DE1559465C - Mehrschichtiges Bauelement, insbe sondere Außen und/oder Trennwände von Behaltern oder Transportfahrzeugen fur Massenguter - Google Patents
Mehrschichtiges Bauelement, insbe sondere Außen und/oder Trennwände von Behaltern oder Transportfahrzeugen fur MassenguterInfo
- Publication number
- DE1559465C DE1559465C DE19651559465 DE1559465A DE1559465C DE 1559465 C DE1559465 C DE 1559465C DE 19651559465 DE19651559465 DE 19651559465 DE 1559465 A DE1559465 A DE 1559465A DE 1559465 C DE1559465 C DE 1559465C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- bands
- component
- layer component
- containers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000005192 partition Methods 0.000 title claims description 4
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 5
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 6
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 2
- 210000003041 Ligaments Anatomy 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 230000000284 resting Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- VHOQXEIFYTTXJU-UHFFFAOYSA-N 2-methylbuta-1,3-diene;2-methylprop-1-ene Chemical compound CC(C)=C.CC(=C)C=C VHOQXEIFYTTXJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001154 acute Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000011528 polyamide (building material) Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 description 1
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein mehrschichtiges Bauelement, insbesondere für Außen- und/oder
Trennwände von Behältern oder Transportfahrzeugen für Massengüter, vorzugsweise Wasserfahrzeugen, mit
einer mittleren Schicht und zwei äußeren, in einer Richtung faserverstärkten Schichten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Bauelement zu schaffen, das einerseits ein
möglichst leichtes Gewicht, andererseits aber eine hinreichende Biegsamkeit und zugleich Festigkeit aufweist,
um der Beanspruchung, der es ausgesetzt ist, insbesondere Belastung durch feste oder flüssige Ladungen,
standzuhalten, ohne bei seinen infolge solcher Beanspruchungen möglichen Formänderungen
zu zerblättern, d. h. ohne daß die Schichten, aus denen es zusammengesetzt ist, sich gegenseitig verschieben.
;
Eine Beanspruchung im Sinne des Zerblätterns entsteht, wenn ein solches Bauelement durch eine
senkrecht zu den Fugen seiner Schichten wirkende Kraft in einen zweifach gekrümmten Zustand verformt
wird. Eine solche Verformung bewirkt Scherkräfte zwischen den Schichten, welche parallel zu den
Fugen wirken. Zu einem Zerblättern kommt es, wenn das Klebemittel nicht ausreicht, diese Scherkräfte
zwischen den Schichten zu absorbieren und die Schichten trotz dieser Scherkräfte zusammenzuhalten.
Ein Zerblättern muß bei geschichteten Stoffen aus mehreren Gründen vermieden werden; z. B. würde
es das Zerblättern erlauben, daß die Schichten sich gegeneinander verschieben, wenn der Stoff durch
wechselnde Belastung wiederholt verformt wird. Ein solches Gegeneinanderverschieben vermindert die
stoffliche Einheitlichkeit der Schichten, insbesondere bei Glasfaserschichtstoffen mit Harzbindung. Das ist
äußerst unerwünscht, wenn solche Schichtstoffe für
ίο die Herstellung eines dichten Behälters oder dgl. benutzt
werden sollen. . . Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß die mittlere Schicht aus einem biegsamen
Kunststoff (Elastomer) besteht, daß die beiden äußeren Schichten von im Abstand parallel zueinander
angeordneten steifen Bändern gebildet werden, die aus in der Richtung der Bänder verlaufenden,
durch Kunstharz miteinander verbundenen Fasern bestehen, und daß die Bänder der einen äußeren Schicht
sich unter einem Winkel zu den Bändern der anderen äußeren Schicht erstrecken.
Ein solches Bauelement zeichnet sich durch eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegen Trennung
der Schichten bei zwischen diesen auftretenden Scherbeanspruchungen sowie bei Zugbeanspruchungen
aus. Die einzelnen Schichten des Bauelements können sich relativ zueinander bewegen, um die
Scherbeanspruchung zwischen den Schichten aufzunehmen, und dennoch kann der Baustoff dazu benutzt
werden, um beispielsweise einen druckmittel- oder flüssigkeitsdichten Behälter zu bilden. Das Bauelement
gemäß der Erfindung ist zwar äußerst fest, hat aber ein leichtes Gewicht. Es eignet sich beispielsweise
auch für Unterteilungswände in Massengutfrachtern, wie z. B. Fahrzeugen zur Verschiffung von
Erzen. Hierzu brauchen solche Unterteilungswände, die bisher aus schweren Stahlkonstruktionen bestanden,
nicht zur baulichen Einheit des Schiffskörpers zu gehören. Ferner eignen sich solche Bauelemente
auch für getaucht oder halb getaucht fahrende Transporteinrichtungen.
Gemäß einer weiteren Ausbildung des Bauelements nach der Erfindung kann die mittlere biegsame
Schicht Rippen aufweisen, die die Zwischenräume zwischen den Bändern bündig mit einer Ebene
der Außenflächen der Bänder ausfüllen. Vorzugsweise weisen die Bänder rechteckigen Querschnitt
auf. Ferner kann es von Vorteil sein, daß die Breite der Bänder parallel zu der mittleren biegsamen
Schicht größer ist als ihre Dicke senkrecht dazu und daß ihr gegenseitiger Abstand kleiner ist als ihre
jeweilige Breite.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Teils
eines mehrschichtigen Bauelements,
Fig. 2 eine vergrößerte ausschnittweise Schnittdarstellung
des Bauelements nach Fig. 1,
F i g. 3 und 4 schematische Diagramme, welche erläutern, wie die Winkelbeziehung zwischen den auf beiden Seiten der mittleren Schicht angebrachten Bändern die Eigenschaften des Bauelements bestimmt,
F i g. 3 und 4 schematische Diagramme, welche erläutern, wie die Winkelbeziehung zwischen den auf beiden Seiten der mittleren Schicht angebrachten Bändern die Eigenschaften des Bauelements bestimmt,
Fig. 5 eine vergrößerte unvollständige Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Bauelements,
Fig. 6 die Brauchbarkeit eines mehrschichtigen Baulements an Hand eines Teils einer Unterwasser-
transporteinrichtung, die auf dem Grund einer Bucht ruht,
Fig. 7 eine Oberansicht eines Teiles einer dritten Ausführungsform und
Fig. 8 eine Querschnittsansicht längs der Linie 8-8 von F i g. 7.
Fig. 1 zeigt den Aufbau eines mehrschichtigen Bauelements 10 mit einer mittleren Schicht 11 auf
einem biegsamen Kunststoff (Elastomer) und langgestreckten in gerader Richtung dehnbaren Bändern
12 und 13 auf beiden Seiten der mittleren Schicht. Die Bänder haben eine einheitliche Querschnittsgestalt und befinden sich in regelmäßigen Abständen
voneinander, wobei sie auf der mittleren Schicht jeweils parallel in einer gemeinsamen Ebene befestigt
sind. Vorzugsweise sind auch die auf entgegengesetzten Seiten der mittleren Schicht befindlichen Bänder
genau gleich. Die Bänder 12 verlaufen unter einem bestimmten Winkel zur Längsrichtung der Bänder 13.
Die mittlere Schicht 11 ist hier ein Körper aus homogenem Material wie natürlicher oder künstlicher
Kautschuk, z.B. Silikon-Butyl-Kautschuk. Ist die mittlere
Schicht in sich beschichtet, so kann sie aus einem Gewebe bestehen, das auf beiden Seiten mit einer
asphaltähnlichen Schicht bedeckt ist, da es in der unmittelbaren Umgebung des Gewebes nicht vollkommen
erhärtet. Die Befestigung der Bänder auf der mittleren Schicht kann durch ein Klebemittel erfolgen,
wie es an sich bei der Herstellung beschichteter Materialien bekannt ist.
Vorzugsweise bestehen die Bänder aus Bündeln von in einer Richtung verlaufenden Glasfasern, die
mit einem warmhärtenden Kunstharz, z. B. einem Epoxyharz oder einem Phenolharz, verbunden sind.
In jedem Falle muß das Material, aus dem die Bänder hergestellt sind, ein hohes Verhältnis von
Dehnungsfestigkeit und Dehnungselastizitätsmodul (Young'scher Modul) besitzen. Es ist auch vorteilhaft,
wenn das Material eine hohe Biege- und Torsionselastizität aufweist.
Wie in F i g. 2 dargestellt, können die Bänder auf jeweils einer Seite der mittleren Schicht 11 sich in
einem Abstand s befinden, der kleiner ist als die Breite w der Bänder. Ferner kann die Breite w jedes
Bandes größer sein als die Dicke t des Bandes (in Richtung senkrecht zur mittleren Schicht).
Die Breite w jedes Bandes ist auf die Verformung bezogen, der das mehrschichtige Bauelement 10
Widerstand leisten muß, ohne zu zerblättern. Dies läßt sich am besten in Verbindung mit F i g. 6 verstehen,
in der ein Teil einer Unterwassertransporteinrichtung 15, beispielsweise für Rohöl 16, dargestellt
ist, die auf dem Grund einer Bucht oder eines Hafens ruht. Wegen ihres Gewichtes sinkt die Transporteinrichtung
in den weichen Grund 17 des Hafens ein und berührt dort beispielsweise einen größeren Felsblock
18. Dadurch entsteht eine örtliche Verformung 19 im Körper der Transporteinrichtung. Wäre diese aus
einem beschichteten Baustoff hergestellt, bei dem jede Schicht starr und fest mit der Nachbarschicht verbunden
ist (wie es der Fall ist, wenn jede Schicht eine mit Kunstharz imprägnierte Schicht aus parallelen
Fasern ist, die mit der Nachbarschicht so verbunden ist, daß ihre Fasern kreuzweise zu den Fasern der
Nachbarschicht verlaufen), so würde eine solche Verformung ein Zerblättern in dem verformten Bereich
verursachen. Bei dem mehrschichtigen Bauelement 10 dagegen verursacht die Verformung kein Zerblättern,
weil die Bänder die Möglichkeit haben, sich gegenüber der mittleren Schicht aus biegsamem
Kunststoff relativ zueinander zu bewegen. Ist die erwartete Verformung groß, welcher das Bauelement
Widerstand zu leisten hat, so sind die Bänder 12,13 schmal im Verhältnis zu ihrer Dicke t und die mittlere
Schicht 11 verhältnismäßig dick (wobei die Dicke T der Schicht 11 zwischen den Bändern 12,13
gemessen ist). Ist die erwartete Verformung des Bauelements gering, so können die Bänder 12, 13 im
Verhältnis zu ihrer Dicke t breit und die Schicht 11 dünn bemessen sein.
Der Aufbau des Bauelements 10 gestattet es, auf einfache Weise die Zugfestigkeit in zueinander senkrechten
Richtungen bei der Herstellung im voraus zu beeinflussen. Ist der Winkel α (Fig. 3 und 4) zwischen
den Längsrichtungen der Bänder auf entgegengesetzten Seiten der mittleren Schicht 11 ein spitzer
Winkel Gc1 (F i g. 3), so ist die Zugfestigkeit des Bauelements
10 in Richtung der Winkelhalbierenden des Winkels a1 am größten. Ist der eingeschlossene Winkel
ein stumpfer Winkel a., (F i g. 4), so ist die Zugfestigkeit des Bauelements senkrecht zur Winkelhalbierenden
des Winkels a2 am größten. Demgemäß läßt sich das Bauelement so aufbauen, daß für jede
Anwendungsmöglichkeit eine ausreichend große Festigkeit und das leichteste mögliche Gewicht erhalten
werden kann. Das Bauelement 10 kann somit für jede gegebene Anforderung optimal von Fall zu Fall
hergestellt werden.
Im vorstehenden wurde das Bauelement nur als ebenes plattenartiges Bauelement beschrieben. Es ist
jedoch ohne weiteres ersichtlich, daß sich das Bauelement auch mit einer einfachen oder doppelten
Krümmung (in unbelastetem Zustand) herstellen läßt. Fig. 5 zeigt den Schichtenaufbau eines Bauelements
20 mit mehreren sich etwa linear erstreckenden Bändern 12, 13 auf entgegengesetzten Seiten
einer mittleren Schicht 21 aus einem biegsamen Kunststoff (Elastomer). Die mittlere Schicht hat Rippen
22, 23, welche in die Zwischenräume zwischen den Bändern 12,13 hineinragen und bündig in einer
Ebene mit den Außenflächen der Bänder auf beiden Seiten der mittleren Schicht endigen. Die mittlere
Schicht 21 ist ein homogener Körper, kann aber auch einen zusammengesetzten Aufbau aufweisen, wie er
beispielsweise in Fig. 8 dargestellt ist. Die Rippen 22, 23 sind kompressibel, um eine Bewegung der Bänder
aufeinander zu und voneinander weg zuzulassen, wenn die Gesamtanordnung des Bauelementes verformt
wird. Das Bauelement 20 hat gegenüber dem Bauelement 10 für manche Anwendungszwecke Vorteile
wie z. B. für Wasserfahrzeuge, da die gegenüberliegenden Flächen sehr glatt sind und der Strömung
eines flüssigen oder gasförmigen Mediums oder dem Fluß von Festkörpern keinen erheblichen Widerstand
bieten.
Die Fig. 7 und 8 zeigen ein beschichtetes Bauelement
30 mit Bändergruppen 12,13 und einer mittleren Schicht 31. Diese ist ein zusammengesetzter
Körper, der eine Gewebeschicht 32 vorzugsweise aus einem synthetischen Material wie einem Polyamid
(z.B. »Nylon«) enthält, das gegenüber der Einwirkung von Kohlenwasserstoffen widerstandsfähig ist.
Die Gewebeschicht ist auf beiden Seiten von einer Schicht 33 aus einem Material wie Asphalt bedeckt,
das in der Umgebung des Gewebes nicht zu einem harten Zustand erstarrt.
Die F i g. 7 und 8 zeigen auch eine Ausbildung des Bauelementes 30 an seinen Rändern 35. Eine derartige
Randausbildung kann angewendet werden, wenn das Bauelement auf einem Fundament oder dgl.
befestigt werden soll. Ein langgestrecktes Band 36 (das selbst ein in bekannter Weise herstellbarer
Schichtkörper sein kann) ist zu beiden Seiten des Bauelements längs des Randes 35 angeordnet. Vorzugsweise
sind die Bänder 36 aus demselben Material wie die Bänder 12,13 hergestellt. Die Bänder 36 sind
an den Bändern 12,13 beispielsweise durch Ankleben befestigt. Ein Randstreifen 37 ist zwischen den
Bändern 12,13 angeordnet und mit diesen so verbunden, daß ihre Enden relativ zueinander festgelegt
sind. Der Randstreifen hat eine Dicke, welche der Dicke der mittleren Schicht 31 entspricht. Dadurch
wird eine Art Saum längs des Randes des Bauelements 30 gebildet. Das Bauelement kann dann
durch Bolzen auf einem Fundament befestigt werden, die den Rand des Bauelementes durchsetzen.
Die vorstehend beschriebene Randausbildung eignet sich für jedes der Bauelemente 10, 20 und 30.
Weist das Bauelement 30 keine Rippen der mittleren Schicht 31 in den Zwischenräumen zwischen den
ίο Bändern 12,13 auf, so kann es vorteilhaft sein, diese
Zwischenräume unmittelbar neben den Bändern 36 mit einem warmhärtenden oder thermoplastischen
Kunstharz 38, beispielsweise einem Epoxy- oder Phenolharz auszufüllen, um einen sicheren Grund
für die Bänder 36 zu bilden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Mehrschichtiges Bauelement, insbesondere für Außen- und/oder Trennwände von Behältern
oder Transportfahrzeugen für Massengüter, vorzugsweise Wasserfahrzeugen, mit einer mittleren
Schicht und zwei äußeren, in einer Richtung faserverstärkten Schichten, dadurch gekennzeichnet,
daß die mittlere Schicht (11, 21, 31) aus einem biegsamen Kunststoff (Elastomer)
besteht, daß die beiden äußeren Schichten von im Abstand parallel zueinander angeordneten
steifen Bändern (12, 13) gebildet werden, die aus in der Richtung der Bänder verlaufenden, durch
Kunstharz miteinander verbundenen Fasern bestehen, und daß die Bänder (13) der einen äußeren
Schicht sich unter einem Winkel zu den Bändern (12) der anderen äußeren Schicht erstrecken.
2. Mehrschichtiges Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere
biegsame Schicht (11, 21, 31) Rippen (22, 23) aufweist, die die Zwischenräume zwischen den
Bändern (12, 13) bündig mit einer Ebene der Außenflächen der Bänder (12, 13) ausfüllen.
3. Mehrschichtiges Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bänder (12, 13) rechteckigen Querschnitt aufweisen.
4. Mehrschichtiges Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Breite (w) der Bänder (12, 13) parallel zu der mittleren biegsamen Schicht (11, 21, 31) größer
ist als ihre Dicke (/) senkrecht dazu und daß ihr gegenseitiger Abstand (s) kleiner ist als ihre jeweilige,Breite
(w).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19651559465 DE1559465C (de) | 1965-11-12 | 1965-11-12 | Mehrschichtiges Bauelement, insbe sondere Außen und/oder Trennwände von Behaltern oder Transportfahrzeugen fur Massenguter |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19651559465 DE1559465C (de) | 1965-11-12 | 1965-11-12 | Mehrschichtiges Bauelement, insbe sondere Außen und/oder Trennwände von Behaltern oder Transportfahrzeugen fur Massenguter |
DEA0050781 | 1965-11-12 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1559465A1 DE1559465A1 (de) | 1971-08-26 |
DE1559465B2 DE1559465B2 (de) | 1972-10-26 |
DE1559465C true DE1559465C (de) | 1973-05-17 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3412846A1 (de) | Flaechenfoermiger sandwichformkoerper | |
DE69805870T2 (de) | Verbundene mehrschichtige Textur für Verbundmaterialien | |
DE3022418A1 (de) | Ringfeder | |
DE3319296C2 (de) | Block oder Platte aus imprägniertem Graphit/Faser-Verbundwerkstoff und Herstellverfahren hierfür | |
DE2433673B2 (de) | Ski | |
DE1966862A1 (de) | Zahnriemen fuer zahnriemengetriebe | |
DE2109871C3 (de) | Eckverbindung zwischen der Deck- und Außenhautsandwicheschale eines Kunststoffbootskörpers | |
DE60031763T2 (de) | Bewehrung mit verbesserter Bindung für vorgefertigte Betonplatten | |
DE102012211765A1 (de) | Kernschicht für ein Sandwichverbundbauteil, Sandwichverbundbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Sandwichverbundbauteils | |
DE3313986C2 (de) | Wandverbindung | |
DE1559465C (de) | Mehrschichtiges Bauelement, insbe sondere Außen und/oder Trennwände von Behaltern oder Transportfahrzeugen fur Massenguter | |
DE1928014C3 (de) | Matte zur Befestigung von Dämmen, Deichen oder Böschungen | |
DE2242329A1 (de) | Traeger mit i-querschnitt und verfahren zu dessen herstellung | |
DE3208664A1 (de) | Antriebsriemen | |
DE102010035324A1 (de) | Strukturelement aus einem Hybridlaminat | |
DE1559465B2 (de) | Mehrschichtiges bauelement, insbesondere aussen- und/oder trennwaende von behaeltern oder transportfahrzeugen fuer massengueter | |
CH668743A5 (de) | Verstaerkungselement fuer formteile aus kunststoff, kunststoffschaumteil mit verstaerkungselement und ski mit kunststoffschaumteil. | |
DE2063167C3 (de) | ||
DE2261142A1 (de) | Foerderriemen | |
DE2237164C3 (de) | Ski mit Sandwichkern | |
DE1901614A1 (de) | Ski | |
DE7513144U (de) | Mehrschichtenverbundplatte | |
DE202008009748U1 (de) | Verbundplatte | |
DE1936192C (de) | Verfahren zum Verbinden der Enden von Förderbändern | |
DE1428854C (de) | Ski |