DE2357557C2

DE2357557C2 - Verstärkungseinlage für Leichtbaukörper

Info

Publication number: DE2357557C2
Application number: DE19732357557
Authority: DE
Inventors: Friedrich 7407 Moessingen Haarburger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-11-17
Filing date: 1973-11-17
Publication date: 1975-11-20
Also published as: DE2357557B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstärkungseinlage für Leichtbaukörper unter Verwendung eines Textilbahnstreifens.

Leichtbaukörper werden auf vielen Gebieten nicht nur zur Einsparung von Gewicht, sondern auch zur Erzielung besonderer physikalischer Eigenschaften oder auch aus chemischen Gründen eingesetzt. Bei diesen Leichtbaukörpern wird auch in zunehmendem Maße Metall durch Kunststoffe ersetzt, insbesondere Kunststoffe mit Zeil- oder Schaumstruktur.

Die Anwendung von Leichtbaukörpern ist bisher weitgehend auf Gebiete beschränkt, bei denen diese Leichtbaukörper keiner gröiBeren Zugbelastung ausgesetzt sind, da, mit der Erzielung einer größeren Leichtigkeit von Baukörpern im allgemeinen auch eine Schwächung ihrer Festigkeit verbunden ist. Die Verwendung von Stützgerüsten oder Verstärkungsrahmen aus herkömmlichem schweren Metall hebt den Vorteil der Leichtbaukörper mindestens teilweise wieder auf.

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffprodukten mit verfestigenden Einlagen bekanntgeworden (DT-PS 9 39' 404), bei welchem in oder auf einen Sctiaumstoffkörper Einlagen oder Auflagen in Form von Geweben, Geflechten, Vliesen od. dgl. aus natürlichen oder künstlichen Fasern angebracht werden. Solche Einlagen haben den Nachteil, daß sie nur bei relativ großer Flächenausdehnung eine ausreichende Stabilisierung, als schmale Bänder dagegen nur eine relativ geringe Verstärkung der Schaumstoffkörper bewirken können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verstärkungsmittel für Leichtbaukörper zu schaffen, das geeignet ist, die Zugfestigkeit der Leichtbaukörper wesentlich zu verbessern, ohne: daß hierbei großflächige Verbindungsstellen erforderlich sind oder eine starke Gewichtszunahme der Leichtbaukörper damit verbunden wäre.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Textilbahnstreifen aus hochzugfestem Textilmaterial hergestellt, mindestens einseitig mit plastomerem und/oder ellastomerem Kunststoff beschichtet und zu einem Strang gedreht ist. Ein derarti-

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ger Verstärkungsstrang hat ein relativ geringes Gewicht und ist durch die Verwendung eines hochzugfesten Textilmaterials, insbesondere Chemiefaserfäden, die in einem festen Webverband oder Maschenverband miteinander stehen, sowie durch die Drehung der Streifen äußerst zugfest. Die Verstärkungsstränge lassen sich zwischen einzelnen Wandungen oder Waidungsabschnittnn der Leichtbaukörper einbringen, wobei durch ihre Kunststoffbeschichtung bei mit Kunststoffschaum oder anderem Kunststoffmaterial ausgefüllten Leichtbaukörpern der große Vorteil erzielbar ist, daß auch eine fest·; Verbindung der Verstärkungsstränge mit der Kunststoffüllung der Leichtbaukörper erreicht werden kann.

Zur Erzielung besonders zugfester Verstärkungsstränge kann der Textilbahnstreifen auch zusammen mii mehreren anderen Textilbahnstreifen verdreht werden, wobei durch Wärmeeinwirkung und die Verwendung entsprechender Kunststoffmaterialien auch ein Verschweißen oder Verkleben der miteinander verdrehten Textilbahnstreifen 'erreicht werden kann. Auf diese Weise lassen sich hochzugfeste flexible Verstärkungsstränge erzielen, mit welchen die Biege- und Verwindungsfestigkeit sowie die Zugfestigkeit allgemein von beispielsweise für Bauwerke oder Fahrzeugteile verwendeten Leichtbaukörpern wesentlich erhöht wird.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Verstärkungsmittel müssen aber nicht zwangläufig flexibel bleiben, sondern können auch mit Kunststoff und/oder Kunststoffschaum, beispielsweise Hartschaum oder Halbhartschaum, unter Bildung eines mehr oder weniger starren Verstärkungsstabes ummantelt werden. Die Ummantelung kann in einem exothermen Verfahren durchgeführt werden, bei welchem die Kunststoffbeschichtung der Textilbahnstreifen erwärmt und dadurch eine feste Verbindung (Verschweißung) dieser Beschichtung mit dem Kunststoffschaummantel erzielt wird.

Mehrere Verstärkungsstränge können zu einem Verstärkungsnetz oder -gitter miteinander verbunden werden, wobei unummantelte flexible Textilbahnstreifen an ihren Verbindungsstellen beispielsweise miteinander verknüpft oder durch Verschweißen oder Verkleben miteinander verbunden sein können. Starre oder halbstarre ummantelte Textilbahnstreifen können zu einem mehr oder weniger starren Verstärkungsrahmen oder Verstärkungsgitter zwei- und dreidimensional miteinander verschweißt oder verklebt werden.

Die Verstärkungsstränge können durch die Wahl des Fadenmaterials und/oder ihrer Beschichtung und/oder der Zusammensetzung einer Ummantelung eine Stabilisierung der mit ihnen ausgerüsteten Leichtbaukörper gegen Brand und chemische Einwirkungen erbringen. So kann beispielsweise der Textilbahnstreifen Glasfasern, Metallfäden oder Asbestgarne enthalten, und die Beschichtung der Textilbahnstreifen kann mineralische Füllstoffe aufweisen.

Besonders günstig ist die Verwendung der Verstärkungsmittel in Leichtbaukörpern, die eine Kunststoffschaumfüllung aufweisen und von einer nichtmetallisehen Hülle aus Kunststoffmaterial umgeben sind. Die Verstärkungsmittel lassen sich mit diesen Hüllen und auch mit der Kunststoffschaumfüllung gut verbinden. Die Verbindung kann entweder nur mit den Enden der Verstärkungsstränge oder -stäbe erfolgen, so daß die Verstärkungsmittel zur Sicherung des gegenseitigen Abstandes von Hüllenwänden dienen. Die Verstärkiinesmittel können aber auch in einer oder mehreren Lagen auf einzelne Wandungsteile der Leichtbaukörper konzentriert sein und damit eine gezielte Verstär kung einzelner Wandungsteile bewirken. Auch können die Textilbahnstreifen und die Hülle des Leichtbaukörpers aus dem gleichen Material hergestellt sein.

Die Verstärkungsmittel werden bei der Herstellung der Leichtbaukörper in die Leichtbaukörper eingefügt, wobei in die Textilbahnstreifen auch elektrische Leiter und/oder flexible Leitungsrohre, z. B. für Gase oder Flüssigkeiten, eingebracht sein können, welche Leitungsdurchgänge durch die Leichtbaukörper ergeben, durch welche mit Sicherheit keine Schwächung der Leichtbaukörper erfolgt, wie dies bei einem nachträglichen Durchbohren von Leichtbaukörpern zum Einbringen von Leitungen der Fall sein würde.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Verstärkungsmittel bilden also ein Verstärkungssystem, das sehr anpassungsfähig ist. Durch die Wahl gleichartiger Materialien wird eine gute Verbindung der Verstärkungsmittel mit den Leichtbauelementen erreicht. Die Verstärkungsmittel werden bei der Herstellung der Lcichtbauelemente vorzugsweise unter Zuhilfenahme von Formen oder Stützformen und vorzugsweise in gespanntem Zustand eingebracht. Dabei können die Verstärkungsmittel auch zur Schottenbildung in den Leichtbaukcrpern dienen, indem sie wie Zwischenwände wirken und den lnnenraum des Leichtbaukörpers in einzelne Kammern unterteilen. Dies ist besonders bei großflächigen Leichtbaukörpern von Vorteil. Hierbei können die Schotten ausgeschäumt oder durch sonstiges Material ausgefüllt werden, das die Entflammbarkeit verringert (z. B. Steinwolle) oder eine Wärmedämmung, Schalldämmung, Chemikalienbeständigkeit und andere chemische und physikalische Eigenschaften bringt.

Die Erfindung ist nachfolgend erläutert in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele von Verstärkungsmitteln und damit ausgerüstete Leichtbaukörper weitgehend schematisiert dargestellt sind. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Leichtbaukörper, der Verstärkungseinlagen gemäß der Erfindung aufweist,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Textilbahnstreifen mit Beschichtung,

F i g. 3 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Verstärkungseinlage,

Fig.4 einen schematischen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Verstärkungseinlage,

F i g. 5 einen Teilschnitt durch einen Leichtbaukörper und durch eine Verstärkungseinlage nach F i g. 4,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Verstärkungsgitters,

F i g. 7 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verstärkungseinlage,

F i g. 8 einen aus Verstärkungseinlagcn nach Fig. 4 gebildeten Verstärkungsrahmen.

F i g. 1 zeigt einen Leichtbaukörper 10, der eine Hülle 11 aufweist, die einen Kunststoffschaumkern 12 umschließt. Die Hülle ti kann aus Kunststoffolie, beispielsweise einer Verbundstoffe, gefertigt sein. Der Leichtbaukörper 10 ist durch mehrere mit Abstand parallel zueinander und zu den Breitseiten des Leichtbaukörpers verlaufende Stränge 13 verstärkt, von denen in F i g. 1 zwei dargestellt sind. Die Enden dieser Stränge sind an den Stellen 14 mit der Hülle 11 fest verschweißt.

Die beiden Stränge 13 sind aus hochzugfestcn Strei-

fen 15 hergestellt, deren Querschnitt in F i g. 2 schematisch dargestellt ist. Der Streifen 15 weist einen aus hochzugfesten Kunststoffäden gewebten, gestrickten oder gewirkten Textilbahnstreifen 16 auf, dessen Fadenverband die hohe Zugfestigkeit gewährleistet. Dieser Textilbahnstreifen 16 ist auf beiden Seiten mit plastomcrem und/oder elastomerem Kunststoff beschichtet. Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf beiden Seiten des Textilbahnstreifens 16 jeweils zwei Kunststoffschichten 17 und 18 übereinander angeordnet. Die äußere Schicht 18 ist beispielsweise eine gut verschweißbare Außenschicht, während die innere Schicht 17 stark mit beispielsweise mineralischen Füllstoffen zur Erzielung bestimmter chemisch-/physikalischer Eigenschaften versehen sein kann.

Aus den Streifen 15 werden die Verstärkungsstränge 13 durch Tordieren gewonnen, wobei sich das aus F i g. 3 ersichtliche schematische Quei schnittsbild der Stränge ergibt. Die Stränge 13 werden zweckmäßig durch Erwärmen und ein dadurch erfolgendes Verschweißen der Kunststoffaußenschichten fixiert und bilden flexible Verstärkungsmittel, die unter Vorspannung in die Hülle 11 des Leichtbaukörpers vor dessen Ausschäumen eingebracht werden können.

F i g. 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Verstärkungsstab 19, der dadurch hergestellt ist, daß ein durch Tordieren eines Streifens 15 hergestellter Strang 13 in einer Form mit einer halbharten oder harten Schaumstoffummantelung 20 versehen wird. Durch Wärmebildung kann dabei die Außenschicht 18 (F i g. 2) des tordierten Textilbahnstreifens mit der Kunststoffschaumummantelung 20 eine feste Schweißverbindung eingehen. Mit Hilfe von Verstärkungsstäben 19 läßt sich beispielsweise ein starres Verstärkungsgitter oder lassen sich starre Verstärkungsrahmen 27 gemäß F i g. 8 bilden. Die von den Stäben 19 des Verstärkungsrahmens 27 umschlossenen Felder 28 lassen sich mit geeigneten Materialien füllen, beispielsweise mit Feuerschutzmitteln. Auch lassen sich mit solchen Verstärkungsstäben 19 Leichtbaukörper schottenartig in einzelne Innenkammern unterteilen. Fig.5 zeigt einen Teilausschnitt durch einen solchen Leichtbaukörper 21. bei welchem ein Verstärkungsstab IS

ίο eine Brücke zwischen der oberen Außenwandung 22 und der unteren Außenwandung 23 bildet und dadurch den ausgeschäumten Innenraum des Leichtbaukörpcn in zwei Kammern 211 und 212 trennt.

F i g. 6 zeigt ein Verstärkungsmittel für Leichtbau

• 5 körper in Form eines flexiblen Verstärkungsgitters, da: aus mehreren Verstärkungssträngen 13 gefertigt ist, die rechtwinklig zueinander verlaufend angeordnet werder und an den Kreuzungspunkten 24 miteinander ver schweißt oder verklebt sind.

μ F i g. 7 zeigt einen Querschnitt durch ein besonder: starkes Verstärkungsmittel für großflächige Leichtbau körper. Das stabartige Verstärkungsmittel 26 besteh aus neun symmetrisch verteilten und parallel zueinan der verlaufenden Verstärkungssträngen 13, die durc!

Textilbahnstreifen 15 gegenseitig verbunden sind. De Zwischenraum zwischen den einzelnen Strängen 13 is mit Kunststoffschaum 25 ausgefüllt, der auch eine Um mantelungsschicht bildet.

In die Stränge 13 oder die Verstärkungsstäbe 19 kön nen elektrische Leitungen oder Schlauch- oder Rohrlei tungen eingesetzt sein. Auch können MetaHverstär kungsfäden zur weiteren Erhöhung der Zugfestigkei der Verstärkungsmittel vorgesehen werden, Vorzugs weise im Zentrum, welches umwickelt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verstärkungseinlage für Leichtbaukörper unter Verwendung eines Textilbahnstreifens, dadurch gekennzeichnet, daß der Textilbahnstreifen (16) aus hochzugfestem Textilmaterial hergestellt, mindestens einseitig mit plastomerem und/oder elastomerem Kunststoff (17, 18) beschichtet und zu einem Strang (13) gedreht ist (F i g. 2 und 3). .·=>

2. Verstärkungseinlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gedrehte Verstärkungsstrang (13) in sich verschweißt und/oder verklebt ist.

3. Verstärkungseinlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren miteinander verdrehten beschichteten Streifen (15) besteht.

4. Verstärkungseinlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsstrang (13) mit Kunststoff und/oder Kunststoffschaum unter Bildung eines Verstärkungsstabes (19) ummantelt ist.

5. Verstärkungseinlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (17, 18) des Textilbahnstreifens (16) mit dem Kunststoff- oder Kunststoffschaummantel (20) verschweißt ist.

6. Verstärkungseinlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verstärkungsstränge (13) mit und/oder ohne Ummantelung (20) zu einem Verstärkungsrahmen (z. B. 27) oder -gitter zwei- oder dreidimensional miteinander verbunden sind.

7. Verstärkungseinlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsstränge (13) an ihren Verbindungsstellen (24) miteinander verschweißt oder verklebt sind.

8. Verstärkungseinlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsstränge (13) an ihren Verbindungsstellen miteinander verknüpft sind.

9. Verstärkungseinlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsstränge und/oder ihre Kunststoffschaumummantelung nicht brennbare oder mindestens schwer entflammbare Bestandteile aufweisen.

10. Verstärkungseinlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Textilbahnstreifen (16) Glasfasern aufweist.

11. Verstärkungseinlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Textilbahnstreifen (16) Metallfäden aufweist.

12. Verstärkungseinlage nach mindestens einem dei Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung des Textilbahnstreifens (16) mineralische Füllstoffe aufweist.

13. Verstärkungseinlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12 für Leichtbaukörper, die eine Kunststoffschaumfüllung aufweisen, die von einer Hülle umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Enden der ummantelten oder nicht ummantelten Verstärkungsstränge (13) an der Innenseite der Hülle (11) des Leichtbaukörpers (10) befestigt sind.

14. Verstärkungseinlage für Leichtbaukörper nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere jeweils aus mehreren Verstärkungssträngen (13) zusammengesetzte Rahmen oder Gitter in den Kunststoffschaumkörper (12) des Leichtbaukörpers (10) eingebettet und mindestens in ihrem Randbereich mit der Hülle (11) des Leichtbaukörpers und untereinander verbunden sind.

15. Verstärkungseinlage für Leichtbaukörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsstab (19) über seine ganze Länge mit der Wandung (22, 23) des Leichtbaukörpers (21) verbunden ist, dergestalt, daß er eine Zwischenwand im Innern des Leichtbaukörpers bildet oder als Verbindungsmittel für zwei oder mehr Leichtbaukörper (21) dient.

16. Leichtbaukörper mit Verstärkungssträngen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsstränge (13) und die Hülle (11) des Leichtbaukörpers (10) aus dem gleichen Material gefertigt sind.

17. Verstärkungseinlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verstärkungsstränge elektrische Leiter und/oder flexible Leitungsrohre eingebracht, insbesondere eingedreht sind.