DE3328146A1

DE3328146A1 - Stabfoermiges material und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3328146A1
Application number: DE19833328146
Authority: DE
Inventors: Gerd Prof. 7101 Oberheinriet Stolz
Original assignee: MATTER WINFRIED
Current assignee: MATTER WINFRIED
Priority date: 1983-08-04
Filing date: 1983-08-04
Publication date: 1985-02-21
Also published as: GB2144709A; SE8403779D0; SE8403779L; US4594275A; NL8402243A; FR2550128B1; SE465506B; NL189317B; GB8419573D0; JPS6057096A; DE3328146C2; IT1177940B; IT8448664A0; GB2144709B; NL189317C; BE900250A; FR2550128A1

Description

PATENTANWÄLTE - 4 - "I^ W 8J

DIPL-IN6. R. LEMCKE (13414/15) L/Bz

DR.-ΙΝΘ. H. J. BROMMER

AMALIENSTRASSE28 7500 KARLSRUHE 1

TEL.: 0721/28778-β

Winfried Matter

Ubstadter Straße 36

7521 Forst

Stabförmiges Material und Verfahren zu dessen Herstellung

saaassa:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung stabförmigen Materials mit beliebigem Querschnitt sowie das nach diesem Verfahren hergestellte Material.

Stabförmiges Material der hier in Rede stehenden Art be~ steht aus rohrförmigen Hohlprofilen, L-, U-Profilen oder ähnlichen Profilformen, die in der Regel aus Metall, Kunststoff od. dgl. Materialien bestehen. Sie werden allgemein in allen Industriezweigen verarbeitet und dabei auch zu tragenden Elementen durch Ablängen und Zusammenfügen zusammengesetzt. Hierbei ergibt sich jedoch die Notwendigkeit, daß das Stabmaterial entsprechend der Zusammensetzung der gewünschten Konstruktion abgeschnitten werden muß, um dann - im Falle metallenen Materials - beispiels-

weise aneinandergeschweißt zu werden. Dies erfordert Gehrungsschnitte und sonstige für die jeweilige Zusammenfügung erforderliche Formanpassung, was einen erheblichen Fertigungsund Kostenaufwand bedeutet, wobei oftmals die Anpassung an bestimmte Bedarfsfälle besondere zusätzliche Vorbereitungsarbeiten erfordert und hinsichtlich der Anschluß- bzw. Verbindungstechnik erhebliche Umstände notwendig macht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein stabförmiges Material der eingangs genannten Art anzugeben, das sich hinsichtlich der Anpassung bezüglich der Schaffung von Anschlußverbindungen, Verbindungen untereinander, Aufnahme von Anschlußteilen etc. leicht und vielfältig im Baukastensystem gestalten läßt, ohne daß es dazu umständlicher und/oder fertigungsintensiver Maßnahmen bedarf. Ferner soll die Möglichkeit der Formgestaltung und Krafteinleitung bezüglich des Materials für den jeweiligen Anwendungszweck vielseitiger gestaltet werden. Dies alles soll ohne einen gegenüber bekannten Materialien erhöhten Kostenaufwand geschehen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist nach dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß in Ausnehmungen von dem Stabquerschnitt entsprechenden Halteelementen Ruten im wesentlichen parallel zur Stablängsrichtung verschiebbar und ggf. drehbar eingesetzt werden und daß nach der endgültigen Formgebung des Stabes ggf. unter Einbettung oder Anbringung von Anschlußteilen der Stab unter Zugabe eines die Ruten in sich einbettenden, aushärtenden

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Klebers dicht mit einer Bandage umwickelt und damit die Ruten gegenseitig und gegenüber den Halteelementen festgelegt werden. Entsprechend ist erfindungsgemäß das stabförmige Material dadurch gekennzeichnet, daß in Ausnehmungen von dem Stabquerschnitt entsprechenden, über die Stablänge verteilten Halteelementen Ruten verschiebbar und ggf. drehbar eingesetzt sind und daß das so gebildete, dem Stabquerschnitt entsprechende Rutenbündel unter Zugabe eines die Ruten in sich einbettenden, aushärtenden Klebers dicht mit einer Bandage über einen der erforderlichen Festigkeit des gesamten Stabquerschnittes entsprechenden Querschnitt umwickelt ist. Dabei können in miteinander fluchtende Ausnehmungen mehrere Ruten zueinander parallel eingesetzt sein, wobei diese nebeneinander erfolgende Anordnung sowohl radial als auch in Umfangsrichtung gegeben sein kann.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen läßt sich der gewünschte Stabquerschnitt über entsprechend geformte Halteelemente mit Hilfe der aus Metall, Kunststoff od. dgl. Stäben bestehenden Ruten im Baukastensystem aufbauen und es läßt sich über die zunächst vorhandene Verschiebbarkeit der Ruten gegenüber den Halteelementen eine mannigfache Gestaltung vornehmen. Um hier nur einige Beispiele zu nennen, ist es in einfacher Weise möglich, ein schräges Anschlußende durch entsprechende Verschiebung der Ruten einzustellen. Es lassen sich aber auch Verbindungen zwischen zwei stabförmigen Elementen herstellen, indem diese beispielsweise schräg ineinandergesteckt werden, so daß sich die beiderseitigen Ruten durchdringen. Auch besteht die Möglichkeit, Stäbe unterschiedlichen Materials miteinander zu verbinden, indem beispielsweise die Rutenenden abgeknickt

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oder zu ösen gebildet werden, in die die Ruten eines anzuschließenden Stabes eingehängt werden. Auch besteht die Möglichkeit, den Querschnitt oder den Verlauf des Stabes durch Biegen zu beeinflussen, ohne daß dies besondere Schwierigkeiten bereitet.

Insgesamt ergibt sich ein Bauelement in Form stabartigen Materials, bei dem die den Querschnitt bildenden Längselemente (Ruten) einzeln verschiebbar und verformbar sind, so daß man eine vielfältige Anpassung an jeweils erforderliche Bedingungen vornehmen kann. Ist dann das jeweilige Bauteil vorbereitet und ggf. aus mehreren der erfindungsgemäßen Stäbe zusammengesetzt, wird die Gesamtheit in der beschriebenen Weise unter Zusatz von Kleber bandagiert. Beim Aushärten des Klebers ergibt die Bandagierung eine Festlegung der Stäbe gegeneinander und gegenüber den Halteelementen und somit einen festen, bezüglich seiner Einzelteile gegeneinander unverrückbaren Stab. Dabei ist das stabförmige Material auch unmittelbar nach der Bandagierung noch verformbar, bevor der Kleber aushärtet, so daß auch jetzt noch beispielsweise ein Biegen des stabförmigen Materials stattfinden kann.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, daß die Ausnehmungen der Halteelemente Bohrungen im Halteelement sind. Die Fertigung kann jedoch auch dadurch noch weiter vereinfacht werden, daß die Ausnehmungen Öffnungen an der Peripherie der Halteelemente sind, in die die Ruten von außen einrastbar sind. Hier können also die Ruten quasi auf die Halte-

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elemente aufgeklipst werden, so daß sich eine leichte Herstellung des erfindungsgemäßen Stabmaterials ohne besondere Werkzeuge ergibt.

Die Halteelemente können grundsätzlich aus jedem Material, wie Metall, Holz etc. hergestellt sein. Als zweckmäßig hat es sich jedoch erwiesen, daß die Halteelemente aus einem Kunststoff in Form beispielsweise eines Polyamids bestehen, da sich auf diese Weise die Halteelemente leicht durch Spritzen mit Hilfe einer entsprechenden Form herstellen lassen und im übrigen die erwünschten Federungseigenschaften aufweisen.

Wie bereits gesagt, können die Ruten Metallstäbe sein, wobei beim Aneinanderfügen der stabförmigen Materialien nach der Erfindung auch ohne Schwierigkeiten ein Materialwechsel hinsichtlich der Ruten stattfinden kann. So können beispielsweise Ruten aus Metall durchaus über die geschilderte Durchdringung mit Ruten aus Glasfasern verbunden werden, was mit den herkömmlichen Verbindungsverfahren in Form von Schweißen etc. nicht möglich wäre.

Die Ruten können Kreisquerschnitt oder polygonalen Querschnitt aufweisen, wobei die Ausnehmungen in den Halteelementen dem Querschnitt der Ruten angepaßt sein können. Hier ergibt sich die Möglichkeit, beispielsweise bei Ruten mit Kreisquerschnitt diese auch drehbar zu haben, so daß man abgewinkelte Enden in die gewünschte Lage zurechtdrehen kann. Andererseits können jedoch auch bei Ruten mit

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polygonalem Querschnitt Drehbewegungen verhindert sein, wenn dies erwünscht ist.

Die Bandage kann ein Geflecht, Gestricke, Gewirke od. dgl. aus Fasermaterial in Form von Glas, Kunststoff od. dgl. sein. Es besteht jedoch selbstverständlich auch die Möglichkeit, hier entsprechende Bandagen aus beispielsweise einem dünnen Metallgeflecht vorzusehen, wenn dies erwünscht ist.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 den Ausschnitt eines stabförmigen Materials mit Kreisquerschnitt;

Fig. 2 das Halteelement für den Stabquerschnitt gemäß Fig. 1;

Fig. 3 und 4 Halteelemente für andere Stabquerschnitte;

Fig. 5 ein Stabelement mit ausgebildetem, schrägem Anschluß, eingesetzter Anschlußhülse mit Innengewinde und einer Verbindungsschlaufe;

Fig. 6 die teilweise Seitenansicht des Gegenstandes gemäß Fig. 5 im Bereich der Anschlußhülse mit Innengewinde;

Fig. 7 die Verbindung zweier Stäbe über gegenseitiges Durchdringen der Ruten;

Fig. 8 das Ende eines Stabes mit abgebogenen Ruten und

Fig. 9 eine Verbindung zweier Stäbe über Abschlußenden gemäß Fig. 8.

Fig. 1 zeigt ein stabförmiges Material, das aus Ruten 1 zusammengesetzt ist, die in Halteelemente 2 eingeklipst sind über zum Außenumfang hin offene Ausnehmungen 3 der Halteelemente, wie eines in Fig. 2 dargestellt ist. Die Ruten 1 sind innerhalb der Halteelemente, die in mehr oder weniger dichter Folge über die Stablänge verteilt sind, je nachdem, welche Festigkeiten erreicht werden sollen, axial verschiebbar und im vorliegenden Falle auch drehbar, da die Ruten Kreisquerschnitt haben. Ist ein stabförmiges Material in dieser Weise zusammengesteckt bzw. zusammengesetzt und in die gewünschte Form gebracht, beispielsweise durch Biegen, Aufweiten von Ausnehmungen etc., wird es unter Kleberzugabe mit einer Bandage 4 unwickelt, die zweckmäßigerweise ein Geflecht, Gestricke od. dgl. aus Faserwerkstoffen, z. B. Glasfasern, Metallfasern, Kunststoff asern od. dgl. ist. Bei diesem Umwickeln des stabförmigen Materials dringt der Kleber zwischen die Ruten ein und bildet so mit der Bandage einen festen Verbund, innerhalb dessen die Ruten ihre axiale Verschiebbarkeit in den Halteelementen 2 verlieren und auch die Halteelemente axial festgelegt sind. Dies gilt auch in radialer Richtung bei mehreren nebeneinander angeordneten Ruten.

Die Fig. 3 und 4 zeigen anders geformte Halteelemente 5 bzw. 6, die ebenfalls am Umfang mit Öffnungen 7 bzw. 8 zum Einschnappen von Ruten ausgerüstet sind. Es ist ersichtlich, daß hier auch Profile geschaffen werden können,

die beispielsweise L-Form oder U-Form haben. Im übrigen geht die Herstellung von stabförmigen Materialien mit den Querschnitten gemäß den Fig. 3 oder 4 in gleicher Weise vor sich, wie dies anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben wurde.

Fig. 5 zeigt in Seitenansicht ein stabförmiges Material vor der Bandagierung, wobei wiederum in Halteelemente 10 Ruten 11 in der beschriebenen Weise eingesetzt sind. Hier ist am bezogen auf Fig. 5 unteren Ende eine radial nach außen gerichtete Abbiegung der Ruten 11 vorgenommen, die es ermöglicht, einen Anschluß an einem irgendwie gearte-

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ten Bauteil über einen Klemmring 12 vorzunehmen, der pas Bauteil 13 angeschraubt wird. Außerdem zeigt an dieser Stelle die Fig. 5, wie durch die axiale Verschiebbarkeit der Ruten 11 ohne große Schwierigkeiten ein Anschluß unter etwa 30° oder 40° vorgenommen werden kann. Hier ist also ein Gehrungsschnitt od. dgl. nicht nötig.

Außerdem zeigt Fig. 5, wie durch leichtes Auseinanderbiegen der Ruten 11 eine Anschlußhülse 14 mit Innengewinde eingesetzt werden kann, bevor dann, was in Fig. 5 nicht dargestellt ist, das Material in der beschriebenen Weise bandagiert wird. Zum Einsetzen dieser Anschlußhülse können vorher die benachbarten Halteelemente 10 axial auseinandergeschoben werden, so daß sich das Verbiegen vor allem auch im elastischen Bereich der Ruten 11 erleichtert. Ist dann die Anschlußhülse 14 eingesetzt, kann man die Halteele-

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mente 10 wieder aufeinander zu schieben, so daß die Hülse 14 durch die Ruten 11 wie durch einen Schraubstock eingespannt wird und damit gehalten ist auch während des Arbeitsvorganges der Bandagierung.

Schließlich zeigt Fig. 5 auch eine Schlaufe 15, die sich vor dem Bandagieren des Materials ohne weiteres aus einer der Ruten oder aus mehreren der Ruten 11 ausformen läßt, um daran dann später eventuell eine Befestigung oder Aufhängung eines anderen Gegenstandes vorzunehmen.

Zu Fig. 5 zeigt Fig. 6 eine Seitenansicht im Bereich der Anschlußhülse 14, aus der ersichtlich ist, daß die Anschlußhülse das Rutenbündel 11 radial überragt, damit es nicht bei der Bandagierung untergeht.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel dafür, wie zwei stabförmige Materialien 16, 17 der vorbeschriebenen Art aneinander angeschlossen werden können unter einem beliebigen Winkel. Dazu wird im wesentlichen so vorgegangen, daß die Ruten des Materials 17 zwischen die Ruten des Materials 16 eingesteckt werden, so daß sie diese durchdringen, wobei wiederum durch Auseinander- und Zusammenschieben der Halteelemente 18, 19 der beschriebene Schraubstockeffekt erreicht werden kann. Nach der Bandagierung unter Zugabe eines Klebemittels ist dann eine fertige feste Anschlußverbindung geschaffen, die noch dadurch verstärkt wird, daß ein Teil der Ruten des Materials 17 bei 20, 21 abgebogen und in die Richtung der Ruten des Materials 16 gebracht ist.

In diesem Zusammenhang läßt sich leicht veranschaulichen, daß beispielsweise ausgehend von dem Material 16 dessen Ruten auch neben einem Halteelement Y-förmig aufgeteilt und in einer anderen Profilform beispielsweise gemäß den Fig. 3 oder 4 fortgeführt werden können, so daß sich eine Verzweigung ohne die Notwendigkeit der Herstellung von Anschlußverbindungen an dieser Stelle ergibt.

Schließlich zeigen die Fig. 8 und 9 eine andere Möglichkeit des gegenseitigen Anschlusses zweier Materialbündel. Hierzu werden die Ruten am Ende des stabförmigen Materials z. B. rechtwinklig zu dessen Längserstreckung zu Zinken aufgebogen, die dann über Klemmringe 21 mit Hilfe von Schraubverbindungen 22 zusammengehalten werden können. Nach Herstellung dieser Verbindung wird dann die Gesamtheit wieder in der beschriebenen Weise bandagiert.

Aus den vorstehenden Beschreibungen ist ersichtlich, daß für das dargestellte stabförmige Material eine große Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten besteht, die in ihrer Ganzheit nicht erschöpfend beschrieben werden kann. Als Beispiel zur Anwendung sei hier auf die Herstellung von Überroll- bzw. Versteifungsbügeln von Kraftfahrzeugen hingewiesen, die der Verbindung mit dem Krafahrzeuggehause bedürfen sowie der untereinander erfolgenden Anbindung von Längs- und Querstreben.

Claims

/Ω PATENTANWÄLTE 27 07

DIPL-ΙΝΘ. R. LEMCKE (13414/15) L/Bz

DR.-ΙΝΘ. HJ. BROMMER

AMALIENSTRASSE28 7800 KARLSRUHE 1

TEL.: 0721 /28778-9

Winfried Matter

Ubstadter Straße 36

7521 Forst

Patentansprüche

f1J Verfahren zur Herstellung stabförmigen Materials mit beliebigem Querschnitt,
dadurch gekennzeichnet,

daß in Ausnehmungen (3, 7, 8) von dem Stabquerschnitt entsprechenden Halteelementen (2, 5, 6) Ruten (1) im wesentlichen parallel zur Stablängsrichtung verschiebbar und ggf. drehbar eingesetzt werden und daß nach der endgültigen Formgebung des Stabes ggf. unter Einbettung oder Anbringung von Anschlußteilen der Stab unter Zugabe eines die Ruten in sich einbettenden, aushärtenden Klebers dicht mit einer Bandage (4) umwickelt und damit die Ruten gegenseitig und gegenüber den Halteelementen festgelegt werden.
2. Stabförmiges Material mit beliebigem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß in Ausnehmungen (3, 7, 8) von dem Stabquerschnitt entsprechenden, über die Stablänge verteilten Halteelementen (2, 7, 8) Ruten (1) verschiebbar

und ggf. drehbar eingesetzt sind und daß das so gebildete, dem Stabquerschnitt entsprechende Rutenbündel unter Zugabe eines die Ruten in sich einbettenden, aushärtenden Klebers dicht mit einer Bandage (4) über einen der erforderlichen Festigkeit des gesamten Stabquerschnittes entsprechenden Querschnitt umwickelt ist.
3. Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß in miteinander fluchtende Ausnehmungen (3, 7, S) mehrere Ruten (1) zueinander parallel eingesetzt sind.
4. Material nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen der Halteelemente Bohrungen sind.
5. Material nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen Öffnungen (3, 7, 8) an der Peripherie der Halteelemente (2, 5, 6) sind, in die die Ruten (1) von außen einrastbar sind.
6. Material nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente aus einem Kunststoff, beispielsweise in Form eines Polyamids bestehen.
7. Material nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Ruten (1) Metallstäbe sind.
8. Material nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Ruten (1) aus Faserbündeln aus Metall, Glas, Kunststoff od. dgl. bestehen.
9. Material nach einem der Ansprüche 2, 3, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruten (1) Kreisquerschnitt oder polygonalen Querschnitt aufweisen und daß die Ausnehmungen (3> 7, 8) dem Querschnitt der Ruten angepaßt sind.
10. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage (4) ein Geflecht, Gestricke, Gewirke od. dgl. aus Fasermaterial in Form von Glas, Kunststoff, Metall od. dgl. ist.