NO170813B - Anvendelse av elektrodebindemiddel for fremstilling av anoder - Google Patents

Description

Selvsperrende gjengeelement forsynt med sperresjikt av termoplast og fremgangsmåte for fremstilling av samme.

Forskjellige typer av selvsperrende gjengeelementer som er forsynt med et eller flere sperresjikt av termoplastmateriale på gjengepartiet er tidligere kjent, og denne oppfinnelse vedrører et selvsperrende gjengeelement, f.eks. bolt, skrue e.l., som på et parti av siri gjengede flate er påført ved påsmelting et ettergivende sperresjikt av termoplastisk materiale som strekker seg etter en konveks kurve fra sjiktets ene akseparallelt forløpende kant til sperresjiktets motsatte akseparallelt forløpende kant, hvor sperresjiktets radiale dimensjon er større i gjengedalene enn på gjengeflankene og gjengetoppene over en vesentlig lengde av sperresjiktet i sperresjiktets sentrale områder.

Hensikten med oppfinnelsen er å utføre gjengeelementet eller rettere sagt sperresjiktet slik at man med et relativt lite dreiemoment, altså kraftanstrengelse, kan oppnå en meget kraftig sperrevirkning. En annen hensikt med oppfinnelsen er å utføre sper-res jiktet slik at gjengeelementet lett kan skrues sammen med et samvirkende element uten risiko for at sperresjiktet skrapes av før de samvirkende gjengeflater kommer i inngrep med hverandre.

Utførelsen ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at sper-res jiktet er tynnere i gjengedalene enn på gjengeflankene og gjengetoppene nær sperresjiktets langsgående kanter.

Forskjellige fremgangsmåter for påføring av slike sperresjikt er kjent. Således er det kjent å påføre sperresjiktmateriale i form av pulver som ved hjelp av elektrostatiske krefter anbringes på gjengepartiet, hvoretter gjengeelementet opphetes for smelting av pulvermaterialet. Hverken denne fremgangsmåte eller andre, f.eks. ved påstøpning, kan brukes til fremstilling av sperresjiktet med den spesielle form som oppfinnelsen forutsetter. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er av den art hvor det gåes ut fra et gjengeelement som på forhånd er forsynt med gjenger og hvor et sjikt av termoplastisk materiale påføres et gjengeparti ved hjelp av en gasstrøm som fører finpartikler av nevnte materials,og utmerker seg i det vesentlige ved at i det minste den del av gjengepartiet som skal forsynes med sperresjiktet før påføringen oppvarmes til en temperatur som ligger over materialets mykningspunkt^ slik at det partikkelformede materiale som av gasstrømmen slynges mot gjengepartiet smeltes ved kontakt med nevnte parti. Ved å benytte denne fremgangsmåte oppnås at sperresjiktmaterialet som befinner seg i nærheten av sperresjiktets langsgående kanter vil fordeles slik at sperresjiktet vil bli tynnere i gjengedalene enn på gjengeflankene og også gjengetoppene. Det er en fordel å påføre et grunnsjikt eller bindesjikt før påføringen av selve sperresjiktmaterialet.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksem-pler under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser i perspektiv et selvsperrende med gjenger forsynt festeelement i samsvar med oppfinnelsen, fig. 2 et tverr-snitt langs linjen II-II på fig. 1 og i større målestokk, fig. 3 et bunnriss av elementet ifølge fig. 1, fig. 4 i meget større målestokk og som lengdesnitt langs linjen IV-IV på fig. 3 viser den oppfinnel-sesmessige fordeling av plastmaterialet på gjengene av festeelemen-tet i nærheten av den ene lengdekant av plastbelegget. Fig. 5 er et lengdesnitt langs linjen V-V på fig. 3 og viser fordelingen av plastmaterialet i sperresjiktet på gjengene mellonTlengdekanten og den langsgående senterlinje av plastbelegget, fig. 6 et lengdesnitt langs linjen VI-VI på fig. 3, fig. 7 viser skjematisk et apparat til påføring av et sperresjikt på gjengeflaten, og fig. 8 viser i større målestokk en påføringsinnretning til bruk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet i forbindelse med påfø-ring av et selvlåsende plastbelegg på en gjengebolt eller gjenge-skrue, men det er klart at slike belegg også kan påføres på andre gjengepartier på andre gjenstander.

På fig. 1 og 2 er vist en selvsperrende gjengebolt 10 med et sperresjikt 12 av seigt ettergivende harpiks. Sperresjiktet er formet in situ på utvalgt område av gjengeflaten på elementet ved avsetning og smeltning av finpartikler av termoplastisk harpiks på en opphetet flate av boltens gjenger. Et tynt bindesjikt 14 av smeltbart materiale er påført boltens 10 flate før sperresjiktet 12 for å oppnå bedre adhesjon mellom elementets flate og beleggmaterialet. Sjiktet 12 som enten inneholder et forsinkelsesmiddel eller består av seig harpiks, dekker gjengeda-ler 16 og skrå gjengeflanker 18 samt gjengetopper 20. Som særlig vist på fig. 2 strekker den åpne flate av sperresjiktet 12 seg langs en vesentlig konveks kurve fra en akseparallelt forløpende kant 22 til en annen kant 24. Den radiale tykkelse av belegget er størst på midten mellom lengdekantene (fig. 6) og avtar ved de langsgående kanter slik at den åpne flate av belegget bare danner en liten vinkel med gjengeflåtene ved disse kanter.

Som det særlig fremgår av fig. 3 og 4, er sperresjiktet 12 tynnere i gjengedalene enn på gjengeflankene og gjengetoppene nær sperresjiktets langsgående kanter (IV-IV). Ved beleggets lengdekant (fig. 4) er belegget 12 meget tynt på toppene av gjengene og enda tynnere på flankene 18. Intet eller praktisk talt intet plastmateriale finnes i gjengenes dalpartier 16.

Langs en linje midt mellom de langsgående kanter og sperresjiktets 12 langsgående senterlinje (fig. 5) er materialet fremdeles forholdsvis tynt ved toppene 20 skjønt tykkere enn ved kanten.

Fordelingen av plastmaterialet på gjengeflåtene bevir-ker at gjengebolten er lett å trekke til, slik at det kreves mindre kraft enn ved de kjente bolter for å oppnå full sikring. Det er ingen fare for at sperresjiktets fremre kant skrelles av ved drei-ning og hindrer fullverdig tiltrekning og sperring.

Påføringen av sperresjiktmateriale kan f.eks. skje som illustrert på fig. 7 og 8. Skruebblter 10 føres på en transpor-tør gjennom de suksessive trinn av påføringsprosessen. Transpor-tøren har i avstand fra hverandre anordnede, parallelle, endeløse bånd 26 som beveger seg på skivehjul 28 og 30. Boltene er opp-hengt vertikalt med hoder 32 hvilende på båndene 26 og de nedhen-gende partier åpne for behandling.

Skrueboltene 10 føres først forbi en sprøyteinnretning 34 for påføring av et sjikt. Sprøyteinnretningen 34 retter en fin dusj 36 av bindevæske mot det område på bolten 10 hvor sperresjiktet skal dannes. Sprøytehastigheten og boltens bevegelseshastighet styres slik at der fåes et tynt, men vesentlig kontinuerlig primer sjikt 14 etter tørking.

Bindesjiktet 14 på bolten 10 tørkes og bolten føres til en varmestasjon. Denne kan bestå av en ovn, fortrinnsvis med en høyfrekvent varmeenhet 38 til oppvarming av en rekke bolter 10 som kontinuerlig beveger seg forbi enheten på sin transportør. Som vist på tegningen er varmeenhetens 38 vikling utført avlang

i retning av skruenes 10 bevegelse for å tilveiebringe tilstrekkelig lang oppvarmingstid og oppnå den ønskede temperatur i boltene 10.

Fra varmestasjonen beveges boltene 10 til en stasjon hvor sperresjiktet påføres. Ved denne stasjon rettes en jevn strøm 40 av finpartikler av plast mot de oppvarmede bolter 10. Partiklene som påføres, beveges fritt til anlegg med toppene og dalene for boltenes gjengeflater. Derfor vil partiklene avlei-res i form av et sjikt, i hvilket materialet er i den ønskede stilling i forhold til gjengeflaten. Partiklenes hastighet i strømmen burde holdes i området fra omtrent 1,5 til 15 m/sek., fortrinnsvis innenfor området 3 til 6 m/sek. Partiklene oppfan-ges og holdes på den varme overflate og smeltes til en sammenhengende masse. Smeltingen skjer på grunn av boltenes 10 varme.

Når bolten 10 og sperresjiktet 12 er avkjølt, består det sistnevn-te av et sammenhengende, seigt, ettergivende lag som dekker toppene 20, flankene 18 og dalene 16 som forklart.

Det tynne bindesjikt 14 av smeltbart materiale er viktig. Plastpartiklene oppsamles mer effektivt og jevnt på den oppvarmede flate som er forsynt med bindesjiktet. Det er viktig at bindemidlet mykgjøres før det kommer i kontakt med plastpartiklene. Bindemidlet kan være en termoplast eller en herdéplast. Det finnes forskjellige termoplastbindemidler, f.eks. polyamid, epoxyplast, resorcinolaldehydplast og kombinasjoner av disse. Bindemidlet kan påføres på utvalgte områder av gjengeelementet og i oppløsning i et flyktig oppløsningsmiddel. En 10% oppløs-ning av en polyamid som er oppløselig i alkohol oppløst i denatu-rert alkohol, gir gode resultater. Mengden av midlet som påføres, er fortrinnsvis bare så stor at den strekker til til dannelse av en kontinuerlig, "fuktet" overflate på det utvalgte areal og kan utgjøre en mengde som resulterer i et belegg med en tykkelse på 0,0025 mm i tørr tilstand.

Hoveddelen av belegget består av seigt ettergivende termoplastisk materiale. Polyamider og polyestere har vist seg å være særlig nyttige i denne forbindelse. Plastmateriale påfø-res i form av fine partikler. Størrelsen av partiklene som skal brukes, er noe avhengig av størrelsen av gjengeelementet som skal forsynes med belegget. Jo mindre elementet er, jo mindre blir partiklene. En skruebolt med 9,5 mm diameter kan det være hen-siktsmessig å dekke med materiale med partikkelstørrelse hvor ba-re 2% kan være større enn 140 mesh (maskeåpning 0,105 mm) og det foretrekkes at ikke mer enn ca. 15% av partiklene kan passere en sikteduk med 325 mesh (maskeåpning 0,044 mm).

For påføring av sperresjiktet oppvarmes gjengeelementet til en temperatur ved hvilken bindematerialet på overflaten bløt-gjøres og tilstrekkelig til at det påførte pulverformede plastmateriale vil smelte. For pulverformet plast, såsom polyamidharpiks, f.eks. nylon 11 med smeltepunkt 156°C, er temperaturen i området fra 2 32 til 340°C tilfredsstillende.

Oppvarmingen av gjengeelementene utføres fortrinnsvis i et høyfrekvent elektrisk felt, men de kan også oppvarmes i en ovn eller på annen måte. Strøm med frekvens på 450 kilocykler kan i løpet av 2 til 3 sek. bringe en stålbolt til den ønskede temperatur. I en kontinuerlig prosess kan bolten føres gjennom høyfre-kvensfeltet med en hastighet som sikrer den riktige oppvarmings-tld.

Umiddelbart etter at gjengeelementet 10 er oppvarmet, påføres plastpartiklene på det utvalgte område. Ved en foretruk-ken utførelse skjer denne operasjon ved kontinuerlig bevegelse av det gjengede element 10 for å tvinge det ønskede område til å passere gjennom en strøm 4.0 av plastpartikler. Man vil forstå at plastpartiklene avsettes på og holdes av den varme, myke binde-middelfilm på gjengeelementets overflate. Plastpartiklene oppsamles til et sjikt med størst tykkelse der hvor overflaten danner rette vinkler med partikkelstrømmen, og denne tykkelse avtar gradvis mot overflatepartier hvis retning nærmer seg strømmens retning. Partiklene smeltes ved varmen fra elementet og blir et kontinuerlig lag som er tykkest midt mellom kantene og avtar jevnt mot disse, slik at overflaten danner en jevn konveks kurve-flate som ved kantene danner en liten vinkel med gjengeflaten. Belegget hefter godt til gjengeelementet og danner et sperresjikt som ikke vil forskyves når elementet senere skal monteres eller anbringes i et komplementært gjengeelement.

Fig. 8 viser en innretning som fører partiklene fra si-den mot en skruebolts overflate. Tegningen viser en horisontal-strøm 40 av partikler som treffer en bolt 10 hvis akse forløper vertikalt. Boltens hode 32 henger på i avstand fra hverandre lø-pende bærebånd 26 som beveger bolten gjennom partikkelstrømmen. Som sprøyteinnretning brukes en dyse 42 med avflatet utstrømnings-ende og bestående av et rør 44 hvis ene ende er festet til et rørformet kammer 46 med et innløp 48 for gass under trykk og et innløp 50 for innføring av plastpartiklene. Dysens åpning 52 forløper parallelt med boltens 10 bevegelsesretning for å tilveiebringe en forholdsvis bred vesentlig parallell strøm 40 med partikler. Strømmens bredde er valgt slik at bolten får tilstrekkelig oppholdstid i partikkelstrømmen og dysens vertikale dimensjon er valgt slik at man får et plastlag med passende aksial lengde på bolten. Man har funnet at plastlaget som dannes på skruebolten, vil få mer klare kanter når partiklene sendes mot bolten enn hvis disse falt ned på bolten. Dette kan skyldes virkningen av dysestrålen som blåser bort partiklene som bare sitter løst på overflaten i de områder som er lengere borte fra midtpartiet og hvor plastpartiklene beveger seg nesten tangenti-alt til gjengeboltens flate.

Tykkelsen av belegget 12 kontrolleres ved beskaffenhe-ten av hastigheten av partikkeltilførselen i strømmen, ved gjen-geskruens temperatur og ved skruens eller boltens bevegelseshastighet forbi strømmen. Tykkelsen behøver bare å være så stor at det tilveiebringes holdetrykk når plastmaterialet presses mellom samvirkende flater av gjengeelementene. Vanligvis ønskes ikke en større tykkelse av belegget målt langs den langsgående midtlin-je, dvs. midt mellom de aksialt forløpende kanter, enn omtrent 5,08 mm og fortrinnsvis ikke mer enn 1,27 mm på en 3/8" bolt med fingjenger da en større tykkelse gjør det vanskeligere å skru bolten inn i den samvirkende gjengedel. Mindre bolter forsynes med tynnere lag og større bolter med tykkere lag. Blir laget for tykt, kan materialet sige ut og samle seg opp på en måte som vil hindre fullstendig tetning av gjengene.

Gjengeelementene kan eventuelt føres gjennom flere par-tikkelstrømmer og med større bevegelseshastighet og slike strøm-mer kan eventuelt omfatte partikler med forskjellig størrelse eller av forskjellig materiale.

Eksempel

Et antall skruer 10 som etter påføringen av sperresjiktet skulle undersøkes med hensyn til dreiemomentet, ble anbragt hengende,med hodene 32 hvilende på to bevegelige bånd 26, som vist på fig. 7 og 8. Skruene ble ført forbi en sprøyteinnret-ning 34 (fig. 7) og påført et tynt lag 14 av en bindeoppløsning på de partier hvor plåstbelegget skulle dannes. Bindemidlet be-sto av 10% oppløsning i alkohol av polyamidharpiks og epoxyhar-piks i vektforholdet 90:10. Det avsatte materiale på skruene ble tørket slik at det ble meget tynne lag igjen. Skruene 10

ble deretter ført forbi et høyfrekvent elektrisk felt dannet ved spolen 38 som arbeidet med frekvens 450 kc og ble matet med ca. 2 kw. Skruene ble oppvarmet til ca. 315°C, hvoretter de ble ført direkte videre slik at det med bindemiddel dekkede område passer-te gjennom en siderettet strøm 40 av pulverformet polyamidharpiks (nylon 11^ . Partikkelstørrelsen var slik at mindre enn 2% ikke kunne gå gjennom slkteduken med 70 mesh (størrelse 0,210 mm), mens 90% ble holdt igjen av en duk med 140 mesh, mens 5% passer-te 325 mesh. Det oppvarmede bindelag 14 ble fanget opp og holdt på pulverpartiklene som ble smeltet ved varmen fra skruene 10 og dannet plastbelegg som heftet til skruene og hvis tykkelse var omtrent 0,01 mm målt langs senterlinjen og som avtok jevnt mot de akseparallelt forløpende kanter av belegget.

Etter kjøling ble skruene undersøkt med hensyn til

dreiemomentet. Resultatene fremgår av tabellen.

I hyert tilfelle tilfredsstilte monteringsdreiemomentet

og det minste dreiemoment ved demontering de stilte krav, som f.

eks. for 3/8" skrue var 92 kgcm ved montering og 10,9 kgcm ved 15.- gangs demontering.

Claims (3)

1. Selvsperrende gjengeelement, f.eks. bolt, skrue e.l., som på et parti av sin gjengede flate er påført ved påsmelting et ettergivende sperresjikt av termoplastisk materiale som strekker seg etter en konveks kurve fra sjiktets ene akseparallelt forlø-pende kant til sperresjiktets motsatte akseparallelt forløpende kant, hvor sperresjiktets radiale dimensjon er større i gjengedalene enn på gjengeflankene og gjengetoppene over en vesentlig lengde av sperresjiktet i sperresjiktets sentrale områder, karakterisert ved at sperresjiktet er tynnere i gjengedalene enn på gjengeflankene og gjengetoppene nær sperresjiktets langsgående kanter (IV-IV).

2. Fremgangsmåte for fremstilling av selvsperrende gjengeelement ifølge krav 1, hvor det gåes ut fra et gjengeelement som på forhånd er forsynt med gjenger og hvor et sjikt av termoplastisk materiale påføres et gjengeparti ved hjelp av en gasstrøm som fører finpartikler av nevnte materiale, karakterisert ved at i det minste den del av gjengepartiet som skal forsynes med sperresjiktet før påføringen oppvarmes til en temperatur som ligger over materialets mykningspunkt slik at det par tikkelformede materiale som av gasstrømmen slynges mot gjengepartiet smeltes ved kontakt med nevnte parti.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at et bindesjikt (14) av smeltbar harpiks påføres gjengepartiet før påføringen av sperresjiktet (12).