DE2735538C2 - - Google Patents
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- C08J5/247—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using fibres of at least two types
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- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/16—Rigid pipes wound from sheets or strips, with or without reinforcement
Description
Zur kontinuierlichen Herstellung von Profilen aus Faser-
Verbundwerkstoffen sind eine Reihe von Verfahren
bekannt. Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß Halb
zeuge aus organischen, anorganischen oder metallischen
Fasern in der Form von Fasersträngen, Fasermatten oder
Geweben von einem Vorratsgestell abgezogen, mit flüssi
gem Reaktionsharz imprägniert und in einer Härtungs
strecke bei gleichzeitiger Formgebung in Düsenwerkzeugen
zu Profilen ausgehärtet werden.
Im einzelnen unterscheiden sich die Verfahren durch die
Art der Imprägnierung, die Formgebung und die Härtung.
Für die Formgebung sind Düsenkonstruktionen aus hoch
wertigen Werkzeugstählen üblich, die mit Dampf, Öl oder
elektrisch beheizt werden und deren Gleitflächen zur
Verringerung von Reibung und Verschleiß vielfach ver
gütete Oberflächenschichten, z.B. Hartverchromungen,
aufweisen. Mit derartigen formgebenden Werkzeugen können
verhältnismäßig schwierige Profile gefertigt werden. Es
hat sich in der Praxis gezeigt, daß der Einsatz derartig
komplexer Werkzeuge eine sehr genaue Abstimmung aller
Systemkomponenten erfordert. Eine Reihe von Reaktions
harzen kann z.B. wegen ihrer Reaktivität oder aber auf
grund der Reibungsverhältnisse trotz der Verwendung von
Trennmitteln bei den zu exakten Formgebungen erforder
lichen großen Düsenlängen nicht eingesetzt werden.
Die hohen, in den Düsen auftretenden Reibungskräfte be
grenzen den Fasergehalt der Faser-Verbundwerkstoffe, sie
stören die Faserorientierung und bedingen hohe Abzugs
kräfte. Die Verringerung der Reibung z.B. durch den Ein
satz von Teflonwerkzeugen bringt neben den Vorteilen ge
ringer Reibung und der Möglichkeit einer Mikrowellenaus
härtung der Reaktionsharze jedoch gravierende Nachteile
durch Formenstandzeiten, die sehr gering gegenüber denen
der Stahlwerkzeuge sind.
Um die aufgezählten Nachteile beim Einsatz von Stahl
werkzeugen zumindest bei einfachen kreisförmigen oder
elliptischen Querschnitten zu vermindern, ist auch vor
geschlagen worden, das imprägnierte Fasermaterial mit
Trennfolie zu umwickeln (vgl. DE-OS 22 32 210). Dadurch
wird eine Härtung ohne weitere Formgebung in einer nach
folgenden einfachen Härtungsstrecke möglich. Nachteilig
bei diesem Verfahren sind die Kosten und der Aufwand für
das Auf- und Abwickeln der im allgemeinen nicht mehrfach
verwendbaren Trennfolien und die nicht einwandfreien
Oberflächen, die häufig eine Nacharbeit erfordern.
Die Umwicklung der imprägnierten Stränge mit Glasfaser
produkten ermöglicht ebenfalls die Herstellung einfacher
Profile ohne zusätzliche Formgebung. Nachteilig bei
diesen Verfahren sind die schlechten Oberflächen der
Profile sowie das Auftreten von Härtungsrissen selbst
bei relativ kleinen Querschnitten.
In der DE-OS 15 04 197 wird ein Verfahren zur Herstel
lung von Stäben, Profilen und Rohren aus faserver
stärkten, wärmehärtbaren Plasten beschrieben, wo in
vertikaler Laufrichtung die Fasern getränkt und mittels
kurz hinter der Tränkung ausgeordneten Formdüsen einer
Formgebung unterworfen werden und die Form der Profile
während der Härtung allein durch den auf sie ausgeübten
Zug erhalten wird.
In der DE-OS 22 32 210 wird ein kontinuierliches Ver
fahren zur Herstellung von Rohren aus wärmehärtbaren
Materialien beschrieben, wo durch Aufwickeln von
schraubenförmigen Lagen aus Verstärkungselementen, die
mit härtbarem Kunstharz getränkt sind, auf zentralen
Dornen eine härtbare Lage erhalten wird. Die Ver
stärkungselemente können Fasern, Stränge, Fäden, Vliese,
Bahnen oder Gewebe aus Glas darstellen und bilden so ein
Rohr, das durch Außenheizungen läuft und dabei aus
härtet. Im Inneren des Dornes wird speziell eine zu
sätzliche Heizeinrichtung angebracht.
In der DE-OS 19 28 269 werden Stützelemente aus ver
stärkten chemischen Werkstoffen dadurch hergestellt, daß
man über einen Formkern ein (gegebenenfalls getränktes)
Laminat (aus Fasern, Fäden, Strängen, Matten und/oder
Gewebestreifen) unter Vorschub aufwickelt, gegebenen
falls hier mit den chemischen Werkstoffen tränkt und das
Formpaket aushärtet.
Aufgabe der Erfindung ist die vereinfachte Herstellung
von Profilen mit exakten Kreisquerschnitten oder
anderen, geometrisch einfachen exakten Querschnitts
formen oder auch von Hohlprofilen ohne Verwendung von
Formgebungseinheiten, sowie mit einer harzreichen
Profiloberfläche, zur verbesserten Handhabung und ver
besserter Witterungsbeständigkeit sowie zur Erzielung
verbesserter Moduli und Profilfestigkeiten bei herab
gesetzter Kerbschlagempfindlichkeit. Weitere erzielbare
Effekte werden in der näheren Beschreibung des
Verfahrens und in den Beispielen genannt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstel
lung von Profilen aus Faserverbundwerkstoffen, wobei
kontinuierlich mit flüssigen Reaktionsharzen impräg
nierte Stränge aus Faserwerkstoffen sowohl mit Fasern
oder Monofilen umwickelt oder umflochten als auch in
einer Härtungsstrecke ausgehärtet werden, dadurch ge
kennzeichnet, daß die imprägnierten Stränge unmittelbar
nach der Imprägnierung oder im Bereich einer Vorhär
tungsstrecke mit schrumpffähigen Fasern oder Monofilen
aus Polyamiden, thermoplastischen Polyestern, Polycar
bonaten, Polyacrylnitril, Modacryl, Polyolefinen,
Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol oder Polyurethan
umwickelt oder umflochten werden, deren Schrumpfkräfte
beim nachfolgenden Vorhärtungs- oder Härtungsprozeß frei
werden.
Weiterer Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getränkten
Stränge aus Faserwerkstoffen auf einer Innenform mit den
schrumpffähigen Fasern oder Monofilen umwickelt und ohne
weitere Außenform zu geschlossenen Hohlprofilen gehärtet
werden.
Bei dem beanspruchten Verfahren werden Faserwerkstoffe
in üblicher Weise, z.B. in einem Tränkbad mit einem
flüssigen Reaktionsharz imprägniert, wobei der Harzge
halt durch Düsen, Rollen o.ä. Vorrichtungen, die dem
Stand der Technik entsprechen, eingestellt wird.
Die nach der Tränkung erfolgende, erfindungsgemäße Um
wicklung des imprägnierten Fasermaterials mit den dazu
geeigneten Faserwerkstoffen kann unmittelbar nach dem
Austritt der Faserstränge aus dem Tränbkbad durchgeführt
werden. In manchen Fällen ist es auch vorteilhaft, die
Umwicklung erst nach einem Vorhärtungsprozeß - stets
aber in der flüssigen Phase des Reaktionsharzes - vor
zunehmen.
Die eigentliche Härtung erfolgt auf übliche Weise z.B.
durch konvektive Wärmeübertragung, Wärmestrahlung oder
durch Mikrowellen in einem Heizkanal.
Für die Umwicklung der getränkten Faserwerkstoffe mit
verstreckten oder vororientierten oder texturierten
organischen Fasern eignen sich übliche Wickelmaschinen,
z.B. Diagonalwickelmaschinen wie sie zur Herstellung
verstärkter Schläuche, oder Maschinen, die zur Herstel
lung von Isolationen im Wickel- oder im Flechtverfahren
verwendet werden. Ebenso sind Maschinen zur Umwicklung
von Drähten (z.B. Gitarrensaiten) geeignet.
Das Umwickeln des getränkten Fasermaterials kann in der
Form von Umfangswicklungen mit geringer Steigung vorge
nommen werden. Ebenso sind Schraubenwicklungen mit in
weiten Grenzen einstellbaren Steigungen möglich. Eine
weitere Art der Umwicklung besteht im Aufbringen von
Diagonal(Kreuz)-Wicklungen. Es eignen sich ebenso auch
übliche Flechtverfahren zum Aufbringen der organischen
Fasern auf die getränkten Faserstränge.
Bei der Ausführung von Schraubenwicklungen, Kreuz
wicklungen oder Umflechtungen ist je nach gewünschten
Eigenschaften (Effekten) die Bedeckung der imprägnierten
Faserwerkstoffe mit den verstreckten oder vororientier
ten oder texturierten organischen Fasern in weiten
Grenzen bis zur mehrfachen Überdeckung möglich.
Wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist, daß durch die Umwicklung mit verstreckten oder
vororientierten oder texturierten organischen Fasern im
Gegensatz zur Umwicklung mit anorganischen Fasern
Profile mit exakten Kreisquerschnitten ohne Verwendung
einer Formgebungseinheit, z.B. einer formgebenden Düse,
erzeugt werden können. Andere geometrisch einfache und
exakte Querschnittsformen - z.B. Ellipsen - lassen sich
durch Umwickeln von getränkten Faserwerkstoffen mit or
ganischen Fasern erzeugen, wenn der aus dem Tränkbad
austretende Strang z.B. einen annähernd rechteckigen
Querschnitt aufweist.
Neben der Möglichkeit, Profile mit geometrisch einwand
freiem Querschnitt ohne formgebende Düsen zu erzeugen,
können durch das Umwickeln getränkter Stränge aus Faser
werkstoffen mit verstreckten und/oder vororientierten
oder texturierten organischen Fasern auf einer Innenform
ohne weitere Außenform geschlossene Hohlprofile erzeugt
werden. Eine weitere Möglichkeit der Profilherstellung
besteht darin, daß durch die Umwicklung eines flachen
getränkten Stranges aus Fasermaterial mit verstreckten
und/oder vororientierten oder texturierten organischen
Fasern in einfacher Weise Flachprofile oder Winkel
profile nur durch den Einsatz einer Rollenkalibrierung
hergestellt werden können.
Durch das Fehlen formgebender Düsen ist besonders vor
teilhaft eine Mikrowellenhärtung möglich, da die ge
tränkten Faserstränge über relativ lange Strecken die
Strahlung ungeschwächt absorbieren können.
Besonders interessante Möglichkeiten ergeben sich da
durch, daß zur Umwicklung der getränkten Faserwerkstoffe
neben verstreckten und/oder vororientierten oder textu
rierten organischen Fasern auch anorganische Fasern als
zusätzliche Verstärkungen, oder Fasergemische aus orga
nischen und anorganischen Fasern zur zusätzlichen
Verstärkung der Faserverbundwerkstoffe aufgebracht
werden können.
Der mit der Umwicklung der getränkten Faserwerkstoffe
mit verstreckten und/oder vororientierten oder
texturierten organischen Fasern oder Monofilen erreichte
Effekt der Formgebung beruht neben einem gleichmäßigen
Aufbringen der Wicklung insbesondere darauf, daß beim
Vorhärtungs- oder beim Härtungsprozeß Schrumpfkräfte
frei werden, die durch Anteil, Art, Streckgrad und/oder
Vororientierung und/oder Texturierung und die geometri
sche Anordnung der organischen Fasern bestimmt werden.
Die organischen Fasern werden so ausgewählt, daß die
Schrumpfkräfte noch vor dem Erreichen der Gelphase des
verwendeten Reaktionsharzes wirksam werden. Die auf
tretenden Schrumpfkräfte hängen außer von der Art des
verwendeten Fasermaterials ab von Anteil (Überdeckung)
und vom Streckgrad und/oder der Vororientierung sowie
von der geometrischen Anordnung der organischen Fasern
auf dem zu umwickelnden Profil.
Für die zuvor genannten Beispiele der Formgebung hat
sich gezeigt, daß bereits eine relativ geringe Über
deckung von etwa 12% ausreichend ist, um die beschrie
benen Effekte zu erzeugen.
Gleichzeitig wird durch die Schrumpfkräfte stets eine
harzreiche Profiloberfläche erzeugt. Bei entsprechender
Auswahl an Art, Menge und Anordnung des organischen
Fasermaterials erhält man Profile mit einer sie völlig
umschließenden Reinharzschicht, die bei anderen
Fertigungsverfahren nur durch einen zusätzlichen
Fertigungsschritt erreicht werden kann.
Einer der Vorteile eines derartigen in einem Verfahrens
schritt erzeugten Harzmantels ist die verbesserte Hand
habung ohne störende Verstärkungsfasern an der Profil
oberfläche. Daraus resultiert weiterhin eine wesentlich
verbesserte Witterungsbeständigkeit, die üblicherweise
nur durch eine zusätzliche Beschichtung mit den ihr
innewohnenden Haftungsproblemen zu erreichen ist.
Die Schrumpfkräfte der organischen Fasern lassen sich
zudem gezielt auch zum Erreichen hoher Fasergehalte bei
nahezu idealer Längsorientierung der Verstärkungsfasern
und zu luftblasenfreien Profilen nutzen, die eine weit
gehend homogene Faserverteilung aufweisen. Daraus er
geben sich wesentliche Erhöhungen in Modul und Festig
keiten des Profils mit deutlich verbesserter Reprodu
zierbarkeit dieser Werte. Bei Verfahren mit äußerer
Formgebung sind derartige Fasergehalte und Festigkeiten
sowie Orientierungen wegen der auftretenden Reibungs
kräfte nicht zu erreichen.
Durch die Umwicklung getränkter Faserwerkstoffe mit or
ganischen Fasern wird bei vorwiegend unidirektional ver
stärkten Profilen die Festigkeit quer zur Längsrichtung
des Profils (Querfestigkeit) besonders deutlich ver
bessert. Ebenso wird durch die Umwicklung mit organi
schen Fasern die Kerbempfindlichkeit der auf diese Weise
hergestellten Profile erheblich herabgesetzt.
Gezielte und im allgemeinen erhebliche Verbesserungen
der Biege- und Torsionssteifigkeit beliebiger symmetri
scher Profile lassen sich durch das Umwickeln von ge
tränkten Faserwerkstoffen in der Weise erreichen, daß
sowohl geeignete organische Fasern als auch zusätzlich
anorganische Fasern zur Umwicklung verwendet werden. Auf
diese Weise läßt sich der Vorteil der Imprägnierung der
zusätzlich aufgebrachten Fasern ohne weiteres Tränkbad
allein durch den auftretenden Schrumpfeffekt der organi
schen Fasern mit dem Vorteil des Steifigkeitsgewinnes
verknüpfen. Das Umwickeln mit beiden Faserarten kann in
getrennten Verfahrensschritten, besonders vorteilhaft
aber gleichzeitig erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es auch,
mehrere Einzelstränge mit verschiedenen Imprägnierharzen
zu tränken, durch das Umwickeln zusammenzufassen und zu
einem einheitlichen Faser-Verbundwerkstoff auszuhärten.
Ein einheitlicher Faser-Verbundwerkstoff wird dabei
dadurch erhalten, daß die bei der Härtung frei werdenden
Schrumpfkräfte die einzelnen Faserstränge zu einem
Profil mit homogener Faserverteilung, aber unterschied
lichen Matrixwerkstoffen verbinden.
Der durch die Schrumpfkräfte der verstreckten oder vor
orientierten und/oder texturierten organischen Fasern
an der Profiloberfläche erzeugte Harzüberschuß kann wie
bereits beschrieben zur vollständigen Imprägnierung
weiterer Faserwerkstoffe dienen. Damit lassen sich bei
spielsweise auch dekorative Profile durch die Verwendung
unterschiedlich eingefärbter Faserwerkstoffe ebenso
erzeugen wie profilierte Oberflächen.
Darüber hinaus kann über Art, Anteil, Streckgrad und
geometrische Orientierung der organischen Fasern der
Harzüberschuß so eingestellt werden, daß zusätzlich
aufgebrachte Faserwerkstoffe nur teilweise imprägniert
werden.
Beim zusätzlichen Umwickeln der Profile mit organischen
Fasern ergeben sich durch die an der Profiloberfläche
liegenden nicht oder nur unvollständig imprägnierten
Fasern einfache Möglichkeiten, eine verbesserte Verbund
haftung, z.B. beim Einbetten der Profile in Thermoplaste
zu erreichen. Hierzu wird das Wickelmaterial möglichst
artgleich zum verwendeten Thermoplasten gewählt.
Beim zusätzlichen Umwickeln der Profile mit anorgani
schen Fasern, z.B. Glasfasern, ergeben sich durch die
beschriebenen Effekte besonders günstige Verhältnisse
beim Einleiten von Zugkräften, z.B. in Krafteinleitungs
elemente, durch die vergrößerte Profiloberfläche, die
sowohl mit einer Profilierung als auch mit unvollständig
getränkten Fasern erhalten wird.
Das beanspruchte Verfahren eignet sich für Faser-
Verbundwerkstoffe aus Glasfasern, organischen Fasern,
Kohlenstoff-Fasern und Metallfasern. Die Fasern können
z.B. in der Form von Fasersträngen wie Garnen, Filament
garnen, Zwirnen, Rivings und Spinnfäden usw. oder als
textiles Gewebe und/oder als Fasermatten vorliegen.
Geeignete Matrixwerkstoffe sind z.B. Reaktionsharze wie
ungesättigte Polyesterharze, Epoxidharze, Methacrylat
harze, Polyurethanharze, Novolackharze, Polybismalein
imide oder auch Cyanatharze, deren Wärmetönung beim
Härtungsprozeß, oder deren Härtungstemperaturen Werte
überschreiten, bei denen die verwendeten organischen
Fasern schrumpfen.
Als Werkstoffe zur Umwicklung der getränkten Faserwerk
stoffe eignen sich verstreckte und/oder vororientierte
und/oder texturierte organische Fasern oder Monofile aus
Polyamiden, thermoplastischen Polyestern, Polycarbo
naten, Polyacrylnitril, Modacryl, Polyolefinen, Poly
vinylchlorid oder Polyvinylalkohol sowie Polyurethan
fasern.
Die Schrumpftemperatur der organischen Fasern hängt ab
vom Ausgangspolymer und von den Bedingungen bei der
Faserherstellung und Verstreckung bzw. Texturierung. Die
Auswahl einer geeigneten organischen Faser muß nach den
Härtungsbedingungen des eingesetzten Matrixwerkstoffes,
wie bereits beschrieben, erfolgen.
Profile, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her
gestellt werden, eignen sich mit ihrer homogenen Faser
anordnung, den hohen Fasergehalten und ihrer Freiheit
von Hohlräumen und ähnlichen Störstellen sowie mit ihren
harzreichen oder ihren Reinharzoberflächen aufgrund
ihrer Festigkeiten für die Armierung von Beton als
Spanndrähte oder Spannseile, wobei vorteilhaft die ver
besserten Möglichkeiten zur Krafteinleitung, die ver
ringerte Kerbempfindlichkeit und die erhöhte Querfestig
keit vorwiegend unidirektional verstärkter Profile zum
Tragen kommen. Von besonderem Vorteil beim Einsatz im
Freien ist die hohe Witterungsbeständigkeit der Profile
durch ihre Reinharzoberfläche.
Hohe Festigkeiten und damit verbundene günstige elektri
sche Eigenschaften erlauben den Einsatz der nach dem er
findungsgemäßen Verfahren hergestellten Profile auch im
Elektrosektor z.B. als Festigkeitsträger in Isolatoren
oder für Fahrdrahtabspannungen und im Elektromaschinen
bau.
Beim Herstellen eines Rundstabes aus Glasrovings und
Polyesterharz, der nur am Ende des Tränkbades durch eine
einwandfreie runde Ausgangsdüse von 10 mm ⌀ zur Ein
stellung des Harzgehaltes gezogen wurde und der an
schließend ohne jede weitere Formgebung in einem elek
trisch beheizten Rohrofen ausgehärtet wurde, war fest
zustellen, daß der Stab unregelmäßig geformt war und
eine rauhe Oberfläche mit teilweise freiliegenden Glas
fasern aufwies. Die Abweichungen von der idealen Kreis
form betrugen bis zu 10%. Der Glasgehalt dieses Stabes
betrug 76,4 Gew.-%.
Auf die gleiche Weise imprägnierte Glasfaserstränge, die
nach dem Verlassen der Ausgangsdüse des Tränkbades von
10 mm ⌀ und einer Länge von 5 mm mit Perlon-Filament
garn, bestehend aus 140 Einzelfilamenten mit einem
Gesamttiter von 940 dtex und einem Streckverhältnis von
1:3,2 in einer Schraubenwicklung bis zu einer Überdeckung
von ca. 20% in einer Wickellage umwickelt wurden, er
gaben nach der Härtung mit Temperaturen zwischen 140 und
180°C Rundprofile ohne Längs- und Querrisse mit weniger
als 1% Abweichung von der Kreisform. Der Glasgehalt des
Stabes nach dem Abschleifen der organischen Faser betrug
81,5 Gew.-%. Die Oberfläche des so hergestellten Stabes
ist glatt und hochglänzend. Die Dicke der Reinharz
schicht an der Oberfläche beträgt ca. 100 µm.
Ähnlich wie im Beispiel 1 wurden Glasfaserstränge mit
Polyesterharz imprägniert und nach dem Verlassen des
Tränkbades mit einer Ausgangsdüse von 10 mm ⌀ umwickelt
mit E-Glas-Spinnfäden von 3100 dtex und Polyester-(PETP)
Filamentgarn bestehend aus 34 Einzelfilamenten, einem
Gesamttiter von 167 dtex und einem (Ver-)streckungsver
hältnis von 1 : 4, zu jeweils gleichen Anteilen. Die Be
deckung wurde durch Schraubenwicklungen mit einer
Steigung von 15° zu 100% in einer Lage gewählt. Nach
der Härtung bei Temperaturen zwischen 160 und 195°C
wurde ein einwandfreies Rundprofil ohne Längsrisse er
halten. Zur Prüfung der Kerbempfindlichkeit und der
Belastbarkeit senkrecht zur Profilachse sowie der Zug
festigkeit der Profile wurden einmal an ca. 15 mm langen
Profilabschnitten Kerbversuche mit dem Stempel einer üb
lichen Biegeprüfmaschine (Spitzenradius 1 mm) und Druck
versuche zwischen ebenen Platten durchgeführt, wobei die
Profilachse senkrecht zur Kraftrichtung angeordnet war.
Gegenüber dem nicht umwickelten Vergleichsstab ergaben
sich bei den Kerbversuchen um ca. 35% höhere Bruch
lasten. Beim Druckversuch zwischen ebenen Platten wurden
gegenüber dem Vergleichsstab im Durchschnitt 15% höhere
Werte erreicht. Zugversuche in Anlehnung an DIN 53455
zeigten gegenüber einem Vergleichsstab mit ca.
1350 mPa · s ca. 10% höhere Festigkeiten bei gleichem
Querschnitt aufgrund der fehlstellenfreien Oberfläche
und der gleichmäßigen Faserverteilung über dem Stabquer
schnitt bei dem umwickelten Rundprofil. Die bekannter
maßen schwierige Einspannung bei der Prüfung von Faser-
Verbundwerkstoffen mit derartig hohen Festigkeiten wurde
hier dadurch umgangen, daß die Rundstäbe in Vorrich
tungen aus einem Kunstharzmörtel eingegossen wurden.
Dabei stellte sich heraus, daß für die nichtumwickelten
Stäbe wesentlich höhere Vergußlängen gewählt werden
mußten, um einen Trennbruch der Glasfasern zu er
reichen.
In der Art von Beispiel 1 wurden Kohlenstoff-Faser
stränge in einem Harzbad getränkt und der Fasergehalt
in einer Rechteckdüse mit einem Querschnitt von
20×2 mm eingestellt. Nach dem Austritt des Faser
bündels aus der Düse wurde der Faserstrang mit einer
Kreuzwicklung unter ± 75° zur Stablängsachse mit Perlon
garn bestehend aus 18 Einzelfilamenten und einem Gesamt
titer von 67 dtex Streckverhältnis 1 : 2,8 mit einer Über
deckung von etwa 30% umwickelt und nach einer Vor
härtungsstrecke durch drei Rollenpaare kalibriert, wobei
das Profil beidseitig mit siliconisiertem Papier abge
deckt war, und anschließend gehärtet. Dabei wurde ein
Profil mit glatter Oberfläche und abgerundeten Kanten
erhalten. Es wies über der Länge Dickenschwankungen von
2% auf, die Profiloberflächen waren parallel zuein
ander. Das Profil war vollständig frei von Längsrissen.
In ähnlicher Weise wie im ersten Beispiel wurden Glas
rovings in einem Tränkbad getränkt und die getränkten
Rovings in einer Mehrfachdüse bei ringförmiger Anordnung
auf den gewünschten Harzgehalt eingestellt. Nach dem
Verlassen der Ausgangsdüse wurden die Faserstränge über
einen zylindrischen Schleppkern als Innenform geführt
und im Bereich einer Vorhärtungsstrecke noch auf dem
Schleppkern mit Perlon-Monofilen 0,20 mm ⌀ (400 dtex)
bei einem Streckverhältnis von 1:4 durch Schrauben
wicklungen bei einer Überdeckung von etwa 40% um
wickelt. In der nachfolgenden Härtungsstrecke (Rohrofen)
wurden die Profile bei Temperaturen zwischen 140 und
160°C ausgehärtet. Durch dieses Verfahren erhält man
ohne weitere Außenform nur mit dem Schleppkern Hohl
profile, die einen geometrisch einwandfreien Innendurch
messer mit Wandstärkeschwankungen von ± 0,1 mm bei einer
Wandstärke von 2 mm aufweisen. Die Oberfläche der
Profile war in Längsrichtung wellig.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Profilen aus Faser
verbundwerkstoffen, wobei kontinuierlich mit flüs
sigen Reaktionsharzen imprägnierte Stränge aus
Faserwerkstoffen sowohl mit Fasern oder Monofilen
umwickelt oder umflochten als auch in einer Här
tungsstrecke ausgehärtet werden, dadurch gekenn
zeichnet, daß die imprägnierten Stränge unmittelbar
nach der Imprägnierung oder im Bereich einer Vor
härtungsstrecke mit schrumpffähigen Fasern oder
Monofilen aus Polyamiden, thermoplastischen Poly
estern, Polycarbonaten, Polyacrylnitril, Modacryl,
Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol
oder Polyurethan umwickelt oder umflochten werden,
deren Schrumpfkräfte beim nachfolgenden Vorhär
tungs- oder Härtungsprozeß frei werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die getränkten Stränge aus Faserwerkstoffen auf
einer Innenform mit den schrumpffähigen Fasern oder
Monofilen umwickelt und ohne weitere Außenform zu
geschlossenen Hohlprofilen gehärtet werden.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die getränkten Stränge aus Faserwerk
stoffen aus Glas- oder Kohlenstoff-Filamenten und
die schrumpffähigen Fasern oder Monofile aus Poly
amiden, vorzugsweise Polyamid-6, oder Polyestern,
vorzugsweise Polyethylenterephthalat, bestehen und
mit den schrumpffähigen Fasern eine Überdeckung von
mindestens 12% erzielt wird.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772735538 DE2735538A1 (de) | 1977-08-06 | 1977-08-06 | Profile aus faser-verbundwerkstoffen |
DE7878100512T DE2860070D1 (en) | 1977-08-06 | 1978-07-26 | Method for making profiles of fibre reinforced material |
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