Ralf Bäumer, Walter Haase, Fritz Mielert, Luis Ocanto, Fabian Schmid

Größe: px
Ab Seite anzeigen:

Download "Ralf Bäumer, Walter Haase, Fritz Mielert, Luis Ocanto, Fabian Schmid"

Transkript

1 F 2805 Ralf Bäumer, Walter Haase, Fritz Mielert, Luis Ocanto, Fabian Schmid Entwicklung leichter Profile und Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen für Anwendungen in der textilen Gebäudehülle und der Fenstertechnik (PROFAKU) Fraunhofer IRB Verlag

2 F 2805 Bei dieser Veröffentlichung handelt es sich um die Kopie des Abschlußberichtes einer vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung -BMVBS- im Rahmen der Forschungsinitiative»Zukunft Bau«geförderten Forschungsarbeit. Die in dieser Forschungsarbeit enthaltenen Darstellungen und Empfehlungen geben die fachlichen Auffassungen der Verfasser wieder. Diese werden hier unverändert wiedergegeben, sie geben nicht unbedingt die Meinung des Zuwendungsgebers oder des Herausgebers wieder. Dieser Forschungsbericht wurde mit modernsten Hochleistungskopierern auf Einzelanfrage hergestellt. Die Originalmanuskripte wurden reprotechnisch, jedoch nicht inhaltlich überarbeitet. Die Druckqualität hängt von der reprotechnischen Eignung des Originalmanuskriptes ab, das uns vom Autor bzw. von der Forschungsstelle zur Verfügung gestellt wurde. by Fraunhofer IRB Verlag 2012 ISBN Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit ausdrücklicher Zustimmung des Verlages. Fraunhofer IRB Verlag Fraunhofer-Informationszentrum Raum und Bau Postfach Stuttgart Nobelstraße Stuttgart Telefon Telefax

3 FORSCHUNGSPROJEKT ENTWICKLUNG LEICHTER PROFILE UND BAUTEILE AUS FASERVERSTÄRKTEN KUNSTSTOFFEN FÜR ANWENDUNGEN IN DER TEXTILEN GEBÄUDEHÜLLE UND DER FENSTERTECHNIK PROFAKU Z gefördert vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) Abschlussbericht Erstellt von: Dipl.-Ing. Ralf Bäumer Dr.-Ing. Walter Haase Dipl.-Ing. Fritz Mielert Dipl.-Ing. Luis Ocanto Dipl.-Ing. Fabian Schmid

4 Faserinstitut Bremen e.v Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren Universität Stuttgart Fachbereich Architektur Fachhochschule Dortmund

5 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Projektziele Vorarbeiten 2.1 Adaptive mehrlagige textile Gebäudehüllen Stand der Forschung im Bereich textiler Gebäudehülle Analyse der Anforderungen (AP 1) 3.1 Konstruktive Anforderungen bezüglich der Anwendung in textilen Elementfassaden Anforderungen aus tragstruktureller Hinsicht 3.2 Wärmetechnische Anforderungen Entwurf und Konstruktive Ausbildung von Profilsystemen (AP 2) 4.1 Profilsysteme für textile modulare Fassaden 4.2 Bewertung der Profilvarianten 4.3 Ausgewählte Profilgeometrie 4.4 Entwurf eines Dichtprofils zum Modulprofil 4.5 Hergestellte Rahmenmodule Prüfanlage zur Biaxialzugbelastung von mehrlagigen Hüllenaufbauten Versuche mit der Biaxialzugprüfmaschine (AP5.2) Fassadenmodul (AP6) Fenstertechnik 49 7 Verfahren zur Fertigung der Profile 7.1 FEM-Analyse der Profile 7.2 Fertigung der Profile 7.3 Prüfung Mechanische Untersuchungen Mikroskopische Gefügeuntersuchungen Zusammenfassung 75 9 Ausblick Literatur Anhang 79

6 1 Einleitung Mit der Entwicklung von Profilen und Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK) wird es in Zukunft möglich sein, Tragstrukturen für modulare mehrlagige textile Gebäudehülle und für die Fenstertechnik herzustellen, die sich durch eine wesentliche Gewichtsreduktion gegenüber herkömmlichen Werkstoffen auszeichnen. Insbesondere die Korrosionsbeständigkeit, die Langlebigkeit und der geringe Energieaufwand bei der Herstellung der Profile ziehen sehr geringe Lebensdauerkosten nach sich. Leichte FVK-Strukturen können vorab zu Baugruppen zusammengefügt werden und lassen sich somit in einen strukturierten und effizienten Arbeitsablauf integrieren. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist die Möglichkeit durch FVK-Profile wärmebrückenfreie Konstruktionen herstellen zu können. FVK wurden bereits in den 1960er Jahren im Bauwesen erstmals eingesetzt. Jedoch führten bautechnische und bauphysikalische Mängel zu Imageproblemen die einen Durchbruch bisher verhinderten. In den Bereichen des Maschinenbaus, der Luftfahrt und des Transportwesens sind FVK dagegen ein wesentlicher Bestandteil der Werkstoffpalette. Sie haben andere Werkstoffe ergänzt oder ersetzt und neue Anwendungen ermöglicht. Gleichzeitig erfolgte eine immer stärkere Automatisierung der Herstellungsverfahren, sodass die industrielle Produktion von Baustoffen immer wirtschaftlicher wird. Die Entwicklung von faserverstärkten Kunststoffprofilen für die Anwendung im Bauwesen wird einen wichtigen Beitrag im Hinblick auf die Zukunftsfähigkeit von FVK im Bauwesen und für das Bauwesen selbst leisten können. Insgesamt wird eine Steigerung des Verwendungsgrades und der Akzeptanz von FVK-Profilen mit zukünftig erhöhtem Absatz erwartet. Die Kombination der spezifischen Werkstoffeigenschaften von FVK-Profilen mit klassischen Anwendungsgebieten im Bauwesen ermöglichen neue effektive und effiziente Lösungswege. Dies wird unter der stetig steigenden Nachfrage nach energieeffizienten Gebäuden zu breiten Anwendungsgebieten im Bauwesen führen. FVK weisen Eigenschaften wie hohe Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse und UV-Strahlung, eine hohe Tragfähigkeit, gute Optimierbarkeit der Geometrie und Formbarkeit während der Verarbeitung auf. Sie besitzen eine hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit bei einer sehr geringen Dichte. Die Erscheinungsform der Profile kann von transluzent farblos bis opak farbig nach den jeweiligen Anforderungen eingestellt werden. Besonders hervorzuheben ist die geringe Wärmeleitfähigkeit dieser Materialien, die sie für den Einsatz in der Gebäudehülle und hier besonders am Übergang zwischen warmen und kalten Bereichen, auszeichnet. Mit diesen vielfältigen Eigenschaften der Hochleistungswerkstoffgruppe um die FVK ergeben sich auch für die Anwendung im Bauwesen neue Möglichkeiten, die einen wesentlichen Beitrag zur Fortentwicklung der Architektur und zur Leistungssteigerung der Gebäude leisten können. Das Forschungsprojekt trägt somit wesentlich dazu bei die zukünftigen Möglichkeiten aufzuzeigen, die Entwicklung der Profile näher an eine Marktreife zu führen und die Praktikabilität sowie Funktionalität zu verifizieren. Im Rahmen des Forschungsprojektes konnten wesentliche Aspekte von Relevanz für die Einsetzbarkeit von FVK-Profilen geklärt werden, wie die Problematik der Herstellung komplexer Querschnittgeometrie. Aber es sind durchaus noch Fragen offen insbesondere bezüglich der Verstärkung des Profilsystems mittels quer zur Profillängsrichtung einzufügender Faserverstärkungen, die für die statische Funktionalität der Profile nötig sind. So fern diese Problematik noch gelöst werden kann, sind alle tragstrukturellen Anforderungen an die Profile erfüllt. 1

7 1.1 Projektziele Ziel dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung von Profilen aus leichten, faserverstärkten Kunststoffen (FVK) und von Baumethoden für die Anwendung dieser Materialien in der Architektur. Profile wurden für den Bereich der mehrlagigen textilen Gebäudehülle entwickelt, simuliert und gefertigt. Schlussendlich wurden Demonstratoren für die textile Gebäudehülle aufgebaut und der Öffentlichkeit vorgestellt. In einem weiteren Arbeitsschwerpunkt wurden neuartige Profile für Fensterrahmen entwickelt und als Modelle aufgebaut. Neben speziellen Anforderungen aus diesen genannten Bereichen stand die Funktionalität, die Nachhaltigkeit, die Ästhetik und nicht zuletzt die Wirtschaftlichkeit im Vordergrund. Adaptiver mehrlagiger textiler Gebäudehüllen Mehrlagige textile Gebäudehüllen sind Konstruktionen aus flexiblen Hochleistungsmaterialien, wie Geweben, Gewirken und Folien, die den äußeren Gebäudeabschluss unter Einhaltung aller Anforderungen an eine Hülle erfüllen. Fenstersysteme Fenster machen einen Innenraum erst gebrauchsfähig. Licht, Luft und Kontakt zur Außenwelt sind für den Nutzer Bedürfnisse, die durch Fenster bedient werden. Während die grundlegenden Aufgaben des Fensters über Jahrhunderte praktisch gleich geblieben sind, haben sich die Anforderungen an Wärme-, Schall- und Brandschutz sowie an die Luftdichtigkeit des Bauteilanschlusses maßgeblich verändert. Funktionalität Die Profile mussten Grundkriterien, wie Standsicherheit, statisch-konstruktive Anbindungsmöglichkeiten und bauphysikalisch herausragende Eigenschaften, wie geringe Wärmeleitung aufweisen. Energieeinsatz und die Ressourcenverträglichkeit Die zu entwickelnden Profile sollen sich durch eine lange Lebensdauer, eine einfache Demontierund Austauschbarkeit auszeichnen. Sie müssen im Hinblick auf die Nutzung toxikologisch unbedenklich sein. Ästhetik Systeme, die auch mit ihrem Aussehen höchste Ansprüche erfüllen, erfahren die größtmögliche Akzeptanz. Daher wurde bei ihrer Entwicklung darauf geachtet, Funktion und Design zu vereinen. Wirtschaftlichkeit Die Profile müssen für eine kostengünstige automatisierte Produktion ausgelegt sein und durch die Vorteile von FVK im Bereich der Tragfähigkeit konkurrenzfähig zu ihren Wettbewerbern im jeweiligen Anwendungsbereich sein. Verfahrenstechnik Im Bereich der Verfahrenstechnik ermöglicht das am Faserinstitut Bremen (FIBRE) eingesetzte Pultrusionsverfahren die kostengünstige Herstellung von FVK-Profilen. Diese können nahezu jeden beliebigen Querschnitt aufweisen. Durch den hohen Automatisierungsgrad und die schnelle Produktionsgeschwindigkeit sind die Profile wesentlich günstiger als herkömmlich hergestellte Faserverbundkomponenten. Neben der Produktion von geraden Profilen wird die Entwicklung von Herstellungsmethoden für gekrümmte FVK-Profile angestrebt. Auch sollen mit den industriellen Projektpartnern verschiedene Methoden Verbindungselemente aus FVK und neuartige Klebstoffe entwickelt werden, die eine einfache, schnelle und demontierbare Verbindung von FVK-Bauteilen ermöglichen. 2

8 Die notwendigen Aufgaben wurden in Arbeitspakete aufgeteilt und von den Projektpartnern bearbeitet. Neben der Fertigung stand die Entwicklung von Konstruktionsrichtlinien zur Dimensionierung von FVK-Profilen im Bauwesen im Fokus. Die aus dem Stahlbau bekannten Vorgehensweisen sind nicht ohne weiteres auf die Belange der Faserverbundkunststofftechnik übertragbar. Unter Berücksichtigung aktueller Forschungsergebnisse aus dem Flugzeug- bzw. Fahrzeugbau wurden konstruktive Systematiken genutzt um eine neuartige, materialgerechte Philosophie für den Umgang mit faserverstärkten Kunststoffen im Bauwesen zu nutzen. Es wurden die Anforderungen an Kunststoffprofile, die im textilen Bauen und in der Fenstertechnik eingesetzt werden können, analysiert. Aus diesen gewonnenen Erkenntnissen wurden Verbindungstechniken, -elemente und Profile für Modul / Modul-, Modul / Tragwerk- und Mehrlagensystem / Profil-Verbindungen entwickelt. Die Profile und ihre Dimensionierungen wurden analytisch mittels FEM (Finite Element Methode) berechnet. Daraus wurden die erforderlichen Werkzeuge konstruiert und gefertigt. Für die Fertigung wurden geeigneter Materialien ausgewählt und Fertigungsversuche zur Herstellung der Profile durchgeführt. Die Parameter wurden angepasst und optimiert. Die hergestellten Profile wurden optischen und zerstörenden Prüfungen unterzogen. Darüber hinaus wurde durch den Ausbau und die Konfiguration einer bestehenden Prüfmaschine das Testverfahren an die FVK Profile angepasst. Hieraus folgten die detaillierte Planung und der Bau von Funktionsprototypen mit der Integration einer mehrlagigen textilen Gebäudehülle. Anschließend wurden Untersuchungen verschiedener mechanischer Eigenschaften dieser Prototypen durchgeführt. Parallel erfolgten die Herstellung von Mustern zur Anbindung der textilen Mehrlagensysteme an die Profile sowie der Bau von Anschauungsobjekten für die im Projekt entwickelten Fensterprofile. 3

9 2 Vorarbeiten 2.1 Adaptive mehrlagige textile Gebäudehüllen Die Entwicklung von modularen, mehrlagigen, textilen Gebäudehüllen mit adaptiven Eigenschaften dient der Erweiterung des Anwendungsspektrums von vorgespannten Membranstrukturen und als Ersatz für herkömmliche Wand- und Deckenaufbauten im Hochbau. Dabei sind die Hüllen in der Lage, sich an verändernde Umgebungsbedingungen und Nutzungsanforderungen unter Verwendung eines minimalen Materialeinsatzes anzupassen. Diese Funktionalität wird durch den Einsatz neuer Materialien, Beschichtungen und durch die Entwicklung sinnvoller Lagenaufbauten erreicht. Durch den Einsatz und die Kombination effektiver Funktionsmaterialien wird die Umsetzung effizienter Systemlösungen für den Einsatz als zukünftiges Hüllenelement erreicht. Die hierfür zum Einsatz kommenden Profile müssen den speziellen Anforderungen des textilen Bauens gerecht werden. Hierzu zählen insbesondere Möglichkeiten zur Anbindung mehrerer Lagen aus verschiedenen Werkstoffen bei gleichzeitiger Sicherung eines vordefinierten Abstands untereinander, die Kraftübertragung zwischen den äußeren Lagen und dem Primärtragwerk, eine optimale Wärmedämmung, die Gewährleistung der Dampfdichtigkeit und des Schallschutzes sowie die Integration von benötigter Infrastruktur. Außerdem sollen die Profile zum Aufbau von Modulen dienen, die dann wiederum als System für unterschiedliche Anwendungsgebiete verwendet werden können Stand der Forschung im Bereich textiler Gebäudehülle Im Rahmen des Zukunft Bau-Forschungsprojekts Adaptive mehrlagige textile Gebäudehüllen entstanden am ILEK Prototypen textiler Gebäudehüllen für die Präsentation des Forschungsbereichs auf der Messe Bau 2009 in München und Deubau in Essen. Diese demonstrieren, wie solche textilen Systemaufbauten aussehen könnten. Abbildung 1 zeigt den Prototyp einer textilen, modularen Fassade mit einer materialgerechten Öffnungsmethode. PLUS_MINUS in Abbildung 2 ermöglicht durch die Kombination aus Überdruck und Unterdruck besonders leichte raumbildende Strukturen. Abbildung 3 bis Abbildung 5 zeigen mehrlagige Systemaufbauten im Modell. In diesen Demonstrationsmustern kamen unter anderem flexible Photovoltaikmodule, Wärmespeichermaterialien, LED-bestückte Gewebe, adaptive Lüftungsöffnungen und adaptive Dämmschichten zum Einsatz. Aufgrund der vielversprechenden und potentiellen Ergebnisse sind weitere Forschungsprojekte in Planung, die die Entwicklung hin zu einer adaptiven, hocheffizienten, ultraleichten, textilen Gebäudehülle weiterführen. Abbildung 1: FLOW Abbildung 2: PLUS_MINUS 4

10 Atmende Gebäudehülle Die Atmende Gebäudehülle ermöglicht es durch eine pneumatisch aktivierbare Öffnung den Luftaustausch durch die Innenlage des Hüllenaufbaus zu kontrollieren. Hinter der Öffnungsschicht befindet sich ein mit Phase-Change-Material gefülltes Kissen, das der Wärmepufferung dient und Temperaturspitzen im Innenraum dämpfen soll. Des weiteren enthält der Lagenaufbau eine Hochleistungswärmedämmschicht aus Aerogelgranulat, welches in einem Abstandsgewebe fixiert wurde. Abbildung 3: Lagenaufbau Atmende Gebäudehülle. Links: geöffnet, rechts: geschlossen. 1. Innenmembrane lokal kontrollierbarer Luftaustausch 2. Latentwärmespeicher PCM-gefüllte Abstandsstruktur 3. Hochleistungswärmedämmung Aerogel-gefüllte Abstandsstruktur 4. Außenhaut transluzent, witterungsbeständig Solar-Duokollektor Der Lagenaufbau Solar-Duokollektor kombiniert in der äußeren Gewebelage Photovoltaikzellen mit Solarthermiekollektoren. Die flexible PV-Schicht mit üblicherweise geringem Wirkungsgrad generiert einen großen Abwärmeanteil, der durch die thermisch wirkende Kollektoreinheit genutzt werden kann. Der Lagenaufbau wurde darüber hinaus mit einer Wärmedämmschicht aus einer Polyestervlieslage und einer lichtemittierenden LED-Schicht zur Beeinflussung der Innenraumatmosphäre oder zur Nutzung als großformatige Medienfassade ausgestattet. 1. Diffusor transluzent, wasserdampfdiffusionsdicht 2. LED-Display programmierbar, flexibel 3. Wärmedämmebene textilgitterbewehrte Wärmedämmung 4. Außenhülle Solarthermie mit PV-Belegung Abbildung 4: Lagenaufbau Solar Duokollektor. Links: Gesamtaufbau mit LED-Bespielung sichtbar, rechts: Ansicht des Doppelkollektors. 5

11 Schaltbare Wärmedämmung Die Schaltbare Wärmedämmung ermöglicht es durch ein komprimierbares Glasfasergespinst die Wärmedämmwirkung der Gebäudehülle gezielt zu steuern und so beispielsweise eine Nachtabkühlung im Sommer zu vereinfachen. Das Glasfasergespinst wird dabei in ein evakuierbares Foliensystem eingebracht. Die Anpassung des angelegten Unterdrucks ermöglicht die Regulierung des wärmetechnisch wirkenden Lagenaufbaus. Abbildung 5: Lagenaufbau Schaltbare Wärmedämmung. Links: unkomprimiert, rechts: komprimiert. 1. Raumabschluss transluzent, wasserdampfdiffusionsdicht 2. Schaltbare Wärmedämmung komprimierbares Glasfasergespinst 3. Glasgitterbewehrung der Außenhaut Lastaufnahme 4. Außenhaut hochtransparent, witterungsbeständig 6

12 3 Analyse der Anforderungen (AP 1) 3.1 Konstruktive Anforderungen bezüglich der Anwendung in textilen Elementfassaden Aufgrund einer Analyse momentaner Fassadenraster und -konstruktionsformen und den Anforderungen aus dem Bereich des textilen Bauens wurden die im Folgenden beschriebenen Festlegungen für den Entwurf der Profilgeometrie aufgestellt: Aufgrund der Notwendigkeit einer hochpräzisen Montage der textilen Lagen wird eine Elementfassade bevorzugt, die in Form von vorgefertigten und bestückten Elementen auf die Baustelle geliefert werden kann und dort lediglich montiert werden muss. Die Größe eines Fassadenelements ist auf Standard-Fassadenraster und üblichen Geschosshöhen anzupassen, d.h. ein Element besitzt Achsabmessungen von 1200 mm mm bzw mm mm. Diese Anforderungen an die Abmessungen sind mit Hilfe von pultrudierten Profilen aus FVK heute schon in der Industrie standardmäßig realisierbar. Für die Auslegung und Konstruktion innerhalb dieses Forschungsprojekts wird ein Beispielraster von 1300 mm x 3000 mm angenommen. Sowohl die vorgefertigten Fassadenelemente als auch alle textilen Lagen und Einzelkomponenten der Module müssen einzeln austauschbar und wiederverwendbar ausgeführt werden. Die komplette Demontage ist aus Gründen der Rezyklierbarkeit und Trennung in sortenreine Materialgruppen ebenfalls notwendig. Die einwirkenden Kräfte dürfen an der äußeren Membranlage nicht zu einem Flattern oder zu einer übermäßigen Deformation führen. Um dies ausschließen zu können muss die Möglichkeit einer eben vorgespannten Fläche untersucht werden. Das Profil muss dabei in der Lage sein die Vorspannung durch einen integrierten Spannmechanismus aufzubringen. Um darüberhinaus die Funktionalität bei höheren Belastungen sicherzustellen, soll als alternative Vorspannmethode die geometrische Verformung zu einer einfach oder doppelt gekrümmte Flächen untersucht werden. Auch dabei muss das Profil in der Lage sein die notwendigen konstruktiven und funktionalen Anforderungen zu erfüllen. Das Profil muss die Montage von mindestens vier Membran- oder Gewebelagen zulassen. An zwei dieser Lagen muss es darüberhinaus möglich sein, beidseitig weitere Funktionslagen über Klettverschlüsse oder ähnliche lösbare Befestigungstechniken anzubringen. Eine Zuleitung von Medien und Versorgungsleitungen muss an die inneren Membran- oder Gewebelagen über das Profil erfolgen. Hierzu sollten Hohlräume in den Profilen vorgesehen werden Anforderungen aus tragstruktureller Hinsicht Im Folgenden ist ein beispielhafter Lagenaufbau einer mehrlagigen Gebäudehülle mit den anzunehmenden Lasten der eingesetzten Materialien und ihrer Vorspannung aufgezeigt. Diese Aufstellung dient als Grundlage einer nachfolgenden FEM-Berechnung für die Beanspruch der zu produzierenden Profilen. Außenlage (Glas/PTFE, Verseidag B 18919): Vorspannung: 2 kn/m Reißkraft (Kette/Schuss): 3500 N/5 cm / 2300 N/5 cm 7

13 Unterstützt von drei GfK-Spanten á 4 mm x 30 mm, Stich: 130 mm Flächengewicht: 600 g/m² Masse je Modul: 2,34 kg Zwischenlagen, zweimal vorhanden Traggewebe (Glas/PTFE, Verseidag B 18972): Vorspannung: 0,5 kn/m Reißkraft (Kette/Schuss): 3000 N/5 cm / 2500 N/5 cm Flächengewicht: 470 g/m² Masse beider Lagen: 1,84 kg Wärmedämmung (Polyestervlies, Sandler sawaflor 3170): Flächengewicht: 1900 g/m² Masse beider Lagen: 6,6 kg Innenlage (Glas/PTFE, Verseidag B 18919): Vorspannung: 0,5 kn/m Reißkraft (Kette/Schuss): 3500 N/5 cm / 2300 N/5 cm Unterstützt von drei GfK-Spanten á 4 mm x 30 mm Flächengewicht: 600 g/m² Masse je Modul: 2,34 kg Abbildung 6: Glas/PTFE, Verseidag Abbildung 7: Polyestervlies Abbildung 8: Gittergewebe 8

14 3.2 Wärmetechnische Anforderungen Im Rahmen des Forschungsprojekts Adaptive mehrlagige textile Gebäudehüllen wurden des weiteren bauphysikalische Charakterisierungen verschiedener einfacher Lagenaufbauten durchgeführt. In Abbildung 9 sind die untersuchten Lagenaufbauten schematisch dargestellt. Die Ergebnisse der Messung des jeweiligen Wärmedurchgangs ist in Tabelle 1 dargestellt. Es konnte gezeigt werden, dass mit entsprechenden Lagenaufbauten sehr gute Wärmedurchgangswerte erzielt werden können. Bei der Entwicklung von Rahmenprofilen für textile Gebäudehüllen ist insbesondere darauf zu achten, dass die Wärmedämmwirkung eines Fassadenelements nicht mittels zu großer Wärmeleitung durch die Randprofile reduziert wird. Wärmebrücken, die beispielsweise Kondensationsbildung verursachen können, müssen daher vermieden werden. Daher ist es für ein Fassadenmodul besonders wichtig, dass diesbezüglich auch die Profilsysteme lediglich geringe Wärmeströme zulassen. Dies kann erreicht werden durch eine Minimierung des Werkstoffanteils im Profilquerschnitt, durch die Verringerung der Kontaktflächen zwischen kalten und warmen Segmenten der Module sowie durch eine geschickte Lösung der Problematik der An- und Einbindung hochdämmender Werkstofflagen zwischen und an das Profilsystem. Diese Aspekte standen mit im Fokus bei der Entwicklung der Profilgeometrie. Aufbau 1 Aufbau 2 Aufbau 3 Aufbau 4 Abbildung 9: Bauphysikalisch charakterisierte Lagenaufbauten Wärmefluss (W/m²) Kennwerte (W/m² K) Aufbau Lagen WFP 1/R-Wert 1 ETFE, 100 mm Vlies, ETFE 14,70 0,489 ETFE, 32 mm ASG, Transl. PVC (Verseidag 2 B1014) ETFE, unkomprimiertes GF-Gespinst zwischen 3 (2) Lagen Gittergewebe, ETFE ETFE, 12 mm Luft, ETFE (zum Vergleich mit 4 Simulation) WFP Wärmeflussplatten ASG Abstandsgewebe GF Glasfasergespinst Tabelle 1: Ergebnisse der Messungen der in Abbildung 9 dargestellten Lagenaufbauten 53,52 2,316 45,78 1,686 75,24 5,575 9

15 4 Entwurf und Konstruktive Ausbildung von Profilsystemen (AP 2) Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden auf der Grundlage der definierten Anforderungen verschiedene Ansätze zur Ausbildung der Profilgeometrie entwickelt. Dabei wurden die klassischen Entwurfsstrategien der Konzeptskizze, der Detailzeichnung und der Modell- bzw. Prototypenerstellung aus der Architektur und dem Bauingenieurwesen verwendet. Die in den folgenden Abbildungen gezeigten Profilquerschnitte stellen dabei eine Auswahl der entstandenen Lösungsansätze für das Profil zur Anbindung von textilen Lagen dar. Sie entsprechen in der dargestellten Reihenfolge dem zeitlichen Konzeptionsprozess, weshalb sie nicht als gleichwertige Alternativen sondern als evolutionäre Entwicklungen anzusehen sind. Die vielversprechenden Alternativen wurden mittels Rapid-Prototyp-Verfahren als physisches Modell erstellt, um die Funktionalität und die Montier- und Handhabbarkeit besser beurteilen zu können. Abbildung 10 zeigt eine Reihe von gefrästen Arbeitsmodellen aus Holzwerkstoff und Modellbauschaum. Abbildung 10: Arbeitsmodelle von Profilgeometrien zur Beurteilung von Handhabbarkeit und genereller Funktionalität Neben Profilabschnitten erfolgte die Herstellung von Eckdetails der Verbindung und Fügedetails zweier Elemente. Durch Versuche an 1:1-Rahmenelementen wurde offenbar, dass ein korrekter Zuschnitt der Membran in den Ecken anspruchsvoll ist und die Faltenbildung der Membran im eingebauten Zustand untersucht werden muss. Als weitere Schwierigkeit muss dort und an den Stoßpunkt der Profile die Frage nach einer bauphysikalisch wirkenden Abdichtung beantwortet werden. Um die Profilentwicklung auf die konstruktiven Anforderungen der Membranlagen abzustimmen, wurden alle Bereiche der Profilgeometrie, die mit den Membranen und Geweben in Berührung kommen mit einen Radius von mindestens 15 mm ausgeformt. Damit wird eine mögliche Schädigung des Materials durch Abknicken sicher ausgeschlossen. 10

16 4.1 Profilsysteme für textile modulare Fassaden Variante 1 Abbildung 11 zeigt den ersten Profilquerschnitt, der im Bewertungsverfahren mit berücksichtigt werden konnte. Die Profilentwicklung basiert dabei auf dem Grundkonzept von additiv aneinandergesetzten, funktionalen Abschnitten. So wurde beispielsweise ein Rechteckhohlprofil für die Integration der Medienzuführung vorgesehen. Die Befestigung der inneren und äußeren Membranlagen erfolgt im zweiten Profilabschnitt. Die Tiefe des verklebten Gesamtprofils lässt sich über die Dimensionierung der Medienzuführung einstellen. Insgesamt wären zwei Grundelemente zu produzieren. Die Fügung zweier Rahmen an einer rechtwinkligen Fassadenecke müsste allerdings separat gelöst werden. Abbildung 11: Variante 1 Rendering und Schnitt Variante 2 In Abbildung 12 ist ein weiterentwickeltes Profil zu sehen, dass die Anforderung rechtwinkliger Gebäudeecken durch die Profilgeometrie optimal lösen könnte. Das Profil ist so konstruiert, dass sowohl der Modulstoß in einer Ebene wie auch die Ecksituation gelöst werden kann. Dies wird allerdings nur durch sehr große Abmessungen des Profils möglich. Die Möglichkeit das Profil als ein Querschnitt produzieren zu können ist positiv zu bewerten. Abbildung 12: Variante 2 Rendering und Schnitt 11

17 Variante 3 Mit dem in Abbildung 13 gezeigten Profil ist eine Montage der Membranlagen am Profil mit wenigen bzw. ohne Schraubverbindungen möglich. Gleichzeitig werden die äußeren Membranlagen mit Hilfe einer sogenannten Kniehebelleiste gespannt. Die Geometrie des innenliegenden bzw. außenliegenden Profilabschlusses gehen auf die unterschiedlichen Anforderungen der Rückverankerung an der Tragstruktur bzw. der Abdichtung mittels Dichtprofil ein. Abbildung 13: Variante 3 Rendering und Schnitt Variante 4 Die Idee der Kniehebelleiste aus Variante 3 wurde in der in Abbildung 14 gezeigten Geometrie weiter verfeinert und durch die Möglichkeit eines Toleranzausgleichs ergänzt. Hierfür sind allerdings wieder Schraubverbindungen notwendig, die in Profillängsrichtung versetzt angeordnet werden. Abbildung 14: Variante 4 Rendering und Schnitt 12

18 4.2 Bewertung der Profilvarianten Auch wenn die gezeigten Ansätze in einer chronologischen Abfolge entstanden sind, fokussieren sie in unterschiedlicher Weise einzelne oder eben gezielt kombinierte Aspekte aus dem Anforderungskatalog. In Tabelle 2 sind die Varianten einander gegenübergestellt, um Vor- und Nachteile der einzelnen Profilgeometrie vergleichen zu können. Aufgrund der stärkeren Gewichtung der Aspekte des Bau- und Montagetoleranzausgleichs, der Verwendbarkeit von verschiedenen Membranmaterialien, der Reduzierung der Ansichtsbreite und der Austauschbarkeit von Elementen, erfüllte die Variante 4 den Anforderungskatalog am umfassendsten. Sie wurde deshalb für die weitere Bearbeitung des Forschungsprojekts ausgewählt, verwendet und weiterentwickelt. Geometrie Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Lagenabstände (mm) Lösung 90 -Ecke nein ja nein nein Min. Dicke Aufbau (mm) Max. Dicke Aufbau (mm) beliebig beliebig Ansichtsbreite transparente Membran (mm) Ansichtsbreite opake Membran (mm) Membran ETFE möglich ja ja ja ja Polyester/PVC möglich ja ja ja ja Glas/PTFE möglich nein ja nein ja Toleranzausgleich keiner gering keiner gut Austauschbarkeit einzelner Membranlagen ja ja ja ja Montage Befestigung an Primärtragwerk ja nein ja ja Lastübertragung zwischen Elementen nein ja ja ja Austauschbarkeit der Elemente ja nein nein ja Anzahl Dichtebenen <= Anzahl Schraubverbindungen im Querschnitt einer Verbindung zwischen zwei Modulen über die komplette Modulhöhe Demontierbarkeit einzelner Fassadenelemente ja nein nein ja Tabelle 2: Gegenüberstellung der Profilvarianten 13

19 4.3 Ausgewählte Profilgeometrie Die ausgewählte Geometrie wurde ersten Modifizierungen zur Verbesserung der Fertigungs- und Montagemöglichkeiten unterzogen. Dabei flossen Hinweise der Firmen Fiberline und Steinhuder Werkzeugbau ein, die sich auf einen rationellen Formenbau und auf die sinnvolle Anordnung der Faserstränge für eine optimierte Fertigung bezogen. Die Verbindung zweier Elemente am Profilstoß mittels Klemmleisten und der Anschluss zur Rückverankerung mit dem Tragwerk wurden ebenfalls in dieser Arbeitsphase optimiert. Das Ergebnis des Optimierungsprozesses ist in Abbildung 15 perspektivisch und in Abbildung 16 als horizontaler Regelquerschnitt dargestellt. Die damit erarbeitete Profilgeometrie war die Grundlage für die statischen Berechnungen und FEM-Analysen, sowie für die Vorbereitung der Werkzeuge für den Produktionsprozess. Abbildung 15: Perspektivische Darstellung der ausgewählten Profilgeometrie 14

20 Rahmenprofil 2 Kniehebelleiste 3 Drehverlauf beim Vorspannprozess 4 Dichtprofil 5 Klemmleiste zum Verbinden zweier Elemente 6 Hammerschraube zum Verbinden mit der Rückverankerung des Tragwerks 7 Zuführung von Medien für die inneren Membranlagen 8 Nut zur Verankerung von Klemmspangen 9 Halterung der äußere Membranlage mittels Keder 10 Halterung der innere Membranlage mittels Keder Abbildung 16: Horizontaler Schnitt durch die ausgewählte Profilgeometrie (M: 1:2) 15

21 4.4 Entwurf eines Dichtprofils zum Modulprofil Die Schwierigkeit beim benötigten Dichtprofil liegt in der geometrischen Vermittlung zwischen zwei gegenüberliegenden Kniehebelleisten. Diese sind beweglich gelagert und in ihrer Außengeometrie nicht rotationssymmetrisch um einen Drehpunkt ausgebildet. Außerdem existiert kein einheitlicher Drehpunkt sondern ein fließender Übergang zwischen zwei Grenzen. In Abbildung 16 sind die Kniehebelprofile und der Drehverlauf bezeichnet. Die entsprechenden Bewegungsspielräume und Toleranzen muss das Dichtprofil somit ausgleichen können. Gleichzeitig muss es für eine ausreichende Überdeckung in den Eckbereichen der Fassadenmodule sorgen können. In diesen Eckbereichen sind die außen liegenden Membranlagen ausgespart, da sie die extremen Verformungen durch die notwendige Faltung nicht zulassen. Aus diesem Grund reicht das ausgewählte Dichtprofil weit über die gespannte äußere Membranfläche und besitzt einen Wulst zur Rückverankerung und Verhakung in der Konstruktion. Alternativ wurde untersucht, ob es möglich ist, die äußerste Dichtebene in der Fuge zwischen zwei Modulen versteckt zu integrieren. Bei Variante 1 der Profilalternativen wurde diese Art der Dichtung angedacht und untersucht. Für eine derartige Abdichtung wird allerdings ein zusätzliches Formstück notwendig, welches die Außenmembranlagen in den beschriebenen Eckbereichen abdichtet. In der Weiterentwicklung solcher Gesamtsysteme gilt es die konstruktiv und ästhetisch einwandfreie Ecklösung ohne sichtbare Übergänge zwischen Membran und Formstück zu entwickeln. In Abbildung 17 sind die unterschiedlich geformten Dichtprofile gezeigt, die mittels Rapid-Prototyp- Verfahren erstellt wurden. Aus den Alternativen wurde das in Abbildung 18 dargestellte Profil auf Grund seiner guten Funktionsfähigkeit und der einfachen Montierbarkeit für die weitere Bearbeitung ausgewählt. Die Dichtprofile wurden an einem Modell der Rahmenecke auf ihre Praktikabilität hin getestet. Abbildung 19 zeigt einen Dichtprofilabschnitt im eingebauten Zustand. Das als Meterware hergestellte Profil lässt sich aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) oder Polyvinylchlorid (PVC) herstellen. 16

22 Abbildung 17: Arbeitsmodelle von Dichtprofilen Abbildung 18: Ausgewählte Geometrie des Dichtprofils 17

23 Abbildung 19: Installiertes Dichtprofil an Systemprofil ohne Membranen 4.5 Hergestellte Rahmenmodule Zur Veranschaulichung des Systemelements, der Profilgeometrie und zur besseren Diskussion über Details der Ausformung, Praktikabilität der Herstellung und der Funktionalität wurden zwei Modulmodelle gebaut. Die Profile des ersten Modells (Abbildung 20) bestanden aus Modellbauschaum. Er wurde als Teil der Ausstellung der Initiative Zukunft Bau auf der Messe Deubau in Essen präsentiert. Das Modell zeigt einen Schnitt durch ein Modul mit zwei Rahmenecken mit dem Anschluss der Membranlagen sowie Funktionszwischenschichten. Die Kniehebelprofile wurden allseitig mittels Klemmleiste und Schraubverbindung angebracht. Alle Membranlagen sind mittels Aluminiumkeder gehalten. Als innere Funktionsschicht wurden Gittergewebe mit dazwischenliegenden Blisterlagen eingebaut. 18

24 Abbildung 20: Mock Up auf der Deubau in Essen im Januar 2010 Das zweite Modell (Abbildung 21) wurde auf der Hannover Messe im April 2010 auf dem Stand des Faserinstituts Bremen (FIBRE) vorgestellt. Die verwendeten Profile stammten aus der laufenden Produktion des FIBRE. Er war somit gleichzeitig eine Vorstudie zur Produktion der Profile für die Biaxialzugprüfmaschine und für die zwei Elemente der Prototypfassade. 19

25 Abbildung 21: Eckausbildung eines Modulrahmens mit Membranlagen und Funktionsschichten für die Hannover Messe im April

26 5 Prüfanlage zur Biaxialzugbelastung von mehrlagigen Hüllenaufbauten Zur Ermittlung des Zusammenspiels der Profile mit den verschiedenen textilen Lagen und zur Ermittlung des Dehnungsverhaltens der Membranlagen sind biaxiale Zugversuche notwendig. Die Verwendung der entwickelten pultrudierten GFK-Profile ermöglicht auch eine Einschätzung zum Verarbeitungsaufwand, der Praktikabilität des Ein- und Ausbaus der Membranlagen und der Installation der Profile. Hierfür wurde die am ILEK bestehende, handbetriebene Biaxialzugprüfmaschine umgebaut, mit elektrischen Antrieben, der entsprechenden Sensorik und einem Steuerungsrechner versehen. Abbildung 22 zeigt die ertüchtigte Maschine. Für die Versuche sind kreuzförmige Versuchskörper (Kreuzproben) mit Stegbreiten von 600 mm anzufertigen. In Abbildung 23 ist der Grundriss der gesamten Prüfmaschine mit entsprechender Probe gezeigt. An zwei benachbarten Enden der Kreuzprobe können geregelt Lasten in den Versuchsaufbau eingebracht werden. An den beiden verbleibenden Enden werden die Proben geklemmt und mittels beweglichem Anschluss gehalten. An allen vier Profilanbindungen besitzt die Messeinrichtung jeweils eine Kraftmesszelle zur Messung der Zugkräfte. Potentiometrisch arbeitende Wegaufnehmer sind an beiden Antrieben sowie im Messfeld an die untere Membranlage montiert. Alle vier Einspannungen für die Membranlagen sind quer zur Zugrichtung der Proben und parallel zu den Rahmenprofilen verschieblich gelagert (vgl. Abbildung 23), um die Verrautungen der beiden Filamentrichtungen (Kette und Schuss) auszugleichen. Dies ist notwendig, da bei der Produktion technischer Gewebe im Webverfahren der Schussfaden mittels Druckluft zwischen den Kettfäden hindurchgeschossen wird und damit ein orthogonaler Filamentverlauf zwischen Kett- und Schussrichtung nicht exakt gegeben ist. Die Filamente verlaufen im Allgemeinen in einem Bogen, dessen größter auftretender Stich in Feldmitte liegt. Abbildung 22: Foto der gesamte Prüfmaschine mit installierter Kreuzprobe (zweilagig) 21

27 Die Abmessungen der Prüfmaschine gehen auf die üblichen Produktionsbreiten von ca. 3 Metern ein, so dass die gesamte Gewebebahnbreite eingelegt werden könnte. Hierzu musste jedoch die Vorrichtung um entsprechende Lastprofile, Kraftaufnehmer und Antriebsaktoren erweitert werden. In der aktuelle Ausbaustufe können Kreuzproben mehrlagiger Hüllsysteme untersucht werden. Dies stellt eine wesentliche Erweiterung bisheriger Charakterisierungsmöglichkeiten dar. Bekannte Biaxialprüfeinrichtungen (Dr.-Ing. habil Reiner Blum, Stuttgart; Prof. Dr.-Ing. Bernd Baier und Dipl.- Ing. Klaus Saxe, Essen) sind für die Untersuchung einlagiger Gewebe/Folien ausgelegt. Die Prüfmaschine kann durch die Verwendung der im Projekt entwickelten Profile zur Untersuchung von Probeaufbauten mit zwei bis maximal vier Membranlagen eingesetzt werden. In Abbildung 24 zeigt ein Detailschnitt die Befestigung von exemplarisch vier Membranlagen am Profil, mit der dahinterliegenden Kraftmesszelle und der Einleitung der Kräfte über Linearlager in den Rahmen. X1 Y1 Y2 X2 Abbildung 23: Aufsicht Biaxialprüfmaschine, Endposition gestrichelt, alle Angaben in Millimetern 22

28 Die verwendeten Antriebe können über ihre Getriebe die notwendige Zugkraft in den Versuchsaufbau einleiten. Abbildung 25 zeigt einen Antrieb mit dem Getriebe. Auf der Unterseite der Gewindestangenführung sind die Endschalter angebracht. Die Antriebswelle ist zwischen dem Rahmen hindurchgeführt und mittels Augbolzen an der Kraftmesszelle montiert. Auf der gegenüber liegenden Seite folgen das T-Stahlprofil, das Testprofil und zwei Gewebelagen. Die Befestigung des Profils an der Kraftmesszelle musste mit einem unterbauten Schlitten unterstützt werden. Bei den ersten Versuchen stellte sich heraus, das eine Stabilisierung des Profils vor Messbeginn notwendig ist. Der Schlitten erleichtert zudem den Ein- und Umbau der Membranlagen. Die Schlitten mit den Profilen sowie die Membranlagen können auf dem Montagetisch Schritt für Schritt vorbereitet und zusammengebaut werden. Die Zugänglichkeit ist von jeweils zwei Seiten gewährleistet. Abbildung 24: Vertikalschnitt PROFAKU-Rahmen an Biaxialprüfmaschine, Maßstab: 1:5, alle Angaben in Millimetern Abbildung 25: Krafteinleitung, Kraftmesser und Membrananschluss 23

29 Für die erste Ausbaustufe der Prüfeinrichtung war die Instrumentierung mit Wegaufnehmern notwendig. Geprüft wurde die Messmethode für die Ermittlung des Spindelweges sowie der Dehnung der Membran im Messfeld. Als Varianten zur Instrumentierung der Gewebe wurden Dehnungsmesstreifen, der Einsatz von Lasermessgeräten, elektromagnetisch und potentiometrisch wirkende Wegaufnehmer in Betracht gezogen. Aufgrund der zu erwartenden großen Dehungen des Messfelds der Größe 600 mm x 600 mm wurden Dehnungsstreifen ausgeschlossen. Lasermessgeräte und elektromagnetisch wirkende Wegaufnehmer erschienen für die Ausbauphase des Messstandes als zu überdimensioniert, so dass potentiometrische Wegaufnehmer beschafft wurden. Für die Instrumentierung zur Ermittlung des Spindelweges wurden ebenfalls potentiometrisch wirkende Wegaufnehmer gewählt. Abbildung 26 zeigt den Wegaufnehmer an einer der Antriebsachsen. Die Ermittlung der Achsenbewegung ermöglicht mittels des Steuerrechners die Anpassung der Antriebsbewegung auf 0,25 mm Genauigkeit. Die Ermittlung der Dehnung im Messfeld erfolgt über Wegaufnehmer, die auf der Unterseite des Montagetisches befestigt sind (Abbildung 27). Abbildung 26: Montierter Wegaufnehmer am Elektromotor Abbildung 27: Unterseitig montierter Wegaufnehmer 24

30 Die unterseitige Montage ermöglicht einen einfachen Zugang zu den Messinstrumenten, auch wenn die Probekörper in der Prüfmaschine eingebaut sind. Am Kopf der Wegaufnehmer sind Abstandshalter angebracht, die zum Ausgleich der Höhendifferenz zwischen Wegaufnehmer und Membranlage dienen. In Abbildung 28 sind die Aussparungen im Montagetisch gezeigt. Maßbänder helfen beim Einbau der unteren Membranlage und bei der Befestigung der Wegaufnehmer an der Membran die richtige Ausgangsposition sicherzustellen. Die richtige und definierte Befestigung der Wegaufnehmer an der Unterseite der unteren Membranlage ist für eine genaue Aufnahme der Dehnung des Messfeldes unverzichtbar. Als erste Variante wurden Führungsstangen befestigt, die genau an den Grenzen des vorgesehenen Messfeldes montiert werden konnten, bevor die Membranlage eingebaut wird. Abbildung 29 zeigt eine Kreuzprobe mit den positionierten Plättchen und Führungsstangen. Da bei den ersten Testserien zu große Ungenauigkeiten bei der Rückstellung durch die Entlastung der Probe aufgetreten sind, wurde im weiteren eine direkte Verbindung mittels Klebung realisiert. Abbildung 28: Führung der Wegaufnehmer an der Montageplatte des Messstands Abbildung 29: Montierte Führungsstangen am Messfeld auf dem Gewebe 25

31 Die Steuerung wurde zusammen mit dem Messtechnikanbieter SVMTech realisiert. Sowohl die Regelung der beiden Antriebe wie auch der Steuerungsrechner mit zugehöriger Software mussten aufbauend auf Erfahrungen einer vorhandenen monoaxialen Zugprüfmaschinen neu erstellt werden. Um flexibel und aufgabenspezifisch mit der Messeinrichtung arbeiten zu können, wurde in der Steuerung sowohl eine manuelle wie eine vordefinierte Ansteuerung integriert. Auch die Regelungsparameter können über die Software eingestellt und nachjustiert werden. Eine Kalibrierung vor jeder Messreihe ist somit problemlos möglich. Die Software loggt die Zeit-, Kraftund Wegewerte der einzelnen Sensoren sowohl bei manueller wie vordefinierter Steuerung mit und gibt sie in einem Textfile im ASCII-Format aus, der mittels Tabellenkalkulation weiterverarbeitet werden kann. Die sofortige manuelle Ansteuerung der Motoren kann durch direkte Ein- und Ausfahrbefehle, über Zielwerte für die Kraftmesser oder der Wegaufnehmer für den Antriebsweg erfolgen. Abbildung 30 zeigt die dazugehörige grafische Oberfläche. In der linken Spalte erfolgt oben die direkte Ansteuerung beider Antriebe mittels Pitchregler, darunter können die PID (proportional integral derivative) Steuerungsparameter für weg- und kraftgesteuerte Messreihen und die Häufigkeit der Messwerterfassung eingestellt werden. Im großen mittleren Feld sind die aktuellen Spannungswerte zur Kontrolle und Übersicht angezeigt. Die einzelnen Eingänge können durch Korrekturkoeffizienten kalibriert und durch Grenzwerte geschützt werden. Mit der Auto-Offset Taste ist eine Nullstellung aller Messwerte möglich. Rechts davon wird grafisch dargestellt, in welcher Ansteuerungsphase sich die Antriebe momentan befinden. Im unteren Teil werden die ausgeführten Steuerbefehle protokolliert und der Speicherort der Logdatei angegeben. Die rechte Spalte der grafischen Oberfläche bleibt unabhängig von der ausgewählten Reiterkarte immer sichtbar. Hier kann die Messeinrichtung mit dem Notausknopf sofort abgeschaltet und die Regelungsgrößen bei manueller Steuerung eingegeben werden. Es wird hier ebenfalls definiert, ob die Steuerung wegoder kraftabhängig durchgeführt werden soll. Abbildung 30: Grafische Oberfläche der Steuerungssoftware Manuelle Steuerung 26

32 Für die vordefinierten Abläufe wurde eine separate grafische Oberfläche mit einer Einstellmaske integriert (Abbildung 31). Damit können auch mehrere Zyklen in gleicher oder unterschiedlicher Kraft-Weg Kombination mit der Messeinrichtung abgefahren werden. Im oberen Teil kann durch das Diagramm der Kraft-Weg-Zeit Abhängigkeit der Steuerungsablauf kontrolliert werden. Darunter werden die generierten Steuerungsparameter in einer Tabelle berechnet. Die Bedieneinheit zum speichern, laden und löschen von unterschiedlichen Zyklen sowie die Einstellungsmöglichkeiten der Parameter für die Antriebswege und resultierenden Kräfte jeder Richtung ermöglichen ein schnelles Erstellen und den unmittelbaren Zugriff auf bereits erstellte Steuerungsabläufe. Die rechte Spalte dient, wie oben beschrieben, zur Kontrolle der Hauptfunktionen und ist ständig sichtbar. Abbildung 31: Grafische Oberfläche der Steuerungssoftware Steuerung mittels Zyklen 27

33 Um die Steuerungsparameter der PID (proportional integral derivative) Regelung auf ein lineares Abfahren ohne overshoot und Ansteuerungsverzögerungen einzustellen, waren Testmessungen notwendig. Abbildung 32 zeigt die Zielkurve und die Messergebnisse nach systematischer Anpassung der Steuerungsparameter. Dafür wurde ein lineares Ansteigen bis 5 mm und ein lineares Abfallen bis auf 0 mm für 2 Zyklen abgefahren. Als genauste Einstellungsvariante haben sich die Werte 5 für proportionalen Anteil, 0,01 für integralen Anteil und 0,01 für abgeleiteten (derivative) Anteil ergeben. Die ausführlichen Messprotokolle sind im Anhang beigefügt. Abbildung 32: Einstellung der Steuerungsgenauigkeit Steuerkurve und Messwerte 28

34 5.1.1 Versuche mit der Biaxialzugprüfmaschine (AP5.2) Nachdem die Steuerungsparameter eingestellt und die Vorbereitungen zur Montage der ersten Kreuzprobe abgeschlossen waren, wurde die erste Testmessung durchgeführt. Hierbei sollte überprüft werden, ob die Messeinrichtung nachvollziehbare Messergebnisse liefert, wo Ungenauigkeiten und Schwierigkeiten die Messergebnisse negativ beeinflussen und an welchen Stellen nachgearbeitet werden muss. Die Testmessungen wurden mit 2 Lagen PVC beschichtetem Polyestergewebe durchgeführt. Das Material des Herstellers Versaidag-Indutex trägt die Materialkennung B1014 Typ 1. Im ersten Schritt sollte das biaxiale Belastungsniveau für Kett- und Schussbeanspruchung gleich ausgeführt werden, um das Verhalten der Kreuzprobe und der Testprofile zu beobachten. Bei einer Belastung von ca N/m brach das Testprofil unerwartet zum ersten Mal an der Position X2 (vgl. Profilposition in Abbildung 23). Der Bruch hat sich an der Halterung für die inneren Membranlagen lokalisieren lassen und ist in Abbildung 33 fotografisch dokumentiert. Die eingebrachte Belastung betrug dabei weniger als 10% des Belastungsniveaus für das das Profil ausgelegt sein sollte. In der Analyse stellte sich heraus, dass fehlende Querfasern, die im Produktionsprozess nicht eingebracht werden konnten, ausschlaggebend für eine deutlich geringe Stabilität der Profile waren. Es wurde entschieden die Profile mit einlaminiertem Stahl behelfsweise zu verstärken. Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. zeigt eines der instandgesetzten Profile. Danach wurde das Belastungsniveau weiter mittels manueller Steuerung erhöht. Bei ca N/m gaben die Kniehebelprofile nach, so dass sich die obere Membranlage an der Position Y2 (vgl. Abbildung 35) aus der Halterung löste. Auch hier konnte die fehlenden Querfasern als Grund des frühen Versagens identifiziert werden. Für die weiteren Untersuchungen wurde das Kniehebelprofil auch hier übergangsweise mit Stahleinlagen verstärkt. Danach konnte ohne weiteres ein Belastungsniveau von 6000 N/m erreicht werden. In Anbetracht des frühen Profilversagens wurde entschieden die ersten Versuchsserien lediglich bis zu einer Belastung von 5000 N/m durchzuführen, um keine weiteren Nacharbeiten an den Profilen zu riskieren. Abbildung 33: Erster Profilbruch an Position X2 Abbildung 34: Instandgesetztes Profi mit Stahleinlagen 29

35 Nachdem jeweils zwei Kreuzproben aus PVC beschichtetem Polyestergewebe und PTFE beschichtetem Glasfasergewebe getestet wurden (Auswertung siehe unten), sollte das Belastungsniveau weiter gesteigert werden, um gegebenenfalls weitere Schwachstellen am Profil, der Klemmung der Membranen und der Anbindung des GFK-Profils an das Stahl-T-Lastprofil zu ermitteln. Bei dieser Beanspruchung konnte eine Bruchlast von ca. 12 kn/m erreicht werden. Das gebrochene Profil ist in Abbildung 35 gezeigt. Dabei ist im Verlauf der Belastung zuerst die Bruchstelle an der Montagenut entstanden. Nach der weiter ansteigenden Belastung kam es schließlich zum Bruch der Klebefuge, an der beide Profilteile zusammengefügt sind. Abbildung 35: Gebrochenes Profil nach Bruchtest Abbildung 36: Kraftverlauf bei Profilbruch an der Montagenut und Klebefuge 30

36 Vor der Durchführung weiterer Biaxialversuche erfolgte der Austausch der defekten GFK- Profilelemente durch entsprechend mit Stahlstangen verstärkten Varianten. Anschließend erfolgte die Durchführung weiterer Tests. Eine Folge der Einwirkung der Schwerkraft ist ein Durchhang der Membranlagen. Um Messwerte für die Steuerungstechnik aus den Daten der Wegaufnehmer zu erhalten ist eine definierte Positionierung des Messfelds und der daran befestigten Wegaufnehmer vor Messbeginn notwendig. Vor jeder Messreihe wurde deshalb eine Grundlast von 200 N (ca. 1% der zu erwartenden Größenordnung) kraftgesteuert in das System eingebracht. Dies ermöglichte somit die Nullsetzung der Messwerte. Danach konnte weggesteuert gefahren werden. Für die erste Versuchsreihe mit PVC beschichtetem Polyestergewebe des Typ I (B1014) von Versaidag Indutex wurden zwei Zyklen gefahren. Die Belastung wurde weggesteuert in die Probe mittels eines Verschiebens der Auflagerpunkte um jeweils 5 mm, eingebracht. Abbildung 37 zeigt die Werte für die Belastung in Kett-(rot) und Schuss-(blau) Richtung. Die Messwerte sind in Abhängigkeit zur Dehnung aufgetragen, die aus der Längenänderung im Messfeld resultiert. Deutlich ablesbar ist die fehlerhafte Messwerterfassung bei der Rückstellung der Wegaufnehmer durch den Entlastungsvorgang. Die Wegaufnehmer waren am Messfeld mittels Führungsstangen befestigt (vgl. Abbildung 29). Für die nächsten Versuchsreihen wurde die Kopplung der Wegaufnehmer an die Membran umgebaut und durch eine Klebung an den jeweiligen Messfeldkanten direkt verbunden. Abbildung 37: Kraft-Dehnungsdiagramm, zwei Lagen PVC-beschichtetes Polyestergewebe Typ I (Versaidag Indutex - B1014), symmetrische Belastung, Dehnung bezogen auf die Längenänderung im Messfeld Die zweite Messreihe wurde dann mit neuen Kreuzproben durchgeführt. Die erneute Einbringung der Grundlast war gegeben. Die Verschiebung der Auflagerpunkte wurde auf 8 mm erhöht, um ein höheres Belastungsniveau zu erhalten. Bei dieser Messreihe wurden insgesamt 5 Zyklen gefahren. In Abbildung 38 ist die Erstbelastung in Kett- und Schussrichtung aufgetragen. Die Bereiche der plastischen und elastischen Verformung sind gekennzeichnet. Die unterschiedlichen Lastniveaus zwischen Kette und Schuss rühren aus den Charakteristiken des Produktionsprozesses der Gewebeherstellung. Die Schussfäden liegen im Bogen in der Gewebebahn. Bis eine Reckung und Geraderichtung eintritt übertragen sie weniger Kraft. Dies ist auch der Grund warum zu Beginn des Messvorgangs die Schussrichtung gestaucht wird. Durch die Kopplung von Kett- und Schussfäden und das schnelle Ansteigen des Kraftniveau in Kettrichtung ergeben sich Querkräfte, die das Gewebe in Schussrichtung stauchen. Diese Querkräfte sind erst dann kompensiert wenn die Verformung in Schussrichtung ausreicht das Gewebe zu dehnen. 31

37 Abbildung 38: Kraft-Dehnungsdiagramm, zwei Lagen PVC-beschichtetes Polyestergewebe Typ I (Versaidag Indutex - B1014), symmetrische Belastung, Dehnung bezogen auf die Längenänderung im Messfeld Aus den Messergebnissen lässt sich auch die weitere plastische Verformung des Materials bei den Wiederbelastungen aufzeigen. In Abbildung 39 sind die Ergebnisse für 2 Wiederbelastungszyklen dargestellt. Dabei ist die anhaltend größere Verformung in Schussrichtung ablesbar. So ergibt sich für die Schussrichtung ein Dehungszuwachs zwischen der ersten und zweiten Wiederbelastung von ca. 3%. In Kettrichtung verbleibt lediglich ein Zuwachs von 1%. Abbildung 39: Kraft-Dehnungsdiagramm, zwei Lagen PVC-beschichtetes Polyestergewebe Typ I (Versaidag Indutex - B1014), Wiederbelastungen, Dehnung bezogen auf die Längenänderung im Messfeld Weiterführend wurden unterschiedliche Belastungsdehnungsverhalten untersucht. In einem ersten Wiederbelastungszyklus wurde das Streckverhältnis in Kett- und Schussrichtung auf 1/2 verändert. Die Verhältnisse wurden dabei durch die entsprechende Reduzierung des gesteuerten Antrieb- 32

38 wegs erreicht, so dass die Streckung in Schussrichtung doppelt so groß war wie die in Kettrichtung. In einem zweiten Wiederbelastungszyklus wurde das Streckverhältnis auf 1/3 verändert (Kette: 1; Schuss: 3). Abbildung 40 zeigt das dazu aufgetragene Kraft-Dehnungsverhältnis. Bei beiden reduzierten Lastniveaus in Kettrichtung ist das rein elastische Verhalten auffällig. Im Aufsteigenden Ast der Erstbelastung gibt es bei 3000 N/m eine deutliche Änderung des Dehnungsverhaltens. Die Belastungsniveaus der Wiederbelastungen bleiben unterhalb dieses Wertes, so dass sich der Knick auf den Ablösevorgang der Filamente von der PVC Beschichtung zurückführen lässt. Nähere Untersuchungen hierzu sind allerdings notwendig. Im Anschluss wurden die umgekehrten Streckverhältnisse untersucht. Die Verhältnisse von Kette/Schuss wurde auf 2/1 und auf 3/1 verändert. In Abbildung 41 sind die entsprechenden Kraft- Dehnungsverhältnise aufgetragen. Auch hier lässt sich dasselbe Verhalten ablesen, wie in den vorherigen Messungen. Das Lastniveau der Wiederbelastungen in Schussrichtung bleibt unterhalb des Lastniveaus von 1250 N/m bei dem die Veränderung des Dehnungsverhaltens einsetzt. Abbildung 40: Kraft-Dehnungsdiagramm, zwei Lagen PVC-beschichtetes Polyestergewebe Typ I (Versaidag Indutex - B1014), asymmetrische Belastung, Dehnung bezogen auf die Längenänderung im Messfeld Abbildung 41: Kraft-Dehnungsdiagramm, zwei Lagen PVC-beschichtetes Polyestergewebe Typ I (Versaidag Indutex - B1014), asymmetrische Belastung, Dehnung bezogen auf die Längenänderung im Messfeld 33

39 Nach der Untersuchung des PVC beschichteten Polyestergewebes, wurde PTFE beschichtetes Glasfasergewebe des Typ I (B18919) von Versaidag Indutex untersucht. In Abbildung 42 ist die Erstbelastung sowie 2 Wiederbelastungszyklen aufgetragen. Die Ergebnisse sind mit den oben diskutierten Verhaltensweisen qualitativ ähnlich. Lediglich die Werte der resultierenden absoluten Dehnungen sind aufgrund des steiferen Materials geringer. Die detaillierten Prüfprotokolle zu den unterschiedlichen Belastungszyklen sind im Anhang beigefügt. Abbildung 42: Kraft-Dehnungsdiagramm, zwei Lagen PTFE-beschichtetes Glasfasergewebe Typ I (Versaidag Indutex - B18919), Wiederbelastungen, Dehnung bezogen auf die Längenänderung im Messfeld Nachdem die ersten Erfahrungen mit der Messeinrichtung gesammelt werden konnten, wurde untersucht welche Fehlerquellen identifizierbar sind und wie diese behoben werden können. Die resultierenden Reibungskräfte und die Aufrichtung des Schlittens zu Messbeginn sind zwei wesentliche Punkte, die während der Messungen aufgefallen sind. Durch das Nachrüsten der Profile mit Stahleinlagen stieg das Gewicht der Profile signifikant an. Ein Abheben der Befestigungskonstruktion vom Montagetisch war somit ausgeschlossen. Erste Untersuchungen galten daher den auftretenden Haft- und Gleitreibungskräften. In Abbildung 43 sind die Kräfte aufgetragen, die im Messstrang auftreten und zusammenwirken. Da die Kraftmessdosen die resultierenden Kräfte messen, ist es wichtig, dass die störenden Komponenten vernachlässigbar klein bleiben. Die Kraftkomponenten F X1 und F X2 in der einen Gewebehauptrichtung bzw. F Y1 und F Y2 in der anderen Gewebehauptrichtung setzen sich bei statischer Betrachtung des Systems aus den Zugkräften in zwei Membranlagen sowie den Reibungskomponenten F R1 und F R2 zusammen. Abbildung 43: Kräfteverhältnisse der Messeinrichtung in einer Achse; [M] symbolisiert den Antrieb 34

40 Daraufhin wurde untersucht, wie hoch die Reibungskräfte sind und ob sich eine relevante Haftreibungskomponente abzeichnet. In Abbildung 44 ist der Kräfteverlauf beim Anziehen des Schlittens ohne montierte Membranen aufgetragen. Es zeichnet sich keine ausgeprägte Haftreibungskomponente ab. Die konstante Gleitreibung von ca. 21 N/m liegt bei unter 1% der mit der Prüfmaschine im aktuellen Zustand realisierbaren Belastungsniveaus. Allerdings ist als Grundlast 200 N/m angesetzt. Die 10% große Komponente zu Messungsbeginn ist zu groß. Für die Zukunft wird daher entweder eine höhere Grundlast oder die konstruktive Überarbeitung der Auflagerung notwendig. Beides war im Rahmen des Projektes nicht realisierbar, da die instandgesetzten Profile keine höheren Belastungen zugelassen hatten und die Neukonstruktion der Auflagerung in Anbetracht des zeitlichen Fortschritts als zu aufwendig für den aktuellen Forschungsstand gewesen wäre. Abbildung 44: Reibungskraft beim Anfahren und Weiterziehen des Schlittens über den Montagetisch Die zweite Untersuchung galt dem Aufrichten der Profile zu Beginn jeder Messung. Die Grundlast von 200 N/m reichte hier nicht aus um die gesamte Konstruktion aufzurichten. Durch das zusätzliche Gewicht kippten die Schlitten im entlasteten Zustand nach vornüber, bis das Testprofil auf dem Montagetisch auflag. In Abbildung 45 sind die beiden Positionen fotografisch dokumentiert. Abbildung 46 zeigt die Anordnung in einem schematischen Schnitt. Abbildung 45: Position des Schlittens in entlastetem und belasteten Zustand 35

41 Abbildung 46: Position des Schlittens in entlastetem Zustand Das gesamte Aufrichten der Schlitten wurde messtechnisch protokolliert. Abbildung 47 zeigt die gemessenen Kraftwerte der beiden Kraftmessdosen in Abhängigkeit von der Zeit. Dabei schlägt die Kraftkomponente antriebsseitig (blaue Kurve) früher aus als die am gegenüberliegenden festen Auflager (rot). Die Differenz die sich daraus ergibt, bleibt über den gesamten Messvorgang konstant bei ca. 300 N/m. Aufgrund der vorherigen Untersuchungen zur Reibungskomponente kann ausgeschlossen werden, dass dies durch die Reibung der Schlitten auf dem Montagetisch herrührt. Die Aufrichtung wurde dann genauer in einer Fotoserie untersucht. Ab einer Größenordnung von 500 N/m ist das Aufrichten abgeschlossen und beiden Membranlagen sind gespannt. Die komplexen Zusammenhänge aus Aufrichtung und Spannungsaufbau in der unteren und Spannungsaufbau in der oberen Membran sind nicht klar abtrennbar. Um diese Effekte auszuschließen, sind entweder Investitionen in zwei weitere Antriebe notwendig, um in alle Richtungen das gleiche Verhalten abbilden zu können oder die Schlitten sind konstruktiv so auszubilden, dass kein Kippen der Profile stattfinden kann. Auch hierzu sind allerdings erst die Testprofile weiter zu entwickeln, um die vorgesehenen Lasten übertragen zu können. Abbildung 47: Kraft-Zeitdiagramm, zwei Lagen PTFE-beschichtetes Glasfasergewebe, Aufrichtung des Schlittens 36

42 Die Untersuchungen im Rahmen der biaxialen Belastungstests konnten aufgrund des Bruchversagens der Profile nur auf maximal ca. 10% der möglichen Höchstbelastung der Membranwerkstoffe durchgeführt werden. Die eigentlich notwendigen Lastniveaus sollten daher in der weiteren Bearbeitung durch Ertüchtigung der Profile mittels Querfasern erfolgen. 37

43 5.1.2 Fassadenmodul (AP6) Nachdem die Profile am FIBRE erfolgreich pultrudiert und aus jeweils zwei Profilen ein Modulrahmenprofil durch Verklebung (vgl. Abbildung 48) hergestellt wurde, ist aus ihnen am ILEK ein Fassadenmodell aus zwei Modulen mit einer Gesamtgröße von 2,6 m x 3 m zusammengesetzt worden. Ein Modul wurde dabei beidseitig mit einem PTFE beschichteten Glasfasergewebe bespannt. Das zweite Modul wurde auf der Vorderseite geöffnet, um exemplarisch den Innenaufbau und die innenliegenden Membranlagen zu zeigen. Zur Beurteilung der Vorspannung der Außenmembran sowie der Oberflächengestaltung insbesondere auch im Kanten- und Eckbereich wurde die Rückseite ohne zusätzliche Spanten und damit eben ausgeführt. Die Vorderseite erhielt Spanten für eine erhöhte Vorspannung in der Membran. In Abbildung 48 sind das pultrudierte und verklebte Hauptprofil, sowie die Kniehebelleisten dargestellt. Die notwendigen Gehrungsschnitte für die Fügung an den Ecken wurden mit einer Kreissäge und einem diamantbesetzten Sägeblatt ausgeführt. Dabei ist eine Absauganlage oder das Trennen mit wassergekühlten Geräten zu empfehlen. Herausstehende Glasfasern können schnell in die Haut eindringen. Das Tragen von Handschuhen ist daher ebenfalls unabdingbar. Abbildung 48: Pultrudierte und geklebte Profile Nach dem Zuschnitt der Profile und Leisten wurden die Bohrungen für die Gewindemuffen im Profil gesetzt. Durch das genaue Setzen der Muffen entsteht zwar zunächst ein Mehraufwand. Dies ermöglicht später allerdings die schnelle und unkomplizierte Demontage einzelner Membranlagen. Ein Austausch oder eine sortenreine Trennung beim Recyclingprozess ist somit ebenfalls realisierbar. Des weiteren wird durch die vordefinierte Lage der Muffen ein späteres Wiederverwenden ganzer Profile möglich. Die Profile müssen dann nur abgelängt und für die neue Anwendung vorbereitet werden. In Abbildung 49 ist ein Profil mit Bohrungen und Gewindemuffen sowie die Kniehebelleisten mit den entsprechend deckungsgleichen Langlöchern abgebildet. 38

44 Abbildung 49: Profile mit Bohrungen, installierten Gewindemuffen und Langlöchern; Kniehebelleisten sind zur besseren Darstellung dazu verschoben Nachdem die Vorfertigung der einzelnen Profile abgeschlossen war, konnte die Montage der Rahmen beginnen. Abbildung 50 zeigt alle notwendigen Elemente für ein Rahmenmodul. Die Module wurden in den Ecken lediglich mittels Eckverbinder verschraubt. Für eine spätere Anwendung ist eine flächenbündige Verklebung vorgesehen. Da absehbar war, dass das Modul transportiert werden muss, wurde allerdings auf die Verklebung verzichtet. 39

45 Abbildung 50: Profile, Kniehebelleisten und Eckverbinder für ein Rahmenmodul In Abbildung 51 und Abbildung 52 ist das Zusammensetzen eines Rahmenmoduls abgebildet. Die Montage eines solchen Moduls kann durch die leichten Profile dabei ohne weiteres von einer Person geleistet werden. Wichtig für die passgenaue Verbindung an den Rahmenecken ist eine maßhaltige Vorbereitung durch genaues Kleben beider Profilabschnitte aufeinander und ein genaues Ablängen. Abbildung 51: Profile und Eckverbinder vor dem Zusammensetzen 40

46 Abbildung 52: Zusammengesetztes Rahmenmodul Um das Fassadenmodell aufstellen zu können wurden Stahlfüße produziert, die mittels Hammerschrauben über die Befestigungsnut der Profile mit den Rahmen verbunden werden konnten. Der aneinander liegende Stoß beider Rahmenmodule wurde mit Klemmprofilen verbunden, die aus Aluminium-U-Profilen hergestellt worden sind. An das vorgefertigte Aluminiumprofil wurden im Abstand von 150 mm Inbusschrauben mit Unterlagscheiben und Kontermuttern befestigt. Das Einlegen der Aluminiumprofile war möglich, aber zeitaufwendig. Die Verspannung der Rahmen durch Anziehen der Inbusschrauben konnte dagegen rasch erfolgen. Der Zugang für den Inbusschlüssel war von beiden Seiten ohne weiteres gegeben. Abbildung 54 zeigt die innenliegenden Schrauben, die dann bei der endgültigen Montage vom Dichtungsprofil abgedeckt werden. Abbildung 53: Zusammengesetzte und Aufgerichtete Rahmenmodule 41

47 Abbildung 54: Klemmverbindung am Elementstoß Im nächsten Schritt wurden die Membranfelder vorkonfektioniert. Der Zuschnitt wurde aus dem Dehnungsverhalten, wie im Biaxialzugversuch ermittelt, abgeleitet. Da sich die Schussrichtung der textilen Flächenware deutlich mehr reckt, sollte sie im Rahmen die kürzere Seite überspannen. Der Verlust an Vorspannkraft kann dann durch Nachspannen der Kniehebelleisten ausgeglichen werden. Für die Rahmenabmessungen von 1300 mm in der Breite und 3100 mm in der Länge musste unter Berücksichtigung des Zuschlags für den Keder und für die Schweißnaht eine Membranbahn von 1450 mm auf 3250 mm hergestellt werden. Abbildung 55 zeigt den Zuschnitt. 42

48 Abbildung 55: Zuschnitt der Membran Nachdem die Ausgangsform zugeschnitten war, wurden die Einschnitte für die Eckbereiche angezeichnet und ausgeführt. Dies erleichterte das Verschweißen der Kederschlaufe mittels Handschweißgerät (Abbildung 56). Die Montage der äußeren Lagen erfolgte durch Einfädeln der Keder in die Kniehebelleisten. Zwei Personen konnten dann die Lage auf dem Rahmen ohne Faltenbildung positionieren und über die Schrauben verbinden. Um die Vorspannkraft einfacher aufzubringen bietet sich ein Hebelwerkzeug an, welches den Hebelarm der Kniehebelleisten vergrößert. Abbildung 57 und Abbildung 58 zeigen die ersten beiden montierten Membranlagen. Abbildung 56: Verschweißen der Kederschlaufe 43

49 Abbildung 57: Beide Rahmenmodule mit angebrachter Membranlage Abbildung 58: Beide Rahmenmodule mit angebrachter Membranlage Die Eckausbildung bei den ersten beiden Membranlagen wurde auf zwei unterschiedliche Arten realisiert, um zwei Methoden evaluieren zu können. Die erste Variante ist in Abbildung 59 gezeigt. Hierbei wurden die Kniehebelleisten auf Gehrung geschnitten und bis an die Ecke herangeführt. Da sich die Membran zur Eckausbildung nicht dehnen oder falten lässt, ist die einzige Möglichkeit 44

50 das Einschneiden und separate Abdichten der Ecke. Durch den begrenzten Arbeitsraum ist ein sauberes Arbeit allerdings nur schwer möglich. Abbildung 59: Eckausbildung bei auslaufenden Kniehebelprofilen Bei der zweiten Variante wurde der Arbeitsraum um den Eckbereich durch Kürzen der Kniehebelleisten vergrößert. Die erste Intension war die Ecke als Schlaufe auszubilden, die über ein Kunststoffformteil nach unten gezogen eine faltenlose Eckausbildung ermöglicht. Allerdings war auch hier durch die Steifigkeit des Materials keine zufriedenstellende Lösung zu erreichen. Von Vorteil war lediglich der größere Arbeitsbereich um die Ecke. Abbildung 60 dokumentiert diese Variante. Abbildung 60: Eckausbildung bei gekürzten Kniehebelprofilen 45

51 Als konstruktiv, bauphysikalisch und ästhetisch zufriedenstellendste Variante wurde die Verklebung der Ecke mit einem Kunststoffformteil erachtet. Dabei wurde ein vorgefertigtes Kunststoffteil der Geometrie des Rahmenprofis angepasst und mit diesem verklebt und abgedichtet. Danach wurde die Membran auf das Kunststoffformteil geklebt und fixiert. Nach dem Aushärtevorgang des dehnbaren Klebstoffes war eine faltenfreie, dichte Eckausbildung gegeben (siehe Abbildung 61). Abbildung 61: nachgearbeitete Eckausbildung Für die zweite Seite wurden gekürzte Kniehebelleiste installiert, um bei der Eckausbildung besser arbeiten zu können. Die inneren Lagen wurden aus Gittergeweben und daran befestigtem Akustikvlies realisiert. Die Öffnung der linken Seite ermöglicht die Veranschaulichung der Profilfunktionalität und der Mehrlagigkeit des Aufbaus. Abbildung 62 zeigt den fertiggestellten Fassaden Mock-Up mit allen montierten Innenlagen und eingebrachten Spanten. In Abbildung 63 ist die Außenansicht des Profils mit den verschraubten Kniehebelleisten, den Innenlagen und der Profilierung der zweifach gekrümmten äußeren Membran deutlicher zu sehen. Die Spanten sind vor dem Schließen der längsseitigen Kniehebelleiste eingelegt und verformt worden. Sie werden dabei lediglich in der Nut des Testprofils eingelegt und gegen Verschieben mittels Schrauben gesichert. 46

52 Abbildung 62: Bespannte Rahmenmodule mit Spanten Abschließend kann über die Erfahrungen beim Bau der zwei Rahmenmodule eine differenzierte Einschätzung gegeben werden. Die vorbereitenden Arbeiten zur Herrichtung der Profile sind mittels herkömmlicher Maschinen einfach zu bewerkstelligen. Es sind lediglich die entsprechenden Arbeitsschutzmaßnahmen zu berücksichtigen Das Fügen der Rahmenecken ist grundsätzlich kein Problem. Für die Verklebung der Ecke müssen die zwei Ausgangsprofile maßhaltiger zum Rahmenprofil verklebt sein. Die vorliegenden Exemplare verwinden sich über ihre Länge durch die Klebung, was zu Ungenauigkeiten an den Stößen führt. Auch Nacharbeiten beim Sägen hat dies nicht ausgleichen können. 47

53 Das Vorspannen mittels der Kniehebelleisten hat sich bei der Herstellung der Wandmodule als sehr funktionale und einfache Methode herausgestellt. Allerdings ist das Einbringen der Vorspannkraft durch das Anziehen der Inbusschrauben in die Gewindemuffen nicht möglich. Hierzu wird noch ein zusätzliches Spannwerkzeug nötig. Durch das Aufbringen der ersten Membranlage verziehen sich die Module. Evtl. ist eine Unterkonstruktion von Nöten, die die Profile während des Einbaus solange stabilisiert bis beide lastabtragenden Membranschichten installiert sind. Die Eckausbildung ist in einem ersten Ansatz gut realisiert worden. Allerdings sind hier weitere Untersuchungen durchzuführen. Insbesondere die Dichtigkeit und das Langzeitverhalten eines verklebten Formteils oder einer eingeschnittenen Ecke mit Dichtprofil müssen untersucht werden. Die Verbindung zweier Rahmenelemente durch Klemmleisten funktioniert nur ansatzweise. Vor allem das Einbringen der Klemmleisten in die Montagenut ist zu aufwendig und dauert zu lange. Abbildung 63: Detailansicht mit Verschraubten Kniehebelprofilen, Innenlagen und sichtbarer Spante 48

54 6 Fenstertechnik Ziel von Forschungsprojekten ist es ein Ergebnis zu erzielen, welches bestimmte technische, funktionale und gestalterische Anforderungen zu erfüllen hat und zwar nach Einsatzzweck wie in dem Fall des PROFAKU-Forschungsprojektes, Teil I Fenstertechnik. Die Anforderungen des Vorhabens ergaben sich aus potenziellen Bedürfnissen der Energieeinsparung und des nachhaltigen Bauens von Bauherren, Kommunen und Nutzern, aber auch aus den technischen Regeln der Fenstertechnik und berücksichtigt zukünftige Entwicklungen der Gebäudehüllen und Fassadentechnik. Der herkömmliche Fensterrahmen wurde in diesem Projekt nicht neu erfunden sondern weiterentwickelt, mehrere Eigenschaften gegenüber der Ausgangslage wurden verglichen, in Frage gestellt und es ist zu einem Optimierungsprozess gekommen, der wie alle Entwicklungsprozesse noch weiter offen ist. Durch diese Optimierung des Fensterrahmens wird auch in Hinsicht bestimmter Eigenschaften versucht, andere nicht negativ zu beeinflussen. Funktionalität der Öffnung Öffnungen machen einen Innenraum erst gebrauchsfähig. Licht, Luft und Kontakt zur Außenwelt sind für den Nutzer Bedürfnisse, die durch Öffnungen bedient werden. Während die grundlegenden Aufgaben des Fensters über Jahrhunderte praktisch gleich geblieben sind, haben sich die Anforderungen an Wärme-, Schall- und Brandschutz sowie an die Luftdichtigkeit des Bauteilanschlusses maßgeblich verändert. Das Eigenschafts- bzw. Leistungsprofil des Fensters ist abhängig vom Standort des Gebäudes, der Orientierung zur Himmelsrichtung und auch der Gebäudehöhe, die durch die vorherrschende Windbeanspruchung Einfluss nimmt. Durch die Anforderungen des Wärmeschutzes hat sich das Fenster aber auch in eine andere Richtung entwickelt, das Gewicht durch die Doppelverglasung und Rahmen hat enorm zugenommen und der Rahmenanteil gegenüber der transparenten Fläche wurde immer größer. Dadurch mussten auch die Bau- und Fassadenkonstruktionen verstärkt werden. Energieeinsparung und Wärmeschutz Besonders das Rahmenmaterial eines Fensters definiert auch seine Eigenschaften und sein Verhalten. Der Fensterrahmen ist zuständig für die meisten Schutzfunktionen, die ein Fenster zu leisten hat. Der Rahmenanteil mit seinen Dichtungen war und ist der Schwerpunkt bei der Entwicklung eines Fensters, aber vor allem auch seine Schwachstelle. In der geschichtlichen Entwicklung des Fensters im 20-sten Jahrhundert wurden auf Grund der immer strenger gefassten Wärme-, Schall- und Brandschutztechnischen Anforderungen die Fensterrahmen immer breiter und schwerer, als Nebeneffekt wurde der Glasanteil auch kleiner und im Endeffekt die gesamte Fensteröffnung kleinmaßstäblicher. Die Reduzierung des Rahmenanteils und damit auch des Gewichtes durch ein modernes, leichtes Material wie faserverstärkte Kunststoffe FVK wird gerade in der Gebäudesanierung und im Denkmalschutz gefordert. Diese Forderung scheint auf den ersten Blick plausibel und selbstverständlich. Wie bei allen anderen Bauteilen einer Gebäudehülle hängen wärmeschutztechnische Eigenschaften maßgeblich von zwei Größen ab: zum einen vom Material und zum anderen von den Abmessungen des Bauteils, nicht zuletzt auch von der Ästhetik der Architektur. Eine Änderung von Material und Abmessung hat unmittelbare Konsequenzen auf die wärmetechnische Leistung des jeweiligen Bauteils. Auch bestimmt die Art und Weise der Verglasung mit ihrem U-Wert und die Dichtungssysteme die Entwicklung des Rahmens. Glasfaserverstärkte Kunststoffprofile Das GFK-Fenster besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff als Rahmenmaterial, welches an einer Verglasung kraftschlüssig verklebt wird. Der Rahmen wird nicht wie in den traditionellen Fensterkonstruktionen als tragendes Teil betrachtet, sondern hier übernimmt die Glasscheibe zusammen mit dem Rahmen die Statik des Fensterflügels. Dies erlaubt eine Platzierung der Verglasung auch im Vordergrund. Aus gestalterischen Gründen kann der Rahmen quasi versteckt werden, was auch ein energetischer Vorteil gegenüber anderen Fenstersystemen darstellt. Dadurch wird das Rahmenmaterial auf Grund seiner hohen Festigkeit erheblich reduziert. GFK besitzt optimale Werkstoffeigenschaften für einen Fensterrahmen: geringe Wärmeleitfähigkeit, hohe Festigkeit, hohe Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse, einfache Bearbeitbarkeit und eine gute Verträglichkeit mit Glas auf Grund seiner fast identischen Wärmeausdehnung. Aufgrund dieser Eigenschaften lassen sich Glas und GFK-Profile gut miteinander verkleben. Die Nachteile 49

55 des Materials wie z. B. die UV-Beständigkeit und der notwendige Brandschutz können über Beschichtungen oder Folien gelöst werden. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wird eine Optimierung des GFK-Fensters als Fenstersystem angestrebt, wo alle Teile des Fensters gemeinsam als eine Einheit und nicht als Einzelteile betrachtet werden und trotzdem im System so flexibel ist, dass möglichst alle Einbausituationen erfüllt werden. Verklebung Seit 30 Jahren werden Glasscheiben zur Verstärkung der Karosserie in der Automobilindustrie schon verwendet. Hochfeste Klebstoffe bei der Verklebung von großen Windschutzscheiben z. B. bei Bussen, LKW s und Zügen, ermöglichten den Einsatz von dünneren und leichteren Metallrahmenbauteilen. Verklebung bei der Fensterverglasung auf dem europäischen Markt ist seltener zu finden, so werden immer noch Fensterflügel aus PVC und Holzfenster mit Verklotzungen ausgesteift, was zu hohen Spitzenbelastungen führt. Die hochfeste Glasverklebung aus der Automobilindustrie wird in Kombination mit den Erfahrungen aus dem Fassadenbau (Structural Glazing) die Gestaltung, Konzeption und Leistung sowie die Herstellung von Fenstersystemen nachhaltig verändern. Bei Fenster und Türen mit Öffnungsfunktion werden Eckverbindungen und Scharniere durch hohe Kräfte stark beansprucht. Bei strukturell verklebten Fenstern werden die Kräfte fast gleichförmig um die Klebelinie verteilt. Die Verklebung von Glas und Fensterrahmen bringt nur Vorteile in Hinsicht von Stabilität und Statik, und als Nebeneffekt ein verbessertes Aussehen durch schmalere Profile der gesamten Fensterkonstruktion mit sich. Andere energetische und mechanische Vorteile werden auch durch die Verklebung gewonnen wie z.b. Energieeinsparung durch Verbesserung des U f -Werts, da die Metallprofile in PVC- od. GFK-Fenster wegfallen können. Energiegewinnung auch durch schlankere Profile (GFK), die einen größeren Verglasungsbereich erlauben. Die Klebetechnik spielt für die Innovationen der Fenstertechnik eine grundsächliche Rolle und ist somit ein wichtiger Baustein in dem Systemfenster gemeinsam mit Rahmenmaterial, Dichtungen, Beschläge und Isolierglas. Bei der Verklebung von Profilmaterialien kommen für diese Technik unterschiedliche Ein- oder Zweikomponenten Kleber zum Einsatz. Die Fertigung und Montage der Flügelelemente kann man zwischen der Überschlagsverklebung am Glasanschlag außen, unterhalb der Dichtung und der Falzgrundverklebung im Zwischenraum zwischen Scheibe und Flügelfalz erreichen. Die Kleberapplikation wird in der Regel im Werk mit Hilfe von teil- oder vollautomatisierten, horizontalen oder vertikalen CNC-Anlagen gefertigt. Je nach Applikationsverfahrens, Falzgrund- oder Überschlagverklebung kann man unterschiedliche Techniken einsetzen, weshalb eine enge Zusammenarbeit der Materialhersteller mit den Systempartnern für Automatisierungstechnik und Applikationstechnik schon bei den frühen Projektierungsphasen eingeplant ist. Da die Fensterverklebung eine relativ junge Technologie ist, stehen auf dem Markt wenige Regelwerke bzw. Standards zur Verfügung. Für PVC-Fenster gibt es Richtlinien von der RAL Gütegemeinschaft, aber speziell für GFK-Fenster sind solche Richtlinien noch nicht vorhanden. Vakuum-Isolierglas (VIG) Hierbei handelt es sich um eine High-Tech-Scheibe mit einem U-Wert von ca. 0,4 W/m 2 K für Geschäfts- und Wohngebäude. Einen neuen Ansatz liefert das VIG: durch die Ausschaltung der Gaswärmeleitung im Scheibenzwischenraum (SZR) kommt eine qualitative Verbesserung der Effizienz zum Tragen. So können im Zwei-Scheibenaufbau bei 10mm Gesamtstärke ein U g von 0,5 W/m 2 K erreicht werden. Herkömmliche Vakuumverglasungen erreichen im Zweischeibenaufbau nur Dämmwerte von bestenfalls U = 1,0 W/(m 2 K) (Qingdao Hengda Industry Co., China) bzw. U = 1,3 W/(m 2 K) (Nippon Sheet Glass, Japan). Dies liegt an den dabei verwendeten Herstellungsverfahren, bei denen hohe Temperaturen auftreten. Diese schließen den Einsatz hochwertiger low-ε- Schichten (Softcoatings) aus. Die letzte VIG-Entwicklung aus China von der Firma Beijing Synergy Vakuum Glazing Technology CO. bringt eine kostengünstige VIG-Verglasung mit einem U-Wert von 0,5 W/(m 2 K) auf dem Markt. Bei der Entwicklung dieser Glasscheibe stößt man auch an elementare Probleme: Bei dem Vakuumprozess werden durch den Luftdruck beide Scheiben mit dem Vakuum dazwischen zusammengepresst, so dass Abstandhalter, Randabdichtung und die Vakuum-Erzeugung neu entwickelt wurden. Das erfordert neue Technologien, die wiederum neue Fertigungsmethoden verlangen. Die Glasindustrie tut sich schwer gegenüber solcher Herausforderung. Zum heutigen Stand der Technik bilden Verglasungen immer noch die wärmetechnische Schwachstelle von Gebäuden, bei den konventionellen Doppelverglasungen erreichen bestenfalls Dämmwerte von U = 1,1 W/(m 2 K). Hochdämmende, passivhaustaugliche Verglasungen erreichen Dämmwerte von U = 0,8 W/(m 2 K). Dies lässt sich nur mit aufwändigen Dreischeibenaufbauten 50

56 realisieren. Wir halten das VIG für die konsequenteste und effiziente Alternative für das Fenster des 21. Jahrhunderts, deshalb wird in den vorgelegten Fensterkonzepten eine VIG-Verglasung eingesetzt. Nachhaltigkeit im Bauwesen Kunststoff als Baumaterial ist nicht neu. Kunststoffe sind längst Bestandteile unserer Gebäude. Sie werden hauptsächlich als verdeckte Konstruktionsstoffe und als Bauhilfsstoffe eingesetzt oder dienen als Dekor- oder Verkleidungsmaterial. Der Baustoff des 21. Jahrhunderts wird der Kunststoff sein. Kunststoff ist eines der ökologischsten Werkstoffe der Zukunft und auch nachhaltig. Ein Möbel oder eine Konstruktion aus Kunststoff verbraucht bei seiner Herstellung etwa ein Tausendstel jener Energie, die für die Herstellung eines Stahlmöbels oder eines Messesystems aus Stahl aufgewendet werden muss. Obwohl zurzeit noch Erdöl zur Herstellung von Kunststoffen eingesetzt wird, ist dieses nicht verloren. Kunststoffe lassen sich ohne weiteres bis zu 100 % recyceln und haben dann immer noch den gleichen Brennwert wie jenes Öl, dass zu ihrer Erzeugung eingesetzt wird. Wir können uns nicht mehr erlauben Erdöl einfach zu verbrennen. Zukünftig wird es auch Kunststoffe aus Bioölen, Stärken oder anderen Nachwachsenden Rohstoffen oder auch Abfallstoffen wie Chitin (Abfallprodukt von Krustentieren) geben. Unser vorgeschlagenes Profilsystem soll robust, langlebig, leicht, flexibel aber stabil, kratzfest und feuerbeständig sowie pflegeleicht und zu 100% recycelbar sein. Fenstertechnik In dem vorgelegten Forschungsprojekt PROFAKU-Fenstertechnik wurde in erster Linie die Geometrie und Ausbildung des Falzbereichs des Rahmens sowie die Dichtungsanordnung entwickelt, um eine Reduzierung der Abmessungen des Blend- und Flügelrahmens zu favorisieren. Statisch gesehen ist dieses Ziel erreichbar, nur die wärmetechnischen Anforderungen an das neue GFK-Fenster sind nicht eine alleinige Leistung des Rahmenmaterials GFK, auch die eingebaute Verglasung und deren Verbindung, sowie die Dichtungen spielen eine entscheidende Rolle. Statische Untersuchungen des Systems (Rahmen u. Glas) durch FEM-Analyse sind im Arbeitskapitel Problemerkennung dargestellt. Andere Aspekte wie Isothermenverlauf, Dichtheit, Schall und Brandschutz werden in einem weiteren Folgeprojekt untersucht, da die labortechnischen Prüfungen zur Zeit der Bearbeitung dieses Forschungsprojektes aus Kapazitätgründen nicht durchführbar waren. Arbeitsphasen Vorgehensweise des Forschungsprojektes: a) Analyse, Ausgangslage b) Konzeption, Fensterprofil c) Problemerkennung d) Optimierung, Verbesserungen und Empfehlungen e) Fazit, Ausblicke f) Anlagen: Anlage 01: Fenster Zeichnungen 2-D Anlage 02: Ergebnisse der Statik FEM-Simulationen Anlage 03: 3D Darstellungen, Modellbilder (Modell aus Rapid-Prototyping verfahren) a) Analyse, Ausgangslage Der analytische Teil ist Ausgangsbasis für die konzeptionellen Überlegungen der vorgeschlagenen Fensterkonzepte. Eine Betrachtung der Fenstergeschichte und die Entwicklung des Fensterrahmens sind in dem Zwischenbericht von Juli 2009 vorgelegt. Der Zwischenbericht beinhaltet eine komparative Studie bzw. eine Untersuchung von 9 verschiedenen Fenstersystemen hinsichtlich technischer- und bauphysikalischer Eigenschaften, die als Ausgangslage des Fenstersystems dienen, das in diesem Projekt entwickelt wurde. Heutige Fenster sind sehr komplexe Bauteile, man spricht eher vom Bausystem, welches mehrere Funktionen zugleich erfüllen muss. Neben seiner zentralen Funktion für das behagliche Raumklima sorgt das Fenster für Belichtung und Frischluft, hält Lärm und Schmutz ab, bietet Schutz vor Witterung und Einbruch. Die elementaren Funktionen des Fensters sind bis heute gleich geblieben, doch die technischen Anforderungen wie Wärmeschutz und Dichtheit auf dem Gebiet der Energieeffizienz sind entscheidend größer geworden. Es folgt eine Auflistung von Normen der einzelnen Anforderungen und Mindestwerte an Fenster nach DIN EN mit CE-Kennzeichnung: 51

57 Wärmeschutz (DIN ) Luftdurchlässigkeit (DIN EN ) Widerstand gegen Windlast (DIN EN 12210) Schallschutz (DIN 4109) Feuerwiderstandsfähigkeit (siehe LBO, nach Bundesland) Schlagregendichtheit (DIN EN 1027 u. DIN EN 12208) Stoßfestigkeit (pren 13049) Strahlungsdurchlässigkeit (DIN ) Bedienungskräfte (EN 13115) Mechanische Festigkeit (EN 13115) Lüftung (DIN ) Einbruchhemmung (DIN EN 1627) Beschuss- (EN 1523 u. 1522) und Explosionshemmung (EN u ) Die Auswahl der GFK mit verklebtem Glas ist für die erwähnten Anforderungen eine innovative und zeitgemäße Alternative zu den heutigen Fenstersystem-Entwicklungen. Ein Nachbau in GFK eines filigranen Stahlfensters, wie z. B. ein Fenster im Bauhaus Dessau, ist nicht Ziel dieses Vorhabens, kann aber als Grundlage dienen. Es wurde versucht, eine zeitgemäße Antwort des Systems Fenster der Zukunft mit materialgerechten, nachhaltigen Eigenschaften von GFK zu entwickeln. Abgelehnt wurden eine GFK Version eines PVC-Fensters sowie eine hybride Kunststoff- Holzfenster-Variante. Als Ausgangsformat wurde die DIN-Maß-Fenstergröße: 1230mm x 1480mm als gängiges Fenstermaß ausgewählt. Die Untersuchungen haben sich in erster Linie an den Wohnungsbau orientiert, da Untersuchungen im Gewerbe- und Bürobau bereits von anderen Forschungsinstituten ausgeführt worden sind. b) Konzeption Konzipiert wurde ein Fensterprofil, das unter Berücksichtigung der gestalterischen, funktionalen und kennwerttechnischen Ziele entwickelt wurde. Glasfaserverstärkter Kunststoff wurde wegen seiner vorteilhaften Materialeigenschaften wie hohe Festigkeit, geringes Gewicht, weitgehende Korrosionsbeständigkeit, freie Formbarkeit sowie die mögliche schnelle Montage für die Profile ausgewählt. GFK- Profile weisen einen geringen Bedarf an grauer Energie und eine positive CO 2 Bilanz auf. Ein entworfenes Basisprofil besteht aus drei Grundteilen: Flügel- Blend- und Stulpprofil. Abbildung 64 Basis Rahmenprofil Das Rahmen-Material besteht aus: a) Glasfaser-Polyester mit einem Lambda-Wert Λ= 0,30 W/mK und b) Ethylen-Propylen-Dien-Mischpolymerisate EPDM mit einem Lambda-Wert Λ= 0,25 W/mK. 52

58 Abbildung 65: Basis Rahmenprofil, Überschlagverklebung am Falz Abbildung 66: Basis Rahmenprofil, Überschlagverklebung am Glasanschlag Das Basisprofil wurde nach Einsatzbereich differenziert und kann im System umgesetzt werden. Daraus ergeben sich folgende Konzepttypen: Konzept Typ A: Einsatzbereich: Sanierungsfall, Lochfassade. Das Fensterkonzept Typ A ist für Sanierungsfälle entworfen worden. Es handelt sind um ein Dreh- Kippfenster in zwei Ausführungen: 1-Flügelig und 2-Flügelig mit Stulpprofil. Daten und Kennwerte: Wandaufbau: massiv, 25mm Putz, 365mm Mauerwerk, 25mm Putz. Fenstergröße: 1230mm x 1480mm, 1,82 m 2 Rahmen-Material: GF-Polyester, Λ= 0,30 W/mK; EPDM, Λ= 0,25 W/mK. Fensteraufbau: Einfachfenster, Öffnungsart: Dreh-Kippfenster Glasaufbau: 2-Scheibenaufbau, Vakuumverglasung. Aufbau von Außen nach Innen: 4 / 0,7 / # 4 mm. #= Lage der Low- ε -Schicht(en) Randkonstruktion, (angenommen) Kunststoff m. Stahlfolie Ψ= 0,061 W/mk U-Wert Rahmen U f [W/(m 2 *K)]: 0,5-0,8 je nach System U-Wert Fenster U w [W/(m 2 *K)]: 0,5-0,8 je nach System 1-Flügeliges Fenster, Rahmenanteil: 12,72% der Gesamten Fensterfläche 2-Flügeliges Fenster, Rahmenanteil: 19,97% der Gesamten Fensterfläche (siehe Anlage 01 Seite 4-7) Bei diesem Fensterkonzept wird der Blendrahmen an der Mauerwerksöffnung durch Stahlwinkelprofile (50mm/25mm/3mm) befestigt. Die Wand wird nicht gedämmt, an der Außenseite ist eine Fensterbank bestehend aus einem Sonderprofil aus GFK vorgesehen. Das Profil wird an dem Blendrahmen eingesteckt, mit Dämmmaterial unterfüttert und mit elastischer Dichtungsmasse an den Außenputz abgedichtet. Die Ansichten des 1-Flügeligen Fensters bzw. der Blend- und Flügelrahmen sind sehr schlank und wohlproportioniert. Die Glasfläche und dadurch die Öffnung erscheinen sehr großflächig. Bei dem 2- flügeligen Fenster wirkt das Stulpprofil sehr breit und in dem gesamten Ansichtsbild störend, dieses 53

59 breite Profil braucht man in dieser Form für die Beschläge und ist deshalb unverzichtbar. Dieser Fenstertyp mit Stulpprofil ist aus dem Basisprofil gestaltet und konsequenterweise eingesetzt. Das ungedämmte Mauerwerk ist auch fraglich und wurde aber so dargestellt um einen Einsatz der Fenster in einem herkömmlichen Sanierungsfall mit Denkmalschutz ohne Berücksichtigung der EnEV 2011 zu ermöglichen (siehe Anlage 01 Seite 6). Konzept Typ B: Einsatzbereich: Sanierungsfall, Lochfassade. Das Fensterkonzept Typ B ist auch für Sanierungsfälle entworfen worden. Es handelt sind um ein Dreh- Kippfenster in zwei Ausführungen: 1-Flügelig und 2-Flügelig mit Stulpprofil. Daten und Kennwerte: Wandaufbau: massiv mit Wärmedämmung in Verbund, 15mm Putz, 160mm Wärmedämmung, 240mm Mauerwerk, 25mm Putz. Fenstergröße: 1230mm x 1480mm, 1,82 m 2 Rahmen-Material: GF-Polyester, Λ= 0,30 W/mK; EPDM, Λ= 0,25 W/mK. Fensteraufbau: Einfachfenster, Öffnungsart: Dreh-Kippfenster Glasaufbau: 2-Scheibenaufbau, Vakuumverglasung. Aufbau von Außen nach Innen: 4 / 0,7 / # 4 mm. #= Lage der Low- ε -Schicht(en) Randkonstruktion, (angenommen) Kunststoff m. Stahlfolie Ψ= 0,061 W/mk U-Wert Rahmen U f [W/(m 2 *K)]: 0,5-0,8 je nach System U-Wert Fenster U w [W/(m 2 *K)]: 0,5-0,8 je nach System 1-Flügeliges Fenster, Rahmenanteil: 15,5% der Gesamten Fensterfläche 2-Flügeliges Fenster, Rahmenanteil: 22,6% der Gesamten Fensterfläche (siehe Anlage 01 Seite 8-11) Bei diesem Fensterkonzept wird der Blendrahmen an der Mauerwerköffnung durch Laschenprofile aus GFK Typ Combi Profil Flat der Fa. Fiberline befestigt. Die Wand ist gedämmt (WDVS). Das Fenster wird an der Funktionsebene platziert um einen guten Wärmeschutz ohne Wärmebrücken zu gewährleisten. An der Außenseite ist eine Fensterbank bestehend aus einem Sonderprofil aus GFK vorgesehen. Das Profil wird an dem Blendrahmen eingesteckt, mit Dämmmaterial unterfüttert und mit elastischer Dichtungsmasse an den Außenputz abgedichtet. Die Ansichten des 1-flügeligen Fensters bzw. der Blend- und Flügelrahmen Typ B sind ebenfalls sehr schlank. Außer der Einbausituation gelten hier alle Eigenschaften und Anforderungen wie bei Fensterkonzept Typ A (siehe Anlage 01 Seite 10)). Konzept Typ C: Einsatzbereich: Neubau, Lochfassade. Das Fensterkonzept Typ C ist für Energieplushäuser entworfen worden, wo eine manuelle, temporäre Raumlüftung auch erwünscht wird. Es handelt sind um ein Kastenfenstersystem mit Dreh-Kippfenster zum Innenraum und ein Senkklappflügel an der Außenseite in zwei Ausführungen: 1-Flügelig und 2- Flügelig mit Stulpprofil. Daten und Kennwerte: Wandaufbau: massiv Beton mit WDVS, 15mm Putz, 240mm Wärmedämmung, 150mm Betonwand. Fenstergröße: 1230mm x 1480mm, 1,82 m 2 Rahmen-Material: GF-Polyester, Λ= 0,30 W/mK; EPDM, Λ= 0,25 W/mK. Fensteraufbau: Kastenfenster, Öffnungsart: Dreh-Kippfenster und Senkklappflügel Glasaufbau: 2-Scheibenaufbau, Vakuumverglasung. Aufbau von Außen nach Innen: 4 / 0,7 / # 4 mm. #= Lage der Low- ε -Schicht(en) Randkonstruktion, (angenommen) Kunststoff m. Stahlfolie Ψ= 0,061 W/mk U-Wert Rahmen U f [W/(m 2 *K)]: 0,5-0,8 je nach System U-Wert Fenster U w [W/(m 2 *K)]: 0,5-0,8 je nach System 1-Flügeliges Fenster, Rahmenanteil: 22,68% der Gesamten Fensterfläche 2-Flügeliges Fenster, Rahmenanteil: 29,90% der Gesamten Fensterfläche (siehe Anlage 01 Seite 12-15). Bei diesem Fensterkonzept wird der Blendrahmen an der Betonöffnung durch L-Profile aus GFK Typ L 150x100x10mm der Fa. Fiberline befestigt. Die Wand ist gedämmt (WDVS). Die Fenster-Blendrahmen werden innen und außen bündig platziert. Um einen guten Wärmeschutz ohne Wärmebrücken zu ge- 54

60 währleisten wird an der Fensterleibung ein Umfassungsrahmen mit PUR-Schaumstoffkern zur Wärmedämmung montiert. Die Ansichten des 1-flügeligen Fensters bzw. der Blend- und Flügelrahmen wirken sehr schlank und wohlproportioniert. Die Glasfläche und dadurch die Öffnung erscheinen sehr großflächig. Bei dem 2- flügeligen Fenster wird das breite Stulpprofil in dieser Form für die Beschläge gebraucht. Die Außenansicht des Fensters ist nahezu rahmenlos, die Flügelprofile liegen hinter den Glasscheiben bei der Senkklappflügel-Öffnung. Die Kombination von den zwei Öffnungsarten erlaubt eine kontrollierte und klimagerechte natürliche Belüftungsmöglichkeit. (siehe Anlage 01 Seite 14). Konzept Typ D: Einsatzbereich: Neubau, Lochfassade. Das Fensterkonzept Typ D ist für Neubauten in massiver Bauweise entworfen worden, wobei im Laufe der Lebenszeit des Gebäudes das Fenster durch einen Fensterflügel-Austausch optimiert werden könnte. Es handelt sind um ein Einfachfenster im Zargenprofil eingebaut: 1-Flügelig und 2-Flügelig mit Stulpprofil. Daten und Kennwerte: Wandaufbau: massiv GFK-bewährtem Leichtbeton 440 mm Fenstergröße: 1230mm x 1480mm, 1,82 m 2 Rahmen-Material: GF-Polyester, Λ= 0,30 W/mK; EPDM, Λ= 0,25 W/mK. Fensteraufbau: Einfachfenster, Öffnungsart: Dreh-Kippfenster Glasaufbau: 2-Scheibenaufbau, Vakuumverglasung. Aufbau von Außen nach Innen: 4 / 0,7 / # 4 mm. #= Lage der Low- ε -Schicht(en) Randkonstruktion, (angenommen) Kunststoff m. Stahlfolie Ψ= 0,061 W/mk U-Wert Rahmen U f [W/(m 2 *K)]: 0,5-0,8 je nach System U-Wert Fenster U w [W/(m 2 *K)]: 0,5-0,8 je nach System 1-Flügeliges Fenster, Rahmenanteil: 15,00% der Gesamten Fensterfläche 2-Flügeliges Fenster, Rahmenanteil: 22,19% der Gesamten Fensterfläche (siehe Anlage 01 Abb16 u. Abb19) Bei diesem Fensterkonzept ist an der Betonöffnung ein Zargenprofil vorgesehen, welches als verlorene Schalung beim betonieren schon eingesetzt wird. Es handelt sich um ein Sonderbauteil aus GFK mit profilierter Innenseite zur besseren Haftung an der Betonöffnung. Bei dieser GFK-Zarge ist ein L-Profil mit Dichtung vorgesehen, indem der Blendrahmen montiert wird. Das Fenster ist ein Einfachfenster mit Dreh-Kippflügel. Dieses Fenster kann man beim Rückbau des Gebäudes einfach abnehmen und wieder verwenden. Es wäre auch denkbar ein Einsatz des Fensters bei temporären Bauten und Notunterkünften. Die Ansichten des 1-Flügeligen Fensters bzw. der Blend- und Flügelrahmen wirken ebenfalls sehr schlank und wohlproportioniert. Die Glasfläche und dadurch die Öffnung erscheinen sehr großflächig. Bei dem 2-Flügeligen Fenster wird das breite Stulpprofil in dieser Form ebenfalls für die Beschläge gebraucht (siehe Anlage 01 Seite 18). c) Problemerkennung Alle vier Fensterkonzepte sind aus dem Basis-Profil entwickelt worden. Das Basis-Profil wurde von der Geometrie her so gestaltet, dass ein möglichst schmales aber statisch stabiles Profil entsteht. Das Rahmenprofil in Z-Form wird durch die relativ hohen Stege in der Vertikalen stabilisiert. Die Stege wurden so hoch entworfen um ausreichende Klebefläche für die Verglasung bereitzustellen. Aus diesem Grund ist das Rahmenprofil nicht so schmal wie es das Material GFK im besten Fall zulässt. Als Konsequenz sind die Rahmenanteile der vorgeschlagenen Konzepte relativ hoch, von 12,37 % bis zum 37 %, bezogen auf das Standardprüffenstermaß (30% Passivhaus-Fenster). Die Konzepte A, B und D weisen eine Reduzierung des Rahmenanteils von etwa 50% gegenüber einem Standardfenster auf. Die Fenster haben eine sehr geringe Tiefe aber ein relativ hohes Rahmenprofil. Im Vergleich zu einem herkömmlichen PVC-Fenster mit 3-fach-Verglasung wirken die vorgeschlagenen GFK-Fensterprofile sehr schmal (siehe Anlage 3, Seite 2). Trotzdem sind wir der Meinung eine Optimierung der Profilsgeometrie soll weiter untersucht werden. Vor allem bei dem 2-Flügeligen Fenster mit Stulpprofil wirkt die Außenansicht der Rahmen immer noch breit und schwer. Das geplante GFK-Profil sollte auch Beschläge bzw. Scharniere und Öffnungsgriffe bekommen, aus diesem Grund wurde der hohe Steg entworfen. Wir mussten das schmale Profil durch die Stege stabilisieren, aber auch für Verklebung und zur Anbringung der Beschläge eine größere Fläche schaffen. 55

61 Das statische Verhalten der verschiedenen Konzepte wurde mittels der FEM-Simulation untersucht, um den optimalen Querschnitt der Falzausbildung zu finden. Die grafischen Ergebnisse sind in der Anlage 2 zu sehen. Für die FEM-Simulation wurden folgende Parameter angegeben: Laut Angaben von ZAE Bayern (Bayerisches Zentrum für angewandte Energieforschung an der Uni-Würzburg) ist die mechanische Belastbarkeit des VIG (Vakuumisolierglas) wie die der herkömmlichen Verglasung also wie ein 2-Scheiben Isolierglas. Der U-Wert der VIG ist hier aber 0,5 W/(m 2 K). Die Eckdaten zur statischen Vorbemessung: Maße Fenster DIN Normgröße 1230 x 1480 mm Außenkante Blendrahmen: 1230 x 1480 mm Außenkante Flügelrahmen: 1195 x 1445 mm Maße Glasscheibe 01: 1126 x 1376 mm (bei unserem Basisprofil 02 u. 03, siehe Anhang 1) Maße Glasscheibe 02: 1195 x 1445 mm (bei unserem Basisprofil 04, siehe Anhang 1) 1) Gewicht Glasscheibe 01: Glas Dichte 2,5 kg/dm 3 Maße Glasscheibe: 1126 x 1376 mm 1-Glasscheibe 4 mm Dicke: 17,26 kg 2-Scheiben Isolierverglasung 8,7 mm Dicke, Gewicht: 35 kg 2) Flügelgewicht: GFK Rahmen, Faservolumengehalt von 60% Dichte 2,0 g/cm 3 Maße Flügelrahmen: 1195 x 1445 mm, Gewicht: 2,74 kg 3) Blendrahmengewicht: GFK Rahmen, Faservolumengehalt von 60% Dichte 2,0 g/cm 3 Maße Blendrahmen: 1230 x 1480 mm, Gewicht: 2,81 kg Gesamt Gewicht GFK-Rahmen: 5,55 kg 4) Windlasten am Gebäude Gebäudehöhe über Gelände 0-8 m: Windgeschwindigkeit ν in m/s= 28,3 Staudruck in kn/m 3 = 0,5 kn/m 2 Aerodynamischer Druckbeiwert cp= 1,2 Winddruck Baukörper allgemein w in kn/m2: 0,6 Gebäudehöhe über Gelände 8-20 m: Windgeschwindigkeit ν in m/s= 35,8 Staudruck in kn/m 3 = 0,8 kn/m 2 Aerodynamischer Druckbeiwert cp= 1,2 Winddruck Baukörper allgemein w in kn/m 2 : 0,96 Gebäudehöhe über Gelände m: Windgeschwindigkeit ν in m/s= 42,0 Staudruck in kn/m 3 = 1,1 kn/m 2 Aerodynamischer Druckbeiwert cp= 1,2 Winddruck Baukörper allgemein w in kn/m 2 : 1,32 Gebäudehöhe über Gelände, über 100 m: Windgeschwindigkeit ν in m/s= 45,6 Staudruck in kn/m 3 = 1,3 kn/m 2 Aerodynamischer Druckbeiwert cp= 1,2 Winddruck Baukörper allgemein w in kn/m 2 : 1,56 Die FEM-Simulationen (Anlage 2) zeigen, dass rein rechnerisch eine Realisierung bzw. Herstellung des geplanten Profils im vorgesehenen Rahmen möglich ist. Die Werte aus den Simulationen wie Be- 56

62 lastung, Verschiebung, Spannungen im Glas und Auflagekräfte liegen im Mittelfeld. Die Simulationen bzw. die Untersuchungen haben auch gezeigt, dass eine Optimierung der Geometrie des Profils noch möglich ist. Die hohen Stege sind prinzipiell gut für das Profil aber in dem rechteckigen Kernteil mit den Hohlkammern sollten die Stärken und evtl. die gesamte Geometrie (Tiefe u. Höhe) überprüft werden. Wärmetechnische Untersuchungen Die wärmetechnische Wirkung des Fensters soll anhand eines Prototyps an einer Fassade eingebaut untersucht werden, um Messungen und Beobachtungen hinsichtlich der raumseitigen Oberflächentemperaturen und des Tauwasserrisikos durchführen zu können. Der U w -Wert eines Fensters hängt vom U-Wert des Rahmens U f sowie vom U-Wert der Verglasung U g ab. Prinzipiell kann ein Fenster mit einem schlechten U f -Wert aber einen sehr guten U g -Wert, wie bei VIG, ein ausreichender Gesamt-U-Wert erreicht werden und umgekehrt. Wohnungsbau-Fenster, wie sie in diesem Forschungs-Vorhaben untersucht werden, sind durch andere Bauteile beeinflusst z.b. Rollladen, die in GFK-Ausführung den gesamten U-Wert wesentlich verbessern könnten, vor allem abends, wenn die Außentemperaturen tiefer liegen. GFK ist keine Wärmedämmung, sondern das Material hat einen sehr guten U-Wert. Trotzdem ist nur in Verbindung mit VIG eine nachhaltige Alternative zu dem aktuellen Trend-Fenster mit 3-Fach Verglasung möglich. Brandschutz Empfehlung Um die Auflagen und Anforderungen des Brandschutzes nach DIN 4102 sicherzustellen, muss die Entflammbarkeit der GFK Rahmen verhindert werden. Dies kann, wie es schon in der Automobilherstellung und im Möbelbau praktiziert wird, durch Folien und Beschichtung geschehen. Die Firma 3M hat solche Folien entwickelt. Aus gestalterischen Gründen kann diese Folie für Farbe und Dekor der GFK- Fensterrahmen benutzt werden. Wenn das Dichtungs- und Klebematerial sowie die Einbausituation brandschutztechnisch optimiert ist, können auch Brandversuche durchgeführt werden. In einem Ausschluss-Forschungsvorhaben soll dies im Vordergrund stehen. d) Optimierung, Verbesserungen und Empfehlungen Anhand der Erkenntnisse aus der Arbeitsphase C Problemerkennung kann man die Fenster- Konzepte A,B,C u. D verbessern bzw. modifizieren, eine Optimierung bzw. Überprüfung anhand eines Prototyps wäre erwünscht. Es gibt eine Reihe von Parametern wie Integration von Beschlägen, Dichtungen, Montagearten usw. die nach Konzept und Lösungsansatz unterschiedlich sind. Die Zusammenarbeit mit einem Fensterhersteller scheint notwendig zu sein, um den gesamten Planungs- und Herstellungsprozess zu begleiten, zu erfahren, modifizieren und optimieren zu können, da die Anforderungen an das Fenstersystem so komplex sind. Realisierungs Empfehlung A) Wie in der Arbeitsphase schon erwähnt, ist rein rechnerisch eine Realisierung im vorgesehenen Rahmen möglich. Die Recherche hat auch gezeigt, dass eine fehlerfreie Verklebung von GFK und Glas nur durch einen erfahrenen Fachtechniker durchzuführen ist. Unabdingbar sind für dieses Projekt Versuche an realen 1:1 Modellen oder einem Prototyp in einem Raum bzw. an einer Fassade montiert, an denen klimatechnische Messungen durchgeführt werden. B) Bau eines 1:1 Prototyps bei einem Projektpartner der Bauindustrie. C) Zu prüfen ist die Herstellbarkeit des GFK-Profils im Pultrusionsverfahren, auf Grund der kleinen Dimensionen der Hohlräume und Wandstärken. D) Zu Prüfen ist auch die Verfügbarkeit von VIG, momentan sehr schwierig in Deutschland zu finden, da die Glasindustrie wenig Interesse an dieser Entwicklung zeigt. E) Sollte das VIG nicht einsetzbar sein, wäre ein Einsatz von einer 3-Fach Verglasung zu überlegen und bei gleichem Verklebungsprinzip das Profil zu modifizieren. F) Beschläge sowie die Öffnungsart des Fensters ist ein Thema für sich. Der Europäische Fenstermarkt ist Dreh-Kipp-Öffnungs orientiert. Da stellt sich die Frage ob es bei Energie-Plus- Häuser und PassivEnergieHäuser sinnvoll ist, diese Art von Öffnung zu favorisieren, wo Energieverluste durch falsches Lüftungsverhalten (Nutzer/Bewohner) und somit der Lüftungswärmeverlust anteilig relativ hoch ist. Bei den Anforderungen nach Dichtheit der Gebäudehülle ist für Passiv-Energiehäuser oder Energie-Plus-Häuser eine mechanische Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung unabdingbar und quasi sowieso Pflicht. Das GFK-VIG-Fenster ist ein zukunftsfähiges Fensterkonzept, in dem ein neues Denken an Funktion und Nutzen erforderlich ist. 57

63 e) Fazit, Ausblick Das innovationsträchtige Potenzial des GFK-Profils im Hochbau ist z. Z. immer noch ungenutzt, ist aber nach wie vor eines der attraktivsten Baumaterialen der Gegenwart und Zukunft. Faserverstärkter Kunststoff im Bauwesen ist heute nur eine Übergangstechnologie bzw. es handelt sich um ein Substitutionsmaterial. Seine materialgerechten Tragwerks- und Konstruktionsformen sind zum Teil noch unbekannt, sein Einsatz am Bau erfolgt bisher nur als Nachahmungsmaterial. Es werden Tragwerks- und Konstruktionsformen von bekannten und etablierten Materialtechnologien wie in Stahl- oder Betonbauweise kopiert und weiterverwendet. Bei dem vorgelegten Forschungsprojekt war es das Ziel, die GFK-Profile in einer zeitgemäßen Weise in Kombination mit einem neuartigen Isolierglas VIG durch Verklebung zu entwickeln. Die Erkenntnisse zeigen, dass eine Anwendbarkeit der Konzepte möglich ist. Es bleibt aufgrund der vielfältigen technischen Anforderungen sowie der konstruktiven Zusammenhänge noch viel Entwicklungsarbeit zu leisten, da sowohl die Fenstertechnik als auch das Material GFK eine enge Zusammenarbeit von Architekt, Ingenieur, Bauphysiker, Glas- und Fensterhersteller erfordern. Auch die Fensterhersteller müssen bereit sein, in der Produktion und Umsetzung des neuen Konzepts zu investieren und eine Produktionslinie im System mit weiterzuentwickeln. Nachdem erste Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens auf der Initiative Zukunft BAU vorgestellt wurden, konnte ein reges Interesse der Fensterbranche verzeichnet werden. In einem Anschluss-Forschungsvorhaben sollen die in diesem Bericht aufgezeigten Einschränkungen und Probleme der einzelnen Systemkomponenten weiter erforscht und gelöst werden. 58

64 7 Verfahren zur Fertigung der Profile 7.1 FEM-Analyse der Profile Für die FEM-Analyse der FVK-Profile standen unterschiedliche Systeme zur Verfügung: Zu nennen sind ABAQUS, ANSYS, CATIA V5 und PATRAN. Eingang in die Berechnung fand eine 3-D Konstruktionszeichnung im IGS-Format. Zur Vereinfachung der Simulationsaufgaben wurden zum einen die Kontaktflächen für die Krafteinleitungen vereinfacht und zum anderen wurde durch Ausnutzung der gegebenen Symmetrien Rechenleistung eingespart. Kritische oder nicht eindeutige Lastfälle, in denen es zu einem sogenannten numerischen Rauschen kommt, wurden vermieden. Wichtige Kenngrößen waren die anzunehmenden Lasten, wie Eigengewicht sowie Wind- und Schneelasten. Bei dem Membranprofil wurden die Textilien und Isoliermaterialien mittels Schrauben an dem Rahmen befestigt. Das Rastermaß und die Durchmesser und Tiefe der Schraubenbohrungen wurden in der FEM-Analyse berücksichtigt. Bei der vorliegenden Konstruktion war nicht nur die ausreichende Festigkeit und Tragfähigkeit zu bestimmen, es musste auch nach geeigneten und realisierbaren Fertigungsmaßgaben entwickelt werden. Die Konstruktion war daher als iterativer Prozess anzusehen. Hierzu gab es einen engen Kontakt und Austausch mit den Projektpartnern Fiberline und dem Steinhuder Werkzeug- und Apparatebau. Die simulierte und dann ausgewählte Profilgeometrie ist in der Abbildung 67 zu sehen (siehe auch Kapitel 4.3). Abbildung 67: Ausgewählte Profilgeometrie Der genaue Ablauf und Hergang der Simulation mit den wesentlichen Einzelschritten ist im Anhang 04 aufgeführt. Bei dem vorliegenden Profil handelt es sich um eine nach fertigungstechnischen Gesichtspunkten optimierte Version. Dies ist auch im Wesentlichen dem Budget für die Werkzeugfertigung geschuldet. Die Profilform schöpft damit nicht die wesentlichen Möglichkeiten des Leichtbaus aus. Daher wurde in einer weitergehenden Analyse und Simulation das Hauptprofil für die Belange des Leichtbaus ausgelegt und optimiert. Eine ermittelte Lösung, auf deren Herleitung an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden soll, ist in Abbildung 68 zu sehen. 59

65 Abbildung 68: Möglicher Ansatz für ein gewichtsoptimiertes Profil Besonderes Augenmerk soll dabei auf der in Abbildung 68 mit dem Bereich 1 beschrieben Zone gelegt werden. Bei einer fertigungstechnischen Auslegung des Radius kommt es in dem Bereich durch Kerbwirkung zu erhöhten Spannungen. Diese könne durch Optimierung des Radius wesentlich minimiert werden (Abbildung 69). Abbildung 69:Verringerung der Kerbspannungen im Bereich 1 durch Optimierung der Radien 7.2 Fertigung der Profile Die in dem Kapitel 4 entwickelten Profilrahmen für die Membranrahmen wurden im Rahmen des Projektes für die Erstellung von Demonstratoren im Faserinstitut gefertigt. Als Fertigungsverfahren wurde die Pultrusion eingesetzt. Der aus dem Englischen stammende Begriff Pultrusion, abgeleitet von dem Wort pull, steht für ein Verfahren der kontinuierlichen Herstellung von endlosen Faserverbundprofilen. Das gezogene Profil erhält seine Form in einem Werkzeug, durch das mit niedrig viskoser Matrix getränkte Fasern gezogen werden. Hauptsächlich kommen beim Pultrudieren Rovings, Gewebe, Matten oder Vliese zum Einsatz. Dabei weisen Rovings die größte Verstärkungswirkung in ihrer Hauptachse auf. Mit Matten und Vliesen lassen sich nur geringe Faservolumengehalte und eine verringerte Verstärkungswirkung erzielen. Diese Variation der Werkstoffe in ihrer Form beeinflusst ebenso die mechanischen Eigenschaften des Profils. Die Pultrusion, auch als Strangziehverfahren bezeichnet, ist ein automatisiertes Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von endlosen Faserkunststoffverbundprofilen mit konstantem Quer- 60

66 schnitt. Die besonderen Vorteile liegen in dem voll automatisierbaren Prozess und damit niedrigen Personalkosten, geringem Ausschuss und dem Entfall sonstiger Hilfsmaterialien [Nei04]. Das Pultrusionsverfahren ist einfach vom Prinzip und ermöglicht die Herstellung von Faserverbundprofilen in gleich bleibend hoher Qualität sowie mit präzise auf den Verwendungszweck abgestimmten Querschnitten und Materialeigenschaften. Das Verfahren wurde im Jahre 1951 in den USA patentiert und zählt seitdem zu den Composite - Technologien mit den höchsten Zuwachsraten. Pultrusionsprofile besitzen vor allem in den USA einen großen Markt, aber auch in Europa findet dieses Verfahren wachsende Verbreitung (siehe Abbildung 70: Pultrusionsmarkt in Europa [Nei04]). So gibt es heute etwa 150 Pultrusionsfirmen in 28 verschiedenen Ländern. Darüber hinaus befasst sich eine Reihe von Forschungseinrichtungen mit den Grundlagen dieses Verarbeitungsprozesses. Seit 1989 sind europäische und internationale Pultrusionsfirmen in der European Pultrusion Technologie Association (EPTA) zusammengeschlossen [Nei04]. Abbildung 70: Pultrusionsmarkt in Europa [Nei04] Denkbare und bereits realisierte Anwendungen pultrudierter Profile sind sehr zahlreich. Beispiele sind Fensterrahmen, Gitter, Geländer, Treppen, Strukturen für Tunnel, radartransparente Zäune an Flughäfen, Armierung für Beton, Spannbrücken usw.. Die Profile wurden mit dem Prozess des Strangziehens (Pultrusion) hergestellt. Dabei handelt es sich um ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Faserverbund-Bauteilen. Es ist ein Verfahren mit einem hohen Automatisierungsgrad und einer guten Wirtschaftlichkeit. Die Profilvarianten können sehr vielseitig sein und im Prozess können Verarbeitungsgeschwindigkeiten bis zu 3 m/min erreicht werden. Es können nahezu alle Arten von Endlosfasern mit Duromeren und Thermoplasten als Matrixsystem verarbeitet werden. Nachteile des Pultrusionsverfahrens sind die im Prozess nicht veränderbaren Lagenaufbauten und Querschnitte der gefertigten Profile. Bei der Verarbeitung von UP-Harzen in einem offenen Harzbad kann es zu starken Geruchsbelastungen kommen. Dies kann mit der Verwendung eines Injektionssystems, hierbei wird die Matrix direkt in das Formwerkzeug eingespritzt, vermindert werden. Bei dem Pultrusionsprozess werden die Endlosfasern von einem Spulengatter abgezogen. Anschließend folgt die vollständige Tränkung der Rovings mit einem geeigneten Matrixmaterial. Hierzu wird ein Tauchbad genutzt. Ein Injektionsverfahren, in dem die Matrix direkt in das Werkzeug unter hohem Druck eingeleitet wird, ist ebenfalls möglich. Die getränkten Fasern, Rovings oder Garne werden nun dem beheizten Formwerkzeug zugeführt. Bei konstantem Werkzeugquerschnitt wird über die Menge des zugeführten Fasermaterials der Faservolumengehalt des Profils festgelegt. Überschüssiges Harzmaterial wird abgestreift und in das Harzbad zurückgeführt. Das Werkzeug weist unterschiedliche Kühl- und Heizzonen auf. Das Harz geliert zunächst in der Form und härtet bei Temperaturen bis 230 Grad vollständig aus. Das konsolidierte Profil wird kontinuierlich und mit konstanter Geschwindigkeit mit Hilfe von wechselseitig eingreifenden Pullern aus dem 61

67 Werkzeug herausgezogen. Die Profile können anschließend nach gewünschter Länge abgetrennt werden. Die einzelnen Prozessschritte des Pultrusionsverfahrens sind: 1. Zusammenführen des Verstärkungsmaterials 2. Lockern der Rovings 3. Imprägnieren des Verstärkungsmaterials 4. Vorformen des Stranges 5. Formgebung, Aushärtung und Kalibrierung im Werkzeug 6. Kühlen des Profils 7. Ziehen des Profils 8. Ablängen der Profile Diese Prozessschritte werden in einer Pultrusionsanlage aufeinander folgend realisiert, sodass die Anlagen je nach Anforderung eine Länge von 10m für Laborzwecke bis über 50m für die industriellen Zwecke erreichen kann. Neben den Endlosfasern können auch Vliese, Filze, Schnittmatten, in wenigen Ausnahmefällen auch Gewebe zugeführt werden. Dies Materialien dienen dazu an der Oberfläche der Profile harzreiche Schichten zu bilden, um dort die Güte und Haptik zu verbessern. Auch kann so die Querfestigkeit der Profile erhöht werden. Diese Materialien werden ebenfalls über das Spulengatter der Anlage zugeführt. Abbildung 71 Schematische Darstellung einer Pultrusionsanlage Die Imprägnierung des Verstärkungsmaterials kann üblicherweise in offenen Harzbädern erfolgen. Weiterhin gibt es auch die Möglichkeit eines Injektionsverfahrens. Ähnlich dem RIM-Verfahren (Resin Injektion Moulding) wird das Harz hier durch Injektion in das Werkzeug an die Verstärkungsfasern geführt. Diese Methode hat den Vorteil, dass das Harz unabhängig von der Topfzeit wie bei der Nutzung eines offenen Harzbades verarbeitet werden kann. Die Mischung von Harz und Härter erfolgt erst direkt vor der Einspritzung in das Werkzeug. Weiterhin kann die Menge des Harzes genauer abgeschätzt werden, da das gesamte Harz in das Werkzeug gelangt und nicht wie beim Wannenverfahren ein Teil am Werkzeugeinlauf abgestreift wird. Um eine möglichst konstante Verteilung des Verstärkungsmaterials im Bauteil zu erhalten und so optimale Festigkeitswerte zu erzielen, ist es sinnvoll, das Verstärkungsmaterial schon vor dem 62

68 Einlauf in das Werkzeug durch Führungen in die Form des späteren Bauteils zu bringen. Hierzu können Führungselemente aus Kunststoff oder Metall verwendet werden, durch die die Rovings oder Matten geführt werden. Dabei ist darauf zu achten, dass die Rovings in flachen Winkeln an die Schablonen herangeführt werden, um Faserbrüche durch Reibung zu vermeiden. Nach der Benetzung des Fasermaterials wird dieses in das formgebende Werkzeug eingezogen. Die Möglichkeiten der Formgestaltung für die Profile ist nahezu unbegrenzt. Das metallische Werkzeug wird in einer Haltevorrichtung eingesetzt in der Kühlzonen und Heizbänder integriert sind. Über die Wärmeleitung des Werkzeugs kann somit das Kühlen oder Aufheizen der Matrix eingestellt werden. In der Einlaufzone wird überschüssiges Harz durch die vorgegebene Kavität des Werkzeugs aus dem Verbund herausgepresst und kann über einen Ablauf in die Harzwanne zurückfließen. An dieser Stelle des Werkzeugs befindet sich bei Bedarf eine Kühlzone, um die Topfzeit der Matrix während des Versuches nicht zu verkürzen. Die Temperatur in diesem Bereich liegt oberhalb der Raumtemperatur, jedoch unterhalb der Aushärtetemperatur des Harzsystems. Abbildung 72:Anordnung der Heizelemente am Pultrusionswerkzeug [FLE 96] Die Temperaturen in Zone 1 und 2 sind in der Regel unterschiedlich, wobei das Harz in Zone 1 zunächst mit niedrigerer Temperatur behandelt wird als in Zone 2. Dies hat zur Folge, dass das Harz zunächst geliert und damit noch formbar bleibt. In Zone 2 herrschen dann Aushärtetemperaturen, die je nach Harzsystem variieren. Auch die Anzahl der Heizzonen kann unterschiedlich sein, so dass das Harz in mehr als zwei Zonen bei unterschiedlichen Temperaturen behandelt werden kann. Die Pultrusionsanlage FIBRE weist acht unabhängig voneinander regelbare Heizzonen auf. Die Abzugsvorrichtung zieht das ausgehärtete Profil aus dem Werkzeug heraus. Bei Beginn des Produktionsablaufs müssen zunächst ungetränkte Rovings bzw. Gelegematten durch die Anlage geführt werden, damit die Zugkräfte kontinuierlich in das Profil eingebracht werden können. Die im Faserinstitut aufgebaute Pultrusionsanlage besitzt ein Greiferpaar, das alternierend arbeitet. Dies bedeutet, dass zunächst ein Greifer das Profil klemmt und es über die Länge des Arbeitsweg transportiert, dann die Greifer öffnen und in seine Ausgangsbasis zurückfährt. In dieser Position greift die zweite Klemmvorrichtung ein und zieht das Profi mit gleicher Geschwindigkeit. Der Übergang geschieht Ruckfrei, so das ein kontinuierlicher Transport mit definierter Geschwindigkeit gewährleistet ist (Abbildung 73). 63

69 Abbildung 73: Abziehvorrichtung schematisch Üblicherweise werden zum Ablängen der Profile mitlaufende Sägen verwendet. Dabei wird das Sägeblatt in Materialflussrichtung mit derselben Geschwindigkeit wie das Profil mitgeführt. Die Trenneinheit kann als angetriebenes oder oszillierendes Zieh- oder Rundmesser, aber auch als Elektroschere ausgeführt sein. Bei den Untersuchungen im FIBRE wurden die Profile manuell oder mit Elektrosägen abgetrennt. Bei der im Technikum des FIBRE zur Verfügung stehende Pultrusionsanlage handelt es sich um eine Anlage der Firma Thomas Technik, Bremervörde. Die Anlage ist Rechnergesteuert, die wesentlichen Parameter wie Abzugsgeschwindigkeit und Temperaturkennfelder können stufenlos eingestellt werden. Die verwendete Heizanlage ist eine vier Zonen Heizung. Die Heizzonen können separat angesteuert und geregelt werden. Eine gegenseitige Beeinflussung der Heizzonen ergibt sich durch den Wärmefluss innerhalb des Werkzeuges und des hindurch geleiteten Materials. Abhängigkeiten ergeben sich über den Wärmefluss der Werkzughalterung und des Werkzeuges selbst. Im laufenden Betrieb wird die Temperaturführung durch die Verarbeitungsgeschwindigkeit beeinflusst, hier ist es die aus dem Profilquerschnitt resultierende Masse von Fasermaterial und Matrix sowie deren Wärmekapazität. Zur Einrichtung des Pultrusionsprozesses waren folgende Vorarbeiten und Verfahrensschritte durchzuführen: Werkzeugfertigung Die Konstruierten und mit FEM-Analysen berechneten Profilgeometrien wurden an den Werkzeugbau übergeben und gemäß den Vorgaben angefertigt. Aufgrund der komplexen Geometrie der Profile mussten die Werkzeuge in mehreren Segmenten gefertigt werden. Für das Klemmprofil wurde ein vierteiliges Werkzeug aufgebaut und für das Hauptprofil ein sechsteiliges Werkzeug plus einem zylindrischen Kern. Die Einzelteile wurden durch Schrauben und Stifte in der vorgesehenen Position gehalten. Der Werkzugkern wird mit einer Vorrichtung in seiner Position gehalten. Abbildung 74: Angefertigte Werkzeuge Umspulen der Glasfaserrovings Von dem Projektpartner Owenscorning wurden Rovingspulen mit einem Standardgewicht von 20 kg ausgeliefert. Bei einer Rovingfeinheit von 4200 tex wurden für das Hauptprofil bis zu 460 Rovings benötigt. Bei der Standardspulengröße war der notwendige Platz im Spulengatter nicht ausreichend. Aus diesem Grund mussten die Rovings auf kleinere Spulen zu je 250 m Rovinglänge umgespult werden. Abbildung 75:: Umspulvorrichtung 64

70 Konzeption und Bau geeigneter Führungselemente Ausgehend vom Spulengatter bis zur Konsolidierung des Profils im Werkzeug muss für eine gute Rovingführung Sorge getragen werden. Bei der großen Anzahl der verwendeten Rovings ist daher eine exakte Rovingführung unabdingbar. Zum einen sollen somit Störungen im Prozess vermieden werden, zum anderen können Verdrehungen in den einzelnen Rovings zu Harzreichen Bereichen im Profil und damit zu einer ungewollten Schwächung der Struktur beitragen. In Abbildung 76 ist Aufteilung der Rovings über das Profil sowie deren Ausführung zu sehen. Die Gründe liegen in der zu erreichenden Prozesssicherheit. Übersichtliche Rovingführungen erleichtern den Prozess des Einschleusens der Fasern. Überkreuzende Rovings können zu Abrissen und zu Harzanreicherungen im Bauteil führen. Abbildung 76: Führungselemente für Glasfaserrovings Auslegung und Bau der Harzwanne Für die vorliegenden Versuche wurde ein offenes Harzbad gewählt. Das Harzbad war so zu gestalten das zum einen die Rovings zuverlässig benetzt werden und zum anderen bei Versuchsabbruch oder Versuchsende nicht zu viel Ausschuss Matrix entsteht. Bei der Auslegung der offenen Harzwanne mussten daher gegenläufige Forderungen zu einer Kompromisslösung vereint werden. Zum einen sind die Rovings in dem Harzbad soweit aufzufächern das eine ausreichende Tränkung aller Rovings mit Harz gewährleistet wird. Zum anderen ist das Badvolumen möglichst zu begrenzen, um die Ausschussmenge von Harz und Härter bei einem Versuchsabbruch oder nach Versuchsende zu minimieren. Abbildung 77: Rovingführung im Harzbad Die Rovingführung innerhalb des Harzbades war so gestaltet, dass die Rovings über einen zusätzlichen Umkehrpunkt geleitet wurden um ein optimale Benetzung zu gewährleisten. Die Rovings sind in mehreren parallelen Schichten durch das Harzbad geführt worden. Klemmbretter für Puller Die Klemmbretter sind formschlüssig auszulegen, um die Flächenpressung auf das Profil während des Pullens soweit zu begrenzen, dass keine lokalen Schädigungen auftreten können. Die Klemmkraft ist dabei so hoch zu bemessen, dass kein Rutschen des Profils innerhalb der Klemmvorrichtung möglich ist. Die Klemmbretter sind parallel und in gleicher Höhe zur Hauptmaschinenachse auszurichten. 65

71 Einrichtung der der Maschine Das Pultrusionswerkzeug ist planparallel zur Maschinenhauptachse auszurichten. Die Feinjustierung erfolgt unter zu Hilfename von Lasermarkern die dazu dienen das Werkzeug zu den Abziehhölzern auszurichten. Dies sorgt dafür, dass die Profile momentenfrei aus dem Werkzeug gezogen werden. Eine fehlende Ausrichtung kann zu inneren Spannungen im Profil und damit zu einer nicht gewünschten Krümmung führen. Bei der Fertigung des Hauptprofils war der Kern so auszurichten und zu fixieren, dass er über die gesamte Werkzuglänge die gleiche Position und Abstand zum umgebenden Werkzeug aufweist. Hierzu war die Haltevorrichtung mit entsprechenden Stellschrauben ausgerüstet. Der Kern wurde dann mit Hilfe von Fühlerlehren in der gewünschten Position ausgerichtet. Vorbereitung Einziehen des Rovingmaterials Der größte Arbeitsaufwand stellt das Einspulen der Rovings in die Pultrusionsanlage dar. Alle Rovings müssen vereinzelt durch die Führungen im Spulengatter, dem Harzbad, dem Werkzeug und dem Puller geführt werden. Bei hohen Faservolumengehalten ist dies nicht ohne Weiteres möglich. Einzelne Rovings müssen dann an den bestehenden Faserstrang gespleißt und durch das Werkzeug hindurch gezogen werden. Da dieser Vorgang nur schrittweise durchzuführen ist, kommt es hier auch zu Materialverlusten. Prozess Zu Versuchsbeginn ist der gesamte Prozess zu beobachten. Dies betrifft den fehlerfreien Lauf der Spulen und die korrekte Führung der einzelnen Rovings. Das aus dem Werkzeug austretende Profil ist auf Anomalien zu überprüfen. Bei zu hohen Abzugsgeschwindigkeiten oder zu niedrigen Werkzeugtemperaturen kann flüssige Matrix austreten oder es kann zu Deformationen (Quellen) des Profils kommen. Der unverfestigte lose Rovingstrang ist manuell oder mit einer Vorrichtung straff zu halten, damit es beim Wechsel der Puller nicht zu einem Stillstand des Prozesses kommt. Stillstand führt zu einem Festbrennen des Profils im Werkzeug, was aufwendige Wartungs- und Reinigungsarbeiten nach sich ziehen würde. Abbildung 78: Mit Harz kontaminierte Werkzeugoberfläche Nach dem Erreichen eines stationären Prozesszustands trat in regelmäßiger Abfolge die Problematik eines lokalen Anhaftens von Matrixmaterialien an der Werkzeugoberfläche auf (siehe Abbildung). Für diesen Fall sollte ursprünglich die Zugabe von 3% eines internen Trennmittels in der Matrix Abhilfe schaffen. Der Grund für das Anhaften wird in der komplexen Geometrie des Profils gesehen. Dies kann zu inhomogenen Faservolumengehalten und Temperaturverteilungen führen. Als weitere Gegenmaßnahme wurde der Prozessschritt purgen (reinigen, säubern) angewendet. Hierzu wird der Prozess für kurze Zeit angehalten. Die am Werkzeug anhaftenden Partikel sollen dabei eine feste Verbindung mit dem Profil eingehen. Bei wieder anfahren des Prozesses sollen die Anhaftungen dann aus dem Werkzeug entfernt werden. Dieser Vorgang war nicht immer erfolgreich, sodass die Bereiche der Anhaftungen sich weiter ausdehnten und damit die Kontur der Profile nachhaltig veränderten. Die Konturänderungen führen bei gleichbleibender Fasermenge zu einer Zunahme des Faservolumenanteils bis zu 17%. Der maximal erreichte Faservolumenanteil lag bei 72%. Es wurden daraufhin Versuche mit einem Startfaservolumengehalt von 70 % durchgeführt. In diesen Fällen waren keine Harzanhaftungen im Werkzeug zu beobachten. Dies ist auf die hohe Packungsdichte zurückzuführen. Das Fasermaterial gibt nicht mehr nach und verhindert durch die hohe innere Reibung ein festsetzten der Matrix an der Werkzeugoberfläche (Abbildung 79) 66

72 Abbildung 79 Für den Versand bereitgestellte Profile Durchgeführte Versuche Zunächst mussten die optimalen Prozessparameter bestimmt werden. Insgesamt wurden für das Klemmprofil 6 Versuche und für das Hauptprofil 5 Versuchsreihen durchgeführt. Zunächst ging es um die Ermittelung der optimalen Prozessparameter. Insbesondere sind dies die geeigneten Faservolumengehalte, die Temperaturgradienten im Profilwerkzeug und die Abzugsgeschwindigkeit. Die ersten Versuchsreihen wurden mit sehr hohen Abzugsgeschwindigkeiten begonnen, um ein frühzeitiges Anhaften von Harzen im Werkzeug zu verhindern. Harzmaterial wurde dabei im flüssigen Zustand aus dem Werkzeug transportiert oder trat aus Brüchen oder Spalten aus dem Profilinneren aus. Die Abzugsgeschwindigkeit musste soweit herabgesetzt werden, bis eine vollständige Durchhärtung des gesamten Profils innerhalb des Profilwerkzeugs gewährleisten war. Die Faservolumengehalte wurden von Versuch zu Versuch gesteigert. Die besten Ergebnisse wurden mit hohen Faservolumengehalten erzielt. Die Neigung zu Anhaftungen von Harzmaterial an der Werkzeugoberfläche wurde hier fast vollständig abgebaut. Die Oberflächengüte war glatt eine zuvor beobachtete Streifenbildung fast vollständig aufgehoben. Die Harztemperatur wurde mit Hilfe von Thermoelementen ständig überwacht. Bei einem Temperaturanstieg des Harzes im Harzbad über 45 Grad Celsius wurde der Versuch abgebrochen und das restliche Harzmaterial in wassergekühlte Stahlwannen zum Aushärten abgelassen. Es konnten insgesamt Topfzeiten von bis zu 4 h erreicht werden. Bei Abzugsgeschwindigkeiten von 14 cm/ min konnten somit 18 m Profil gefertigt werden. 7.3 Prüfung In einem ersten Prüfverfahren werden die gravimetrischen Faseranteile innerhalb der Proben bestimmt. Wie im vorangegangenen Kapitel beschrieben wurde, kam es bei den ersten Versuchsreihen zu Harzanhaftungen im Pultrusionswerkzeug, die zu einer Querschnittänderung des Profils, in Form einer Querschnittverjüngung, führten. Maßgeblicher Ausdruck ist eine Erhöhung des gravimetrischen Fasergehaltes am Gesamtquerschnitt. Das Maß für den Anstieg des Fasergehaltes ist zu ermitteln. Des Weiteren wurden unterschiedliche Faservolumenanteile eingestellt. Diese Werte sind mit dem Verfahren zu verifizieren. Vorgehen: Die Bestimmung des Faservolumenanteils erfolgt nach der Airbus Norm QVA-Z , Verfahren A, Bestimmung des Laminatfaseranteils von gehärteten Faserverbunden. Dazu werden schmale Probestreifen abgetrennt, sodass gemäß Norm ein Mindestgewicht der Einzelproben von 3g erreicht wurde. Proben wurden aus allen Versuchsreihen jeweils zu Beginn und Ende der Versuche entnommen. Nach dem Säubern erfolgt das Trocknen der Einzelproben und der Versuchstiegel bei 103 C. Die Proben werden gemeinsam mit den Tiegeln gewogen. Die Proben werden dann in Säure gekocht. Nach dem vollständigen Zerfall der Matrix wird das zurückgebliebene Faserkonglomerat gewaschen, gesäubert, getrocknet und abschließend gewogen. Aus den Gewichtsanteilen wird der gravimetrische Faseranteil berechnet. 67

73 Tabelle 3:Datenblatt zur Berechnung des Faservolumens der Probe 1A exemplarisch Vorgabe Faserdichte ρf: 2,55 Vorgabe Harzdichte ρh: 1,19 Probe Nr.: Gewicht Gewicht = Gewicht Gewicht = Faser- = Harz- = Faser- Bemerkung Tiegel ohne Probe Probe (nach >Tara<) Tiegel mit Probe Tiegel mit Rückstand massen- anteil massen- anteil volumen- anteil 1A m2 m1 m3 ΨF ΨH ΦF --- Tiegel Nr.: in [g] in [g] in [g] in [g] in [%] in [%] in [%] ,5097 6, , , ,7 26,3 56,6 2 97,2802 4, , , ,5 26,5 56,4 Mittelwert: ,6 26,4 56,5 --- Tabelle 4:Faservolumengehalte in % für die gefertigten Klemmprofile Anfang 56,51 55,90 62,39 56,96 71,29 68,02 Ende 73,57 72,64 72,05 67,11 68,48 60,12 Differenz 17,06 16,74 9,66 10,15-2,81-7,90 Tabelle 5:Faservolumengehalte in % für die gefertigten Halteprofile Anfang 56,09 56,01 56,70 57,89 58,79 56,51 Ende 57,45 54,85 67,50 69,50 72,21 57,36 Differenz 1,37-1,16 10,80 11,61 13,42 0,86 Die Klemmprofile wurden mit voreingestellten Faservolumengehalten von 55%, 60%, 65% und 70% gefertigt. Teilweise ist eine Zunahme des Faservolumengehaltes um bis zu 17 % innerhalb eines Versuches zu erkennen. Dies ist auf die bereits beschriebenen Unzulänglichkeiten in der Prozessführung zurückzuführen. Harzanhaftungen im Pultrusionswerkzeug führten zu einer allmählichen Veränderung der Kavität, also einer Verringerung des Werkzeugquerschnitts, so dass bei gleichbleibender Rovingmasse der Harzanteil abnimmt und damit der Faservolumenanteil relativ ansteigt. Erst bei hohen voreingestellten Faservolumengehalten (Versuche 5 und 6) konnte der Anteil über die Versuchsdauer beibehalten werden. Wie beschrieben waren hier auch die Oberflächen in einen besseren Zustand. Für die Halteprofile konnte die Erhöhung der Faservolumengehalte nicht durchgeführt werden, da die Reibkräfte innerhalb des Pultrusionswerkzeuges derart anstiegen, so dass die ausgehärteten Profile nicht mehr einwandfrei von der Pullvorrichtung transportiert werden konnten. In verschiedenen Versuchsreihen wurde das Reinigen (purgen) im Prozess begleitend optimiert, so dass gute Bedingungen vorherrschten. Der maximale Anstieg des Faservolumenanteils von 13% wurde in Versuch 5 ermittelt. 68

74 7.3.1 Mechanische Untersuchungen Durch die Ermittlung und Kontrolle der mechanischen Kennwerte soll die Produktion überwacht und die simulierten Kennwerte verifiziert werden. Mit den mechanischen Untersuchungen wurden in erster Linie die Kennwerte an den kritischen Punkten der Profile überprüft. Aussagen können so über die Homogenität des Herstellungsverfahrens getroffen werden. Insbesondere sollen aber die Kennwerte, die in der FEM-Analyse errechnet wurden, verifiziert werden. Als kritische Punkte werden die Krafteinleitungen ermittelt. Insbesondere - die Klebeflächen mit denen die zweiteiligen Hauptprofile zusammengefügt werden - die Nuten in den Hauptprofilen die die Gesamtlast der Rahmenstruktur tragen müssen - die Bohrungen in Haupt- und Hebelprofil - Dünnstelle im Hebelprofil - Dünnstelle im Hauptprofil T-Profil Verklebung Abbildung 80: Mechanisch kritische Stellen innerhalb des Gesamtprofils Die Klebeflächen wurden mit einem Dreipunktbiegeversuch überprüft. Dazu wurde die 3-Punkt- Biegvorrichtung der Zwick Anlage verwendet. Aus den mit 2-Komponenten Klebern verbunden Hauptprofil wurden auf 50 mm Breite Einzelproben abgetrennt. Die Trennflächen wurden geschliffen, um mögliche Kerbspannungen zu verringern. Die Belastungsfinne wurde direkt an der Klebestelle angesetzt. (Abbildung 81) Die Belastungsgeschwindigkeit betrug 5 mm /min, der Abstand der Auflieger betrug 88 mm. 69

75 Abbildung 81:Versuchsaufbau zur Prüfung der Klebeverbindungen Innerhalb des Versuches wirk ein Moment auf die Klebefläche die durch die Maximalkraft und den Abstand der Auflager ausgedrückt werden kann. Zusätzlich findet die Probenbreite Berücksichtigung, so dass der Kennwert als Nm pro m beschrieben wird. Abbildung 82: Messwerte für Biegeversuche (Auswahl) Die ermittelten Messwerte unterlagen starken Streuungen und variierten zwischen 1200N und 2000N in der ersten Prüfserie sowie 3700 N und 4100 N in der zweiten Prüfserie. Die Streuungen sind auf Unebenheiten in der Klebefläche zurückzuführen und würden bei einer Großserienfertigung besser eliminiert werden können. Bei hohen gemessenen Kraftwerten blieben die Klebeflächen in Kontakt, es kam dann zu einem Versagen der gesamten Probe. Das Ergebnis für den kleinsten gemessenen Wert M mess min beträgt: Formel 1 M mess min = 1208,52 N / 0,0508m * 0,044 m = 1063,5 Nm/m Das maximal in der Klebefläche auftretende Moment M max wurde aus den Membranspannungen und den Schnee- und Windlasten berechnet: Formel 2 M max = 3000 N/m * 0,105m N/m * 0,035 m = 332,5 Nm/m Somit ergibt sich für die Klebefläche eine mindestens 3fache Sicherheit, die als ausreichend angesehen werden kann. Zur Untersuchung der T-Nuten der Hauptprofile wurde das komplette Profil in einer Einbausituation getestet. Zur Aufnahme der Proben wurde eine Haltevorrichtung aus einem Rechteckrohr an- 70

76 gefertigt. In die Profilnuten wurden Nutensteine eingeführt und mittels Innensechskantschrauben an die Haltevorrichtung befestigt. Zusätzlich wurden die Halteprofile mit 5mm Schrauben an das Hauptprofil angeschraubt. Die Einzelproben wiesen ebenfalls eine Breite von 50mm auf, die Trennflächen wurden zur Verringerung von Kerbspannungen ebenfalls geschliffen. Die Kräfte wurden belastungsgerecht über Mebranfolien in die äußeren Klemmprofile eingeleitet. Die Mebranfolien sind ausgerichtet und momentenfrei an der Zugprüfeinrichtung fixiert worden. Im Zugversuch wurde das Kraft Weg Verhalten bis zum Bruch detektiert. Gemessen wurden hier lediglich die Absoluten Kräfte ohne Bezug zur Probenbreite. Abbildung 83: Versuchsaufbau zur Prüfung der T-Nuten und der Klemmprofile Abbildung 84: Messwerte für T-Nuten (Auswahl) Gemessen wurde eine mittlere Zugkraft von 7208,09 N bei einer Standardabweichung von 620,13 N und einem Variationskoeffizienten von 8,6 %. Die T-Nuten der Profile können somit einer Last von 734 kg standhalten welches bei einem Gesamtgewicht des Membranrahmens von 110kg ausreichend ist. Für die Untersuchung der Klemmprofile wurde der vorhergehende Messaufbau dahingehen modifiziert, dass im Bereich des Hauptprofils eine Versteifungselement eingebaut wurde um die Nachgiebigkeit des Versuchsaufbaus zu verringern. Dies sollte dazu führen die gemessenen Wegänderungen auf die Klemmprofile zurückführen zu können. Gemessen wurde die Kraft, die über die Membranfolie in das Klemmprofil eingebracht wird, Weg, Probenbreite und Stegdicke. 71

77 Abbildung 85: Messwerte Prüfung der Klemmprofile (Auswahl Reihe 2) Gemäß der vorgegeben Größen für die Membranspannung und die Schnee- und Windlasten treten Kräfte an der Außenkante des Klemmprofils in Höhe von 3 kn/m auf. Es wurden vier unterschiedliche Klemmprofilserien mit Faservolumengehalten von 55%, 60%, 65% und 70% getestet. Tabelle 6: Mittlere gemessene Kräfte und Variationskoeffizienten Reihe 1-4 Mittlere Kraft Variationskoeffizient Reihe ,40 N/m 5,46 % Reihe ,49 N/m 9,09 % Reihe ,08 N/m 8,30 % Reihe ,08 N/m 14,75 % Die Streuungen der Messwerte sind akzeptabel, jedoch kann von keiner der getesteten Klemmprofilserien die Kraft gemäß der Auslegung erreicht werden. Da die Simulation mit den bekannten Materialkennwerten erfolgte können die Fehlerursachen vielschichtig sein. 1. Die Oberfläche des Profils weicht von der Urform ab. Durch Matrixanhaftungen im Werkzeug wird der Steg dünner und trägt dadurch nicht mehr die volle Last. 2. Riefen auf der Profiloberfläche führen zu einer Erhöhung der Kerbspannung. 3. Lufteinschlüsse in der Matrix schwächen das Profil. Mit mikroskopischen Methoden sollen Rückschlüsse auf mögliche Fehlstellen im Profil gezogen werden. Eine weitere Möglichkeit die Festigkeit an den kritischen Profilstellen anzuheben ist die Verwendung von Fasermatten oder Vliesen an der Profiloberfläche. Die Fasern in z-richtung erhöhen die ertragbaren Querspannungen an der Oberfläche. Diese Untersuchungen können Inhalt eines Folgeprojektes sein Mikroskopische Gefügeuntersuchungen Gefügeuntersuchungen dienen dazu die Qualität der Benetzung der Glasfasern mit der Matrix zu überprüfen. Hierzu werden aus den Profilen schmale Stücke abgetrennt und eingebettet. Anschließend erfolgt das Schleifen und Polieren der Querschnittoberfläche. Längsschnitte wurden nicht angefertigt. Im Auflichtmikroskop wurde die gesamte Probeoberfläche manuell abgescannt und bewertet. Augenmerk wurde auf die Gleichmäßigkeit der Faserverteilung gelegt. Aber auch Fehlstellen, wie Lufteinschlüsse, Harzansammlungen sollten bei Vorhandensein detektiert werden. 72

78 In Abbildung 86 ist exemplarisch ein Querschnitt dargestellt wie er in der Regel in den Profilen anzutreffen ist. Die Fasern sind regelmäßig verteilt und die Packungsdichte ist hoch. Dies kann anhand der sich berührenden Fasern abgeschätzt werden. Es sind wenig Harzreiche Stellen oder Lufteinschlüsse zu erkennen. Abbildung 86 Profilquerschnitt normales Gefüge Immer wiederkehrend sind demgegenüber auch Bereiche mit einer erhöhten Fehlstellenrate in den Profilen vorzufinden. Wie in Abbildung 87 zu erkennen ist, sind hier eine Großzahl an Poren vorhanden. Die dargestellten Hohlräume waren ursprünglich mit Fasern gefüllt. Bei der Präparation sind diese wegen der fehlenden Harzanhaftung aus der Probe herausgezogen worden. Einzelne Fasern sind dort noch zu erkennen. Der Fehler besteht nicht in fehlenden Fasern, sondern in fehlendem Harz. Dies kann verursacht sein zum einen durch Lufteinschlüsse, zum anderen durch eine schlechte Durchtränkung der Faserrovings innerhalb des Harzbades. Dies ist wird begünstigt, wenn zum Ende der Versuchsreihe die Viskosität im Harzbad zunimmt und die Benetzung auf den Fasern ungünstiger wird. Abbildung 87: Profilquerschnitt mit Fehlstellen durch Lufteinschlüsse 73

79 Weitere, jedoch selten auftretende Fehlstellen, waren Spannungsrisse in den Profilen. Diese Risse wurden nicht während des Pullens von den Klemmbrettern in die Profile eingebracht. Dies konnte durch die optimale Profilierung der Klemmbretter ausgeschlossen werden. Die Brüche und Risse werden in diesem speziellen Fall dadurch verursacht, dass das Profil mit zu hoher Geschwindigkeit aus dem Werkzeug herausgezogen wurde. Im Kernbereich des Profils war zu dem Zeitpunkt die Matrix nicht vollständig ausgehärtet. Kühlere Randbereiche in nicht direkt beheizten inneren Bereichen des Profils wurden nach außen gedrückt, es kam dann zu diesen Spannungsrissen. Durch eine geeignete Absenkung der Abzugsgeschwindigkeit erfolgt das vollständige Aushärten des Profils innerhalb des Werkzeugs. Bei Austritt des Profils aus dem Werkzeug können dann keine Umformungen mehr stattfinden. Eine wissenschaftliche Fragestellung betrifft die möglicherweise auftretenden inneren Spannungen in den pultrudierten Profilen. Bei nicht symmetrischen Geometrien kann dadurch auch ein Verzug im Profil auftreten. Abbildung 88: Profilquerschnitt mit Spannungsrissen 74

80 8 Zusammenfassung Die vorliegende Forschungsarbeit thematisiert die Entwicklung von Profilen und Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK) als Tragstrukturen für den Einsatz im Architekturbereich. Ziel ist es den Einsatz faserverstärkte Kunststoffe sowie Konstruktions- und Fertigungsmethoden für die Anwendung dieser Hochleistungs-Werkstoffgruppen im Bauwesen voranzutreiben. Für die Faserverbundkunststoffe spricht eine wesentliche Gewichtsreduktion gegenüber herkömmlichen Werkstoffen. Insbesondere die Korrosionsbeständigkeit, die Langlebigkeit und der geringe Energieaufwand bei der Herstellung der Profile ziehen sehr geringe Lebensdauerkosten nach sich. Die Herstellungsverfahren sind inzwischen stark automatisiert, sodass eine industrielle Produktion von Baustoffen wirtschaftlich sinnvoll ist. Leichte FVK-Strukturen können vorab zu Baugruppen zusammengefügt werden und lassen sich somit in einen strukturierten und effizienten Arbeitsablauf integrieren. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist die Möglichkeit durch FVK-Profile wärmebrückenfreie Konstruktionen herstellen zu können. FVK weisen Eigenschaften wie hohe Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse und UV-Strahlung, eine hohe Tragfähigkeit, gute Optimierbarkeit der Geometrie und Formbarkeit während der Verarbeitung auf. Sie besitzen eine hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit bei einer sehr geringen Dichte. Die Erscheinungsform der Materialien kann von transluzent farblos bis opak farbig nach den jeweiligen Anforderungen eingestellt werden. Besonders hervorzuheben ist die geringe Wärmeleitfähigkeit dieser Stoffe, die sie für den Einsatz im Bauwesen auszeichnet. Als Beispiel- und Demonstrationsobjekte wurden in diesem Projekt jeweils ein Fensterprofil und ein modularer Tragrahmen für textile Gebäudehüllen entwickelt und konstruiert. Textile Gebäudehüllen sind Konstruktionen aus flexiblen Hochleistungsmaterialien, wie Geweben, Gewirken und Folien, die den äußeren Gebäudeabschluss unter Einhaltung aller Anforderungen an eine Hülle erfüllen. Die Bauteile wurden zudem mit den Methoden der Finiten Elemente analysiert und Abschätzungen der Gebrauchseigenschaften durchgeführt. Exemplarisch wurde die Tragstruktur für die textile Gebäudehülle als Demonstrationsbauteil aufgebaut. Zur Umsetzung wurde die Verfahrenstechnik die Pultrusion eingesetzt. Die Pultrusion stellt Dank eines hohen Automatisierungsgrades und hoher Produktionsgeschwindigkeit ein kostengünstige Herstellungsverfahren dar. Die so hergestellten Profile wurden optischen und zerstörenden Prüfungen unterzogen. Darüber hinaus wurde durch den Ausbau und die Konfiguration einer bestehenden Prüfmaschinen das Testverfahren an die FVK Profile angepasst. FVK wurden bereits in den 1960er Jahren im Bauwesen erstmals eingesetzt. Jedoch führten bautechnische und bauphysikalische Mängel zu Imageproblemen die einen Durchbruch bisher verhinderten. In den Bereichen des Maschinenbaus, der Luftfahrt und des Transportwesens sind FVK dagegen ein wesentlicher Bestandteil der Werkstoffpalette. Sie haben andere Werkstoffe ergänzt oder ersetzt und neue Anwendungen ermöglicht. Die Entwicklung von faserverstärkten Kunststoffprofilen für die Anwendung im Bauwesen wird einen wichtigen Beitrag im Hinblick auf die Zukunftsfähigkeit von FVK im Bauwesen und für das Bauwesen selbst leisten können. Insgesamt wird eine Steigerung des Verwendungsgrades und der Akzeptanz von FVK-Profilen mit zukünftig erhöhtem Absatz erwartet. Die Kombination der spezifischen Werkstoffeigenschaften von FVK-Profilen mit klassischen Anwendungsgebieten im Bauwesen ermöglichen neue effektive und effiziente Lösungswege. Dies wird unter der stetig steigenden Nachfrage nach energieeffizienten Gebäuden zu breiten Anwendungsgebieten im Bauwesen führen. Mit diesen vielfältigen Eigenschaften der Hochleistungswerkstoffgruppe um die FVK ergeben sich auch für die Anwendung im Bauwesen neue Möglichkeiten, die einen wesentlichen Beitrag zur Fortentwicklung der Architektur und zur Leistungssteigerung der Gebäude leisten können. Das Forschungsprojekt trägt somit wesentlich dazu bei die aufkommenden Möglichkeiten aufzuzeigen, die Entwicklung der Profile näher an eine Marktreife zu führen und die Praktikabilität sowie Funktionalität zu verifizieren. 75

81 9 Ausblick Bisher ist es sehr schwierig neue Materialien im Markt von Bau und Architektur einzuführen. Die vorliegende Arbeit stellt einen Ansatz zur Einführung von FVK in diesem Bereich dar. Das gute Potenzial der gezeigten Anwendungen kann dennoch weiter ausgebaut werden. Dafür ist es notwendig weiter Forschungsaufwendungen zu betreiben. Am Beispiel des vorgestellten Rahmens für eine textile Gebäudehülle kann noch weiteres Leichtbaupotenzial aktiviert werden. Durch konstruktive und verfahrenstechnische Maßnahmen und Verbesserungen kann dies realistisch umgesetzt werden. Hierauf aufbauend sollten die Profilgeometrien unter Leichtbauaspekten weiterentwickelt werden. Anschlüsse zu bestehenden Fassaden- und Tragwerkssystemen müssen danach entworfen und evaluiert werden. Dichtungsproblematiken und Fragen der Kondensatbehandlung sind zu lösen. Zudem kann eine Optimierung der Produktionsverfahren die Herstellungskosten, die Profilqualität und die längenspezifischen Masse der Profile weiter verbessern. Für den Bereich der Fensterprofile sind die im Projekt entwickelten und simulierten Profile auf ihre verfahrenstechnische Umsetzung mit der Pultrusion zu untersuchen. Mit pultrudierten Faserverbundkunststoffen ließen sich extrem schlanke Fensterrahmenstrukturen realisieren. Unter Verwendung moderner und leichter Vakuumisoliergläser könnten so ultraschlanke und energieeffiziente Fassaden- und Fenstersysteme entwickelt werden. Ziel kann die Entwicklung eines neuartigen Systemprodukts aus den genannten Komponenten sein, das höchste Anforderungen an die Fenstertechnik stellt. Dieses Produkt soll modular mit einfacher Demontier- und Austauscheigenschaften ausgestattet werden. Dies sind wesentliche Voraussetzungen für eine Markteinführung ebenso wie der Einsatz im Bestand und die Nachhaltigkeit des Fenstersystems. Ein wesentliches und bisher nicht zufrieden stellend geklärte Fragestellung ist nach wie vor der Brandschutz. Bestehende Physikalisch- Chemische- Ansätze sind zu prüfen und auf ihre Eignung im Bauwesen zu untersuchen. Immer sind dabei neuartige Konstruktionsrichtlinien für Faserverbundkunststoffe zu entwickeln und festzuschreiben. 76

82 10 Literatur Im Rahmen dieser Arbeit durchgeführte Vorträge und Veröffentlichungen Bau11 Faserinstitut Bremen e.v., ILEK, FH-Dortmund, FB-Architektur: Entwicklung leichter Profile und Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen für Anwendungen in der textilen Gebäudehülle und der Fenstertechnik (PROFAKU) BMVBS-Antragsforschung (Z ), Bremen, Stuttgart, Dortmund Rb101 R. Bäumer, Prof. A.S. Herrmann Leichte Profile und Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen Symposium Forschungsinitiative Zukunft Bau, DEUBAU 2010, , Essen Smb10 F. Schmid, F. Mielert, R. Bäumer Pultruded Fiber-reinforced profiles for multi-layer textile building envelopes CFK-Valley Stade Convention 2010, June 2010, Stade Rb102 R. Bäumer Neuartige Faserverstärkte Kunststoffprofile im Bereich textile Gebäudehüllen und Fensterrahmen 1. AVK-Fachtagung Faserverstärkte Kunststoffe im Bausektor, , Düsseldorf Gau10 S. Gaumann Strukturoptimierung eines vorgegeben Profils zur Reduzierung des Materialaufwandes bei gleichzeitiger Reduzierung von Spannungsspitzen Diplomarbeit, Universität Bremen 2010 Bau10 Mit Ständen und Exponaten waren die Verfasser auf folgenden Messen und Ausstellungen vertreten: Messe Deubau, Essen, Januar 2010 Messe Hannover Messe, April 2010 Messe Composites Europe, Essen, September 2010 Ausstellung Innovative Materialien, Wilhelm-Wagenfeld-Haus, Bremen, Januar- März 2011 Weiterführende Literatur Pul 11 Herstellung definiert gekrümmter Profile mit dem Pultrusionsverfahren (PULKRUM) Teilvorhaben: Profilkrümmung unter Nutzung von Verzugsmechanismen Kooperationsprojekt im Förderprogramm InnoNet des BMWI, Verbundprojekt IN-6069 Pur08 Purol, H., Dommes, H. Continuous production of curved composite profiles for aircraft applications Presentation on 9th World Pultrusion Conference (EPTA), Rome, Italy, Phd08 Purol, H., Hoffmeister, C., Dommes, H., Herrmann, A.S. Strangziehverfahren und Strangziehvorrichtung zum Herstellen von Profilen aus Faserverbundwerkstoffen Patent Pur07 Purol, H. Dommes, H. New Developments for slightly curved profiles with pultrusion CFK-Valley Convention, Stade

83 Fle 96 Flemming, Ziegmann, Roth, Faserverbundbauweisen Halbzeuge und Bauweisen. Springer Verlag, Berlin 1996 Nei 04 Neitzel, M.; Mitschang, P.: Handbuch Verbundwerkstoffe: Werkstoffe, Verarbeitung, Anwendung München, Wien: Carl Hanser Verlag, 2004 Jmp03 anonym Bent Pultrusion-a method for the manufacture of pultrudate with controlled variation in curvature Journal of Materials Processing Technology, Elsevier 138 (2003) Tro08 Troitzsch, J. Brandverhalten von Kunststoffen Hanser Verlag, München Wien, 1981 Flk82 Thorning, H. Fiberline Konstruktionshandbuch FIBERLINE COMPOSITES AS, Danmark,

84 11 Anhang Anhang 01: Messdaten Biaxialprüfung A 80 Anhang 02: Biaxialprüfung Steuerungsparameter A 83 Anhang 03: Konstruktionszeichnungen zum Fenster-Basisprofil A 86 Anhang 04: FEM Simulation Fensterprofil A 105 Anhang 05: Darstellung der Fensterprofil Modelle A 111 Anhang 06: FEM Simulation Rahmen für textile Gebäudehülle A

85 A 80 PROFAKU Abschlussbericht

86 A 81

87 A 82 PROFAKU Abschlussbericht

88 A 83

89 A 84 PROFAKU Abschlussbericht

90 A 85

91 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Basisprofil r BASISPROFIL M 2:1 ANGABEN IN mm A 86

92 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Basisprofil, Blend-u. Flügelrahmen BASISPROFIL M 2:1 ANGABEN IN mm A 87

93 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Basisprofil Glasscheibe Außen BASISPROFIL M 2:1 ANGABEN IN mm A 88

94 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept A 4 AUSSEN DAUERLELAST. VERS. BLENDRAHMEN VAKUUMGLAS 2-LAGIG FLÜGELRAHMEN STAHLWINKEL 50 mm / 25 mm / 3 mm WANDAUFBAU: 25 mm PUTZ 365 mm MAUERWERK 25 mm PUTZ INNEN AUSSEN STULPPROFIL VAKUUMGLAS 2-L AGIG, 8,7 mm FLÜGELRAHMEN INNEN HORIZONTALSCHNITT FLÜGEL-, BLEND- UND STULPPROFIL M 1:2 A 89

95 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept A 5 PUTZ 25 mm STAHLWINKEL 25 mm / 25 mm / 3 mm FLÜGELRAHMEN PUTZ 25 mm KOMPRIBAND BLENDRAHMEN FLÜGELRAHMEN BLENDRAHMEN FENSTERBANKPROFIL aus GFK, Sonderprofil in Anlehnung an Fiberline VERTIKALSCHNITT FLÜGEL- UND STULPPROFIL M 1:2 A 90

96 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept A 6 INNENANSICHT 1-FLÜGELIG INNENANSICHT 2-FLÜGELIG AUSSENANSICHT 1-FLÜGELIG AUSSENANSICHT 2-FLÜGELIG INNEN- UND AUSSENANSICHTEN A 91

97 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept A Renderings EINBAUSITUATION DREIDIMENSIONALE DARSTELLUNG O M A 92

98 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept B 8 AUSSEN PUTZ WDVS LASCHENPROFIL Fa. Fiberline Typ Combi Profil Flat DAUERELAST. VERS. BLENDRAHMEN FLÜGELRAHMEN INNEN AUSSEN STULPPROFIL VAKUUMGLAS 2-L AGIG, 8,7 mm FLÜGELRAHMEN INNEN HORIZONTALSCHNITT FLÜGEL-, BLEND- UND STULPPROFIL M 1:2 A 93

99 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept B mm MAUERWERK 160 mm WÄRMEDÄMMUNG 15 mm PUTZ LASCHENPROFIL Fa. Fiberline Typ Combi Profil Flat FLÜGELRAHMEN DAUERELAST. VERS. BLENDRAHMEN FLÜGELRAHMEN LASCHENPROFIL Fa. Fiberline Typ Combi Profil Flat FLÜGELRAHMEN FENSTERBANKPROFIL aus GFK, Sonderprofil in Anlehnung an Fiberline 240 mm MAUERWERK 160 mm WÄRMEDÄMMUNG 15 mm PUTZ VERTIKALSCHNITT FLÜGEL- UND STULPPROFIL M 1:2 A 94

100 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept B 10 INNENANSICHT 1-FLÜGELIG INNENANSICHT 2-FLÜGELIG AUSSENANSICHT 1-FLÜGELIG AUSSENANSICHT 2-FLÜGELIG INNEN- UND AUSSENANSICHTEN A 95

101 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept B Renderings EINBAUSITUATION DREIDIMENSIONALE DARSTELLUNG O M A 96

102 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept C 12 AUSSEN SENKKLAPP-FLÜGEL EINFACHVERGLASUNG PUR PUR - Schaumstoffkern PUR - Schaumstoffkern PUR - Schaumstoffkern L-PROFIL Fa. FIBERLINE TYP L 150x100x10 STEGPROFIL aus GFK, Sonderprofil, in Anlehnung an Fiberline BLENDRAHMEN PUR WANDAUFBAU 150 mm BETON 240 mm WÄRMEDÄMMUNG 15 mm PUTZ INNEN DREHKIPP-FLÜGEL VIG HORIZONTALSCHNITT FLÜGEL-UND BLENDPPROFIL M 1:2 A 97

103 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept C 13 Senkklapp-Flügel Festverglasung AUSSEN PUR PUR Drehkipp-Flügel Drehkipp-Flügel INNEN INNEN HORIZONTALSCHNITT STULPPROFIL VERTIKALSCHNITT ANSCHLUSS FENSTERSTURZ AUSSEN GFK_L-PROFIL Fa. FIBERLINE TYP L 150x100x10 PUR PUR PUR - Schaumstoffkern PUR - Schaumstoffkern PUR - Schaumstoffkern PUR DREHKIPP- FLÜGEL STEGPROFIL aus GFK, Sonderprofil, in Anlehnung an Fiberline SENKKLAPP- FLÜGEL PUR PUR - Schaumstoffkern PUR - Schaumstoffkern PUR - Schaumstoffkern PUR GFK_L-PROFIL Fa. FIBERLINE TYP L 150x100x10 INNEN VERTIKALSCHNITT ANSCHLUSS FENSTERBRÜSTUNG AUSSEN A 98

104 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept C 14 INNENANSICHT 1-FLÜGELIG INNENANSICHT 1-FLÜGELIG + FESTVERGLASUNG AUSSENANSICHT 1-FLÜGELIG AUSSENANSICHT 1-FLÜGELIG + FESTVERGLASUNG INNEN- UND AUSSENANSICHT A 99

105 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept C Renderings EINBAUSITUATION DREIDIMENSIONALE DARSTELLUNG O M A 100

106 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept D 16 AUSSEN LAIBUNGSPROFIL AUSSEN als verlorene Schalung BLENDRAHMEN FLÜGELRAHMEN ZARGENPROFIL INNEN als verlorene Schalung GF-bewährtem Leichtbeton 440 mm INNEN HORIZONTALSCHNITT FLÜGEL- UND BLENDPROFIL M 1:2 A 101

107 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept D 17 ZARGENPROFIL INNEN als verlorene Schalung ZARGENPROFIL AUSSEN als verlorene Schalung BLENDRAHMEN FLÜGELRAHMEN BLENDRAHMEN FLÜGELRAHMEN ADAPTERPROFIL ZARGENPROFIL INNEN als verlorene Schalung ZARGENPROFIL BRÜSTUNG als verlorene Schalung VERTIKALSCHNITT FLÜGEL- UND BLENDPROFIL M 1:2 A 102

108 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterprofil Konzept D 18 INNENANSICHT 1-FLÜGELIG INNENANSICHT 2-FLÜGELIG AUSSENANSICHT 1-FLÜGELIG AUSSENANSICHT 2-FLÜGELIG INNEN- UND AUSSENANSICHT A 103

109 Fachhochschule Dortmund_Forschungsvorhaben PROFAKU Anlage 01 Fensterkonzept 04 Renderings EINBAUSITUATION DREIDIMENSIONALE DARSTELLUNG O M A 104

110 PROFAKU ANLAGE 02 FENSTERPROFIL FEM-Simulation 1 DokuSimulation 1 Rahmenberechnung Profaku Vergleichsmodel Berechnung der Ersatz Trägheitsmomente für ein Stabmodel in X Trägheitsmoment in X 14005mm^4 FVSV Tech Dokumentation Version: V Erstellt von: CB Ablage: Q:\Projekt-Aktuell\FVSV PROFAKU 2115\Neuer Ordner\FE_Berechnung Seite 1 von 6 A 105

111 PROFAKU ANLAGE 02 FENSTERPROFIL FEM-Simulation 2 DokuSimulation Trägheitsmoment in Z 78431mm^4 FVSV Tech Dokumentation Version: V Erstellt von: CB Ablage: Q:\Projekt-Aktuell\FVSV PROFAKU 2115\Neuer Ordner\FE_Berechnung Seite 2 von 6 A 106

112 PROFAKU ANLAGE 02 FENSTERPROFIL FEM-Simulation 3 DokuSimulation Verschiebung FVSV Tech Dokumentation Version: V Erstellt von: CB Ablage: Q:\Projekt-Aktuell\FVSV PROFAKU 2115\Neuer Ordner\FE_Berechnung Seite 3 von 6 A 107

113 PROFAKU ANLAGE 02 FENSTERPROFIL FEM-Simulation 4 DokuSimulation Sonstige Bilder FVSV Tech Dokumentation Version: V Erstellt von: CB Ablage: Q:\Projekt-Aktuell\FVSV PROFAKU 2115\Neuer Ordner\FE_Berechnung Seite 4 von 6 A 108

114 PROFAKU ANLAGE 02 FENSTERPROFIL FEM-Simulation 5 DokuSimulation Spannungen im Glas FVSV Tech Dokumentation Version: V Erstellt von: CB Ablage: Q:\Projekt-Aktuell\FVSV PROFAKU 2115\Neuer Ordner\FE_Berechnung Seite 5 von 6 A 109

Beurteilung der Sprödbruchgefährdung gelochter Stahltragwerke - Weiterentwicklung der Analysemethoden.

Beurteilung der Sprödbruchgefährdung gelochter Stahltragwerke - Weiterentwicklung der Analysemethoden. Forschungsinitiative Zukunft Bau F 2972 Beurteilung der Sprödbruchgefährdung gelochter Stahltragwerke - Weiterentwicklung der Analysemethoden. Bearbeitet von Richard Stroetmann, Lars Sieber, Hans-Werner

Mehr

Verbesserter baulicher Schallschutz durch aktive Körperschallisolation haustechnischer Anlagen

Verbesserter baulicher Schallschutz durch aktive Körperschallisolation haustechnischer Anlagen F 2746 Moritz Späh, Lutz Weber, Benjamin Hanisch Verbesserter baulicher Schallschutz durch aktive Körperschallisolation haustechnischer Anlagen Fraunhofer IRB Verlag F 2746 Bei dieser Veröffentlichung

Mehr

Entwicklung einer Methodik zur Integralen Qualitätssicherung über den gesamten Gebäude- Lebenszyklus auf Basis der DIN V 18599

Entwicklung einer Methodik zur Integralen Qualitätssicherung über den gesamten Gebäude- Lebenszyklus auf Basis der DIN V 18599 F 2973 Stefan Plesser, Lars Altendorf, Marvin Koch, Ann-Kristin Mühlbach, Thomas Wilken, Manfred Norbert Fisch Entwicklung einer Methodik zur Integralen Qualitätssicherung über den gesamten Gebäude- Lebenszyklus

Mehr

Numerische und versuchstechnische Untersuchungen zur Anwendung von reaktiven Brandschutzsystemen auf Zuggliedern aus Stahl

Numerische und versuchstechnische Untersuchungen zur Anwendung von reaktiven Brandschutzsystemen auf Zuggliedern aus Stahl Bauforschung Numerische und versuchstechnische Untersuchungen zur Anwendung von reaktiven Brandschutzsystemen auf Zuggliedern aus Stahl T 3313 Fraunhofer IRB Verlag T 3313 Dieser Forschungsbericht wurde

Mehr

F 2818. Bettina Brohmann, Martin Cames

F 2818. Bettina Brohmann, Martin Cames F 2818 Bettina Brohmann, Martin Cames Verbesserung von Wohnungen durch Erhöhung der Labelling-bedingten Modernisierungsaktivitäten auf Grundlage der Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden

Mehr

Forschungsprojekt Tragwerk-FMEA

Forschungsprojekt Tragwerk-FMEA F 2803 Michael Eisfeld, Friedel Hartmann, Jörg Dietz, P. Jahn, Dominik Liening, Tesfaye Regassa, Werner Seim, Alexander Steffens, Peter Struss, Borys Takunov, Tobias Vogt Forschungsprojekt Tragwerk-FMEA

Mehr

RFID, eine Schlüsseltechnologie für transparente Bauwerkserstellung und nachhaltigen Gebäudebetrieb (RFID- Sensor: Energie-Hygiene-Sicherheit)

RFID, eine Schlüsseltechnologie für transparente Bauwerkserstellung und nachhaltigen Gebäudebetrieb (RFID- Sensor: Energie-Hygiene-Sicherheit) F 2908 N. König, C. Philipp, B. Hanisch, K. Ebert, T. Gier, G. vom Bögel, A. Hennig, M. Lörcks RFID, eine Schlüsseltechnologie für transparente Bauwerkserstellung und nachhaltigen Gebäudebetrieb (RFID-

Mehr

Ableitung von Algorithmen zur Klimabereinigung von Heizenergiekennwerten

Ableitung von Algorithmen zur Klimabereinigung von Heizenergiekennwerten Bau- und Wohnforschung Ableitung von Algorithmen zur Klimabereinigung von Heizenergiekennwerten F 2512 Fraunhofer IRB Verlag F 2512 Bei dieser Veröffentlichung handelt es sich um die Kopie des Abschlußberichtes

Mehr

Leitlinien der Raumordnung zur Planung und Realisierung von

Leitlinien der Raumordnung zur Planung und Realisierung von Bauforschung Leitlinien der Raumordnung zur Planung und Realisierung von Güterverkehrszentren (GVZ) T 2516 Fraunhofer IRB Verlag T 2516 Dieser Forschungsbericht wurde mit modernsten Hochleistungskopierern

Mehr

DIE PROFIL- UND MATERIALUNABHÄNGIGE LÖSUNG FÜR DEN WINTERGARTEN- UND FASSADENBAU. Deutsch German

DIE PROFIL- UND MATERIALUNABHÄNGIGE LÖSUNG FÜR DEN WINTERGARTEN- UND FASSADENBAU. Deutsch German DIE PROFIL- UND MATERIALUNABHÄNGIGE LÖSUNG FÜR DEN WINTERGARTEN- UND FASSADENBAU Deutsch German Klaes 3D Eine Lösung für ALLES Sie kennen sicherlich die Problematik, Mit Klaes 3D gehört das der Vergangenheit

Mehr

Wärmebrückenberechnung zur Ermittlung der thermischen Kennwerte des Fensterrahmens 'edition 4' mit Verbundverglasung

Wärmebrückenberechnung zur Ermittlung der thermischen Kennwerte des Fensterrahmens 'edition 4' mit Verbundverglasung PASSIV HAUS INSTITUT Dr. Wolfgang Feist Wärmebrückenberechnung zur Ermittlung der thermischen Kennwerte des Fensterrahmens 'edition 4' mit Verbundverglasung im Auftrag der Firma Internorm International

Mehr

Schoeller-Electronics GmbH Tel: +49(0) 64 23 81-0 Marburger Straße 65 Fax: +49(0) 64 23 26-11 35083 Wetter info@se-pcb.de

Schoeller-Electronics GmbH Tel: +49(0) 64 23 81-0 Marburger Straße 65 Fax: +49(0) 64 23 26-11 35083 Wetter info@se-pcb.de Marburger Straße 65 Fax: +49(0) 64 23 26-11 35083 Wetter info@se-pcb.de Was ist eine Polyflex-Schaltung? Polyflex ist eine, nach Art und Herstellungsverfahren einlagige flexible Schaltung, bei der die

Mehr

BUVA-IsoStone Tür- und Bodenschwellen für Kunststoff- und Aluminium-Fassadenelemente und Holzzargen

BUVA-IsoStone Tür- und Bodenschwellen für Kunststoff- und Aluminium-Fassadenelemente und Holzzargen BUVA-IsoStone Türschwelle BUVA-IsoStone Tür- und Bodenschwellen für Kunststoff- und Aluminium-Fassadenelemente und Holzzargen Für alle namhaften Profilsysteme geeignet Niedriges Eigengewicht Hohe Stärke

Mehr

Zugversuch. Laborskript für WP-14 WS 13/14 Zugversuch. 1) Theoretische Grundlagen: Seite 1

Zugversuch. Laborskript für WP-14 WS 13/14 Zugversuch. 1) Theoretische Grundlagen: Seite 1 Laborskript für WP-14 WS 13/14 Zugversuch Zugversuch 1) Theoretische Grundlagen: Mit dem Zugversuch werden im Normalfall mechanische Kenngrößen der Werkstoffe unter einachsiger Beanspruchung bestimmt.

Mehr

Neue Architektur mit Profil.

Neue Architektur mit Profil. Neue Architektur mit Profil. 1 Ein Unternehmen von ThyssenKrupp Steel ThyssenKrupp DAVEX tk 2 Die Technologie. Die Produkte DAVEX eröffnet neue Wege zur Gestaltung von Stahlkonstruktionen durch maßgenaue,

Mehr

Lantschner, D.; Günthner, W. A.: Höherer Durchsatz durch mehrere E/A Punkte Erschienen in: Hebezeuge Fördermittel 7-8 2010

Lantschner, D.; Günthner, W. A.: Höherer Durchsatz durch mehrere E/A Punkte Erschienen in: Hebezeuge Fördermittel 7-8 2010 Lantschner, D.; Günthner, W. A.: Höherer Durchsatz durch mehrere E/A Punkte Erschienen in: Hebezeuge Fördermittel 7-8 00 Forschungsprojekt zur Optimierung von HRL-Systemen Höherer Durchsatz durch mehrere

Mehr

Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz

Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz Prüfbericht 432 26793/1 Auftraggeber Produkt Bezeichnung Querschnittsabmessung Material Art und Material der Dämmzone Besonderheiten -/- ift Rosenheim 4. April

Mehr

Entwicklung einer innovativen PKW-Bodenstruktur in Stahlblech-Leichtbauweise mit verbessertem Seitencrashverhalten (FOSTA, P584)

Entwicklung einer innovativen PKW-Bodenstruktur in Stahlblech-Leichtbauweise mit verbessertem Seitencrashverhalten (FOSTA, P584) Entwicklung einer innovativen PKW-Bodenstruktur in Stahlblech-Leichtbauweise mit verbessertem Seitencrashverhalten (FOSTA, P584) Der Seitencrash zählt nach dem Frontalunfall zu den häufigsten Kollisionsarten.

Mehr

Rechnergestützte Vorhersage der Kaltrisssicherheit laserstrahlgeschweißter Bauteile aus hochfesten Stählen

Rechnergestützte Vorhersage der Kaltrisssicherheit laserstrahlgeschweißter Bauteile aus hochfesten Stählen Rechnergestützte Vorhersage der Kaltrisssicherheit laserstrahlgeschweißter Bauteile aus hochfesten Stählen AiF-Forschungsvorhaben IGF-Nr: 16.441 BG / DVS-Nr. I2.004 Laufzeit: 01.12.2009-30.06.2012 Forschungsstelle

Mehr

Transluzente Glas-Kunststoff-Sandwichelemente

Transluzente Glas-Kunststoff-Sandwichelemente Bauforschung für die Praxis 106 Transluzente Glas-Kunststoff-Sandwichelemente von Andrea Dimmig-Osburg, Frank Werner, Jörg Hildebrand, Alexander Gypser, Björn Wittor, Martina Wolf 1. Auflage Transluzente

Mehr

Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz

Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz Prüfbericht 432 29876/1 Auftraggeber Produkt Bezeichnung Querschnittsabmessung Ansichtsbreite Material Oberfläche Art und Material der Dämmzone Besonderheiten

Mehr

AiF-DECHEMA-Forschungsvorhaben Nr. 15829 N Auslegung von Flanschverbindungen aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) für die chemische Industrie

AiF-DECHEMA-Forschungsvorhaben Nr. 15829 N Auslegung von Flanschverbindungen aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) für die chemische Industrie AiF-DECHEMA-Forschungsvorhaben Nr. 1829 N Auslegung von Flanschverbindungen aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) für die chemische Industrie Laufzeit: 1. Dezember 28-3. November 21 Bisher erzielte

Mehr

Herstellung von Mauerwerk

Herstellung von Mauerwerk Herstellung von Mauerwerk Handvermauerung und Mauern mit Versetzgerät Bei der Handvermauerung hebt der Maurer die einzelnen Steine von Hand in das frische Mörtelbett (Abb. KO2/1). Die Handvermauerung findet

Mehr

Prüfverfahren in der Textilindustrie (Teil II) Textilphysikalische Prüfverfahren für textile Flächengebilde

Prüfverfahren in der Textilindustrie (Teil II) Textilphysikalische Prüfverfahren für textile Flächengebilde Prüfverfahren in der Textilindustrie (Teil II) Textilphysikalische Prüfverfahren für textile Flächengebilde Dr.-Ing. Matthias Mägel, Dipl.-Ing. (FH) Bettina Bieber, Sächsisches Textilforschungsinstitut

Mehr

Glas-Hybrid-Elemente - zukunftsfähige Bauelemente für transluzente Fassaden

Glas-Hybrid-Elemente - zukunftsfähige Bauelemente für transluzente Fassaden zukunftsfähige Bauelemente für transluzente Fassaden 13.03.2014 1 / 26 Glas-Hybrid-Elemente mit transluzenten Zwischenschichten zur Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäudehüllen Kurztitel: Transluzente

Mehr

Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz

Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz Prüfbericht 432 29282/1 Auftraggeber Produkt heroal-johann Henkenjohann GmbH & Co.KG Österwieher Straße 80 33415 Verl Feste Systeme: Blendrahmen / Sprosse Bewegliche

Mehr

PreSets IsoStone-Schwellenprofile TOTAL CONTROL

PreSets IsoStone-Schwellenprofile TOTAL CONTROL PreSets IsoStone-Schwellenprofile TOTAL CONTROL Starke, isolierende Schwellenprofile aus federleichtem, glasfaserverstärktem Kunststoff für Kunststofffassadenelemente 2 Einleitung Die Schwellenprofile

Mehr

im Auftrag der Firma Schöck Bauteile GmbH Dr.-Ing. M. Kuhnhenne

im Auftrag der Firma Schöck Bauteile GmbH Dr.-Ing. M. Kuhnhenne Institut für Stahlbau und Lehrstuhl für Stahlbau und Leichtmetallbau Univ. Prof. Dr.-Ing. Markus Feldmann Mies-van-der-Rohe-Str. 1 D-52074 Aachen Tel.: +49-(0)241-8025177 Fax: +49-(0)241-8022140 Bestimmung

Mehr

TU Bergakademie Freiberg Institut für Werkstofftechnik Schülerlabor science meets school Werkstoffe und Technologien in Freiberg

TU Bergakademie Freiberg Institut für Werkstofftechnik Schülerlabor science meets school Werkstoffe und Technologien in Freiberg TU Bergakademie Freiberg Institut für Werkstofftechnik Schülerlabor science meets school Werkstoffe und Technologien in Freiberg GRUNDLAGEN SEKUNDARSTUFE II Modul: Versuch: Mechanische Werkstoffeigenschaften

Mehr

Die Ytong-Mauertafel im Industriebau

Die Ytong-Mauertafel im Industriebau Die Ytong-Mauertafel im Industriebau Montagefertige Mauertafeln für den Industriebau reduzieren die Rohbaukosten bei gleichbleibender hoher Ausführungsqualität Zeit ist Geld. Die Baukosten müssen deutlich

Mehr

Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz

Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz Prüfbericht 432 29282/5 Auftraggeber Produkt heroal-johann Henkenjohann GmbH & Co.KG Österwieher Straße 80 33415 Verl Bezeichnung E 110 Querschnittsabmessung

Mehr

STATIONÄRE WÄRMELEITUNG

STATIONÄRE WÄRMELEITUNG Wärmeübertragung und Stofftransport VUB4 STATIONÄRE WÄRMELEITUNG Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit λ eines Metallzylinders durch Messungen der stationären Wärmeverteilung Gruppe 1 Christian Mayr 23.03.2006

Mehr

Luxe-Line Twin und Single nach Maß, ein Schmuckstück für Ihr Haus

Luxe-Line Twin und Single nach Maß, ein Schmuckstück für Ihr Haus Luxe-Line Twin und Single nach Maß, ein Schmuckstück für Ihr Haus Luxe-Line Twin: Isoliertes doppeltes Flügeltor Luxe-Line Single: Isolierte Nebengaragentür Design, Dämmung und Benutzerfreundlichkeit Das

Mehr

Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz

Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz Nachweis Energieeinsparung und Wärmeschutz Prüfbericht 432 30095/1 R2 Auftraggeber Produkt SCHÜCO International KG Karolinenstraße 1-15 33609 Bielefeld Feste Systeme: Blendrahmen / Sprosse Bewegliche Systeme:

Mehr

PIPING SYSTEMS. Bilfinger Piping Technologies GmbH. Retrofitting & Modernisation. Rohrleitungs- und Druckbauteile in thermischen Kraftwerken

PIPING SYSTEMS. Bilfinger Piping Technologies GmbH. Retrofitting & Modernisation. Rohrleitungs- und Druckbauteile in thermischen Kraftwerken PIPING SYSTEMS Rohrleitungs- und Druckbauteile in thermischen Kraftwerken Analysieren Prüfen Ertüchtigen / Modernisieren LEISTUNGSSPEKTRUM ANALYSIEREN Konventionelle Kraftwerke müssen die unstetige Einspeisung

Mehr

Einsatz der Mehrkörpersimulation in Verbindung mit Computertomographie in der Produktentwicklung

Einsatz der Mehrkörpersimulation in Verbindung mit Computertomographie in der Produktentwicklung Einsatz der Mehrkörpersimulation in Verbindung mit Computertomographie in der Produktentwicklung Hintergrund Bei komplexen Baugruppen ergeben sich sehr hohe Anforderungen an die Tolerierung der einzelnen

Mehr

Metallische Werkstoffe. Zugversuch. Teil 1: Prüfverfahren bei Raumtemperatur /1/

Metallische Werkstoffe. Zugversuch. Teil 1: Prüfverfahren bei Raumtemperatur /1/ Metallische Werkstoffe Zugversuch Teil 1: Prüfverfahren bei Raumtemperatur /1/ I Grundlagen: Der Zugversuch ist der wichtigste Versuch in der Werkstoffprüfung. Mit diesem Prüfverfahren werden Festigkeitskennwerte

Mehr

1.1 Motivation 9 1.2 Ausgangsbasis für das Vorhaben 10 1.3 Projektgruppe 11. 2 Prinzipielle Möglichkeiten zur Reduzierung des Flächengewichts 13

1.1 Motivation 9 1.2 Ausgangsbasis für das Vorhaben 10 1.3 Projektgruppe 11. 2 Prinzipielle Möglichkeiten zur Reduzierung des Flächengewichts 13 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Seite Zusammenfassung 1 Abstract 5 9 1.1 Motivation 9 1.2 Ausgangsbasis für das Vorhaben 10 1.3 Projektgruppe 11 2 Prinzipielle Möglichkeiten zur Reduzierung des Flächengewichts

Mehr

Kraftmessung an einer Slackline

Kraftmessung an einer Slackline Florian Hairer 1, Demian Geyer 2 Kraftmessung an einer Slackline Experimentelle Bestimmung von Kräften in einem Slacklinesystem mittels Dehnmessstreifen (DMS) 1 Christian-Doppler-Laboratorium für Werkstoffmechanik

Mehr

Nachweis Wärmedurchgangskoeffizient

Nachweis Wärmedurchgangskoeffizient ?r 90 Nr 70 Nachweis Wärmedurchgangskoeffizient Prüfbericht 432 42433/1 Auftraggeber Produkt Bezeichnung Bautiefe Ansichtsbreite EXALCO S.A. 5th Km of National Road Larissa-Athens 41110 Larissa Griechenland

Mehr

Robustes Design versus Toleranzmanagement am Beispiel eines KFZ Schließsystems

Robustes Design versus Toleranzmanagement am Beispiel eines KFZ Schließsystems Robustes Design versus Toleranzmanagement am Beispiel eines KFZ Schließsystems Weimarer Optimierungs- und Stochastiktage 6.0 Peter Gust // Christoph Schluer f Lehrstuhl Konstruktion (Engineering Design)

Mehr

Membrankonstruktionen zur energetischen Sanierung von Gebäuden (MESG)

Membrankonstruktionen zur energetischen Sanierung von Gebäuden (MESG) Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.v. Membrankonstruktionen zur energetischen Sanierung von Gebäuden (MESG) J. Manara, M. Arduini-Schuster, H.-P. Ebert Zweites Symposium MESG am 16.

Mehr

ALMACÉN MANUAL FLEXIBLE

ALMACÉN MANUAL FLEXIBLE ALMACÉN MANUAL FLEXIBLE INHALT 1. Einleitung 3 2. Philosophie 4 3. Allgemeine Merkmale 5 4. Einteilung des Produktes 6 4.1. Übersichtsplan 6 4.2. Funktionale Elemente 7 5. Technische Daten 8 6. Anwendungsbeispiele

Mehr

1 Einleitung. 1.1 Caching von Webanwendungen. 1.1.1 Clientseites Caching

1 Einleitung. 1.1 Caching von Webanwendungen. 1.1.1 Clientseites Caching 1.1 Caching von Webanwendungen In den vergangenen Jahren hat sich das Webumfeld sehr verändert. Nicht nur eine zunehmend größere Zahl an Benutzern sondern auch die Anforderungen in Bezug auf dynamischere

Mehr

TTZ - RICHTLINIE EINBRUCHHEMMUNG FÜR GARAGENTORE

TTZ - RICHTLINIE EINBRUCHHEMMUNG FÜR GARAGENTORE TTZ - RICHTLINIE EINBRUCHHEMMUNG FÜR GARAGENTORE Inhalt Seite 1 Anwendungsbereich 2 2 Definitionen 2 3 Prüfeinrichtung 3 3.1 Prüfrahmen 3 3.2 Prüfteam 3 3.3 Prüfraumklima 3 3.4 Messeinrichtungen und Aufzeichnungsgeräte

Mehr

Genauigkeit moderner Kraftmessdosen- Stand der Technik und Anwendungen

Genauigkeit moderner Kraftmessdosen- Stand der Technik und Anwendungen Genauigkeit moderner Kraftmessdosen- Stand der Technik und Anwendungen Thomas Kleckers Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH Product Marketing Im Tiefen See 45 64293 Darmstadt Thomas.kleckers@hbm.com 0. Einführung

Mehr

Janisol HI. Starker Stahl für starke Isolation

Janisol HI. Starker Stahl für starke Isolation Janisol HI Starker Stahl für starke Isolation Neue Massstäbe in der Wärmedämmung Janisol HI vereint Ästhetik mit technischer Raffinesse. Filigrane Ansichtsbreiten setzen stilvolle Akzente in der Architektur,

Mehr

Handbuch TweetMeetsMage

Handbuch TweetMeetsMage Handbuch TweetMeetsMage für Version 0.1.0 Handbuch Version 0.1 Zuletzt geändert 21.01.2012 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung... 3 1.1 Voraussetzungen... 3 1.2 Funktionsübersicht... 3 2 Installation... 4

Mehr

Stegplatten aus Polycarbonat Potenziale und neue Anwendungen

Stegplatten aus Polycarbonat Potenziale und neue Anwendungen BAUFORSCHUNG FÜR DIE PRAXIS, BAND 104 Ursula Eicker, Andreas Löffler, Antoine Dalibard, Felix Thumm, Michael Bossert, Davor Kristic Stegplatten aus Polycarbonat Potenziale und neue Anwendungen Fraunhofer

Mehr

Richtlinie «Gebäudeintegrierte Photovoltaikanlagen» zur Anwendung von Ziffer 2.3 des Anhangs 1.2 der Energieverordnung (EnV)

Richtlinie «Gebäudeintegrierte Photovoltaikanlagen» zur Anwendung von Ziffer 2.3 des Anhangs 1.2 der Energieverordnung (EnV) Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK Bundesamt für Energie BFE Richtlinie «Gebäudeintegrierte Photovoltaikanlagen» zur Anwendung von Ziffer 2.3 des Anhangs 1.2

Mehr

SKT Hohlwellenmotoren

SKT Hohlwellenmotoren SKT Hohlwellenmotoren Dauerdrehmomente: bis 560 Nm Spitzendrehmomente: bis 1500 Nm Dynamische Axialkräfte: 18 kn? 210 kn Statische Axialkräfte: 48 kn? 570 kn Durchmesser Hohlwelle: 35mm/65mm/105mm Konvektionskühlung

Mehr

ABM Greiffenberger stellt neu entwickelte Produkte für Windenergieanlagen

ABM Greiffenberger stellt neu entwickelte Produkte für Windenergieanlagen Motoren und Getriebe für ein sehr anspruchsvolles Anwendungsfeld ABM Greiffenberger stellt neu entwickelte Produkte für Windenergieanlagen vor Als Hersteller von Elektroantrieben u.a. für Flurförderzeuge,

Mehr

Gutachtliche Stellungnahme 455 31272/1 vom 21. Juli 2006

Gutachtliche Stellungnahme 455 31272/1 vom 21. Juli 2006 Gutachtliche Stellungnahme 55 31272/1 vom 21. Juli 2006 zum Nachweis 32 31272/1 vom 21. Juli 2006 Wärmedurchgangskoeffizient U f von Fassadenprofilen Auftraggeber Produkt Bezeichnung Bautiefe Ansichtsbreite

Mehr

Warme Flächen warme Kante Isolierglas mit thermisch verbessertem Randverbund

Warme Flächen warme Kante Isolierglas mit thermisch verbessertem Randverbund ECKELT I Randverbund Warm Edge I Seite 1 Warme Flächen warme Kante Isolierglas mit thermisch verbessertem Randverbund Mit dem Übergang von der Wärmeschutzverordnung zur Energieeinsparverordnung (EnEV)

Mehr

1. Hochschulübergreifende Strategische Initiative

1. Hochschulübergreifende Strategische Initiative 1. Hochschulübergreifende Strategische Initiative Das Projekt Gebäudeautomation, Energieeffizienz und alternative Energiegewinnung vereinigt die Fachbereiche nachhaltige Gebäudetechnik, vernetzte Automation,

Mehr

ZOLLER PRESETTING SOLUTIONS. Das Messgerät für Kurbelwellenfräser mit innenliegenden Werkzeugschneiden. aralon

ZOLLER PRESETTING SOLUTIONS. Das Messgerät für Kurbelwellenfräser mit innenliegenden Werkzeugschneiden. aralon ZOLLER PRESETTING SOLUTIONS Das Messgerät für Kurbelwellenfräser mit innenliegenden Werkzeugschneiden aralon Kurbelwellenfräser schnell und einfach exakt einstellen»aralon«steigende Qualitätsansprüche

Mehr

Technische Fachhochschule Berlin University of Applied Sciences

Technische Fachhochschule Berlin University of Applied Sciences Technische Fachhochschule Berlin University of Applied Sciences Fachbereich II Mathematik - Physik Chemie Masterarbeit von Dipl.-Ing. Ingrid Maus zur Erlangung des Grades Master of Computational Engineering

Mehr

FAHRZEUG- SPEZIFISCHE AUFBAUTEN FÜR JEDEN BEDARF

FAHRZEUG- SPEZIFISCHE AUFBAUTEN FÜR JEDEN BEDARF FAHRZEUG- SPEZIFISCHE AUFBAUTEN FÜR JEDEN BEDARF WIR BIETEN HERSTELLERN VON AUF - BAUTEN ZUSÄTZLICHE MÖGLICHKEITEN. Seit mehr als 60 Jahren treibt VBG die Entwicklung von LKW-Kupplungen durch die Kombination

Mehr

BLECHCENTER Plus. Admin. Einstellungen für Programm und Datenbank

BLECHCENTER Plus. Admin. Einstellungen für Programm und Datenbank Einstellungen für Programm und Datenbank IBE Software GmbH; Friedrich-Paffrath-Straße 41; 26389 Wilhelmshaven Fon: 04421-994357; Fax: 04421-994371; www.ibe-software.de; Info@ibe-software.de Vorwort Moderne

Mehr

Technische Information

Technische Information Wir bringen Hochleistungswerkstoffe in Form und Funktion Technische Information Lärmschutzwand-Elemente aus Aluminium OTTO FUCHS KG Qualität auf höchstem Niveau OTTO 2 OTTO FUCHS FUCHS 2 OTTO FUCHS - Vielseitiger

Mehr

Konstruktion komplexer Geometrie zur Realisierung mittels RP-Verfahren

Konstruktion komplexer Geometrie zur Realisierung mittels RP-Verfahren Konstruktion komplexer Geometrie zur Realisierung mittels RP-Verfahren Motivation ca. 12% des Gesamtpreises eines Produktes entfallen auf die Konstruktion ca. 75% des Gesamtpreises werden durch die Festlegungen

Mehr

Technische Regeln für Betriebssicherheit TRBS 1111 Gefährdungsbeurteilung und sicherheitstechnische Bewertung

Technische Regeln für Betriebssicherheit TRBS 1111 Gefährdungsbeurteilung und sicherheitstechnische Bewertung Technische Regeln für Betriebssicherheit TRBS 1111 Gefährdungsbeurteilung und sicherheitstechnische Bewertung (Bekanntmachung des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales vom 15. September 2006; BAnz.

Mehr

ENTDECKEN SIE, WIE UNSERE VIEWLITE-FORMEL IHR UNTERNEHMEN SINNVOLL BEREICHERT.

ENTDECKEN SIE, WIE UNSERE VIEWLITE-FORMEL IHR UNTERNEHMEN SINNVOLL BEREICHERT. ENTDECKEN SIE, WIE UNSERE VIEWLITE-FORMEL IHR UNTERNEHMEN SINNVOLL BEREICHERT. Um in Ihrer Branche Erfolg zu haben, müssen Sie immer auf dem neuesten Stand der technischen Entwicklung sein. Ständige Veränderungen

Mehr

Bauanschlüsse an Fensterelemente

Bauanschlüsse an Fensterelemente Architektenseminar 2. April 2015 Bauanschlüsse an Fensterelemente Grundlagen Normative Vorgaben Verantwortlichkeiten Konkrete Lösungen fensterinform.gmbh, 30.03.15/ jk «Probleme kann man niemals mit derselben

Mehr

CNC-Technik Aufgaben

CNC-Technik Aufgaben CNC-Technik Aufgaben Teilprojekt III: Entwicklung eines Informationspools mit Lehrgangskonzepten und Schulungsunterlagen zur Einbindung moderner CNC-Techniken in den Holzbau Weiterentwicklung des Zimmerer

Mehr

Anschlüsse WDV-Systeme / Fenster

Anschlüsse WDV-Systeme / Fenster Fassaden- und Dämmtechnik Anschlüsse WDV-Systeme / Fenster Welche Anforderungen sind bei der Fenstermontage gegeben? Wie müssen WDVS- Anschlüsse beschaffen sein? Folie 1 Der Fensteranschluß stellt eine

Mehr

Berger Straße 424 60385 Frankfurt Telefon: 0 69/46 93 97 96 Telefax: 0 69/94 50 64 78 www.aeleon.de. V01-02 Irrtum und Änderungen vorbehalten

Berger Straße 424 60385 Frankfurt Telefon: 0 69/46 93 97 96 Telefax: 0 69/94 50 64 78 www.aeleon.de. V01-02 Irrtum und Änderungen vorbehalten Berger Straße 424 60385 Frankfurt Telefon: 0 69/46 93 97 96 Telefax: 0 69/94 50 64 78 www.aeleon.de V01-02 Irrtum und Änderungen vorbehalten Das Präsentationssystem mit Doppelfunktion. Spannen von Planen

Mehr

Motoren sind unser Element

Motoren sind unser Element Motoren sind unser Element Hightech für Motoren Ob in der Luft- und Raumfahrtindustrie oder im Werkzeugmaschinenbau, wo Arbeitsmaschinen rund um die Uhr laufen, sind belastbare Antriebe gefragt. Die Elektromotorelemente

Mehr

Ditec ALU48 Aluminiumprofilsysteme für automatische Schiebetüren

Ditec ALU48 Aluminiumprofilsysteme für automatische Schiebetüren Ditec ALU Aluminiumprofilsysteme für automatische Schiebetüren DE www.entrematic.com LEIST UNGS STARK Effizienz Praktisch: Alle Vorteile des automatischen Betriebs von Schiebetüren. Energiesparend: Das

Mehr

FomCam ist einsetzbar für alle 3, 4 und 5-Achs-Bearbeitungszentren und die FOM-Zuschnittund Bearbeitungsanlagen.

FomCam ist einsetzbar für alle 3, 4 und 5-Achs-Bearbeitungszentren und die FOM-Zuschnittund Bearbeitungsanlagen. FOM CAM Die FomCam Graphik-Software basiert auf WINDOWS-Benutzeroberfläche und dient der Planung der Bearbeitungen. Die FomCam Software erstellt automatisch das NC-Programm zur Ausführung auf dem Bearbeitungszentrum.

Mehr

Der vertikale Durchlaufofen für Ihre Produktionslinie Thermal Solutions

Der vertikale Durchlaufofen für Ihre Produktionslinie Thermal Solutions The heat you need Der vertikale Durchlaufofen für Ihre Produktionslinie Vertical Pro spart Produktionsfläche Standfläche von nur 2,2 x 1,3 m Hoher Durchsatz Direkte Integration in die Produktionslinie

Mehr

Das Baustellenhandbuch für die Ausführung nach EnEV 2014

Das Baustellenhandbuch für die Ausführung nach EnEV 2014 Baustellenhandbücher Das Baustellenhandbuch für die Ausführung nach EnEV 2014 von H Uske überarbeitet FORUM Merching 2014 Verlag C.H. Beck im Internet: www.beck.de ISBN 978 3 86586 210 5 Zu Inhaltsverzeichnis

Mehr

33609 Bielefeld Thermisch getrenntes Metallprofil, Profilkombination: Pfosten

33609 Bielefeld Thermisch getrenntes Metallprofil, Profilkombination: Pfosten Nachweis Wärmedurchgangskoeffizient Prüfbericht 422 37735/2 Auftraggeber Produkt SCHÜCO International KG Karolinenstraße 1-15 33609 Bielefeld Thermisch getrenntes Metallprofil, Profilkombination: Pfosten

Mehr

ZUSAMMENFASSUNG. 1. Vorrichtung zur Realisierung von Kraft-Weg-Funktionen.

ZUSAMMENFASSUNG. 1. Vorrichtung zur Realisierung von Kraft-Weg-Funktionen. ZUSAMMENFASSUNG 1. Vorrichtung zur Realisierung von Kraft-Weg-Funktionen. 2.1. Die mechanische Realisierung von Kraft-Weg-Funktionen war bisher nur für wenige Funktionstypen möglich. Diese Einschränkung

Mehr

Short-Jumps. 3-D hat Zukunft

Short-Jumps. 3-D hat Zukunft Short-Jumps 3-D hat Zukunft Die 3-D-Chance Short-Jumps allgemein Die Leiterplatte ist immer noch der mechanische Untergrund für die Elektronik. Mal starr, mal flexibel, mal starr-flex und immer wieder

Mehr

Oberflächen vom Nanometer bis zum Meter messen

Oberflächen vom Nanometer bis zum Meter messen Oberflächen vom Nanometer bis zum Meter messen Dr. Thomas Fries Fries Research & Technology GmbH (FRT), www.frt-gmbh.com In den Bereichen F&E und Produktionskontrolle spielt die präzise Messung von Oberflächen

Mehr

PADS 3.0 Viewer - Konfigurationen

PADS 3.0 Viewer - Konfigurationen PADS 3.0 Viewer - Konfigurationen Net Display Systems (Deutschland) GmbH - Am Neuenhof 4-40629 Düsseldorf Telefon: +49 211 9293915 - Telefax: +49 211 9293916 www.fids.de - email: info@fids.de Übersicht

Mehr

Anleitung zur Pflege der Homepage über den Raiffeisen-Homepage-Manager

Anleitung zur Pflege der Homepage über den Raiffeisen-Homepage-Manager Anleitung zur Pflege der Homepage über den Raiffeisen-Homepage-Manager Homepage-Manager Navigation Home Der Homepage-Manager bietet die Möglichkeit im Startmenü unter dem Punkt Home einfach und schnell

Mehr

EXALCO S.A. 5th Km of National Road Larissa-Athens

EXALCO S.A. 5th Km of National Road Larissa-Athens Nachweis Wärmedurchgangskoeffizient Prüfbericht 422 42431/1 Auftraggeber Produkt EXALCO S.A. 5th Km of National Road Larissa-Athens 41110 Larissa Griechenland Thermisch getrennte Metallprofile eines Hebeschiebesystems,

Mehr

Metawell Metawell -Produkte Deutsch

Metawell Metawell -Produkte Deutsch Deutsch die Leichtbauplatte Was ist MEtawell? Metawell ist eine minium- Leichtbauplatte, bei der zwei minium-deckbleche mit einem wellen-förmigen Kern verbunden werden. Metawell flex ist eine minium-leichtbauplatte

Mehr

Experimentelle Spannungsanalyse zum Tragverhalten von historischen Kreuzgewölben

Experimentelle Spannungsanalyse zum Tragverhalten von historischen Kreuzgewölben Experimentelle Spannungsanalyse zum Tragverhalten von historischen Kreuzgewölben Veranlassung In der Folge von spontanen Gebäudeeinstürzen, unter anderem auch eines Kirchengewölbes, in den letzten Jahren,

Mehr

Strukturlabor - HS 2013

Strukturlabor - HS 2013 - HS 2013 Entwicklung von Leichtbau - Biegeträgern gern Einführung ETH Eidgenössische Technische Hochschule Zürich Swiss Federal Institute of Technology Zurich Markus Zogg, 26. September 2013, 1 Markus

Mehr

Praktikum Nr. 3. Fachhochschule Bielefeld Fachbereich Elektrotechnik. Versuchsbericht für das elektronische Praktikum

Praktikum Nr. 3. Fachhochschule Bielefeld Fachbereich Elektrotechnik. Versuchsbericht für das elektronische Praktikum Fachhochschule Bielefeld Fachbereich Elektrotechnik Versuchsbericht für das elektronische Praktikum Praktikum Nr. 3 Manuel Schwarz Matrikelnr.: 207XXX Pascal Hahulla Matrikelnr.: 207XXX Thema: Transistorschaltungen

Mehr

Mit Macromelt Moulding wird die Elektronik vor Umwelteinflüssen geschützt.

Mit Macromelt Moulding wird die Elektronik vor Umwelteinflüssen geschützt. Beschreibung Macromelt Moulding Mit Macromelt Moulding wird die Elektronik vor Umwelteinflüssen geschützt. Merkmale Die Elektronikbaugruppe wird in das Werkzeug gelegt und direkt umspritzt Macromelt ist

Mehr

Industrie- Sektionaltore

Industrie- Sektionaltore Industrie- Sektionaltore PRODUKTE FÜR GEWERBE KRISPOL TORE FÜR ANSPRUCHSVOLLE KRISPOL EIN ZUVERLÄSSIGER PARTNER IM GESCHÄFT Die Firma KRISPOL ist ein führender europäischer Hersteller von Toren und Öffnungsabschlüssen

Mehr

Wärmebrücken in vorgefertigten Dämmelementen mit Vakuumdämmung für die Bestandssanierung

Wärmebrücken in vorgefertigten Dämmelementen mit Vakuumdämmung für die Bestandssanierung Wärmebrücken in vorgefertigten Dämmelementen mit Vakuumdämmung für die Bestandssanierung Marc Großklos, Nikolaus Diefenbach, Institut Wohnen und Umwelt GmbH, Annastraße 15, D-64285 Darmstadt, 06151/2904-0,

Mehr

Appendix B: Certified SolidWorks Associate Exam Beispielprüfung

Appendix B: Certified SolidWorks Associate Exam Beispielprüfung Appendix B: Certified SolidWorks Associate Exam Beispielprüfung B Certified SolidWorks Associate (CSWA) Das CSWA (Certified SolidWorks Associate)-Zertifizierungsprogramm vermittelt die Fähigkeiten, die

Mehr

NEUENHAGEN. Effizienzmessung von Windkraftanordnung im Windkanal. ZfP-Sonderpreis der DGZfP beim Regionalwettbewerb Jugend forscht

NEUENHAGEN. Effizienzmessung von Windkraftanordnung im Windkanal. ZfP-Sonderpreis der DGZfP beim Regionalwettbewerb Jugend forscht ZfP-Sonderpreis der DGZfP beim Regionalwettbewerb Jugend forscht NEUENHAGEN Effizienzmessung von Windkraftanordnung im Windkanal Conrad Winkler Maria Jahnke Max Hermann Schule: Städischen Gymnasium IV

Mehr

und lüften HAUTAU PRIMAT kompakt Ein Knopfdruck genügt! Öffnen und Schließen mit den elektrischen Oberlichtöffnern.

und lüften HAUTAU PRIMAT kompakt Ein Knopfdruck genügt! Öffnen und Schließen mit den elektrischen Oberlichtöffnern. und HAUTAU PRIMAT kompakt lüften Ein Knopfdruck genügt! Öffnen und Schließen mit den elektrischen Oberlichtöffnern. Die Vorteile Besonders einfache Montage HAUTAU PRIMAT kompakt ist komplett vormontiert.

Mehr

Mit 3D SHAPEscan wird die Zukunft greifbar: Neuer 3D Sensor ermöglicht einfache, hochflexible Entnahme unsortierter Bauteile

Mit 3D SHAPEscan wird die Zukunft greifbar: Neuer 3D Sensor ermöglicht einfache, hochflexible Entnahme unsortierter Bauteile AUTOMATICA-Neuheit: Der Griff in die Kiste mit 3D Sensor Mit 3D SHAPEscan wird die Zukunft greifbar: Neuer 3D Sensor ermöglicht einfache, hochflexible Entnahme unsortierter Bauteile Hochkomplexe Aufgabenstellungen

Mehr

Handbuch B54.AT OIB RL 2007. Ing. Günter Grüner GmbH Ing. Günter Grüner

Handbuch B54.AT OIB RL 2007. Ing. Günter Grüner GmbH Ing. Günter Grüner Handbuch B54.AT OIB RL 2007 Ing. Günter Grüner GmbH Ing. Günter Grüner Stand: Juni 2009 Inhalt A) USER GUIDE... 3 1.1. Programmstart... 3 1.2. Anmeldung:... 3 1.3. Allgemeine Daten:... 8 1.4. Erfassung

Mehr

Fragebogen Auswahl Schrittmotor-System

Fragebogen Auswahl Schrittmotor-System Fragebogen Auswahl Schrittmotor-System Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung... 3 2 Anwendung / Anordnung / Konfiguration... 3 3 Abmessungen... 4 4 Umgebung... 4 4.1 Temperatur... 4 5 Mechanische Last... 4 5.1

Mehr

ALUMINIUM SCHIEBETORE VON B ALU. Fertigungskunst auf höchstem Niveau

ALUMINIUM SCHIEBETORE VON B ALU. Fertigungskunst auf höchstem Niveau ALUMINIUM SCHIEBETORE VON B ALU Fertigungskunst auf höchstem Niveau Innovation Sicherheit Privatsphäre Innovativ und stilvoll Die Marke B.ALU steht für hochwertige Verarbeitung, anspruchsvolles Design

Mehr

1 Versuchsziel und Anwendung. 2 Grundlagen und Formelzeichen

1 Versuchsziel und Anwendung. 2 Grundlagen und Formelzeichen Versuch: 1 Versuchsziel und Anwendung Zugversuch Beim Zugversuch werden eine oder mehrere Festigkeits- oder Verformungskenngrößen bestimmt. Er dient zur Ermittlung des Werkstoffverhaltens bei einachsiger,

Mehr

Vergleich der Anwendbarkeit verschiedener CFD Modelle zur Simulation von Brandereignissen Abgrenzung der Anwendungsgebiete von FDS gegenüber CFX

Vergleich der Anwendbarkeit verschiedener CFD Modelle zur Simulation von Brandereignissen Abgrenzung der Anwendungsgebiete von FDS gegenüber CFX Vergleich der Anwendbarkeit verschiedener CFD Modelle zur Simulation von Brandereignissen Abgrenzung der Anwendungsgebiete von FDS gegenüber CFX Wissenschaftliche Arbeit zur Erlangung des Grades Master

Mehr

Im A liegt der Unterschied

Im A liegt der Unterschied einzigartige Wärmedämmung Unterboden-Dichtungsband U-Wert bis zu 0,33 W/(m2K)* Psi-Wert bis zu 0,10 W/(mK)* Höhen und Tiefen variabel Piening Aufsatzkasten RK 30 A /RK 40 A Im A liegt der Unterschied Montage

Mehr

Ihre Software für effizientes Qualitätsmanagement

Ihre Software für effizientes Qualitätsmanagement Ihre Software für effizientes Qualitätsmanagement Sie wollen qualitativ hochwertig arbeiten? Wir haben die Lösungen. SWS VDA QS Ob Qualitäts-Management (QM,QS) oder Produktions-Erfassung. Ob Automobil-Zulieferer,

Mehr

Prüfbericht Nr. 2015-1158

Prüfbericht Nr. 2015-1158 Exova Warringtonfire, Frankfurt Industriepark Höchst, C369 Frankfurt am Main D-65926 Germany T : +49 (0) 69 305 3476 F : +49 (0) 69 305 17071 E : EBH@exova.com W: www.exova.com Prüfbericht Nr. 2015-1158

Mehr

Bezeichnung Convert Alu Spacer 6,5 mm x 15,5 mm Zweischeiben-Isolierverglasung 6,5 mm x 11,5 mm Dreischeiben-Isolierverglasung

Bezeichnung Convert Alu Spacer 6,5 mm x 15,5 mm Zweischeiben-Isolierverglasung 6,5 mm x 11,5 mm Dreischeiben-Isolierverglasung Nachweis längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient Prüfbericht 427 42489/1 Auftraggeber Alu Pro s.p.a. Via a. Einstein 8 30033 Noale/Ve Italien Grundlagen EN ISO 10077-2 : 2003 Wärmetechnisches Verhalten

Mehr

6 Optionen und Zusatzausführungen

6 Optionen und Zusatzausführungen Drehmomentstütze /T Optionen und Zusatzausführungen.1 Drehmomentstütze /T Zur Abstützung des Reaktionsmoments bei Hohlwellengetrieben in Aufsteckausführung steht optional eine Drehmomentstütze zur Verfügung.

Mehr