專(zhuān)利名稱(chēng)：制造由扁平帶薄板組成的角形構(gòu)件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造由扁平帶薄板組成的角形構(gòu)件的方法，它們確定用來(lái)加強(qiáng)承載的或傳遞載荷的構(gòu)件。
例如由WO98/32933已知這種類(lèi)型的角形加強(qiáng)片。扁平帶薄板具有許多相互平行布置的、可彎曲或彎曲倒伏(biegeschlaffe)的載體纖維，它們埋入由熱固性或熱塑性塑料組成的粘合劑基體內(nèi)。剛彈性的粘合劑基體不允許具有小彎曲半徑的彎曲。為了使構(gòu)件能夠棱邊搭接地加強(qiáng)，采用預(yù)制的角形薄板(WO98/32933)，它具有兩個(gè)在垂直于載體纖維縱向分布的橫棱區(qū)域內(nèi)具有相互交成30°至150°角的一體相連的薄板臂。因?yàn)榇訌?qiáng)的構(gòu)件棱邊大多做成直角形，薄板臂相互最好相交成直角。為了能夠越過(guò)橫棱傳遞拉力而沒(méi)有斷裂危險(xiǎn)，薄板臂之間的橫棱適宜于做得具有5至50mm的彎曲半徑，尤其是15至30mm。在WO98/32933中對(duì)于這種類(lèi)型的角薄板的制造推薦了多種可能性1.一帶有連貫的粘合劑基體的拉長(zhǎng)的扁平帶薄板在一中間區(qū)域內(nèi)在300至600℃的溫度下在形成兩個(gè)通過(guò)一橫棱相互連接的，相互交成一角度的薄板臂的情況下經(jīng)受一彎曲擠壓，接著在保持一段時(shí)間的壓力的情況下冷卻到使用溫度。在這種方法中有這樣的缺點(diǎn)，在棱邊區(qū)域外側(cè)出現(xiàn)拉力，內(nèi)側(cè)出現(xiàn)壓力，這可能導(dǎo)致不希望的變形并在棱邊區(qū)內(nèi)形成波紋。尤其是在具有熱固性粘合劑基體的扁平帶薄板彎曲時(shí)是這樣。
-一由載體纖維組成的纖維條螺旋形地卷繞在一具有正方形或矩形外形的支承體上，并在卷繞的狀態(tài)下固定在它上面。接著卷繞的纖維股用液態(tài)人造樹(shù)酯浸濕，形成粘合劑基體。這里人造樹(shù)脂硬化形成一做成四邊形管的粘合劑管，將它沿橫向和縱向多重割開(kāi)，形成具有經(jīng)過(guò)拐角沿其縱向分布的載體纖維的角形薄板。這種方法的缺點(diǎn)是，載體纖維在卷繞時(shí)可能斷裂，并在接著澆上粘合劑時(shí)不完全地埋在粘合劑基體內(nèi)。因此最終產(chǎn)品的強(qiáng)度性能有很大的波動(dòng)。
-另一種已知方法是，首先具有連貫的粘合劑基體的扁平帶薄板在至少一個(gè)中間區(qū)域內(nèi)加熱到粘合劑的分解溫度，這時(shí)粘合劑基體消除，支承纖維外露。這樣準(zhǔn)備好的扁平帶薄板可以以外露的載體纖維繞一固體棱邊彎曲，并在此之前或之后用液態(tài)的、可硬化的塑料浸濕。這里也存在這樣的危險(xiǎn)，使外露的載體纖維受到損傷，這可能導(dǎo)致角形構(gòu)件在抗拉強(qiáng)度方面的損害。
由此出發(fā)本發(fā)明的目的是，開(kāi)發(fā)一種制造由扁平帶薄板組成的角形構(gòu)件的方法，用這種方法制造的產(chǎn)品具有可重復(fù)的強(qiáng)度性能。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的推薦在權(quán)利要求1中提出的特征組合。本發(fā)明優(yōu)良的造型和改進(jìn)結(jié)構(gòu)由從屬權(quán)利要求得到。
按本發(fā)明的解決方案的基礎(chǔ)在于，由平行布置的載體纖維組成的單層薄層，在規(guī)定情況下它們可以和一定數(shù)量的橫纖維編織，可以比較容易地埋入粘合劑薄膜內(nèi)， 因此它們可在沒(méi)有損傷危險(xiǎn)的情況下方便地處理。因此按照本發(fā)明建議，許多埋入一粘合劑薄膜內(nèi)的單層載體纖維層寬面重疊地繃緊、卷繞或壓印在一具有至少一個(gè)成形棱邊的成形體上，使粘合劑薄膜在壓力和/或熱量的作用下相互擠壓在一起，并相互寬面地連接，這樣形成的復(fù)合件在粘合劑硬化后從成形體上取下，并分割成具有規(guī)定臂長(zhǎng)和寬度的角形構(gòu)件。
本發(fā)明的第一種實(shí)施方案設(shè)想，用單層載體纖維層加強(qiáng)的粘合劑薄膜以裁剪好的形式在其彎曲部位相互重疊地套在成形體的外棱邊上。按照第二種解決方案用單層載體纖維層加強(qiáng)的粘合劑薄膜以裁剪好的形式相互重疊地壓在成形體的一內(nèi)棱邊上。
熱固性粘合劑在粘合劑薄膜繃緊或壓印在成形體上時(shí)有利地部分硬化，并且這時(shí)仍然有粘性和可彎曲。這里熱固性粘合劑在壓力和熱量作用下硬化。
在應(yīng)用熱塑性粘合劑的情況下用載體纖維加強(qiáng)的粘合劑薄膜在繃緊或壓印在成形體上時(shí)可變形和尤其是干燥。粘合劑薄膜在壓力和熱量作用下加熱到軟化或熔點(diǎn)，并相互結(jié)合。在采用熱塑性粘合劑的情形下制造的成品構(gòu)件在任何時(shí)候可以通過(guò)簡(jiǎn)單的加熱變形。
另一種解決方案設(shè)想，用單層載體纖維層加強(qiáng)的粘合劑薄膜以條或帶的形式多層地卷繞在一設(shè)有成形棱邊的梁上，使卷繞層在壓力和熱量作用下整個(gè)面相互結(jié)合，卷筒在尤其是熱塑性粘合劑硬化后以合適的方法分割，形成角形構(gòu)件。
下面在附圖中以示意表示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作較詳細(xì)的說(shuō)明。它們表示

圖1一做成角形薄板的扁平帶薄板的圖表形視圖；圖2用載體纖維加強(qiáng)的，用于制造按圖1的角形薄板的粘合劑薄膜；圖3用來(lái)在形成按圖2的粘合劑薄膜的情況下制造按圖1的角形薄板的裝置的側(cè)視圖；圖4用來(lái)在應(yīng)用粘合劑薄膜的情況下制造角形薄板的、相對(duì)于圖3有所不同的裝置的側(cè)視圖；圖5a至5c用來(lái)說(shuō)明制造按圖1的角形薄板的其他方法的示意圖。
圖1中所示的扁平帶薄板做成預(yù)制的角形薄板110，它確定用來(lái)加強(qiáng)承受載荷或傳遞載荷的構(gòu)件。角形薄板110具有兩個(gè)在一垂直于載體纖維126縱長(zhǎng)方向分布的、倒圓的橫棱130區(qū)域內(nèi)相互連接成一體的，相互交成一90°角的薄板臂134。在橫棱130區(qū)域內(nèi)的彎曲半徑例如為5至50mm。對(duì)于角形薄板110的制造存在各種可能性下面說(shuō)明所有的制造方案從一種中間產(chǎn)品出發(fā)，它由一單層的由單方向的，相互平行分布的載體纖維126層組成，它們?cè)谀承┣闆r下和一定數(shù)量的橫纖維編織在一起，并埋入一粘合劑薄膜140內(nèi)。作為載體纖維首先采用碳素纖維，其特征是高的彈性模量。但是載體纖維和橫纖維也可以含有芳族聚酰胺纖維，玻璃纖維、聚丙烯纖維等等或由它們組成。粘合劑薄膜140中的粘合劑適宜于由一種熱固性塑料，例如由環(huán)氧樹(shù)酯，聚氨酯樹(shù)酯，丙烯酸系樹(shù)酯或聚酯樹(shù)脂組成，對(duì)于下述加工它雖然已經(jīng)預(yù)硬化，但是還沒(méi)有完全硬化。用載體纖維加強(qiáng)的粘合劑薄膜在加工時(shí)還可彎曲，粘合劑還有粘性。
原則上也可以采用熱塑性塑料作為粘合劑薄膜中的粘合劑。在這種情況下為了加工粘合劑薄膜也應(yīng)該是充分可彎曲的。
圖3和4各表示一個(gè)用來(lái)由合適地裁剪的，用單層載體纖維層126加強(qiáng)的圖2中所示這種類(lèi)型的粘合劑薄膜140制造角形薄板110的成形體142、144。按圖3的成形體142具有兩個(gè)相互垂直的成形面146，它們通過(guò)一內(nèi)部的中凹成形棱148相互連接，為了制造角形薄板將載體纖維加強(qiáng)的粘合劑薄膜140沿箭頭151方向依次向成形面146和成形棱148壓，并在那里在壓力和熱量作用下整個(gè)面相互連接。在熱固性粘合劑薄膜的情況下連接通過(guò)在壓力和熱量作用下粘合劑的硬化進(jìn)行，在熱塑性粘合劑薄膜的情況下通過(guò)溫度升高到粘合劑的軟化溫度在壓力和熱量作用下進(jìn)行。用這種方法制造的復(fù)合件在硬化以后可以裁剪成具有所希望尺寸的角形薄板110。
在圖4中所示的成形體具有兩個(gè)相互垂直的成形面150，它們通過(guò)一外部的、凸出的成形棱152相互連接。為了制造角形薄板110用單層載體纖維層加強(qiáng)的粘合劑薄膜140依次通過(guò)成形棱152繃緊在成形面150上，直至達(dá)到希望的壁厚。然后粘合劑薄膜用上面說(shuō)明的方法在壓力和熱量作用下相互結(jié)合并繼續(xù)加工。
另一種制造方案借助于圖5a至c說(shuō)明。一用單層載體纖維層126加強(qiáng)的粘合劑薄膜140以連貫的帶卷繞在一具有正方形橫截面和成形棱155的成形體154上，形成一多層卷筒156。然后卷筒相互重疊的層在壓力和熱量的作用下相互結(jié)合，在粘合劑硬化后形成一做成四邊形管的復(fù)合件158，它可以從成形體154上取下(圖5b)。然后四邊形管可以沿切割線(xiàn)160和162這樣地割開(kāi)，使得形成角形薄板110(圖5c)，其中載體纖維126在圖1的意義上越過(guò)棱邊130沿其縱長(zhǎng)方向分布。
總而言之確定如下本發(fā)明涉及一種制造由扁平帶薄板組成的角形構(gòu)件的方法，這種構(gòu)件確定用來(lái)后續(xù)加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)。在按本發(fā)明的方法中許多埋入粘合劑薄膜140內(nèi)的單層載體纖維層大表面地相互繃緊、卷繞或壓緊在一至少具有一條成形棱148、152、155的成形體142、144、154上，并在壓力和熱量作用下相互壓合和相互大表面地結(jié)合。這樣形成的復(fù)合件158在粘合劑硬化后從成形體上取下，并分割成具有規(guī)定臂長(zhǎng)和/或?qū)挾鹊慕切螛?gòu)件110。
權(quán)利要求
1.制造由扁平帶薄板組成的角形構(gòu)件(110)的方法，其中許多相互平行布置的可彎曲或彎曲倒伏的載體纖維(126)，在某些情況下與橫向纖維相編織，埋在由熱固性或熱塑性塑料組成的可硬化的粘合劑基體內(nèi)，并在一垂直于載體纖維縱向分布的橫棱(130)區(qū)域內(nèi)成形地彎曲，成一30°至150°、尤其是90°的確定角度，其特征為許多埋在一粘合劑薄膜(140)內(nèi)的單層載體纖維層(126)大表面相互重疊地繃緊，卷繞或壓緊在一至少具有一條成形棱(148、152、155)的成形體(142、144、154)上，粘合劑薄膜(140)在壓力和/或熱量作用下相互壓合并大表面地相互結(jié)合，這樣形成的復(fù)合件(158)在粘合劑硬化后從成形體上取下，分割成具有規(guī)定臂長(zhǎng)和/或臂寬的角形構(gòu)件(110)。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征為用單層載體纖維層(126)加強(qiáng)的粘合劑薄膜(140)以裁剪好的形式在其彎曲部位(130)相互重疊地繃緊到成形體(144)的外成形棱(152)上。
3.按權(quán)利要求1的方法，其特征為用單層載體纖維層(126)加強(qiáng)的粘合劑薄膜(140)以裁剪好的形式以其彎曲部位(130)相互重疊地壓緊在成形體(142)的內(nèi)成形棱(148)上。
4.按權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)的方法，其特征為熱固性粘合劑在粘合劑薄膜(140)繃緊或壓緊在成形體(142，144)上時(shí)部分硬化，但還有粘性并且是可彎曲的。
5.按權(quán)利要求4的方法，其特征為熱固性粘合劑在成形體(142，144)上在壓力和熱量作用下硬化。
6.按權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)的方法，其特征為熱塑性粘合劑在粘合劑薄膜(140)繃緊或壓緊時(shí)可變形和尤其是干燥，粘合劑薄膜(140)在壓力和熱量作用下加熱到粘合劑的軟化或熔化溫度、并相互結(jié)合。
7.按權(quán)利要求1的方法，其特征為含有單層載體纖維層(126)的粘合劑薄膜(140)以條或帶的形式多層卷繞在一設(shè)有成形棱(155)的梁形成形體(154)上，卷繞層在壓力和熱量作用下相互大表面地結(jié)合，卷繞體(156，158)在尤其是熱塑性粘合劑硬化后尤其是沿縱、橫方向多重割開(kāi)，形成具有超過(guò)拐角沿其縱向分布的載體纖維(126)的角形構(gòu)件(110)。
8.按權(quán)利要求7的方法，其特征為卷筒(158)在割開(kāi)前先從成形體(154)上取下。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造由扁平帶薄板組成的角形構(gòu)件的方法,這些構(gòu)件確定用來(lái)后續(xù)加強(qiáng)混凝土建筑構(gòu)件。在按本發(fā)明的方法中許多埋在粘合劑薄膜(140)內(nèi)的單層載體纖維層大表面相互重疊地繃緊,卷繞或壓緊在一至少具有一條成形棱(148,152,155)的成形體(142,144,154)上,并在壓力和熱量作用下相互壓緊并相互大面積地結(jié)合。這樣形成的復(fù)合件(158)在粘合劑硬化后從成形體上取下,分割成具有規(guī)定臂長(zhǎng)和/或臂寬的角形構(gòu)件(110)。
文檔編號(hào)B29C43/20GK1338021SQ00803183
公開(kāi)日2002年2月27日 申請(qǐng)日期2000年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月29日
發(fā)明者亞歷山大·布雷布萊爾 申請(qǐng)人:塞卡股份公司,原卡斯帕魏克拉及兩合公司