DE202018104840U1 - Hybrid composite material - Google Patents

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Abstract

Hybrider Verbundwerkstoff, insbesondere für Bauzwecke zur Ausführung von Gebäudehüllen und Gebäudeverkleidungen, einschließlich Vorhangfassaden, bestehend aus flächigem Glasmaterial mit einer Verstärkungsschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsschicht als duktiler Faserkunststoffverbund ausgebildet ist, welcher eine hochmolekulare Kunststoffmatrix mit eingebetteten, lastabtragenden Fasern aufweist, wobei der Faserkunststoffverbund klebstofffrei mit der Oberfläche des Glasmaterials unter Stoffschluss steht, derart, dass ein lastabtragendes Konstruktionselement vorliegt.Hybrid composite material, in particular for building purposes for the execution of building envelopes and building cladding, including curtain walls, consisting of sheet glass material with a reinforcing layer, characterized in that the reinforcing layer is formed as a ductile fiber plastic composite, which has a high molecular weight plastic matrix with embedded, load-bearing fibers, wherein the fiber plastic composite adhesive-free with the surface of the glass material is materially such that there is a load-bearing structural element.

Description

Die Erfindung betrifft einen hybriden Verbundwerkstoff, insbesondere für Bauzwecke zur Ausführung von Gebäudehüllen und Gebäudeverkleidungen, einschließlich Vorhangfassaden, bestehend aus flächigem Glasmaterial mit einer Verstärkungsschicht gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a hybrid composite material, in particular for building purposes for the execution of building envelopes and building cladding, including curtain walls, consisting of flat glass material with a reinforcing layer according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 29 27 113 A1 ist ein Flachglasmaterial bekannt, welches mit einem dünnen textilen Flächengebilde aus Glasseide oder aus Glasstapelfaser verschmolzen wird. Bei einer Ausbildung dieser Lehre ist das textile Flächengebilde gänzlich in das Glasmaterial eingebettet.From the DE 29 27 113 A1 is a flat glass material is known, which is fused with a thin textile fabric of glass fiber or glass fiber staple. In an embodiment of this teaching, the textile fabric is completely embedded in the glass material.

Hierdurch wird ein musterartig ausgestaltetes dekoratives Flachglasgebilde geschaffen, ohne dass Veränderungen der Stabilität in Richtung Druck- und Zugbelastbarkeit auftreten.As a result, a pattern-like designed decorative flat glass structure is created without changes in the stability occur in the direction of compressive and tensile strength.

Die DE 100 51 028 C2 offenbart die Verwendung eines faserverstärkten Glases oder einer faserverstärkten Glaskeramik für sicherheitstechnische Einrichtungen.The DE 100 51 028 C2 discloses the use of a fiber-reinforced glass or a fiber-reinforced glass ceramic for safety equipment.

Diesbezüglich kommt faserverstärktes Glas in Form von Platten, die im Beton eingegossen werden, zum Einsatz. Bei einer weiteren Ausführungsform erfolgt eine Verwendung von faserverstärktem Glas als Werkstoff in Form von Granulat, das in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-% Beton beigemischt wird. Das Matrixmaterial des dortigen Werkstoffes besteht aus Borosilikatglas, Aluminosilikatglas, Natron-Kalk-Glas oder hoch SiO2-haltigem Glas.In this regard, fiber reinforced glass is used in the form of slabs cast in the concrete. In a further embodiment, fiber-reinforced glass is used as the material in the form of granules, which is admixed in an amount of from 10 to 50% by weight of concrete. The matrix material of the local material consists of borosilicate glass, aluminosilicate glass, soda lime glass or high SiO 2 -containing glass.

Bei dem Carbonglas mit in einer Glasmatrix eingebetteten Carbonfasern nach DE 20 2014 103 172 U1 soll die Zugfestigkeit und Beständigkeit erhöht werden. Durch das Einbetten von Carbonfasern in eine zugehörige Glasmatrix sollen Eigenschaften des Glases bzw. der Carbonfasern eins zu eins auf das Carbonglas übertragen werden. Bei einer Weiterbildung des Carbonglases nach DE 20 2014 103 172 U1 weisen die Carbonfasern eine den Schmelzpunkt der Glasmatrix reduzierende Beschichtung auf. Eine derartige schmelzpunktreduzierende Beschichtung ermöglicht ein besonders gutes Umschließen und Einbetten der Carbonfasern durch die Glasmatrix und somit einen optimalen Verbund. Herstellungsseitig wird bevorzugt auf einen Floatprozess zurückgegriffen. Im Floatprozess werden zunächst die Carbonfasern nach dem Austreten der Glasschmelze in den Floatprozess eingebracht, so dass die noch flüssige Glasschmelze in das Gewebe eindringen bzw. die Carbonfasern umschließen kann. Alternativ kann auch ein Aufspalten der Glasschmelze bzw. der Glasmatrix sowie ein Einbringen der Carbonfasern zwischen die beiden entstehenden Glasmatrixhälften erfolgen. Beim sogenannten Overflow-Process kann das Einbringen der Carbonfasern einseitig oder aber auch in zwei Overflow-Prozessen erfolgen, wobei dann die Carbonfasern zwischen den beiden entstehenden Glasmatrixhälften eingebettet werden.In the case of the carbon glass with carbon fibers embedded in a glass matrix DE 20 2014 103 172 U1 the tensile strength and durability should be increased. By embedding carbon fibers in an associated glass matrix, properties of the glass or carbon fibers are to be transferred one to one to the carbon glass. In a further development of carbon glass after DE 20 2014 103 172 U1 the carbon fibers have a coating that reduces the melting point of the glass matrix. Such a melting-point-reducing coating enables a particularly good enclosing and embedding of the carbon fibers through the glass matrix and thus an optimal bond. On the manufacturing side, preference is given to a float process. In the float process, the carbon fibers are first introduced into the float process after the glass melt has exited, so that the still molten glass melt can penetrate into the fabric or surround the carbon fibers. Alternatively, a splitting of the glass melt or of the glass matrix as well as an introduction of the carbon fibers between the two resulting glass matrix halves can take place. In the so-called overflow process, the carbon fibers can be introduced on one side or else in two overflow processes, in which case the carbon fibers are embedded between the two resulting glass matrix halves.

Im Pressverfahren werden die Glasfasern zwischen zwei Glasflächen eingebracht und anschließend diese beiden Glasflächen bzw. die Glasmatrix aufgeschmolzen und zusammengepresst.In the pressing process, the glass fibers are introduced between two glass surfaces and then melted these two glass surfaces or the glass matrix and pressed together.

Dem vorstehend genannten Verfahren ist eine aufwändige thermische Behandlung gemeinsam, so dass erhöhte Kosten die Folge sind.The above-mentioned method has a complex thermal treatment in common, so that increased costs are the result.

Bekannt sind weiterhin durchsichtige Dachkonstruktionen für Fahrzeuge. Hier sei beispielsweise auf die DE 602 08 002 T2 verwiesen. Dort geht es um eine transparente Dachstruktur für ein Fahrzeug. Die Dachstruktur umfasst ein Glasdach mit einer verstärkten Netz-Lage und einer Netz-Glaslage, die durch eine erste Glaslage oberhalb und eine zweite Glaslage unterhalb der verstärkten Netz-Lage gebildet ist.Also known are transparent roof structures for vehicles. Here is, for example, on the DE 602 08 002 T2 directed. It's about a transparent roof structure for a vehicle. The roof structure comprises a glass roof with a reinforced mesh layer and a mesh glass layer, which is formed by a first glass layer above and a second glass layer below the reinforced mesh layer.

Bei dem hybriden Bauteil nach DE 10 2007 023 836 A1 wird aus einem ersten und einem zweiten Material und einer Faserlage eine Bauteilherstellung vorgenommen, bei der durch Einbettung sowohl ein Verbund eines ersten Abschnittes der Faserlage mit der Matrix des ersten Materials als auch ein Verbund eines zweiten Abschnittes der Faserlage mit der Matrix des zweiten Materials hergestellt ist. Unter Einbettung wird ein Ein- bzw. Umschließen der Fasern durch die sie umgebende Matrix verstanden, so dass ein adhäsiver und/oder kohäsiver Verbund zwischen Fasern und Matrix entsteht. Die Faserlage erstreckt sich somit kontinuierlich und ohne Unterbrechung auf beide Materialien und ermöglicht eine durchgehende Kraftübertragung unverändert durch die Fasern und durch Adhäsion und/oder Kohäsion zwischen den Fasern und Matrix über den Verbindungsbereich des hybriden Bauteiles hinweg. Bei einer Weiterbildung der dortigen Lehre umfasst das hybride Bauteil ein Faserkunststoffverbundbauteil und ein Metallbauteil. Dabei wird mindestens eine obere und eine untere Lage von Metallhalbzeugen sowie mindestens eine mittlere Faserlage bereitgestellt und der adhäsive und/oder kohäsive Verbund zwischen den Metallhalbzeugen und den Fasern vorzugsweise durch Einpressen durch einen Pressstempel oder durch Einwalzen realisiert.At the hybrid component after DE 10 2007 023 836 A1 is made of a first and a second material and a fiber layer, a component production in which by embedding both a composite of a first portion of the fiber layer with the matrix of the first material and a composite of a second portion of the fiber layer is made with the matrix of the second material , Embedding is understood as encompassing or enclosing the fibers by the matrix surrounding them, so that an adhesive and / or cohesive bond is formed between the fibers and the matrix. The fiber layer thus extends continuously and uninterrupted to both materials and allows for continuous force transfer unaltered by the fibers and by adhesion and / or cohesion between the fibers and matrix across the bonding region of the hybrid component. In a further development of the teaching there, the hybrid component comprises a fiber-reinforced plastic composite component and a metal component. In this case, at least one upper and one lower layer of semi-finished metal products and at least one middle fiber layer is provided and the adhesive and / or cohesive bond between the semi-finished metal products and the fibers is preferably realized by being pressed in by a ram or by rolling.

Im Bereich des Bauwesens sind vorgehängte, hinterlüftete Fassaden bekannt, die durch ihre konstruktive Trennung der Funktionen Wärmeschutz und Witterungsschutz ein hochwirksames System bilden. Gemäß dem diesbezüglichen Stand der Technik kommen bei solchen Vorhangfassaden Glasscheiben zum Einsatz, die in separaten Rahmensystemen gehalten sind. Die Verbindung von Rahmen und Trägerplattensystem übernimmt die notwendige Kraft- bzw. Lastabtragung. Die Glasscheiben werden unter Anwendung kostenintensiver Dickschichtkleber untereinander oder aber auch mit anderen Materialien verbunden. Der Kleber gleicht dabei ausdehnungsbedingt entstehende Spannungen mechanischer Art aus.In the field of construction, ventilated facades are known, which form a highly effective system thanks to their constructive separation of the functions of thermal insulation and weather protection. According to the relevant state of the art, glass panels are used in such curtain walls in separate frame systems are held. The connection of frame and carrier plate system takes over the necessary power or load transfer. The glass panes are connected to each other or else to other materials using costly thick-film adhesives. The adhesive compensates for expansion-induced stresses of a mechanical nature.

Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, einen weiterentwickelten hybriden Verbundwerkstoff, insbesondere für Bauzwecke zur Ausführung von Gebäudehüllen und Gebäudeverkleidungen, einschließlich Vorhangfassaden anzugeben, welcher zum einen aus einem flächigen, beliebig formbaren Glasmaterial und zum anderen einer Verstärkungsschicht besteht. Der neuartige Verbundwerkstoff soll selbst ein lastabtragendes und lastaufnehmendes Verhalten zeigen und damit einen eigenständigen Konstruktionswerkstoff ergeben.From the foregoing, it is an object of the invention to provide a further developed hybrid composite material, especially for building purposes for the execution of building envelopes and building cladding, including curtain walls, which consists on the one hand of a flat, arbitrarily moldable glass material and on the other a reinforcing layer. The novel composite material itself is to show a load-bearing and load-bearing behavior and thus result in an independent construction material.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.The object of the invention is achieved according to the combination of features according to claim 1, wherein the dependent claims represent at least expedient refinements and developments.

Es wird demnach von einem hybriden Verbundwerkstoff ausgegangen, der insbesondere im Bereich des Bauwesens für Bauzwecke zur Ausführung von Gebäudehüllen und Gebäudeverkleidungen Anwendung findet. Unter Gebäudehüllen oder Gebäudeverkleidungen werden hier auch an sich bekannte Vorhangfassaden verstanden.It is therefore assumed that a hybrid composite material, which is particularly in the field of construction for construction purposes for the execution of building envelopes and building cladding application. Under building envelopes or building cladding here are also known per se curtain facades.

Der Verbundwerkstoff besteht zunächst aus einem flächigen Glasmaterial an sich bekannter Art und einer Verstärkungsschicht.The composite material initially consists of a sheet-like glass material of a known type and a reinforcing layer.

Erfindungsgemäß ist die Verstärkungsschicht als duktiler Faserkunststoffverbund ausgebildet. Der Faserkunststoffverbund enthält eine hochmolekulare Kunststoffmatrix mit eingebetteten, lastabtragenden Fasern.According to the invention, the reinforcing layer is formed as a ductile fiber-plastic composite. The fiber-reinforced plastic composite contains a high molecular weight plastic matrix with embedded, load-bearing fibers.

Die Fasern können hier als Wirrfasergebilde aber auch als Gewebe, Gewirk, Gestrick oder dergleichen realisiert werden.The fibers can be realized here as a random fiber structure but also as a woven, knitted, knitted or the like.

Der Faserkunststoffverbund ist klebstofffrei mit der Oberfläche des Glasmaterials unter Stoffschluss stehend verbunden, so dass das gewünschte lastabtragende Konstruktionselement entsteht, das darüber hinaus durch seine Freiformmöglichkeit allen ästhetischen und architektonischen Ansprüchen genügt.The fiber-reinforced plastic composite is adhesive-free with the surface of the glass material connected materially standing, so that the desired load-bearing construction element is created, which moreover satisfies all aesthetic and architectural requirements by its free form possibility.

Die Kunststoffmatrix ist bevorzugt als Epoxymatrix ausgebildet.The plastic matrix is preferably formed as an epoxy matrix.

Die Fasern selbst können als Glasfasern, Basaltfasern, Aramidfasern, Carbon- oder Kohlefasern oder dergleichen ausgeführt werden.The fibers themselves may be embodied as glass fibers, basalt fibers, aramid fibers, carbon or carbon fibers or the like.

Als Glasmaterial kommt bevorzugt ein Kalk-Natronsilikatglas zum Einsatz. Selbstverständlich sind hier auch andere Glasmaterialien, beispielsweise klassisches Einscheiben-Sicherheitsglas zur entsprechenden Anwendung geeignet.The glass material used is preferably a soda lime silicate glass. Of course, here are other glass materials, such as classic tempered safety glass suitable for the appropriate application.

Die Auswahl des Glasmaterials und der Kunststoffmatrix erfolgt unter dem Aspekt einer möglichst gleichen oder sich kompensierenden Wertigkeit thermischer Ausdehnungskoeffizienten.The selection of the glass material and the plastic matrix takes place under the aspect of a value of thermal expansion coefficients that is as equal or as compensatory as possible.

Herstellungsseitig kann das Glasmaterial als Teil der Schalung für den aufzubringenden Faserkunststoffverbund eingesetzt werden.On the manufacturing side, the glass material can be used as part of the formwork for the applied fiber-reinforced plastic composite.

Der hybride Verbundwerkstoff kann bei einer bevorzugten Ausbildung eine ein- oder mehrachsig gebogene oder gekrümmte Flächenform aufweisen.In a preferred embodiment, the hybrid composite may have a single or multi-axial curved or curved surface shape.

Zur Befestigung des flächigen hybriden Verbundwerkstoffes sind im Faserkunststoffverbund Befestigungsmittel bekannter Art eingebettet.For attachment of the planar hybrid composite fasteners of known type are embedded in the fiber plastic composite.

Der Faserverbundwerkstoff kann durch Einfärbung an den gewünschten Einsatzzweck und das zu erzielende Gesamt-Erscheinungsbild angepasst werden.The fiber composite material can be adjusted by coloring to the desired application and the overall appearance to be achieved.

Bei einer beispielhaften Realisierung der Erfindungslehre wurde ein Verkleidungselement als hybrides Bauteil geschaffen, das aus Faserkunststoffverbund und Kalk-Natronsilikatglas besteht. Die genannten Werkstoffe sind unter Verzicht auf einen Klebstoff dauerhaft stoffschlüssig verbunden, wobei das Matrixmaterial des Faserkunststoffverbundes sowohl als Harz im Kunststoffverbund als auch Haftmittel zum Glas wirkt. Durch die Kombination der genannten Werkstoffe erhöhen sich die Gebrauchseigenschaften eines entsprechend realisierten Produktes. Es weitet quasi der duktile Faserkunststoffverbund das Anwendungsspektrum eines an sich spröden Glases über dessen Werkstoffgrenzen hinaus aus. Andererseits wirkt das Glas mit seiner Witterungsbeständigkeit erhöhend auf die Dauerhaftigkeit des Faserkunststoffverbundes ein.In an exemplary implementation of the teaching of the invention, a cladding element was created as a hybrid component, which consists of fiber-plastic composite and soda-lime silicate glass. The materials mentioned are permanently bonded materially without the use of an adhesive, wherein the matrix material of the fiber-reinforced plastic composite acts both as a resin in the plastic composite and adhesive to the glass. The combination of these materials increases the performance characteristics of a correspondingly realized product. Virtually the ductile fiber-reinforced plastic composite expands the application spectrum of a glass that is inherently brittle beyond its material limits. On the other hand, the glass with its weathering resistance increases the durability of the fiber-reinforced plastic composite.

Der Faserkunststoffverbund stellt eine Kombination aus hochmolekularer Kunststoffmatrix und lastabtragenden Fasern dar. Die Materialeigenschaften lassen sich in weiten Grenzen über die Wahl der Kunststoffmatrix als auch über die Art, Menge und Orientierung der Faserstoffe einstellen. Die Kunststoffmatrix wird bevorzugt durch Duroplaste wie Epoxidharze, ungesättigte Polyester oder Vinylester realisiert.The fiber-reinforced plastic composite represents a combination of high molecular weight plastic matrix and load-bearing fibers. The material properties can be set within wide limits by the choice of the plastic matrix as well as the type, amount and orientation of the fibers. The plastic matrix is preferably realized by thermosets such as epoxy resins, unsaturated polyesters or vinyl esters.

Die Zugabe von Verstärkungsfasern verbessert das Verformungsverhalten und die am Ende erreichbare Festigkeit. Aus verschiedenen Versuchen hat es sich gezeigt, dass im Gegensatz zu ungesättigten Polyestern und Vinylestern sich Epoxidharze durch ein sehr gutes Haftverhalten und Wärmeformbeständigkeit auszeichnen und hervorragend für den zu realisierenden hybriden Verbundwerkstoff geeignet sind. The addition of reinforcing fibers improves the deformation behavior and the final attainable strength. From various experiments it has been shown that, in contrast to unsaturated polyesters and vinyl esters, epoxy resins are distinguished by very good adhesion and heat resistance and are outstandingly suitable for the hybrid composite to be realized.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel besteht das Glasmaterial aus Kalk-Natronsilikatglas. Dieses wird üblicherweise im Floatverfahren hergestellt. Eine der Seiten der Glasschmelze kommt mit der vorherrschenden Atmosphäre in Kontakt. Der Faserkunststoffverbund wird bevorzugt auf diese Atmosphärenseite aufgebracht. Floatgas bietet die vorteilhafte Möglichkeit einer abschließenden mechanischen Kantennachbearbeitung, was in Anbetracht der optischen Ansprüche an eine Fassadenelementgestaltung einen wesentlichen Vorteil darstellt.According to one embodiment, the glass material consists of soda lime silicate glass. This is usually produced in a float process. One of the sides of the molten glass comes into contact with the prevailing atmosphere. The fiber-reinforced plastic composite is preferably applied to this atmosphere side. Float gas offers the advantageous possibility of a final mechanical edge finishing, which represents a significant advantage in view of the optical demands on a facade element design.

Die überraschende hohe Haftfestigkeit zwischen Matrixmaterial und Glas führt zu echten neuen Verbundstoffeigenschaften hoher mechanischer Belastbarkeit. Entsprechend der optimierten Anpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Faserkunststoffverbundes an das Glas werden temperaturinduzierte Zwangsbeanspruchungen innerhalb des entsprechenden Fassadenelementes geringgehalten.The surprising high bond strength between matrix material and glass leads to real new composite properties of high mechanical strength. In accordance with the optimized adaptation of the coefficients of thermal expansion of the fiber-reinforced plastic composite to the glass, temperature-induced forced stresses within the corresponding facade element are kept low.

Experimentelle und rechnerische Ergebnisse haben gezeigt, dass sich ein voller Verbund zwischen dem faserverstärkten Kunststoff und dem Glasmaterial einstellt. Aufgebrachte Lasten werden sowohl vom Faserkunststoffverbund als auch vom Glas abgetragen, wobei die Biegetragfähigkeit beider Werkstoffe einerseits als auch deren Schubverbund andererseits zum Lastabtrag beiträgt.Experimental and computational results have shown that a full bond between the fiber reinforced plastic and the glass material is established. Applied loads are removed both from the fiber-plastic composite and from the glass, the bending resistance of both materials on the one hand and their shear bond on the other hand contributes to load transfer.

Bei dem entsprechend ausgestalteten Fassadenelement ist also das Glas neben dem Witterungsschutz auch am Lastabtrag beteiligt. Durch diese mittragende Wirkung kann der Materialeinsatz optimiert und die Glasmenge verringert werden. Der jetzt geschaffene Verbundwerkstoff ist aufgrund seiner Materialkomponenten geometrisch keinen Restriktionen unterworfen.In the appropriately designed facade element so the glass is involved in addition to the weather protection and the load transfer. Through this mittragende effect, the use of materials can be optimized and the amount of glass can be reduced. The composite material now created is geometrically subject to no restrictions due to its material components.

Durch die Nutzung der Kunststoffmatrix kann ein Verbund ohne ansonsten notwendiges Klebstoffmaterial realisiert werden. Der entfallene Verklebeprozess führt zu einer erheblichen Zeiteinsparung aber auch zu einer Masse- und Gewichtsreduzierung im Sinne eines gewünschten Leichtbaus.By using the plastic matrix, a bond without otherwise necessary adhesive material can be realized. The omitted gluing process leads to a considerable saving of time but also to a mass and weight reduction in the sense of a desired lightweight construction.

Der Hybridwerkstoff ist in statischen Berechnungen als Verbund ansetzbar. Ebenso kann der neuartige Werkstoff freigeformt werden, so dass sich hier neue Anwendungsgebiete, insbesondere in architektonischer Hinsicht ergeben.The hybrid material can be applied as a composite in static calculations. Likewise, the novel material can be formed free, so that here arise new applications, especially in architectural terms.

Die Lastabtragung durch den Verbundwerkstoff ermöglicht eine größere Auslastung der Glasflächen infolge rahmenloser Hybridstrukturen sowie eine individuelle interne Farbgebung im Laminat. Eine ansonsten übliche Beschichtung kann entfallen. Dadurch, dass keine Rahmenelemente vorliegen, ist die Verschmutzungsgefahr gering. Insgesamt genügt der geschaffene Werkstoff den gestiegenen Ansprüchen an ein hochwertiges, architektonisches Bauen.The load transfer through the composite material allows a greater utilization of the glass surfaces due to frameless hybrid structures as well as an individual internal coloring in the laminate. An otherwise conventional coating can be omitted. The fact that there are no frame elements, the risk of contamination is low. Overall, the material created meets the increased demands for high-quality, architectural construction.

Die erfindungsgemäße Lehre wird bevorzugt bei Bauteilen im Bauwesen eingesetzt, die als Vorhangfassaden in der modernen Gebäudearchitektur zum Einsatz kommen. Durch die an sich bekannten Möglichkeiten der Ausgestaltungen von Faserverbundkunststoffen kann eine bauphysikalische und Werkstoffeigenschaften-optimierte Anpassung erfolgen. Beispielhaft kann die räumliche Anordnung der eingesetzten Fasern im Raum, die Kompaktheit der textilen Flächen, die Auswahl der Fasern und dergleichen genutzt werden.The teaching of the invention is preferably used in building components used as curtain walls in modern building architecture. Due to the known possibilities of the embodiments of fiber reinforced plastics, a structural-physical and material properties-optimized adaptation can take place. By way of example, the spatial arrangement of the fibers used in space, the compactness of the textile surfaces, the selection of the fibers and the like can be used.

Die eingesetzte hochmolekulare Epoxymatrix besitzt eine hohe Haftkraft auf dem Glassubstrat, ist temperatur- und witterungsstabil und gegen UV-Strahlung beständig.The high molecular weight epoxy matrix used has a high adhesive force on the glass substrate, is temperature and weather resistant and resistant to UV radiation.

Der Faserverbundwerkstoff kann sowohl transluzent als auch opak durch Zugabe von Farbstoffen in die Matrix ausgeführt werden.The fiber composite can be made both translucent and opaque by adding dyes into the matrix.

Aufgrund des direkten Verbundes von Glas mit dem Faserverbundträgermaterial wird Letzteres vom Glas gegen negative Witterungseinflüsse dauerhaft geschützt.Due to the direct bond of glass with the fiber composite support material, the latter is permanently protected by the glass against adverse weather conditions.

Auf der glasabgewandten Seite sind im Kunststoffverbund Befestigungsmittel integrierbar, die Lasten in ein rückwärtiges Haltesystem bei einer Vorhangfassade ableiten und andererseits so angeordnet werden können, dass die eigentliche Befestigung nicht sichtbar bleibt.On the side facing away from the glass fasteners can be integrated in the plastic composite, which derive the loads in a rear holding system in a curtain wall and on the other hand can be arranged so that the actual attachment is not visible.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102007023836 A1 [0010]DE 102007023836 A1 [0010]

Claims (11)

Hybrider Verbundwerkstoff, insbesondere für Bauzwecke zur Ausführung von Gebäudehüllen und Gebäudeverkleidungen, einschließlich Vorhangfassaden, bestehend aus flächigem Glasmaterial mit einer Verstärkungsschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsschicht als duktiler Faserkunststoffverbund ausgebildet ist, welcher eine hochmolekulare Kunststoffmatrix mit eingebetteten, lastabtragenden Fasern aufweist, wobei der Faserkunststoffverbund klebstofffrei mit der Oberfläche des Glasmaterials unter Stoffschluss steht, derart, dass ein lastabtragendes Konstruktionselement vorliegt.Hybrid composite material, in particular for building purposes for the execution of building envelopes and building cladding, including curtain walls, consisting of sheet glass material with a reinforcing layer, characterized in that the reinforcing layer is formed as a ductile fiber plastic composite having a high molecular weight plastic matrix with embedded, load-bearing fibers, wherein the fiber plastic composite adhesive-free with the surface of the glass material is materially such that there is a load-bearing structural element. Hybrider Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser frei formbar ausgeführt ist.Hybrid composite after Claim 1 , characterized in that it is made freely shapeable. Hybrider Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmatrix als Epoxymatrix ausgebildet ist.Hybrid composite after Claim 1 or 2 , characterized in that the plastic matrix is formed as an epoxy matrix. Hybrider Verbundwerkstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingebetteten Fasern als textiles Flächengebilde ausgeführt sind.Hybrid composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the embedded fibers are designed as a textile fabric. Hybrider Verbundwerkstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingebetteten Fasern als Glasfasern, Basaltfasern, Aramidfasern, Carbonfasern oder dergleichen ausgeführt sind.Hybrid composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the embedded fibers are designed as glass fibers, basalt fibers, aramid fibers, carbon fibers or the like. Hybrider Verbundwerkstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasmaterial aus Kalk-Natronsilikatglas besteht.Hybrid composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the glass material consists of soda lime silicate glass. Hybrider Verbundwerkstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl des Glasmaterials und der Kunststoffmatrix unter dem Aspekt eines möglichst gleichen oder sich kompensierenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten erfolgt.Hybrid composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the selection of the glass material and the plastic matrix takes place under the aspect of a very equal or compensating coefficient of thermal expansion. Hybrider Verbundwerkstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass herstellungsseitig das Glasmaterial als Teil der Schalung für den aufzubringenden Faserkunststoffverbund eingesetzt ist.Hybrid composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the manufacturing side, the glass material is used as part of the formwork for the applied fiber-reinforced plastic composite. Hybrider Verbundwerkstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine ein- oder mehrachsig gebogene oder gekrümmte Flächenform aufweist.Hybrid composite material according to one of the preceding claims, characterized in that it has a mono- or multi-axial curved or curved surface shape. Hybrider Verbundwerkstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Faserverbundwerkstoff Befestigungsmittel eingebettet sind.Hybrid composite material according to one of the preceding claims, characterized in that fastening means are embedded in the fiber composite material. Hybrider Verbundwerkstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff eingefärbt ist.Hybrid composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber composite material is colored.
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