DE10326422A1

DE10326422A1 - Verfahren zur Herstellung von sich in einer Längsrichtung erstreckenden FVK-Hohlprofilen

Info

Publication number: DE10326422A1
Application number: DE2003126422
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. Strachauer; Jörg Dipl.-Ing. Zürner; Klaus Dr.-Ing. Drechsler; Helmar Dipl.-Phys. Langer
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2005-01-05

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von sich in einer Längsrichtung erstreckenden FVK-Hohlprofilen bliebigen Querschnitts mit innenliegenden, in der Längsrichtung verlaufenden Versteifungsstegen beschrieben. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben von Einzelkernen (11, 12) mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (14, 15) sich in der Längsrichtung erstreckende Einzelprofile (17, 18) hergestellt werden, dass die Einzelhohlprofile (17, 18) Seite an Seite zusammengefügt und durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (10) miteinander zu einem Gesamtprofil (100) verbunden werden, und dass das Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (14, 15) mit Kunststoff imprägniert wird. Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von FVK-Hohlprofilen der genannten Art geschaffen, mit welchem solche Hohlprofile hoher Festigkeit auf eine rationelle und kostengünstige Weise hergestellt werden können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von sich in einer Längsrichtung erstreckenden FVK-Hohlprofilen beliebigen Querschnitts mit innenliegenden, in der Längsrichtung verlaufenden Versteifungsstegen, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt.
Hohlprofile aus faserverstärkten Kunststoffen, kurz FVK-Hohlprofile, finden auf vielen Gebieten der Technik, insbesondere der Fahrzeugtechnik wie beim Bau von Land- und Luftfahrzeugen zunehmend Verwendung. Wesentliche Vorteile sind geringes Gewicht, hohe Festigkeit, kostengünstige Herstellbarkeit. Wenn es um das Erzielen hoher Festigkeiten bei geringem Gewicht geht, ist oft die Herstellung von FVK-Hohlprofilen wünschenswert, die in ihrer Längsrichtung verlaufende innenliegende Versteifungsstege aufweisen. Diese eignen sich besonders zur Herstellung hochfester tragender Strukturen, von Crash-Strukturen, als Front-Heck-Längsträger, Seitenschweller oder Querträger im PKW-Bau oder als Versteifungsstruktur in der Luftfahrttechnik, um nur einige Beispiele zu nennen.

Bisher erfolgte die Herstellung von solchen versteiften FVK-Hohlprofilen mit einem hohen Anteil an Handarbeit aus flächigen Faserhalbzeugen, was zeitaufwendig, kostenintensiv und oft mit viel Verschnitt verbunden ist. Ein weiterer Nachteil dieser herkömmlichen Herstellungsart ist die verhältnismäßig geringe Strukturintegrität der so erhaltenen Hohlprofile.

Auf dem Gebiet der Herstellung von formstabilen, leichtgewichtigen Kunststoff strukturen ist aus der Europäischen Patentschrift 0 154 877 B1 eine Leichtbaukonstruktion hoher Festigkeit und Formsteifigkeit, insbesondere etwa zum Bau von Kunststoffbootsrümpfen bekannt, bei der ein Sandwich-Element, das insbesonde re mehrdimensional gekrümmt sein kann, aus einem Kern und zwei Hüllflächen hergestellt wird. Im Kern sind voneinander beabstandete Hohlprofile aus einem faserhaltigen Werkstoff nebeneinander angeordnet und der um die Hohlprofile verbleibende Raum mit einer Vergussstützmasse ausgefüllt. Hierdurch wird eine durch glatte Oberflächen begrenzte leichtgewichtige und formsteife Sandwich-Konstruktion geschaffen. Weiterhin ist aus der Europäischen Patentschrift 0 223 053 B1 ein Sandwich-Bauteil, das ebenfalls insbesondere mehrdimensional gekrümmt sein kann, bekannt, bei dem in ähnlicher Weise ein Kern von einer oberen und einer unteren Deckschicht begrenzt ist. Der Kern besteht aus einer Vielzahl von einzeln vorgefertigten, im Querschnitt geschlossenen Hohlprofilelementen, die an ihren im wesentlichen senkrecht zur örtlichen Tangentialebene der Stützkern-Oberfläche verlaufenden, aneinanderliegenden Profilwandungen gegenseitig verklebt sind. Auf die Weise wird eine leichtgewichtige, hochfeste Sandwich-Struktur mit hoher Oberflächengenauigkeit und Formbeständigkeit geschaffen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zur Herstellung von FVK-Hohlprofilen der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem solche Hohlprofile hoher Festigkeit auf eine rationelle und kostengünstige Weise hergestellt werden können. Weiterhin soll ein FVK-Hohlprofil der genannten Art selbst zur Verfügung gestellt werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren der im Anspruch 1 angegebenen Art. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben. Schließlich wird ein FVK-Hohlprofil hergestellt durch das erfindungsgemäße Verfahren selbst beansprucht.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von sich in einer Längsrichtung erstreckenden FVK-Hohlprofilen beliebigen Querschnitts mit innenliegenden, in der Längsrichtung verlaufenden Versteifungsstegen geschaffen. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben von Einzelkernen mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial sich in der Längsrichtung erstreckende Einzelhohlprofile hergestellt werden, dass die Einzelhohlprofile Seite an Seite zusammengefügt und durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial miteinander zu einem Gesamtprofil verbunden werden, und dass das Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial mit Kunststoff imprägniert wird.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass es in Form eines automatisierbaren Prozesses durchgeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil ist es, dass die FVK-Hohlprofile mit hoher Reproduzierbarkeit hergestellt werden können. Ein anderer Vorteil ist es, dass es durch endkonturnahe Fertigung wenig Verschnitt gibt. Schließlich ermöglicht das Verfahren durch eine FVK-gerechte Steganbindung eine größtmögliche Verklebefläche. Ein weiterer Vorteil ist es, dass es durch das Vermeiden von Materialschäftungen keine großen Steifigkeitssprünge gibt. Schließlich ist es ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass FVK-Hohlprofile in einer großen Variantenvielfalt hergestellt werden können durch beispielsweise veränderliche Querschnitte, beliebige Anzahl von Stegen sowie Faserwinkeln und Wanddicken. Die FVK-Hohlprofile können sowohl gerade als auch gekrümmt hergestellt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial in ersten Richtungen erfolgen, und das Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der zusammengefügten Einzelhohlprofile mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial in zweiten Richtungen erfolgen, wobei die zweiten Richtungen von den ersten Richtungen verschieden sind.

Das Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial kann in Richtung schräg, insbesondere unter +/- 45°, zur Längsrichtung erfolgen.

Das Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der zusammengefügten Einzelprofile mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial kann parallel und/oder senkrecht zur Längsrichtung erfolgen.

Das Umwickeln, Umflechten oder Umgeben der Einzelkerne und/oder der zusammengefügte Einzelprofile mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial kann mit Garn erfolgen.

Alternativ kann es mit Gewebestreifen erfolgen.

Gemäß einer weiteren Alternative kann es durch Überziehen eines vorher hergestellten textilen Schlauchmaterials erfolgen.

Die Einzelkerne können durch ein in den Einzelprofilen verbleibendes Material geringen Gewichts, insbesondere ein Schaummaterial, gebildet sein.

Die Einzelkerne können nach dem Imprägnieren des Gewebe-, Textil- oder Fasermaterials mit Kunststoff aus den Einzelprofilen durch Herausziehen entfernt werden.

Die Einzelkerne können aus einem auflösbaren oder schmelzbaren Material hergestellt sein und nach dem Imprägnieren des Gewebe-, Textil- oder Fasermaterials mit Kunststoff durch Auflösen oder Schmelzen aus den Einzelprofilen entfernt werden.

Nach dem Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial können zuerst die Einzelprofile mit Kunststoff imprägniert, dann die imprägnierten Einzelprofile zusammengefügt und verbunden und dann das Gesamtprofil mit Kunststoff imprägniert werden.

Alternativ können zuerst die durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne hergestellten Einzelprofile trocken zusammengefügt und durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial miteinander verbunden und dann gemeinsam imprägniert werden.

Gemäß einer weiteren Alternative können die Einzelprofile und/oder das Gesamtprofil durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben mit einem vorimprägniertem Prepreg-Material und nachfolgendes Aufschmelzen desselben hergestellt werden.

Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens können zunächst Einzelprofile durch gemeinsames Umwickeln eines Teils von diesen mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial zu Untergruppen zusammengefügt und dann die so gebildeten Untergruppen durch neuerliches Umflechten, Umwickeln oder Umgeben mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial zu dem Gesamtprofil zusammengefasst werden.

Das Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial kann aus Kohlefasern, Glasfasern oder Aramidfasern oder aus anderen geeigneten Fasern hergestellt sein.

Schließlich umfasst die Erfindung ein FVK-Hohlprofil, das durch ein Verfahren gemäß einer der vorher genannten Ausführungsformen hergestellt ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine schematisierte Querschnittsansicht durch ein gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes FVK-Hohlprofil;
2 eine schematisierte Querschnittsansicht durch ein gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes FVK-Hohlprofil; und
3 eine schematisierte Querschnittsansicht durch ein gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte FVK-Hohlprofil.
Bei den folgenden anhand der 1 bis 3 erläuterten Ausführungsbeispielen der Erfindung werden jeweilige sich in einer Längsrichtung, nämlich der zur Zeichenebene der 1 senkrechten Richtung erstreckende Hohlprofile aus einem faserverstärkten Kunststoff (FVK) hergestellt. Die FVK-Hohlprofile können grundsätzlich einen beliebigen Querschnitt haben und verfügen über innenliegende Versteifungsstege, die in Längsrichtung der Hohlprofile verlaufen.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden zunächst Einzelkerne 11, 12 hergestellt, welche zusammen im wesentlichen die Form des gewünschten FVK-Hohlprofils aufweisen, abzüglich der Wandstärken des gewünschten Profils selbst.
Die Einzelkerne 11, 12 werden zunächst jeweils für sich mit einem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 14,15 umflochten, umwickelt oder auf andere Weise umgeben, so dass einzelne Hohlprofile 17, 18 hergestellt werden, siehe 1a). Diese einzelnen Hohlprofile 17, 18 werden dann Seite an Seite, also der Längsrichtung der Kerne 11, 12 folgend parallel zusammengefügt und ihrerseits wieder durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 10 zu einem Gesamtprofil 100 verbunden. Das Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 14, 15 und 10 sowohl der Einzelprofile 17, 18 als auch des Gesamtprofils 100 wird in einer geeigneten Weise mit Kunststoff imprägniert, die später noch näher erläutert wird, siehe 1b). Auf diese Weise wird ein FVK- Hohlprofil 100 hergestellt, welches, bei diesem Ausführungsbeispiel, einen in Längsrichtung verlaufenden Versteifungssteg 110 aufweist, der durch die aneinandergefügten Wandungen der Einzelprofile 17, 18 gebildet ist.
Bei dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung soll ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 200 versehenes FVK-Hohlprofil hergestellt werden, welches in seinem Inneren eine größere Anzahl an Versteifungsstegen aufweist, von denen die Versteifungsstege 210, 220, 230, 240, 250 dargestellt sind.
Zunächst werden eine Anzahl von Einzelkernen 21.1 ...21.n, 22.1 ...22.n hergestellt, welche sich im wesentlichen in einer Längsrichtung, nämlich der zur Zeichenebene der 2 senkrechten Richtung erstrecken und in ihrer Gesamtheit im wesentlichen der Form des gewünschten FVK-Hohlprofils 200 ähneln, abzüglich der noch zu schaffenden Wandstärken an der Oberfläche und im Inneren des Hohlprofils 200. Zunächst werden, ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel der 1, die Einzelkerne 21.1 ...21.n, 22.1 ...22.n mit einem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 24.1 ... 24.n, 25.1 ... 25.n umflochten, umwickelt oder in einer anderen geeigneten Weise umgeben und auf diese Weise einzelne Hohlprofile 27.1 ...27.n, 28.1 ...28.n hergestellt. Diese Einzelprofile 27.1 ...27.n, 28.1 ...28.n werden dann Seite an Seite, d.h. parallel zu ihrer Längsrichtung zusammengefügt und durch Umflechten, Umwickeln oder sonstiges Umgeben mit einen Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 20 zu den gewünschten Gesamtprofil 200 verbunden. Das Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 24.1 ... 24.n, 25.1 ... 25.n, 20, welches sowohl die Wandungen der Einzelprofile 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n als auch die des Gesamtprofils 200 bildet, wird in einer geeigneten, später noch zu beschreibenden Weise mit Kunststoff imprägniert, um so das Gesamtprofil 200 fertigzustellen.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel soll ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 300 bezeichnetes FVK-Hohlprofil hergestellt werden, welches innenliegende Versteifungsstege 310, 320 aufweist. Wie aus der Querschnittsansicht des fertigen Hohlprofils 300 in 3b) ersichtlich ist, hat das Hohlprofil 300 einen asymmetrischen Querschnitt, im Gegensatz zu den symmetrischen Querschnitten der in den 1 und 2 dargestellten Hohlprofile.
Zunächst werden drei einzelne Kerne 31, 32, 33 hergestellt, welche in ihrer Gemeinsamkeit im wesentlichen der Form des gewünschten FVK-Hohlprofils 300 entsprechen, abzüglich der Wandstärken der noch herzustellenden Wandungen. Dazu werden die Einzelkerne 31, 32, 33 mit einem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 34, 35, 36 teilweise umgeben, wie aus 3a) ersichtlich ist. Die so hergestellten Einzelprofile 37, 38, 39 werden dann Seite an Seite zusammengefügt und wiederum teilweise durch ein Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 30 umgeben, wie in 3b) dargestellt. Das Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 34, 35, 36, 30, sowohl der Einzelprofile 37, 38, 39 als auch des Gesamtprofils 300 werden in später noch zu erläuternder geeigneter Weise mit Kunststoff imprägniert und so das Gesamtprofil 300 fertiggestellt. Wie ersichtlich ist, sind die Seiten der einzelnen Kerne 31, 32, 33 bei der Darstellung der 3 nicht von dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 34, 35, 36, 30 bedeckt, sondern die Seiten des fertigen Gesamtprofils 300 sind, zumindest teilweise durch die Seiten der Kerne 31, 32, 33 gebildet.
Die folgenden Erläuterungen betreffen wieder alle drei in den 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiele.
Das Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne 11, 12; 21.1 ... 21.n, 22,1 ... 22.n; 31, 32, 33 mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 14, 15, 24.1 ... 24.n, 25.1 ... 25.n; 34, 35, 36 erfolgt vorzugsweise in ersten Richtungen und das Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der zusammengefügten Einzel profile 17, 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39 mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 10; 20; 30 erfolgt vorzugsweise in zweiten Richtungen, wobei die zweiten Richtungen von den ersten Richtungen verschieden sind.
Hierdurch ist es möglich jeweils eine optimale Faserausrichtung für die Stege bzw. für die Außenhaut des jeweiligen Gesamtprofils 100; 200; 300 zu verwirklichen. So kann beispielsweise das Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne 11, 12; 21.1 ...21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33 in einer Richtung schräg zur Längsrichtung, insbesondere unter +/- 45°, oder in einem anderen geeigneten Winkel erfolgen. Dies führt zu einer erhöhten Schubsteifigkeit der Stege 110; 210, 220, 230, 240, 250; 310, 320.
Das Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der zusammengefügten Einzelprofile 17, 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39 kann vorzugsweise parallel und/oder senkrecht zur Längsrichtung vorgenommen werden. Auf diese Weise wird eine maximale Längs- und/oder Quersteifigkeit der Außenhaut erreicht.
Das Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne 11, 12; 21.1 ... 21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33 mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 14, 15; 24.1...24.n, 25.1...25.n; 34, 35, 36 und/oder der zusammengefügten Einzelprofile 17, 18; 27.1 ...27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39 mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 10, 20, 30 kann unter anderem vorzugsweise erfolgen durch Garn, Gewebestreifen oder durch Überziehen eines vorher hergestellten textilen Schlauchmaterials.
Die Einzelkerne 11, 12; 21.1 ... 21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33 können durch ein Material geringen Gewichts, insbesondere ein Schaummaterial gebildet sein, welches für den Verbleib in den Einzelprofilen 17, 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39 vorgesehen ist.
Alternativ können die Einzelkerne 11, 12; 21.1 ...21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33 nach dem Imprägnieren des Gewebe-, Textil- oder Fasermaterials mit Kunststoff aus den Einzelprofilen 17, 18; 27.1 ...27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39 durch Herausziehen entfernt werden.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform können die Einzelkerne 11, 12; 21.1 ... 21.n, 22,1 ... 22.n; 31, 32, 33 aus einem auflösbaren oder schmelzbaren Material hergestellt sein und nach dem Imprägnieren des Gewebe-, Textil- oder Fasermaterials mit Kunststoff durch Auflösen oder Schmelzen aus den Einzelprofilen 17, 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39 entfernt werden.
Nach dem Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne 11, 12; 21.1 ... 21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33 mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 14, 15; 24.1 ... 24.n, 25.1...25.n; 34, 35, 36 können zuerst die Einzelprofile 17, 18; 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39 mit Kunststoff imprägniert, dann die imprägnierten Einzelprofile 17, 18; 18; 27.1 ...27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39 zusammengefügt und durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 10; 20; 30 zu dem Gesamtprofil 100; 200; 300 verbunden und dann dieses mit Kunststoff imprägniert werden.
Alternativ können zuerst die durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne 11, 12; 21.1 ... 21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33 mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 14, 15; 24.1 ...24.n, 25.1...25.n; 34, 35, 36 hergestellten Einzelprofile 17, 18; 18; 27.1...27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39 trocken zusammengefügt und durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 10; 20; 30 zu dem Gesamtprofil 100; 200; 300 verbunden und dann dieses insgesamt imprägniert werden.
Gemäß noch einer anderen Alternative können die Einzelprofile 17, 18; 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39 und/oder das Gesamtprofil 100; 200; 300 durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne 11, 12; 21.1 ... 21.n, 22.1 ... 22.n; 31, 32, 33 bzw. der zusammengefügten Einzelprofile 17, 18; 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39 mit vorimprägniertem Prepreg-Material und nachfolgendes Aufschmelzen desselben hergestellt werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Einzelprofile 17, 18; 18; 27.1 ...27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39 durch gemeinsames Umflechten, Umwickeln oder Umgeben mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 14, 15; 24.1 ... 24.n, 25.1...25.n; 34, 35, 36 zu Untergruppen zusammengefasst und die so gebildeten Untergruppen durch Umwickeln mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 10; 20; 30 zum Gesamtprofil 100; 200; 300 zusammengefasst werden.
Das Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial 14, 15; 24.1 ... 24.n, 25.1 ... 25.n; 34, 35, 36; 10, 20, 30 kann aus Kohle und/oder Glas und/oder Aramid gebildet sein.
Durch die Erfindung werden FVK-Hohlprofile beliebigen Querschnitts mit innenliegenden, in Längsrichtung verlaufenden Versteifungsstegen geschaffen, welche mit hoher Festigkeit auf eine rationelle und kostengünstige Weise hergestellt werden können.

Claims

Verfahren zur Herstellung von sich in einer Längsrichtung erstreckenden FVK-Hohlprofilen beliebigen Querschnitts mit innenliegenden, in der Längsrichtung verlaufenden Versteifungsstegen, dadurch gekennzeichnet, dass durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben von Einzelkernen (11, 12; 21.1 ... 21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33) mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (14, 15; 24.1 ... 24.n, 25.1...25.n; 34, 35, 36) sich in der Längsrichtung erstreckende Einzelhohlprofile (17, 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) hergestellt werden, dass die Einzelprofile (17, 18; 18; 27.1...27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) Seite an Seite zusammengefügt und durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (10; 20; 30) miteinander zu einem Gesamtprofil (100; 200; 300) verbunden werden, und dass das Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (14, 15; 24.1 ... 24.n, 25.1 ... 25.n; 34, 35, 36; 10, 20, 30) mit Kunststoff imprägniert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne (11, 12; 21.1... 21.n, 22.1 ... 22.n; 31, 32, 33) mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (14, 15; 24.1 ... 24.n, 25.1 ...25.n; 34, 35, 36) in ersten Richtungen erfolgt, und dass das Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der zusammengefügten Einzelhohlprofile (17, 18; 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (10; 20; 30) in zweiten Richtungen erfolgt, wobei die zweiten Richtungen von den ersten Richtungen verschieden sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne (11, 12; 21.1 ... 21.n, 22.1... 22.n; 31, 32, 33) mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (14, 15; 24.1 ... 24.n, 25.1...25.n; 34, 35, 36) in Richtung schräg, insbesondere unter +/- 45°, zur Längsrichtung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der zusammengefügten Einzelprofile (17, 18; 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (10; 20; 30) im wesentlichen parallel oder senkrecht zur Längsrichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwickeln, Umflechten oder Umgeben der Einzelkerne (11, 12; 21.1 ...21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33) und/oder der zusammengefügte Einzelprofile (17, 18; 18; 27.1 ...27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (14, 15; 24.1 ... 24.n, 25.1 ... 25.n; 34, 35, 36; 10, 20, 30) mit Garn erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwickeln, Umflechten oder Umgeben der Einzelkerne (11, 12; 21.1 ...21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33) und/oder der zusammengefügte Einzelprofile (17, 18; 18; 27.1 ...27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (14, 15; 24.1 ... 24.n, 25.1 ... 25.n; 34, 35, 36; 10, 20, 30) mit Gewebestreifen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwickeln, Umflechten oder Umgeben der Einzelkerne (11, 12; 21.1 ...21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33) und/oder der zusammengefügte Einzelprofile (17, 18; 18; 27.1 ...27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (14, 15; 24.1 ... 24.n, 25.1 ... 25.n; 34, 35, 36; 10, 20, 30) durch Überziehen eines vorher hergestellten textilen Schlauchmaterials erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelkerne (11, 12; 21.1 ... 21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33) durch ein in den Einzelprofilen (17, 18; 18; 27.1 ...27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) verbleibendes Material geringen Gewichts, insbesondere ein Schaummaterial, gebildet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelkerne (11, 12; 21.1 ... 21.n, 22.1 ... 22.n; 31, 32, 33) nach dem Imprägnieren des Gewebe-, Textil- oder Fasermaterials (14, 15; 24.1 ... 24.n, 25.1 ...25.n; 34, 35, 36; 10, 20, 30) mit Kunststoff aus den Einzelprofilen (17, 18; 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) durch Herausziehen entfernt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelkerne (11, 12; 21.1 ...21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33) aus einem auflösbaren oder schmelzbaren Material hergestellt sind und nach dem Imprägnieren des Gewebe-, Textil- oder Fasermaterials (14, 15; 24.1 ... 24.n, 25.1 ...25.n; 34, 35, 36; 10, 20, 30) mit Kunststoff durch Auflösen oder Schmelzen aus den Einzelprofilen (17, 18; 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) entfernt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne (11, 12; 21.1 ...21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33) mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (14, 15; 24.1 ...24.n, 25.1...25.n; 34, 35, 36) zuerst die Einzelprofile (17, 18; 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) mit Kunststoff imprägniert, dann die imprägnierten Einzelprofile (17, 18; 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) zusammengefügt und durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (10; 20; 30) zu dem Gesamtprofil (100; 200; 300) verbunden und dann dieses mit Kunststoff imprägniert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst die durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne (11, 12; 21.1 ...21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33) mit dem Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (14, 15; 24.1 ... 24.n, 25.1...25.n; 34, 35, 36) hergestellten Einzelprofile (17, 18; 18; 27.1 ... 27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) trocken zusammengefügt und durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (10; 20; 30) zu dem Gesamtprofil (100; 200; 300) verbunden werden, und dass dann dieses insgesamt imprägniert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelprofile (17, 18; 18; 27.1 ...27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) und/oder das Gesamtprofil (100; 200; 300) durch Umflechten, Umwickeln oder Umgeben der Einzelkerne (11, 12; 21.1 ... 21.n, 22,1 ...22.n; 31, 32, 33) bzw. der zusammengefügten Einzelprofile (17, 18; 18; 27.1...27.n, 28.1 ...28.n; 37, 38, 39) mit vorimprägniertem Prepreg-Material und nachfolgendes Aufschmelzen desselben hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelprofile (17, 18; 18; 27.1 ...27.n, 28.1 ... 28.n; 37, 38, 39) durch gemeinsames Umflechten, Umwickeln oder Umgeben mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (14, 15; 24.1 ... 24.n, 25.1...25.n; 34, 35, 36) zu Untergruppen zusammengefasst und die so gebildeten Untergruppen durch Umwickeln mit Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (10; 20; 30) zum Gesamtprofil (100; 200; 300) zusammengefasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe-, Textil- oder Fasermaterial (14, 15; 24.1 ...24.n, 25.1 ...25.n; 34, 35, 36; 10, 20, 30) aus Kohle und/oder Glas und/oder Aramid gebildet ist.
FVK-Hohlprofil beliebigen Querschnitts mit innenliegenden, in Längsrichtung verlaufenden Versteifungsstegen, das nach dem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.