DE2127889A1

DE2127889A1 - Verstärkte flexible Artikel

Info

Publication number: DE2127889A1
Application number: DE19712127889
Authority: DE
Inventors: Eric Gosforth Newcastle upon Tyne Ball (Großbritannien)
Original assignee: Dunlop Holdings Ltd
Current assignee: Dunlop Holdings Ltd
Priority date: 1970-06-05
Filing date: 1971-06-04
Publication date: 1972-01-20
Also published as: NL7107693A; CA934305A; US3868974A; GB1344263A

Description

TELEFON. SAMMEL-NR. 22 5341

TELEGRAMME: ZUMPAT

POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 91139

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BANKHAUS H. AUFHÄUSER

8 MÜNCHEN 2,

4/Ma GH GA 544

DUNLOP HOLDINGS LIMITED, London / Großbrit.

Verstärkte flexible Artikel

Die Erfindung betrifft flexible Artikel, insbesondere flexible Artikel mit einer Verstarkungsstruktur.

Ziel der Erfindung ist ein flexibler Artikel mit einer verbesserten Verstärkungsstruktur.

Gernäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein flexibler Artikel eine Verstarkungsstruktur, die aus wenigstens einem Streifen aus Verstärkungsmaterial gebildet ist, wobei jeder Verntärkungsstreifen eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckender Verstärkungsfaden umfaßt, die auf einem Trägerstreifen aufgebracht sind, der aus einer Membran aus polymerem Material gebildet ist.

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Der Ausdruck "aufgebracht" bedeutet in dieser Beschreibung und den anschließenden Ansprüchen "nur auf der Oberfläche aufgebracht", v/orin. sich das erfindungsgemäße Verstärkungsmaterial von den bekannten Verstärkungsmaterial strukturen unterscheidet, bei denen Korde vollständig oder teilweise in polymeres Material eingebettet sind.

Bei der Herstellung eines verstärkten flexiblen Artikels, wie zum Beispiel eines Schlauches, ist es bekannt,■eine Verstärkung vorzusehen, welche aus schraubenförmig gewickelten Streifen fc aus Kautschuk besteht, in welche durch Kalandern in einem Abstand voneinander parallel Verstärkungsfäden eingebettet sind, welche sich nur in der Längsrichtung der Streifen erstrecken. Die Streifen sind miteinander verbunden und im allgemeinen ist die eine Hälfte der Streifen links und die andere Hälfte rechts gewickeLt.

Ein Schlauch dieser Art ermöglicht wesentlich« Einsparungen in den Herstellungskosten und im Material im Vergleich mit Schläuchen, die mit einer Gev/ebeverstärkung aufgebaut sind,, Es ist nicht nur das kalanderte Streifenmaterial billiger als das Gev/ebe, sondern der Schlauch kann auch aus dem Streifenmaterial mit relativ wenig aufwendigen Umwickelmaschine!! her- * gestellt werden. Diese Art von Schläuchen hat jedoch den Nachteil, daß es, außer wenn die Schlauchauskleidung relativ dick ist und einen hohen Elastizitätsmodul hat, nicht möglich ist, Verstärkungsfaden zu verwenden, die während der Vulkani- ' sation schrumpfen,

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung besitzt ein Schlauch eine Verstärkungsstruktur, die aus wenigstens einem schraubenförmig gewickelten Streifen aus Verstärkungsmaterial gebildet ist, wobei jeder Verstärkungsstreifen eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Verstärkungsfäden faßt, die auf einen Trägerstreifen aufgebracht sind, welcher aus einer Membran aus polymerem Material gebildet ist.

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Vorzugsweise hat der Trägerstreifen eine Dicke, Vielehe 0,25 mm (0,01 inch) nicht überschreitet, und eine Dehnung bis zum Zerreißen in jeder Richtung von mehr als 100%.

Weiter liefert die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Schlauches, bei dem zwei oder mehr schraubenförmig gewickelte Streifen von Verstärkungsmaterial auf eine Auskleidung si age gebracht werden, wobei wenigstens einerder Verstärkung sstreif en eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Verstärkungsstreifen umfaßt, die auf einen Trägerstreifen aufgebracht sind, der aus einer Membran von polymerem Material gebildet ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung eines Schlauches das schraubenförmige Wickeln eines Trägerstreifens, der aus einer Membran.aus polymerem Material gebildet ist, auf eine Auskleidungslage eines Schlauches, das schraubenförmige VJiekeln einer Vielzahl von Verstärkungsfäden auf den Trägerstreifen in der Weise, daß die Fäden sich im wesentlichen in Längsrichtung bezüglich des Trägerstreifens erstrecken, und das Aufbringen der Verstärkungsfäden auf den Trägerstreifen.

Vorzugsweise umfaßt der Schlauch eine Vielzahl von Verstärkungslagen, von denen jede aus einem schraubenförmig gewickelten

Streifen aus Verstärkungsmaterial besteht, wobei die Verstärkungsstreifen von aufeinanderfolgenden Lagen in entgegengesetztem . Sinn zueinander gewiekelt sind.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden.·

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines erfindungsgemäßen Schlauches.

Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine Form eines erfindungsgemäßen Verstärkungsstreifens. ·

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Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine andere Form eines erfindungsgemäßen Verstärkungsstreifens.

In einer ersten in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird ein flexibler Schlauch 10 dadurch gebildet,daß eine Lage aus polymerem Material so auf einen Aufbaudorn 11 extrudiert wird, daß eine auskleidende Lage 12 des Schlauches gebildet wird. Dann wird eine Verstärkungsstruktur 13 auf der Auskleidungslage gebildet, indem ein erster Verstärkungsstreifen 14 so schraubenförmig gewickelt wird, daß er eine erste Verstärkungslage 15 bildet, und indem ein zweiter Verstärkungsstreifen 16 auf die erste Verstärkungslage so schraubenförmig in entgegengesetztem Sinn gewickelt wird, daß er eine zweite Verstärkungslage 17 bildet. Dann wird eine Lage aus polymerem Material so auf die Verstärkungsstruktur extrudiert, daß sie eine Decklage 18 des Schlauches bildet.

Der Schlauchaufbau wird anschließend in einer herkömmlichen Weise vulkanisiert und dann der Dorn abgezogen.

Fig. 2 zeigt im Querschnitt einen der Verstärkungsstreifen 14, 16, welcher einen Trägerstreifen 20, der aus einer Membran aus Polyesterfilm mit einer Dicke von 0,05 mm (0,002 inch) gebildet ist, und eine Vielzahl von endlosen Verstärkungsfaden 21 von 6-fachera multifilen Polyestergarn von 1000 Denier umfaßt, die sich in einem Abstand zueinander über die Breite des Streifens mit einer Anzahl von 3,2 Kettfaden pro cm Breite des Streifens (8 pro inch) befindet. Die Fäden können mit der Membran'durch ein Latexplastisol, durch einen auf einem Lösungsmittel ■basierenden Klebstoff oder durch irgendein anderes geeignetes Fixiermittel verbunden sein, welches mit dem Träger verträglich ist.

Der Abstand der Fäden über die Breite des Streifens ist nicht kritisch und die Fäden können verhältnismäßig weiter voneinander entfernt sein, als es in Fig. 2 gezeigt ist, oder sie

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können miteinander in Berührung stehen. Wenn die Fäden dicht beieinander angeordnet oder in Berührung miteinander sind, kann es erforderlich sein, ein chemisches Verbinden zu verwenden, um die Fäden an der Membran zu befestigen.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist ein Schlauch im wesentlichen so aufgebaut, wie es in Bezug auf die vorhergehende Ausführungsform beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß die Verstärkungsstreifen 30 von dem in Fig. 3 gezeigten abgewandelten Aufbau sind.

Die Verstärkungsfäden 31 sind mit einer Membran aus synthetischem oder thermoplastischem Kautschuk verbunden und jeder von ihnen ist aus einem Streifen gebildet, der aus einem molekular orientierten Kunststoffilm geschnitten ist. Um die in Fig. 3 gezeigten Fäden zu bilden, werden die Streifen des orientierten Films längs ihrer Länge gerollt, aber in einer alternativen Aufbauform können die Streifen in einem flachen oder gefalteten Zustand verwendet werden.

In anderen abgewandelten Bauweisen können die Trägerstreifen aus einer Membran von thermoplastischem Polyurethan, Polyvinylchlorid oder anderem geeigneten Material gebildet sein, welches den Grundforderungen genügt, ausreichend flexibel und formbar zu sein, um einen Schlauch zu bilden, bei welchem aufeinanderfolgende Lagen miteinander verbunden werden.

Auch wenn die zwei vorhergehenden Ausführungsformen Schläuche betreffen, die durch schraubenförmiges Wickeln der Verstärkungsstreifen aufgebaut werden, .kann alternativ dazu ein Schlauch auch aus Verstärkungslagen aufgebaut werden, die durch schraubenförmiges Wiekeln eines Trägerstreifens um einen teilweise gebildeten Schlauch und durch anschließendes Wickeln einer Vielzahl von Verstärkungsfäden auf den Tragerstreifen in der Weise, daß sie sich im wesentlichen parallel zu der Längsrichtung des Trägerstreifens erstrecken, gebildet werden.

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Die Fäden werden dann mit dem Trägerstreifen verbunden, bevor, irgendwelehe"weiteren Lagen auf den Schlauch aufgebracht werden.

Während in den vorhergehenden Ausführungsformen endlose Verstärkungsfäden aus Polyestergarn oder orientiertem Kunststoff— film bei den Verstärkungsstreifen verwendet werden, können die Verstärkungsfäden aus irgendeinem synthetischen textlien Material, aus gesponnenem Garn, Metalldraht oder Glasfasern sein.

Es soll bemerkt werden, daß das Gewichtsverhältnis zwischen dem fadenförmigen Verstärkungsmaterial und dem Membranmaterial nicht kritisch ist. Zum Beispiel kann in der mit Bezug auf die erste Ausführungsform der Erfindung beschriebenen Anordnung das Gewicht der Verstärkungsfäden mehrfach schwerer sein als das Gewicht des Trägerstreifens. In dieser speziellen - Ausführungsform wird eine Polyestermembran mit einer Dicke von 0,05 mm (0,002 inch) in Verbindung mit einer Verstärkung aus 6-fachem, multifilen Polyest'ergarn von 1000 Denier mit einer Anzahl von 3,2 Kettfäden pro cm Breite des Streifens (8 pro inch) verwendet, und das Gewicht der Verstärkung ist daher in der Größenordnung von dem 4-fachen des Gewichts der Membran.

Ein viel höheres Gewichtsverhältnis kann z.B. durch die Verwendung von verseilten zehnfachen Drähten von 0,18 mm (0,0069 inch) Durchmesser mit einer Anzahl von 4 Kettdrähten pro cm Breite des. Streifens (10 pro inch) erhalten werden, die Verstärkung wiegt dann in der Größenordnung das 14-fache des Tragerstreifens

Diese hohen Verhältnisse werden verringert, wenn der Trägerstreifen dazu genommen wird, ein solches Material einzuschließen, 'welches erforderlich sein kann, um die Verstärkungsteile des Trägerstreifens in ihrer richtigen Lage zueinander zu halten. Weiter ist es unter bestimmten Umständen möglich,

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daßsol ehe hohen Verhältnisse nicht wünsehenswert sein können, da ein Bedürfnis bestehen kann, mehr Substanz in der Schlauchwand vorzusehen.

Erfindungsgemäß wird jedoch auch ein Schlauch geliefert, bei welchem die Schlauchwand verhältnismäßig mehr Substanz für eine bestimmte Stärke der Verstärkung besitzt. Es kann z.B. ein Verstärkungsstreifen aus Fäden von zweifachen Polyestergarnen mit 1000 Denier und einer Anzahl von 3,2 Kettfäden pro cm (8 pro inch) über die Breite des Tragerstreifens, der aus einer synthetischen Kautschuk oder thermoplastischen Membran mit einer Dicke von 0,25 mm (0,01 inch) besteht, gebildet werden. Bei diesem Aufbau könnte der Trägerstreifen 5 oder 6mal so viel wie das Gewicht der Verstärkungsfäden wiegen.

Bei einem erfindungsgemäß aufgebauten Schlauch sind die Verstärkungsfäden auf einen Trägerstreifen in der Form einer Membran aus polymerem Material aufgebracht. Es ist daher möglich, Verstärkungsfaden zu verwenden, die während der Vulkanisation schrumpfen, ohne daß es erforderlich ist, eine relativ dicke Auskleidungslage aus einem Material mit einem hohen Elastizitätsmodul vorzusehen.

Die Erfindung liefert so einen Schiauchaufbau, welcher billiger in der Herstellung als ein Schlauch ist, der eine Gewebeverstärkung verwendet, und welcher eine geringere Wandstärke ermöglicht als ein Schlauch mit herkömmlichen Verstärkungsfäden.

Ähnliche Vorteile werden erhalten, wenn die Erfindung für den Aufbau anderer flexibler Artikel, wie z.B. flexibler Riemen verwendet wird.

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Claims

Patentansprüche

. / Flexibler Artikel mit einer Verstärkungsstruktur, die aus ^s"~" wenigstens einem Streifen aus Verstärkungsmaterial gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verstärkungsstreifen (14, 16) eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Fäden (21, 31) umfaßt, die auf einen Trägerstreifen (20, 30) aufgebracht sind, welcher aus einer Membran von polymerem Material gebildet ist.

2. Schlauch mit einer Verstärkungsstruktur, die aus wenigstens einem schraubenförmig qewiekelten Streifen von Verstärkungsmaterial gebildet ist, dadurch gekennzeichnet,daß jeder Verstärkungsstreifen (14, 16) eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Verstärkungsfäden (21, 31) umfaßt, die auf einen Trägerstreifen (20, 30) aufgebracht sind, welcher' aus einer Membran von polymerem Material gebildet ist,

Schlauch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus polymerem Material eine Dicke hat, die 0,25 mm (0,01 inch) nicht überschreitet.

Schlauch nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß^die Membran aus polymerem Material eine Dehnung zum Zerreißen in jeder Richtung von nicht mehr als 100% hat. ·

Schlauch nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verstärkungsfäden (21, 31) nur in der Längsrichtung des Trägerstreifens erstrecken.

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6. Schlauch nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsstruktur (13) eine Vielzahl von Verstärkungslagen (15, 17) umfaßt, von denen jede aus einem schraubenförmig gewickelten Streifen (14, 16) von Verstärkungsmaterial gebildet ist, wobei das Verstärkungsmaterial in den aufeinanderfolgenden Lagen jeweils im entgegengesetzten Sinn gewickelt ist.

7. Schlauch nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfäden (21, 31) sich jeweils

■ in einem Abstand zueinander über die Breite des TrägerStreifens (20, 30) befinden.

8. Schlauch nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfäden so angeordnet sind, daß sie sich parallel zueinander und in Berührung miteinander in der Längsrichtung des Trägerstreifens erstrecken.

9. Schlauch nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfäden endlose Fäden aus synthetischem Textilmaterial sind.

10. Schlauch nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfäden endlose Fäden aus gesponnenem Garn sind.

11. Schlauch nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekenn-'· zeichnet, daß die Verstärkungsfäden endlose Fäden aus Metalldraht sind.

12.Schlauch nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfäden endlose Fäden aus Glasfasern sind.

13.Schlauch nach eineni der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der Verstärkungsfäden größer ist als das des Trägerstreifens.

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14. Schlauch nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Trägerstreifens größer oder gleich dem Gewicht der Verstärkungsfäden ist.

15. Verfahrenzur Herstellung eines Schlauches durch Aufbringen von zwei oder mehreren schraubenförmig gewickelten Streifen aus Verstärkungsmaterial auf eine- Auskleidungslage, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Verstärkungsstreifen eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Verstärkungsfäden umfaßt, welche auf einen Trägerstreifen aufgebracht sind, der aus einer Membran aus polymeren! Material gebildet ist.

16. Verfahren zur Herstellung eines Schlauches, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trägerstreifen, der aus einer Membran aus polymerem Material gebildet ist, schraubenförmig auf eine Auskleidungslage eines Schlauches gewickelt wird, daß eine Vielzahl von Verstärkungsfäden auf den Trägerstreifen in der Weise schraubenförmig gewickelt wird, daß sich die Fäden im wesentlichen in Längsrichtung bezüglich des Trägerstreifens erstrecken, und daß die Verstärkungsfäden auf den Trägerstreifen aufgebracht werden.

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