DE2601368A1

DE2601368A1 - Vorrichtung zur herstellung von faserverstaerkten konstruktionsteilen

Info

Publication number: DE2601368A1
Application number: DE19762601368
Authority: DE
Inventors: Finn Benthin
Original assignee: Hotaco As
Current assignee: Hotaco As
Priority date: 1975-01-20
Filing date: 1976-01-15
Publication date: 1976-07-22
Also published as: DK135976B; DE2601368C3; FR2297704A1; SE410288B; DK135976C; JPS5197859A; SE7600424L; FR2297704B3; DE2601368B2; US4050677A; DK7176A; NL7600562A

Description

PAVE NTAtJ WALTE

A. GRÜNECKER

DIPL.-tNG.

H. KlNKELDEY

DR.-INQ.

W. STOCKMAIR

DR.-INa. · ASE (CAUTECH)

K. SCHUMANN

DR. RER. NAT. · O1PL.-PHYS.

P. H. JAKOB

DIPL.-INQ.

G. BEZOLD

DR. RER. NAT. · DIPL.-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR. RER. OEC. INQ.

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

Λ3. Jan. 1976 P 10036

A/S Hotacο

24·, Lundemarksvej

Horbak, Dänemark

Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Konstruktionsteilen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Konstruktionsteilen an Ort und Stelle, insbesondere von faserverstärkten Mörteln und Kunststoffen.

Es ist an sich bekannt, daß die Festigkeit von Mörtel, · wie z.B. von Kalkmörtel und Zementmörtel, nach dem Aushärten durch das Einschließen von Fasern wesentlich vergrößert v/erden kann. Obwohl diese Wirkung von allen möglichen Faserarten erreicht wird, sind anorganische Fasern

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bevorzugt, wie z.B. Asbestfasern, Mineralwolle oder Glaswollefasern, insbesondere aus alkaliresistentem Glas hergestellte Glaswolle.

Der Einsatz von verstärkten Mörteln ist vielseitig, wobei diese Mörtel z.B. zur Herstellung von leichten Trenn-' wänden und Randsteinen oder zur Herstellung von feuerfesten Beschichtungen für tragende Konstruktionsbauteile ebensogut verwendet werden können, wie für die Herstellung von Ersatzwerkstoffen für Holz im Baugewerbe, insbesondere für Fensterrahmen und Türrahmen, die bei vorgefertigten Baueinheiten verwendet werden.

Um die Herstellungskosten zu senken, wurden verschiedene Versuche unternommen, das faserverstärkte Mörtelgemisch an der Baustelle selbst herzustellen. Bei dem erfolgreichsten Versuch dieser Art werden Glasfasern mittels eines Luftstromes transportiert, indem reihenweise Glaswolle einer Schneideinrichtung zugeführt wird und die zerschnittenen Fasern mittels Druckluft durch ein Rohr ausgeblasen werden. Am Ende dieses Rohres sind zwei gegeneinander gerichtete geneigte Düsen vorgesehen, die einen Mörtel mit einer niedrigen Viskosität auf den Glasfaser-Luftstrom sprühen, so daß ein Gemisch aus Mörtel und Fasern unmittelbar vor dem Auftragen des Gemisches auf das entsprechende Konstruktionsteil erzeugt wird.

Dieses Verfahren besitzt jedoch den Nachteil, daß erhebliche Verluste sowohl an Fasern als auch an Mörtel auftreten, da die Vermischung davon abhängig ist, wie der Mörtel auf die einzelnen durch die Schneideinrichtung hergestellten Faserbüschel auftrifft und an diesen haftenbleibt.

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Außerdem setzen sich die Pasern auf der mit dem Gemisch zu versehenden Fläche ungeordnet fest, so daß eine teure Nachbehandlung erforderlich ist, um die Fasern parallel zur Fläche auszurichten und um möglicherweise eingeschlossene Luftblasen zu entfernen.

Da die Nachbehandlung von Hand durchgeführt wird, indem auf die Oberfläche der Beschichtung Walzen aufgesetzt werden, bedeutet jede Maßnahme, durch welche die Fasern im Gemisch parallel zur Oberfläche des beschichteten Objekts ausgerichtet werden, eine Einsparung von Kosten.

Fasern warden ferner zur Verstärkung von Füllkunststoffen verwendet, die durch den Zusatz eines Härtemittels aushärten, z.B. von Kunststoffen des Epoxy- oder Polyestertyps .

Obwohl solche faserverstärkten Kunststoffe bei Baukonstruktionen vom Schiffsrumpf bis zu Badekabinen zunehmend verwendet werden, ist bisher offensichtlich keine Vorrichtung bekannt, mit welcher ein Gemisch aus Fasern und schweren Füllkunststoffen an der Baustelle hergestellt werden kann.

Die Erfindung ist deshalb darauf gerichtet, eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Verluste von Fasern und Konstruktionsmaterial, z.B. Mörtel oder Kunststoff., beim Herstellen der Mischung wesentlich verringert werden kann und durch welche eine notwendige Nachbehandlung zur Entfernung überstehender Faserbüschel auf ein Minimum reduziert wird.

Die Erfindung besteht darin, daß ein zur Zuführung eines

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Faserstromes mit Luft geführten Fasern dienendes inneres Rohr vorgesehen ist, welches von einem Mantel umschlossen ist, der eine Einrichtung zur Einleitung von Druckluft in den Mantel aufweist und der an seinem in bezug auf die Strömungsrichtung der Fasern vorderen Ende einen zur Rohrachse geneigten konischen Ringschlitz oder um das innere Rohr herum verteilt angeordnete geneigte Bohrungen besitzt, deren verlängerte Achsen sich in einem vor der Vorrichtung gelegenen Punkt schneiden,, und daß der Mantel von einem äußeren Rohr umschlossen ist, welchem der Baustoff in ungehärtetem Zustand zuführbar ist und welches an seinem rückwärtigen Ende verschlossen ist, während es an seinem vorderen Ende eine vor dem inneren Rohr gelegene Öffnung aufweist-, durch welche das von der Vorrichtung hergestellte Gemisch aus Fasern und noch nicht ausgehärtetem Baustoff austritt.

Die Grundidee der erfindungsgemaßen Mischvorrichtung liegt darin, daß die zu vermischenden Komponenten getrennt bis nahe an das vordere Ende der Vorrichtung zugeführt werden, wo das zu verstärkende Material durch Druckluft in kleine Teilchen oder Tröpchen zerteilt und unmittelbar vor dem Austreten aus der Vorrichtung mit den luftgeführten Fasern vermischt wird und daß das Gemisch vor der Vorrichtung durch nach innen gerichtete Luftdüsen konzentriert wird.

Bei der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Faserstrom der luftgeführten Fasern durch Druckluft begrenzt und beschleunigt, welche dem den Faserstrom umschließenden Rohr zugeführt wird. Der Mörtel oder der Kunststoff, der in das äußere Rohr eingeleitet wird, wird am ganzen Umfang in den beschleunigten Faserstrom der luft-

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geführten Fasern eingebracht, so daß eine gute Durchmischung gewährleistet und der Verlust von Fasern fast ganz vermieden wird. Die durch die im Winkel angeordnete Öffnung oder Öffnungen des Rohrmantels zugeführte Druckluft sorgt dafür, daß das Gemisch vor der Vorrichtung auf einen kleinen Bereich konzentriert wird, und durch die erhöhte Austrittsgeschwindigkeit des Gemisches wird erreicht, daß die Faserbüschel flach gegen die zu beschichtende Oberfläche anliegen, so daß die Notwendigkeit einer Nachbehandlung entfällt.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der Mörtel nicht infolge einer Durchleitung durch eine Düse oder einen engen Schlitz komprimiert wird. Dieser Vorteil ist von besonderer Bedeutung, da durch eine Kompression des Mörtels seine Homogenität zerstört wird, denn der Durchgang von größeren Teilchen wird stärker behindert als der Durchgang der Flüssigkeit und von kleineren Teilchen, so daß sich die größeren Teilchen festsetzen und den Durchgang verstopfen können.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das äußere Rohr in Form einer sich verengenden Buchse ausgebildet, die einen Anschluß zur Zuführung des nicht ausgehärteten Mörtels oder Kunststoffes aufweist, und es ist vorgesehen, daß die Buchse auf den Mantel aufgeschraubt ist und an ihrem vorderen Ende ein Innengewinde besitzt, in welches ein mit einer zentralen Öffnung versehener Dekkel eingeschraubt ist, durch welchen das von der Vorrichtung hergestellte Gemisch austritt. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen dem vorderen Ende des inneren Rohres und dem Deckel des äußeren Rohres eingestellt werden, so daß dadurch die Menge des auf die Fasern aufgesprühten

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Mörtels oder Kunststoffes verändert werden kann.

In vorteilhafter Weise ist gemäß einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß der das innere Rohr umschließende Mantel an seinem vorderen Ende durch einen austauschbaren Ring verschlossen ist, welcher den Zwischenraum zwischen dem Mantel und dem inneren Rohr ausfüllt und welcher mit einem konischen Schlitz oder nach innen geneigten Bohrungen versehen ist. Hierdurch wird ermöglicht, daß die Menge der zugeführten Druckluft eingestellt werden kann, indem der Ring durch einen anderen Ring ausgetauscht wird, welcher kleinere Bohrungen oder einen Schlitz größerer oder kleinerer Breite besitzt.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der innere Ring zweigeteilt ist, wobei ein mit einer konischen Außenfläche versehener erster Teil auf dem inneren Rohr befestigt ist, während der mit einer korrespondierenden konischen Innenfläche versehene zv/eite Teil in dem Mantel befestigt ist. Wenn eines der beiden Teile in Längsrichtung bewegbar gelagert ist, dann kann der sich ergebende Schlitz breiter oder enger gemacht v/erden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellt und weist ein inneres Stahlrohr 1 auf, welches von einem mit einem Druckluftanschluß 3 versehenen Stahlmantel 2 umschlossen ist. Der Zwischenraum zwischen dem Stahlrohr 1 und dem Stahlmantel 2 ist

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am vorderen Ende durch einen Stahlring 4 verschlossen, welcher mit in geeigneter Weise um das Stahlrohr 1 herum verteilt angeordneten und in einem Winkel zur Achse der Vorrichtung verlaufenden Bohrungen 5 versehen ist.

Ein äußeres Rohr 6, das einen größeren Durchmesser als der Stahlmantel 2 besitzt, umschließt den Stahlmantel, wobei das hintere Ende kleineren Durchmessers ein Innengewinde trägt, welches mit einem Außengewinde des Stahlmantels 2 im Eingriff steht.

Das äußere mit einem Anschluß 7 versehene Rohr 6 erstreckt sich bis über den Stahlmantel 2 und das innere Stahlrohr 1 hinaus und weist an seinem vorderen Ende einen Einsatz 8 mit einer zentralen konischen Öffnung 9 auf. Der kleinste Durchmesser dieser Öffnung 9 entspricht in etwa dem Durchmesser des inneren Rohres 1.

Auf das rückwärtige Ende des inneren Rohres 1 ist eine Anschlußbuchse 10 mit einem Anschluß 11 aufgeschraubt, welche durch einen Deckel 12 mit einer zentralen Öffnung 13 verschlossen ist, wobei in die Öffnung 13 eine nicht dargestellte Schneideeinrichtung zur Zuführung von Fasern in das innere Rohr eingreifen kann. Die Schneideeinrichtung ist an sich bekannt und wird mittels Druckluft angetrieben, und die von der Schneideeinrichtung hergestellten Fasern oder Faserbüschel werden mittels Druckluft durch das innere Stahlrohr gefördert, wobei die Druckluft durch den Anschluß 11 zugeführt wird.

Durch den Anschluß 7 wird ein noch nicht ausgehärteter Kunststoff zugeführt, und Druckluft gelangt durch den Anschluß 3 zum Stahlmantel 2, wobei der Druckluft vorzugs-

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weise ein Härtemittel in atomisierter Form zugesetzt ist.

Der Kunststoff gelangt durch den Zwischenraum zwischen dem Stahlmantel 2 und dem äußeren Rohr 6 zur öffnung 9_r wobei er sich an den Bohrungen 5 vorbeibewegt. Die Luftstrahlen zerteilen den Strom des noch nicht ausgehärteten Kunststoffs in kleine Tröpfchen und setzen dem Kunststoff unmittelbar an der Stelle, an welcher Luftströmung mit den Fasern das Innenrohr 1 verläßt, das Härtemittel zu, und die Mischung aller Bestandteile erfolgt unmittelbar vor der öffnung 9, an v/elcher das Gemisch aus der Vorrichtung austritt.

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Claims

P 10036

P atentansprüche

Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Konstruktionsteilen an Ort und Stelle, insbesondere von faserverstärkten Mörteln und Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet , daß ein zur Zuführung eines Faserstromes mit luftgeführten Fasern dienendes inneres Rohr (1) vorgesehen ist, welches von einem Mantel (2) umschlossen ist, der eine Einrichtung (3) zur Einleitung von Druckluft in den Mantel aufweist und der an seinem in bezug auf die Strömungsrichtung der Fasern vorderen Ende einen zur Rohrachse geneigten konischen Ringschlitz oder um das innere Rohr herum verteilt angeordnete geneigte Bohrungen (5) besitzt, deren verlängerte Achsen sich in einem vor der Vorrichtung gelegenen Punkt schneiden, und daß der Mantel von einem äußeren Rohr (6) umschlossen ist, welchem der Baustoff in ungehärtetem Zustand zuführbar ist und welches an seinem rückwärtigen Ende verschlossen ist, während es an seinem vorderen Ende eine vor dem inneren Rohr gelegene öffnung aufweist, durch welche das von der Vorrichtung hergestellte Gemisch aus Fasern und noch nicht ausgehärtetem Baustoff austritt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das äußere Rohr (6) in Form einer sich verengenden Buchse ausgebildet ist, die einen Anschluß (7) zur Zuführung des nicht ausgehärte-

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ten Baustoffes aufweist/ und daß die Buchse auf den Mantel (2) aufgeschraubt ist und an ihrem vorderen Ende ein Innengewinde besitzt, in welches ein mit einer zentralen Öffnung (9) versehener Deckel (8) eingeschraubt ist, durch welchen das von der Vorrichtung hergestellte Gemisch austritt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der das innere Rohr (1) umschließende Mantel (2) an seinem vorderen Ende durch einen austauschbaren Ring (4) verschlossen ist, welcher den Zwischenraum zwischen dem Mantel und dem inneren Rohr ausfüllt und einen konischen Schlitz oder nach innen geneigte Bohrungen (5) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der innere Ring (4) zweigeteilt ist, wobei ein mit einer konischen Außenfläche versehener erster Teil auf dem inneren Rohr (1) befestigt ist, während der mit einer korrespondierenden konischen Innenfläche versehene zweite Teil in dem Mantel (2) befestigt ist.

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