DE4107618C2 - Faserverbundwerkstoff - Google Patents
FaserverbundwerkstoffInfo
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- B29C73/00—Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
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- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Faserverbundwerkstoff mit in eine
Matrix eingebetteten Fasern.
Bei der Herstellung von faserverstärkten Bauteilen werden im allgemeinen
die Fasern in eine Kunstharzmatrix eingebettet. Dabei wird ein Werkstoff
erzeugt, welcher aufgrund seiner Zusammensetzung anisotrope Eigenschaf
ten aufweist. So haben Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen (FVW) quer
zur Faserrichtung eine wesentlich geringere Festigkeit als in Faserrich
tung. Deswegen wird weitgehend vermieden, die FVW-Bauteile auf Biegung
zu beanspruchen. Da sich jedoch eine Biegebeanspruchung nicht immer ver
meiden läßt, treten häufig Risse quer zur Faserrichtung auf, die, wenn
sie nicht erkannt und umgehend saniert werden, sich zu Brüchen und zur
Zerstörung des Bauteils auswirken können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Faserverbundwerkstoff zu
schaffen, der imstande ist, auftretende Querrisse selbst zu heilen. Die
se Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale ge
löst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen gekennzeichnet.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der gesamte Fa
serverbund im wesentlichen nur mit Hohlfasern hergestellt ist, und daß
bei einer Beschädigung des Faserverbundes das in einer gebrochenen
Hohlfaser eingeschlossene Gas das flüssige Harz bzw. das Harz und den
Härter heraustreibt, wodurch die Rißstelle ausgefüllt wird und dabei
aushärtet. Hierdurch erfolgt die Selbstheilung des Faserverbundes. Es
wird eine weitere Ausbreitung des Bruches sowie eine Delamination
weiterer Fasern verhindert. Außerdem wird vorteilhaft vorgebeugt, daß in
die Rißstelle Feuchtigkeit oder Schmutz eintritt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestell
ten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine einzelne Hohlfaser, im Schnitt in stark vergrößerter Dar
stellung;
Fig. 2 einen hellen Faserverbund mit Hohlfasern und
Fig. 3 einen Faserverbund wie Fig. 2 mit selbstgeheilter Rißstelle.
In der Fig. 1 ist eine Hohlfaser 1 dargestellt, die aus einem Faserman
tel 2, der an den Enden 3, 4 abgedichtet ist, und in den Fasermantel ein
gefülltem an der Luft aushärtendem Harz 5 und Treibgas 6, insbesondere
Luft, besteht. Das Harz 5 und das Treibgas 6 sind hier in regelmäßigen
Abständen innerhalb des Fasermantels 2 verteilt dargestellt, die Vertei
lung von Harz 5 und Treibgas 6 kann aber auch, durch die Fertigung be
dingt, schwanken.
Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung einen vollständigen Faserver
bund 10 mit einer großen Anzahl von Hohlfasern 1 und einer, diese Hohl
fasern verbindenden Matrix 11. Fig. 3 zeigt denselben Faserverbund 10
mit einer Rißstelle 12. Das in den Hohlfasern 1 gespeicherte Treibgas 6
hat dabei eingeschlossenes Harz 5 in die Rißstelle 12 getrieben und die
se ausgefüllt.
Anstelle des mit an der Luft aushärtendem Harzes 5 kann auch in die
Hohlfasern 1 ein Harz eingefüllt werden, welches nur mit einem Härter
aushärtet. Dabei ist es dann erforderlich, daß der Härter entweder ab
wechselnd mit dem Harz und mit dem Treibgas in die gleiche Hohlfaser
eingefüllt wird, oder daß jeweils gesonderte Hohlfasern neben dem Treib
gas mit Harz und mit Härter gefüllt werden.
Claims (4)
1. Faserverbundwerkstoff mit in eine Matrix eingebetteten Fasern,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus an den Enden (3, 4) gasdicht
abgeschlossenen Hohlfasern (1) bestehen, die außer mit unter Druck ste
hendem Treibgas (6) entweder nur mit an der Luft aushärtendem Harz (5)
oder teilweise mit einem nur mit einem Härter aushärtenden Harz und zu
gehörigem Härter gefüllt sind, und daß beim Auftreten einer Riß- oder
Bruchstelle (12) das Treibgas (6) das Harz (5) bzw. den Härter in die
Riß- oder Bruchstelle treibt und diese abdichtet.
2. Faserverbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Verwendung von nur mit einem Härter aushärtendem Harz jeweils
gesonderte Hohlfasern (1) mit dem Harz und dem Härter versehen sind.
3. Faserverbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Verwendung von nur mit einem Härter aushärtendem Harz Hohlfasern
(1) vorhanden sind, die sowohl mit dem Harz als auch mit dem Härter ver
sehen sind.
4. Faserverbundwerkstoff nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge
gekennzeichnet, daß das Harz und/oder der Härter in der Hohlfaser mit einer
Signalfarbe eingefärbt ist, durch die eine Bruchstelle angezeigt
wird.
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DE19914107618 DE4107618C2 (de) | 1991-03-09 | 1991-03-09 | Faserverbundwerkstoff |
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- 1991-03-09 DE DE19914107618 patent/DE4107618C2/de not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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Owner name: DEUTSCHE AEROSPACE AG, 8000 MUENCHEN, DE |
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Owner name: DAIMLER-BENZ AEROSPACE AKTIENGESELLSCHAFT, 80804 M |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AEROSPACE AKTIENGESELLSCHAFT, 8099 |
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