DE3152537T1

DE3152537T1 - Verstärktes Trägerprofil und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE3152537T1
Application number: DE19813152537
Authority: DE
Inventors: Lars Lausanne Hammarberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-12-05
Filing date: 1981-12-07
Publication date: 1986-08-28
Also published as: NL8120462A; FI71387C; WO1982001906A1; SE439944B; FI822716L; FI71387B; SE8008553L; GB2108547A; GB2108547B; US4430373A; FI822716A0

Description

Verstärktes Trägerprofil und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf ein verstärktes Trägerprofil und ein Verfahren zu seiner Herstellung durch ein Formpressen eines plattenförmigen Halbfertigproduktes, das in wenigstens einzelnen Zonen mit Glasfasern verstärkt ist.

Die vorliegend besonders interessierenden Trägerprofile sind für Leichtbauzwecke vorgesehen und können einen L-> U-, Z- oder V-Querschnitt aufweisen. Solche Trägerprofile werden bis jetzt aus Blechen hergestellt, die durch Biegung oder Stanzen das gewünschte Profil erhalten. Andere Profile bestehen aus gewalztem oder extrudiertem Aluminium. Wenngleich alle diese Trägerprofile eine für die meisten Anwendungsfälle ausreichende Festigkeit aufweisen, sind sie häufig korrosionsanfällig und besitzen insbesondere ein hohes Wärmeleitvermögen, was bei ihrer Anbringung an Außenwänden zur Bildung sogenannter Kältebrücken führt.

Die Verwendung derartiger Trägerprofile aus Metall für Leichtbauzwecke hat sich in den letzten Jahren zunehmend wegen der stark ansteigenden Preise für erstklassiges Bau- und Nutzholz eingebürgert, das bis dahin nahezu ausschließ-

lieh für Wandträger, Bodenträger usw. benutzt wurde. Um die vorerwähnten Nachteile solcher metallischer Trägerprofile zu vermeiden, wurden schon Versuche unternommen, diese Trägerprofile unter Beachtung eines vergleichbar niedrigen Gewichts und niedriger Herstellungskosten auch aus Holz zu fertigen. So sind beispielsweise I-Träger bekannt, bei denen der Steg aus einer Holzfaserplatte besteht, an welcher zwei kurze Holzpfosten befestigt sind. Auch sind Trägerprofile bekannt, die aus zwei dünnen Holz faserplatten bestehen, zwischen denen eine Füllung aus geschäumtem Kunststoff oder einem anderen Isoliermagerial angeordnet ist und die längs ihrer Kanten über Abstandsstücke miteinander verbunden sind. Der Zuschnitt solcher Platten und deren Zusammenfügung verringert jedoch die Kostenvorteile, die aus der Materialersparnis resultieren, so daß im Vergleich zu den herkömmlichen Bau- und Nutzhölzern im Einzelfall sogar erhöhte Kosten entstehen.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist in der Beziehung zu sehen, daß ein Formpressen von Blechen ein verhältnismäßig einfaches Verfahren ist, um derartige Trägerprofile herzustellen. Wenn es daher möglich sein sollte, mit einem gleichartigen Formpressen auch aus Holz bestehende Materialien zu entsprechenden Profilen zu verformen, dann würde damit ein entsprechender Vorteil für die Formgebung derartiger Trägerprofile und deren Anwendung erzielt werden. Ein durch Formpressen her-

stellbares Trägerprofil aus Holz wäre folglich billig zu fertigen, hätte ein niedriges Gewicht und wäre auch korrosionsbeständig, so daß es sich für Leichtbauzwecke besonders eignet und daher beispielsweise als Wand- oder Bodenträger verwendet werden könnte.

Das Formpressen von Holz ist in der Holzindustrie bereits bekannt. Durch Formpressen werden beispielsweise bereits Sitzflächen von Stühlen und Tröge hergestellt, wobei unter Anwendung von Druck und Wärme hauptsächlich Spanholz, laminiertes Holz usw. verarbeitet werden. Auch die aus Holzpulpe bestehenden Platten können durch ein solches Formpressen weiterverarbeitet werden. Sofern solche Platten zu Trägerprofilen weiterverarbeitet werden, dann stellt sich dabei jedoch das Problem, wie für diese Trägerprofile eine genügende Festigkeit erzielt werden kann. Im Gegensatz zu dem Plattenmaterial und den durch Formpressen hergestellten laminierten Produkten werden solche Trägerprofile sehr hohen Punktbelastungen und Scherkräften unterworfen, die mit der jeweiligen Formgebung des Trägerprofils aufgenommen und übertragen werden sollen. Der Grundgedanke dabei ist, daß verschiedene Trägerelemente so zusammengefügt werden sollen, daß die darauf einwirkende Belastung im wesentlichen in der Längsrichtung des Trägerelements hin zu einem Biegepunkt wirkt, in welchem das Profil des Trägers im wesentlichen unter einem rechten Winkel in ein anderes Trägerelement übergeht. In solchen

abgewinkelten Zonen des Trägerprofils ist daher die Materialbeanspruchung am größten, wobei davon auszugehen ist, daß die Größe dieser Materialbeanspruchung bei weitem viel größer ist als die Materialbeanspruchung, welche die einem solchen Formpressen unterworfenen Holzplatten normal aushalten würden. Wenn also die herkömmlichen Holzplatten durch Formpressen zu einem Trägerprofil verformt werden, dann halten solche Trägerprofile nicht die normale Belastung aus, vielmehr verformen sich die Trägerprofile schon bei einer geringsten Biegebeanspruchung und bei geringstens Scherkräften, wobei der Schwachpunkt in den abgewinkelten Zonen des Trägerprofils liegt.

Die Herstellung von Trägerprofilen durch Formpressen von Holzplatten ist andererseits durch die vorliegende Erfindung jetzt möglich. Nach der Erfindung wird diese Möglichkeit dadurch gesehen, daß bereits bei der Herstellung solcher Holzplatten in das Holzmaterial aus Glasfasern bestehende Verstärkungsfaden in den Zonen der Platte eingebettet werden, die bei dem Formpressen eines Profilgebung erfahren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein U-Profil eines erfindungsgemäßen

Trägers,

-Jr-

Fig. 2 ein profiliertes Brett, das im

Dachbau verwendet wird,

Fig. 3 eine mit Verstärkungsfäden ver

stärkte Holzplatte, die zur Herstellung des profilierten Brettes nach Fig.2 bereitgestellt wird, und

Fig. 4 eine Schemadarstellung einer Anlage,

die zur Herstellung von verstärkten Holzplatten eingerichtet ist.

Bei dem in Fig.1 dargestellten U-Profil eines Trägers sind Verstärkungsfaden 4,5, und 6 in den Zonen zwischen dem Steg 1 und den beiden Flanschen 2 und 3 verlegt. Die Verstärkungsfaden bestehen aus Glasfasern, wobei der eine Faden 4 zickzack-förmig und die beiden anderen Fäden 5 und in der Längsrichtung des Trägers geradlinig bereits bei der Fertigung der Holzplatte verlegt sind, aus welcher dieses Trägerprofil durch Formpressen hergestellt ist. Dabei ist der zickzack-förmig verlegte Faden 4 so gelegt, daß er die beiden anderen Fäden 5 und 6 umgibt und eine Verstärkung nach Art einer Strickleiter umgibt. Anhand der Fig.4 wird später genauer beschrieben, wie die Verlegung dieser Verstärkungsfäden bei der Herstellung der Holzplatte vorgenommen wird.

Bei dem in Fig.2 dargestellten profilierten Brett, das als Fugenleiste im Dachbau verwendet werden kann, ist wie für die bekannten Fugenleisten aus Blech dieser Art davon auszugehen, daß die größten Belastungen an den bezüglich der Flanschen 21 und 22 bestehenden Abwinklungen der beiden Wände 23 und 24 auftreten. Diese Abwinklungen sind daher jeweils mit einer Vestärkung 25 versehen, wobei es sich als zweckmäßig erwiesen hat, daß nicht nur die eigentlichen Biegungsbereiche sondern vielmehr die gesamten Flanschen mit einer solchen Verstärkung versehen werden, da die Fugenleiste über diese Flanschen an ein Gerüst angenagelt oder angenietet wird. In Fig.2 ist daher auch gezeigt, daß die Verstärkung 25 nahezu die gesamte Fläche der Flanschen 21 und 22 ausfüllt.

Für die Herstellung dieser Trägerprofile durch Formpressen werden folglich Holzplatten verwendet, die mit solchen Verstärkungsfaden aus Glasfasern verstärkt sind. Diese plattenförmigen Halbfertigprodukte sind folglich bei der Fertigung des Trägerprofils gemäß Fig.2 Holzplatten 31 gemäßt Fig.3, die mittels Verstärkungsfäden 32 verstärkt sind, die in den Zonen 33 und 34 verlegt sind, in welchen beim Formpressen der Holzplatten eine Biegung vorgenommen wird, um den Übergang von den Flanschen 21 und 22 zu den Wänden 23 und 24 zu erhalten. Die Holzplatten werden dabei in einer Breite gefertigt, daß

es mittels Trennschnitten längs mehrerer Linien 35 möglich ist, aus einer Holzplatte mehrere Trägerprofile herzustellen.

Die Herstellung solcher verstärkter Holzplatten ist mittels einer Anlage der in Fig.4 gezeigten Ausführungsform möglich. Um mit dieser Anlage eine kontinuierliche Fertigung zu ermöglichen, ist zunächst ein Vorratsbehälter 42 vorgesehen, aus welchem die Holzpulpe zur Bildung einer unteren Schichtung 41 in einer Förderrichtung 43 ausgetragen wird. In dieser Förderrichtung 43 der unteren Schichtung 41 der Holzpulpe werden nachfolgend auf diese untere Schichtung Verstärkungsfäden 44 so aufgelegt, daß sich längs einer vorbestimmten Zone 45 eine Verstärkung bildet. Nachfolgend wird dann aus einem weiteren Vorratsbehälter 47 weitere Holzpulpe ausgetragen, die eine obere Schichtung 46 bildet, welche die Verstärkung längs der vorbestimmten Zone 45 einbettet. Die Verstärkungsfäden 44 bilden ein Netzwerk 48, das unter Verwendung zweiter stationärer Spulen 49 und 50 und einer beweglichen Spule 51 gebildet wird, die um die Spulen 49 und 50 herumgeführt wird. Dabei erfahren die von diesen Spulen abgezogenen Verstärkungsfäden noch vor ihrer Auflage auf die untere Schichtung 41 eine Beaufschlagung mit einerm Klebemittel, das in einem Behälter 52 angeordnet ist. Die in Fig.4 nur schematisch bezeigte Anlage ist selbstverständlich mit einer Vielzahl von Einrichtungen ausgerüstet, welche insbesondere die Netz-

werkbildung der Verstärkungsfaden zeitlich genau abstimmt auf die Erzeugung der beiden Holzpulpeschichten, wobei die Anlage auch eine solche Größe aufweisen kann, daß damit eine Parallelfertigung von gleichzeitig mehreren derartiger Holzplatten möglich ist unabhängig von der Anzahl von Zonen, die mit solchen Verstärkungen versehen werden. Auch ist diese Anlage noch mit Einrichtungen vervollständigt, die ein abschließendes Entwässern, Trocknen und Härten der Holzplatten erlauben.

Für die Verstärkung solcher Holzplatten eignet sich insbesondere ein aus Glasfasern bestehender Verstärkungsfaden, nämlich ein sog. Roving, bei dem die Einzelfäden gebündelt oder gebüschelt sind"und eine Dicke zwischen 0,01 und 0,04 mm aufweisen, wobei jeder Roving etwa 2000 bis 4000 Einzelfäden umfaßt.

Als Klebemittel eignet sich insbesondere ein Polymeres, so insbesondere eine Polyvinylacetat-Emulsion mit einem Wassergehalt von 40 bis 60%, wobei die Behandlung der Verstärkungsfäden mit dem Klebemittel unter dem Gesichtspunkt besonders wichtig ist, daß damit die Verstärkungsfäden in dem Holzmaterial genügend gebunden werden und damit auch eine genügende Bindung der Einzelfäden untereinander erreichbar ist. Für die Herstellung der Holzplatten sollte ein Klebstoff auf der Basis Wasser verwendet werden, dessen Viskosität so eingestellt ist, daß damit eine rasche

Imprägnierung der Verstärkungsfaden und eine ausreichende Beschichtung der Einzelfäden erreichbar ist. Die Viskosität sollte dabei jedoch nicht zu niedrig sein, um nicht
eine zu starke Versickerung in dem Holzmaterial zu erhalten, weshalb auch bevorzugt vorgesehen ist, die Wassergehalt der Emulsion auf etwa 40 bis 60% einzustellen.

Claims

ρα'τένταν wältj 152537 DIPL.-ING. GERD COMMENTZ 7 STUTTGART 1 KUPPENECKSTHASSE 4 · TELEFON (0711)465644 29. Juli 1982 B 2908 P HAMMARBERG, LARS, CH 1005 LAUSANNE (SCHWEIZ) Patentansprüche

1. Verstärktes Trägerprofil, das durch eine Formgebung, wie insbesondere ein Formpressen, eines plattenförmigen Halbfertigproduktes hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbfertigprodukt (31) eine axis Holzpulpe bestehende Platte ist, die mit eingebetteten und wenigstens in einzelnen vorbestimmten Zonen (33,34) gebundenen Verstärkungsfaden (4,5,6,32,44,48) vorzugsweise aus Glasfasern verstärkt ist, wobei die Zonen (33,44) Biegungsbereiche umgeben, in denen das fertige Profil die Richtung seiner Formgebung ändert, und wobei die Verstärkungsfäden aus kontinuierlich verlaufenden Fäden bostehen, die in Längsrichtung der Biegungsbereiche an einer Vielzahl von Stellen eine Kreuzung von der einen Seite zu der anderen Seite der Biegungsbereiche aufweisen.

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2. Trägerprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfäden (4,5,6,32,44,48) aus gebündelten oder gebüschelten Glasfaserfäden bestehen, die 2000 bis 4000 Einzelfäden mit einer Dicke zwischen 0,01 und 0,04 mm umfassen.

3. Trägerprofil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in dem Holzmaterial mittels eines Klebemittels gebunden sind, das einen polymeren Klebstoff auf der Basis Wasser umfaßt.

4. Trägerprofil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebemittel einen Polyvinylacetat-Klebstoff umfaßt, der für eine Imprägnierung der Verstärkungsfaden bzw. von deren Einzelfäden einen Wassergehalt zwischen 40 und 60% aufweist.

5. Verfahren zur Herstellung eines verstärkten Trägerprofils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung des Trägerprofils durch ein Formpressen einer aus Holzpulpe bestehenden Platte vorgenommen wird, bei deren Herstellung in vorbestimmte Zonen (33,44) vorzugsweise aus Glasfasern bestehende Verstärkungsfäden (4,5,6,32,44,4.8)- in das Holzmaterial so eingebettet werden, daß diese Fäden kontinuierlich verlaufen und an einer Vielzahl von Stellen eine Kreuzung von der einen Seite zu der anderen Seite der Biegungs-

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bereiche erfahren, längs welcher die Platte für die Formgebung des fertigen Trägerprofils verformt wird.