DE1527553A1 - Hochbeanspruchbare,strukturierte Verbundwerkstoffe,Formteile daraus und ihre Herstellung - Google Patents

Hochbeanspruchbare,strukturierte Verbundwerkstoffe,Formteile daraus und ihre Herstellung

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DE1527553A1 DE19651527553 DE1527553A DE1527553A1 DE 1527553 A1 DE1527553 A1 DE 1527553A1 DE 19651527553 DE19651527553 DE 19651527553 DE 1527553 A DE1527553 A DE 1527553A DE 1527553 A1 DE1527553 A1 DE 1527553A1
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Description

Heidelberg, den 25· Juni 1965
Be schreib-«ng
zur Patentanmeldung von Dr. Hans Heumann. 69 Heidelberg, Hauptstraße 24, Postfach 741*
betreffend
Hochbeanspruchbare. strukturierte Verbundwerkstoffe, formteile
daraus und ihre Herstellung
Die Erfindung befaßt sich mit hochbeanspruchbaren, strukturierten Verbundwerkstoffen und Formteilendaraus wie z.B. Baugliedcr, Maschienenelemente u.a., unter Verwendung von faserartigen, strukturgebenden Bestandteilen beispielsweise hoher und höchster Beanspruchbarkeit, die selbst kraftschlüssig miteinander verbunden und/oder in einem Verbindematerial eingebettet sind, wobei zur Herstellung Hochgeschwindigkeitsformungsverfahren Anwendung finden.
An strukturierten Verbundwerkstoffen sind, um einige zu nennen, beispielsweise verstärkte Kunststoffe sowie armierter Beton oder armiertes Glas sowie auch Whisker- oder auch metallfaserverstärkte Metalle bekannt· Darüber hinaus sind Pseudolegierungen. in Form von Tränkt gierungen und eutektische legierungen, deren Kristallisation durch gesteuerte Abkühlung zum Wachstum orientierter Primärkristalle geführt hat, Stand der Technik·
Alle jene strukturierten Verbundwerkstoffe, zu deren Herstellung holiß Temperaturen (Schmelz- baw. Sintercietallurgie) Anwendung
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finden, schließen die Erhaltung der hoch- und höchstfewten Eigenschaften der strukturgebenden Bestandteile deshalb aus, weil durch die Temperatureinwirkung die Texturen durch Rokristal« lisations- und/oder Diffusionsprozesse entscheidend im Sinne einer Festig]cGitsminderung beeinflußt werden. Hociiboaiispruchbare, metallische Verbundwerkstoffe, deren strukturgebende Bestandteile hohe und höchst* Tätigkeiten haben, sind nicht bekannt· Verstärkte Kunststoffe sind durch die Eigenart ihrer organischen Matrix nicht geeignet, beispielsweise als hochfeste Bauglieder auch mit hohen Querfestigkeiten ode#T$aschinenelemente mit hohen Werfestigleeiten und hohen Temperaturen eingesetzt zu werden« Darüber hinaus ist auch die erzielung eiue3 hohen Füllung sgr ade s bei Glasfaaerkuniyt st offen sehr erschwert· So« wohl bei armiertem Glas als auch bei Stahlbeton überwiegt die Matrix. Die strukturgebenden Be st and teile betragen bei den zu« letzt genainten Verbundwerkstoffen nur wenige Volumsprosente. Sie sind deshalb keine ho chbe anspruchbaren, struktu» r 1 e r t e η Verbundwerkstoffe nach Art der Erfindung·
Metallische Verbundwerkstoffe nach Art der irunklefiorungen oder eutektiseiien Legierungen nit gerichteten xJriuär-:riGtalliten sind in ihren struktur gebend en Bestandteilen (Sinterskelett baw. Priiflärkristallite) Λ^ταΉ die Eigenart ihrer Herstellung bereits vollständig rekristallisiort. Die IT0Stigkeit metallischer Werkstoffe nehmen mit zunehmender Rekristallisation ab. Dadurch liegen in den genannten Werkstoffen die strukturgebenden Elemente nicht in hoch- bzw. höchstfester Form vor. Darüber hinaus sind wowohl die Längen der Primärkristallite als auch die der Whisker beschränkt, wobei in letzterem Falle auch eine exakt· Orientierung wirtschaftlich bisher nicht reproduzierbar ist. Keinesfalls gelingt es aber, strenge Orientierungen in beispielsweise unterschiedliche Richtungen au erzielen.
Aus den genannten Gründen können texturierte Struktureleiaente ihre festigkeitstragenden Texturen in den durch Wärmebehandlung
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erzeugten Verbundwerkstoff en nicht beibehalten, insbesondere dann nicht, wenn sie varnehalich durch Kaltverformung und/oder Auehfirtungerorgän · erreicht worden sind»
Ferner sind keine Verfahren bekannt, wo dicht liegend* Strukturelemente höchster Festigkeit allein» d.h. ohne Verbindemateri» al und ohne tiefgreifende Schädigung ihrer Hochbeanepruohfcarkeit, miteinander verbunden werden können·
Demgegenüber gelingt es durch die erfindungsgeraäße Anwendung von geeigneten Verfahren, die innerhalb von wenigen flikrosekunden wirksam sind, einen OrenEfludhenverbund zwischen den struk- *
tür gebunden 3 -»stcndteilen oder dem struktur gab enden und dem Ver· bindematerial herzustellen» Da eine wirksame Phaoe an den Grena· flächen innerhalb weniger Uikrosekunden durchlaufen wird, wobei eine kraftsch lüαβlpe Verbindung der einseinen Materialien mit· einander Ia Form von Versahnungen und/o dor legierungen gebildet wird, bleiben die charakteristischen Eigenschaften insbesondere der atrukturgebenden Bestaräteile, wie beispielsweise Fasern, Wkisker, Drähte, zander οάαχ dgl·» —iiolten ban· werden erhöht«
BrfindungsgemäO werden als geeignete Verfahren beispieliweise Hochenergieverfahren angewandt, die mit Explosionsenergie, £lektoromagnet£elA«Knergltt ayüroelektrxseher ßnergie, pneuma- μ
tieo(h«-m»ohejiiedhr'r Energie u.a. arbeiten*
Die Erfindung gestattet die Erhaltung der Hochbeanspruohbar· keit der strulcturfcebendon Bestandteile in ntrukturiorten Ver· bundwerlistoffea. Diese sind dadurch charakterisiert, daß sie nun texturierten uiui/odGr texturloseü anorganlachen, struktur* gebenden Bestandteilen aufgebaut und miteinander fest mit oder ohne V~rbindemnt<*rial ale zweiter Komponente veAunden sind, wobei Fasern, Whisker, Drähte, Stränge, Bänder oder dgl* und/ oder Gewebe daraus mit ihrer ursprünglichen hohen oder höchsten BeansprUCh1Jarkoit strukturgebende Bestandteile sind, die
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bezogen auf den Ge samt quer schnitt Vorzug sweiat zur Gtäna·, zu· mindest aber überwiegend oder auch nicht überwiegend vornan« · den sind«
Erfindungsgemäfl ist unter 'Beanspruohbarkeit1 sowohl die mechanische festigkeit ι die Temperatur-, und Strebest ändigke it sowie eine besondere thermische oder elektrische Leitfähigkeit als auch die Abrieb-, die Korrosions- und Erosionsfestigkeit des Verbundwerkstoffes und auch wahlweise eine Kombination der angeführten Beanspruchbarkeiten zu verstehen*
Ein erfindungsgemäßer Verbundwerkstoff bietet als Vorteil u.a;· eine optimale Gestaltung je nach der auftretenden Beanspruchung» wobei es möglich ist, die struktur gebenden Bestandteile entsprechend einer auftretenden orientierten Beanspruchung anzuordnen. Je nachdem, ob diese Beanspruchung bei spie leweise einachsig, zwei« und meloracksig oder wechselweise tin- und/oder zweiachsig orientiert 1st, können die struktur gebenden Bestand·«· teile entsprechend gleich« lagenweise verschieden, räumlich verschieden oder regellos orientiert sein· Die jeweiligen Längen dieser maßgebenden Bestandteile sind dabei gleich und/oder vor» schieden/
Je nach der geforderten Beanspruchbarkeit des Verbundwerkstoffes erhalten die Strukturelen»irte im erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff lagerweise z.B. die jeweils^ gewünschte gleiche oder unterschiedliche Längsorientierung,/gleiche oder unterschiedliche Materialhfirten sowie gleich dichte oder unterschiedlich dichte Füllungen bei Verwendung von Verbinderaaterialien« Die struktur gebenden Bestandteile können erfindungsgemäß ein-, zwei- oder dreidimensional im Verbundwerkstoff angeordnet werden.
Sie genannt·», struktur gebenden Bestandteile oder ander· Fasern können Bestandteile der erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff· auch dann sein, wenn sie mit organischen oder anorganischen Oberzügen versehen sind«
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BAD ORIGINAL
3u den erfindungsgemäflen Verbundwerkstoffen gehören auch sol* ' oh·, die sich ihrerseits wiederum aua au« gewählt en, versohl«· d«n«n Verbundwerkstoffen augammenseta#n, die lagen* oder schichtenweise oder aonenwelse angeordnet sind· Bine solch« Zusammensetzung ist beispielsweise bei gewissen !!»schienen· elementen vorteilhaft, wo aonal hohe Verschleißfestigkeiten und aonal hohe mechanische Beanspruchbarke it konstruktiv benötigt werden· Ebenso sind beispielsweise andere Eigenschaftskombinationen auf solche Welse möglich.
Die Erfindung verwendet Verfahren zur Herstellung der neuarti- ^
gen hoohbeanspruchbaren strukturierten Verbundwerkstoff« und/ oder solcher Formteil« unter Verwendung von Hoohgesehwindig« keitsformungsmethodenfWie beispielaweie« Magneformv erfahr en und/oder aHHHI Verfahren mit Schockwellen, die dadurch gekennzeichnet sind| daß durch entsprechend dosierte Formung sarb ei t an dan Grenzflächen der texturierten und/oder texturieren* strukturgebenden £estandteilöW und gegebenenfalls dem Verbindematerial innerhalb weniger Mikrosekunden VHHBMMk eine wirksame Hiase durchlaufen wird, so daß die einzelnen Bestandteile kraftschlüssige Verbindungen erhalten und awar in Form von Veraahnungen und/oder legierungen, wobei die charakteristischen Eigenschaften der strukturgebenden Bestandteile, insbesondere deren Beanspruchbarkeiten, erhalten und/oder erhöht werden· "
Dabei können erfindungsgemäß die/S^Btanifeixe ftes neuartigen Verbundwerkstoffe« und/oder solche Formteile alt oder ohne Überaüge gana oder teilweise vorgewärmt oder unterkühlt werden, bevor und/oder während sie mit oder ohne Verbindemät«rial kraftschlUssig verbunden werden und/oder nachdem si« mit oder ohne Verbindematerial kraftschlüssig verbunden worden
Bei der erfindungsgemäßen Anwendung von pulverfjlrmigen ode» körnigen Verbindematerialien kann sum Einbringen di«»«a Material vorteilhaft in paatl*«* Fern vorgesehen werden, nobel da« pulverförmig« oder körnige Material beiepiels-ireiie mittel«
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Gemischen aus z.B. Ätherlösung und Kampfer, wässriger Alphamethylzellulose angeteigt eingebracht werden« Ferner ist es in anderen bestimmten Fällen möglich, Magnetfelder zur Fixierung der pulvorfürmigen oder körnigen Vcrbindematerialien au verwenden, wobei gleichzeitig auch die strukturgebenden Bestandteile in ihrer Lage bis zur Verbundherstellung fixiert werden» Die genannten Vorkehrungen sind im wesentlichen Formen von Sekundärbindungen, die Teile oder alle Beetandteile des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe« bis zum kraftschlüssigen Grenzflächenverbund in der vorgesehenen Lage fixieren.
Die Dichtheit der erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe kann in weitesten Grenzen eingestellt werden, wobei diese sowohl im Sinne einer mehr oder weniger großen Durchlässigkeit, als auch im Sinne einer Gewiohtsvariation zu verstehen ist· Die Erzielung völlig gasdichter T„ile ist dabei ebenso Ergebnis der Erfindung, wie z.B. Werkstoffe mit hohen oder geringen ITeutroneneinf angsquerschnvitt ·
Die Dichte der erfiudung agemäßen hochfesten, strukturierten Verbundwerkstoffe läßt sich zunächst durch Variation der Ver-Buewi9ilS$i§7·, z.B. Al, Cu, Fb), jedoch auch durch Variation der Strukturwerkstoffe, a.B. Be, Ti, Stahl, W, sowohl für Anwendungen auf dem Gebiet dee Leichtbaus (Be-Draht in Al-Verbindematerial) als auch für Gebiete verwenden, in denen hohe Werkstoffdichten, beispielsweise Strahlenabschirmung, verlangt werden, z.U. W-Drahte in Pb,
Die Form der mittels der erfindungsgemäß angewandten hergestellten hochfesten, strukturierten Verbundwerl:stoffe ist gegenüber den konventionellen Umformverfahren weit weniger beschränkt, weil viele der in Frage kommenden Werkstoffe, z.B. Al«Legierungen oder z.B. extraharter rostfreier S^ahl bei dem/gew8n1i^ingc' ijü^^ihm^mig anderes plastisches Verformungsvorhalten ■eigen* Be kann z.B. die Dehnbarkeit einer Al-Legierung bei einer Hochleistungaformung um bis au 600# über derjenigen He-
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BAD C^G1MAL * 7 *
gen, dl» b«l normaler Verformung auftritt·
Duron entsprechende Dotierung und Anordnung ζ.Β» des Sprang· Btofftt gelingt es, erfindungsgeeafl die plastische Verformung euob in Kombination alt einer Verdichtung weitgehend in Ver· bindematerial ablaufen au lassen, wodurch störungen in An* Ordnungen und &9enspruonba*keit«n der struktur gebenden Beet andtel Ie nlaht auftreten·
DU veltgahcAd· Freiheit in der Anordnung der die Festigkeit verursachenden etrukturalenettte, sowie die Möglichkeit, autfh ™
das flieftvorhalten des Verbindern ate rials durdh Einbau dünner 8trükturelenente, wie a*B· fhiaker, metallisohe Stapelfasern und dgl·, BU beeinflussen, wobei das fließen in Riohtung der Orientierung besser als quer das* statt findet, siohort dem erfindungsgettäean Verfahren die Anwendung auch bei Heroteilung koopliaierterer tertctttuöce·
ErfindungsgeaäA wird, wenn das Verblndenaterlal in Form von organischen und/oder metalXorganl sehen Reelttionsgemisehen mit oder ohne organischem und/oder anergenisehea texturierten und/ odar niohtteJrtuxierWn füllstoffen eingebracht wird, mittels Sohoetorellen erfindungsgemäl gleiahBeltig pelymerlslert und/ |
oder addiert Und/oder kondensiert, wobei «ueh gleichseitig da* mit der Verbund mit den strokturgebenden Bestandteilen herge· stellt wird·
Einzelheiten üb?r den <?rund8iitzliohei Aufbau des srfinduagege· näßon Verbundstoff··, sowie einige Beispiele ihrer Anwendung sind beispielsweise mis den dargestellten Figuren su ersehen!
Die Figuren 1a und Ib aeigen in beiden Ans loht en strukturgeben* de Bestandteile (1), bevor ei· erfindungegeeäl verbunden wer* den« figur 1« se igt den fertigen Verbundwerkstoff· Die struktur gebend en Bertandteilft (1) sind an den Berunrungaflächen (t)
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kraftsohlüssig miteinander verbunden. Dieser Oreniflaehenverbund hat in Mikrobild die Fora von Verzahnungen und/oder Legierungen im üereioh der mit (2) beispielsweise gekenn -2 e lehne ten Zone·
Einen DetiilausiGhnitt davon bringt z.B. die Figur 1d. Bei hochfesten Struktur gebenden Bestandteilen (1) ergibt si oh ein Verbundwerkstoff^ Aer etwa wie in Figur 2 aussieht·1
Bei Vorhandensein eines Verbindematerials (3) ist der ent· sprechende Querschnitt bei spiel anreise in Figur 3 dargestellt·
Die strukturgebenden Bestandteile (1) können auch gleich orientiert mit verschiedenen Querschnitt sgr 913 en und/oder verschiedenen Formen miteinander verbunden sein, wie es beispielsweise Figur 4 neigt.
Zwischen den Hauptbestandteilen (1) sind füllende, ebenfalls strukturgebende Elemente (4) angeordnet· Anstelle dieser füllenden Teile (4) können die Haupt struktur gebend en Bestandteile (l) vor dem Verbinden auch eine ummantelung (5) erhalten· Dies zeigt vor dem Zusammenfügen beispielsweise Figur 5· Der fertige Verbundwerkstoff ist z.B. in Figur 6 dargestellt·
Lagenwelse verschieden orientierte, strukturgebende Bestandteile (1), zu einem erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff busammentfeftigt,1 zeigt beispielsweise Figur 7, wobei beiefieleweise kein Verbindematerial vorhanden ist. Einen erfindungsgemäßen strukturierten Verbundwerkstoff, wenn die strukturgebenden Bestandteile räumlich dreiachsig angeordnet sind, zeigt a#B· Figur 8, wobei hier beispielsweise der Sonderfall einer orthogonalen Anoxdntang der Struktur, ζ·Β. in der Form von hochfesten, gesogenen Stehldrähten verschiedener Durchmesser, dargestellt worden ist·
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Den Aufbau ein·· erfindungsgemäöen Verbundwerkstoffes in der prinzipiell en Form naoh den Figuren 1, wenn außerdem ein Verbindematerial zur Anwendung kommt, das ein feinfasriger Verbundwerkstoff gemäß vorliegende Erfindung sei, ist in den Figuren 9a und 9b vor dem Verbinden, um z.B. in den Figuren 9c und 9d als fertiger Verbundwerkstoff gemäß Erfindung dargestellt» Figur 9d zeigt 4.B. im Detail den Faserverlauf CJa) des Verbundmaterials (3) wenn z.B. die _ struktur gebend en Hauptbestandteile (1) hochfeste Drohte oder Stränge sind, die naoh dem Verbinden nicht oder nur sehr wenig verformt sind*
Einen mehrschichtigen Aufbau mit ebenfalls lagenweise verschieden orientierten strukturgebenden ue st and te ilen (I)- zeigt beispielsweise Figur 10, wenn ein Verbindematerial« beispielsweise ein homogener Werkstoff (6), z.B. Folien zwischen den ein·» zelnen Lagen angeordnet ist. Grundsätzlich können jedoch die struktur gebenden Be at and teile (l) auch räumlich angeordnet werden, wie dies schematisch Fi^ttr 11 zeigt. In den Figuren 12a-c ist der grundsätzliche Aufbau des erfindunß3gemäßen Verbundwerkstoff es bei Verwendung von Verbindematerial (3) aus vorerst z.B, körniger oder 3tsubfcJrniiger Substanz (z.B. Metallataub) dargestellt. Die Figuren 12a und 12b zeigen orthogonale Querschnitte vor den Zusammenfügen, Figur 15c z.B. den fertigen Verbundwerkstoff. Hierbei können die strukturgebenden Bestandteile (l) lagenweise verschieden orientiert seini das Verbindematerial (3) kann beispielsweise, wie in den Figuren gezeigt, S.B· ein körniges oder staubförmig^ Material organischer oder anorganischer Herkunft sein. Je nach dem gewünsohten Ji'ülluttgsgrad des fertigen Verbundwerkstoffes sind die Schichten des Verbindematerials (3) zu wählen· Bin Detail des in Figur 12c dargestellten erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe· zeigt z.B. Figur 13| das beispielsweise aus körnigem Material bestehende Verbindarngmaterial (3) verformt sich entsprechend Figur 13 und verbindet sich untereinander sowie auch an den Grenzflächen der strukturgebenden Bestandteile (l) kraftschlüssig. WAL
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• IO ·
Figur 14a eeigt eine regellose Anordnung der struktur gebenden Bestandteile (l) Dazwisihen ist beispielsweise körnige» oder staub form ig es Verbindematerial (3) organischer oder anorganischer Art angeordnet. Der erfindungsgemäfle Verbundwerkstoff ist s.B. in Figur 14b SS dem Verbinden angedeutet·
Die fiildung von Strängen ist beipsieisweise in Figur 15a vor dem Zusammenfügen und in Figur 15b danach dargestellt. Die struktur gebend an i>e st and teile sind dabei beispielsweise Drähte mit rundem Querschnitt. Desgleichen zeigen *·Β· die Figuren 16a und l6b erfinduhgsgemäß Stränge vor und nach dem Zusammenfügen bei rechteckigen strukturgebenden Querschnitten (1)»
Der erfindunfsgemäße hochbeanspmchbare strukturierte Verbundwerkstoff kann, wie weiter vorwe bereits bescki-ieben, in sich lagen· oder zonenweise aus verschieden strukturierten oder orientierten Verbundwerkstoffen mit oder ohne homogenem Material aus Werkstoffen, #ie anorganischer und/oder organischer Substanzen beliebig verbunden sein, was z.L. mit Figur 17 angedeutet werden soll· Eine Kernzone ist beispielsweise in der Art eines erfiudungsgeifläfleη Verbundwerkstoffes nach Figur 14, Randschichten einerseits aus erfindungsgewäß aufgebauten strukturierten Schichten, z.B. in der A^t nach Figur 7, und andererseits z.B. aus homogenen texturierten oder nichttexturiertem Material (6), z.B· Folien, aufgebaut· Ein solcherart gesciiicirteter, erfindungsgemäßer Verbundwerkstoff 1st beispielsweise zweckmäßig zur Eildung von Rohren oder ähnlichen Hohlquerschnitten anwendbar, wie es a.B, in den Figuren 18 und 19 zur Darstellung kommt·
Die Herstellung des erfinduncsgemäßen Grenzflöchenverbundes eines aus verschiedenen, strukturierten Schichten zusanmangesetzten Rohrmantel, z.B. bestehend aus (l) und^oder (l) und £ Bach Fimir 20 zeigt beispielsweise Figur 21»
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Der erfindungsgemäfle Verbund erfolgt beieplelewelte unter Verwendung von Bxplosionaenergie mittels eines sentriseh an· geoidenten Sprengmittel■ (8) wirkend auf die Wandungen eine· entsprechend dimensionierten Werkzeuges (9)*
Erfindungsgemäß ist es nötig, Rohre/oder ähnliche Hohlquer· schnitte in der Art eines Schichtaufbaue8 nach Figur 22 herzustellen» Dort 1st beispielsweise neben einer Kerne one beste· hand aus mehrlagigen» verschieden orientierten Schichten aus struktur gebenden Bns+antteilen (1) allein, oder ecus (1) und ^
eines Verbindematerial (3) und jeweils an der Innen· und Außen« eeite eine Besahlohtung aus homogenen« organischem oder anorganisohea Material (6), z.B. Folien» und/oder aus eines er· fin dung !gemäßen Verbundewerkstoff in der Art nach Figur 14 und oder 17 und/oder eines vorher erfindungsgemäfi verbundenen ζ·Β· körnigen oder staubfttrmigen Materials (3) angeordnet·
Maaehinenalamente aus den erfindungsgemäflen Verbundwerkstoff aeigen b.B. die Figuren 29 und 24· Den Faserverlauf (l) im Be· reich der Gewinde einer beispielsweise in Figur 23 dnrges+ell· ten Schraube zeigt beispielsweise Fig. 23a· Figur 24 stellt beispielsweise einen Hohlbolzen nvm den erfinduncsgemäflen Ver· bundwertstoff dar· "
GyundsäTizlich kOnnen aus dem erfindungsgenftöen Verbundwerkstoff Ruch beliebig getartlm?Bte Formen, wie an beispielsweise Figur 25 zeigt» hergestellt werden·
Besonders vorteilhaft ist die Aznrendunr des erfindungsgemäflen Verbundwerkstoffes zur Herstellung von hochversohle IQfeaten Plattenelementen, deren Aufbau sehe mat isoh z»B. i&J[%8jj*L*& dargestellt ist· Die VereenleiSfläehe wird dabei/aus den Stirnflächen (10) der einzelnen dicht an dicht liegenden und erfln* dungsgamaJ miteinander verbundenen strukturgebenden Beetandteilen (1) gebildet· Diese Fläche (lO) kann beliebig gefönt
sein. 909850/0328
. 12 ·
Sin weiteres Anwendungsbeispiel zeigt Figur 27· Hier 1st ein Lasthaken dargestellt, wo der Faserverlauf (1) entsprechend der Beanspruchung gewählt worden ist· Dcr Querschnitt einet solchen Lasthatens zeigt ζ·Β· Figur 28« Dabei wurde beispieleweise die Oberfläche dieses Maschinenelement es mit einer Flattierung versehene deren Wertest off (6) organisch oder anorganisch sein kann (*.B, Folien)*
28 Figuren 13 Patentanspruch·
C? Blatt
909850/0328 BAD original

Claims (13)

  1. t Haas Heumann . Heidelberg, den 25· Juni 1965
    Heideiterg ■ Λ · 1527553
    HauptstraS« 24 /O
    Postfach, 741
    Pat eat ans pr iiohfi
    1, Hochbeanspruchbare, strukturierte Verbundwerkstoffe und/oder solche Formteile unter Verwendung von Pasern hoher Bean« spruchbarkeit, wie ζ·Β, in der Art einer mechanischen Fe- (
    stigkeit, Temperatur- und Säurebe st and igte it, sowie in der Art einer besonderen thermischen oder elektrischen Leitfähig«· keit, oder auch in der Art von Abrieb-, korrosions·· und Erosionsfestigkeit oder dgl·, geeignet und/oder hergestellt beispielsweise als selbständiges Bauglied beliebiger Foim, z*B« Platte, hohler oder voller Zylinder oder Kegel, Stab und dgl·, oder als hochbeanspruchbarew Maschinenelement "he* liebiger Form, wie z.B. Schraube, Lasthaken, Kettenglied, " W8IIe und dgl,, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus texturierten und/oder texturlosen, anorganischen, . strukturgebenden Bestandteilen aufgebaut und miteinander fest mit oder ohne Verbindematerial als zweiter Komponente verbunden sind, wobei Fasern, Whisker, Drähte, Stränge oder dgl· und/oder Gewebe mit ihrer ursprünglichen hohen und höchsten Festigkeit diese strukturgebenden Bestandteile sind, die, bezogen auf den Gesamtquerschnitt, vorzugsweise zur üänze, zumindest'aber überwiegend oder auch nicht über·, wiegend vorhanden sind·
  2. 2. Hochbeanspruchbare, strukturierte Verbundwerkstoffe und/ oder solche Formteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierung der.strukW turgebenden Bestandteile gleioh, lagenweise unterschiedlich, f räumlich unterschiedlich oder regellos - und die jeweilige Länge der Bestandteile gleioh und/oder verschieden i;1
    909850/0328
  3. 3· Hochbeanspruohbare, strukturierte Verbundwerkstoffe und/ oder solche Formteile nach den*Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennz eichnet, daß Verbundwerkstoffe verschiedener Zusammensetzung und/oder verschiedener Festigkeit und/oder verschiedener Struktur und/oder verschiedener Orientierung untereinander und/oder mit homogenen Werkstoffen anorganischer und/oder organischer Substanz schichten- und/oder zonenweise kraftschlüssig miteinander Verbunden sind·
  4. 4· Hochbeanspruchbare, strukturierte Verbundwerkstoffe und/ oder solche Formteile, insbesondere ζ·Β. poröse Filter, dichte Stränge, nach den Ansprüchen 1 und/öder bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die strukturgebenden, texturierten und/oder texturlosen anorganischen, vollen oder hohlen Bestandteile punkt-, linien- und/oder
    flächen förmig fest miteinander ohne Verbindematerial verbunden sind*
  5. 5· Hochbeanspruchbare, strukturierte Verbundwerkstoffe und/ oder Formteile nach den Ansprüchen. 1 und/oder bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die strukturgebenden Bestandteile aus gleichen und/oder verschiedenen, matallischen oder nichtmetallischen Materialien gleicher und/oder verschiedener physikalischer Eigenschaften und/ 1 oder gleichen und/oder unterschiedlichen Querschnitten und/oder Querschnittsformen bestehen»
  6. 6. Hochbeanspruchbare, strukturierte Verbundwerkstoffe und/ • oder solche Formteile nach den Ansprüchen 1 und/oder bis 5, dadurch gekennz ei ohne t, daß das Verbindematerial ein ausgewählter beliebiger, anoiranischer oder organischer Werkstoff und/oder Verbundwerkstoff ist, wobei bei Kombination desselben dieses zonen- und/oder schichtenweise angeordnet ist·
    "850/0328
    AS
  7. 7· Hochbeanspruchbare, strukturierte Verbundwerkstoffe und/ oder solche Formteile nach den Ansprüchen 1 und/oder bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Außen- und/oder Innenflächen ganz oder teilweise mit homogenen organischen und/oder anorganischen Werkstoffen gleicher oder verschiedener Stärke plattiert und/oder überzogen sind oder daß umgekehrt Außen- oder Innenflächen homogener Werkstoffe mit strukturiertem Verbundwerkstoff plattiert sind·
  8. 8# Verfahren unter Verwendung von Hochgeschwindigkeitsformungsmethoden, wie beispielsweise Magnefοrmverfahren und/ oder mittels Verfahren mit Schockwellen zur Herstellung von hochbeanspruchfearen, strukturierten Verbundwerkstoffen und/oder solchen Formteilen nach den Ansprüchen 1 und/ oder bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechend dosierte Formungsarbeit an den Grenzflächen der texturierten und/oder texturlosen, strukturgebenden Bestandteile und gegebenenfalls dem Verbindematerial innerhalb weniger MikroSekunden eine wirksame Phase durchlaufen wird, so daß kraftschlüssige Verbindungen miteinander in Form von Verzahnungen und/oder Legierungen gebildet werden, wobei die charakteristischen Eigenschaften der strukturgebenden Best andteile, insbesondere deren Beanspruchbarkeiten erhalten und/oder erhöht werden·
  9. 9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die strukturgebenden Bestandteile mit oder ohne Überzug ganz oder teilweise vorgewärmt oder unterkühlt werden, bevor und/oder währdnd sie mit oder ohne Verbindematerial kraftschlüssig verbunden werden und/oder nachdem sie mit oder ohne Verbindematerial kraft schlüssig verbunden worden sind«
    909850/0328 - 4 « '
    Ab
  10. 10· Verfahren nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch
    gekennzeichnet, daß die strukturgebenden Bestandteile mit oder ohne organischen oder anorganischen Überzug in ein Verbindematerial eingebettet werden, wobei dieses in Form von Pulver und/oder Pulvergemischen und/oder Pasten und/oder Fasern und/oder Whis« kern und/oder Drähten und/oder Bändern und/oder Folien und/ oder Ggweben und/oder massiven Körpern eingebracht werden und die physikalischen oder chemischen Eigenschaften der Verbindematerialien gleich und/oder verschieden sind, wo- ^ bei das Verbindematerial, sofern es lose oder pulverförmi-
    ge Form hat, bis zur Herstellung des kraftschlüseigen Verbundes vorübergehend mittels geeigneter Sekundär-Bindung in der vorgesehenen Lage fixiert wir de
  11. 11. Verfahren nach den Ansprüchen 8, 9 und 10, dadurch gekennz.e i chnet, daß die struktur gebenden Bestandteile in ein Verbindematerial eingebettet werden» wobei diese ihrerseits durch faser- und/oder bänder- und/ oder gewebeartige b^rukturelemente in orientierter und/ oder nicht orientierter Anordnung gebildet wird und/ oder mittels eines Formwerkzeuges dabei geformt wird·
    ™
  12. 12. Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch
    gekennze lehnet, daß das Verbinderaaterial in Form von organischen und/oder metallorganischen Reaktionsgemischen mit oder ohne organischen und/oder anorganischen texturierten und/oder nicht texturierten Füllstoffen eingebracht und mittels Schockwellen beispielsweise polymerisiert und/oder addiert und/oder kondensiert wird, wobei gleichzeitig damit der Verbund mit den strukturgebenden Bestandteilen hergestellt wird·
    909850/0328 BAD 0R!G!NA' "?"
  13. 13. Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundwerkstoff oder Teile daw η mittels Hochgeschwindigkeitsformungs·» methoden mit oder ohne Matrizen geformt und/oder ge« trennt und/oder fertigbearbeitet werden·
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    ee
DE19651527553 1965-06-25 1965-06-25 Verfahren zur Herstellung eines Preßkörpers aus metallischen Fasern, Drähten oder Bändern Expired DE1527553C3 (de)

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DEH0056459 1965-06-25
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DE1527553B2 DE1527553B2 (de) 1975-05-22
DE1527553C3 DE1527553C3 (de) 1976-01-15

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2836418A1 (de) * 1978-08-19 1980-02-28 Helmut Dipl Phys Nussbaum Halbzeug fuer sandwich-leichtbauweisen, hergestellt aus roehrchen von vlies-werkstoff, z.b. aus papier
EP0258477A1 (de) * 1984-06-18 1988-03-09 Tiodize Company, Inc. Befestigungselement aus zusammengesetztem Material

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EP0258477A1 (de) * 1984-06-18 1988-03-09 Tiodize Company, Inc. Befestigungselement aus zusammengesetztem Material

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GB1155708A (en) 1969-06-18
NL6608862A (de) 1966-12-27
FR1485852A (fr) 1967-06-23
CH464654A (de) 1968-10-31
BE682999A (de) 1966-12-23

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Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee