Die Schlinge – Verbesserte Verankerung für CFK-Zugträger
Patent 14015/TUB

Diese neuartige Schlinge aus Carbonfasern kann zum Beispiel als Teil einer Tragkonstruktion für Bauwerke wie Brücken, Tunnel, Türme oder auch für mobile Maschinen wie Kräne, Schiffe oder Windkraftanlagen genutzt werden.

Vorteile
  1. Zugträger in beliebiger Länge und Traglast formbar
  2. Versagen des Elementes an der Verankerungsstelle bei aufgebrachter Zugkraft kann vermieden werden.
  3. Pultrudierte stabförmige Profile mit beliebigem Querschnitt können zur Bildung des Spannelementes verwendet werden
Anwendungsmöglichkeiten

Da die Schlinge nur lokal am Ende der Fasern gebildet wird, kann sie in verschiedenen Anwendungen mit jeweils unterschiedlichen Abmessungen eingesetzt werden, wie z.B. als individuell gestaltetes Bauteil oder als Teil einer Tragkonstruktion für Bauwerke wie Gebäude, Brücken, Tunnel, Sportanlagen, Türme, Zelte oder auch für mobile Maschinen wie Kräne, Schiffe, Windkraftanlagen.

Hintergrund

Carbonfasern weisen eine hohe Zugfestigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig geringer Masse auf. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit in Faserrichtung eignen sich kohlefaserverstärkte Kunststoffe besonders für stabförmige Zugträger. Eine besondere Herausforderung ist dabei die Verankerung der für das Material geeigneten Carbonfasern. Durch die Verankerung werden die Fasern an der Verankerungsstelle oft geschwächt oder zusätzlich belastet, so dass ein entsprechender Querschnitt der Fasern vor Erreichen der tatsächlichen Tragfähigkeit frühzeitig versagt.
Ziel der vorliegenden Erfindung war es daher, ein verbessertes Zugglied aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) durch Änderung des Herstellungsverfahrens und Erhöhung der Tragfähigkeit der Schlaufe auf bis zu 100% bereitzustellen.

Technische Beschreibung

Zu diesem Zweck wird eine mehrschichtige Verankerung mit mindestens einer Schlaufe aus doppelseitigen Kohlefasern freigelegt. Er dient zur Befestigung von biegsamen CFK-Zugträgern. Zur Bildung der Verankerung werden die Carbonfasern abwechselnd um den Umlenkkörper gelegt und zwischen die einlaufenden Faserstränge eingebettet. Auf diese Weise überlappen sich die Fasern, so dass der Gesamtquerschnitt auf der Ebene der Durchbiegung größer ist als der der einlaufenden Fasern. Die kraftschlüssige Verbindung der Fasern wird durch die Erstarrung des Kunststoffes (z.B. durch Erhöhung der Temperatur, chemische Reaktion der Beschichtung, Einspritzung des Kunststoffes, Anwendung von Seitendruck) im gesamten oder nur in Teilbereichen der Überlappung erreicht.

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Ina Krüger

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ina.krueger@tu-berlin.de

Technischer Reifegrad
TRL 7

Demonstrationssystem

Schutzrechte

in Anmeldung: DE, EP, US

Patentinhaber

Technische Universität Berlin

Möglichkeiten der Zusammenarbeit
  • F&E Kooperation
  • Patentkauf
  • Lizenzierung