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Plattenförmiger Hohlbaukörper Die Erfindung bezieht sich auf Bauteile
aus Kunststoff auf der Grundlage von wärmehärtbaren Harzen und hat insbesondere
ein Bauteil dieser Art in Form eines plattenförmigen Hohlkörpers mit im wesentlichen
parallelen Längswänden und zwischen denselben angeordneten Querstegen aus wärmehärtbares
Harz enthaltendem geschichtetem Faserstoff zum Gegenstand, dessen einzelne Schichten
im wesentlichen parallel zueinander und zu den entsprechenden Wänden bzw. Stegen
verlaufen und durch das sie durchsetzende erhärtete wärmehärtbare Harz verbunden
und verfestigt sind.
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Die Erfindung bezweckt in erster Linie die Schaffung eines derartigen
Bauteils, das vorteilhaft als Ersatz für Werkstoffe, wie etwa Sperrholz oder furniertes
Holz, dienen kann, die gegenwärtig im Hausbau, im Schiffbau und für andere technische
und architektonische Zwecke verwendet werden. Als weitere Anwendungsmöglichkeiten
des Bauteils nach der Erfindung sind noch der Wohnungsbau, nämlich für Innenwände,
Türen u. dgl., sowie die Möbelindustrie und die Verwendung für Verkleidungen aller
Art, etwa bei Kraftfahrzeugen, Eisenbahnwagen, Luft- und Wasserfahrzeugen,zu nennen.
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Die bekannten Bauteile auf wärmehärtbarer Grundlage sind zwar widerstandsfähig
gegen Verbrennung, gegen Insekten und Säuren und nehmen praktisch kein Wasser auf
(alles Eigenschaften, die Bauteile aus Holz nicht besitzen), aber sie sind für die
angegebenen Verwendungszwecke nicht fest und starr genug.
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Durch die Erfindung werden diese Eigenschaften erheblich verbessert
und wird der Technik ein Bauteil von hoher mechanischer Festigkeit, dem absoluten
Betrag
nach sowie im Verhältnis zum Gewicht, an die Hand gegeben, das für die verschiedensten
Anwendungsgebiete geeignet ist, die den bekannten Bauteilen verschlossen sind. Dieser
Erfolg ist bei einem Bauteil der erwähnten Art in Form eines plattenförmigen Hohlkörpers
mit parallelen Längs- und zwischen denselben angeordneten Querwänden aus geschichtetem,
wärmehärtbares Harz enthaltendem Faserstoff in erster Linie dadurch erreicht, daß
erfindungsgemäß jeder Quersteg wenigstens einem von mehreren geschichtete Kanäle
oder Hohlräume aufweisenden Körpern angehört, die aus gewickeltem oder gefaltetem
Faserstoff bestehen und mit den Längswänden mittels gehärtetem wärmehärtbarem Harzes
verbunden sind, und daß bei der Herstellung die geschichteten Längswände und Querstege
während der Wärmeeinwirkung einem Druck in ihren Dickenrichtungen unterworfen worden
sind, derart, daß ein verdichtetes, starfies und im wesentlichen homogenes Ganzes
entstanden ist.
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Vorzugsweise sind bei den Bauteilen nach der Erfindung die die Querstege
abgebenden Körper aus geschichtetem Faserstoff so ausgebildet, daß sie Teile einschließen,
die von den Rändern der die Querstege bildenden Teile sich wenigstens auf einer
Seite der Querstege in derselben Richtung erstrecken und, an <len Innenseiten
der geschichteten Längswände anliegend, Bestandteile derselben bilden. Dieser besondere
Aufbau des Bauteils nach der Erfindung kann vorteilhaft in der Weise verwirklicht
werden, daß die die Querstege bildenden Körper in Form von Rohren finit rechteckigem
oder trapezförmigem Querschnitt hergestellt und unter Umständen aneinandergrenzende
Seiten benachbarter Ouerschnitte zu einem Quersteg vereinigt werden, während die
quer dazu verlaufenden Querschnittsseiten dieses Hohlkörpers zu Bestandteilen der
Längswände gemacht werden. An Stelle der Rohrform können die die Querstege abgebenden
Körper auch die Form beispielsweise von Flanschträgern mit Doppel-T- oder
H- oder U-Profil besitzen, wobei dann die Mittelstege des Profils die Querstege
bilden und die Flansche den Längswänden ;ingehören.
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Derartige Bauteile haben auf Grund dieser Struktur eine überraschend
hohe mechanische Festigkeit. Wenn man ein Schliffbild eines Schnittes durch eine
Verbindungsstelle von Quersteg und Längswand eines solchen Bauteils herstellt und
eine photographische Vergrößerung davon anfertigt, so erkennt man, wie die einzelnen
Schichten des Quersteges auf die Verbindungsstellen mit den durchgehenden Bahnen
der Längswand zulaufen und dann nach recht; und links <<bbiegen und parallel
zu diesen Bahnen als Innenschichten der Längswand weiterverlaufen, ohne den glatten
Verlauf der durchgehenden Bahnen der Längswand zu beeinträchtigen.
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Dabei sind die Fasern benachbarter Schichten regelrecht ineinander
verfilzt als Folge des bei der Herstellung auf die Wandungen ausgeübten Querdruckes.
Das Ganze besitzt eine bemerkenswerte Gleichmäßigkeit und liefert den Beweis
für den Erfolg und die Bedeutung der gemäß der Erfindung während der Behandlung
vorgesehenen Druckausübung in der Dickenrichtung der Wandungen einschließlich der
Querstege. Die Erfindung hat ferner Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung
vorstehend beschriebener Bauteile zum Gegenstand. Diese sind in erster Linie dadurch
gekennzeichnet, daß aus Faserstoff geschichtete Hohlräume oder Kanäle aufweisende
Körper beispielsweise durch Wickeln oder Falten von Faserstoffbahnen bzw. -bändern
hergestellt und zwischen mehrere Bahnen aus Faserstoffschichten gebracht werden,
die Hohlräume im Innern der Körper bzw. zwischen denselben zwecks Stützung der Wände
mit entsprechenden Füllungen bzw. Kernen ausgefüllt werden, das Ganze senkrecht
zu den Bahnen sowie parallel dazu unter Druck gesetzt wird, derart, daß sämtliche
Wände in ihrer Dickenrichtung gepreßt werden und dabei die für das Abbinden des
das Ganze durchsetzenden härtbaren Harzes erforderliche Wärmebehandlung vorgenommen
wird. Die geschichteten Faserstoffe werden so in allen Teilen verdichtet und verfestigt
und zu einem starren Ganzen vereinigt.
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Für die Herstellung der die Querstege abgebenden Körper können ein
oder mehrere Papier- oder Textilbahnen bzw. -bänder durch Wickeln oder Falten und
gegebenenfalls anschließende Verformung des Profils zu dem endgültigen Querschnitt
von der gewünschten Wandstärke verarbeitet «-erden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung
nach der Erfindung werden für die Ausfüllung der Hohlräume herausnehmbare Füllungen
bzw. Kerne verwendet, die nach der Druckwärmebehandlung entfernt «erden. Derartige
Kerne können z. B. aus festem Werkstoff von guter Wärmeleitfähigkeit, wie .Metall,
z. B. Stahl, bestehen.
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Eine geheizte hydraulische Presse kann für die Druck- und Wärmebehandlung
des Bauteils nach der Erfindung benutzt werden, und diese Behandlung kann unter
Druck- und Temperaturbedingungen erfolgen, wie sie bei der Herstellung von Kunststoffen
auf Kunstbarzgrundlage mit Faserstoffeinlage üblich sind, so daß Einzelheiten dieser
Behandlung hier nicht angegeben zu werden brauchen.
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Die Behandlung des Faserstoffes für die Querstege und für die Längswände
des Hohlkörpers mit dem in der Wärme härtbaren Harz kann in jeder geeigneten Form
erfolgen, beispielsweise durch Eintauchen des Faserstoffes in die Harzlösung, etwa
eine alkoholische Lösung, wenn das Harz in Alkohol löslich ist, oder eine wäßrige
Lösung, wenn das Harz von der als wasserlöslich bezeichneten Art ist. Das Eintauchen
kann fortlaufend oder absatzweise erfolgen. Der fortlaufende Betrieb ist angezeigt,
wenn der zu behandelnde Faserstoff von einer Spule od. dgl. abgezogen wird, während
das unterbrochene Verfahren praktischer ist, wenn der Faserstoff bereits in Bänder
oder Bahnlängen zerschnitten ist. Man kann auch $ie Harzlösung in verteiltem Zustand
aufspritzen oder mit dem Pinsel auftragen oder auf irgendeine andere Weise in Form
einer Schicht auf den Faserstoff aufbringen, entweder .nur auf einer Seite oder
auf beiden Seiten. Die Behandlung des Faserstoffes mit dem Harz kann auch im Vakuum
erfolgen, wenn er in Form von Holzfurnieren oder von verhältnismäßig dicken Schichten
vorliegt oder wenn er nicht sehr absorptionsfähig ist. Der Faserstoff kann beispielsweise
ein pflanzlicher oder
| mineralischer Stoff <zier Zellstoff sein. Als Beispiele |
| derartiger Faserstofte seien genannt Papier, Stroh- |
| pappe, Glanzkarton, Glimmer, Holz oder Textilien, wie |
| z. 13. Gewebe aus Wolle, Baumwolle, Seide, Leinen oder |
| Ilanf ()der (ancvas. \'orztigswei;e kommt Papier zur |
| _\rl@@endnng, und zwar solches, (lessen Fasern sich in |
| der Papierubunc in allen Richtungen erstrecken. |
| Jedes in der W;irrne crli:irten(le Harz, beispiels- |
| weise solches auf der Grundlage von Phenolform- |
| al(lcll\-(1,1(cirn,toff(@rnictl(lell`#(loderKresolformaldehyd, |
| kann irn Rahmen der EA-findung verwendet werden. |
| 7?s k;inn rincn Bcschlcnniger, z. B. Calciumoxyd und/ |
| odurrin @cltlullfn üttel, z. B. Petroleunl,und odereinen |
| oder mehrere Pigmente cntllalten. Gewöhnlich werden |
| die v ers(alie(lenen Faserst(lffbestandteile eines Bauteils |
| finit (demselben harz bell;tl1delt. |
| \"(n-zugsweisc wird (der mit dem Harz behandelte |
| Faserstoff " or seiner Verwendung getrocknet, bei- |
| spielsweise in geeigneten (Sfen (>der Dörren, etwa in |
| Turnielüfen, die rnittcls (#I(#l:trischer Heizlampen od. dgl. |
| beheizt werden. |
| Weitere l@elmzuichen (der Erfindung ergeben sich |
| aus ([er nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen, |
| in denen die Erfindung an einigem Ausführungsbei- |
| spielen veranschaulicht ist. Es zeigen |
| Fig. i eine schaubildliche Ansicht eines Bruch- |
| stiickes eines Bauteils in Form eines plattenförmigen |
| lI(tltlkiirl>ers nach (der Erfindung, |
| Fig. .: bis 0 ähnliche Bauteile im Schnitt, |
| Fig. 7 ein Verfahren für die Ausbildung der Quer- |
| stege de; Bantcils, besonders für kleine Platten, |
| Fi,g. S ein \"erfahren, bei dein für die Querstege |
| r((llrfi>nnige Celi 1(le verwendet werden, |
| Fig. y die :\rt (der Herstellung (der rohrförmigen Ge- |
| bilde nach Fig. S. |
| l,-ig. i(( ein s((Icllcs Gebilde iin Querschnitt, |
| Fig. ii eine Stirnansicht eine.' diesen Rohren |
| hergestellten Bauteils, |
| I# ig. 12 (dieselbe Vorrichtung wie in Fig. 8 ohne Ober- |
| platte, |
| Fig. t,; ein(- Ah:indernng (der Vorrichtung nach |
| Fig. 12, |
| Fig. i_[ und 1,5 einen Teil der abgeänderten Teile im |
| (:rttrulril.i, |
| Fig. i(1 (lic \"erwen(hing von rohrförmigen Gebilden |
| nüt tr;tl)(,zfi)i-lnigeni Querschnitt, |
| Fig. 17 und IS (die Verwendung von Gebilden in |
| Foren von Flanschträgern tllit I>olipel-T-Profil, |
| Fig. i(l ein( li Teil einer \-orrichtung ii@tch der Er- |
| tItl(ltlllg, |
| Fig. 2() eine Stirnansicht eines aus (lein rohrfcrmigen |
| Gebilde durch \'erfornutug erhaltenen Profils, |
| Fig. 21 (lic Formgebung (dieses Profils, |
| Fig. 2 2 bis =l eine Stirllclllsicl)t, Seitenansicht
und |
| Draufsicht einur@orri(litnng für eine Profilverformung |
| gelllaß 1' 1g. r, |
| Fig. =,5 bis 27 entsprechende Ansichten einer ab- |
| Der in Fig. i (dargestellte plattenförmige Hohlbau- |
| ki>rl>cr hat eine ollere Wand 2 und in gewissem |
| parallel (htzu eine lllltcre @\'ati(1 3, die (lllrcll in |
| Allständen an geordnet(, parallele Querstege 4 verbun- |
| (lun sind, (1i(, (Ittur ztt (tun Wänden 2 und ,, verlaufen, |
und zwar in diesem Fall auf denselben senkrecht stehen. Die Querstege 4 und Längswände
2 und 3 schließen Hohlräume 5 ein, die sich von einer Stirnseite der Platte zur
anderen erstrecken und parallel zueinander verlaufen. In dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. r sind die Hohlräume 5 Kanäle von rechteckigein Querschnitt. Die Ausführung
nach Fig.2 stimmt im wesentlichen mit derjenigen nach Fig. i überein, mir hat der
Querschnitt der Hohlräume statt der scharfkantigen Ecken abgerundete Ecken 6.
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Fig.3 zeigt den plattenförmigen Hohlbaukörper nach Fig. i, dessen
obere und untere Außenfläche mit einem Verkleidungsmaterial 7 bzw. 8, beispielsweise
mit einem Holzfurnier, belegt ist. In Fig. 4 ist dieser Belag 7 nur auf der einen
Außenseite vorgesehen.
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Fig. 5 zeigt wiederum den plattenförmigen Hohlbaukörper nach Fig.
i, dessen Hohlräume 5 jedoch mit einem wärme- und/oder schalldämmenden Mittel etwa
Kork, gefüllt sind.
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Bei der Ausführung nach Fig. 6 ist die Oberfläche der Außenwand 2
mit Rillen io versehen, die parallel zu den Querstegen 4 verlaufen. Statt dessen
können auch andere erhabene Oberflächenformen und -muster auf einer oder auf beiden
Seiten des Bauteils vorgesehen sein und entweder parallel oder senkrecht zu den
Querstegen verlaufen.
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Die Herstellung der dargestellten und ähnlicher Bauteile kann auf
die verschiedensten Arten erfolgen, die alle auf demselben allgemeinen Prinzip beruhen
und von denen nachstehend einige Einzelheiten beschrieben sind.
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Ein Herstellungsverfahren nach der Erfindung ist 111 Fig. 7
veranschaulicht, in der auch die-verwendete Vorrichtung wiedergegeben ist.
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Auf eine untere Metallplatte 12 wird eine Reihe von Faserschichten
iivon rechteckigerFormgelegt und auf denselben ein rechteckiger Rahmen 13 angebracht,
der eine oder mehrere abnehmbare Seiten besitzt. Gemäß Fig. 7 kann beispielsweise
die Seite 14 oder die Seite 15 (furch Herausziehen von Schrauben 16 oder 17 entfernt
«erden, die die Teile des Rahmens zusammenhalten. Die Innenmaße des zusammengesetzten
Rahmens 13 sind etwas kleiner als die gesamte Länge und Breite der Faserschichten
ii, auf die der Rahmen gelegt ist. Innerhalb des Rahmens 13 wird auf die Faserschichten
ii eine Reihe von Kernen aufgelegt, die durch Metallstangen von derselben Höhe oder
Dicke wie der Rahmen 13 gebildet werden. In dem Beispiel nach Fig. 7 sind zwei Endkerne
18 und i9 in Form von rechteckigen Prismen und eine Anzahl von Kernpaaren 20 und
21 in Keilform vorgesehen. Die einzelnen Kerne sind in dem Rahmen 13 derart angeordnet,
daß zwischen zwei benachbarten Kernpaaren bzw. zwischen einem Kernpaar und einem
der Endkerne 18, i9 Zwischenräume 22 bestehenbleiben. .
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In diese Zwischenräume 22 werden bei dem in Fig. 7 veranschaulichten
Verfahren die Gebilde 3o bzw. 31 l eingelegt, aus denen die Querstege des plattenförmigen
Hohlbaukörpers entstehen sollen und die durch Wikkeln oder Falten von Faserstoffen
hergestellt sind. Das Ganze wird in den Rahmen 13 eingespannt, und durch die Endkerne
18, io sowie durch Eintreiben der keil- i förmigen Kerne 20, 21 werden die Gebilde
30, 31 quer
zu ihrer Längsausdehnung und parallel zu den Schichten
ii gepreßt.
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Der nächste Verfahrensschritt besteht darin, daß auf den Rahmen 13
weitere mit Harz behandelte Faserschichten ii gelegt werden. Diese Schichten entsprechen
in Form und Größe den unter dem Rahmen befindlichen Schichten, doch ist ihre Anzahl
nicht notwendigerweise dieselbe wie die Zahl der unteren Faserschichten ii. Alsdann
wird auf die oberen Faserschichten ii eine obere Metallplatte 24 gelegt, und zwar
haben die Platten 12 und 24 vorzugsweise eine etwas größere Länge und Breite als
der Rahmen 13. Das Ganze wird in eine mit Dampf, elektrisch oder auf andere Weise
beheizte Presse, vorteilhaft eine hydraulische Presse, gebracht und der Einwirkung
von Wärme und Druck während eines solchen Zeitraums ausgesetzt, daß das alles durchsetzende
härtbare Harz erweichen und _fließen kann, derart, daß in einem einzigen Vorgang
die Vereinigung der einzelnen Teile erfolgt, und dann durch das Abbinden und Erhärten
des Harzes das Verfestigen zu einer Einheit vollendet wird. Darauf wird das Ganze
aus der Druckvorrichtung herausgenommen, nach dem Abkühlen die Oberplatte 2.1 abgenommen
und nach Lösen der Schrauben 16 die Seite 14 des Rahmens 13 in Richtung der Pfeile
A in Fig. 7 abgezogen. Anschließend werden die drei anderen Seiten des Rahmens 13
im ganzen durch Bewegung im Sinne der Pfeile B abgelöst, wodurch die Ränder des
Bauteils freigelegt werden. Schließlich werden die Kerne 18, 19, 20, 21 nach entgegengesetzten
Seiten der Länge nach herausgezogen, wobei, falls ertorderlich, leichte Schläge
auf die Enden der Kerne mit einem Hammer oder einem sonstigen geeigneten Werkzeug
ausgeübt werden, um das Herausnehmen zuerleichtern. DasHerausnehmenwirdaußerdemdurch
die Keilform der paarweise angeordneten Kerne 2o und 21 begünstigt.
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Die Kerne 18 bis 21 haben vorzugsweise hochpolierte Oberflächen, und
die Innenflächen der Platten 12 und 24 können gleichfalls hochpoliert sein, wenn
jedoch das fertige Bauteil einerseits oder beiderseits eine matte oder eine glatte
nicht polierte Oberfläche erhalten soll, besitzt zweckmäßig die entsprechende Platte
12 oder 24 eine Oberfläche von geeigneter Beschaffenheit an Stelle einer hochglanz
polierten Oberfläche.
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Der Rahmen 13 und die Kerne 18 bis 21 werden vorzugsweise vor dem
Zusammenfügen in der angegebenen Weise erhitzt und im übrigen so genau geformt,
daß sie an den Faserstoffschichten, aus denen das Bauteil hergestellt wird, einwandfrei
anliegen. Eine gute Berührung ist wichtig, weil dadurch die Faserstoffschichten
in der richtigen Weise unterstützt und ein Deformieren derselben vermieden wird,
wenn das Ganze unter Druck gesetzt wird. Außerdem gewährleistet eine gute Berührung
die notwendige Wärmeübertragung auf die inneren Flächen der Faserstoffe und bewirkt
so auf vollkommene Weise das anfängliche Erweichen und dann das Abbinden und Erhärten
des die Faserstoffe durchtränkenden Kunstharzes.
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Nachdem die Kerne aus dem Werkstück entfernt worden sind, werden vorteilhaft
die Ränder der Schichten 2 und 3 beschnitten, um ihnen ein fertiges Aussehen zu
geben. Um das Herausnehmen der Kerne aus dem hergestellten Hohlkörper zu erleichtern,
können die Kerne mittels Petroleums oder eines anderen geeigneten Schmiermittels
vor dem Zusammenfügen überzogen werden.
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In sämtlichen Abbildungen ist nur die Herstellung von kleineren Hohlkörpern
veranschaulicht, doch können die Vorrichtungen auch weit größere Abmessungen besitzen,
um entsprechend große Hohlbauteile herzustellen, beispielsweise solche in Form von
rechteckigen Platten von 2,5 m Länge und 1,25 m Breite. Bei der Herstellung so großer
Platten ist ein Hammerschlag nicht mehr ausreichend, um die Kerne herauszubekommen.
Man muß dann zu hydraulischen Hilfsmitteln greifen, um die Kerne von dem fertigen
Bauteil zu lösen und aus demselben zu entfernen. Die beiden Keile ein und desselben
Kernpaares werden dabei nach entgegengesetzten Seiten herausgezogen oder -gestoßen.
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Bei dem in bezug auf Fig. 7 beschriebenen Verfahren wird das Faserstoffband,
aus dem die Gebilde für den Ausbau der Zwischenwände hergestellt werden, vorzugsweise
mit dem wärmehärtbaren Harz vor der Anfertigung der Gebilde behandelt werden. Doch
kann man diese Gebilde auch fertigstellen, bevor sie mit dem Harz behandelt werden.
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Fig. 8 bis 12 veranschaulichen eine bevorzugte Ausführungsform des
Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung, das sich von den beschriebenen
Verfahren hauptsächlich durch die Art der Ausbildung der Zwischenwände unterscheidet
und das ein Hohlbauteil von größerer Festigkeit ergibt.
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Eine Reihe von rohrförmigen Gebilden 32 wird mit Hilfe von Faserstoffbändern
oder -bahnen, beispielsweise Papier, hergestellt, das zuvor mit wärmehärtbarem Harz
behandelt worden ist. Diese Rohrgebilde können in geeigneter Weise ausgebildet sein
und jede geeignete Querschnittsform besitzen. Gemäß Fig.8 bis 12 haben sie einen
rechteckigen Querschnitt und sind beispielsweise durch Aufwickeln eines Bandes oder
mehrerer Bänder oder Bahnen auf einen Kern 18, auf zwei, drei Kerne oder auf jede
andere Anzahl von Kernen 18 von rechteckiger Prismenform, die mit ihren Längsseiten
aneinandergelegt sind, hergestellt. Das Faserband oder die Faserstoffbalin 33 wird
gemäß Fig. 9 so oft um die Kerne 18 herumgewickelt, wie es notwendig ist, um die
gewünschte «'andstärke zu erhalten.
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Anstatt die Faserstoffbahn auf die Kerne 18 zwecks Erzeugung der Rohrgebilde
32 aufzuwickeln, können diese Gebilde auch erst in zylindrischer Form hergestellt
und dann zu einem rechteckigen Querschnitt verformt werden. In diesem Fall werden
Kerne 18 oder gegebenenfalls Paare von keilförmigen Kernen nachträglich in die Rohrgebilde
eingeführt, um ihren rechteckigen Querschnitt zu erhalten, sie während der Druckwärmebehandlung
zu stützen und den quer zu den Wänden gerichteten Druck auf sie zu übertragen. Die
Rohrgebilde 32 und die Kerne 18 werden in einen Metallrahmen 13, der gegebenenfalls
einen Teil der Presse bildet, nebeneinander eingelegt, wie dies in Fig. 8 perspektivisch
und in Fig. 12 im Grundriß dargestellt ist. Die senkrechten Längswände der benachharten
Rohrgebilde
32 stehen miteinander in Berührung, wie bei 34 deutlich zu erkennen ist. Bei den
äußersten Rohren 32 am rechten und linken Ende des Rahmens stehen die senkrechten
Längswände an den Außenseiten nicht mit entsprechenden Wänden anderer Gebilde 32
in Berührung, und falls hier auch die doppelte Materialstärke gewünscht wird, können
ein oder mehrere zusätzliche Faserstoffbänder auf die senkrechte Außenwand der äußeren
Rohre aufgelegt werden, wie dies beispielsweise bei 35 rechts in Fig. 12 ersichtlich
ist.
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Zwischen den Enden des Rahmens 13 und der benachbarten Wand des nächstgelegenen
Rohrgebildes 32 können ein oder mehrere Kerne 18 zusätzlich eingelegt werden, um
den Rahmen auszufüllen und auf die geschichteten Wände einen Druck quer zu ihrer
Länge und parallel zu den Faserstoffschichten auszuüben, die die Außenwände des
Hohlbauteils abgeben sollen und in Fig. 15 fortgelassen sind. Der Rahmen oder die
Presse kann mit Druckvorrichtungen der verschiedensten Formen versehen sein. So
kann die Presse hydraulische Druckstangen besitzen, die einen Druck auf die Seite
oder die Seiten des Rahmens parallel zu dem Kern auszuüben vermögen, und in diesem
Fall ist die betreffende Rahmenseite oder sind die betreffenden Rahmenseiten in
bezug auf die übrigen Seiten beweglich. Die in Fig. 12 wiedergegebene Druckvorrichtung
besteht in einem Druckstempel 36, der in seinem Aufbau einem Kern 18 entspricht,
jedoch im Sinne der Pfeile C mit Hilfe von Schrauben 37 seitwärts verschoben werden
kann, die in Abständen in der Rahmenseite 38 des Rahmens 13 angeordnet und mit Handhaben
39 od. dgl. versehen sind.
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Bevor die zur Herstellung der Querstege bestimmten Gebilde 32 in der
angegebenen Weise in den Rahmen 13 eingelegt werden, werden zuvor Faserstoffschichten
ii zur Bildung der unteren Außenwand 3 des Hohlbaukörpers nach der Erfindung auf
die Unterplatte 12 gelegt. Alsdann wird der Rahmen 13 über diesen Faserstoff schichten
ii angebracht, mit Rohrgebilden 32 und Kernen 18 gefüllt und geschlossen. Dann werden
die oberen behandelten Faserstoffschichten ii auf den Rahmen 13 gelegt und wird
die Oberplatte 24 über den zusammengefügten Teilen angeordnet, und unter Ausübung
eines Druckes senkrecht zu den die Querstege abgebenden Schichten durch die Schrauben
37 wird schließlich das Ganze in die Presse gebracht und der Einwirkung von Wärme
und einer Druckbeanspruchung von oben und von unten ausgesetzt. Nachdem die Härtung
oder Alterung vollzogen ist, wird der Rahmen auseinandergenommen, und die Teile
werden herausgenommen. Um das Entfernen der Kerne 18 zu erleichtern, wenn sie bereits
zum Teil aus dem fertigen Bauteil Hervorstehen, können die Kerne Löcher 40 für den
Angriff einer entsprechenden Vorrichtung aufweisen. Bei der Herstellung größerer
Platten oder bei der Ausführung des Verfahrens in großem Umfang wird das Entfernen
der Kerne auf hydraulischem Wege oder durch eine andere Hilfskraft vorgenommen.
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Fig. 13 zeigt eine andere Vorrichtung mit einem Rahmen, der kein vollständiges
Rechteck darstellt wie zuvor, sondern eine starre untere Metallplatte 41 aufweist,
die cin jedem Ende eine Metallstange 42 in Keilform trägt, die an der Platte befestigt
ist und deren schräge Seite 43 nach innen gerichtet ist. Diese Stange 42 besitzt
dieselbe Höhe oder Dicke wie die Kerne 18, die mit denjenigen der zuerst beschriebenen
Vorrichtung übereinstimmen. Mit jeder keilförmigen Stange 42 steht eine entsprechende
Metallstange 44 in Wechselwirkung. Die beiden Stangen 44, von denen in Fig. 13 nur
die eine dargestellt ist, stimmen in jeder Hinsicht mit den Stangen 42 überein,
sind jedoch in bezug auf die Platte 41 in der Längsrichtung beweglich und mit ihren
schrägen Flächen nach außen gerichtet, so daß diese Schrägflächen an den geneigten
Flächen der Stangen 42 anliegen. Wenn somit eine Reihe beispielsweise rohrförmiger
Gebilde 32 mit Kernen 18 auf die Platte 41 zwischen den Stangen 44 aufgebracht und
angenommen wird, daß die Stangen 44 anfangs nicht vollständig in die Vorrichtung
eingetrieben worden sind, sondern geringfügig aus der Vorrichtung mit ihren breiten
Enden hervorstehen, so wird durch nachträgliches vollständiges Eintreiben der keilförmigen
Stangen 44 bewirkt, daß der Inhalt der Vorrichtung in Richtung parallel zur Ebene
der Platte 41 und senkrecht zur Längsausdehnung der Kerne 18 zusammengedrückt wird.
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In Fig. 14 ist eine andere Vorrichtung dargestellt, die einen seitlichen
Druck auf den Inhalt des Rahmens auszuüben gestattet und deren Anordnung von derjenigen
nach Fig. 12 nur darin abweicht, daß der seitliche Druck auf andere Weise ausgeübt
wird, indem nämlich die Schrauben 37 durch einen Druckkörper 45 ersetzt sind, der
an den entgegengesetzten Enden außen mit Schrägflächen 46 versehen ist, auf die
je ein Keil 47 einwirkt, der in einer Führung 48 in einem brückenförmigen Teil 49
gleiten kann, das den Rahmen 13 an dem einen Ende begrenzt und lösbar an den Längswangen
des Rahmens mittels Schrauben 16 und 17 befestigt ist. Die Keile 47 können eine
Gleitbewegung in ihrer Längsrichtung unter der Einwirkung von Schrauben 5o ausführen,
die an den Enden des Teils 49 angeordnet sind, so daß durch Drehen der Schrauben
5o im gewünschten Sinne die Keile 47 gegeneinander verschoben werden können und
dadurch die Druckstange im Sinne des Pfeiles D bewegt und so der gewünschte Seitendruck
auf den Inhalt des Rahmens ausgeübt werden kann.
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Es ist natürlich möglich, auch bei dem Verfahren, das für die Herstellung
der Querstege rohrförmige Gebilde 32 verwendet, Paare von keilförmigen Kernen 18
zu benutzen, die mit ihren geneigten Flächen aneinanderliegen, an Stelle von prismatischen
Kernen. Fig. 15 veranschaulicht schematisch diese Abart des Verfahrens, wobei die
Pfeile C die Ausübung eines seitlichen Drucks andeuten, der durch irgendeine Vorrichtung,
beispielsweise diejenigen nach Fig. 12, 13 oder 14, ausgeübt werden kann. Das Herausziehen
der Kerne ist besonders leicht zu bewerkstelligen.
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Fig.16 zeigt eine Abart des an Hand der Fig. 8 bis 16 beschriebenen
Verfahrens, bei der an Stelle der rohrförmigen Faserstoffgebilde 32 von rechteckigem
Querschnitt rohrförmige Gebilde 51 von trapezförmigen Querschnitt verwendet werden,
die so angeordnet sind, daß die langen Trapezseiten abwechselnd oben und unten zu
liegen kommen. Die Kerne i8 sind,
wie aus der Zeichnung ersichtlich,
entsprechend ausgebildet.
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Fig. 17 bis i9 veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung einer
Hohlbauplatte, deren Zwischenwände 52 aus prismatischen Gebilden in Form von Flanschträgern
beispielsweise von doppel-T-förmigem Querschnitt gebildet werden. Diese Gebilde
werden -ins einem Faserstoffband hergestellt, das mit dem in Betracht kommenden
härtbaren Harz behandelt worden ist oder dieser Behandlung nach der Anfertigung
der Gebilde unterworfen wird. Wenn das Verfahren zur Herstellung eines Hohlbauteils
angewendet wird, nachdem die trägerförmigen Gebilde 52 angefertigt sind, ähnelt
es weitgehend den bereits beschriebenen Verfahren. Fig. 17 bis ig lassen erkennen,
wie die trägerförmigen Gebilde 52 aus Faserstoff, die zum Aufbau der Zwischenwände
bestimmt sind, dicht nebeneinander auf Faserstoffschichten ii gelegt werden, wobei
die Flansche 53 benachbarter Gebilde 52 sich mit ihren Rändern berühren. In die
Hohlräume, die von den in Berührung stehenden Flanschen der Gebilde 52 und den Stegen
54 derselben begrenzt werden, werden Kerne 18 eingebracht, um die Flansche 53 und
Stege 54 zu stützen und die Lage dieser Teile während der Behandlung durch Wärme
und durch Druck von oben, von unten und in der Querrichtung festzulegen; wenn die
Gebilde 52 in der beschriebenen Weise zusammengefügt sind, werden die oberen Faserstoffschichten
ii und schließlich die Oberplatte 24 darübergelegt, und das Ganze wird der beschriebenen
Wärme- und Druckbehandlung unterworfen. Diese Behandlung bewirkt zunächst ein Erweichen
des wärmehärtbaren Harzes der verschiedenen damit versehenen Faserstoffteile, ein
Zusammendrücken dieser Teile in ihrer Dickenrichtung und ein Eindringen des Harzes,
der nach seiner endgültigen Erhärtung oder Verfestigung eine sehr innige Verbindung
und Verfestigung der Faserstoffteile des Ganzen gewährleistet, die damit Bestandteile
einer Einheit werden. Die Flansche 53 der Gebilde 52 stellen dann die Innenschicht
der Außenwände 2 und 3 der Hohlplatte dar, denen sie auf ihre ganze Ausdehnung fest
anhaften. Die Verbindung ist damit über eine große Fläche hergestellt, und die Fasern
der oberen und unteren Außenschicht 2, 3 sind mit den Fasern der Querwände 4 fest
verbunden, genau wie bei der Verwendung rohrförmiger Gebilde für den Aufbau der
Zwischenwände. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die vorgeformten Gebilde 52
zum Aufbau der Zwischenwände in der nachstehend beschriebenen Weise gewonnen werden.
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Ein sehr vorteilhaftes Verfahren für die Anfertigung solcher Gebilde,
in Form eines Flanschträgers beispielsweise mit doppel-T-förmigem Querschnitt, ist
in Fig. 20 bis 26 veranschaulicht.
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Bei diesem Verfahren wird ein Faserstoffband 53 von den erforderlichen
Abmessungen zu einem Rohrgebilde 56 aufgewickelt, wie es beispielsweise in Fig.
21 gezeigt ist. Das Aufwickeln wird so weit fortgesetzt, bis die geschichtete Wandung
des Gebildes die gewünschte Dicke und Schichtzahl aufweist. Das erhaltene Rohrgebilde
wird dann aus der annähernd runden Form in einen doppel-T-förmigen Querschnitt nach
Fig. 2o verformt. Die strichpunktierten Linien 57 in Fig. 21 veranschaulichen ein
Zwischenstadium des Vorgangs, bei dem das Rohrgebilde in das Gebilde übergeführt
wird, das in Fig.22 in der Stirnansicht zu sehen ist: Wie aus Fig. 2o hervorgeht,
ist jeder der Flansche 53 sowie der Steg 54 des trägerförmigen Gebildes 52 aus einer
Mehrzahl von Schichten des zur Herstellung des rohrförmigen Gebildes nach Fig. 21
verwendeten Faserstoffbandes zusammengesetzt; ferner bilden die Schichten der verschiedenen
Abschnitte, nämlich der Flansche und des Steges des trägerförmigen Gebildes 52,
ein zusammenhängendes Ganze;, da alle demselben Faserstoffband angehören, das in
keinem Stadium der Herstellung des Gebildes 52 in seiner Längsrichtung zerschnitten
worden ist.
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Dieser Faserstoff in Bandform kann mit einem wärmehärtbaren Harz behandelt
werden, bevor er aufgerollt wird, oder in jedem anderen Stadium der Herstellung
der trägerförmigen Gebilde für den Aufbau der Querstege; auch können die Gebilde
nach ihrer Fertigstellung mit einem wärmehärtbaren Harz behandelt werden.
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Gemäß Fig. 23 wird das rohrförmige Gebilde 56 im Sinne des Pfeiles
zwischen zwei waagerechten Druckwalzen oder -rollen 57 und 58 hindurchbewegt, die
auf waagerechten Achsen 59 und 6o angeordnet sind und unmittelbar übereinander und
parallel zueinander liegen. Der Raum zwischen den Walzen 57 und 58 ist gleich der
Gesamthöhe des Gebildes 52, wenn dieses seine endgültige Trägerform erhalten hat.
Die Rollen 57 und 58 bewirken somit eine Abflachung des rohrförmigen Gebildes 56,
wie aus Fig. 25 klar ersichtlich, während andere Druckwalzen 6i und 62 (in Fig.
24), die das rohrförmige Gebilde 56 als erste erreicht haben und die um parallele
senkrechte Achsen 63 und 64 drehbar sind, mit ihrem Umfang (las rohrförmige Gebilde
56 von entgegengesetzten Seiten her nach innen eindrücken, so daß diese in einer
mittleren Längsebene miteinander in Berührung kommen auf eine Höhe, die der lichten
Höhe des Steges 54 des trägerförmigen Gebildes 52 (Fig. 20) nach der Fertigstellung
entspricht. Das Gebilde 56, das in Rohrform in die Vorrichtung eingeführt wird,
verläßt dieselbe somit auf der entgegengesetzten Seite in Form eines Trägers mit
doppel-T-förmigem Querschnitt.
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Eine Abart der Vorrichtung nach Fig. 22 bis 24 ist in Fig. 25 bis
27 dargestellt. Sie besteht lediglich in der Auswechselung der seitlichen Druckrollen
61 und 62 durch ein Paar seitlicher Platten 65 und 66. Die Platten sind feststehend
oder verstellbar in einer gemeinsamen waagerechten Ebene angeordnet, und ihre benachbarten
Innenränder 67 und 68 sind um die Dicke des Steges 54 des Gebildes 52 voneinander
entfernt. Auf diese `'eise entsteht ein Spalt, der bei 69 durch entsprechende Beschneidung
der Platten 65 und 66 trichterförmig erweitert ist. Das rohrförmige Gebilde 56 wird
somit bei Einführung in die Vorrichtung zunächst allmählich seitlich verformt, um
den Steg 54 zu bilden, und dann der Einwirkung der Druckwalzen 57 und 58 unterworfen,
die es abflachen und die Trägerform vollenden.
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Es ist wichtig, daß das Schmelzen, Fließen und anschließende Polymerisieren
de, Harzes zu seiner äußer-
| sten f-Iärte alle Teile, besonders auch die Querschnitte |
| der Zwischenwände, erfaßt, die sich zu gleicher Zeit |
| verfestigen müssen. Dies erfordert offenbar einen |
| ausreichenden Druck in einer Richtung parallel zu den |
| oberen Und unteren Außenschichten und quer zu den |
| Zwischenwänden der Hohltafel sowie einen Druck |
| quer zii den Außenwandschichten der Tafel. Diese |
| Drücke sind während der Wärmeanwendung aufrecht- |
| ztterhalten, wobei die Gewähr bestehen muß, daß alle |
| Teile, die der \Värmeiibertragung dienen können, in |
| enger Berührung stehen. |
| Wenn herausnehmbare innere Stützmittel bzw. |
| -kerne verwendet werden, so müssen diese den Druck |
| aushalten, wenn (las Ganze zusammengepreßt wird, in |
| der Mehrzahl der Fälle gute Wärmeleiter sein und die |
| Möglichkeit bieten, nach Beendigung der Wärme- und |
| Druckeinwirkung in der Längsrichtung herausgezogen |
| zu werden. Wenn es sich dabei um festgefugte Kerne |
| handelt, müssen dieselben also glatt und poliert sein |
| Und können zwecks Erleichterung des Herausnehmens |
| s schw- ich komisch sein, wobei die Innenflächen der
an- |
| grenzenden Kerne eine entsprechende Form be- |
| sitzen. |
| Wenn die \`'ärine durch die Heizplatten der Presse |
| zugeführt wird, müssen die Kerne auf eine Temperatur |
| gebracht werden, clie hoch genug ist, um das Kristalli- |
| sieren des Harzes an den mit den Kernen in Berührung |
| stehenden Flächen zu vermeiden, was bekanntlich ein- |
| tritt, wenn das Harz, gegen eine kalte Fläche abbindet. |
| Demnach muß der Unterschied zwischen der Tempe- |
| ratur der Kerne und derjenigen des sie umgebenden |
| Gefüges so klein wie möglich sein, um die Reibung beim |
| Entfernen der Kerne zii verringern; das ganze Gefüge |
| einschließlich der Kerne ist so beschaffen, daß die |
| Wärme auf alle Teile des imprägnierten Faserstoffs |
| übertragen wird, da alle Teile der Wände vollständig |
| behandelt werden müssen. |
| Im praktischen Betrieb werden daher vorzugsweise |
| metallische Kerne verwendet. Daraus ergibt sich, daß |
| die Vorrichtung für eine Tafel von solcher Größe, daß |
| sie beispielsweise für die Verwendung im Schiffbau ge- |
| eignet ist, einschließlich der notwendigen Anzahl an |
| Kernen sehr schwer ist. |
| Es ist ziemlich schwierig, ein zum Pressen zusammen- |
| gefügtes Hohlbauteil, dessen untere Schichten bieg- |
| sam, beispielsweise aus Papier, sind, in die Presse ein- |
| zubringen, besonders in (lein Fall, daß das Hohlbauteil |
| große Abmessungen, etwa von 2,50 In zu 1,25 in |
| besitzt, (hä das Ganze alsdann mehrere Tonnen wiegt. |
| Man kann jedoch dieses Einbringen in die Presse auf |
| befriedigende Weise durchführen, indem das Ganze |
| mit einer oberen und unteren Wärmeübertragungs- |
| platte versehen wird und indem vorzugsweise alle die |
| Querstege abgebenden Gebilde und die Kerne in einem |
| Ralimeii finit abnehmbaren Seiten zusammengepreßt |
| werden. Es ist außerdem zu beachten, (laß, wenn das |
| Gefüge in der Umgebung der Kerne durch den hohen |
| Druck erhärtet, zunächst angenommen wurde, daß |
| große Schwierigkeiten beim Herausziehen dieser Kerne, |
| besonders im Fall sehr umfangreicher Teile, auftreten |
| würden. Es hat ;ich jedoch gezeigt, (laß unter Befol- |
| gung der Verfahren und Maßnahmen gemäß der Er- |
| findung die Kerne in der Längsrichtung durch einen |
geeigneten Kraftaufwand herausgezogen werden können, ohne das Gefüge zu schädigen.
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Die Querstege erstrecken sich besonders bei Hohlbauteilen von rechteckigem
Grundriß vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise parallel von einem Ende des
Körpers zum andern und sind vorzugsweise zusammenhängend. Somit weist das Bauteil
parallele Hohlräume mit offenen Enden auf, die von einem Ende des Körpers zum andern
reichen. Diese Hohlräume können der Aufnahme von elektrischen Kabeln dienen oder
Luftkanäle einer Lüftungsanlage bilden oder einen Stoff aufnehmen, der der Wärme-
und/oder Schallisolierung dient. Es ist ersichtlich, daß ein derartiges Bauteil,
bei dem die Querstege sich nur in einer einzigen Richtung erstrecken, eine größere
Biegungsfestigkeit in den durch dieQuerstege festgelegtenLängsebenen als in einer
quer dazu verlaufenden Ebene besitzt. Infolgedessen ist es vorzuziehen, wenn ein
solches Bauteil im Schiffbau, Hausbau usw. verarbeitet wird, es derart anzuordnen,
daß die Querstege in der Richtung verlaufen, in der die größte Biegungsfestigkeit
erwünscht ist.
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Die beschriebenen Hohlbauteile können einerseits oder beiderseits
mit einem Bekleidungs- oder Zierstoff von anderer Beschaffenheit als das Bauteil
selbst versehen sein. Ein derartiger Überzug kann beispielsweise der Verschönerung
oder der Zweckmäßigkeit dienen. Er kann beispielsweise aus einem Holzfurnier, etwa
aus Tanne, Eiche, Akazie oder Nußbaum, oder auch aus einem Dekorationsgewebe oder
Papier bestehen. Diese besonderen Bekleidungsstoffe sind jedoch nur als Ausführungsbeispiele
erwähnt, es kann jedes beliebige :Material zu dem angegebenen Zweck verwendet werden.
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Der Bekleidungsstoff wird vorzugsweise mit dem Hohlbauteil durch ein
härtbares Harz während der Fertigung desselben verbunden. Wenn eine verhältnismäßig
harte und abnutzungsfeste Oberfläche für den Bekleidungsstoff gefordert wird, wird
die Fertigung so geführt, daß das härtbare Harz den Gesamtbekleidungsstoff durchtränkt,
während man das Harz nur bis zu seiner Außenfläche vordringen läßt, wenn die Außenfläche
des Bekleidungsstoffes die normalen Eigenschaften behalten (beispielsweise im Fall
einer Holzverkleidung) oder eine Oberflächenbehandlung erhalten soll.
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Es ist nicht notwendig, wenn auch im allgemeinen praktischer, die
gleiche Faserstoffart für die verschiedenen Teile des Hohlbauteils zu verwenden.
So kann man für die Deckschichten Faserstoffe anderer Art als für die Querstege
verwenden, oder man kann ein Gemisch von Faserstoffen für irgendeines der Bestandteile
des Hohlbauteils verwenden.