DE202012009156U1 - Biogene Faserverbundlamelle - Google Patents

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Abstract

Faserverbundlamelle (1), die aus mehreren Schnitthölzern (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei Schnitthölzern (2) in Schnittholzachse wenigstens eine unidirexionale Schicht als Verstärkungsschicht (3) angeordnet ist, die Kunstharz (4) und Verstärkungsfasern enthält, die mit Kunstharz (4) gebunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein neuartiges Bauelement, eine biogene Faserverbundlamelle, die aus mehreren Schnitthölzern oder einachsige, tragende Holzwerkstoffe ausgebildet ist, die miteinander mittels Kunstharz verbunden sind und wenigstens eine Verstärkungsschicht hinzugefügt wurde die zwischen zwei Schichten angeordnet ist.
  • Stand der Technik ist die Herstellung von Brettschichtholz (BSH). Hier werden Bretter miteinander verleimt. Eine andere Bauweise ist die Brettstapelbauweise. Hier werden einzelne Bretter übereinander gestapelt und miteinander vernagelt und/oder verschraubt. Es entstehen relativ komplexe und schwere Konstruktionen. Nachteilig an der Brettstapelbauweise sind vor allem das Gewicht der Konstruktion bei relativ geringer Tragfähigkeit und der hohe Aufwand für die Herstellung.
  • Es ist auch bekannt verschiedene Verstärkungsmaterialien für Schichtverbunde einzusetzen. So ist bekannt die Verwendung von Verstärkungsmaterialien zum Verstärken von Sperrholz oder Holzplatten zum Verbessern der Bindungsfestigkeit und der Steifigkeit der Holzplatten. Herkömmlich wird ein Verstärkungsmaterial auf der Oberfläche einer zu verstärkenden Holzplatte oder Sperrholzplatte angeordnet. Das Verstärkungsmaterial wird aufgetragen in einer separaten Verklebung mit der zu verstärkenden Holzplatte.
  • Es ist auch bekannt Furniere auf eine Holzplatte anzuordnen, in dem diese miteinander verleimt oder verklebt werden und evtl. auch Verstärkungsmaterialien eingesetzt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verstärkte Faserverbundlamelle zu schaffen, die trotz der leichten Konstruktion eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und Formstabilität aufweist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Faserverbundlamelle für verschiedenartige Verwendungen aus mehreren Schnitthölzern der eingangs genannten Art gelöst durch die Merkmale des vorgeschlagenen Hauptanspruchs und deren weiteren Ausgestaltungen in den Unteransprüchen.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass auf kostengünstige Weise eine biogene Faserverbundlamelle entwickelt wurde, die eine wesentlich höhere Tragfähigkeit besitzt im Vergleich zur üblichen Brettstapelbauweise. So wurde durch die erfindungsgemäße Faserverbundlamelle im Vergleich zur üblichen Brettstapelbauweise eine bis zur 3-fachen Bemessungsbruchlast erreicht. Verformungen werden formal um bis zu 70 Prozent reduziert. Im Mittel wird eine doppelte Tragfähigkeit erreicht. Verwendet wird die biogene Faserverbundlamelle besonders als Dachträger, Längsträger, Stützen und als Raumtragwerke mit Gitternetzstruktur für vielfältige Anwendungen, zum Beispiel bei Dachkonstruktionen, Partyzelten, Carporten, Häusern, Hallen usw. die variabel sind und ein attraktives und filigranes Erscheinungsbild aufweisen.
  • Erfindungsgemäß wird die Fläche eines Schnittholzes, hier bevorzugt als Brett oder Bohle mit einem Kunstharz möglichst ganzflächig bestrichen, worauf eine unidirektionale Schicht als Verstärkungsschicht ganzflächig aufgelegt ist. Erfindungsgemäß ist dabei die unidirektionale Schicht so ausgebildet, dass die Faserrichtung der vorzugsweise verwendeten Glasfasern, Kohlenstofffasern, Textilfasern oder Aramidfasern die gleiche oder annähernd die gleiche Richtung aufweisen, wie die Faserstruktur des verwendeten Schnittholzes. Die Fasern sind dabei als Gewebe oder Gelege ausgebildet.
  • Auf die unidirektionale Schicht, auch Verstärkungsschicht genannt, erfolgt wiederum eine ganzflächige Schicht von einem Kunstharz, auf dem wiederum ein Schnittholz aufgelegt ist. Dadurch bedingt sind die Fasern in dem verwendeten Kunstharz eingebettet und bilden mit dem Kunstharz nach dem Erhärten eine feste Verbindung mit den angrenzenden Schnitthölzern.
  • Erfindungsgemäß erfolgt durch die Einlagerung der Verstärkungsschicht zwischen den Schnitthölzern eine Verstärkung der Tragfähigkeit im Kunstharzbrett der einzelnen Schnitthölzer. Messungen ergaben dabei eine Verbesserung der Bemessungsbruchlast bis zu 300% sowie die Reduzierung der Verformung bis zu 70%.
  • Die so hergestellten, biogenen Faserverbundlamellen erlauben auch noch eine gewisse Verwindung gegenüber der Längsachse des Holzträgers beispielsweise bei Konstruktionen für Raumtragwerke mit Gitternetzstruktur sofern es erforderlich ist.
  • Erfindungsgemäß können auch auf das Schnittholz ein oder mehrere Schnitthölzer zu einem Stapel verklebt/laminiert werden, es kann aber auch zwischen jeder Schnittholzschicht eine erfindungsgemäße Verstärkungsschicht angeordnet sein.
  • Erfingungsgemäß besteht die unidirektionale Schicht bevorzugt aus Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern und/oder Textilfasern und/oder Aramidfasern. Die Fasern sind dabei als Gelege angeordnet. Bevorzugt werden hier Endlosfasern, es sind aber auch Fasern kurzer Länge möglich.
  • Die biogene Faserverbundlamelle kann in einer geraden Form hergestellt werden. Es ist aber auch möglich diese in einer gebogenen Form herzustellen. In diesem Fall wird das Schnittholz über eine vorgegebene Form gespannt. Darauf wird das Kunstharz ganzflächig aufgetragen, auf welches die unidirektionale Schicht ganzflächig aufgelegt wird und diese wiederum mit dem Harz bedeckt wird. Auf diese wird das Schnittholz aufgelegt und mit Hilfsmitteln, beispielsweise Spannzwingen ganzflächig auf die Oberfläche gepresst, bis das Kunstharz ausgehärtet ist. Vorteilhaft ist es, wenn die einzelnen Schnitthölzer mit der Verstärkungsschicht zusätzlich über mehrere Verbindungstellen an zentralen Punkten während des Erhärtens verbunden sind. Dieses wird durch Nägel, Schrauben, Stifte oder dgl. oder durch Pressen erreicht.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
  • Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
  • Es zeigen:
  • 1 Darstellung der biogenen Faserverbundlamelle im Querschnitt
  • 2 Darstellung der biogenen Faserverbundlamelle im Querschnitt im geformten Zustand
  • Die 1 zeigt eine Darstellung der Faserverbundlamelle 1 im Querschnitt. Auf das Schnittholz 2 ist das Kunstharz 4 aufgetragen auf welchen die unidirexionale Schicht als Verstärkungsschicht 3 angeordnet ist. Auf der anderen Seite der unidirexionale Schicht als Verstärkungsschicht 3 wird wiederum das Kunstharz 4 aufgetragen, auf das weitere Schnitthölzer 2 angeordnet sind. Durch das Kunstharz 4, in diesem Beispiel ein Epoxidharz erfolgt nach dem Aushärten des Kunstharzes eine feste Verbindung zwischen dem Kunstharz 4 mit der eingebetteten Verstärkungsschicht 3, in diesem Beispiel aus Glasfasern und den angrenzenden Schnitthölzern 2.
  • Die 2 zeigt ebenfalls eine Faserverbundlamelle 1 aber in gebogener Form. Der Aufbau der Faserverbundlamelle 1 ist ähnlich gestaltet. Ein Schnittholz 2 wird in diesem Beispiel über eine gebogene Form gespannt um die gewünschte Biegung zu erhalten. Auf das Schnittholz 2 ist das Kunstharz 4 aufgetragen, auf welchem die unidirexionale Schicht als Verstärkungsschicht 3 angeordnet ist. In diesem Beispiel besteht die unidirexionale Schicht aus Glasfasern in Form eines Geleges. Auf der anderen Seite der unidirexionale Schicht als Verstärkungsschicht 3 wird wiederum das Kunstharz 4 aufgetragen, auf das weitere Schnitthölzer 2 angeordnet sind. Die Schnitthölzer sind untereinander mittels einer Kunstharzschicht 6, beispielsweise mit einem Epoxidharz verbunden. Das Schnittholz 2 wird durch nicht dargestellte Schraubzwingen oder Pressen auf die Verstärkungsschicht 3 planförmig aufgebracht, entsprechend der Form des vorgespannten Schnittholzes 2.
  • Zusätzlich werden Verbindungsteile 5 durch die Schnitthölzer 2 mit der dazwischen angeordneten Verstärkungsschicht 3 eingebracht. In diesem Beispiel in Form von Schrauben. Durch das Aushärten des Kunstharzes 4 entstand eine feste Verbindung zwischen dem Kunstharz 4 mit der eingebetteten Verstärkungsschicht 3, in diesem Beispiel aus Glasfasern und den angrenzenden geformten Schnitthölzern 2.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Faserverbundlamelle
    2
    Schnittholz
    3
    Verstärkungsschicht
    4
    Kunstharz
    5
    Verbindungsteil
    6
    Kunstharzschicht

Claims (8)

  1. Faserverbundlamelle (1), die aus mehreren Schnitthölzern (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei Schnitthölzern (2) in Schnittholzachse wenigstens eine unidirexionale Schicht als Verstärkungsschicht (3) angeordnet ist, die Kunstharz (4) und Verstärkungsfasern enthält, die mit Kunstharz (4) gebunden sind.
  2. Faserverbundlamelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsschicht (3) Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern und/oder Textilfasern und/oder Aramidfasern enthält.
  3. Faserverbundlamelle (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, die Verstärkungsschicht (3) ein Gewebe oder Gelege ist.
  4. Faserverbundlamelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz (4) auf Epoxidbasis oder Vinylesterbasis besteht.
  5. Faserverbundlamelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Schnitthölzer (2) mit der Verstärkungsschicht (3) vor dem Aushärten geformt wurde.
  6. Faserverbundlamelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnitthölzer (2) mit der Verstärkungsschicht (3) vor dem Aushärten durch Verbindungsteile (5) und/oder Pressen in der gewünschten Lage fixiert ist.
  7. Faserverbundlamelle (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsteile (5) Nägel, Schrauben, Bolzen oder Stifte sind.
  8. Faserverbundlamelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres Schnittholz (2) auf die Faserverbundlamelle (1) mittels einer Kunstharzschicht (6) verbunden ist.
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