DE3328146C2

DE3328146C2 - Verfahren zur Herstellung eines stabförmigen Materials

Info

Publication number: DE3328146C2
Application number: DE3328146A
Authority: DE
Inventors: Gerd Prof. 7101 Oberheinriet Stolz
Original assignee: Matter, Winfried, 7521 Forst
Priority date: 1983-08-04
Filing date: 1983-08-04
Publication date: 1987-01-02
Also published as: BE900250A; SE8403779D0; SE465506B; IT8448664A0; NL189317B; FR2550128B1; NL8402243A; IT8448664A1; GB2144709B; IT1177940B; DE3328146A1; NL189317C; GB2144709A; US4594275A; JPS6057096A; FR2550128A1; SE8403779L; GB8419573D0

Abstract

Es wird ein stabförmiges Material angegeben, das in Ausnehmungen von dem Stabquerschnitt entsprechenden Halteelementen Ruten im wesentlichen parallel zur Stablängsrichtung verschiebbar und ggf. wesentlichen parallel zur Stablängsrichtung verschiebbar und ggf. drehbar eingesetzt enthält, wobei dann zur endgültigen Fertigstellung des Materials das Rutenbündel unter Zugabe eines aushärtbaren Klebers mittels einer Bandage beispielsweise aus Glasfasermaterial umwickelt wird, um so zu einem festen gegenseitigen Verbund zu kommen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung stabförmigen Materials nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie Mittel zur Ausführung des Verfahrens.
Stabförmiges Material besteht in der Regel aus rohrförmigen Hohlprofilen, L-, und U-Profilen oder ähnlichen Profilformen. Es wird allgemein in allen Industriezweigen verarbeitet und dabei auch zu tragenden Elementen durch Ablängen und Zusammenfügen zusammengesetzt. Hierbei ergibt sich jedoch die Notwendigkeit, daß das Stabmaterial entsprechend der Zusammensetzung der gewünschten Konstruktion abgeschnitten werden muß, um dann beispielsweise aneinandergeschweißt oder -geklebt zu werden. Dies erfordert Gehrungsschnitte und sonstige für die jeweilige Zusammenfügung erforderliche Formanpassung, was einen erheblichen Fertigungs- und Kostenaufwand bedeutet, wobei oftmals die Anpassung an bestimmte Bedarfsfälle auch hinsichtlich des Querschnittsverlaufes besondere zusätzliche Vorbereitungsarbeiten erfordert und bezüglich der Anschluß- bzw. Verbindungstechnik erhebliche Umstände notwendig macht.
Ein Verfahren der Eingangs genannten Art ist durch das DE-GM 71 14 991 bekannt, das sich mit der Schaffung eines Hohlprofilkörpers mit in Längsrichtung verlaufender innerer Aussteifung befaßt. Dazu wird ein Formkern mit äußeren, in Längsrichtung des Bauteiles verlaufenden Rinnen verwendet, in die die Längsaussteifung einegelegt wird, bevor durch Bandagierung der eigentliche Hohlprofilkörper um den Kern hergestellt wird. Der Kern wird schließlich aus dem so entstandenen Bauteil herausgezogen.
Auf diese Weise entsteht ein Gegenstand, der bezüglich der Weiterverarbeitung im Hinblick auf die jeweilige Anwendung allen vorstehend geschilderten Erfordernissen und Einschränkungen unterliegt, wobei insbesondere durch die Anwendung des später zu entfernenden, formgebenden Kernes erhebliche Beschränkungen in der Querschnittsgestaltung im Hinblick auf die Ausformbarkeit gegeben und die Schaffung von Anschlüsen oder besonderer Verbindungsstellen nicht möglich ist.
Andererseits ist es durch die DE-OS 24 26 015 bekannt, ein Rohr dadurch herzustellen, daß auf ein extrudiertes Innenrohr mit äußeren Längsrippen sofort nach dessen kontinuierlicher Herstellung in ebenso kontinuierlicher Weise in Längsrichtung verlaufende Stabilisierungsstreifen zwischen die Längsrippen eingelegt werden und das ganze dann ein- oder mehrfach mit Bandagen zum fertigen Teil umwickelt wird. Das dadurch aus drei konstruktiv unterschiedlichen Lagen bestehende Rohr für Fluide erlaubt es jedoch wegen des glattwandigen, in sich geschlossenen und mit zwischen den Stabilisierungsstreifen angeordneten Längsrippen versehenen Innenrohres nicht, beispielsweise mit den Stabilisierungsstreifen zusammenwirkende Anschlußteile anzubringen. Auch eine Änderung der Profilform über die Länge des Bauteiles ist nicht möglich, so daß auch hier eine weitere Verarbeitung nur in der Eingangs dargestellten Weise erfolgen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der Eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sich stabförmiges Material hinsichtlich der Anpassung zur Schaffung von Anschlußverbindungen, Verbindungen untereinander, Aufnahme von Anschlußteilen etc. leicht und vielfältig im Baukastensystem gestalten läßt, ohne daß es dazu umständlicher und/oder fertigungsintensiver Maßnahmen bedarf. Ferner soll die Möglichkeit der Formgestaltung und Krafteinleitung für den jeweligen Anwendungszweck vielseitiger gestaltet werden.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebene Verfahrensweise gelöst, wobei die Anwendung der Maßnahme nach Anspruch 2 zweckmäßig sein kann.
Damit läßt sich nunmehr der gewünschte Stabquerschnitt über entsprechend geformte Halteelemente mit Hilfe der Ruten auch mit über die Länge wechselnder Profilform im Baukastensystem aufbauen und es läßt sich außerdem über die zunächst vorhandene Verschiebbarkeit der Ruten gegenüber den Halteelementen eine mannigfache Gestaltung vornehmen. Beispielsweise ist es in einfacher Weise möglich, ein schräges Anschlußende durch entsprechende Verschiebung der Ruten einzustellen. Es lassen sich aber auch Verbindungen zwischen zwei stabförmigen Elementen herstellen, indem diese beispielsweise schräg ineinander gesteckt werden, so daß sich die beiderseitigen Ruten durchdringen. Auch besteht die Möglichkeit, Stäbe unterschiedlichen Materials miteinander zu verbinden, indem die Rutenenden abgeknickt oder zu Ösen geformt werden, in die die Ruten eines anzuschließenden Stabes eingehängt werden. Auch besteht die Möglichkeit, den Querschnitt und den Verlauf des Stabes durch Biegen oder sich ändernde Querschnittsform der Halteelemente zu beeinflusen, ohne daß dies besondere Schwierigkeiten bereitet.
Insgesamt ergibt sich in der Zwischenstufe ein Bauelement in Form stabartigen Materials, bei dem die den Querschnitt bildenden Ruten einzeln verschiebbar und verformbar sind, so daß man eine vielfältige Anpassung an jeweils erforderliche Bedingungen vornehmen kann. Ist dann das jeweilige Bauteil vorbereitet und ggf. aus mehreren Stäben zusammengesetzt, wird die Gesamtheit in der beschriebenen Weise unter Zusatz von Kleber bandagiert. Beim Aushärten des Klebers ergibt die Bandagierung eine Festlegung der Stabmaterialien gegeneinander sowie gegenüber den Halteelementen und somit einen festen, bezüglich seiner Einzelteile gegeneinander unverrückbaren Stab. Dabei ist das stabförmige Material auch unmittelbar nach der Bandagierung noch verformbar, bevor der Kleber aushärtet, so daß auch jetzt noch beispielsweise ein Biegen stattfinden kann.
Zweckmäßig können die Maßnahmen nach den Ansprüchen 3 und 4 zur Vereinfachung der Fertigung Anwendung finden, wobei in letzterem Falle die Ruten quasi auf die Halteelemente aufgeklipst werden, so daß sich eine leichte Herstellung des Stabmaterials ohne besondere Werkzeuge ergibt.
Die Halteelemente können grundsätzlich aus jedem Material wie Metall, Holz etc. hergestellt sein. Vorteilhaft ist jedoch die Wahl gemäß Anspruch 5, da sich auf diese Weise die Halteelemente leicht durch Spritzen mit Hilfe einer entsprechenden Form herstellen lassen und im übrigen die erwünschten Federungseigenschaften auzfweisen.
Zweckmäßige Gestaltungen für die Ruten ergeben sich mit den Merkmalen der Ansprüche 6 bis 8, wobei Ruten mit Kreisquerschnitt drehbar sind, so daß man abgewinkelte Enden in die gewünschte Lage zurechtdrehen kann, während bei Ruten mit polygonalem Querschnitt eine eventuell unerwünschte Drehbarkeit verhindert ist.
Schließlich ergeben sich aus Anspruch 9 zweckmäßig für die Bandagierung verwendbare Materialien.
Der Gegenstand der Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsformen in Verbindung mit deren zeichnerischer Darstellung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 den Ausschnitt eines stabförmigen Materials mit Kreisquerschnitt;
Fig. 2 das Halteelement für den Stabquerschnitt gemäß Fig. 1;
Fig. 3 und 4 Halteelemente für andere Stabquerschnitte;
Fig. 5 ein Stabelement mit ausgebildetem, schrägem Anschluß, eingesetzter Anschlußhülse mit Innengewinde und einer Verbindungsschlaufe;
Fig. 6 die teilweise Seitenansicht des Gegenstandes gemäß Fig. 5 im Bereich der Anschlußhülse mit Innengewinde;
Fig. 7 die Verbindung zweier Stäbe über gegenseitiges Durchdringen der Ruten;
Fig. 8 das Ende eines Stabes mit abgebogenen Ruten und
Fig. 9 eine Verbindung zweier Stäbe über Abschlußenden gemäß Fig. 8.
Fig. 1 zeigt ein stabförmiges Material, das aus Ruten 1 zusammengesetzt ist, die in Halteelemente 2 eingeklipst sind und über zum Außenumfang hin offene Ausnehmungen 3 der Halteelemente, wie eines in Fig. 2 dargestellt ist. Die Ruten 1 sind innerhalb der Halteelemente, die in mehr oder weniger dichter Folge über die Stablänge verteilt sind, je nachdem, welche Festigkeiten erreicht werden sollen, axial verschiebbar und im vorliegenden Falle auch drehbar, da die Ruten Kreisquerschnitt haben. Ist ein stabförmiges Material in dieser Weise zusammengesteckt bzw. zusammengesetzt und in die gewünschte Form gebracht, beispielsweise durch Biegen, Aufweiten von Ausnehmungen etc., wird es unter Kleberzugabe mit einer Bandage 4 umwickelt, die zweckmäßigerweise ein Geflecht, Gestricke od. dgl. aus Faserwerkstoffen, z. B. Glasfasern, Metallfasern, Kunststoffasern od. dgl. ist. Bei diesem Umwickeln des stabförmigen Materials dringt der Kleber zwischen die Ruten 1 ein und bildet so mit der Bandage einen festen Verbund, innerhalb dessen die Ruten ihre axiale Verschiebbarkeit in den Halteelementen 2 verlieren und auch die Halteelemente axial festgelegt sind. Dies gilt auch in radialer Richtung bei mehreren nebeneinander angeordneten Ruten.
Die Fig. 3 und 4 zeigen anders geformte Halteelemente 5 bzw. 6, die ebenfalls am Umfang mit Öffnungen 7 bzw. 8 zum Einschnappen von Ruten ausgerüstet sind. Es ist ersichtlich, daß hier auch Profile geschaffen werden können, die beispielsweise L-Form oder U-Form haben. Im übrigen geht die Herstellung von stabförmigen Materialien mit den Querschnitten gemäß den Fig. 3 oder 4 in gleicher Weise vor sich, wie dies anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben wurde.
Fig. 5 zeigt in Seitenansicht ein stabförmiges Material vor der Bandagierung, wobei wiederum in Halteelemente 10 Ruten 11 in der beschriebenen Weise eingesetzt sind. Hier ist am bezogen auf Fig. 5 unteren Ende eine radial nach außen gerichtete Abbiegung der Ruten 11 vorgenommen, die es ermöglicht, einen Anschluß an einem irgendwie gearteten Bauteil über einen Klemmring 12 vorzunehmen, der an das Bauteil 13 angeschraubt wird. Außerdem zeigt an dieser Stelle die Fig. 5, wie durch die axiale Verschiebbarkeit der Ruten 11 ohne große Schwierigkeiten ein Anschluß unter etwa 30° oder 40° vorgenommen werden kann. Hier ist also ein Gehrungsschnitt od. dgl. nicht nötig.
Außerdem zeigt Fig. 5, wie durch leichtes Auseinanderbiegen der Ruten 11 eine Anschlußhülse 14 mit Innengewinde eingesetzt werden kann, bevor dann, was in Fig. 5 nicht dargestellt ist, das Material in der beschriebenen Weise bandagiert wird. Zum Einsetzen dieser Anschlußhülse können vorher die benachbarten Halteelemente 10 axial auseinandergeschoben werden, so daß sich das Verbiegen vor allem auch im elastischen Bereich der Ruten 11 erleichtert. Ist dann die Anschlußhülse 14 eingesetzt, kann man die Halteelemente 10 wieder aufeinander zu schieben, so daß die Hülse 14 durch die Ruten 11 wie durch einen Schraubstock eingespannt wird und damit gehalten ist auch während des Arbeitsvorganges der Bandagierung.
Schließlich zeigt Fig. 5 auch eine Schlaufe 15, die sich vor dem Bandagieren des Materials ohne weiteres aus einer der Ruten oder aus mehreren der Ruten 11 ausformen läßt, um daran dann später eventuell eine Befestigung oder Aufhängung eines anderen Gegenstandes vorzunehmen.
zu Fig. 5 zeigt Fig. 6 eine Seitenansicht im Bereich der Anschlußhülse 14, aus der ersichtlich ist, daß die An -schlußhülse das Rutenbündel 11 radial überragt, damit es nicht bei der Bandagierung untergeht.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel dafür, wie zwei stabförmige Ma -terialien 16, 17 der vorbeschriebenen Art aneinander angeschlosen werden können unter einem beliebigen Winkel. Dazu wird im wesentlichen so vorgegangen, daß die Ruten des Materials 17 zwischen die Ruten des Materials 16 eingesteckt werden, so daß sie diese durchdringen, wobei wiederum durch Auseinander- und Zusammenschieben der Halteelemente 18, 19 der beschriebene Schraubstockeffekt erreicht werden kann. Nach der Bandagierung unter Zugabe eines Klebemittels ist dann eine fertige feste Anschlußverbindung geschaffen, die noch dadurch verstärkt wird, daß ein Teil der Ruten des Materials 17 bei 20, 21 abgebogen und in die Richtung der Ruten des Materials 16 gebracht ist.
In diesem Zusammenhang läßt sich leicht veranschaulichen, daß beispielsweise ausgehend von dem Material 16 dessen Ruten auch neben einem Halteelement Y-förmig aufgeteilt und in einer anderen Profilform beispielsweise gemäß den Fig. 3 oder 4 fortgeführt werden können, so daß sich eine Verzweigung ohne die Notwendigkeit der Herstellung von Anschlußverbindungen an dieser Stelle ergibt.
Schließlich zeigen die Fig. 8 und 9 eine andere Möglich -keit des gegenseitigen Anschlusses zweier Materialbündel. Hierzu werden die Ruten am Ende des stabförmigen Materials z. B. rechtwinklig zu dessen Längserstreckung zu Zinken 20 aufgebogen, die dann über Klemmringe 21 mit Hilfe von Schraubverbindungen 22 zusammengehalten werden können. Nach Herstellung dieser Verbindung wird dann die Gesamtheit wieder in der beschriebenen Weise bandagiert.
Aus den vorstehenden Beschreibungen ist ersichtlich, daß für das dargestellte stabförmige Material eine große Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten besteht, die in ihrer Ganzheit nicht erschöpfend beschrieben werden kann. Als Beispiel zur Anwendung sei hier auf die Herstellung von Überroll- bzw. Versteifungsbügeln von Kraftfahrzeugen hingewiesen, die der Verbindung mit dem Kraftfahrzeuggehäuse bedürfen sowie der untereinander erfolgenden Anbindung von Längs- und Querstreben.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines stabförmigen Materials mit beliebigem Querschnitt, bei dem parallel zur Stablängsrichtung gehaltene Ruten unter Zugabe eines die Ruten in sich einbettenden, aushärtenden Klebers dicht mit einer Ummantelung versehen, insbesondere mit einer Bandage umwickelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruten in Ausnehmungen von dem Stabquerschnitt entsprechenden, kurzen, im axialen Abstand zueinander angeordneten Halteelementen im wesentlichen parallel zur Stablängsrichtung verschiebbar und ggf. drehbar eingesetzt werden und der Stab nach seiner endgültigen Formgebung ggf. unter Einbettung oder Einbringung von Anschlußteilen umwickelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in miteinander fluchtenden Ausnehmungen der Halteelemente mehrere Ruten zueinander parallel eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruten in Bohrungen der Halteelemente eingeschoben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruten in zur Peripherie der Halteelemente offene Ausnehmungen von außen eingerastet werden.

5. Mittel zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (25 b) aus einem Kunststoff, beispielsweise aus Polyamid bestehen.

6. Mittel zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruten (1) Metallstäbe sind.

7. Mittel zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruten (1) aus Faserbündeln aus Metall, Glas, Kunststoff od. dgl. bestehen.

8. Mittel zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruten (1) Kreisquerschnitt oder polygonalen Querschnitt aufweisen und daß die Ausnehmungen (3, 7, 8) der Halteelemente (2, 5, 6) dem Querschnitt der Ruten (1) angepaßt sind.

9. Mittel zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage ( 4) ein Geflecht, Gestricke, Gewirke od. dgl. aus Fasermaterial in Form von Glas, Kunststoff, Metall od. dgl. ist.