DE1795627U

DE1795627U - Faserverstaerkte kunststoffschale mit spanten.

Info

Publication number: DE1795627U
Application number: DEH32057U
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Haiss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-06-10
Filing date: 1959-06-10
Publication date: 1959-09-10

Description

I\ennwort :"Faserverstärkte Kunststoffschalen mit Spanten".

t

Be schreibung ;

Es ist bekannt, aus Kunststoff, beispielsweise Polyester,

Polivinylchlorid, Polyäthylen, Plexiglas, Poliakrylsäure-ester

oder anderen, schalenförmige Gebilde, beispielsweise Karosse-

rien für Automobile oder Bootskörper herzustellen, wobei zur

Erhöhung der Festigkeit in der Kunststoffschicht Glasfaser, Textil-oder Kunststoff-Fasern eingebettet sind. Bit Vorliebe verwendet man dabei Kunststoffe, welche z. Zt. der Formung dieser schalenförmigen Gebilde noch plastisch verformbar sind und anschließend bei normaler oder erhöhter Temperatur durch einen innerhalb der Kunststoffschicht auftretenden chemischen Vorgang in einen nicht mehr plastischen Zustand überführt werden. Auf diese'. Yeise gelingt es heute, wirtschaftlich schon solche schalenförmigen Gebilde bis zu einer Größenordnung von ca. 4 m Länge, 2 m Breite und 2 m Höhe herzustellen, wobei die erzielte Festigkeit und Steifigkeit der faserverstärkten Kunststoff schale bei ca. 4-7 mm Dicke ausreicht, um ohne wesentliche zusätzliche versteifende Spanten, Rippen oder ähnlich wirkende Einbauteile sich selbst tragende Bootskörper, Autokarosserien usw. zu erzielen. Bei größeren Gebilden dieser Art muß jedoch die Wandstärke der faserverstärkten Kunststoffschale zur Erzielung ausreichender Steifigkeit bedeutend vierstärkt werden, oder es müssen zusätzliche Spanten und Rippen aus Stahl, Holz oder sonstigem Material nach Herstellung des Schalengebildes eingebaut werden. Dies bedeutet entweder wesentlich erhöhten Bedarf des meist recht teuren Kunststoffes oder zusätzlichen Materialverbrauch für die Spanten und'Rippen verbunden mit erheblicher Paßarbeit für das Einbringen dieser Teile. Auch ergibt die Befestigung von Spanten und Rippen durch Verschrauben oder Vernieten an der faserverstärkten Kunststoffschale unerwünschte Durchbrechungen und Leckstellen.

Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, durch konstruktive

CD

Gestaltung auf möglichst wirtschaftliche Weise, solche und

, x- ZD

noch wesentlich größere schalenförmige Gebilde wie Bootskörper,

Karosserien, L'lugzeugteile usw. zu erhalten, wobei unter spar-

't zi

samster Verwendung des teuren Kunststoffes die notwendigen

Verstärkungsrippen und-spanten schon gleich bei der Formung dieser Kunststoffschalen mit gebildet werden und somit deren nachträglicher Einbau und Anpassungsarbeit sich erübrigen. Zu diesem Zweck werden auf einfachste Weise nach Figur 1 auf einer Seite durch Aufbringen von zusätzlichen faserverstärkten, mit dem gleichen Kunststoff wie die faserverstärkte Schale getränkter Streifen im noch plastischen Zustand auf die ebenfalls noch plastische Schale eine rippen-oder spantenförmige Verstärkung erzielt, wobei an der Berührungsstelle eine Verklebung und homogene Verbindung mit der eigentlichen Schale erzielt wird. Die so gebildeten Verstärkungsrippen ergeben ein erheblich größeres Widerstandsmoment für das schalenförmige Gebilde als dieses ohne diese Verstärkungsrippen haben würde. Dabei können diese Verstärkungsrippen ganz nach Belieben entsprechend den Kräftebeanspruchungen, die auf die faserverstärkte Kunststoffschale ausgeübt werden, angeordnet werden.

Figur 1 zeigt beispielsweise eine parallel angeordnete Lage, wie diese bei zerspanten von Bootskörpern zweckmäßig ist.
Figur 2 zeigt zwei parallel angeordnete Lagen dieser Verstärkungsrippen, die sich gegenseitig überkreuzen. Auch drei oder mehr solcher parallelen Lagen, die sich jeweils gegenseitig überkreuzen, sindböglich und ergeben ein gitterförmiges Muster von Verstärkungsrippen mit vorzüglichen Festigkeitseigenschaften in verschiedenen Raumrichtungen. Die Verstärkungsrippen können aber auch unter sich nicht parallel angeordnet sein (Figur 3), und schließlich können sie nicht nur auf einer Seite der faserverstärkten Kunststoffschale, sondern auch auf beiden Seiten angeordnet sein. An den Kreuzungstellen können die einzelnen Verstärkungsrippen übereinander hinweggeführt werden (Figur 2), oder es kann auch nur jeweils eine Rippe durchgeführt und die andere unterbrochen und stumpf an die erste angestoßen werden, wodurch die Kreuzungsstellen nicht überhöht werden (Figur 3)..
Zur Materialersparnis an den Verstärkungsrippen und zur gleich-

zeitigen Erhöhung des Widerstandsmomentes, können diese Rippen

CD

oder Spanten innen hohl ausgebildet sein. Hierzu ist nach Figur 4 im Innern der Verstärkungsrippe ein Rohr oder ein

Schlauch'angeordnet, wobei um dieses im noch plastischen

Zustand glasfaserverstärktes Kunststoffband gewickelt wurde,

CD

oder auch nach Figur 5 Uber das Rohr oder den Schlauch nur

einabafaservurstärkter Kunststoffstreifeu überLapperge-

legt worden ist. Für den Schlauch, der besonders zweckmäßig

ist, bei Anbringen an stark gekrümmten Stellen der Kunststoff-

schale (z. B. Querspanten bei Bootskörpern), kann man je nach Verträglichkeit mit dem Kunststoff der Schale einen solchen aus Gummi, Polyäthylen, gedichtetem Textilgewebe oder sonstigem biegsamen Material verwenden. Als material für die Rohre kann man Eisen, Stahl, sonstiges Metall, Glas, Kunststoff oder ähnliches verwenden. Diese Rohre braucht man durch Biegen nur ungefähr der Schalenform anzupassen, da bei dem später beschriebenen Fertigpressen des Schalenkörpers diese der Schalenform von selbst mit angepaßt werden. Der Querschnitt dieser Rohre kann kreisrund, oval, dreieckig oder rechteckig gewählt werden. Die Anordnung dieser so erzielten Hohlrippen kann ebenfalls in den verschiedenen Möglichkeiten, Figur 1,2, 3, erfolgen. Wählt man für eine oder mehrere Rippenlagen die unterbrochene Anordnung nach Figur 3, so kann man bei schwachen

Krümmungen (z. o Längsspante bei Bootskörpern) hierfür gerade

Rohrstücke verwenden, die sich der Krümmung beim Fertigpressen des Schalenkörpers ausreichend anschmiegen. Zugleich wirken

die dann zwischen den quer dazu durchlaufenden Rippen liegenden

CD

Rohrstücke als abgeschlossene Luftkammern, welche die Sir sicherheit eines Schiffes im Falle einer Havarie erheblich verbessern. Das Material der Rohre selbst, z. B. Stahl oder Glas, wird zweckmäßigerweise von höherer Festigkeit gewählt als diejenige des faserverstärkten Kunststoffes der Schale und wirkt dabei als zusätzliche Versteifung der Rippen und des ganzen Stahlschalekörpers. Es können natürlich auch am selben Schalenkörper ein Teil der, Verstärkungsrippen in Massivbauweise lt. Fig. 1 bis 3 hergestellt werden und nur der Rest in Hohlbauweise nach Fig. 5. mit Rohr-oder Schlaucheinlage. Ebenso kann man anstelle von Rohr oder Schlauch gerade oder gebogene Massivstäbe von runden oder sonstigem querschnitt lein die Rippen einlegen gemäß Fig. 5. nachdem der bisher beschriebene Schalenkörper mit Verstärkungsrippen in plastischem Zustand des Kunststoffes in oder um eine Fertigunsform gebildet worden ist, erfolgt das Anpressen gegen die Fertigungsform auf übliche Weise,meistens mit einem pneumatischen oder hydraulischen Kissen. Dadurch werden auch gleichzeitig die Rippen mit gegen die Schalenhaut gepreßt.
Danach erfolgt, meist durch Erwärmen, das Aushärten des ganzen faserverstärkten Gebildes. Bei Anwendung von Schlauch für die Hohlrippen gemäß Fig. 5 muß dieser bei dem Preß- und Aushärtevorgang entweder mit Sand gefüllt oder unter Innendruck gesetzt werden, damit seine Hohlform erhalten bleibt.
Auf diese Art und Weise können nicht nur ganze Schalengebilde, sondern auch Teilstücke dazu gefertigt werden, welche anschliessend als Bauelemente benützt und durch Verschrauben, Vernieten, Verkleben, Verkitten oder ähnliche an sich bekannte Verbindungsmittel zu beliebig großen Schalengebilde zusammengefügt werden können.

Claims

Schutzansprüche: Diese erstrecken sich auf schalenförmige Gebilde, wie Bootskörper, Autokarosserien, Flugzeugrumpf- und -flügelteile, welche aus faserverstärkten Kunststoffschichten bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß 1.) zur Erhöhung von Widerstandsmoment und Festigkeit der faserverstärkten Kunststoffschicht auf dieser aus gleichartigem faserverstärktem Kunststoff bestehende Rippen oder Spanten angeordnet sind, 2.) die in Anspruch 1) genannten Rippen oder Spanten ohne sonstige Klebstoffzwischensichicht, ohne bieten, Schrauben oder ähnliche Verbindungsmittel homogen mit der Kunststoffschicht des schalenförmigen Gebildes verbunden sind und damit ein untrennbare Ganzes bilden, 3.) diol in Anspruch 1) und 2) genannten Rippen oder Spanten sämtliche oder teilweise einen vollen Querschnitt ohne Hohlraum im Innern aufweisen, 4.) die in Anspruch 1) und 2) genannten Rippen oder Spanten sämtliche oder teilweise zur Einsparung von Kunststoff und zur weiteren Erhöhung des Widerstandsmomentes als

Hohlkörper ausgebildet sind, 5.) die in Anspruch 1), 2) und 4) genannten als Hohlkörper aus- gebildeten kippen oder Spanten im Innern ein luftgefüllte Z

Rohr oder bclilauch besitztmaus eineli beliebigemiL, 1it

dem Kunststoff der Ummantelung verträglichem Material, 6.) der Querschnitt des Hohlraumes der in Anspruch 1), 2), 4)

und 5) genannten Rippen oder Spanten kreisrund, oval, dreieckig oder rechteckig sein kann, 7°) das in Anspruch 5) genannte Rohr im Innern der Rippen oder Spanten aus Eisen, Stahl, Metall, Glas oder ähnlichem Werk- stoff besteht mit höheren Festigkeitswertenals die Um- c71 als die Um-

mantelung aus faserverstärktem Kunststoff aufweist9 8.) die in Anspruch 4) genannten Rippen oder Spanten anstelle der in Anspruch 5), 6), und 7) genannten aus Rohr oder Schlauch gebildeten Hohlkörper Vollkörper aus Eisen, Stahl, Metall, Glas, Kunststoff, Textilgewebe oder-kordel oder ähnlichem Material besitzen, 9.) die in Anspruch 1) genannten und nach den Ansprüchen 2) bis 8) ausgebildeten Rippen oder Spanten auf der faserverstärkten -17 Kunststoffschicht des schalenförmigen Gebildes entweder be- CD liebig sich überkreuzen angeordnet sind, oder in einer räumlich parallelen Lage angeordnet sind,

oder in zwei oder mehr sich überkreuzenden jeweils in sich parallelen Lagen angeordnet sind und dergestalt ein gitterähnlichds Gebilde ergeben, 10o) die nach Anspruch 9) sich überkreuzenden Rippen oder Spanten an den Kreuzungsstellen sich überlappen und dort Erhöhungen bilden, 11.) die nach Anspruch 9) sich überkreuzenden Rippen oder Spanten an den Kreuzungsstellen jeweils Einschnitte oder Durchbrüche besitzen, so daß sich dort keine Erhöhungen bilden, 12.) die nach Anspruch 4), 5), 6) und 7) als Hohlkörper ausgebildeten Rippen und Spanten an den nach Anspruch 11) genannten Einschnitten und Durchbrüchen luftdicht verschlossen sind, 13.) die nach Anspruch 1) bis 12) genannten Rippen oder Spanten sich entweder nur auf einer Seite oder auch auf beiden Seiten der faserverstärkten Kunststoffschicht des schalen- förmien Gebildes befinden. D