DE19734006C1 - Verfahren zur Herstellung mehraxial und unterschiedlich stark verformter, gewebearmierter, großflächiger Gebilde insbesondere Faltenbälge aus ebenem gewebearmiertem Material mit Beschichtung aus Gummi oder thermoplastischen Elastomeren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mehraxial und unterschiedlich stark verformter, gewebearmierter, großflächiger Gebilde insbesondere Faltenbälge aus ebenem gewebearmiertem Material mit Beschichtung aus Gummi oder thermoplastischen Elastomeren.

In der Elastomerverarbeitung (Gummi-Industrie) werden gewebeverstärkte Flächengebilde größeren Ausmaßes, soweit sie in ihrer Gestalt, wie beispielsweise Faltenbälge, von ebenen Bahnen abweichen, bisher ausschließlich nach fügetechnischen Verfahren hergestellt, weil
eine direkte Formgebung über das Formpreßverfahren zu hohe, bei üblichen Seriengrößen nicht vertretbare Werkzeugkosten verursachen würde und
das bei vollsynthetischen Faserwerkstoffen im Temperaturbereich der Verarbeitung (Vulkanisation) auftretende Thermoschrumpfverhalten einen zusätzlichen Kostenaufwand für die notwendige Fixierung der mit Gummi oder thermoplastischen Elastomeren beschichtete Gewebefäden erforderlich machen würde.

Dabei werden die erforderlichen Verformungen durch Zuschnitt entsprechender ebener Flächen erzielt, die dann fügetechnisch zusammengesetzt werden, wobei gleichzeitig Verstärkungsrippen vorzugsweise aus Metall eingebettet werden können. Eine Kombination von Näh- und Klebeverfahren ist üblich.

Dieses Verfahren hat folgende Nachteile:
Hoher Aufwand an manueller Arbeit,
Versteifung des Bereichs der Naht- und Klebestellen, die bei Dehnung Spannungsspitzen verursacht, die Fügestelle besonders belastet und deren Lebensdauer herabsetzt,
Zzusätzlicher Aufwand an Arbeitszeit und Material bei konvex gestalteten Flächen oder Faltenkanten, wie sie zur Vermeidung der Muldenbildung mit Ansammlung von Niederschlagswasser bei horizontal liegenden Flächen erforderlich sind,
unnötige aber verfahrensbedingte, vorprogrammierte Zusatzspannung im Materialquerschnitt, weil mit Null-Faltenwinkel genäht wird, im Einbauzustand aber ein mittlerer Faltenwinkel von 30° oder mehr erforderlich ist,
annähernde Unmöglichkeit der Gestaltung eines halbkreisförmigen Querschnitts der Faltenkanten, die Voraussetzung für eine gleichmäßige Spannungsverteilung über den Gesamtquerschnitt ist.

In der DE 38 31 996 wird die Herstellung von wärmerückstellbaren Bändern aus vernetztem Kunststoff beschrieben. Im Gegensatz dazu soll hier ein Urformgebungsverfahren beschrieben werden, das den bei normalen vollsynthetischen Fasern vorhandenen Thermoschrumpfeffekt nutzt und eine nach der Vulkanisation erforderliche fügetechnische Umformung vermeiden hilft. Eine spätere Rückverformung ist unerwünscht und nicht möglich. Zudem beschäftigt sich die Erfindung mit Flächen, die mit gummielastischem Material belegt sind; die unter thermischer Einwirkung schrumpfenden Fäden sind unvernetzt und entsprechen den in der DE 38 31 996 A1 mehrfach (1, 15; 2, 10; 3, 13) genannten, für die genannte Erfindung jedoch nicht relevanten, "hochfesten Fäden".

Aufgabe der Erfindung ist eine partielle bzw. differenziert intensive Nutzung des bisher allgemein bei der Herstellung von gewebearmierten Gummierzeugnissen als negative Erscheinung bewerteten Thermoschrumpfeffekts der zur Armierung verwendeten Fasern, Fäden oder Geweben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist im Anspruch 2 be­ schrieben.

Das neue Verfahren vermeidet weitgehend alle Nachteile der bisher üblichen Herstellungsmethode:
Durch die partielle bzw. differenziert intensive Nutzung des bisher negativ bewerteten Thermoschrumpfeffekts wird eine konvexe Gestaltung der unteren Faltenkanten ermöglicht.
Die Nutzung der Schrumpfkräfte über konturbildende Roststäbe führt zu einer preisgünstigeren Formgebung großer Faltenflächen.
Der frei wählbare Abstand der Roststäbe ermöglicht einen dem Einbauzustand ähnlichen Faltenwinkel und eine Reduzierung der Spannungen im Erzeugnis.
Durch die Rundung der mit dem gummierten unvulkanisierten Gewebe in Kontakt tretenden Teile der Roststabflächen können die Faltenkanten gerundet werden, was ebenfalls zu einer Reduzierung der Spannungen bei Beanspruchung führt.

Somit können Faltenbalgflächen wie auch andere unregelmäßig geformte Flächen wesentlich preisgünstiger und mit einer höheren Erwartung bezüglich der Lebensdauer gefertigt werden. Dazu kommt eine mögliche Verringerung der Faltenhöhe bei gleichem Nutzungsgrad, also eine Verringerung des Materialeinsatzes und der Bauhöhe.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt die Herstellung einer in den unteren Faltenkanten konvex gewölbten Faltenbahnfläche.

Die beschichtete Gewebebahn (1) wird um die zur Faltenbildung erforderlichen, in zwei unterschiedlichen Höhen und in einem bestimmten Abstand vorgesehenen Roststäbe (2) und (3) straff gezogen und an den Arretierungen (4) fixiert. Dabei liegt das unvulkanisierte Vormaterial nur an den Punkten (5) der parabolisch geformten unteren Rostkante an, die die größte Entfernung zu den oberen Rostkanten (2) aufweisen. Der untere Roststab hat an seinem höchsten Punkt (6) zunächst keinen Kontakt zur Gewebebahn.

Durch die Wahl der Abstände der Roststäbe nebeneinander und der Abstände der konturbildenden Kanten der Stäbe können Faltenhöhe und Faltenwinkel α beliebig gestaltet werden. Die Roststäbe selbst haben einen zur Aufnahme der beim Thermoschrumpf auftretenden Flächenlasten ausreichenden Querschnitt und sind in geeigneter Form an einem Gestell befestigt.

Das Beschichtungsmaterial wird auf dem sich verformenden Gewebe mit verformt. Bei Kautschukmischungen wird der Vulkanisationsbeginn durch handelsübliche Verzögerer so eingestellt, daß dieser zeitlich hinter der Beendigung des Schrumpfprozesses liegt.

Durch eine entsprechende Gestaltung der Roststäbe können (nach Anspruch 2) vorzugsweise in der oberen Reihe (2) kraft- oder formschlüssig Verstärkungsstäbe eingebracht werden, die durch die Schrumpfkräfte während der thermischen Behandlung so stark an die Gewebebahn angepreßt werden, daß es zu einer festen Verbindung kommt.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung mehraxial und unterschiedlich stark verformter großflächiger Gebilde, insbesondere Faltenbalgflächen, aus ebenem gewebearmiertem Material mit Beschichtung aus Gummi oder thermoplastischen Elastomeren, bei dem das mit unvernetztem Material beschichtete Gewebe mittels Roststäben an ausgewählten Bereichen fixiert, das bahnförmige Material erwärmt und vor der Vernetzung partiell geschrumpft und anschließend vernetzt wird.

2. Verfahren nach Patentanspr. 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkungsrippen aus mit hochpolymerem Beschichtungs­ werkstoff umhüllten Material von den Roststäben form- oder kraftschlüssig fixiert werden und beim Schrumpfen des bahnförmigen Materials dieses mit den fixierten Verstärkungsrippen verbunden wird.