FIG. 19 shows an enlarged section similar to that of Fig. 18 after the application of the preliminary coating, Fig. 2o @ an enlarged section similar to that of FIG. and i9 after; the application of the main coating, but before pressing and vulcanizing, Fig. 21 is a view similar to that of Fig. 19, except that the cross-section is essentially after is taken on the line 21-2i of Fig. 17, Fig. 22 is a view similar to that of Fig. 17, except for the change in the shape and position of the threads as a result of the pressure FIG. 23 shows a cross section similar to that of FIGS. 18, 19 and 20, with the exception that the cut is made after pressing and vulcanizing and the changed. The condition of the threads shows, Fig. 24 a similar section as the 23, with the exception that it shows how the two-sided covering mass in the Gaps between the base fabric threads have occurred and are therefore stuck in the fabric is anchored, Fig. 2.5 shows a similar section to that of Fig. 23, with the exception that the cut is taken along the line of the thread rather than between the threads is.

Die Fig. i und 2 zeigen, wie im allgemeinen die Pumpenmembran 6 einer Kraftstoffpumpe im Pumpenkörper angeordnet ist, indem der Me'mbranrand 66 zwischen Flanschen 7 und 8 der Pumpe gehalten wird, während idie Membranmitte zwischen zwei Scheiben 12 und 13 eingeklemmt ist, die ihrerseits durch das vernietete Ende des Pumpenstößels 5 zusammengepreßt werden. Dieser Pumpenstößel wird im Betrieb der Pumpe durch einen nockenbetätigten Steuerhebel 3 entgegen dem Druck einer Feder 14 periodisch auf und ab bewegt, wobei die Membran 6, die im einzelnen nochmals in Fig. 3 gezeigt ist, während des vollen Saughubes der Pumpe aus der in Fig. i gezeigten Stellung in die der Fig. 2 entsprechende flache Stellung und endlich in die. Stellung bewegt wird, die der punktierten Linie 16 in Fig. i entspricht. Dies erfordert, daß die Membran nicht nur biegsam, sondern .auch leicht nachgiebig sein muß. Da die hin. und her gehende Bewegung der Membran unter bestimmten Bedingungen sehr rasch. vor sich gehen muß, treten infolge der Trägheit der zu beschleunigenden und zu verzögernden Flüssigkeit bei der Aufundabbewegung der Membran starke Beanspruchungen auf. Wie schon vorher festgestellt, ist :der Gegenstand, dieser Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Membran, welche die. Stärke und Nachgiebigkeit hat, um in der,oben beschriebenen Weise dauerhaft zu arbeiten.FIGS. I and 2 show how, in general, the pump diaphragm 6 is a Fuel pump is arranged in the pump body by the Me'mbranrand 66 between Flanges 7 and 8 of the pump is held while the diaphragm center is between two Discs 12 and 13 is clamped, in turn by the riveted end of the Pump plunger 5 are pressed together. This pump tappet is in operation of the Pump by a cam operated control lever 3 against the pressure of a spring 14 periodically moved up and down, the membrane 6, which in detail again is shown in Fig. 3, during the full suction stroke of the pump from the in Fig. i position shown in the Fig. 2 corresponding flat position and finally in the. Position is moved, which corresponds to the dotted line 16 in Fig. I. this requires that the membrane not only be flexible, but also be slightly compliant got to. There that. and forward movement of the membrane under certain conditions very quickly. must go on, occur as a result of the inertia of the to be accelerated and the liquid to be decelerated during the up and down movement of the membrane on. As stated earlier: The subject matter of this invention is a method for the production of a membrane which the. Strength and compliance has to get in to work permanently in the manner described above.

In Fig. q. ist wesentlich vergrößert ein Gewebe veranschaulicht, Idas als Grundstoff für die Membran dient und welches unter dem Namen »chafer duck« bekanntgeworden ist. Die Kette und der Schuß bestehen jeweils zweckmäßig aus. vierfach gezwirntem Garn, wobei die Gewebedichte einer Fadenzahl von 6 bis io Faden/cm entspricht. Die Kett- und Schußfäden haben zweckmäßig gleiche Abstände und Spannung in beiden Richtungen. Baumwollge-,vebe hat sich als am besten .geeignet erwiesen, jedoch können andere Fasern, wie Kunstseide oder Polyamid, ebenfalls gebraucht werden.In Fig. Q. A tissue is illustrated on a much enlarged scale, Idas serves as the basic material for the membrane and which has become known under the name "chafer duck" is. The chain and the weft are each made up of. four-ply twisted Yarn, the fabric density corresponding to a thread count of 6 to 10 threads / cm. the Warp and weft threads expediently have the same spacing and tension in both directions. Cotton fabric has been found to work best, but others can Fibers such as rayon or polyamide are also needed.

Die richtige Auswahl und Welbart .des Gewebes ist wichtig, und es wird deshalb das folgende Beispiel eines Stoffes gegeben, der sich bisher als passend für diesen Zweck erwiesen hat: Gewicht . . . . . . . . . . . . . . o,¢o9 kg/m2 Fadenzahlen des Gewebes Kette: 8 Faden/cm vor der Behandlung .. 1 Schuß: 8 Faden/cm Garne ................... vierfach Dicke ................. 0,93 mm bis i,io mm Mikrometerdicke ....... 0,63 mm bei einem Druck von i,76 kg/cm2 Kräuselung . . . . . . . . . . . .# Kette: 14 bis i8 °/o, . - Schuß : 6x bis i oo/o. Der Unterschied in der Kräuselung ist bei dem hier gewählten Beispiel wichtig, da das Kalandern zweckmäßig in der Richtung der Kette geschieht und dieser Vorgang die Kräuselung so auszieht, daß eine Ungleichheit in dem Endprodukt und während des Kalandervorganges sogar ein Bruch eintreten könnte, wenn nicht eine wesentliche Kräuselung vorgesehen würde, um dem Gewebe eine Streckung während gdes Kalanderns zu erlau#ben.The right choice and world style of the fabric is important, and the following example of a fabric that has so far proven to be suitable for this purpose is therefore given: Weight . . . . . . . . . . . . . . o, ¢ o9 kg / m2 Number of threads of the fabric warp: 8 threads / cm before treatment .. 1 shot: 8 threads / cm Yarns ................... fourfold Thickness ................. 0.93 mm to i, io mm Micrometer thickness ....... 0.63 mm with one print of i, 76 kg / cm2 Ripple. . . . . . . . . . . . # Chain: 14 to 18 ° / o,. - Weft: 6x to i oo / o. The difference in crimp is important in the example chosen here, since the calendering is expediently done in the direction of the warp and this process pulls the crimp out so that an inequality in the end product and even a break, if not one, could occur in the end product and during the calendering process substantial pucker would be provided to allow the fabric to stretch during calendering.

Bei .dem hier gewählten Beispief wird nun synthetischer Kautschuk, wie z. B. Butadien-Misc'hpölymerisate oder Polyamide oder- ein ähnlicher plastischer Kunststoff, zuerst als Grundbelag in verhältnismäßig dünner Konzentration mit Hilfe einer Streichmaschine aufgebracht. Das Gewebe wandert dann in der Richtung der Kette zwischen Kalanderwalzen 2o und 21, welche mit unvulkanisiertem synthetischem Kautschuk in etwas dickerer Konzentration gespeist werden. Wie bei 2.2 gezeigt, bildet der Kautschuk in üblicher Weise vor jeder Walze eine Wulst. Diese Wulst wird dauernd mit unvulkanisierten Belagmassestreifen 23 und 2,4 versorgt, welche je nach Erfordernis in die Wulst eingespeist werden. Der Grundbelag bildet eine klebende Oberfläche, die verhindert, daß die dicke Belagmasse an den Walzen kleben bleibt: Entsprechend dem Abstand und der Spannung ;der Walzen wird eine Anordnung vorgesehen, wie sie schematisch bei. 2,5 und 26 mit einstellbaren Federmitteln 27 zur Regelung des Druckes und des Abstandes .gezeigt ist. Der Druck ist bei dem hier gewählten Beispiel groß genug, um den Kautschuk in .die Fläche des Gewebes zu drücken, aber nicht groß genug; .um ihn durch .die Zwischenräume zwischen den Fäden zu pressen bzw. Klümpchen zu bilden, welche- die Härchen zurück in das Garn drücken und -sich sodann in bekannter Weise in der Mitte vereinigen, da dies dem erfindungsgemäßen Vulk.anisations-, Druck- und Spannungsausgleichgvorgang vorbehalten werden müß. Es ist bei .denn hier gewählten Beispiel auch wichtig, daß (die Fäden selbst nicht imprägniert werden, wie .dies gder Fall ist, wenn das Gewebe in bekannter Weise in eine Kautschuklösung eingetaucht wird.In the example chosen here, synthetic rubber, such as. B. Butadiene Misc'hpölymerisate or polyamides or a similar plastic plastic, first applied as a base layer in a relatively thin concentration with the help of a coating machine. The fabric then moves in the direction of the chain between calender rollers 2o and 21, which are fed with unvulcanized synthetic rubber in a somewhat thicker concentration. As shown at 2.2, the rubber forms a bead in the usual way in front of each roller. This bead is continuously supplied with unvulcanized lining compound strips 23 and 2, 4, which are fed into the bead as required. The base layer forms an adhesive surface that prevents the thick layer of material from sticking to the rollers: according to the distance and the tension; the rollers are arranged as shown in the diagram at. 2, 5 and 26 with adjustable spring means 27 for regulating the pressure and the distance is shown. In the example chosen here, the pressure is large enough to press the rubber into the surface of the fabric, but not large enough; .to press it through .the gaps between the threads or to form lumps which- push the hairs back into the yarn and -then unite in the known manner in the middle, as this is the vulcanization, pressure- and the voltage equalization process must be reserved. In the example chosen here, it is also important that (the threads themselves are not impregnated, as is the case when the fabric is immersed in a rubber solution in a known manner.

Während des Walzvorganges erzeugt .der Widerstand der Wulst 2,2 beim Wandern durch die Walzen eine sehr wesentliche Spannung oder Kraft, welche das Bestreben hat, die Kette oder .die Längsfäden in, der Walzrichtung zu strecken und- den Schuß zu trennen.During the rolling process, the resistance of the bead 2.2 at Walking through the rollers creates a very substantial tension or force which the aspiration has to stretch the warp or .the longitudinal threads in the direction of rolling and- the weft to separate.

Der Kautschuk wird also mir in die Oberfläche des Gewebes gewalzt, welches gleichzeitig ungefähr 5 % oder mehr in.der Richtung 'der Kette gestreckt wird. -Die beiden Oberflächenlagen sind jedoch bei dem hier gewählten Beispiel nicht in der Mitte miteinander verbunden, weil der Kautschuk in seinem verhältnigsmäßig kühlen Zustand' nicht in die Zwischenräume gezwängt werden kann, ohne solchen Druck anzuwenden, daß .das Gewebe reißt. Der Zustand des Gewebes nach :dem Kalandern ist in Fig. 2o gezeigt.So the rubber is rolled into the surface of the fabric, which is at the same time stretched about 5% or more in the direction of the chain will. - However, the two surface layers are not in the example chosen here connected in the middle, because the rubber in its proportion cool state 'cannot be forced into the gaps without such pressure to use that .the fabric tears. The condition of the fabric after: calendering is shown in Fig. 2o.

Das Überzugsmaterial wird nunerfindungsgemäß durch .die Anwendung von Hitze und stationärem Druck vulkanisiert, wie in den Fig. 11, 12, 13, 15 und 16 veranschaulicht. Das mit,dem Überzug versehene kalanderte Gewebe wird gemäß einem Beispiel der Erfindung in Längsstreifen3ogeschnitten, die etwas breiter sind als der Durchmesser der Membran, wie in Fig. 14 gezeigt. Diese Streifen werden in Rollenform zwischen gegenüberstehende Platten 34 einer Heizpresse 35 .gespeist, wobei die Platten eine wesentliche Länge aufweisen, :d. h. mindestens die Länge haben, .die dem (Durchmesser mehrerer Membranen entspricht. Zweckmäßig sind die Streifen etwa 6o bis 9o cm lang, wobei ihre Breite beispielsweisse. iogcm sein kann.. Nun werden genügend Hitze und Druck angewendet, um das synthetische Kautschukmaterial zu vulkanisieren und die Schußfäden zu strecken, so daß in dem Endprodukt sowohl die Längs- wie die Querfäden dieselbe Spannung und den gleichen Abstand voneinander haben. In (der Praxis wird ein Druck von etwa 53 kg/cm2 und eine Temperatur von 153 his 155° C auf .die Dauer von etwa io bis 15 Minuten angewandt. Abgesetzte Pressenführungen 36 geben Anschläge, so idaß gdas fertige Produkt auf eine Stärke zwischen 1,4 und 1,6 mm verringert wird, wobei .der Belag aus synthetischem Kautschuk auf gbeidlen Seiten des Gewebes 0,25 bis 0,5 mm stark ist.The coating material is now vulcanized according to the invention by the application of heat and stationary pressure, as illustrated in FIGS. 11, 12, 13, 15 and 16. The calendered fabric provided with the coating is, according to an example of the invention, cut into longitudinal strips which are somewhat wider than the diameter of the membrane, as shown in FIG. These strips are fed in roll form between opposing plates 34 of a heating press 35, the plates having a substantial length, ie at least the length corresponding to the diameter of several membranes. The strips are expediently about 60 to 90 cm long, where their width can be, for example, 100 cm .. Sufficient heat and pressure are now applied to vulcanize the synthetic rubber material and to stretch the weft threads so that in the end product both the longitudinal and transverse threads have the same tension and the same distance from one another In practice, a pressure of about 53 kg / cm2 and a temperature of 153-155 ° C are applied for a period of about 10 to 15 minutes 1.4 and 1.6 mm is reduced, the synthetic rubber covering on both sides of the fabric being 0.25 to 0.5 mm thick.

Die Presse ist so gebaut, gdaß der Druck sehr langsam angewendet werden kann, was-verursacht, daß der Belag gleichmäßig ausgebreitet wird und Gasnester und Grübchen beseitigt wenden. Zu rasche Anwendung des Vulkanisationsdruckes hat in manchen Fällen die Fäden des Grundgewebes beschädigt oder zerrissen, während die langsame Anwien-dung des Druckes .die volle Kraft gder Fäden aufrechterhält.The press is designed so that the pressure can be applied very slowly can what-causes the topping to be evenly spread and gas pockets and remove dimples. Has too rapid application of the vulcanization pressure in some cases the threads of the base fabric are damaged or torn while the slow application of pressure. maintains the full force of the threads.

Die Fig. 15 und 16 zeigen, wie der synthetische Kautschuk an den Seiten von -den Streifen nach außen gepreßt wird, wie bei 3i und 32, was eine Querstreckung des Gewebes zum Ausgleich der Längsstreckung während .des Kalandlerns bewirkt. Während dieses Vulkanisationsvorganges tritt infolge der dichteren Lage der Längsfäden und der wesentlichen Länge der Presse im wesentlichen keine Längsstreckung auf. Der Belagüberschuß hat infölgedessien ,das Bestreben., entlang der geringeren und nachgiebigen Abmessung zu entweichen, wobei die Fäden in dieser Richtung gestreckt werden.Figures 15 and 16 show how the synthetic rubber on the sides from -the strip is pressed outwards, as in 3i and 32, which is a transverse stretch of the fabric to compensate for the longitudinal stretching during .des calendering. While this vulcanization process occurs as a result of the denser position of the longitudinal threads and the substantial length of the press essentially no longitudinal extension. Of the Surface excess has infölgedessien, the endeavor., Along the lesser and more yielding Dimension to escape, stretching the threads in that direction.

Die Kräuselung und Spannung -des Gewebes., die Menge des aufgebrachten synthetischen Kautschuks, das Maß der Anwendung des Vulkanisationsdruckes und-die Stellung der Preßabsätze beeinflussen alle .den jeweiligen Grad .der Streckung der Fäden., und diese Faktoren: müssen deshalb so eingestellt werden, daß ,das Endprodukt eine gleiche Stärke und Nachgiebigkeit in allen Richtungen aufweist. Die genannten Zahlengrößen haben sich: als praktisch ,erwiesen, jedoch erlaubt d'ie Praxis einige Ab- weichungen. Der Zustand der vulkanisierten Platte kann in an sich bekannter Weise deicht geprüft werden, indem genau bemessene Streckkräfte auf :dieselbe angewandt werden und, mit Dehnungs-und Bruch-Meßvorrichtungen gemessen wird. Da das Strecken während -der Vulkanisation größtenteils oder ganz in der kurzen oder Querrichtung auftritt, kann der jeweilige Streckungsgrad durch Änderung des Maßes der Art der zeitlichen Anwendung des Druckes und/oder der Viskosität des synthetischen Kautschuks so beeinflu.ßt werden, daß das sich ergebende Produkt sich spannungsmäßig im Gleichgewicht befindlet.The crimp and tension of the fabric, the amount of synthetic rubber applied, the degree of application of the vulcanization pressure and the position of the press heels all influence the respective degree of stretching of the threads, and these factors must therefore be adjusted accordingly that the end product has an equal strength and resilience in all directions. The number stated variables have: proven to be practical, but he d'practice allows some deviations. The condition of the vulcanized plate can be checked in a manner known per se by applying precisely measured stretching forces to the same and measuring with elongation and breakage measuring devices. Since the stretching during vulcanization occurs largely or entirely in the short or transverse direction, the respective degree of stretching can be so influenced by changing the degree of the type of temporal application of pressure and / or the viscosity of the synthetic rubber that the resultant The product is in equilibrium in terms of tension.

Die mit dem Belag versehenen und vulkanisierten Streifen werden dann geschnitten oder ausgestanzt, wie in Fig. 14 gezeigt, um die Membranscheiben 33 zu bilden, und endlich werden die einzelnen Scheiben mit den Löchern. versehen, wie in Fig. 3 gezeigt, um die Anbringung an der Pumpe und am Membranspiegel zu ermöglichen.The coated and vulcanized strips are then cut or punched out, as shown in FIG. 14, around the membrane disks 33 to form, and finally the individual discs with the holes. Mistake, as shown in Fig. 3 to allow attachment to the pump and diaphragm mirror.

Zur Erleichterung der Prüfung der Membran und um die jeweils richtige Stellung der Membran bei bestimmten Anwendungsarten., beispielsweise beim Einbau, anzuzeigen, z. B. in Fällen, wo ein Unterschied zwischen der Spannung der. Kette und des Schusses erwünscht oder zulässig ist, werden Anzeigemittel für die Schuß:fadenrichtung vorgesehen. Ein solches Anzeigemittel kann z. B. -die Anordnung von. Abflachungen an den Seiten, wie bei 6.6 angedeutet, sein. Es gibt gegebenenfalls Anwendungsarten, bei welchen mehr Biegsamkeit in der einen Richtung verlangt wird, z. B. wenn die B-ewegung"de.r Membran im'Betrieb eine einachsige Biegung derselben verursacht. Während also -normalerweise ein möglichst geringer Unterschied zwischen der Streckung der Kette und des Schusses bei den nach dem Verfahren hergestellten Membranen angestrebt wird, ist es möglich, den Unterschied bis zu jedem gewünschten Grad herauszubilden, indem das Maß der Anwendung des Druckes in den Formen entsprechend geregelt und der richtige Kräuselungsunterschied in dem Gewebe entsprechend gewählt wird. Gewöhnlich wird zusätzlich eine Marke vorgesehen>-.die in erhabener Form, wie bei 67 gezeigt; zur Anzeige der Richtung des Schußfadens dient.To facilitate the testing of the membrane and to find the correct one Position of the membrane for certain types of application, for example when installing, to display, e.g. B. in cases where there is a difference between the voltage of the. chain and the weft is desired or permissible, display means for the weft: thread direction intended. Such a display means can, for. B. -the arrangement of. Flats on the sides, as indicated in 6.6. There may be types of application where more flexibility in one direction is required, e.g. B. if the Movement of the membrane causes uniaxial bending of the membrane during operation. So while - usually the smallest possible difference between the stretching the warp and the weft in the membranes produced by the process aimed at it is possible to make the difference to any desired degree, by regulating the degree of application of the pressure in the forms and accordingly the correct difference in crimp in the fabric is chosen accordingly. Usually a mark is additionally provided> -. which is in raised form, as shown at 67; serves to indicate the direction of the weft thread.

Das sich ergebende Produkt ist eine starke, dauerhafte, widerstandsfähige Membran, die gleichmäßige Biegungs-, Stärke,- und Nachgiebigkeitseigenschaften in allen'. Richtungen hat: Wenn Membranen nach der Erfindung :bis zur Zerstörung geprüft werden, zerbrechen sie längs Linien, die sich. im rechten Winkel schneiden, was anzeigt, däß die Schubspannung in beiden Richtungen gleich ,ist. Überdies haben so gebaute Membranen Dauerprüfungen von io ooo Stunden Tätigkeit bei 1750 Perioden in der Minute ausgehalten, einmontiert in eine Pumpenbauart, wie sie in Fig. i dargestellt ist. Der synthetische Kautschulzbelag hält Temperaturen herunter bis zu -58° C aus, ohne seine Biegsamkeit zu verlieren, und wird durch Kraftstoffe auf aromatischer oder anderer Kohlenwasserstoffbasss, !durch Alkohol oder Wasse@rnicht wesentlich angegriffen, während .die bisher bekannten Membranarten unter einigen oder allen der eben angegebenen Bedingungen sich -als unbrauchbar erwiesen haben.The resulting product is a strong, durable, resilient membrane that has uniform flex, strength, and compliance properties throughout. Has directions: When membranes according to the invention: are tested to destruction, they break along lines that extend. cut at right angles, indicating that the shear stress is the same in both directions. In addition, diaphragms constructed in this way have withstood endurance tests of 10,000 hours of activity at 1750 cycles per minute, installed in a pump design as shown in FIG. The synthetic rubber lining withstands temperatures down to -58 ° C without losing its flexibility, and is not significantly attacked by fuels with aromatic or other hydrocarbon bases,! By alcohol or water @ r, while the previously known types of membrane are among some or all of them the conditions just given have proven to be unusable.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method of manufacture. of flexible laminates, especially for further processing into pump diaphragms, which are highly physical and chemical stresses, made of plastic as. Covering mass and tissues, whose tissue structure is either already as a result of the original Weaving process or as a result of a treatment, for example dipping, spraying or Calendering, is out of equilibrium in a preceding process step, resulting in higher tension or stronger crimping of the fabric threads of an ider affects both thread directions; - characterized in that after. in familiar This equilibrium is achieved by applying the covering mass in a subsequent operation is restored by .the intermediate product in the direction of the greater thread tension or stronger thread crimping brought into longitudinal stripe form and; these stripes with simultaneous vulcanization of the covering mass between pressing surfaces at high Pressure and high temperature are pressed so that: that a stretching of the transverse to the longitudinal direction of the strip running fabric threads takes place.

2. The method according to claim i, characterized in, that on a close-meshed base fabric made of stretchable rough threads, such as. B. Canvas od, d-1., with stretching in one thread direction at moderate temperature on both sides a covering made of vulcanized rubber mixture or plastics, preferably made of butadiene copolymers or polyamides, calendered under moderate pressure becomes that after this this layered intermediate product in the direction of the warp threads is cut into longitudinal strips and that finally these strips at a higher temperature between pressing surfaces are vulcanized and heated under higher pressure so that a flow of the covering occurs transversely to the aforementioned stretching direction.

3. The method according to claim a, characterized in that the base fabric is wetted with a dilute solution of the covering material or a similar chemical or physical effects exerting material before the two-sided covering is applied. q .. The method according to claim 3, characterized in that the base fabric is wetted with a solution of synthetic rubber in methyl ethyl ketone and the calendering takes place after the wetting solution has dried. 5. The method according to claim i to 4, characterized in that a fabric with the same number of warp and weft threads is used as the base fabric and that the crimping of the warp and weft threads is selected in such a way that in each case The direction of the calender and in the plane of the later main bending stress on the membrane, the threads with the stronger crimp run. 6. Procedure according to. Claim. - characterized in that the vulcanization or heating of the laminate takes place in a press, the molds of which are designed so that the hot covering material can perform a lateral flow movement. 7. The method according to claim 6, characterized in that the pressing begins with low pressure, which is gradually increased and is increased very slowly, but significantly towards the end of the pressing.-8. Method according to claims 1 to 7, characterized in that a fabric with a plain weave, preferably made of twisted threads with an average thread count of about 6 to 10 threads / cm, is used as the base fabric. 9. The method according to claim 2 to 8, characterized in that the elongation remaining in the threads after the solidification of the laminate is preferably about 5 to 10%. ok Method according to claims 1 to 8, characterized in that the basic fabric is a cotton fabric with a plain weave made of four-fold yarn with a thread count of 8 threads / cm, commercially available under the name "chafer .duck", a weight of o; 408 kg / in 2 and a thickness of 0.8 mm at a pressure of 1.76 kg / cm2 is used, the warp thread crimping 14 to 18% and the weft thread crimping _6 to 10 % . ii. Method according to claims 2 to 10, characterized in that the pressure during cafariage is maintained in such a way that the base fabric is indeed pressed into the plastic covering compound, but that the two covering sides are not yet united in the meshes. 12 . The method according to claim ir, characterized in that the flow of: the pavement mass until both sides of the pavement unite in the mesh: the base fabric at a pressure increasing to 53 g / cm2 and a temperature of -i50 to iSo ° C for a period of time 13.- Laminate, produced by a process according to one of Claims 1 to 10 or 12, consisting of a base fabric with a double-sided coating of thermoplastic material, both sides of the facing through the fabric meshes with one another Have connection, characterized in that the thickness of the connecting pegs thus formed is at least as great as the thickness of the covering between the outside of the covering front and base fabric. 14. Laminate according to claim 13, characterized in that the cross-section of the connecting pin formed by the merging of the two facing sides .in .den base fabric meshes, starting from the thickness value essentially in the center of the pin, defined in spoke 13, in the direction of the two facing sides increases. 15. Laminate according to claim 14, characterized in that the increase in thickness of the lining mass pegs connecting the two sides of the lining extends on both sides so that flange-like transitions are formed in the actual linings, the thickness of the linings being smaller in relation to the flange thickness, so that in case of stress; which aim at tearing off the covering from the base fabric, tearing off or tearing out the connecting pins * and thus peeling off the covering. is made impossible. 16. Laminate according to one of claims 13 to 15, characterized in, .that the covering mass as a whole represents a coherent body, which is of; interwoven, sinusoidal channels are traversed, which have essentially no connection with each other and in which the threads .des base fabric run .. 17. Laminate according to one of claims 13 to 16, characterized in that at. a base fabric made of - under the name of "chafer duck" in the trade material with an average thread density of 8 threads / cm the non-impregnated and non-interrelated fabric threads are provided with a cover made of synthetic rubber, on which the also made of synthetic rubber , the actual Bela @ g mass is adjacent. Cited publications: German Patent No. 675 a49; Swiss Patent No. 241724.