DE3707949A1

DE3707949A1 - Faserarmiertes formteil und verfahren zum herstellen desselben

Info

Publication number: DE3707949A1
Application number: DE19873707949
Authority: DE
Inventors: Lothar Frank
Original assignee: Schock and Co GmbH
Current assignee: Schock and Co GmbH
Priority date: 1987-03-12
Filing date: 1987-03-12
Publication date: 1988-09-22

Description

Die Erfindung betrifft ein faserarmiertes Formteil, insbeson dere in Form eines Beckens, das mindestens teilweise auf Biegung beanspruchbar ist und aus einem gehärteten, ursprüng lich flüssigen Werkstoff besteht, in dem als Armierung Fasern eingebettet sind.

Durch die DE-PS 24 49 656 ist ein Formteil dieser Art bekannt. Beim Herstellen dieses bekannten Formteils wird der Hohlraum einer Form vor dem Einspritzen des flüssigen Werkstoffes mit Faserbündeln oder Fasermatten gefüllt, die den Hohlraum der Form locker füllen (Spalte 19, Zeilen 28-54 a.a.O.) und dadurch ein Fasernetzwerk bilden, durch das der flüssige Werkstoff, wenn er die in der DE-PS 24 49 656 genannten Viskosi täten aufweist, durch das Fasernetzwerk hindurchtreten und den Hohlraum der Form ausfüllen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das bekannte Form teil sowohl hinsichtlich seiner Wirtschaftlichkeit als auch hinsichtlich seiner Festigkeit zu verbessern.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

a) daß die Fasern eine Schicht bilden, die sich nur über einen Bruchteil des Querschnittes des bei der Biegebe lastung auf Zug beanspruchten Bereiches des Formteiles erstreckt,
b) daß die Faserschicht aus zwei unmittelbar aneinanderlie genden schichtförmigen Faserverbänden mit verschiedener Struktur besteht, von denen der eine äußere Faserver band der auf Zug belastbaren Oberfläche des Formteiles unmittelbar benachbart ist und eine lockerere Struktur aufweist als der andere innere Faserverband.

Durch das Merkmal a) wird eine optimale Biegefestigkeit bei geringstem Aufwand an Fasermaterial erreicht.

Durch das Merkmal b) wird erreicht, daß zum Herstellen des Formteiles durch Gießen eines härtbaren flüssigen Werkstoffes in den Hohlraum einer Form, in dem eine Faser schicht enthalten ist, das einfache erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann, das darin besteht, daß

a) eine Faserschicht verwendet wird, die wesentlich dünner ist als die Weite des Formhohlraumes und die aus zwei aneinanderliegenden schichtförmigen Faserverbänden besteht, von denen die eine eine lockerere Struktur aufweist als die andere,
b) daß diese Faserschicht in die Form so eingelegt wird, daß der Faserverband mit der lockereren Struktur der Innenwandung des Formhohlraumes zugekehrt ist, welche die auf Zug belastbare Oberfläche des Formteiles bildet,
c) daß in die Form der flüssige Werkstoff unter Druck eingeführt wird, so daß der Faserverband mit der weniger lockeren Struktur den anderen mit der lockereren Struk tur an die genannte Innenwandung des Formhohlraumes drückt.

Als Fasern für den erfindungsgemäßen faserarmierten Form teil können entweder organische Textilfasern oder anorgani sche Fasern, z.B. Glas-, Metall- oder Kohlefäden, benutzt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß für den lockereren Faserverband eine Glasfasermatte und für den weniger lockeren Faserverband ein Glasfaservlies verwendet wird. Unter Glasfasermatte ist hierbei ein Glasfa serverband zu verstehen, der aus nach einem Muster gewebten Glasfasersträngen oder Litzen oder aus nur ungeordnet aneinanderliegenden Glasfasersträngen besteht. Als Glasfaser vlies ist hier ein aus einer zusammengepreßten Lage feiner einzelner Glasfasern bestehender Glasfaserverband bezeichnet.

Als Werkstoff kann vorteilhafterweise der in der DE-PS 24 49 656 beschriebene Werkstoff mit den dort genannten Füllkörpern oder Füllstoffen verwendet werden.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines abgebrochen dargestellten Beckens eines Formteiles für eine Küchenspüle;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, wo die aus zwei Faserver bänden bestehende Faserschicht im Verhältnis zur Dicke der Wandung des Formteiles wesentlich vergößert dargestellt ist;

Fig. 3 eine abgebrochen dargestellte perspek tivische Ansicht einer Glasfasermatte und eines in einem Abstand darüber angeordneten Glasfaservlieses, die beide dicker dargestellt sind als in Fig. 2, wobei die Dicke des Glasfaservlieses gegenüber der Dicke der vor dem Gießen des Formteiles nicht zusammengedrückten Glasfasermatte größer dargestellt ist als dies den tatsächlichen Verhältnissen entspricht.

Das in Fig. 1 dargestellte Becken ist, wie das aus Fig. 2 ersicht lich ist, an seinem auf Biegung beanspruchten, etwa 10 mm dicken Boden 11 mit einer in die Masse der Wendung eingebet teten Faserschicht versehen, die aus zwei unmittelbar aneinan derliegenden schichtförmigen verschieden lockeren Faserverbän den, nämlich einer etwa 2 mm dicken Glasfasermatte 13 und einem wenige Zehntel mm dicken weniger lockeren Glasfaservlies 14, besteht. Die Zwischenräume dieser beiden Glasfaserverbände sind von dem flüssigen Werkstoff durchtränkt. Die Glasfaser matte 13 ist der auf Zug belastbaren Oberfläche des Formteiles unmittelbar benachbart. An diesem durch die Glasfasermatte 13 gebildeten Glasfaserverband liegt auf der dem Inneren der Wandung 12 zugekehrten Seite das Glasfaservlies 14 an.

Der Formteil wird in bekannter Weise durch Einführen des flüssigen, mit partikulierten Füllstoffen gefüllten polymeri sierbaren Werkstoffes in den Hohlraum einer Form im Gießver fahren hergestellt.

Hierbei wird zunächst in denjenigen Teil der Form, der den durch Biegung auf Zug belastbaren Teil des Formteiles formen soll, die aus einem etwa 0,4 mm dicken Glasfaservlies und einer etwa 6 bis 7 mm dicken Glasfasermatte bestehende Faser schicht so eingelegt, daß sie sich mit der Innenfläche des Formhohlraumes deckt, welche die Oberfläche des Formteiles formen soll, die bei der Benutzung des Formteiles auf Zug belastet wird, und zwar in einer solchen Stellung, daß die Glasfasermatte 13 der auf Zug belastbaren Oberfläche des Formteiles zugekehrt ist. Denn wird durch eine Öffnung an der tiefsten Stelle der Form der flüssige Werkstoff in den Hohlraum der Form unter Druck eingeführt. Die dabei verdrängte Luft kann durch eine Öffnung am obersten Punkt des Hohlraums der Form entweichen. Der Druck des eingeführten Werkstoffes wirkt bei einem praktisch fast undurchlässigen Glasfaservlies 14 in fast der vollen Größe auf die freie Vliesoberfläche. Da jedoch der Werkstoff in die Glasfasermatte 13 eindringen kann, baut sich der Flüssigkeitsdruck auf der freien Oberfläche der Glasfasermatte 13 erst allmählich auf, so daß die ganze zweilagige Glasfaserschicht dem Überdruck auf das Glasfaser vlies 14 folgend an die der Glasfasermatte zugekehrte Wandung des Hohlraumes der Form gedrückt wird.

Nach der Polymerisation des flüssigen Werkstoffes zu einem festen Werkstoff erhält man dann einen Formteil, der, wie in Fig. 2 dargestellt ist, unmittelbar neben seiner auf Zug belastbaren Oberfläche eine Glasfaserschicht 13, 14 aufweist, durch die eine optimale Festigkeit in Bezug auf die bei einem Becken auftretenden Biegebelastungen bei minimaler Wandstärke des Formstückes erzielt wird.

Als flüssigen Werkstoff kann man die in der DE-PS 24 49 656 beschriebenen polymerisierbaren Werkstoffe benutzen. Besonders zweckmäßig hat sich die Benutzung von Acrylharz erwiesen, das mit Füllstoffen verschiedener Art gefüllt sein kann, z.B. mit Silicat oder Aluminiumhydroxydpartikeln. Wegen der Sprödigkeit der so hergestellten Formteile mußten bisher diese Formteile sehr dickwandig ausgebildet werden, was neben den offensichtlichen wirtschaftlichen Nachteilen auch zu inneren Spannungen führt, die in verschiedenen Fällen zum Bruch des Formstückes führen.

Claims

1. Faserarmiertes Formteil, insbesondere in Form eines Beckens, das mindestens teilweise auf Biegung beanspruchbar ist und aus einem gehärteten, ursprünglich flüssigen Werkstoff besteht, in dem als Armierung Fasern eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Fasern eine Schicht (13, 14) bilden, die sich nur über einen Bruchteil des Querschnittes des bei der Biegebelastung auf Zug beanspruchten Bereiches des Formteiles erstreckt,
b) daß die Faserschicht aus zwei unmittelbar aneinander liegenden schichtförmigen Faserverbänden (13, 14) mit verschiedener Struktur besteht, von denen der eine äußere Faserverband (13) der auf Zug belastbaren Ober fläche des Formteiles unmittelbar benachbart ist und eine lockerere Struktur aufweist als der andere innere Faserverband (14).

2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserschicht (13, 14) aus Glasfasern besteht.

3. Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Faserverband eine Fasermatte (13) und der innere Faserverband ein Faservlies (14) ist.

4. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Werkstoff einen polymerisierten Kunststoff aufweist.

5. Verfahren zum Herstellen eines Formteiles mit eingebetteten Fasern durch Gießen eines härtbaren flüssigen Werkstoffes in den Hohlraum einer Form, in dem eine Faserschicht enthalten ist, dadurch gekennzeichnet,

a) daß eine Faserschicht verwendet wird, die wesentlich dünner ist als die Weite des Formhohlraumes und die aus zwei aneinanderliegenden schichtförmigen Faserver bänden besteht, von denen der eine eine lockerere Struktur aufweist als der andere
b) daß diese Faserschicht in die Form so eingelegt wird, daß der Faserverband mit der lockereren Struktur der Innenwandung des Formhohlraumes zugekehrt ist, welche die auf Zug belastbare Oberfläche des Formteiles bildet,
c) daß in die Form der flüssige Werkstoff unter Druck eingeführt wird, so daß der Faserverband mit der weniger lockeren Struktur den anderen mit der lockereren Struk tur an die genannte Innenwandung des Formhohlraumes drückt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Fasern zur Bildung der Faserschicht Glasfasern verwen det werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Faserverband mit lockererer Struktur eine Fasermatte und für den Faserverband mit weniger lockerer Struktur ein Faservlies verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß als flüssiger Werkstoff ein polymerisierba rer Kunststoff verwendet wird, dem Füllstoffe beigemengt sind.