DE1090166B

DE1090166B - Armierungsmaterial fuer Gusskoerper und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1090166B
Application number: DEA25951A
Authority: DE
Inventors: Tibor Ambrus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-11-01
Filing date: 1956-11-02
Publication date: 1960-10-06
Also published as: FR1167764A; GB845744A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf verbessertes Armierungsmaterial für Gußkörper und auf Verfahren zu seiner Herstellung.

Es ist bekannt, Glasfasern zur Armierung von Gußkörpern in Form verschiedener Schichtmaterialien, nämlich entweder Matten oder verschiedenartiger Gewebe zu verwenden. Die verwendeten Matten sind meistens regellose Fasermatten, die aus Glasfasern in der Form von vergleichsweise kurzen, parallelen durch Kleinhacken von Vorgespinst erzeugten Bündeln bestehen. Die Glasfaserbündel werden zunächst (d. h. vor der Zuführung und Trocknung des Kunstharzes) entweder durch verschiedene Klebstoffe oder durch weite, lose Nadelstichmaschen oberflächlich zusammengehalten. Der Hauptvorteil solcher Matten ist ihr niedriger Preis. Beim Einlegen oder Drapieren über komplizierte Formen ist es häufig notwendig, das Streifenmaterial zu dehnen, um es der Form anzupassen. Dabei wird die oberflächliche Klebstoffverbindung reißen, oder einige der Nadelstichmaschen werden in bestimmten Zonen aufgehen, so daß einerseits Löcher oder dünne Stellen entstehen und an anderen Stellen verhältnismäßig starke Anhäufung von Glasfaser auftritt. Außerdem ist es ein besonderes Kennzeichen der regellos gebildeten Matten, daß ein verhältnismäßig hohes Verhältnis von Kunstharz zu Glas angewandt werden muß; dies hat eine Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften des Gußkörpers zur Folge.

Webstoffe aus Glasgarn wurden in der Weise verwendet, daß mehrere Schichten zusammengelegt wurden und diese Schichtung unter leichtem Druck verformt wurde; dem Gewebe wurde seine Endform dadurch erhalten, daß es mit erhärtbarem plastischem Stoff, etwa Polyesterkunstharz, getränkt wurde. Derartige Gewebe vermeiden einen beträchtlichen Teil der bei Matten auftretenden Nachteile; sie gestatten gewöhnlich ein höheres Verhältnis Glas zu Kunstharz und sie weisen, das ist ihr besonderes Kennzeichen, ausgeprägte Wirkrichtungen auf und besitzen gute Drapierungseigenschaften.

Andererseits sind sie die teuersten Glasfaserstoffe, die zur Armierung verwendet werden, und haben außerdem gewisse Nachteile. Zu diesen Nachteilen zählt die Gefahr der Selbstzerstörung bei verhältnismäßig geringen Formdrücken; diese Gefahr geht auf die unvermittelte Zunahme der Gewebestärke an den Stellen der Überschneidung von Kette und Schuß zurück. Aber die Tatsache, daß Webstoffe nur so hergestellt werden können, daß der Schuß oberhalb und unterhalb einer Kette durchgeführt wird, hat nicht nur die eine Folge uneinheitlicher Gewebestärke; ein weiterer auf diese Tatsache zurückgehender Nachteil ist es, daß die Glasfasern nicht gestreckt werden

Armierungsmaterial für Gußkörper
und Verfahren zu seiner Herstellung

Anmelder:

Tibor Ambras,

Purley, Surrey (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Weickmann

und Dr.-Ing. A. Weiekmann, Patentanwälte,

München 2, Brunnstr. 8/9

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 1. November, 11. November 1955,
26. April und 30. Oktober 1956

Tibor Ambrus, Purley, Surrey (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

können, sondern an den Stellen, an denen sie sich kreuzen, einen Zickzackverlauf annehmen. Dies hat den Nachteil, daß insbesondere bei Biege- und Zugbeanspruchung sich die Garne in der Richtung der Zugbeanspruchung geradestrecken, bevor sie die volle, Beanspruchung aufnehmen. Da das Kunstharz, in das. sie eingebettet sind, in den meisten Fällen hart und spröde ist, bewirkt diese Streckung die Ausbildung von Rissen, und die Konstruktion beginnt zu brechen, bevor die Armierung die volle Belastung aufnehmen kann. Das Ergebnis ist ein geringerer Elastizitätsmodul und eine geringere äußerste Zugbelastbarkeit.

Es ist auch bekannt, Armierungsfäden mit einem Phenolharz zu imprägnieren, bevor sie auf Trägerfäden befestigt werden. Die Armierungsfäden liegen eng nebeneinander und haften infolge Harzimprägnierung auch aneinander^ Es ist deshalb eine Anpassung an den Verlauf einer Gußform so lange nicht möglich, als nicht unter Druck und erhöhter Temperatur gearbeitet wird. Weiter hat die Imprägnierung der Armierungs-: fäden den Nachteil, daß sie nicht von der Gußmasse durchdrungen werden können, wenn die Gußmasse in die mit Armierungsgewebe belegte Gußform eingefüllt wird. :

Schließlich ist es auch bekannt, aus Armierungsfäden einen Stoff zu weben, bei dem sowohl in Kettwie auch in Schußrichtung Armierungsfäden liegen; Dieses Armierungsgewebe eignet sich wohl zur Verstärkung von dünnem Folienmaterial, z. B. als Mittel-

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schicht zwischen zwei Lagen Papier oder zwei Kunst- Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele des

stoffolien, läßt aber in seinen Drapierungseigenschaften Erfindungsgegenstandes. Es stellt dar

zu wünschen übrig und ist deshalb zur Armierung von Fig. 1 den Querschnitt durch eine Form eines erfin-

Kunststoffkörpern häufig nicht geeignet. dungsgemäßen Armierungsgewebeverbandes,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 5 Fig. 2 einen Querschnitt durch eine zweite Form

Armierungsmaterial für Gußkörper zu schaffen, bei eines Armierungsgewebeverbandes und

dem die Armierungsfäden von der Gußmasse durch- Fig. 3 eine ähnliche Ansicht einer dritten Form,

drungen werden, so daß ein unlösbarer Verband Das Trägermaterial, bestehend aus Schuß und Kette

zwischen Armierungsfäden und Gußmaterial erzeugt 12, 13, wird auf einer oder zwei Seiten mit einem

wird und bei dem außerdem die Armierungsfäden io Klebstoff und nach Wunsch mit Stoffen, die die

relativ zueinander beweglich sind, so daß das Armie- Hygroskopizität herabsetzen, getränkt oder überzogen,

rungsmaterial auch in Gußformen mit kompliziertem Der antihygroskopische Stoff wird vor dem Klebstoff

Verlauf auf Grund seiner guten Drapierungseigen- aufgetragen. Einige Klebstoffe bewirken ohne irgend-

schaften eingeführt werden kann. welche Zusätze eine Verringerung des Feuchtigkeits-

Bei der Lösung dieser Aufgabe wurde ausgegangen 15 absorptionsvermögens. Dieser Behandlungsschritt kann

von einem Trägergewebe vorzugsweise aus einem auf einer Maschine erfolgen, in der das Gewebe von

System von in einer Richtung laufenden Trägerfäden einer Ablaufhaspel auf eine Auflaufhaspel läuft. Die

und von Armierungsfäden, z. B. Glasfasern, welche Bauart einer solchen Maschine einschließlich des Ab-

von dem Trägergewebe durch Klebstoff befestigt sind. Standes von Ablaufhaspel und Auflaufhaspel und der

Der angestrebte Erfolg wurde dadurch erreicht, daß 20 Drehgeschwindigkeit der Haspeln hängt von den

die im Verhältnis zu den Fäden des Trägergewebes Eigenschaften des Klebstoffs ab. Die Bauart hängt

starken Armierungsfäden außer an den Verbindungs- weiter von dem Anfangszustand des Klebstoffs ab,

stellen frei von Klebstoff gelassen werden, in engem d. h. von der Form, in der er in die Maschine einge-

Abstand voneinander liegen, aber nicht aneinander- speist wird; er kann in Form einer Lösung, einer

haften. 25 Emulsion, einer Dispersion und in reiner Form vor-

Die Forderung, daß die Armierungsfäden vonein- liegen. Im letzteren Fall muß er in der Maschine erander Abstand haben und daß das Trägergewebe im wärmt werden, damit er sich in viskose Flüssigkeit Verhältnis zu ihnen schwach ist, hat zur Folge, daß umwandelt. Je nach Bedarf kann das Trägermaterial die Fäden in Richtung ihrer Längsachse parallel zu- 12, 13 vor oder nach dem Imprägnieren oder dem Aufeinander verschiebbar sind, und bedingt somit die 3° bringen des Überzugs je nach den Materialeigenguten Drapierungseigenschaften. Weiter ergibt sich schäften des Trägers und der chemischen Zusammenaus der Einhaltung eines Abstandes zwischen den Setzung des Klebstoffs kalandriert werden. Durch die Armierungsfäden, daß die Gußmasse zwischen die Kalandrierung wird das Garn des Trägers plattge-Armierungsfäden eindringen kann, allseitig an diesen drückt mit der Folge, daß eine größere Haftzone zur anliegt und je nach der Art der Armierungsfäden auch 35 Verfugung steht, die ein besseres Haften der Glasfäden in diese eindringen kann. an dem Träger herbeiführt. Durch Kalandrieren wird

Nach einer ersten Ausführungsform sind die auch der Massenfaktor der Schicht herabgesetzt und

Armierungsfäden beidseitig des Trägergewebes ange- werden schließlich die Verdickungen des Schichtkörpers

ordnet. an den Überschneidungen von Glasfäden und Träger-

Um eine gute Imprägnierung der Trägerfäden mit 40 garnen oder Trägerschuß und -kette vernachlässigbar

Gußmasse zu erzielen, verwendet man zweckmäßig klein gemacht.

Armierungsfäden, die nur wenig oder überhaupt nicht Das Glasmaterial wird in Form von endlosen Fäden gezwirnt sind. Die Armierungsfäden können z. B. aus oder Garnen 11 Kreuzspulen oder sonstigen Wickel-Asbestfasern oder aus synthetischer Kunststoffaser körpern, die auf Ständern befestigt sind, entnommen sein. Dabei ergibt sich allerdings die Forderung, daß 45 und hierauf durch Rietblätter oder andere -Vorrichdie Faser, die bei der Erzeugung des Kunststoffkörpers tungen geführt, die die Garne in ein Parallelsystem auftretende Temperatur verträgt. von vorherbestimmten einheitlichen Abständen an-

Nach einer anderen Ausführungsform kann zu ordnen. Bei Verwendung von thermoplastischen Kleb-

beiden Seiten der Armierungsfäden ein Trägergewebe stoffen werden die Glasfäden oder -garne auf die

vorgesehen sein. 5° Temperatur vorerhitzt, bei der dieser Klebstoff wirk-

Vorzugsweise sind die Armierungsfäden parallel sam wird. Ist der Träger 12, 13 selber aus thermo-

zueinander in Abständen voneinander angeordnet und plastischem Material gefertigt, so bestimmt dessen

mittels eines thermoplastischen Klebstoffes auf dem Erweichungspunkt diese Temperatur. Nach der Vor-

Trägergewebe dadurch befestigt, daß die Armierungs- erhitzung wird das Glasmaterial in Kontakt mit dem

fäden auf die Erweichungstemperatur des Klebstoffes 55 Träger gebracht und ein leichter Druck angewendet,

erhitzt und unter leichtem Druck so lange auf das der die beiden Schichten so lange in gegenseitigem

Trägergewebe gepreßt werden, bis Abkühlung oder Kontakt hält, bis das Glas genügend weit abgekühlt

Polymerisation des Klebeverbandes eingetreten ist. und die Haftstellen gesichert sind. Das so entstandene

Die Herstellung des Armierungsmaterials kann Schichtmaterial kann zur Beschleunigung dieses Vor-

auch dadurch erfolgen, daß die in Abständen parallel 60 gangs gekühlt werden. Hierauf wird das Gut auf-

nebeneinander eingeordneten Armierungsfäden in Be- gehaspelt.

rührung mit dem Trägergewebe gebracht werden und Gegenstand der Erfindung ist, daß das Glasmaterial

daß Armierungsfäden und Trägergewebe sodann nirgends außer an den Kreuzungsstellen der Fäden

mittels eines durch Austrocknen erhärteten Klebstoffes oder Garne mit Klebstoff zusammengekommen ist. Die

unter leichter Druckanwendung verbunden werden. 65 Glasgarne oder -fäden 11 sind daher frei gegeneinander

Das Trägergewebe kann auch mit einem wasser- verschiebbar, und die Drapiereigenschaften des Trägers abstoßenden Mittel imprägniert werden. Es ist dann sind nicht beeinträchtigt. Im Falle von nicht thermounterbunden, daß es Feuchtigkeit, beispielsweise aus plastischen gewöhnlichen Klebstoffen braucht das Glasder Luft, aufnimmt und diese Feuchtigkeit bei Her- material nicht vorgewärmt zu werden, das Schichtstellung der Gußkörper zu Schäden führt. 70 material aber muß vor dem Aufhaspeln getrocknet

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werden. Es versteht sich, daß bei der Herstellung des in Fig. 1 beschriebenen Schichtmaterials die drei Stufen, Imprägnieren des Trägers, Kalandrieren und Auflegen der Armierungsgarne oder -fäden auf den Träger, in verschiedenen Maschinen erfolgen kann, daß aber auch zwei oder mehrere Schritte auf einer Maschine, die hintereinander Einrichtungen für mehrere Fabrikationsschritte besitzt, ausgeführt werden können. Der Träger gemäß Fig. 1 kann durch ein System von parallelen Trägergarnen, die im wesentlichen unter einem rechten Winkel gegen die Armierungsfäden verlaufen, ersetzt werden, d. h., die Trägergarne 12 können fortgelassen werden, wie Fig. 2 zeigt. Nach einer weiteren in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind parallel verlaufende Trägergarne 13 vorgesehen, die auf beiden Seiten mit Lagen von Glasgarnen oder -fäden 21 und 22 belegt sind. Im Falle der Fig. 2 und 3 kann der Träger 13 selber aus Glasfaden bestehen. In diesem Fall ist eine Kalandrierung nicht ratsam. Wenn das Trägermaterial 13 aus Baumwolle oder ähnlichem Material besteht, so daß eine Gefahr der Zerstörung beim Kalandrieren nicht besteht, können die Trägergarne, bevor sie auf die Glasgarne oder -fäden 11 oder 21, 22 aufgeklebt werden, kalandriert werden. Wenn das Armierungsmaterial aus einem Stoff besteht, der kalandriert werden kann, so kann das fertige Schichtmaterial auch als Einheit kalandriert werden.

Es ist ratsam, so zu schichten, daß abwechselnd Lagen von Armierungsfäden und Trägerstoff in der Schichtung aufeinanderfolgen. (Die letzte oder die erste Schicht kann umgekehrt werden, so daß als besserer Abschluß eine Armierung an der Außenseite vorliegt.) Dieses Verfahren der Aufschichtung von einzelnen Lagen erhöht den Zusammenhalt zwischen den Schichten; der Träger wirkt als Puffer, der die Zerstörung des Gußkörpers unter dem Formdruck verhindert.

Claims

Patentansprüche: 40

1. Armierungsmaterial für Gußkörper, bestehend aus einem Trägergewebe, vorzugsweise aus in einer Richtung verlaufenden Trägerfäden und aus Armierungsfäden, z. B. Glasfaden, welche auf dem Trägergewebe durch Klebstoff befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die im Verhältnis zu den Fäden des Trägergewebes starken Armierungsfäden außer an den Verbindungsstellen frei von Klebstoff sind und im engen Abstand voneinander liegen, aber nicht aneinander anhaften.

2. Armierungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungsfäden beidseitig des Trägergewebes angeordnet sind.

3. Armierungsmaterial nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungsfäden wenig oder überhaupt nicht gezwirnt sind, so daß sie leicht imprägnierbar sind.

4. Armierungsmaterial nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungsfäden aus Asbestfasern bestehen.

5. Armierungsmaterial nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungsfäden aus synthetischer Kunststoffaser hergestellt sind, und zwar aus einer solchen Faser, welche die bei der Erzeugung des Gußkörpers auftretende Temperatur verträgt.

6. Armierungsmaterial nach Anspruch 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der Armierungsfäden ein Trägergewebe vorgesehen ist.

7. Verfahren zum Herstellen von Armierungsmaterial nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungsfäden parallel in Abständen nebeneinander angeordnet und mittels eines thermoplastischen Klebstoffs auf dem Trägergewebe dadurch befestigt werden, daß die Armierungsfäden auf die Erweichungstemperatur des Klebstoffs erhitzt und unter leichtem Druck so lange auf das Trägergewebe gepreßt werden, bis Abkühlung oder Polymerisation des Klebverbandes eintritt.

8. Verfahren zum Herstellen von Armierungsmaterial nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungsfäden in Abständen parallel nebeneinander angeordnet und in Berührung mit dem Trägergewebe gebracht werden und daß Armierungsfäden und Trägergewebe sodann mittels eines durch Austrocknung erhärteten Klebstoffs unter leichter Druckanwendung verbunden werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergewebe mit einem wasserabstoßenden Mittel imprägniert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 913 048;
französische Patentschrift Nr. 614 439.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen