EP0064748B1 - Verbundstoff und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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Metallwerk Oscar Weil & Co KG Lahrer Stahlspane- Stahlwolle- und Metallwollefabrik Metallspinnerei und Weberei GmbH
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    • Y10T442/656—Preformed metallic film or foil or sheet [film or foil or sheet had structural integrity prior to association with the nonwoven fabric]

Definitions

  • the invention relates to a composite material according to the preamble of claim 1 and a method for its production.
  • the nonwoven fabric consists of fibers made of thermoplastic material and the carrier made of textile, leather, plastic or the like.
  • tufts of fibers are pulled through the carrier by needles, which have barbs, which are melted together on the upper side of the carrier to form rivet-like knots and thereby anchored.
  • a composite for use in hand and orbital sanders, the fiber fleece of which consists of steel wool which is glued to the carrier.
  • this type of connection results in only a low level of adhesion since the surface area of the steel wool is small.
  • the steel wool is still flexible after gluing, so that the glue is easily released.
  • the use of adhesive in grinders with rotating grinding wheels also has the disadvantage that it decomposes at high temperatures. But even at low temperatures, the adhesive can get onto the workpiece surface to be machined, since the entire steel wool must be soaked with adhesive in order to achieve a sufficient connection between the steel wool surface and the grinding wheel. It is also known to fasten the steel wool to a carrier by means of clips or the like. This is, however, unfavorable for grinding purposes, since the staples penetrate through the steel wool and can damage the workpiece surface to be machined.
  • the invention has for its object to design the composite of the type mentioned so that there is a safe and easy to make connection between the nonwoven fabric and the carrier.
  • the nonwoven fabric is mechanically sufficiently firmly connected to the carrier without the use of adhesive, clips or other connecting elements.
  • This connection is only guaranteed by parts of the nonwoven fabric and the carrier. It is important here that during the production of the composite, nonwoven fiber parts pressed through the carrier form loops, that is to say the fibers of the nonwoven are not torn. If one presses the flaps that are bent open during the formation of the loop and delimit the punchings toward the outside of the carrier, then they engage in the loops. If the loops are now flattened together with the tabs, the hold of the nonwoven fabric on the carrier is ensured by the tabs of the punchings engaging in the loops and preventing the loops from being pulled through to the inside of the carrier. Flattening the loops is similar to riveting; that is, the loops are not folded over, but are flattened by vertical pressure.
  • This type of connection of the nonwoven fabric with the carrier results in a secure hold on the carrier. This is particularly important when using the composite material as an abrasive body, since a relative movement between the backing and the nonwoven fabric consisting of steel wool in this case and in particular the steel wool surface is no longer possible, because when the steel wool is pressed through the backing also on the steel wool surface lying fibers are pressed through the punchings and connected to their tabs.
  • the composite can also e.g. B. in the form of panels as heat and sound insulation panels, for electrical insulation (Faraday cage), for the production of fabrics for protective suits, etc. are used.
  • the proposed way of attaching a nonwoven fabric to a support is not limited to steel fibers, but is e.g. B. also possible with glass fibers.

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  • Textile Engineering (AREA)
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  • Laminated Bodies (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verbundstoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • Ein derartiger Verbundstoff ist aus der DE-A-1785549 bekannt. Bei diesem besteht das Faservlies aus Fasern aus thermoplastischem Kunststoff und der Träger aus Textil, Leder, Kunststoff oder dergleichen. Bei der Herstellung dieses Verbundstoffes werden durch Nadeln, die Widerhaken aufweisen, durch den Träger Faserbüschel hindurchgezogen, die an der Trägeroberseite zu nietkopfartigen Knoten zusammengeschmolzen und dadurch verankert werden.
  • Weiterhin ist zur Verwendung bei Hand- und Schwingschleifern ein Verbundstoff bekannt, dessen Faservlies aus Stahlwolle besteht, das auf den Träger geklebt ist. Diese Verbindungsart ergibt jedoch nur ein geringe Haftung, da die Haftfläche der Stahlwolle gering ist. Außerdem ist die Stahlwolle auch nach dem Kleben noch biegsam, so daß sich der Klebstoff leicht löst. Die Verwendung von Klebstoff hat bei Schleifern mit rotierenden Schleifscheiben außerdem den Nachteil, daß sich dieser bei hohen Temperaturen zersetzt. Aber auch schon bei niedrigen Temperaturen kann der Klebstoff auf die zu bearbeitende Werkstückfläche gelangen, da die gesamte Stahlwolle mit Klebstoff getränkt werden muß, um eine ausreichende Verbindung zwischen der Stahlwolleoberfläche und der Schleifscheibe zu erreichen. Es ist auch bekannt, die Stahlwolle mittels Klammern oder dergleichen an einem Träger zu befestigen. Dies ist, jedoch für Schleifzwecke ungünstig, da die Klammern durch die Stahlwolle nach außen dringen und die zu bearbeitende Werkstückoberfläche beschädigen können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Verbundstoff der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß sich zwischen dem Faservlies und dem Träger eine sichere und einfach herzustellende Verbindung ergibt.
  • Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Verfahren zur Herstellung des Verbundstoffes ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Bei diesem Verbundstoff ist das Faservlies mit dem Träger ohne Verwendung von Klebstoff, Klammern oder anderen Verbindungselementen mechanisch ausreichend fest verbunden. Diese Verbindung wird nur durch Teile des Faservlieses und des Trägers gewährleistet. Wichtig ist dabei, daß bei der Herstellung des Verbundstoffes durch den Träger gedrückte Faservliesteile Schlaufen bilden, also die Fasern des Vlieses nicht zerrissen werden. Drückt man die bei der Schlaufenbildung aufgebogenen, die Stanzungen begrenzenden Lappen in Richtung auf die Trägeraußenseite, dann greifen sie in die Schlaufen ein. Werden nun die Schlaufen zusammen mit den Lappen plattgedrückt, dann wird der Halt des Faservlieses am Träger dadurch gewährleistet, daß die Lappen der Stanzungen in die Schlaufen greifen und ein Durchziehen der Schlaufen zur Trägerinnenseite verhindern. Das Plattdrücken der Schlaufen ist dem Vernieten ähnlich, d. h., daß die Schlaufen nicht umgelegt, sondern durch vertikalen Druck plattgedrückt werden.
  • Durch diese Art der Verbindung des Faservlieses mit dem Träger ergibt sich ein sicherer Halt am Träger. Dies ist vor allem bei der Verwendung des Verbundstoffes als Schleifkörper von Bedeutung, da eine Relativbewegung zwischen dem Träger und dem in diesem Falle aus Stahlwolle bestehenden Faservlies und insbesondere der Stahlwolleoberfläche nicht mehr möglich ist, weil beim Durchdrücken der Stahlwolle durch den Träger auch an der Stahlwolleoberfläche liegende Fasern durch die Stanzungen gedrückt und mit deren Lappen verbunden werden.
  • Der Einsatzbereich eines derartigen Schleifkörpers ist zunächst gleich dem üblicher Stahlwolle, jedoch kann er vor allem bei Hand-oder Schwingschleifern verwendet werden. Gegenüber der Verwendung von Schleifpapier in Hand- oder Maschinenschleifern ergibt sich der Vorteil, daß sich die Stahlwolle mechanisch wieder säubern läßt, während sich das Schleifpapier zusetzt, und daß sich keine z. B. kreisförmigen Schleifspuren ergeben, wie sie bei Verwendung von Schleifpapier infolge der Schleifpartikel typisch sind.
  • Im übrigen ist das Einsatzgebiet eines solchen Verbundstoffes sehr umfangreich :
    • Bei Walzen von Bügelmangeln ist es bekannt, bandförmige Stahlwolle zu verwenden, die spiralförmig auf die Walzen gewickelt wird. Dabei ergibt sich der Nachteil, daß sich die Dicke der Stahlwolle durch die Bewegung der Fasern in Längsrichtung, d. h. zu den Enden hin, verringert, und dadurch kein ausreichender Anpressdruck mehr erzielt wird. Dieser Nachteil kann bei dem vorgeschlagenen Verbundstoff nicht mehr auftreten, da keine Wanderbewegung möglich ist.
  • Der Verbundstoff kann jedoch auch z. B. in Form von Platten als Wärme- und Schalldämmplatten, zur elektrischen Isolierung (Faraday-Käfig), zur Herstellung von Stoffen für Schutzanzüge usw. verwendet werden.
  • Auch ist die vorgeschlagene Art der Befestigung eines Faservlieses an einem Träger nicht auf Stahlfasern beschränkt, sondern ist z. B. auch bei Glasfasern möglich.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Verbundstoffes, bei dem das Faservlies aus Stahlwolle und der Träger aus Pappe besteht, beispielsweise erläutert. Es zeigt :
    • Figur 1 eine Aufsicht des kreuzförmige Stanzungen aufweisenden Trägers,
    • Figur 2 eine Seitenansicht des Trägers nach der Bildung der Schlaufen,
    • Figur 3 die Außenseite des Trägers der Fig. 2,
    • Figur 4 einen Schnitt des Trägers im Bereich der Schlaufen,
    • Figur 5 eine Seitenansicht des Trägers nach dem Niederdrücken der die kreuzförmigen Schlitze begrenzenden Lappen, und
    • Figur 6 eine Seitenansicht des Trägers nach dem Plattdrücken der Schlaufen und der Lappen.
    • Fig. 1 zeigt die Aufsicht eines rechteckigen Trägers 11 aus Pappe, der mehrere Reihen kreuzförmiger Stanzungen 13 aufweist. An den Seitenrändern hat der Träger 11 je zwei Kerbrillen 12, so daß er durch Umbiegen der seitlichen Randteile an einem Hand- oder Schwingschleifer festgespannt werden kann.
    • Fig. 2 zeigt den mit Stahlwole 14 belegten Trager. An den Stanzungen 13 sind Teile der Stahlwolle 14 durch die Stanzungen 13 gedrückt, so daß auf der obenliegenden Außenseite des Trägers 11 Schlaufen 15 in Form noppenförmiger Erhebungen gebildet sind. Wichtig ist dabei, daß die Fasern der Stahlwolle beim Durchdrücken durch den Träger 11 nicht beschädigt werden, da sonst keine einwandfreie Verankerung erreicht wird, und bei der Benutzung die Fasern durch den Träger zurückgezogen werden könnten. Die durch die Stanzungen gebildeten Lappen 16 werden, wie Fig. zeigt, beim Durchstoßen der Stahlwolle aufgebogen.
    • Fig. 3 zeigt die Außenseite des Trägers 11 nach der Bildung der Schlaufen 15. Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine Reihe Schlaufen in Fig. 3. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß vor allem auch Fasern aus der Oberfläche der Stahlwolle durch die Stanzungen 13 gedrückt sind. Gerade diese Fasern der Stahlwolle sind es, die dafür sorgen, daß bei der Verwendung des Verbundstoffes als Schleifkörper keine Relativbewegung zwischen dem Faservlies und dem Träger auftritt.
    • Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht des Trägers nach dem Niederdrücken der Lappen 16. Beim Niederdrücken der Lappen 16 verfährt man derart, daß die Schlaufen 15 etwa zylindrisch geformt werden.
    • Fig. zeigt plattgedrückten Schlaufen 15 und Lappen 16. Die Schlaufen überdecken nun die wieder in die Trägerebene gebogenen Lappen 16, die in die Schlaufen greifen und dadurch den Halt der Stahlwolle am Träger bewirken.
  • In bestimmten Fällen kann es zweckmäßig sein, nicht nur eine Lage Stahlwolle, sondern zwei oder mehrere Lagen zu verwenden, deren Fasern jeweils vorzugsweise in einer Richtung verlaufen und deren Richtungen sich vorzugsweise rechtwinklig kreuzen.

Claims (7)

1. Verbundstoff, bestehend aus einem Faservlies und einem Träger, wobei sich Teile des Faservlieses durch den Träger erstrecken und auf dessen Außenseite plattgedrückt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die sich durch den Träger (11) erstreckenden Faservliesteile aus Faserschlaufen (15) gebildet sind und daß der Träger (11) kreuzförmige Stanzungen (13) aufweist, deren Lappen in die Faserschlaufen eingreifen.
2. Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies (14) aus Metallwolle, insbesondere Stahlwolle besteht.
3. Verbundstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (11) aus Pappe besteht.
4. Verbundstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies (14) aus Endlosfasern oder Fasern erheblicher Länge besteht, die im wesentlichen in einer Richtung verlaufen.
5. Verbundstoff zur Verwendung als Schleifkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (11) am Rand Kerbrillen (12) zum Umbiegen der Randteile des Trägers beim Einspannen des Trägers in einen Hand- oder Schwingschleifer aufweist.
6. Verbundstoff nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch mehrere Faservlieslagen mit sich vorzugsweise rechtwinklig kreuzenden Fasern.
7. Verfahren zur Herstellung des Verbundstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Schritte :
a) von der Oberseite des Trägers aus werden kreuzförmige Stanzungen im Träger gebildet,
b) auf die Trägeroberseite wird ein vorverdichtetes Faservlies aufgelegt,
c) von der Oberseite her werden Teile des Faservlieses durch die kreuzförmigen Stanzungen im Träger gedrückt, so daß diese Faservliesteile auf der Trägerunterseite Schlaufen in Form noppenförmiger Erhebungen bilden,
d) die durch das Durchdrücken der Faservliesteile aufgebogenen Lappen der kreuzförmigen Stanzungen werden in Richtung auf die Unterseite des Trägers gedrückt, und
e) die Faservliesschlaufen und die Lappen der kreuzförmigen Stanzungen auf der Trägerunterseite werden plattgedrückt.
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