DE3039764C2 - Rohrförmiges Kunststoffteil, nämlich Hochsprungstab, Segelmast, Angelrute od. dgl. - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Kunststoffteil, nämlich Hochsprungstab, Segelmast, Angelrute od. dgl. das aus mit härtbarem Kunststoff benetztem Faserverstärkungsmaterial gewickelt ist, wobei eine Gewebeschicht mit zur Stabachse schrägem Faserverlauf durch kreuzweises Wickeln mindestens zweier Lagen eines Gewebestreifens gebildet ist, dessen Ränder stumpf aneinander stoßen, und wobei ferner eine Gewebeschicht als mehrfach gewickelter Gewebezuschnitt vorgesehen ist.

Eine Wickelmaschine zur Herstellung eines derartigen Kunststoffteils ist beschriebt .1 in der Zeitschrift Kunststoffe, 1965, Heft 1, Seiten 2 bis 6, insbesondere Seite 3 rechte Spalte, Absätze 1 unc 2. Demnach ist es bekannt, einen Gewebestreifen entsprechend dem Hin- und Herlauf eines Maschmenschlittens im Sinne zweier Schrauben mit gegenläufiger Steigung zu wickeln, so daß die Ränder der einzelnen Wicklungen dicht nebeneinander liegen. Der Kreuzungswinkel ist dabei durch die Streifenbreite und den Durchmesser des Wickelkörpers bestimmt. Kann ein entsprechend großer Kreuzungswinkel nicht erreicht werden, so muß noch zusätzlich είπε Längsverstärkung in Form von unidirektionalen Geweben oder Rovingbändern angeordnet werden.

Bei dem bekannten Kunststoffteil tritt das Problem auf, daß der stumpfe Stoß der Gewebestreifenränder beim Wickeln nicht mit der erforderlichen Genauigkeit verwirklicht werden kann. Sowohl bei einer Überlappung der Ränder als auch bei Lücken zwischen den Rändern kommt es zu unerwünschten Umlenkungen der Längsfasern des iinidirektionalen Gewebes mit der Folge, daß je nach dem Maß der Umlenkung die Längsfasern zu unterschiedlichen Zeitmomenten während einer Belastung beansprucht werden. Weil somit im BeIastungsfall nicht alle Längsfasern gleichzeitig Kräfte aufnehmen können reißen die jeweils zeitlich nacheinander belasteten Längsfaseranteile in entsprechender zeitlicher Aufeinanderfolge; schließlich bricht das belastete Kunststoffteil, da die verbleibenden Längsfasern der auftretenden Belastung nicht mehr standhalten.

Ausgehend von dieser Erkenntnis liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kunststoffteil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der nachteilige Einfluß auf die Bruchsicherheit durch die Übergänge im Stoßbereich der Wicklungen des Gewebestreifens weitgehend ausgeschaltet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gewebezuschnitt um die vom Gewebestreifen gebildete Gewebeschicht gewickelt ist und daß die Ränder des Gewebestreifens ausgefranst sind.

Nach diesem Vorschlag erhält das rohrförmige Kunststoffteil durch die Wicklung des Gewebestreifens eine ausreichende Festigkeit von innen her, wobei die ausgefransten Ränder des Gewebestreifens keinerlei nachteiligen Einfluß auf die angestrebte »Gewölbewirkung« der spiralförmigen Innenwicklung arsüben. Durch die erfindungsgemäße Kombination werden nicht nur die in Längsrichtung orientierten Fäden des Gewebestreifens gleichmäßig auf Zug beansprucht sondern auch die in Längsrichtung des Kunststoffteils verlaufenden Fäden des dar aber gewickelten Gewebezuschnitts. Die damit erzielte gleichmäßige Verteilung der Zugkräfte in der Rohrwand des Kunststoffteils bewirkt eine spürbare Erhöhung der zulässigen Knickbelastung, und zwar ohne Notwendigkeit einer Vergrößerung der Wandstärke des Kunststoffteils.

Durch die Verwendung eines Gewebestreifens mit ausgefransten Rändern ergibt sich ein besonders inniges Ineinandergreifen der nebeneinander liegenden Wicklungen des Gewebestreifens ohne daß die Gefahr von Überdeckungen oder Lücken zwischen diesen Wicklungen mit den oben beschriebenen nachteiligen Wirkungen besteht.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung findet die Erfindung bei Sprungstäben zum Stabhochspringen oder Masten für Segelboote, insbesondere Stehsegler, wobei bei diesen Gegenständen die Innenwicklung aus zwei kreuzweise gewickelten Lagen des Gewebestreifens aus glasfaserverstärktem Epoxidharz oder Polyesterharz besteht. Bei etwa gleichem Gewicht mit auf herkömmliche Weise gewickelten Stäben bzw. Masten ist zugunsten des erfindungsgemäßen Kunststoffteils eine erhebliche Steigerung der Bruchsicherung zu verzeichnen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Kern mit einer ersten Lage eines spiralförmig gewickelten Gewebestreifens.

Fig.2 die Wicklung gem. Fig. 1 mit teilweise darüber gewickelter zweiter Lage eines Gewebestreifens,

F i g. 3 einen Gewebezuschnitt in abgewickelter Darstellung und

F i g. 4 einen Wandausschnitt eines fertig gewickelten Rohres.

F i g. 1 zeigt einen rohrförmigen Kern 1, der zum Aufwickeln eines Gewebestreifens 6 im Uhrzeigersinn gemäß Pfeil P gedreht wird. Zum Erzeugen einer ersten Lage der Innenwicklung wird der Gewebestreifen 6 von einer Rolle abgewickelt, wobei der Kern im Uhrzeigersinn rotiert und die Rolle nach links in Richtung des Pfeils Fl bewegt wird. Der Gewebestreifen wird etwa unter einem Winkel von 50° in Art einer Spirale auf den Kern 1 aufgewickelt.

Gem. F i g. 2 wird eine zweite Lage des Gewebestreifens 6 ebenfalls spiralförmig um den Kern 1 auf dessen erste Lage gewickelt, wobei sich die nicht gezeichnete, in der Verlängerung des Endes 7 befindliche Rolle in der Gegenrichtung also in Richtung des Pfeils Fl bewegt; die Steigung ist dabei, bezogen auf die erste Lage, entgegengesetzt gleich groß. Die Spiralwicklung der ersten Lage gem. F i g. 1 überkreuzt sich also mit derjenigen der zweite Lage gemäß Fig.2. Die Spiralwicklungen beider Lagen ergeben die sogenannte Innenwicklung 8 des fertigen Rohres, auf welche eine durch Aufwickeln des Gewebezuschnitts 2 erzeugte Au-

Benwicklung 9 aufgebracht wird.

F i g. 3 zeigt einen Gewebezuschnitt 2 der Länge L des herzustellenden Rohres; seine Breite B variiert entsprechend der auf das fertige Rohr einwirkenden Biegemomentenverteilung. Beispielsweise ist bei einem Stabhochsprungstab die Breite des Zuschnitts 2 so gewählt, daß er etwa 8 bis 10 Umwicklungen des Kerns 1 ergibt. Die Steifigkeit bzw. Elastizität an jeder Stelle des Stabs bestimmt sich dabei direkt nach der Zahl der Umwick- !jngen an dieser Stelle. Im Ausschnitt 3 des Gewebezu-Schnitts 2 ist ein Beispiel für sine Aufteilung der Kettfäden 4 7.U den Schußfäden 5 etwa im Verhältnis 10 :1 gezeichnet.

Auch in F i g. 4, welche einen perspektivischen Wandausschnitt mit einer Stirnfläche eines Stabhochsprung-Stabes mit Innenwicklung 8 und Außenwicklung 9 zeigt, ist ein Ausschnitt 10 mit einer schematischen Darstellung der Gewebestruktur eingezeichnet.

Zum Herstellungsverfahren sei erläutert, daß sowohl das Naßverfahren, bei welchem das Gewebe in frisch benetztem Zustand gewickelt wird, als auch das Verfahren, welches vorimprägnierte Gewebezuschniue verarbeitet, geeignet ist. Dies gilt für das Wickeln der Innenwicklung und der Außenwicklung gleichermaßen. Nach der Fertigstellung der Wicklung setzt der Aushärteprozeß ein, der durch Erhitzen des Kerns noch beschleunigt werden kann. Zu diesem Zweck wird der rohrförmige Kern von Heißwasser, beispielsweise mit einer Temperatur von 70°C, durchströmt. Nach dem Aushärten der Wicklung wird der Kern 1 gezogen. Bei einem äußeren Stabdurchmesser von etwa 30 bis 40 mm beträgt die Breite des Gewebestreifens in einer bevorzugten Ausführungsform etwa 50 mm. Für die Herstellung von Stabhochsprungstäben wird im allgemeinen glasfaserverstärktes Epoxidharz verarbeitet. Bei Segelmasten, die etwas geringeren Beanspruchungen und vor allem geringeren Biegungen ausgesetzt sind, ist es im allgemeinen ausreichend, anstelle des teueren Epoxidharzes Polyesterharz zu verwenden. Will man eine besondere Gewichtsein^parung erreichen, so kann das Glasfasergewebe ersetzt werden durch ein Gewebe aus Kohlenstoffasern, welches allerdings wesentlich teurer ist. Dafür beträgt die Gewichtsersparnis ca. 50%.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Rohrförmiges Kunststoffteil, nämlich Hochsprungstab, Segelmast, Angelrute od. dgl., der aus mit härtbarem Kunststoff benetztem Faserverstärkungsmaterial gewickelt ist, wobei eine Gewebeschicht mit zur Stabachse schrägem Faserverlauf durch kreuzweises Wickeln mindestens zweier Lagen eines Gewebestreifens gebildet ist, dessen Ränder stumpf aneinander stoßen und wobei ferner eine Gewebeschicht als mehrfach gewickelter Gewebezuschnitt vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewebezuschnitt (2) um die vom Gewebestreifen (6) gebildete Gewebeschicht gewickelt ist und daß die Ränder des Gewebestreifens (6) ausgefranst sind.