DE2052431A1 - Glasfaserverstärktes, mehrschichtiges Kunststofflaminat, insbesondere Glasfaser gewebe fur ein solches Kunststofflaminat - Google Patents

Description

Dr.Schie/E

inmelder: Claudius Fietzek, 7031 Neuweiler, Kreis Böblingen/ Württ ·, Schönbuchstraße 4-

Vertreter: Patentanwälte Dr.-Ing. Rudolf Schiering und Dipl.-Ing. Hans Schiering, 703 Böblingen/Württ., Westerwaldweg 4·

Glasfaserverstärktes» mehrschichtiges Kunststofflaminat, insbesondere Glasfasergewebe für ein solches Kunststofflaminat*

Die Erfindung betrifft ein glasfaserverstärktes, mehrschichtiges Kunststofflaminat, insbesondere ein glasfaserverstärktes Epoxidharz-Laminat oder glasfaserverstärktes Polyesterharz-Laminat, mit Kunststoffträger-Glasgewebe als verstärkende Substanz. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Glasfasergewebe für ein derartiges Kunststofflaminat.

Es ist schon seit langem bekannt, Glasfasern als Füllstoff in Kunstharzpreßmassen wegen der viel höheren Festigkeit im Vergleich zu organischen Füllmaterialien zu verarbeiten. Wesentlich neueren Datums ist die Heranziehung von strukturgebundenen Glasfasern als verstärkte Gerüstsubstanz in Verbindung mit hauptsächlich organischen, hochmolekularen Kunststoffen. Eine Theorie der FaserverStärkung findet sich in der Veröffentlichung von Dr. Martin Ciasing "Faserverstärkte Werkstoffe" VDI-Z 112 (1970) Nr. 19 - Okt (I) S. 1333 bis 1335. Für die Herstellung faserverstärkter Verbundwerkstoffe kämmen nach dieser Veröffentlichung zur Zeit Glasfasern, keramische Fasern, Bor- und Kohlenstoff-Fasern sowie Wolfram-, Beryllium-

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und Stahlfasern in Betracht» Glasfaserverstärkte Kunststoffe dürften nach Olasing in Zukunft für eine Massenfertigung in steigendem Maße verwendet und von Kohlenstoff-Bor- oder Siliciumkarbidfasern nicht verdrängt werden·

Damit werden anisotrope Körper geschaffen, die unterschiedliche Festigkeiten in den drei Bauiakoordinatenrichtungen aufweisen (vgl. hierzu Dr.-Ing. Heinz Haferkaep "Glasfaserverstärkte Kunststoffe^w VDI-Verlag Düsseldorf 19?0). So entstand ferner ein neuartiger Verbundwerkstoff, der wegen seiner hochwertigen Eigenschaften Eingang in viele Zweige der modernen {Technik fand. Dieses schnelle Vordringen ist seinen zahlreichen Verwendungsmöglichkeiten, seiner Wirtschaftlichkeit und den günstigen technologischen Eigenschaften zuzuschreiben·

Die Glasfaserversfcärkungswirkungen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekanntgeworden (vgl. Waldemar Beyer und Herbert Schaab "glasfaserverstärkte Kunststoffe* 4·. Aufl. 1969 Carl Hanser Verlag München Seite 18 bis 28). Das bei weitem wichtigste Verstärkungsmaterial sind verspinnbare Glasfasern. Der Sammelbegriff für Textilfasern und Erzeugnisse daraus ist nach DIN 61850 die Bezeichnung "Textilglas" · Einen Überblick über die verschiedenen Verstärkungsmaterialien gibt Blatt 1 der VDI-Richtlinie 2010.

Es ist insbesondere bekannt, als Verstärkungsmaterial Glasgewebe zu verwenden (vgl. S. 23, Bild 8 in der erwähnten Veröffentlichung von Waldemar Beyer und Herbert Schaab). Als Glasgewebe werden nach DIN 61850 alle gewebten Flächengebilde aus Glasgarnen bezeichnet, die aus zwei rechtwinkligen Fadensystemen (Kette und Schuß) in bestimmter Bindungsart bestehen. Sie werden durch die Art und Feinheit der Garne, durch die Fadendichte und durch die Bindungsart bestimmt. Je nach dem verwendetem Garn spricht

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man von Glasseidengewebe, Glasseiden-Roving-Gewebe, Glasstapelfasergewebe oder Glasmischgewebe, bei dem entweder im Schuß Glasseide und in der Kette Glasstapelfasern oder umgekehrt verwendet sind. Als hauptsächliche Bindungsarten sind die Leinenbindung, die Köper- und Kreuzköperbindung sowie die Atlasbindung bekanntgeworden·

Den Einfluß der Garn- und Gewebekonstruktion auf Laminateigenschaften haben W· Wegener und H, Hausmann (vgl· Melliand Textilberichte 4-5 (1964) Seite 981 bis 983» HOTbis 1111, 1229 bis 1237 und Kunststoff-Rundschau 13 (1966) Seite 521 bis 529) untersucht· Die glasfaserverstärkten Kunststoffe sind eine junge Werkstoffgruppe, deren Entwicklung in stofflicher wie auch in fertigungstechnischer Hinsicht noch keineswegs als abgeschlossen anzusehen ist (vgl. Dr. Heinz Haferkamp "Glasfaserverstärkte Kunststoffe" 1970, Seite 2 Abb. 2, VDI-Verlag Düsseldorf).

Die Weiterbildung und Verbesserung von Kunststofflaminaten, deren Gerüstsubstanz ein Glasgewebe ist, und des Glasgewebes für solche Zwecke an sich bezüglicnfistigkeitseigenschaften und in fertigungstechnischer Hinsicht ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe.

Für ein glasfaserverstärktes, mehrschichtiges Kunststofflaminat, insbesondere glasfaserverstärktes Epoxidharz-Laminat oder glasfaserverstärktes Polyesterharz-Laminat, mit Kunststoffträger-Glasgewebe als verstärkende Gerüstsubstanz besteht danach die Erfindung darin, daß mindestens eine der Laminatschichten aus kunststoffgetränkten, ersten Glasfaserrippen mit größerem Luftzwischnraum nebeneinanderliegend benachbarter Rippenstege gebildet ist, wobei andere kunststoffgetränkte Glasfaserrippen mit ebenfalls größerem Luftzwischenraum nebeneinanderliegend benachbarter Rippenstege die ersten Glasfaserrippen kreuzen,

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daß jede Kreuzungsstelle einer ersten Glasfaserrippe mit einer anderen Glasfaserrippe ein fadenförmiges, schlingenartiges Verbindungselement enthält, welches durch Herumlegen die "beiden kunststoffgetränkten Glasfaserrippen einer Kreuzungsstelle an die harzgetränkte Glasgewebeunterschicht oder an eine harzgetränkte Glasgewebeoberschicht oder an beide Schichten festmacht und daß die Bippengitterweite um ein erhebliches Vielfaches sehr viel größer ist als die Fädengitterweite der Glasgewebeunterschicht oder als die Fädengitterweite der Glasgewebeoberschicht.

Ferner besteht für ein vorzugsweise für Kunststofflaminate verwendbares Glasfasergewebe die Erfindung darin, daß das gitterförmige Glasfasergewebe ein Doppelgewebe ist, dessen Einzelgewebelagen sich in ihren Gitterweiten im Verhältnis von etwa 1 : 4 bis etwa 1 : 16 unterscheiden und daß die beiden Glasgewebelagen an Bindungspunkten webtechnisch miteinander verbunden sind_e

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung beträgt der Abstand benachbarter paralleler kunststoffgetränkter Glasfaserrippen etwa 8 mm, die Breite einer kunststoffgetränkten Glasfaserrippe etwa 2 bis 5 mm und die Höhe einer kunststoffgetränkten Glasfaserrippe etwa 3 mm. Der Querschnitt einer kunststoffgetränkten Glasfaserrippe ist V-förmig oder tonnenförmig oder rechteckig, vorzugsweise jedoch quadratisch.

Der Rippenquerschnitt kann in vorteilhafter Weise auch hohl sein, wobei der Rippenhohlkörper erfindungegemäß durch Anwendung der Schußplisseewebtechnik gebildet ist.

Die Kettstränge (Glasseidenrowings) können bei der Erfindung nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens

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vom Webmaschinengatter so abgezogen werden, daß von jeder Glasseidenrowingspule mit Innenabzug zwei Kettstränge abgewebt werden und zwar je Torratsspule ein Kettstrang mit Innenabzug und einem Kettstrang mit Außenabzug· Dies bringt den erheblichen technischen.Fortschritt, daß die Spulenanzahl auf die Hälfte reduziert werden und somit vorteilhaft ein kleineres Webmaschinengatter Verwendung finden kann.

Die Erfindung sei nachstehend an Hand der schematischen λ Zeichnungen für einige beispielsweise Ausführungsformen näher erläutert·

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Draufsicht eines Kunststofflaminat-Glasfaserdoppelgewebes nach der Erfindung.

Fig. 2 dient bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung zur Erläuterung des Einflusses der Anheftungen auf die Verformung der Rippenstränge.

Fig. 3 zeigt schematisch den Verformungseinfluß sowohl auf die Kettstränge als auch auf die Schußstränge bei einem Kunststofflaminat-Glasfaserdoppelgewebe nach der Erfindung.

Fig. 4 ist eine Vorderansicht eines glasfaserverstärkten Kunststofflaminats nach der Erfindung.

Fig. 5 zeigt fünf (a, b, c, d, e) verschiedene Querschnittsformen einer Glasfaserrippe "hei einem glasfaserverstärkten Kunststofflaminat nach der Erfindung, bzw. bei einem Glasfasergewebe nach der Erfindung.

Fig. 6 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Anheftung einer quadratischen Glasfaserrippe bei einem Kunststoff-

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laminat-Glasfaserdoppelgewebe nach der Erfindung. Die Glasfaserrippe ist im Querschnitt gezeigt.

Fig. 7 "bis 35 zeigen weitere Ausführungsformen und Einzeilheiten der Erfindung.

Fig. 36 bis 43 enthalten ■Versuchs-Diagramme, welche die vorteilhaften Eigenschaften der Erfindung veranschaulichen.

In Pig. 1 ist mit 1 das aus Glasfasern bestehende Feingewebe bezeichnet, welches mit dem aus den Glasfaserrippen 2 und 3 gebildeten gitterformigen Glasfasergrobgewebe das für Kunststofflaminate verwendbare Glasfaserdoppelgewebe nach der Erfindung bildet. Die beiden Gewebelagen 1 und 2,3 sind an den Bindungspunkten von 2 und. 3 durch schlingenartige Verbindungselemente 4 webtechnisch miteinander verbunden. Im Bedarfsfalle können vorteilhaft auch Verbindungselemente 5 und 6 außerhalb der Kreuzungsstellen gesetzt sein·

^ Die Peingitterstruktur des Untergewebes 1 ist der besseren Übersicht halber nur an einer Stelle in der Zeichnung, nämlich zwischen den Glasfaserrippen 2b und 2c schematisch angedeutet. In dem Felde GW, das von beiden Glasfaserrippen 3c und 3d und den Glasfaserrippen 2a und 2b unrandet wird, ist ein einzelnes Gitter des feineren Untergewebes 1 eingezeichnet und mit gw (Gitterweite) bezeichnet. Der lichte Abstand zweier paralleler Längsrippen, nachstehend auch Kettrippen genannt, ist k. Der lichte Abstand zweier paralleler Querrippen, nachstehend auch Schußrippen genannt, ist s. Aus der Figur 1 ist ersichtlich, daß jeder der licliten Abstände k und s für die Gitterweiten gw und GW sehr verschieden ist. Die Rippengitterweite GW ist um ein erhebliches Vielfaches sehr

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_ Π —

viel größer als die Fadengitterweite gw der Glasgewebeunterschicht 1. Das Verhältnis des k-Wertes bzw. des s-Wertes von gw zu G-W beträgt vorzugsweise etwa 1 : 4- bis etwa 1 : 16.

Während die Glasfaserrippen 2a, 2b, 2c, 2d und 3a, 3b, 3c und 3d mit Epoxidharz oder mit Polyesterharz in ihrer Faserrichtung durchtränkt sind, bilden die Bereiche GW freie Lufträume.

Die Bindungen 4-a, 4-b, 4c usf. sind an den Kreuzungsstellen einer Schuß-Glasfaserrippe 3 und einer Kett-Glasfaserrippe 2 gesetzt.

Wie bereits erwähnt, können Anheftungen des Ober-Gitterrippengewebes 2,3 nach Fig. 1 am Fein-Glasgewebe 1 auch zwischen benachbarten Kettrippen 2 (2a, 2b usf.) an den Schußrippen 3 (3a, 3"b usf.) vorgesehen sein. Eine solche Anheftung ist in Fig. 1 in beispielsweiser Form und schematisch eingetragen und mit 5c bezeichnet· Andere solche Zwischenhaftungen sind in Fig. 1 mit 5*> und 5d bezeichnet. Neben einer solchen Zwischenheftung, z. B· 5b$ kann auch eine zweite Zwischenheftung, z. B. 6b, angeordnet sein.

Die Zwischenheftung 5» z. B. 5c» kann auch dazu benutzt sein, um die Schußrippe 3, z. B. 3c, in Richtung des Pfeiles 7 oder, z. B. 3d, in Richtung des Pfeiles 8 aus der Symmetrieachse auszubiegen. Dasselbe wird entsprechend an den Pfeilstellen 9 und 10 erreicht.

Auf diese Weise läßt sich, z. B. ein Wellen-Verformungs-Zustand der Schußrippen 3a, 3b, 3c und 3d usf. herstellen, wie es in Fig. 2 schematisch dargestellt ist. In Fig. 2 sind die Glasfaserrippen der Einfachheit und der besseren

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Übersicht halber als schematisch einfache Linien gezeichnet worden· In Fig. 2 ist die Wellung der Sciiußstränge 5a, Jb 5c usf. übertrieben stark dargestellt. Sie braucht in praxi nicht so stark zu sein, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist. Als Idealmaß der Verformung ν aus der Symmetrie heraus kann vorteilhaft ein Wert von ν ■ 1/2 bis 1 mm vorgesehen werden.

^ Die Wellung kann vorteilhaft im Bedarfsfalle auch an den Kett-Rippen 4 eingerichtet sein, was den Vorteil mit sich bringt, daß die fertige Ware, d. h. das fertige Doppel-Glasgewebe beim Versand oder zur Lagerung besser aufrollbar ist. Die Wellung der Kett-Glasfaserrippen 2a, 2b, 2c, 2d, 2e usw. erreicht man mit den als Dreheranheftungen bezeichneten Verbindungselementen 4a, 4b, 4c, 4d usw. Die einander unmittelbar benachbarten Dreher, z. B. 4d und 4c, oder 4c und 4b oder 4b und 4a usf. sind zueinander richtungsmäßig versetzt angeordnet·

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Glasfaserrippengewebes im Ausschnitt schematisch gezeigt, ψ bei dem durch die Verbindungselemente 4 und 5 sowohl die Kettrippen 2 als auch die Schußrippen 5 wellenförmig verformt sind. Auch hier hat die Verformung ν vorteilhaft einen Wert von etwa 1/2 mm bis etwa 1 mm·

In Fig· 4 ist in Seitenansicht eine Ausführungsform des fertigen glasfaserverstärkten Kunststofflaminats nach der Erfindung schematisch dargestellt. Die Glasfaserlängsrippen 2a, 2b, 2c, 2d usw. sind zusammen mit Glasfaserquerrippen 5t von denen in Fig. 4 nur die Glasfaserquerrippe 5a sichtbar ist, durch die oben erwähnten Verbindungsglieder 4, bzw. 5 und 6 an das Glasfaserfeingewebe befestigt. Das Glasfaserfeingewebe 1 wird mit Kunstharz,

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ζ. B. Epoxidharz oder Polyesterharz getränkt. Mit Polyesterharz oder Epoxidharz oder einem anderen geeigneten Kunstharz sind auch die Glasfaserrippen 2a, 2b, 2c, 2d usw. und 3 bzw. 3a, 3b, 3c» 3d usw. getränkt. Die Steghöhe h ist für die Schußglasfaserrippen 3 etwa ebenso groß wie für die Kettglasfaserrippen 3» damit beim Aufkleben des oberen Glasfaserfeingewebes 11 eine gute, bündige Anlage und Verbindung mit der Oberkante aller Rippen gewährleistet ist. Das obere Glasfaserfeingewebe 11 wird ebenfalls mit Epoxidharz oder Polyesterharz oder dgl. Kunstharz getränkt.

Eine Anheftung findet zweckmäßig nur mit einer der beiden Glasfaserfeingewebe statt. Im Bedarfsfalle können natürlich auch Verbindungselemente für Bindungen des Gr obglasrippengewebes 2, 3 sowohl mit dem unteren Fein-Glasgewebe 1 als auch mit dem oberen Fein-Glasgewebe 11 angesetzt sein. Bei dem glasfaserverstärkten Laminat nach Fig. 4 enthält die obere, mit Kunstharz getränkte Glasfaser-Feingewebe schicht 11 auf ihrer freien Oberflächenseite noch eine glättende Deckschicht 12. Diese Deckschicht 12 kann z. B. durch Aufkleben hergestellt sein· Sie kann z. B. aus einem hellen Polyesterharz bestehen·

In Fig. 5 sind verschiedene Querschnittsformen a, b, c, d, e einer Glasfaserrippe bei einer erfindungsgemäßen Anordnung nach Fig. 1 schematisch dargestellt. Der Querschni* ist im Falle der Fig. 5a eine einseitig abgeplattete Ellipse, im Falle der Fig. Jb etwa birnenumrißförmig, im Falle der Fig. 4c quadratisch und im Falle der Fig. 53. rechteckförmig. Jede Glasfaserrippe besteht danach aus einzelnen Glasfasersträngen, die in der Fig. 5 mit 11, 12, 13, 14 und 15 bezeichnet sind. Jeder einzelne Glasfaserstrang besteht wiederum aus einer beliebigen Anzahl feiner Glasfasern. Zwischen (mit ζ bezeichnenden Strängen 11, 12, 13,

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14, 15 sind an den Kreuzlingspunkten die Stränge der Querglasfaserrippe hindurengeführt.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthält jede Glasfaserrippe in der Kette 2 drei oder vier Glasfaserstränge und im Schuß vier oder fünf Flasfaserstränge 11 bis 15. Die vorteilhafteste Querschnittsform ist die nach Fig. 50t wenn es darum geht, beidseitig optimale Verklebtingsflächen (in der Zeichnung oben und unten) zu haben, was den Torteil einer besonders guten Quer- w festigkeit bringt.

Nach Fig. 5e ist bei der Erfindung auch eine Hohlform möglich. In Fig. 5e sind die Schußglasfaserstränge mit 16 bis 24 und der Hohlraum mit 25 bezeichnet. Diese Hohlkörperform läßt sich nach der Schußplisseewebtechnik herstellen. Die Kettbindefäden sind mit 26 und 27 bezeichnet.

Die Kettglasfaserstränge (Glasseidenrowings) können erfindungsgemäß vom Webmaschinengatter so abgezogen werden, daß von jeder Glasseidenrowingspule mit Innenabzug zwei Kettstrenge abgewebt werden und zwar je Vorratsspule ein Kett- k strang mit Innenabzug und ein Kettstrang mit Außenabzug· Dadurch kann die Spulenanzahl auf die Hälfte reduziert werden und somit vorteilhaft ein kleineres Webmaschinengatter Verwendung finden.

Fig. 6 zeigt den quadratischen Querschnitt einer Glasfaserrippe 28 an einer Verbindungsstelle der Hippe mit dem Glasfeingewebe 1. Der Bindefaden 29, der beispielsweise dem Verbindungsglied 5c nach Fig. 1 entsprechen könnte, durchläuft auf der linken Seite von links nach rechts das Glasfaserfeingewebe 1 bis zum Punkt A unterhalb von 28, kehrt dann zurück und umschlingt die Glasfaserrippe 28. Der Bindefaden unterläuft dann auf der rechten Seite die

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die Glasfaserrippe 28 von rechts nach links "bis zum Punkt B, kehrt dann um und durchläuft das Glasfaserfeingewebe von links nach rechts. Die Wendepunkte A und B liegen vorteilhaft ziemlich dicht nebeneinander.

Glasfaserverstärkte Kunststoffe besitzen einen verhältnismäßig niedrigen gewichtsbezogenen Elastizitätsmodul. Das erfordert bei durch Biegen, Verwinden und Knicken belasteten Konstruktionen, welche formstabil sein müssen, relativ große Laminatstärken, was sich gewichtsmäßig und herstellungsmäßig ungünstig auswirkt.

Durch die Erfindung werden die Biege-, Knick- und Verwindungswerte verbessert und Einsparungen an Material, Gewicht und Arbeit erzielt. Bei der Erfindung sind in vorteilhafter Weise gerippte Laminatgewebe in Sandwichbauweise mit hoher Wärmedämmung verarbeitet. Die Glasfaserrippung kann dabei Faltenform oder Wabenform oder Schlingenform haben«

Infolge der höheren Trägheitsmomente und Widerstandsmomente dieser Laminate nach der Erfindung wird die durchschnittliehe Biege-, Verwindungs- und Knicksteifigkeit im Verhältnis zu beidseitig ebenflächigen Massivlaminaten bei gleicher Fläche, gleichem Laminatgewicht und gleichem Glasfasergehalt vervielfacht und die durchschnittliche Biege-, Verwindungs- und Knickbelastbarkeit im günstigsten Falle etwa verdoppelt, in einigen Fällen ebenfalls vervielfacht. Bei der Herstellung bekannter Massivlaminate bzw. beim bekannten kontinuierlichen Laminieren wird das Harzgemisoh auf eine Trägerfolie (meist aus Polyäthylenterephthalat ) aufgebracht und mit einem Staur— balken gleichmäßig verteilt. In die Harzschicht wird eine Glasseidenmatte mit löslichem Binder eingebracht und es werden geschnittene Rowings eingestreut. Nach dem Be-

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netzen der Glasfasern wird die Oberfolie aufgelegt und die Luft durch Abquetschrollen entfernt. Danach läuft das Band in den Härtetunnel ein (vgl. Waldemar Beyer und Herbert Schaab "Glasfaserverstärkte Kunststoffe" 4. Aufl. 1969 Seite 94).

Die bei der Erfindung gewonnenen Vorteile lassen sich in Material- bzw. in Gewichtsersparnisee umsetzen. Außerdem wirkt bei der Erfindung die höhere Laminat-Steifigkeit,der P unerwünschten Harzrißbildung entgegen, was sich wiederum auf die Lebensdauer der Laminate vorteilhaft auswirkt.

Auf Grund der Kapillarwirkung der Glasseidensträne (Rovings) und der Glasseidengarne braucht das flüssige Kunstharz (ungesättigtes Polyesterharz oder Epoxidharz) lediglich auf die Spe.ziallaminatgewebe aufgebracht zu werden, die Durchtränkung und Entlüftung erfolgt dann selbsttätig.

Auf Grund des starken Auftragens der Speziallaminatgewebe wird eine Verringerung der Lagerzahlen, hauptsächlich bei dickwandigen Laminaten, erreicht. Zum Herstellen dieser t Laminatgewebe können neben Glasfasern sämtliche geeigneten Fasern und Garne, z. B. synthetische Garne, Stahlfasern und im Bedarfsfälle auch Borfasern eingesetzt werden.

Es sind Laminatgewebe aus Glasfasern bekannt, welche im wesentlichen ebenflächig sind und aus denen in der Hauptsache Massivlaminate hergestellt werden. Für diese bekannten Gewebe sind größtenteils Bindungen, wie Leinwandbindung, Köperbindung, Kreuzköperbindung und Atlasbindung, verschiedener Bindigkeit eingesetzt· Weiterhin sind beidseitig ebenflächige Laminatgewebe in Doppelstofftechnik bekannt. Am meisten hat man bisher zum Herstellen von Kunst-

2 harzlaminaten Gewebe in Köperbindung Kw und Leinwandbin-

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dung Lf· benutzt.

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Der VergleiclL von Biegesteifheit und Biegebelastbarkeit zwischen einem Glasseideiiroving-Gewebelaminat (massiv) mit 63 Gewichtsprozent Glasfasern, einem Glasseidengewebelaminat (massiv) mit einem Glasgehalt von 59 Gewichtsprozent und einem Mattemassivlaminat mit 32 Gewichtsprozent Glasfasergehalt ist aus den Zeichnungen zu entnehmen.

In der bisherigen Praxis werden vielfach Glasseidenrovinggewebe mit Glasfasermatten wechselweise zu Massivlaminaten bei 40 bis 55 Gewichtsprozent Glas, wobei deren durchschnittliche Biegesteifheit der von Mattemassivlaminaten etwa gleichkommt und somit den am höchsten für Massivlaminate erzeilten, gewichtsbezogenen Biege-Elastizitätsmodul erreicht.

Eine weitere Steigerung der Biege- und Steifheitswerte wird bei bekannten Laminaten auch dadurch erreicht, daß man in das Massivlaminat stellenweise Sicken oder aus verschiedenen Materialien bestehende Rippen einlaminiert bzw. auflaminiert. Diese Arbeitsweise ist jedoch sehr lohnintensiv und aus optischen Gründen bzw. geschmacklichen Gründen nicht immer anwendbar·

Eine andere bekannte Methode zur Verbesserung des gewichtsbezogenen Biege-Elastizitätsmoduls von Kunstharzlaminaten bietet die Sandwichbauweise. Hier wird zwischen zwei glatten Außenschichten aus glasfaserverstärkten Kunststoff (GiFK) ein leichter Stützkern aus Hartschaumstoffen oder aus wabenförmigen Körpern aufgebaut. Hartschaumstoffe haben jedoch den Nachteil, daß sie nur kleine Schubkräfte aufnehmen können und daß sie nur schlecht durch Druck räumlich geformten !eilen angepaßt werden können.

Wabenförmige Körper und zwar Glasseidengewebewaben, sind

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ebenfalls bereits bekannt. Diese sind Jedoch durch örtliches Zusammenkleben von einfachen Glasseidengewebebahnen oder Streifen hergestellt, welche zu Waben auseinandergezogen werden und in der Höhe durch Schneiden veränderbar sind. Die Herstellungsmethode des örtlichen Zusammenklebens ist jedoch sehr teuer. Man verwendet geklebte Waben höchstens im Flugzeugbau· "Gewebte" Waben gemäß der Erfindung nehmen gegenüber den bekannten "geklebten" Waben nur einen Bruchteil der Herstellungskosten in Anspruch.

Verwendungsgebiete des Speziallaminatgewebes nach der Erfindung sind insbesondere: Bootsbau, Karosserien und Fahrzeugteile, Flugzeug- und Raumfahrzeugteile, Container, Schwimmbecken, Bauplatten, Wohnwagenbau, Kühlwagen- und Kühlhallenbau, Wohnungsbau, Verbundplatten, Auskleidungen, Schwimmstege, Behälterbau, Industrielle Bauelemente, Ap_ paratebau, einseitig ebenflächige Meterware.

In den Figuren 7 bis 23 sind weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt·

P Fig. 7 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt aus einem Glasfaserlaminatgewebe· Die Anwebfäden sind der besseren tJbersicht halber in der Zeichnung nicht mit eingetragen. Die an den Irägerstoff 1 (hier in Leinenbindung) angewebten Kett- und Schuß-Fasersträage der Glasfaserrippen 2 und 3» die z. B. vorteilhaft aus Glasseidenrovings bestehen, liegen in bestimmter Anzahl annähernd parallel übereinander bzw. nebeneinander (vgl.30) und durchkreuzen, bzw· überkreuzen sich an den Kreuzungepunkten 4¹ bis zu einer bestimmten Rippjenhöhe (siehe auch die Fig. 8 und 10 bis 20). An den Kreuzungspunkten der Kett- und Schußfaserrippen ist die Materialdichte am größten. Hierdurch ist die Gesamtrippenhöhe bestimmt, voraus-

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gesetzt, daß der Faserrippenabstand (vgl. z. B· in Fig. 8) je nach Steifigkeit des Glasfaserrippenmaterials so gewählt ist, daß die Faserstränge der Rippen 2 und 3 nicht durchhängen und auf der Ebene von Faserrippenkreuzungspunkt zu Fas erripp enkr euzungspunkt parallel verlaufen· Die gleiche Kett- und Schußrippenhöhe (h in Fig. 4) ist dann unbedingt vorteilhaft (Fig. 8, 11 und 14 bis 22), wenn Laminate in Sandwich-Bauweise (vgl. auch Fig. 26 und 27) hergestellt werden sollen.

Durch das vorteilhafte gegenseitige Durchkreuzen der Kett- und Schußfaserrippen 2 bzw. 3 können diese nicht ihre maximale Faserdichte erreichen. Sie sind somit leicht mit dem Kunstharz durchtränkbar. Unter Normalbedingungen wird ein Glasfasergehalt von ca 50 Gewichtsprozenten und darüber erreicht.

Um die parallele Faserrippenstruktur, z. B. nach Fig. 7 und 8 zu erreichen, ist es vorteilhaft, die Glasfaserrippen 2 und 3 nur an Kreuzungspunkten 4¹ mit dem Trägerstoff 1 mittelsVerbindungselement 4 bzw. mittels der Anwebfäden 119 bis 125» welche jeweils vor und nach der Anwebung der Glasfaserrippen unterhalb der Glasfaserrippen in den Trägerstoff 1 eingewebt werden, zu verbinden. Zur Erhöhung der Ablösefestigkeit der Glasfaserrippen 2,3 können in vorteilhafter Weise die ersten Kett- und Schußrippenstränge der Glasfaserrippen 2 und 3 in. den Trägerstoff eingewebt sein.

Fig. 8 zeigt ein Laminat-Glasfasergewebe in Karoform mit Versteifungs- und Verstärkungswirkung sowohl in Längsrichtung als auch in der Querrichtung. Diese Wirkung ist bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 8 in gewissem Umfange auch in der Diagonalrichtung vorhanden. Der Trägerstoff 1 der Glasfaserrippen 2 und 3 besteht vorteil-

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haft aus Glasseidengewebe. In Fig· 8 sind die Kettglasfaserrippen mit 2 und die Schußglasfaserrippen mit 3 "bezeichnet. 120 und 121 sind in Fig. 8 Rippenanwebfäden mit gegenläufiger Anordnung.

Fig. 9 zeigt einen Schußschnitt eines Laminatglasfasergewebes nach der Erfindung in Streifenform, das nach dem Schußplisseewebverfahren hergestellt ist. Die Versteifungsund Verstärkungswirkung liegt im Falle der Fig. 9 in der Schußrichtung. Die Anwendung der Schußplisseewebtechnik bei Anordnungen nach der Erfindung erweist sich als besonders vorteilhaft, da sie die Herstellung höherer und leichterer Glasfaserrippen ermöglicht. In Fig. 9 ist wie_ derum der Trägerstoff für die Glasfaserrippen mit 1 bezeichnet. Die in der Zeichenfläche der Fig. 9 nach hinten verlaufenden und gestrichelt dargestellten Glasfaserrippen haben hier das Bezugszeichen 110. Mit 106 und 107 sind in Fig. 9 die Kettglasfäden des Trägerstoffes 1 und mit 108 die Schußglasfäden des Trägerstoffes 1 bezeichnet. Die Kettglasfäden 107 bilden zusammen mit den Schußglasfasersträngen 109 die Schußplisseefalten 110, welche mit den Kettglasfäden 107 bjo. den Trägerglasfaserstoff 1 angewebt sind.

Im Falle der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 9 können in erfindungsgemäßer Weise die Hohlräume 111 im Bedarfsfalle auch mit Glasfasern gefüllt sein. Die Räume 111 können in vorteilhafter Weise auch hohl bleiben. Der Faltenanfang und das Faltenende der Schußplissee-Glasfaserfalte 110 können bei der Erfindung beliebig großen Abstand von einander in den Glasfaserträgerstoff 1 eingewebt sein·

Fig. 10 zeigt in schematischer und perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt einer besonderen Ausführungs-

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form eines Laminat-Glasfaserkarogewebes nach der Erfindung. Die Anwebung bzw. Anheftung der Glasfaserrippen 2 und 3 an den Glasfaserträgerstoff 1 ist hier mit normaler Webtechnik durch zwei annähernd gleichbleibende Kett-Glasfäden 119» die dem Verbindungselement 4- in Fig. 1 entsprechen, durchgeführt, welche (119) zur Erhöhung der Querfestigkeit vorzugsweise aus Glasseide bestehen können und welche in das Grundgewebe eingewebt sind.

Diese Art der Kippenanwebtechnik ist webtechnisch besonders einfach und kann auch durch hochelastische dünne Schußfäden erreicht werden.

Im laminat kann man mit Hilfe dieser Bindungsmethode in vorteilhafter Weise Glasfaserrippen mit V-förmigen Querschnitt (102 in Fig. 10) und einer breiten Eippenoberseite 103 gewinnen, was für die Kräfteverteilung in der Glasfaserrippe 2 sehr günstig ist·

Fig. 11 zeigt in schematischer und perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt einer anderen Ausführungeform eines Laminat-Glasfaserkarogewebes nach der Erfindung. Die Glasfaserrippen 2 und 3 sind hier durch einen diagonal bindenden Dreherfaden 12O₉ welcher dem Verbindungselement 4 in Fig. 1 entspricht, an den Glasfaserträgerstoff 1 angewebt. Dieser Dreherfaden kann aus Glasseide, einem feinen Baumwollzwirn., aus syntetischen Garnen oder im Bedarfsfalle vorteilhaft auch aus Stahlfäden bestehen·

Im Falle der Fig. 11 sind die Dreherfäden 120 von Kettrippe 2 zur nächsten Kettrippe gegenläufig angeordnet (siehe auch 8). Dies hat den Vorteil, daß die Kett- und Schußglasfaserrippen 2 und 3 während der Verarbeitung des Laminat-Glasfasergewebes zu Kunstharzlaminat en beim Ver~

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formen eine mehr oder weniger starke wellenförmige Lage im Laminat einnimmt, wodurch ein Abknicken der Glasfaserrippen 2 und 3 vermieden wird. Außerdem bleibt damit annähernd die volle Glasfaserrippe erhalten.

Das Laminat-Glasfasergewebe nach Mg. 11 ist wegen seiner guten Verformbarkeit für stark spärisch geformte Bauteile bzw. für räumlich gekrümmte Konstruktionsteile besonders gut geeignet.

Fig· 12 zeigt einen Ausschnitt eines Laminatkarogewebes nach der Erfindung. Die Verbindung der Glasfaserrippen 2 und 3 mit dem Glasgewebeträgerstoff I₉ der dem Trägerstoff 1 in der Fig. 1 entspricht, ist hier durch den Dreherfaden 120 und durch die Kettfäden 122 hergestellt und zwar derart, daß der Dreherfaden 120 die Kettfäden 122 dicht an den Kreuzungspunkten der Kett- und Schußglasfaserstränge hält, so daß die Glasfaserrippen-Kreeuzungspunkte zusammengefaßt und die Glasfaserrippen 2 und 3 hochgehalten werden. Diese Art der Anwebung bzw. Verbindung ergibt höhere Glasf_aserrippen im Laminat und einen Glasfasergehalt von ca 50 bis 56 Gewichtsprozent·

Fig· 13 zeigt einen Ausschnitt aus einem Laminat-Glasfasergewebe nach der Erfindung in Karoform· Die Verbindung der Glaafaserrippen 2 und 3 mit dem Glasfaserträgerstoff 1 (Tgl. auch Fig· 1) ist hier bindungstechnisch wie in Falle der Fig. 12 hergestellt und zwar durch den Dreherfaden 120 und durch die beiden Kettfäden 123. Die Kettfäden 123 bestehen jedoch im Falle der Fig. 13 aus stärkeren Glasseidensträngen oder aus Zwirnen und sind unter den Kettglaefaserrippen 2 im Glasfaserträgerstoff 1 nebeneinander eingewebt. Die Glasfaserrippen 2 und 3 sind hier besondere fest mit dem Glasfaserträgerstoff 1 verbunden, was dem Laminat eine besonders hohe Bippenablösefestigkeit verleiht.

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Fig· 14 zeigt einen Ausschnitt aus einem Laminat-Glasfaserkarogewebe nach der Erfindung, bei dem das Anweben der Glasfaserrippen 2 und 3 an das Glasfaserfeingewebe durch zwei gegenläufig bindende Dreherfaden 120 im Kreuzverband bewerkstelligt ist. Die Dreherfaden 120 können vorteilhaft in den Glasfasergewebeträger 1 so eingewebt sein, daß ein Drehfaden 120 des Kreuzverband es stärker spannt und so eine leicht wellenförmige Verformung der Glasfaserrippen 2 und 3 zustande kommt, wie bereits im Falle der Fig. 11 erwähnt ist. Ein Dreherfaden 120 oder beide Dreherfaden 120 können durch Glasseidenstränge ersetzt sein.

Durch den Kreuzverband der Dreherfaden 120 sind die Kett- und Schußfaserstränge dicht zusammengeschnürt, was vergleichsweise die größte Rippenhöhe und den höchsten Glasfasergehalt von bis zu etwa 70 Gewichtsprozent in den Laminat-Glasfaserrippen 2 und 3 bringt.

Fig. 15 zeigt eine Aus führung s form der Erfindung mit besonders breiten und ebenen Glasfaser-Rippenoberflächen bei den Rippen 2 und 3 (siehe auch Fig. 7 imd 8). Dies wird erreicht, wenn zwei oder mehr als zwei Glasfaserstränge 30 im höchsten Glasfaserrippenteil durch Gegenbindung der Kettfaden 121 nebeneinander zu liegen kommen, so daß ein weitestgehend quadratischer bzw. rechteckiger Glasfaserrippenquerschnitt entsteht, was sich besonders günstig auf die Verklebung von Glasfaserrippen-Abdecklaminaten 128 (Fig. 26 und 27) bei «Sandwich-Bauweise auswirkt.

Fig. 16 zeigt eine andere Möglichkeit der Verbindung der Glasfaserrippen 2 und 3 mit dem Glasfaserträgermaterial 1 bei dem erfindungsgemäßen Laminat. Dies geschieht mit dem Verbindungselement 124 und den beiden Kettfäden. Diese

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- 20 binden in Drehertechnik mit dem Schußfaden 125.

Die Fig. 17» 18, 19 und 20 zeigen weitere Ausführungs-' formen für das Anweben der Glasfaserrippen 2 und 3 an den Glasfaser-Trägerstoff 1, wie sie infolge vorteilhafter Kombination der in den Fig. 10 bis 14 gezeichneten und beschriebenen Bindungstechniken möglich sind·

Die Fig. 21 zeigt in schematischer Darstellung einen Schußschnitt durch eine Glasfaserrippen-Karolaminat-Gewebebin- W dung in Schußplisseewebtechnik (siehe auch Fig. 22). Der Glasfaserträgerstoff ist hier wieder mit 1 bezeichnet. Er wird durch die Kettfaden 106 und 107 und durch die Schußfäden 108 gebildet. Die Kettfäden 107 und die Schußfaserstränge 109 ergeben die Schußplisseefalte 117. In diese sind die Kettrippen 118 eingewebt. Sie bestehen vorzugsweise aus Glasseidenrovings.

Die Fig. 22 zeigt in schematischer Darstellung ein Glasfaser-Karolaminatgewebe in der an Hand der Fig. 21 beschriebenen Bindungsart. Hierbei sind wesentlich höhere und leichtere Glasfaserrippen 2 und 3 erreichbar als im Falle der Figuren 10 bis 20. Die Schußplisseeglasfaser-

rippen 117 können in erfindungegemäßer Weise hohl sein und sind durch die Kettfäden 107 mit dem Glasfaserträgerstoff verbunden. Die Glasfaserkettrippen 118 können sehr schmal ausgebildet sein und sind in die Schußpliseeefalten eingewebt. Diese Glasfaserrippen-Karolaminatgewebe eignen sich besonders vorteilhaft für Sandwich-Laminate, ähnlich den in den Figuren 26 und 27 dargestellten, und ergeben auch bessere Festigkeitswerte und Biegesteifigkeiten. Es lassen sich damit schwimmfähige Sandwich-Laminate mit einem spezifischen Gewicht weit unter eins herstellen,.

Fig. 23 zeigt an Glasfaserrippen-Karolaminatgewebe nach

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der Erfindung, das nach der Sehußpliseewebtechnik hergestellt ist. Unter dem bekannten Plissee versteht man einen Faltenstoff, d. h. ein Gewebe mit Falten, die beim Weben durch zwei verschieden gespannte Ketten oder durch Kreppgarne in Hohlschußbindung erzeugt werden und bei glatten Stoffen in der Appretur durch Plätten und Heißfixieren (Plissieren) entstehen (vgl. Der Große Brockhaus 1956 Band 9 Seite 242 linke Spalte). Im Falle der Fig. 23 sind erfindungsgemäß die Kettglasfaserrippen 126 derart in die Schußplisseefalten 117 eingewebt, daß sie den Glasfaserträgerstoff 1 nicht berühren und somit brückenähnlich von einer Falte 117 zu den nächsten Falten 117 flottieren. Diese Art des Glasfaserrippen-Karolaminatgewebes ist auch mit Hilfe der bei den Ausführungsformen nach den Fig. 10 bis 20 benutzten Bindungsmethoden vorteilhaft herstellbar.

Es ist außerdem möglich, in vorteilhafter Weise ein Glasfaserrippen-Laminatgewebe erfindungsgemäß in Karoform und in Streifenform zu verwenden und erfindungsgemäß herzustellen, indem Glasfaserstränge 2 bzw· 3 direkt in den Glasfaserträgerstoff 1 eingewebt werden, wobei die Bindung so gewählt ist, daß die Glasfaserstränge im Glasfaserträgerstoff 1 und an deren Kett- und Schußrippenkreuzungen übereinanderschiebbar sind. Bei dieser Bindungsart ist es sehr vorteilhaft, auch auf der Rückseite des Glasfaserträgergewebes 1 unterhalb der Glasfaserrippen eine geringe Eippenhöhe aus Glasfasersträngen aufzubauen, um auf der Vorderseite des Glasfaserträgerstoffes 1 ausreichend hohe Glasfaserrippen zu bekommen. Die Summe beider Glasfaserrippenhöhen ergibt eine besonders günstige Gesamtrippenhöhe.

Beim erfindungsgemäßen Glasfaserrippen-Laminatgewebe in Streifenform z. B. nach Fig. 24 können die Glasfaserstränge

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mit dem Glasfaserträgerstoff 1 durch Anwebfäden 4, 119» 120, 121, 122, 123 in Kett- oder Schußrichtung rippenartig verbunden aein.

Als Trägerstoff 1 für die Glasrippen 2, 3, 30, 110, 117, 118 und 126 kann in vorteilhafter Weise im Bedarfsfalle bei der Erfindung auch ein schweres bzw. beliebig dickes Gewebe Anwendung finden, wobei dieses auch als Mehrfach!.agengewebe, zum Beispiel als Doppelgewebe in j Bindung, ausgebildet sein kann·

Mit zunehmend enger werdender Glasfaserrippenstellung vergrößert sich die Rippenoberfläche und damit die Verklebungsflache. Dadurch kann die Verklebung und die Querfestigkeit der einzelnen Laminat schicht en verbessert; werden. Die Querfestigkeit läßt sich auch dadurch erhöhen, daß man den Glasfaserträgerstoff 1 ganz oder teilweise zum Beispiel im Schuß aus strukturierten Garn herstellt. Solche strukturierte Garne sind z. B· das Noppen- Schlingen- oder Kurzfasergarn.

Für viele Anwendungszwecke ist es vorteilhaft, wenn der Glasfaserträgerstoff 1 teilweise oder ganz in einer porenbildenden Bindung hergestellt ist. Eine solche Bindung ist z. B. die Dreherbindung oder die Scheindreherbindung·

TTm die Schußeinarbeitungsdifferenz zwischen dem Glasfaserträgerstoff 1 und den Schußsträngen der Glasfaserrippen 3 auszugleichen, kann erfindungsgemäß der Glasfaserträgerstoff 1 popelingewebeartig aus feinen Sett- und gröberen Schußmaterial eingestellt sein. Sine weitere Möglichkeit, deaf Schußeinarbeitungsdifferenz zu begegnen besteht darin, den Schußglasfaserrippen eine wellenförmige Lage, wie im Falle der Fig. 2 zu geben. Dies läßt sich besonders vorteilhaft mit den an Hand der Figuren 12 bis 15 beschrie-

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benen Bindungen erreichen. Außerdem ist es vorteilhaft, das Grundschußmaterial des Glasfaserträgerstoffs 1 mit leichter Spannung und das Glasfaserrippenmaterial mit hoher Spannung zu verweben.

Zum Herstellen großer Glasfaserkunststoffteile, zum Beispiel für Bootskörper oder Karosserien usw. ist es erforderlich, mehrere Glasfaserrippengewebebahnen nebeneinander zu verarbeiten. Um dabei einen einwandfreien ]?ertigungsübergang von Glasfasergewebebahn zu Glasfasergewebebahn zu erhalten und um dabei die Verarbeitung unkompliziert zu gestalten, läßt man die Webkanten der Glasfasergewebebahnen nicht miteinander anstoßen, sondern vorteilhafterweise sich mehr oder weniger stark überlappen. In dieser Weise können im Glasfaserlaminat in bestimmten Abständen verstärkte Stellen entstehen, welche, bewußt eingesetzt, beispielsweise im Bootsbau erfindungsgemäß die Spanten ersetzen können.

Damit beim Überlappen der Glasfasergewebebahnen keine stufenförmigen Übergänge entstehen können, ist es in diesem Falle vorteilhaft, die Glasfaserrippenhöhe an den Gewebekanten und Geweberändern zu reduzieren. Dies geschieht an Schnittstellen der Glasfaserrippen-Laminatgewebe durch Ausfransen. An den Webkanten werden die Glasfaserrippenstränge intereinander fächerförmig in die Kante eingewebt, wodurch die Glasfaserrippenhöhe annähernd bis auf null reduziert werden kann. Diese Wirkung läßt sich durch Abschneiden der Hilfskanten auf der Webmaschine bis zu einem hohen Maße und bis zu einer hohen "Vollkommenheit verstärken.

Die Verarbeitung der Glasfaserrippen-Laminate nach der Erfindung erfolgt zumeist im Hand-Auflegeverfahren und zwar vorteilhaft in folgender Weise:

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Zum Tränken der Glasfaserrippengewebe nach der Erfindung ist es zweckmäßig, Kunstharze niedriger Viskosität, z. B· von etwa 200 bis J?°0 Centipoise bei 18° Celsius zu verwenden oder mittels geeigneter Verdünner das vorhanfene Kunstharz dementsprechend einzustellen. Das Tränken kann von der Glasfaserrippenseite oder von der Glasfaserträgerstoffseite erfolgen. Ein Durchtränken ist dabei selbst dann möglich, wenn die Glasfaserrippen 2 und 3 beidseitig an einem Trägerstoff angewebt wären, so daß im Gewebeinneren Hohlzellen entstehen.

Glasfaserrippen-Laminatgewebe nach der Erfindung können an oder außerhalb einer Form mit dem Kunstharz getränkt werden. In vielen Fällen ist es vorteilhaft, das Glasfaserrippen-Laminatgewebe nach der Erfindung in trockenem Zustand an die Form oder auf das Vorlaminat 127 (vgl. z„ B. Fig. 26) zu legen und dann mit dem Kunstharz zu tränken und anschließend anzuwalzen oder anzudrücken.

Das Tränken kann bei der Erfindung durch Lamini erwalz en, z. B. Speziallaminierwalzen erfolgen, bei denen das Zweikomponentenharz getrennt in zwei Schläuchen am Walzenstiel entlang bis zur Walze geleitet wird, wo es dann auf die Walzenoberfläche oder direkt auf das Laminatgewebe sich vermischend aufgespritzt wird» Das Tränken kann bei der Erfindung auch unter Hilfenahme eines Pinsels oder durch Tauchen und, bei genügend enger Faserrippenstellung (etwa unter 2 mm) auch durch Aufsprühen oder Aufträufeln bewerkstelligt sein. Das Glasfaserrippen-Laminatgewebe ist dann in äußerst kurzer Zeit durchtränkt, wobei bei der Erfindung das Glasfaserrippen-Laminatgewebe vorteilhaft nicht erst verdichtet und entlüftet werden muß, wie dies beim bekannten Glasseidengewebe und bei der bekannten Fasermatte erforderlich ist. Durch die Erfindung wird damit eine erhebliche Arbeitsersparnis gewonnen·

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Bei der Erfindung muß das flüssige Kurts-bttarz lediglich, gleichmäßig aufgetragen werden, das Durchtränken geschieht dann völlig selbständig und annähernd blasenfrei, wobei die ursprüngliche Glasfaser-Rippenstruktur fast vollkommen erhalten bleibt·

Nach dem Tränken muß das Glasfaserrippen-Laminatgewebe auf das Vorlaminat 127 beispielsweise mittels einer Laminierwalze aufgeformt bzw. aufgewalzt werden, wobei gleichzeitig zwischen Vorlaminat 127 und Glasfaserträgerstoff 1 etwa vorhandene Luft durch den porösen Trägerstoff 1 hindurch entweichen kann.

Die Glasfaserrippenstellung kann vorteilhaft derart bemessen sein, daß die Räume zwischen den Rippen der erforderlichen Menge Kunstharz gleichkommt. Demzufolge kann das Kunstharz auch aufgegossen und mit Hilfe einer Rakel verteilt werden·

Außerdem ist bei der Erfindung in vorteilhafter Weise eine Tränkung und Härtung mittels Kunstharzpulver dadurch möglich, daß man das Kunstharzpulver kontinuierlich auf das Glasfaserrippen-Laminatgewebe aufbringt und das Ganze dann erwärmt. Bei der Wärmezufuhr verflüssigt sich das Kunstharzpulver, zieht in das Laminatgewebe ein und härtet sich dann aus.

Anders als bei den bekannten Glasseidengeweben und besonders bei den bekannten Glasseidenmatten ist bei dem Glasfaserrippen-Laminatgewebe nach der Erfindung ein wesentlich gleichmäßiger Fasergehalt bzw. Harzgehalt im fertigen Laminat erreicht. Hierin liegt ein erheblicher technischer Fortschritt gegenüber dem genannten Stand der Techniko Dieser durch die Erfindung erzfeite technische Fortschritt ict für die Konstruktion, für die Fertigung und für die

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Gebrauchstüchtigkeit, insbesondere bei gewichtsempfindlichen Bauteilen und Konstruktionsteilen von sehr großem Nutzen.

Fig. 25 zeigt in perspektivischer und schematischer Darstellung den Ausschnitt eines Glasfaserrippen-Laminatgewebes nach der Erfindung, sas unter Mitverwendung des Glasfaserrippen-Laminatgewebes nach E¹Ig. 8 hergestellt ist» Der Aufbau des Laminates nach Fig. 25 ist folgender:

Als Vorlaminat 127 ist nach Fig. 25 ein Masivlaminat aus an sich bekanntem Glasseidengewebe und oder an sich bekannter Glasseidenmatte vorgesehen. Die Bauelemente 1, 2, 3, 120, 121 bilden zusammen das mit Kunstharz getränkte und ausgehärtete Laminatgewebe aus Fig. 8. Das Laminat nach Fig. 25 ist einseitig glatt. Diese Seite bildet hiermit in den meisten Anwendungsfällen die Kunststoff oberfläche. Die andere Seite ist durch die Glasfaserrippen 2 und 3 stark verrippt und bildet die Rückseite des Laminats im Falle der Fig. 25. Dieses Laminat nach der Erfindung kann als Laminat in offener Bauweise bezeichnet werden. Das Glasfasertragergewebe 1 bildet hier zum Teil das Vorlaminat 127 mit.

In Fig. 26 ist schematisch und in perspektivischer Darstellung ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Glasfaserrippen-Laminats in Sandwichbauweise gezeigt, das beidseitig Je eine glatte Oberfläche aufweist. Zwischen die beiden Glasfaserkunststoff-Außenschichten 127 und 128 ist ein leichterer Glasfaserkunststoff-Stützkern einlagig durch das Glasfaserrippen-Verstärkungsmaterial nach Fig. aufgeschichtet. Das erfindungsgemäße Glasfaserrippen-Kunststofflaminat nach Fig. 26 k_ann als Laminat in abgeschlossener Bauweise bezeichnet werden. Sein Aufbau ist folgender:

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Auf das Vorlaminat 127 ist wie im Falle der Fig. 25 das Glasfaserrippen-Laminatgewebe der Fig. 8 "bei nach, oben offenen Kippen 2, 3 auflaminiert. Dieses offene System wird durch das Rippenabdecklaminat 128 abgedeckt. Dies geschieht durch Auflaminieren von 128 auf die vorzugsweise leicht eingehärteten G-lasfaserrippen 2 und 3· Der Aufbau des Rippenabdecklaminates 128 entspricht dem des Vorlaminates 127ο Das Glasfaserträgergewebe 1 bildet hier zum Teil das Vorlaminat 127 mit. Bei Biegebelastungen nehmen die Außenschichten 127 und 128 die Hauptkräfte auf. Die Glasfaserrippen 2 und 3 bilden den sehr schubfesten Stützkern·

Fig. 27 zeigt in schematischer V/eise den Ausschnitt einer besonderen Ausführungsform des Laminates nach der Erfindung in Sanwichbauweise. Auf das Vorlaminat 127 ist wie im Falle der Fig. 25 das Glasfaserrippen-Laminatgewebe nach Fig. 8 bei nach oben offenen Rippen auflaminiert, wobei der Glasfaserträgerstoff 1, wie im Falle der Fig. 25 und der Fig. 26 einen Teil des Vorlaminates 127 ausmacht bzw. bildet. Auf die nun vorzugsweise leicht angehärteten Glasfaserrippen 2 und 3 der ersten Lage wird in vorteilhafter Weise eine Glasseidenmatte 129 aufgeschichtet. Hierauf folgt sofort die zweite Lage aus Glasfaserrippen-Laminatgewebe mit den Glasfaserrippen 2' und 3^! und mit dem Glasfaserträgergewebe l¹· Die Aufbringung der zweiten Lage erfolgt mit der glatten Seite nach oben.

Die Tränkung der Glasfaserrippen 2 und 3 erfolgt nun durch den Glasfaserträgerstoff 1 hindurch. Die vollkommene Durchtränkung der Glasfaserrippen 2 und 3 erkennt man daran, daß diese ihre weiße Farbe verlieren, wenn die Luft aus den Glasfaserrippen 2 und 3 entweicht. Auf die nun vorzugsweise wiederum leicht angehärtete Glasfaserrippenschicht wird das Decklaminat auflaminiert, so daß damit zusammen mit dem

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G-I as fas er träger gewebe der zweiten Glasfaserrippengewebelage das Rippenabdeck-Laminat 128 gebildet wird.

Bei Biegebelastungen nehmen die beiden Außenschichten 127 und 128 sowie die Glasfaserrippen 2 und 3 die Hauptkräfte auf. Die Schubkräfte sind hier hauptsächlich von der Glasfasermatte-Laminatschicht 129» jedoch auch von den Glasfaserrippen 2 und 3 aufgenommen. Es ist bei der Erfindung ohne weiteres möglich, einen beliebig dicken Stützkern aus beliebig vielen Laminatgeweben nach Fig. 8 und " aus Zwischenlagen aus Mattelaminat 129 aufzubauen. Zwei Lagen eines Glasfaserrippen-Laminatgewebes nach der Erfindung in einer Ausführungsform der Fig. 8 ergeben bei

einem Gewicht von ca 1500g bis 1800g/m eine Laminathöhe von etwa 8mm.

Für ein Massivlaminat nach dem Stand der Technik benötigt man bei gleicher Höhe sechs bis acht Lagen ebenflächiges Glasseidengewebe oder Glasseidenmappen. Zusammen mit der zeit- und kraftsparenden Verarbeitbarkeit der Glasfaserrippen-Laminatgewebe summieren sich diese Vorteile zu einer sehr erheblichen Arbeitsersparnis und zwar besonders fc bei Laminatdicken von 8 mm und darüber sowie bei großen Formteilen.

Die Glasfaserrippenstellung kann, bei der Erfindung so eng bemessen sein, daß beim Tränken das flüssige Kunstharz noch gut in die Tiefe des Glasfaserrippen-Laminatgewebes eindringen kann, so daß ein schnelles, selbsttätiges Durchtränken bei gleichzeitigem Entlüften gewährleistet ist.

Ferner ist es bei der Erfindung im Bedarfsfalle möglich, die Glasfaserrippen so eng zu stellen, daß die Zwischenräume im Laminat praktisch verschwinden. In einem solchen

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Falle ist es zweckmäßig_/nicht jeden Glasfaserrippen-Kreuzungspunkt 4' an den Glasfaserträgerstoff anzuweben. So hergestellte Laminate enthalten zweckmäßig fast nur parallele Glasfaserschichten, was die Festigkeit und den Elastizitätsmodul verbessert und wegen der geringen Harzrißbildungsgefahr insbesondere die Lebensdauer bei dynamischer Beanspruchung erhöht«

Die beiden zuletzt erwähnten Ausführungsformen der Erfindung eignen sich auch beim Preßverfahren und beim Herstellen von Prepregs und Preßmassen (über Prepregs vgl. S. 4-5 und 46 bei Beyer und Schaab "Glasfaserverstärkte Kunststoffe" 4. Aufl. Verlag Carl Hanser, München). In einem solchen Preßverfahren hergestellte Laminate würden praktisch keine Rippen aufweisen. Es könnten hierbei jedoch Phenolharze eingesetzt werden, welche die Festigkeit und den Elastizitätsmodul der Laminate erhöhen·

Eig. 28 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Sie zeigt den Schußschritt durch das infolge von Gummifäden oder dergleichen wellenförmig zusammengezogene Glasfaserträgergewebe. Die Verstärkung und Versteifung erfolgt hier hauptsächlich nur in der Schußrichtung. Es können hiermit jedoch auch Sandwichlaminate hergestellt werden.

In Fig. 28 sind mit 131 die Kettfäden und mit 132 die Schußfäden bezeichnet. Die Kettfäden können vorzugsweise aus beliebig starken Glasseidengarnen oder auch aus anderen geeigneten Fasermaterialien bestehen. Die Schußfäden 132 bestehen ebenfalls vorzugsweise aus beliebig starken Glasseidengarnen oder aus anderen geeigneten Materialien. Die Fäden 131 und 132 bilden zusammen das Glasfaserträgergewebe. Es können hierbei auch andere Bindungen im Bedarfsfalle zur Anwendung kommen. Außerdem ist es möglich, dieses Glasfaserträgergewebe mit Glasfaserstrangrippen in

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Kettrichtung zu verbinden, wobei sich die Glasfaserstrangrippen in den Gewebeteilen 135 ebenfalls bogenförmig um die Falten legen und so die Falten und die Gewebeteile 134- und 136 im Laminat auch in der anderen Richtung versteifen und verstärken.

In der Fig. 28 ist mit 132 ein nun weitestgehend entspannter Gummifaden und mit 133 ein Bindefaden des Gummifadens 132, in diesem Falle ein dünner Dreherfaden, bezeichnet. Der Gummifaden 132 ist im Gewebeteilstück 134 locker an " den Trägerstoff 129, 130 angewebt, so daß der Gummifaden

hier seine Vorspannung zur Faltenbildung an die Gewebeteile 135 gut abgeben kann.

Im Gewebeteilstück 136 ist der Gummifaden 132 in den Trägerstoff 129, 130 fest eingebunden. An diesen Stellen, welche in an sich beliebig großen Abständen auftreten können, ist dieses erfindungsgemäße Laminatgewebe nach Fig. 28 in Schußrichtung in mehr oder weniger große Teilstücke zerschneidbar. Bei Einhaltung dieser Vorschrift wird ein •Herausschlüpfen" der sonst leicht eingebundenen Gummifäden verhindert·

Das erfindungsgemäße Glasgewebe nach Fig. 28 wird nun ebenfalls mit Kunstharz getränkt und entweder allein oder zusammen mit an sich bekannten Glasseidengeweben oder Glasfasermatten zu gerippten Laminaten oder zu beidseitig glatten Laminaten, insbesondere Sandwich-Laminaten, erfindungsgemäß verarbeitet·

Fig. 29 zeigt eine besondere Ausführungsform der Erfin-ex l>t dung, wonach Kunstharz-Glasfaserlaminatgewebe mi^ einem Rippen- bzw. Faltenverlauf nur in einer. Richtung,was ^. B. durch Anwendung der Schußplisseemethode erreichbar ist, vorgesehen sind. Mit 134» 135» 137 und 138 sind in Figur

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29 verschiedene Teilstücke bzw. Teilabschnitte "bezeichnet. Bei durchgehendem Vorlaminat 127 ist die Oberfläche noch über einen Bereich 137 mit einer Deckschicht 128 laminiert, während der Abschnitt 138 nach oben rippenfrei bleibt. Die Ausführungsform nach Fig. 29 kann in vorteilhafter Weise mit Ausführungsformen z.B. nach Fig. 1, 4-, 7» 8, 10 bis 20, 22, 23, 25, 26 oder 27 zu einer gemeinsamen Baueinheit oder Konstruktionseinheit in Schichtbauweise kombiniert bzw. laminiert sein. Eine derartige Kombinationsmöglichkeit von Glasfaserrippen-Laminaten, die nur in λ einer Koordinatenrichtung gerippt sind, mit solchen, die in beiden Koordinatenrichtungen derselben Ebene gerippt sind, ist auch für die Ausführungsform der Erfindung nach Fig· 9 und 24, sowie 28 gegeben.

Fig. 30 zeigt bei einer anderen Aus führung s fprm der Erfindung den Schußschnitt für ein gewebtes Stück mit quadratischem Zellenaufbau. Hierbei sind die Kettfäden mit 139, die Schußfäden mit 140 und die Hohlzelle mit 141 bezeichnet. Die Kettfäden 139 bestehen zweckmäßig aus sehr dünnen synthetischen Garnen oder Glasseidengeweben. Torzugsweise können auch beide Materialien gleichzeitig zur Anwendung gelangen. Die im Schnitt dargestellten Schuß- f fäden 140 bestehen je nach Qualitätsanspruch der Gewebezellen aus mehr oder weniger dicken Glasseidengarnen oder Glasseidensträngen bzw. Fäden oder auch aus synthetischem Material oder es können auch beide gleichzeitig zur Anwendung kommen. Die Hohlzelle 141 hat bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 30 einen quadratischen Querschnitt.

Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 31 ist mit 127 eine Außenschicht, bzw. das Vorlaminat bezeichnet, das vorzugsweise aus Glasfaserkunststoffgewebe besteht. Ferner ist in Fig. 31 eine zweite Deckschicht 128 eingezeichnet,

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die ebenfalls vorzugsweise aus Glasfaserkunststoff besteht und als Außenschicht bzw. als Abdecklaminat eingerichtet ist. Dieses Abdecklaminat 128 ist im rechten Teil der Zeichnung in Fig. 51 aus Gründen der Erläuterung der Erfindung aufgeklappt dargestellt, um die Webwaben 141 sichtbar zu haben. Die Wabe 141 stimmt mit der Hohlzelle in Fig. 50 überein.

Fig. 52 zeigt bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung einen Webwabenschußschnitt mit sechseckigem Zellenaufbau. Die Kettfäden sind hier mit 159 und die Schußfäden mit 140 bezeichnet.

Eine Weiterbildung der Erfindung stellen "gewebte" Waben, an Stelle der bekannten "geklebten" Waben, dar, insbesondere wenn diese "gewebten" Waben aus Glasfasern bestehen, welche mit Kunstharz getränkt und zu Kunstharzlaminaten verarbeitet werden. Diese gewebten Waben (vgl. Fig. 50, 51» 52) dienen dabei vorteilhaft als Stützkern zwischen zwei mehr oder weniger dicken Außenschichten aus glasfaserverstärktem Kunstharz oder auch aus anderen Materialien. Diese

/die S_andwichbauweise erhöht unter anderem' Biegesteifheit und die Verwindungssteifheit sowie die Biegefestigkeit und die Knickfestigkeit.

Bei den bekannten, dirch örtliches Zusammenkleben hergestellten Glaswaben in Bahn- oder Streifenform besteht der Nachteil, daß diese sehr teuer sind im Vergleich zu der "gewebten" Wabenausführungsform nach der Erfindung.

Die gemäß der Erfindung gewebten Glasfaserwaben sind Mehrfachlagengewebe (Fig. 52), welche örtlich zusammengewebt sind, oder sie sind verhältnismäßig dicke Mehrfachglasgewebe, wobei sämtliche Kettfäden die ganze Gewebedicke von der Oberseite bis zur Unterseite zickzackförmig durch-

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laufen, so daß beim Auseinanderziehan des Gewebes Hohlzellen entstehen. Die Dicke des Gewebes nimmt zu und die Länge des Gewebes nimmt ab·

Diese Mehrfachlagenglasfasergewebe nach der Erfindung sind auf der Webmaschine im wesentlichen beidseitig ebenflächig. Sie sind dort gleichmäßig hoch und werden dann der gewünschten Wabenhöhe gemäß in Längs streifen in der Kettrichtung zerschnitten. Diese Streifen werden senkrecht zur Glasfasergewebeebene auseinandergezogen und bilden jetzt die Waben. Es können erfindungsgemäß auch vorteilhaft Waben mit in sich steigender Höhe hergestellt werden, indem die Gewebestreifen winkelförmig oder bogenförmig zugeschnitten werden.

Damit die Webwaben bei Ausführungsform nach der Erfindung nicht zu stark ausfransen können, werden diese derart mit geheizten Schneidewerkzeugen geschnitten, daß die thermoplastischen Kett- und Schußfäden auischmelzen und dabei die Schnittstellen leicht verkleben.

Zufolge des niedrxgen Herstellungspreises ist der Einsatz der Webwabenausführungsform der Erfindung auch im Bootsbau, im Containerbau, im Fahrzeugbau und im Wohnungsbau z. B. für Bauplatten äußerst lohnend.

Der Einsatz der Webwabenausführungsform der Erfindung ist überall da angebracht, wo eine besonders hohe Steifigkeit, Festigkeit und eine sehr hohe Wärmedämmung bei geringstem Gewicht gefordert wird·

Die Webwabenausführungsform nach der Erfindung ist in jeder Richtung hervorragend gut verformbar und leicht mit Kunstharz tränkbar, wenn das Kunstharz auf die Webwaben aufgespritzt wird. Die Tränkung kann auch durch Tauchen

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erfolgen und wird in jedem Falle vorzugsweise außerhalb der Teileform vorgenommen. Zum Herstellen der Webwaben können alle zur Verstärkung von Kunststoffen geeigneten Fasern benutzt werden·

Eine weitere Möglichkeit Sandwichlaminate herzustellen, besteht erfindungsgemäß darin, zwischen zwei glatten Außenschichten 127 und 128 aus glasfaserverstärktem Kunststoff schlingenartige Gewebe nach den Fig. 55 und 54 einlagig oder mehrlagig nach Fig. 55 einzubetten, welche vorher mit Kunstharz getränkt, dann geformt und schließlich ausgehärtet werden, so daßzwischen beiden Außenschichten 127 und 126 ein fester Stützkern entsteht·

Gegenüber bekannten Stützkernen aus Hartschaumstoffen haben Schlingengewebestützkerne nach den Figuren 35 kis 35 neben ihrer besonders günstigen Verformbarkeit in jeder Richtung den Vorteil, den Schubkräften wesentlich besser zu widerstehen.

Auf Grund des erreichbaren niedrigen spezifischen Gewichtes von etwa bis zu 0,2g/cm und der hohen Steifheit und Festigkeit ist bei der Erfindung nach den Fig. 33 bis 35 eine wesentlich höhere Biege-, Knick- und Verwindungs-Steifheit sowie eine wesentlich höhere Biege, Knick- und Verwindungs-Festigkeit gegenüber Massivlaminaten bei gleichem Lamin_atgewicht pro Flächeneinheit gegeben. Außerdem wirken die Schlingen-Laminatglasfasergewebe gemäß der Erfindung stark wärmedämmend·

Sie Schiingenlaminat-Glasfasergewebe nach der Erfindung werden erfindungsgemäß in einer Spezialfrottier-Bindungstechnik auf Webmaschinen hergestellt. Hierbei können auch andere geeignete Fasern zur Anwendung kommen. Die Herstellungskosten für das Schiingenlaminat-Glasfasergewebe

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nach, den Fig. 33 und 34- liegen wegen der einfachen Webmethode äußerst niedrig.

Fig. 33 zeigt in schematischer Darstellung ein einseitiges Schiingenlaminat-Glasfasergewebe nach der Erfindung im Schußschnitt mit erhöhter Festigkeit und Steifigkeit in der Kettrichtung. Die Kettfaden 142 können aus Glasseide oder aus Baumwolle oder aus synthetischen Fäden bestehen. Die Schußfäden 143 bestehen vorzugsweise aus Glasseidengarn. Die Fäden 142 und 143 bilden nach Fig. 33 zusammen den Glasfaserträgerstoff 1 der Schlingen 144. Diese schlingenbildenden Glasfaserstränge (Rovings), Glasseidengarne oder Zwirne, vorzugsweise Glasfaserstränge 144, bilden zusammen mit dem Trägerstoff der Fäden 142, 143 in mehr oder weniger dichter Reihenfolge in Richtung der schraffiert dargestellten dritten Koordinate (usw.) die in ihrer Dicke variabel einstellbaren Schlingen-Laminatgl_asfasergewebe. Die Schlingen 144 sind zweckmäßig in Richtung der dritten Raumkoordinate (usw.) hauptsächlich bei sehr dicken Schiingen-Laminatgeweben so dicht zu setzen, daß sie sich an den Punkten 145 gegenseitig berühren und sich durch das Kunstharz dort miteinander verkleben lassen. Dadurch erhalten die getränkten und ausgehärteten Schlingen 144 eine wesentlich höhere Steifheit und Knickfestigkeit, was sich auf das gesamte Schlingenstützkern-Sandwichlaminat vornehmlich bei Biegebelastungen über die Schußrichtung sehr günstig auswirkt.

Durch den Einsatz von hochelastischem Schußmaterial 143 können vorteilhaft auch in Schußrichtung zusätzlich zu den Kettschlingen 144 Schlingen eingwebt werden bzw. gebildet werden. Hierdurch werden die mechanischen Werte in der Schußrichtung weiter gesteigert.

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Fig. £ψ zeigt ein erfindungsgemäßes beidseitiges Schlingenlaminatgl as fasergewebe im Schußschnitt. Es entspricht im Prinzip dem Laminatglasfasergewebe nach. Fig. 33 und könnte als Doppelschlingen-Laminatgewebe bezeichnet werden. Die Fäden 14-2 und 143 bilden zusammen das Trägergewebe der Schlingen 144. Diese Schlingen 144 sind schlingenbildende Garne wie im Zusammenhang der Fig. <$$ bereits angegeben wurde. Der Hauptvorteil solcher Doppelschlingen-Laminatgewebe nach der Erfindung liegt darin, daß mit dieser Bindungsmethode besonders dicke Schlingenlaminatgewebe her-™ stellbar sind.

Die Bindung des Trägerstoffs, die Einbindung der Schlingen, die Schlingenform und deren Höhe und Anordnung sind veränderbar.

Das erfindungsgemäße Schlingenlaminat-Glasfasergewebe nach den Figuren 33 und 34 ist nach jeder Koordinatenrichtung im Gegensatz zu den bekannten Hartschaumstoffen hervorragend verformbar und eignet sich besonders für räumlich stark gebogene Bauteile. Als Einsatzgebiet kommen außerdem die bereits genannten Gebiete in Betracht. Der Einsatz von b ßchlingenlaminatgeweben nach den Figuren 33 und 34 ist besondps für dickwandige Konstruktionen vorteilhaft, da damit auch eine erhebliche Arbeitsersparnis verknüpft ist.

Das Tränken der Schlingenlaminatgewebe nach den Figuren und 34- erfolgt hauptsächlich außerhalb der Teileform durch Aufspritaen oder durch Aufwalzen des Kunstharzes, welches dann infolge der Kapillarwirkung der Glasfaserstränge 144 bzw. der Fäden 142 und 143 das genannte Gewebe durchtränkt.

Pig· 35 zeigt in schematischer und perspektivischer Darstellung und im Schnitt ein Schlingendoppelglasfaser-Sandwichlaminat nach der Erfindung. Mit 142, 143 und 144 ist

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ein harzgetränkter und gehärteter Schlingengewebestützkern nach Fig· 34 "bezeichnet. Die Lufteinschlüsse 146 durchsetzen ganzförmig den gesamten Stützkern 142, 14-3, 144. Die Bauteile 127 und 128 sind glatte, glasfaserverstärkte Kunststoffaußenschichten, welche bei einer Krafteinwirkung auf das Sandwichlaminat die Hauptkräfte aufnehmen sollen.

Mittels Schlingenlaminatgewebe nach Fig. 33 können erfindungsgemäß nur zweilagige Sandwichlaminate erstellt λ werden, indem auf ein Massiv-Vorlaminat 127 ein Schlingengewebe nach !ig. 33 gestürzt, d. h. der Trägerstoffseite (142, 143) als Decklaminat auflaminiert wird. Hierbei ist es zweckmäßig, den Trägerstoff der Schlingen 144 als Doppelgewebe beliebiger Bindung herzustellen.

Die Diagramme in den Figuren 36 bis 43 veranschaulichen die durch dieERfindung hinsichtlich der Biegesteifheit bzw. der Biegebelastbarkeit gegenüber der bekannten Massivbauweise erreichbaren technischen Vorteile. Die Kreuzchen ( (x) in den Kurven geben die jeweils ermittelten Werte an. Diese sind dann durch Interpolation zu einer Kurve miteinander verbunden bzw. durch sinngemäße Exbraplation er- I weitert·

Die reinen Gewebelaminate A, B, E und F sind derart aufgebaut, daß die O°Eichtung aller Kettfäden und 90° im Diagramm die Richtung aller Schußfäden anzeigt. Die Festigkeitsverteilung verhält sich bei allen Geweben und allen reinen Gewebelaminaten wie Kette zu Schuß gleich 1:1.

Das bei den Laminaten A, B, 0 und D verwendete Strangrippen-Karogewebe wurde original auf einer Webmaschine lier-

2 gestellt. Es hatte ein Gewicht von ca 1600g/m und einen

ο
Hippenquerschnitt von ca 3 * 3mm . Der Eippenabstand be-

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trug 7 »5 mm. Das Trägergewebe hatte ein Gewicht von ca 400 g/m².

Bei den Laminaten A und B wurde dieses Gewebe mit gemischten Glasseidengeweben einseitig bzw. beidseitig beschichtet, wobei im Falle des Laminats A eine offene Hippenbauweise (Fig. 25) und im Falle des Laminats B eine Sandwichbauweise (Fig. 26) Torliegt·

Bei den Laminaten Cund D war das Strangrippengewebe mit Glasseidenmatten einseitig (C- offene Hippe entsprechend Fig. 25) bzw. beidseitig beschichtet· Im Falle D hat das Laminat Sandwichform entsprechend Fig. 26·

Die Laminate A, B, C, D und G waren mittels Polyesterharz P5 hergestellt. Zur Tränkung der Faserstrangrippengewebe wurde dem Kunstharz 10% Monostyrol zugesetzt· Für die Laminate E und Ϊ (Vergleichslaminate war dem Polyesterharz P6 Monostyrol zugesetzt.

Alle Laminate wurden bei ca 20° C mit Cobalt-Beschleuniger und Metiqrläthylketonperoxyd-Hydroperoxyd-Dij&ethylphthalat (DDU) gehärtet und anschließend bei ca 60° G fünf Stunden lang getempert·

Im Falle des Strangrippengewebelaminats A (Fig. 36 und 37)

2
beträgt die Belastung 3»75 kg/m bei offen liegenden Hippen nach Fig. 25. Aufbau: 1 χ 285g/m Glasseidengewebe K§ (Vorlaminat), Biegefestigkeit ca 45kg/m² bei ca 59 Gewichteprozent Glasfasern. 1 χ 1600g/m Strangrippengewebe (Rippen offen). Glasfaserngehalt ca 50 Gewichtsprozent·

Im Falle des Strangrippengewebelaminats D (Fig· 42 und 43)

2
beträgt die Belastung 5,4kg/m . Aufbaudaten und Bauweise:

ο ρ

1 χ 300g/m Glaseeidenmatte (Vorlaminat). 1 χ 1600g/m

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Strangrippengewebe (Rippen offen). 1 χ 600g/m Glasseidenmatte (Rippenabdecklaminat). Glasfasergehalt ca 46 Gewichtsprozent ·

Im Falle des Massivlaminats E (Gewebe) liegen folgende Aufbaud_aten und Bauweise vor: beidseitig ebenflächig· 285g/m Glasseidengewebe K§ . Glasgehalt 59 Gewichtsprozent. Biegefestigkeit ca 45 kp/mm (über die Kett- bzw. Schußrichtung)·

Im Falle des Massivlaminats F (Fig. 36 bis 43) (Gewebe) liegen folgende Aufbaudaten und Bauweise vor: beidseitig ebenflächig. 900g/m Glasseidenrovinggewebe K*. Glasgehalt 63

2 Gewichtsprozent. Biegefestigkeit ca. 48 kp/mm ·

Im Falle des aus Matte bestehenden Massivlaminats G (Fig. 36 bis 43) liegen folgende Angaben vor: beidseitig eben-

flächig. 600g/m Glasseidenmatte. Glasgehalt 32 Gewichts-

prozent. Biegefestigkeit 21 kp/mm .

Alle Laminate haben wechselseitig etwa die gleiche Biegesteifigkeit bzw. Biegebelastbarkeit. Die Diagrammwerte χ der Vergleichslaminate E, F und G sind jeweils auf das

Gewicht pro m Strangrippengewebelaminat A, B, 0, D umgerechnet worden. Alle Laminate haben somit für jede Figur

ρ
das gleiche Gewicht pro m . Allen Diagrammen sind folgende Maße der Prüfkörper zugrunde gelegt: Ausladung 100 mm. Breite der Prüfkörper 10 mm. Die Kruzzeitbiegebelastung ist immer 1 kp. Die Kurzzeitbruchbelastung in kp ist jeweils 1/10 von cmkp/cm.

Pat entansprüche

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Claims (45)

1. - 40 Patentansprüche

   l.)jGlasfaserverstärktes, mehrschichtiges Kunststofflaminarc, insbesondere glasfaserverstärktes Ep oxidharz-Laminat oder glasfaserverstärktes Polyesterharz-Laminat, mit Kunststoff träger-Glasgewebe als verstärkende Gerüstsubstanz, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Laminatschichten aus kunststoffgetränkten ersten Glasfasersträngen (2) mit größerem Luftzwischenraum nebeneinanderliegend benachbarter Rippenstege (2) gebildet ist, wobei andere kunststoffgetränkte Glasfaserstränge (3) mit größerem Luftzwischenraum nebeneinanderliegend benachbarter Rippenstege (3) diese ersten Glasfaserrippen (2) kreuzen, daß jede Kreuzungsstelle (4-¹) einer ersten Glasfaserrippe (2) mit einer anderen Glasfaserrippe (3) ein fadenförmiges, schlingenartiges Verbindungselement (4, 4-a, 4b, 4-c, 4-d) enthält, welches durch Umschlingen die beiden kunststoffgetränkten Glasfaserrippen (2, 3) einer Kreuzungsstelle (4-·) an die harzgetränkte Glasgewebeunterschicht (1) und oder an die harzgetränkte Glasgewebeoberschicht (11) festmacht und daß die Rippengitterweite (GW) um ein erhebliches Vielfaches größer ist als die Fädengitterweite (gw) der Glasgewebeunterschicht (1) und oder als die Pädengitterweite (gw) der Glasgewebeoberschicht (11).
2. 2.) Kunststofflaminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Abstand nebeneinanderliegend benachbarter kunststoffgetränkter Glasfaserrippen (2, 3) etwa 8 mm beträgt.
3. 3.) Kunst stoff laminat nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Breite einer einzelnen kunststoffgetränkten Glasfaserrippe (2, 3) etwa 2 bis 3 mm beträgt. - 4-1 -

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4. 4.) Kunst stoff laminat nach den ,Ansprüchen 1 Ms 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe einer einzelnen kunststoffgetränkten Glasfaserrippe (2, 3) etwa 3 mm beträgt.
5. 5.) Kunst stoff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich kreuzende kunststoffgetränkte Glasfaserrippen (2, 3) sich an ihrer Kreuzungsstelle (4·) dur chdr ingen ·
6. 6.) Kunststoff laminat nach den .Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die kunststoffgetränkten Glasfaserrippen (2, 3) einen U-förmigen Querschnitt (Pig. 4, 5e, 11, 14, 16-20) haben und mit der offenen Seite der U-Form auf der harzgetränkten Glasgewebeunterschicht (1) aufliegen oder an. der harzgetränkten Glasgewebeoberschicht (11) anliegen.
7. 7.) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die kunststoffgetränkten Glasfaserrippen (2, 3) einen quadratischen (Fig. 5c) oder rechteckförmigen (Fig. 5<1) Querschnitt haben.
8. 8.) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch. gekennzeichnet, daß die kunststoffgetränkten Glasfaserrippen (2, 3) hohl sind (Fig. 5e, Fig. 9, Pig. 22 bis 24, Fig. 28, Fig. 29).
9. 9.) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kunststoffgetränkten Glasfaserrippen (2,3) Hohlkörper sind und nach der an sich bekannten Schußplissee-Webtechnik hergestellt sind.
10. 10.) Kunststoff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die kunststoffgetränkten Glasfaserrippen (2, 3) Glasseide und oder Glasseidenrovinge und oder Glasgarn enthalten. « 42 -

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11. 11·) Kunst stofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die kunststoffgetränkten Glasfaserrippen (2, 3) iffi Schuß Glasseide und in der Kette
    Glasstapelfasern oder umgekehrt im Schuß Glasstapelfasern und in der Kette Glasseide enthalten.
12. 12.) Kunststoff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die harzgetränkte Glasgewebeunterschicht (1) und oder die harzgetränkte Glasgewebe—
    Oberschicht (11) ein Feingewebe ist·
13. 13·) Kunststoff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Anheftungen (5a, 5b, 5c» 5d) der Glaflfaserrippen an die harzgetränkte Glasgewebeunterschicht

    (I) und oder an die harzgetränkte Glasgewebeoberschicht

    (II) außerhalb der Kreuzungsstellen (4·) an den Glasfaser-Schußrippen (3) und oder an den Glasfaser-Kettrippea (2) ▼orgesehen sind·
14. 14.) Kunststoff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die kunststoffgetränkten Glasfaserlängerippe (Kettrippe 2) in ihrer Längsausdehnung wellenförmig gestaltet ist (lig. 3)·
15. 15·) Kunst stoff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kunststoffgetränkte Glasfaserquerrippe (Schußrippe 3) i& ihrer Längsausdehnung
    wellenförmig gestaltet ist (Fig. 2).
16. 16.) Kunststoff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der von sich kreuzenden kunststoffgetränkt en Glasfaserrippen (2, 3) umgrenzte Raum (GW) ein von Kunststoff freigehaltener Hohlraum ist·

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    ■ - 43 -
17. 17·) Kunststoff laminat nach den Ansprüchen 14 "bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellung der Glasfaserrippe (2, 3) durch Dreheranheftungen (4, 5) der Glasfaserrippe an die Glasfaserunterschicht (1) und oder an die Glasfaseroberschicht (11) hergestellt ist.
18. 18.) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steghöhe (h) der kunststoff getränkten Glasfaserlängsrippe (2) etwa ebenscjgroß ist wie die Steghöhe der kunststoffgetränkten Glasfaserquerrippe (3)·
19. 19·) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine und oder beide der Laminataußenschichten (1, 11) mit einer glättenden Deckschicht (12) versehen ist.
20. 20.) Kunststoff laminat nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die glättende Deckschicht (12) aus einem hellen Polyesterharz besteht.
21. 21.) Kunststoff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne kunststoffgetränkte Glasfaserrippe (2, 3) aus drei bis fünf Glasfasersträngen (11 bis 24 in Fig. 5) gebildet ist, und daß (jeder Glasfaserstrang (11 bis 24) aus feinen Glasfasern besteht·
22. 22.) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß jede der kunststoffgetränkten Glasfaserrippen (2, 3) aus Glasfasersträngen gebildet ist, deren Anzahl bei jeder Längsrippe (2) anders ist als bei jeder Querrippe (3)·

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23. 23.) Kunststofflaminat nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß jede kunststoffgetränkte Glasfaserrippe (2, 3) in der Kette (2) drei oder vier Glasfaserstränge (11, 12, 13, 14 und im Schuß (3) vier oder fünf Glasfaserstränge (11, 12, 13, 14, 15) enthält.
24. 24·.) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 21 "bis 23| dadurch gekennzeichnet, daß die Kettglasfaserstränge vom Webmaschinengatter so abgezogen sind, daß von jeder Glasseidenrovingspule mit Innenabzug zwei Kettstränge abgewebt " sind und zwar je Vorratsspule ein Kettstrang mit Innenabzug und ein Kettstrang mit Außenabzug.
25. 25.) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (4, 5c) ein Bindefaden (29) ist, der durch das die Glasgewebeunterschicht (1) oder das die Glasgewebeoberschicht (11) bildende Glasfaserfeingewebe Geführt ist (Fig. 6) und zwar bis zu einem Punkte (A) unterhalb der anzuheftenden kunststoffgetränkten Glasfaserrippe (28) geführt ist, daß der Bindefaden (29) von diesem Punkte (A) zurückgeführt und dann nach Verlassen des Glasfaserfeingewebes (1) die Glasfc faserrippe (28) bis zu einem Punkte (B) unterhalb der Glasfaserrippe (28) umschlingt, daß der Bindefaden 29 am Umschlingungs-Endpunkt (B) wieder in das Glasfaserfeingewebe (1) eingeführt ist und von dort in Bezug auf den Umschlingungsendpunkt (B) mit umgekehrter Führungsrichtung im Glasfaserfeingewebe (1) verläuft.
26. 26.) Kunst stoff laminat nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß Umschlingungsanfangspunkt (A) und Umschlingungsendpunkt (B) mit kurzem gegenseitigem Lückenabstand gegenüberliegen.

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27. 27.) Kunst stoff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasfasergehalt der kunststoff ge tränkt en G-lasfaserrippen (2, 3) etwa 50 bis 70 Gewichtsprozent beträgt·
28. 28.) Kunststoff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Ablösefestigkeit der Glasfaserrippen (2, 3) die ersten Kett- oder Schußrippenstränge der Glasfaserrippen (2, 3) in die Glasgewebeunterschicht (1) bzw. in die Glasgewebeoberschicht (11) eingewebt sind. (
29. 29.) Kunststoff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (4) diagonal bindende Dreherfaden (120) sind und daß unmittelbar benachbarte Dreherfaden gegenläufig angeordnet sind (Fig. 11).
30. 30.) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (4) aus zwei gegenläufig bindenden Dreherfäden (120) im Kreuzverband besteht (Fig. 14).
31. 31.) Kunststoff laminat nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Dreherfaden (120) des Kreuzverbandes stärker gespannt ist.
32. 32.) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 31» dadurch gekennzeichnet, daß Kettglasfaserrippen (126) derart in Schußplissee-Glasfaserfalten (117) eingewebt sind, daß sie da3 Glasfaseruntergewebe (1) bzw. das Glasfaserobergewebe (11) nicht berühren und brückenartig von einer Falte (117) zu den nächsten Falten flottieren.

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    205243t
33. 33·) Kunststoff laminat nach den Ansprüchen 1 "bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die harzgetränkte Glasgewebeunterschicht (1) beidseitig mit nebeneinanderliegend benachbarten kunststoffgetränkten Glasfaserrippen (2, 3) bestückt ist, die durch fadenförmige, schlingenartige Verbindungselemente (4) an die nunmehrige Glasgewebe zwischenschicht (129) festgemacht sind,
34. 34.) Kunststoff laminat nach Anspruch 33» dadurch gekenn-P zeichnet, daß die Glasgewebezwischensehicht (129) auf ihrer einen Oberflächenseite ein Glasfaserrippen-Bsminatgewabe in Karoform (Fig. 1, 8, 22, 23, 25, 30, 31) oder in Wabenform (Ii g· 32) und auf ihrer anderen Oberfl ächenseite ein Glaafaserrippen-Laminatgewebe in Streifemform (Fig. 9t 24, 29) aufweist.
35. 35·) Kunst sto ff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die harzgetränkte Glasgewebeunterschicht (1) bzw. harzgetränkte Glasgewebevorschicht (1, 11, 129 und Fig. 33 bis 35) ganz oder teilweise aus Noppen-, Schlingen- oder Kurzfasergarn hergestellt ist.
36. 36.) Kunststoff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 35t durch gekennzeichnet, daß die harzgetränkte Glasgeweböunterschicht (1) bzw. harzgetränkte Glasgewebevorschicht (1, 11, 129, Hg. 33-35) ganz oder teilweise in einer porenbildenden Bindung hergestellt ist.
37. 37.) Kunststoff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 36» ^da~ durch gekennzeichnet, daß die harzgetränkte Glasgewebeunterschicht (1) bzw. die harzgetränkte Glasgewebevorschicht (1, 11, 129 Fig. 33-35) popelingewebeartig aus feinem Kett- und gröberem Schußmaterial eingestellt ist.

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38. 38.) Kunst sto ff laminat nach den Ansprüchen 1 bis 37» dadurch gekennzeichnet, daß das Grundschußmaterial der harzgetränkten Glasgewebeunterschicht (1) bzw· der harzgetränkten Glasgewebevorschicht (1, 11, 129) mit leichter Spannung und das Glasfaserrippenmaterial (2, 3) mit hoher Spannung verwebt ist.
39. 39·) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Webkanten zweier Glasfaserlaminatgewebebahnen miteinander überlappt sind·
40. 40.) Kunst st off laminat nach Anspruch 39» dadurch gekennzeichnet, daß an den Gewebekanten und Geweberändern im Überlappungsbereich der Laminate kleinere Glasfaserrippenhöhen (h) vorhanden sind als außerhalb des Überlappungsbereiches.
41. 41.) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 39 und 40, dadurch gekennzeichnet, daß im Überlappungsbereich an den Webkanten die Glasfaserrippenstränge untereinander fächerförmig in die Kante eingewebt sind.
42. 42·) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorlaminat (127) ein Massivlaminat aus Glasseidengewebe oder Glasseidenmatte dient.
43. 43·) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß schlingenbildende Glasfaserstränge (144, Fig. 33) ein Schlingenlaminatglasfasergewebe bilden.
44. 44.) Insbesondere für Kunststofflaminate verwendbares Glasfasergewebe, dadurch gekennzeichnet, daß das gitterförmige Glasfasergewebe ein Doppelgewebe oder ein Dreilagengewebe ist, dessen Einzelgewebelagen sich in ihren Gitterweiten

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    (gw, GW) im Verhältnis von etwa 1 : 4 "bis 1 : 16 unterscheiden und daß die Glasfasergewebelagen (1 und 2, 3) an Bindungspunkten (4¹) webtechnisch durch Verbindungselemente (4, 5, 29, 119, 120, 121, 122, 125) miteinander verbunden sind.
45. 45.) Verfahren zur Herstellung des Glasfasergewebes nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Eettstränge vom Webmaschinengatter so abgezogen werden, daß von jeder Glasseidenrovingspule mit Innenabzug zwei Kettstränge abgewebt werden und zwar je Vorratsspule ein Kettstrang mit Innenabzug und ein Kettstrang mit Außenabzug.

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