DE723149C

DE723149C - Process for the production of hollow bodies from unshygroscopic material

Info

Publication number: DE723149C
Application number: DEG100176D
Authority: DE
Inventors: Fritz Heinrich Sarnighausen
Original assignee: Hohlkoerperbau Ziegler & Wiene
Current assignee: Hohlkoerperbau Ziegler & Wiene
Priority date: 1939-06-07
Filing date: 1939-06-07
Publication date: 1942-07-30

Description

Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus unhygroskopischem Werkstoff Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus unhygroskopischem Werkstoff, welches es ermöglicht, auf sehr einfache und wohlfeile Weise zu Hohlkörpern zu gelangen, die auf Grund der ihnen eigenen Vorzüge für die verschiedensten Zwecke Verwendung finden können. Dieses Verfahren arbeitet mit mehreren durch .miteinander vereinigten Lagen aus sich beim Befeuchten allseitig ausdehnenden Faserstoffbahnen und macht sich deren Bestreben zunutze, sich beim Trocknen wieder in den ursprünglichen Zustand zusammenzuziehen, wodurch Spannungserscheinungen ausgelöst werden, die ihrerseits wieder zu einer außerordentlichen Festigkeitssteigerung führen.Process for the production of hollow bodies from unshygroscopic material The subject of the invention forms a method for the production of hollow bodies unhygroscopic material, which makes it very easy and cheap Way to get to hollow bodies, which because of their own advantages for the can be used for a wide variety of purposes. This procedure works with several by .with each other united layers of expanding on all sides when moistened Fiber webs and makes use of their endeavors to recover when drying to contract to its original state, causing tension phenomena which in turn lead to an extraordinary increase in strength.

Im einzelnen besteht das vorliegende Verfahren darin, daß zunächst eine Lage aus Papier o. dgl. sich beim Befeuchten allseitig ausdehnenden Faserstoffbahnen in feuchtem oder ausgedehntem, gegebenenfalls gedämpftem Zustand um eine dem herzustellenden Hohlkörper entsprechende Form gewickelt wird. Die Ausmaße der einzelnen Faserstoffbahnen und deren Anordnung richtet sich dabei nach der für den Hohlkörper jeweils gewünschten Gestaltung und ist zweckmäßig derart zu wählen, daß eine Faltung vermieden wird und an sämtlichen Stellen gleiche Beanspruchung gegeben ist, sofern man nicht zwecks entsprechender Beeinflussung einzelner Stellen des herzustellenden Hohlkörpers an diesen absichtlich eine von den anderen abweichende Dehnung vorsieht. So kann z. B. im Falle der Herstellung eines Hohlzylinders eine spiralige Wicklung schmaler Papier- o. dgl. Sxreifen um eine zylindrische Form vorgenommen werden. Die Formen werden erforderlichenfalls mehrteilig, z. B. derart ausgebildet, daß sie nach Fertigstellung der Hohlkörper bzw. nach etwaigem Herausschneiden der für sie nicht benötigten Wandungsstelle ohne Schädigung der Hohlkörper aus diesen entfernt und dann einer erneuten Verwendung zugeführt werden können. Gegebenenfalls kann man aber auch derart vorgehen, daß man nicht einen zunächst in sich vollkommen geschlossenen Hohlkörper herstellt, also die Form vollständig umwickelt, sondern an derselben Klemmen o. dgl. Vorrichtung vorsieht und mit deren Hilfe die, Enden entsprechend zugeschnittener Faserstoffbahnen, die nur um einen Teil der Form gelegt sind, für den Verlauf des Herstellungsganges festlegt.In detail, the present method consists in that first a layer of paper or the like. Fibrous webs that expand on all sides when moistened in a moist or expanded, possibly dampened state around one to be produced Hollow body is wound corresponding shape. The dimensions of the individual fibrous webs and their arrangement depends on the one desired in each case for the hollow body Design and should be chosen appropriately so that folding is avoided and the same stress is given in all places, unless one is for the purpose corresponding influencing of individual points of the hollow body to be produced this intentionally provides a different stretch from the others. So z. B. in the case of the manufacture of a hollow cylinder, a spiral winding narrower Paper or the like hoops can be made around a cylindrical shape. The forms are required in several parts, e.g. B. designed in such a way that after completion of the hollow body or after any cutting out of the for them not required wall point without damaging the hollow body from these removed and then recycled. Possibly but one can also proceed in such a way that one is not initially complete in oneself closed hollow body produces, so the form completely wrapped, but Provides on the same clamps or the like. Device and with the help of the, ends appropriately cut fibrous webs that are only placed around part of the mold are determined for the course of the production process.

Besonders zweckmäßig ist es, Formen mit durchlässigen Wandungen zu verbinden, um den später noch näher zu erörternden Trocknungsvorgang zu erleichtern. Andererseits kann es aber gegebenenfalls auch von Vorteil sein, aufblasbare Formen aus Gummi o. dgl. zu verwenden, um nach Fertigstellung der Hohlkörper nur eine kleine Öffnung zum Entfernen der entleerten Form zu benötigen.It is particularly useful to use shapes with permeable walls connect in order to facilitate the drying process, which will be discussed in more detail later. On the other hand, it can also be advantageous to use inflatable shapes Made of rubber o. The like. To be used after completion of the hollow body only a small Need opening to remove the deflated form.

Nachdem die erste Lage in der genannten Weise um die Form gewickelt worden ist, wird sie mit einem bei seinem Trocknen wasserunlöslich. werdenden und .nicht nachquellenden flüssigen Bindemittel, z. B. sogenanntem Kaurit-Leitn, bestrichen. Gegebenenfalls kann man das Bindemittel aber auch schon vor dem Aufwickeln der Faserstoffbahnen auf diese aufbringen und so z. B. den Sondervorteil erzielen, daß auch etwa einander überlappende Wicklungsteile ohne weiteres miteinander verklebt werden. Die Beschaffenheit der verwendeten Faserstoffbahnen und die Natur der verwendeten Bindemittel müssen natürlich derart sein, daß sie sich nicht wechselseitig irgendwie nachteilig beeinflussen. So darf z. B. dann, wenn mit gewöhnlichem, alkalisch reagierendem Papier als Faserstoffbahn gearbeitet wird, kein alkaliempfindliches Bindemittel verwendet werden, oder man muß durch Ansäuern, z. B. mit Schwefelsäure, für eine entsprechende Neutralisierung des Alkalis Sorge tragen, Auf die mit einem Bindemittel der genannten Art überzogene erste Wicklungslagwird dann eine weitere Lage aus Faserstoffbahnen der erwähnten Art und Zustandsform aufgewickelt. Hierauf werden diese beiden ersten Lagen und das sie verbindende Bindemittel zum mindesten teilweise getrocknet. Eine solche Aufbringung weiterer Faserstofflagen und Bindemittelschichten sowie die Vornahme der erwähnten Zwischentrocknung kann dann gegebenenfalls auch noch ein- oder mehrmals, je nach der für den herzustellenden Hohlkörper gewünschten Wandstärke, Festigkeit und sonstigen Eigenschaften, wie-+ derholt werden, worauf dann das Ganze ; schließlich einer endgültigen Trocknung unter-_ Z"vorfen wird.After the first layer is wrapped around the mold in the aforementioned manner it becomes insoluble in water when it dries. expectant and .non-swelling liquid binders, e.g. B. so-called Kaurit-Leitn, coated. If necessary, however, the binder can also be used before the fibrous webs are wound up apply to this and so z. B. achieve the special advantage that about each other overlapping winding parts are easily glued together. The texture of the fibrous webs used and the nature of the binders used be of course such that they do not in any way adversely affect one another. So z. B. when using ordinary, alkaline reacting paper as a fibrous web work is being carried out, no alkali-sensitive binding agent is used, or one must be acidified, e.g. B. with sulfuric acid, for an appropriate neutralization take care of the alkali, on the coated with a binder of the type mentioned The first winding layer is then a further layer of fibrous webs of the aforementioned Type and condition wound up. These first two layers and the binding agent connecting them is at least partially dried. Such Application of further fiber layers and binder layers as well as the implementation the mentioned intermediate drying can then optionally also once or several times, depending on the wall thickness and strength desired for the hollow body to be produced and other properties, are repeated, whereupon the whole; in the end a final drying under-_ Z "is expected.

Int Verlauf dieser Trocknung saugt die entweichendeFeuchtigkeit Bind,emittelteilchen aus den Bindemittelzwischenschichten in das Innere der Faserstoffbahnen ein, so daß diese schließlich mit einem dichten Bindemittelskelett durchsetzt und von dem Bindemittel durch und durch imprägniert sind und sämtliche Schichten mit diesem ein homogene: Ganzes bilden, das auch gewaltsam nicht mehr schichtweise aufgeteilt werden kann, sondern sich wie ein einheitlicher Körper mit entsprechend verbesserten Eigenschaften verhält. Gleichzeitig mit dieser Trocknung und deren Eindringen des Bindemittels in das Innere der Faserstoffbahnen erfolgt eine Schrumpfung der letzteren, welche zu einer außerordentlichen Festigkeitssteigerung des Ganzen führt. Die besten Ergebnisse werden dabei dann erzielt, wenn man die Trocknungsvorgänge derart steuert, daß die genannten Erscheinungen während deren Gesatntdauer parallel nebeneinander hergehen bzw. gleichzeitig beendet sind, so daß also das Bindemittel seinen wasserunlöslichen Endzustand erst dann erreicht, wenn die Trocknung der Faserstoffbaltnen beendet ist und umgekehrt. Dann braucht nur noch gegebenenfalls nach Vornahme entsprechender Ausschnitte in den erhaltenen Hohlkörpern aus diesen die Form entfernt zu werden, worauf man den Hohlkörper nach Bedarf auch noch mit einem besonderen Innen- oder Außenanstrich versehen oder sonstwie nach bekannten Verfahren für die ihm speziell zugedachten Verwendungszwecke weiter zurichten, z. B. mit Armaturen. Handgriffen o. dgl. ausstatten kann.In the course of this drying, the escaping moisture absorbs binder particles from the intermediate binder layers into the interior of the fibrous webs, see above that this finally interspersed with a dense binder skeleton and from that The binder is impregnated through and through, and all layers are impregnated with it a homogeneous one: forming a whole that is no longer split up in layers, even forcibly can be, but like a unified body with accordingly improved Properties behaves. Simultaneously with this drying and its penetration of the The binder in the interior of the fibrous webs shrinks the latter, which leads to an extraordinary increase in strength of the whole. The best Results are achieved if the drying processes are controlled in such a way that that the phenomena mentioned parallel to one another during their total duration proceed or are terminated at the same time, so that the binder is insoluble in water The final state is only achieved when the drying of the fibrous webs has ended is and vice versa. Then only need, if necessary, after making the appropriate Cut-outs in the hollow bodies obtained from these the mold to be removed, whereupon the hollow body can also be provided with a special inner or Exterior painting or otherwise according to known methods for him specifically further prepare intended uses, e.g. B. with fittings. Handles o. The like. Can equip.

Auf solche Weise ist es z. B. möglich. Bootskörper, Flugzeugtragflächen, Flugzeugrümpfe, Flugzeugleitwerke, Flugzeugholme, Behälter jeder Art, wie abwerfbare Brennstofftanks, Brennstoffkanister für Kraftwagen, Vorrats- und Versandgefäße für Lebensmittel, Chemikalien usw., Weinbütten, Fässer, Waschgefäße, Badewannen, Kinderwagen, Hauben für Schreibmaschinen, Gehäuse für Radioapparate, Möbel u. dgl. mehr herzustellen, die sich insbesondere durch Festigkeit, Leichtigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Wasser und sonstige atmosphärische Einflüsse auszeichnen und entsprechend den Erzeugnissen aus anderen Werkstoffen, z. B. Holz, wesentlich überlegen sind. So haben z. B. Rettungsboote, welche nach dem vorliegenden Verfahren hergestellt sind, gegenüber den üblichen, aus Holz gefertigten Rettungsbooten nicht nur den Vorteil größerer Leichtigkeit, so daß sie auch zu kleinen Wasserfahrzeugen sehr viel besser mitgeführt und gehandhabt werden können, sondern auch noch den weiteren wesentlichen Vorteil, daß sie nicht, wie solche aus Holz, allmählich austrocknen und damit bei unzureichender Wartung praktisch wertlos werden.In such a way it is e.g. B. possible. Hulls, aircraft wings, Aircraft fuselages, aircraft tail units, aircraft spars, containers of all kinds, such as those that can be released Fuel tanks, fuel canisters for motor vehicles, storage and shipping containers for Food, chemicals, etc., vines, barrels, washing vessels, bathtubs, strollers, To manufacture covers for typewriters, housings for radios, furniture and the like, which are characterized in particular by strength, lightness and resistance to Mark water and other atmospheric influences and according to the products made of other materials, e.g. B. wood, are significantly superior. So have z. B. lifeboats, which are produced according to the present process, compared to the usual, lifeboats made of wood not only have the advantage of greater lightness, so that they are much better carried and handled even on small craft can be, but also the further essential advantage that they do not, like those made of wood, gradually dry out and therefore with inadequate maintenance become practically worthless.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere für Arbeiten in großtechnischem Maßstabe mit Vorteil auch derart durchgeführt werden, daß die einzelnen Faserstoffbahnen in trockenem Zustande unter Zwischenlagerung eines trockenen, durch Einwirkung von Hitze fließbar werdenden und schließlich wasserunlöslich erhärtenden Bindemittels, z. B. Kunstharz, aufgewickelt werden. Das Bindemittel kann dabei mit Vorteil z. B. als Folie zwischen die einzelnen Faserstoffbahnen eingehegt oder als besondere, die Quellfähigkeit bzw. Dehnbarkeit der Faserstoffb-ahnen nicht beeinträchtigende Schicht auf diesen aufgewalzt sein. Im übrigen ist auch hier die Beschaffenheit von Faserstoffbahnen und Bindemitteln miteinander in Einklang zu bringen, also erforderlichenfalls z. B. ein bereits vorkondensiertes Kunstharz zu verwenden, da es, wie oben bereits gesagt, wichtig ist, die Verfestigungszeit des Bindemittels mit der Zeit des Feuchtigkeitsentzuges in möglichste Übereinstimmung zu bringen.The method according to the invention can be used in particular for work on an industrial scale Scale can also be carried out with advantage in such a way that the individual fibrous webs in a dry state with intermediate storage of a dry one, by the action of Heat flowable and finally water-insoluble hardening binder, z. B. synthetic resin, are wound. The binder can be used with advantage, for. B. as a film between the individual fibrous webs or as a special, the swellability or stretchability of the fibrous webs not impairing Layer to be rolled onto this. Incidentally, the quality is also here to bring fibrous webs and binders in line with each other, so if necessary z. B. to use an already pre-condensed synthetic resin, as it is, as above In other words, what is important is the setting time of the binder with the time of moisture removal to bring them as closely as possible into agreement.

Bei einem Ausgehen von solchen trockenen Faserstoffbahnen müssen diese auf eine auf die dem herzustellenden Hohlkörper entsprechende Gestaltung ausweitbare Form aufgewickelt werden, also eine Form, die zunächst einen geringeren Umfang besitzt und aus diesem dann später z. B. durch in sie eingebaute auslösbare Spamnfederri, Aufbl,asvorrichtungen o. dgl. bis auf .die jeweils gewünschte Endform ausgeweitet werden kann, wofür zweckmäßig eine entsprechende Arre--tiervorrichtung für die Ausweitorgane vorgesehen wird. Sind die trockenen Faserstoffbahnen mit dem zwischen ihnen gelagerten Bindemittel auf eine solcheausweitbare Form aufgewickelt, so werden sie auf dieser der Feuchtigkeit, z. B. Einwirkung von Dampf, die gegebenenfalls auch vom Inneren der Form her durch deren hierfür durchlässig gehaltene Wandungen zugeführt werden kann, ausgesetzt und dehnen sich dabei unter gleichzeitiger Ausweitung der Form aus, bis sie die gewünschte Gestaltung angenommen haben. Ist dies geschehen und damit gleichzeitig auch eine weitere Ausweitung der Form unterbunden, so wird die in dem Ganzen enthaltene Feuchtigkeit gegebenenfalls unter Steigerung der Temperatur entfernt-und schließlich das Bindemittel erhärtet. Auch in solchem Falle erhält man dann einen in sich homogenen Hohlkörper, der sich G durch die gleichen Vorzüge wie die nach der vorerwähnten Ausführungsform erhältlichen Hohlkörper auszeichnet.When starting from such dry fibrous webs, these must be wound onto a shape that can be expanded to the shape to be produced corresponding to the hollow body to be produced, that is to say a shape that initially has a smaller circumference and then later z. B. can be expanded to the desired end shape by means of triggerable spam springs, inflators, etc. built into them, for which purpose a corresponding locking device is expediently provided for the expansion organs. If the dry fibrous webs with the binding agent stored between them are wound onto such an expandable form, they are soaked on to the moisture, e.g. B. exposure to the action of steam, which can optionally also be supplied from the inside of the mold through the walls that are kept permeable for this purpose, and expand while expanding the mold until they have assumed the desired design. If this has happened and, at the same time, a further expansion of the shape is prevented, the moisture contained in the whole is removed, if necessary with an increase in temperature - and finally the binder is hardened. Even in such a case, one obtains a homogeneous within itself hollow body which G is characterized by the same advantages as the hollow body obtainable according to the aforementioned embodiment.

Die beiden erwähnten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich gegebenenfalls auch miteinander kombinieren, z. B. derart, daß zunächst ein Hohlkörper nach der zuletzt beschriebenen Ausführungsform hergestellt und um diesen, zweckmäßig solange er sich noch auf der Form befindet, zusätzliche Wendungsteile gefnäß der zuerst beschriebenen Ausführungsform aufgebaut und dann durch Trocknung mit dem ersteren zu einem gemeinsamen Ganzen vereinigt werden.The two mentioned embodiments of the method according to the invention can optionally also be combined with one another, e.g. B. such that initially a hollow body produced according to the last-described embodiment and around this, expediently as long as it is still on the mold, additional turning parts built up vessel according to the embodiment described first and then by drying be united with the former into a common whole.

Wenn es sich um die Herstellung mindestens teilweise konkav geforrhter Hohlkörper handelt, so ist die Ausweitung der Form teilweise oder völlig durch einen entsprechenden Tiefziehvorgang zu ersetzen, wodurch dann mühelos auch derart gestaltete Hohlkörper hergestellt werden können.When it comes to making at least partially concave shapes Is hollow body, the expansion of the shape is partially or completely by one to replace the corresponding deep-drawing process, which then effortlessly also designed in this way Hollow bodies can be produced.

Bei allem empfiehlt es sich, die endgültige Trocknung der Hohlkörper auf die jeweils gewünschten Temperaturen und Feuchtigkeitsgehalte nur allmählich und in schonender Weise vorzunehmen, um eine sonst gegebenenfalls auftretende Beeinträchtigung der angestrebten Eigenschaften mit Sicherheit auszuschließen.With everything it is advisable to finalize the drying of the hollow body to the desired temperature and moisture content only gradually and to be carried out in a gentle manner in order to avoid any impairment that might otherwise arise to exclude the desired properties with certainty.

Gewünschtenfalls kann man auch mehrere Hohlkörper der nach Obigem erhältlichen Art oder Einzelteile solcher nach einer der vorerwähnten Ausführungsformen zu einem gemeinsamen Körper vereinigen und so unter Verwendung einfacher, leicht zu handhaben-.der Ausgangsformen auch die kompliziertesten Endkörper erhalten.If desired, you can also use several hollow bodies according to the above available type or parts of such according to one of the aforementioned embodiments unite into a common body and so using simpler, easier to handle-. The starting forms get even the most complicated end bodies.

Ferner kann man auch während oder nach dem Aufbau bzw. der Fertigstellung der Hohlkörper in und/oder an denselben Anschlußstücke, z. B. Ösen o. dgl., anbringen, sei es, daß man solche hierfür zweckmäßig mit einer z. B. durchlöcherten Fußplatte versehenen Anschlußstücke anklebt oder zwischen den einzelnen Wicklungen einklebt und nur mit den später nutzbaren Teilen aus der Wandung des Hohlkörpers herausragen läßt.Furthermore, you can also during or after the construction or completion the hollow body in and / or on the same fittings, for. B. attach eyelets or the like, be it that such this is appropriate with a z. B. perforated footplate provided connection pieces or glued between the individual windings and only protrude from the wall of the hollow body with the parts that can be used later leaves.

Schließlich können nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zwischen die einzelnen Faserstoffbahnen auch noch Verstärkungseinlagen, z. B. Stahldrähte, unter Vorspannung eingebracht und mit diesen durch das Bindemittel festhaftend vereinigt werden, wodurch sich zusätzliche, für spezielle Verwendungszwecke wertvolle Sonderwirkungen erzielen lassen. Ebenso kann eine Einlagerung solcher Verstärkungseinlagen auch noch mit einem Anbringen von Anschlußstücken der vorerwähnten Art vereinigt werden, z. B. in der Weise, daß man die Enden solcher Verstärkungseinlagen aus dem betreffenden Wandungsteil des Hohlkörpers herausragen und gleichzeitig als Anschlußstück auswerten läßt, wie z. B. im Falle von Flugzeugteilen zwecks Vereinigung derselben mit dem Flugzeugrumpf.Finally, according to a further embodiment of the invention between the individual fiber webs also reinforcement inserts, z. B. steel wires, Introduced under pretension and firmly united with these by the binding agent which creates additional special effects that are valuable for special purposes can be achieved. Such reinforcement inserts can also be incorporated can be combined with an attachment of connecting pieces of the aforementioned type, z. B. in such a way that the Ends of such reinforcement inserts protrude from the relevant wall part of the hollow body and at the same time as Can evaluate connector, such. B. in the case of aircraft parts for the purpose of association same with the fuselage.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of hollow bodies unhygroscopic material, characterized in that a layer of paper o. Like. Fibrous webs that expand on all sides when moistened in moist, expanded State wrapped around a shape corresponding to the hollow body to be produced and with one that becomes insoluble in water when it dries and does not swell again liquid binders, e.g. B. so-called Kaurit glue, is coated, whereupon a wound another layer of fibrous webs of the type and state mentioned and after at least partial drying of the first two layers and the one connecting them Binder the application of fiber layers and binder layers as well the intermediate drying is optionally repeated one or more times and finally the whole is subjected to a final drying. a. Method according to claim i, characterized in that the individual fibrous webs are in a dry state with intermediate storage of a dry one that becomes flowable through the action of heat and finally water-insoluble hardening binder, e.g. B. resin, on a on the .dein hollow body to be produced corresponding design expandable shape wound and on this the moisture, z. B. steam, are exposed and expand in this way with a simultaneous expansion of the form, after which according to assumption the desired design the moisture, optionally with an increase in Temperature, removed and finally the binder is hardened. 3. Procedure according to claim 2, characterized in that for the production at least partially concave shaped hollow body the expansion of the shape partially or completely a corresponding deep-drawing process is replaced. 4. The method according to claim i, z or 3, characterized in that the final drying of the hollow body on the desired temperatures and moisture contents only gradually and is carried out in a gentle manner. 5. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that several hollow bodies of the type obtained or Individual parts of such according to claim i or = combined into a common body "-earth. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that between the individual fiber webs reinforcement inserts, for. B. steel wires, Introduced under pretension and firmly united with these by the binding agent will.