Verfahren zur Herstellung von Schichtpressstoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schichtpressstoffen, bei welchem Folienschichten unter Benutzung von Klebemitteln verpresst werden.
Bei solchen Schichtpressstoffen besteht eine gewisse Gefahr, dass sich die verschiedenen Folienschichten voneinander lösen. Das kann insbesondere dann geschehen, wenn es sich um relativ glatte Schichten handelt oder wenn der Schichtpressstoff aus Schichten von unterschiedlichen Materialien hergestellt ist, die unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten besitzen.
Schichtpressstoffe aus Hydratzellulose, wie Vulkanfiber, echt Pergamentpapier oder dergleichen haben gute Eigenschaften hinsichtlich Verschleissfestigkeit, Biegefestigkeit, spezifisches Gewicht, Zugfestigkeit, Geräuscharmut usw.
Die Einsatzmöglichkeit solcher Hydratzellulose Schichtpressstoffe ist jedoch beschränkt durch ihre Feuchtigkeitsempfindlichkeit.
Ein weiterer Nachteil bekannter Schichtpressstoffe mit durchgehenden Folienschichten besteht in der Schwierigkeit des Profilierens. Aus diesem Grunde stellt man profilierte Schichtpressstoffe aus Schnitzeln her.
Das Material wird zu Schnitzeln zerkleinert, und dieses Schnitzelmaterial wird in Harz getränkt und dann unter Druck und Hitze verpresst. Diese Prozedur ist umständlich und aufwendig sowohl hinsichtlich des Lohnaufwandes als auch hinsichtlich der maschinenmässigen Ausrüstung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Schichtpressstoffen zu schaffen, welches einen innigen Verbund der einzelnen Schichten gewährleistet.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines weitgehend feuchtigkeitunempfindlichen Schichtpressstoffes zu schaffen.
Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtpressstoffes zu schaffen, welches mit relativ geringem Aufwand ein Profilieren des Schichtpressstoffes bei dem Pressvorgang gestattet.
Der Erfindung liegt schliesslich die Aufgabe zugrunde, Schichtpressstoffe mit erhöhter Festigkeit zu schaffen.
Die Erfindung besteht darin, dass wenigstens ein Teil der Folienschichten vor dem Verpressen mit gleichmässig über ihre Fläche verteilten Durchbrüchen oder Einschnitten versehen wird.
Die Erfindung kann auf vielfältige Weise verwirklicht werden: Es können die Folienschichten mit gleichmässig verteilten Austanzungen versehen werden. Die Ausstanzungen können unterschiedliche Form und/oder Grösse haben. Die so erhaltenen Folienschichten können besonders vorteilhaft zu einem Profilkörper verpresst werden.
Das Verfahren kann aber auch in der Weise ausgeübt werden, dass die Folien von einer Seite her gleichmässig verteilt durchstochen werden, wobei an den Durchstichen das Folienmaterial nach der anderen Seite hin auseinanderspreizt. Dadurch erfolgt beim Aufeinanderlegen der Schichten vor dem Pressen eine Aufpolsterung des Materials bis zum Vier- bis Zehnfachen der normalen Schichtdicke. Das erleichtert den Ausgleich von Ungenauigkeiten in der Presse.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Folienschichten oder einzelnen Folienschichten vor dem Verpressen mit Einschnitten versehen und dann gestreckt werden. Das kann beispielsweise mit Vulkanfiberschichten geschehen. Es können aber auch einzelne Folienschichten von Streckmaterial gebildet werden. Generell kann ein Teil der Folienschichten von Blech gebildet werden.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1 zeigt auseinandergezogen drei Schichten, die mit kreisrunden Durchbrüchen von unterschiedlichem Durchmesser versehen sind, wie sie bei dem erfindungsgemässen Verfahren anwendbar sind.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Schichten vor dem Verpressen, und
Fig. 3 einen Schnitt nach dem Verpressen.
Fig. 4a zeigt eine andere Art von durchbrochener Folienschicht.
Fig. 4b zeigt einen Schnitt durch die Schicht von Fig. 4a.
Fig. 5 und 6 veranschaulichen die Wirkung der durch die Struktur von Fig. 4a und b erzielten Auf polsterung .
Fig. 7a zeigt eine andere Ausführungsform der Schicht in Draufsicht, und
Fig. 7b zeigt diese Schicht im Schnitt.
Ähnlich zeigen
Fig. 8a und 9a Ausführungsformen von Schichten in Draufsicht, und
Fig. 8b und 9b die zugehörigen Schnitte.
Fig. 10 zeigt eine mit Einschnitten versehene und leicht gestreckte Folie.
Fig. 11 zeigt perspektivisch, und
Fig. 12 in Draufsicht einen Winkel von gelochter oder durchstossener Folie zur Herstellung von Profilkörpern in zylindrischer oder annähernd kugeliger Form.
Fig. 13 zeigt einen Schnitt, und
Fig. 14 eine Draufsicht auf einen Sichtpressstoff bzw. Schichten desselben vor dem eigentlichen Pressvorgang.
Fig. 15 zeigt einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Schichtpressstof fels.
Fig. 16 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Schichtpressstof-fes.
Fig. 17 zeigt eine auseinandergezogene Schnittansicht gelochter und durchstossener Folien für die Herstellung eines Schichtpressstoffes nach der Erfindung.
Fig. 18 zeigt einen Schnitt durch eine Schicht eines Schichtpressstoffes nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 19 ist eine zugehörige Draufsicht.
Fig. 20 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines Schichtpressstoffes nach der Erfindung.
In Fig. 1 sind drei Schichten a, b und c mit kreisförmigen Ausstanzungen 10, 11 und 12, jeweils gleichmässig über die gesamte Fläche verteilt, vorgesehen.
Die Ausstanzungen besitzen unterschiedliche Durchmesser, so dass - wie aus Fig. 2 ersichtlich - im allgemeinen stets ein Steg der einen Folie über oder unter einem Durchbruch der benachbarten Folie liegt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, durchdringen sich bei dem Pressvorgang die einzelnen Schichten, so dass eine enge Verflechtung erfolgt.
Bei der Schicht nach Fig. 4a und 4b sind die Schichten von einer Seite her durchstochen, wobei an den Durchstichen das Material kreuzförmig aufgerissen und in einer kreisförmigen Wulst nach der anderen Seite hin auseinandergespreizt sind.
Eine ähnliche Lochung und Prägung zeigen Fig. 8a und b. Wie Fig. 5 und 6 erkennen lassen, entsteht durch dieses Auseinanderspreizen des Materials eine Aufpolsterung der aufeinanderliegenden Schichten 14 (Fig. 6) gegenüber den nichtdurchstochenen Schichten, wie sie in Fig. 5 dargestellt sind. Das erleichtert den Ausgleich von Ungleichförmigkeiten des Pressenstempels 15 und der Auflage 16, wie sie in den Fig. 5 und 6 übertrieben dargestellt sind.
Fig. 7a und 7b zeigen eine Schicht mit winkelförmigen Einschnitten 17, wobei die dadurch gebildeten Zungen 18 nach einer Seite herausgedrückt sind. Fig. 9a und 9b zeigen eine Folie oder Schicht mit Reihen von gegeneinander versetzten, langgestreckten Durchbrüchen 19.
Bei der Ausführung nach Fig. 10 ist eine Schicht mit Einschnitten versehen und dann quer zu den Einschnitten gestreckt, so dass eine streckmetallartige Struk- tur entsteht. Es kann sich auch tatsächlich um Streckmetall handeln, das so in einen Schichtpressstoff eingebettet und in diesem verankert ist.
Das KIebemittel dringt durch die Durchbrüche oder Einschnitte und bildet nach dem Erhärten ein Skelett , das für eine enge Verhaftung der einzelnen Schichten miteinander sorgt, und zwar auch dann, wenn die Schichten aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Gegebenenfalls durchdringen sich auch die verschiedenen Schichten des Materials. Es wird ferner durch die Durchbrüche oder Einschnitte eine geringere Feuchtigkeitsempfindlichkeit von Hydratzellulose-Schichtpressstoffen erreicht. Die Vulkanfiber beispielsweise, die aus pergamentierten Pflanzenfasern besteht, weist äusserlich eine hornartige Schicht auf, die dem Imprägnierharz nur wenig Einlass gewährt. Durch die Durchbrüche oder Einschnitte, in welche das Imprägnierharz eindringt, wird diese Schicht unterbrochen, so dass das Imprägnierharz durch Kapillarwirkung in die Faser hineinwandern und diese vollständig durchdringen kann.
Bei der Profilierung eines Schichtpressstoffes zerreisst die Folie schliesslich infolge der Löcher oder Einschnitte in einzelne Schnitzel, die zwar glatt aufeinanderliegen, aber sich nach der gewünschten Form des profilierten Körpers orientieren.
Gemäss Fig. 11 und 12 ist eine Schicht mit Durchbrüchen oder Durchstichen zu einem Winkel aufgerollt.
Dieser Winkel wird dann zu einem Profilkörper gepresst. Infolge der Durchbrüche ergibt sich eine dreidimensionale Verkettung, die eine hohe Festigkeit gewährleistet.
Die Klebemittel sind üblicherweise Kunstharz, Kunststoffe und dergleichen. Die Folienschichten können je nach Qualität, die man erreichen will, aus verschiedenen Materialien bestehen. Die Verbindung geschieht üblicherweise durch Verharzung der einzelnen Folien, die dann unter Druck und Hitze zusammengepresst werden. Die Verbindung der Folienschichten kann aber auch bei nichtverharzten Folien durch Zwischenlegen von Leimfolien erfolgen, die handelsüblich erhältlich sind. Diese Leimfolien bestehen aus dünnem Seiden- oder Pergamentpapier, das mit Harz getränkt ist.
Die Festigkeit der Schichtpressstoffe wird durch die verschiedenen, die Folienschichten bildenden Materialien bestimmt. Es kann sich dabei um Pergamentpapier oder Gewebe, z. B. Baumwoll- oder Glasfasergewebe oder Metallschichten handeln.
Fig. 13 und 14 zeigen die Herstellung eines Schichtpressstoffes, der eine erhöhte Festigkeit nicht nur in der Ebene der einzelnen Schichten, sondern auch in der dazu senkrechten dritten Dimension besitzt.
Zu diesem Zweck sind in einzelnen Schichten 20, 21 rechteckige Zungen oder Laschen 22 ausgestanzt und aufeinander zu abgewinkelt. Die Schichten sind in einer Harzschicht 23 eingebettet, welcher vor weiterer Erhöhung der Festigkeit oder vor Veränderung der Materialeigenschaften eine weitere körnige oder faserige Komponente zugesetzt sein kann, wie durch die Punktierung angedeutet ist. Beim Verpressen dieser Schichten greifen die Laschen 22 übereinander und ergeben eine verbesserte Verbindung der einzelnen Schichten mit einander und damit eine erhöhte Spaltfestigkeit des Schichtpressstoffes. Je breiter oder je länger man das Lochzonenmaterial gestaltet hat, desto höher liegen dann auch letztlich die Werte der Festigkeit in der dritten Dimension (Höhe) des so hergestellten Schichtpressstoffes.
Fig. 15 zeigt eine Schicht 24, welche die Oberfläche eines Schichtpressstoffes bilden soll. Bei dieser Schicht sind ebenfalls rechteckige Zungen oder Laschen 26 ausgestanzt und abgewinkelt. Diese abgewinkelten Laschen sind jedoch lediglich nach innen gebogen, um eine Verbindung der die Aussenbeschichtung eines Schichtkörpers bildenden Folie 24 mit dem übrigen Schichtwerkstoff 25 zu gewährleisten. Als Anwendung für einen solchen Schichtpressstoff kommen in Frage Zahnräder, hitzebeständige Tischplatten usw.
Eine weitere Verfestigung in bezug auf die dritte Dimension kann bei Schichtkörpern gemäss Fig. 16 auch dadurch erreicht werden, dass die ausgestanzten und abgewinkelten Teile 27 einer Folie 28 auf die nicht gelochten Flächen der Nachbarfolie 29 ausgerichtet sind, so dass beim Zusammendrücken die Enden der ausgestanzten Teile sich umlegen und eine Vernietung entsteht.
Um eine solche Ausrichtung zu ermöglichen, kann eine Zwischenfolie 30 vorgesehen werden, wie in Fig. 17 dargestellt ist. Dort ist eine obere Folie 31 gezeigt, die mit Durchbrüchen 32 versehen ist, deren Ränder 33 nach innen umgebogen sind. Die Zwischenfolie 30 weist Durchbrüche 34 auf, welche mit den Durchbrüchen 32 fluchten, so dass beim Pressvorgang die umgebogenen Ränder 33 der Folie 31 durch die Durchbrüche 34 geführt werden. Auf der anderen Seite der Folie 30 liegt eine weitere Folie 35 mit Durchbrüchen 36, die ebenfalls umgebogene Ränder 37 besitzen.
Beim Pressvorgang werden die umgebogenen Ränder 33 der Durchbrüche 32 der Folie 31 durch die Durchbrüche 34 der Zwischenfolie 30 auf die nichtgelochten Teile der Folie 35 ausgerichtet. Es erfolgt ein Umbiegen der Ränder 33 und 32, welches zu einer Art Vernie- tung aller drei Folien 31, 30, 35 führt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 18 ist eine Schicht 38 dargestellt, die mit dreieckig ausgestanzten Laschen 39 versehen ist, ähnlich wie bei der Ausführung nach Fig. 7a und 7b. Im Gegensatz zu dieser Ausführungsform sind die Laschen 39 jedoch abwechselnd nach oben und nach unten abgebogen. Diese Schicht gestattet daher eine Verklammerung mit den beiden benachbarten Schichten.
Eine Vorrichtung zur Herstellung von Schichtpressstoffen nach der Erfindung ist in Fig. 20 schematisch dargestellt. Zwei Folien werden von Rollen 40 und 41 abgezogen. Der Folie 42 von der Rolle 40 wird durch ein Auftragvorrichtung 43 ein flüssiger Klebstoff, beispielsweise ein Kunstharz, zugegeben. Statt dessen könnte dies auch durch eine Auftragvorrichtung 44 geschehen, die hinter einer Lochvorrichtung 45 angeordnet ist. Die Folie 42 von der Rolle 40 und die Rolle 46 von der Rolle 41 werden gemeinsam durch die Lochvorrichtung 45 geführt und gelocht. Dadurch kann schon bei dem Lochvorgang eine gewisse Verklammerung der beiden Folien erreicht werden. Es ergibt sich auf jeden Fall eine genau definierte Lage der Lochungen der Folien 42 und 46.
In der dargestellten Ausführungsform wird die Folie 42 über die Auftragvorrichtung 44 geführt, während die Folie 46 nach dem Lochen über eine Führungsrolle 47 geleitet wird. Durch Presswalzen 48 und 49 werden die beiden Folien dann miteinander verpresst. Bei 50 tritt dann eine Schicht aus, die durch Verbindung der beiden Folien 42 und 46 mittels des Klebstoffes erhalten ist. Diese Schicht kann dann gegebenenfalls mit weiteren Schichten verbunden werden.