DE3507640C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung verstärkter Profilteile, wonach zunächst ein Hohlprofilteil mit einem oder mehreren Hohlräumen nach dem Extrudierverfahren hergestellt und dann in den wenigstens einen Hohlraum des Hohlprofils eine ver­ stärkende, aushärtbare Kunststoff-Füllung eingebracht wird und gleichzeitig mit dem Einbringen der Kunststoff-Füllung wenigstens eine sich über die gesamte Länge des Profilteils erstreckende Verstärkungseinlage aus einem nicht dehnungsfähigen Material eingebettet wird.
Aus der DE-OS 28 27 851 ist eine Profilleiste bekannt, insbesondere eine Profilleiste für die Herstellung von Fensterrahmen, bei der das Hohlprofil aus einerm thermoplastischen Kunststoff besteht und in Hohlräume des Hohlprofilteils eine Füllung mit einer Kunst­ stoffmatrix eingebracht ist. Das Wesentliche dieses bekannten Bauprofilteils besteht darin, daß die genannte Füllung eine Matrix aus Methylmetacrylat mit hohlen Silikatkügelchen als Fülle auf­ weist. Dieses Bauprofil kann ferner so ausgebildet werden, daß in die Füllung in Leistenlängsrichtung verlaufende Fäden, ins­ besondere Glasfäden eingebettet werden. Diese Glasfäden dienen dazu die mechanische Festigkeit der Bauprofilleiste zu erhöhen.
Das Einbetten von Verstärkungseinlagen in Form von Fäden wie bei­ spielsweise Glasfäden oder Metallfäden führt jedoch nicht zu einer besonderen Erhöhung der Biegesteifigkeit, da nämlich bei einer Biegebeanspruchung insbesondere aufgrund der herkömm­ lichen üblicherweise gebräuchlichen Baulängen der betreffende Faden schon bei geringer Durchbiegung aus seiner Einbettung aus­ reißt und aus dem ihn umgebenden Kunststoff ausgerissen wird. Dieses Ausreißen des Verstärkungfadens aus seiner Ein­ bettung tritt umso stärker in Erscheinung je kürzer das be­ treffende Profilteil ist, da die Einspannkraft, mit welcher der betreffende Faden in dem Einbettungsmaterial festgehalten wird, von der Gesamtlänge des Profilteils abhängig ist. Außerdem tritt die Erscheinung des Ausreißens bereits dann bei geringen Biegebeanspruchungen auf, wenn das Einbettungsmaterial weich ist.
Aus der GB-PS 12 98 823 ist die Herstellung eines Hohlprofilteils bekannt, bei dem über dem Querschnitt des Profilteils gesehen zwei verschiedene Kunststoffarten vorgesehen werden, wobei eine äußere Mantelschicht aus einem Thermoplast besteht, während ein innerer Kern aus einem Duroplast besteht.
Aus der US-PS 43 56 139 ist es bekannt, bei der Herstellung eines Kabels in eine zentrale Füllschicht einen abgeschirmten Leiter mit einzubetten.
Aus der DE-OS 17 69 950 und der DE-OS 19 44 172 ist ein Ver­ fahren zur Herstellung von Hohlprofilen aus härtbaren Kunststoffen wie beispielsweise faserverstärkten Duroplasten be­ kannt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung verstärkter Profilteile der angegebenen Gattung zu schaffen, mit dem gewichtsmäßig besonders leichte Hohlprofilteile hergestellt werden können, die eine hohe Biege­ steifigkeit aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungs­ teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale in Verbin­ dung mit dessen Oberbegriff gelöst.
Erfindungsgemäß wird also gleichzeitig mit dem Einbringen der ver­ stärkenden Kunststoff-Füllung in den wenigstens einen Hohlraum des Hohlprofils in diese Kunststoff-Füllung eine Verstärkungsein­ richtung mit einextrudiert, die dadurch in das Material des Kunst­ stoffes fest eingebettet wird und nach dem Aushärten der Kunst­ stoff-Füllung über ihre gesamte Länge hinweg allseitig einge­ spannt ist, wobei die Verstärkungseinlage zweckmäßigerweise in einer solchen Lage im Querschnitt des Hohlprofilteils angeordnet wird, daß bei einer Biegebeanspruchung des Profilteils die Ver­ stärkungseinlage maximal auf Zug beansprucht wird.
Es hat sich gezeigt, daß diese Art der Verstärkung insbesondere dann große Vorteile bringt, wenn das Profilteil brettförmig aus­ gebildet ist und beispielsweise für die Verschalung eines Balkons verwendet wird.
Selbst im Falle eines Bruches des Profilteils bleiben die beiden Bruchteile an der Bruchstelle noch über die Verstärkungseinlage miteinander verbunden, so daß dadurch auch eine erhöhte Sicher­ heit gewährleistet werden kann. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Profilteile zeichnen sich durch ein be­ sonders geringes Gewicht aus, besitzen aber dennoch eine besonders hohe mechanische Biegesteifigkeit und können hohe mechanische Biegekräfte aufnehmen.
Durch die in der Verstärkungseinlage an ihrer Außenfläche vor­ gesehenen Ausnehmungen, Rillen oder Kerben ergibt sich eine besonders hohe Festhaltekraft innerhalb des Einbettungsmaterials.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 13.
Es ist hierbei für den Fachmann offensichtlich, daß sich sowohl die Querschnittsform der Verstärkungseinlage als auch das Material der Verstärkungseinlage in weiten Grenzen verändern läßt und dem jeweiligen Anwendungsfall bzw. jeweiligen Profil des Profilteils anpassen läßt.
Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, als Kunststoff-Füllung für die Füllung der Hohlräume eine schaumfähige Kunststoff-Füllung zu verwenden, also bei­ spielsweise eine schaumfähige Kunststoff-Fasermischung, da dann die Verstärkungseinlage aufgrund der Schaumwirkung mit großer Kraft in die Kunststoff-Füllung eingebettet werden bzw. allseitig durch die Kunststoff-Füllung eingespannt werden.
Die Verstärkungseinlagen können aus einem Einzelfaden oder einer Einzelfaser, ferner aus miteinander verdrillten oder verseilten Fasern oder sogar rohrförmig ausgebildet sein.
Ferner kann das Material der Verstärkungseinlagen auch aus Glas, einem Textilmaterial, Kunststoff, glasfaserverstärktem Kunststoff, Kupfer oder Nickel usw. bestehen.
Sowohl die Kunststoff-Füllung als auch das Hohlprofilteil können zweckmäßigerweise aus einer Kunststoff-Holzfasermischung herge­ stellt werden.
Durch dieses letztere Merkmal wird erreicht, daß die Profilteile bei hoher mechanischer Biegebeanspruchbarkeit ein vergleichs­ weise geringes Gewicht aufweisen. Sie sind daher besonders dort vorteilhaft verwendbar, wo großer Wert auf geringes Gewicht ge­ legt wird, gleichzeitig aber eine hohe mechanische Beanspruchbar­ keit gefordert wird.
Als Kunststoff kann PVC oder irgendeine andere geeignete Kunst­ stoffart verwendet werden.
Ferner ist auch vorgesehen, in die Außenfläche jeder der Ver­ stärkungseinlagen quer zur Längenausdehnung der jeweiligen Ver­ stärkungseinlage verlaufende Ausnehmungen, Rillen oder Kerben einzubringen, in die der die Verstärkungseinlage umgebende Kunststoff eindringt, so daß die Verstärkungseinlage dadurch fest im Kunststoff verankert wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt eines Profilteils mit mehreren Verstärkungseinlagen, und
Fig. 2 einen Querschnitt eines brettförmigen Profilteils, welches besonders hohe Biegesteifigkeit aufnehmen kann.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist ein Profilteil allgemein mit 10 bezeichnet, welches ein vorgefertigtes rohrförmiges Hohl­ profilteil 10 a umfaßt, wobei dieses Hohlprofilteil vier neben­ einander angeordnete Hohlräume 30 aufweist, die über Rippen 40 voneinander getrennt sind. In die vier Hohlräume des vorgefertigten Hohlprofilteils 10 a werden mit einem weiteren Extrudierverfahren Kunststoff-Füllungen mit jeweils einer eigenen Verstärkungseinlage 20 nachträglich eingebracht, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel die Verstärkungseinlage stangenförmig mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet ist.
Bei dieser Querschnittsform des Profilteils ergibt sich eine Versteifung gegenüber einer Biegebeanspruchung. Diese Versteifung wird durch die Kunststoff-Füllung und insbesondere durch die vier Verstärkungseinlagen 20 wesentlich verstärkt.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 handelt es sich um ein Profilteil mit brettförmigem Querschnitt, wobei das Profil­ teil 3 Kammern 300 aufweist, die durch Zwischenwände 400 jeweils voneinander getrennt sind. Das allgemein mit 100 bezeichnete Profilteil umfaßt ein vorgefertigtes Hohlprofilteil 100 a, welches bereits in besonderer Weise ausgebildet ist:
Bei dem Hohlprofilteil 100 a ist bereits an Stellen mit ver­ größertem Materialquerschnitt also beispielsweise den Eckbe­ reichen des mittleren Hohlraumes eine Verstärkungseinlage 500 eingebettet, die sich über die gesamte Längenausdehnung des Profilteils erstreckt. Die Verstärkungseinlagen 500 sind an Stellen angeordnet, so daß dann, wenn das Profilteil auf Biegung beansprucht wird (senkrecht zur größeren Seitenfläche) wenigstens zwei Verstärkungseinlagen 500 auf Zug beansprucht werden. Da­ durch erhält das vorgefertigte Hohlprofilteil 100 a bereits eine erhebliche Versteifung.
Darüber hinaus wird nach der Herstellung des Hohlprofilteils 100 a und nach Aushärtung desselben in die Hohlräume 300 eine Kunst­ stoff-Füllung mit jeweils einer eigenen Verstärkungseinlage 200 eingebracht beispielsweise durch ein nachfolgendes Extrudier­ verfahren, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel die jeweilige Verstärkungseinlage aus einem Bandmaterial besteht, welches im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt hat.
Sowohl die Kunststoff-Füllung in den Hohlräumen 300 als auch die bandförmigen Verstärkungseinlagen 200 wirken zusätzlich als Versteifung gegenüber einer Biegebeanspruchung, so daß sich das Profilteil gemäß Fig. 2 besonders vorteilhaft dort verwenden läßt, wo hohe Biegekräfte auftreten können, oder auch dort einsetzen läßt, wo ein Bruch des Profilteils gefährliche Folgen haben kann, bei­ spielsweise im Falle einer Balkonverschalung oder im Falle eines Balkonbodens.
Selbst wenn das Profilteil gemäß Fig. 2 beispielsweise durch eine Überbeanspruchung auf Biegung brechen sollte, werden die zwei auseinandergebrochenen Profilteile nicht vollständig voneinander getrennt, da sie über die Verstärkungseinlagen 500 und 200 noch miteinander verbunden sind. Bei dem genannten Anwendungsfall wird für das Material der Verstärkungseinlage zweckmäßigerweise Stahl oder ein anderes widerstandsfähiges Material verwendet.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung verstärkter Profilteile, wonach zunächst ein Hohlprofilteil mit einem oder mehreren Hohl­ räumen nach dem Extrudierverfahren hergestellt und dann in den wenigstens einen Hohlraum des Hohlprofils eine verstärkende, aushärtbare Kunststoff-Füllung eingebracht wird und gleich­ zeitig mit dem Einbringen der Kunststoff-Füllung wenigstens eine sich über die gesamte Länge des Profilteils erstreckende Verstärkungseinlage aus einem nicht dehnungsfähigen Material eingebettet wird, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) die Kunststoff-Füllung aus einer Kunststoff-Holzfasermischung besteht,
  • b) die wenigstens eine Verstärkungseinlage (20; 200) an ihrer Außenfläche mit Ausnehmungen, Rillen oder Kerben versehen ist, die quer zur Längenausdehnung der Verstärkungseinlage verlaufen, und
  • c) die wenigstens eine Verstärkungseinlage (20; 200) in dem Profilteil (10 a; 100 a) in einer solchen Lage angeordnet wird, daß bei einer Biegebeanspruchung des Profilteils quer zu seiner Längenausdehnung die Verstärkungseinlage auf Zug beansprucht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kunststoff der Kunststoff-Holzfasermischung aus Polyvinylchlorid (PVC) besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kunststoff der Kunststoff-Holzfasermischung aus schäumbarem Kunststoff besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verstärkungseinlage (20; 200) aus einer Faser bzw. einem Faden besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verstärkungseinlage aus mehreren miteinander verdrillten oder verseilten Fasern oder Fäden besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verstärkungseinlage aus einem Bandmaterial mit im wesentlichen rechteckförmigem Querschnitt besteht.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verstärkungseinlage aus einem rohrförmigen Material mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt besteht.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung des Hohlprofilteils nach dem Extrudierverfahren in Abschnitten des Hohlprofilteils mit vergrößertem Materialquerschnitt eine zu­ sätzliche Verstärkungseinlage mit einextrudiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verstärkungseinlage aus einer Faser oder einem Faden oder aus mehreren miteinander verdrillten oder verseilten Fäden besteht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verstärkungseinlage (20; 200; 500) aus einem Textilmaterial, aus Glas oder Metall hergestellt ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verstärkungseinlage aus Stahl, Eisen, Kupfer oder Nickel hergestellt ist.
12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (10 a; 100 a) aus einer Kunststoff-Fasermischung hergestellt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fasern der Kunststoff-Fasermischung aus Holz­ fasern bestehen.
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