DE2735538C2 - - Google Patents

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DE2735538C2
DE2735538C2 DE2735538A DE2735538A DE2735538C2 DE 2735538 C2 DE2735538 C2 DE 2735538C2 DE 2735538 A DE2735538 A DE 2735538A DE 2735538 A DE2735538 A DE 2735538A DE 2735538 C2 DE2735538 C2 DE 2735538C2
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Rolf-Joachim Dr. 5000 Koeln De Foerster
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    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/16Rigid 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.
Beispiel 1 (Vergleich)
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.-%.
Beispiel 2
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.
Beispiel 3
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.
Beispiel 4
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.
Beispiel 5
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.
DE19772735538 1977-08-06 1977-08-06 Profile aus faser-verbundwerkstoffen Granted DE2735538A1 (de)

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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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