Strangprofils

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines thermoplastischen Strangprofils mit einer Querschnittsfläche von maximal 20 cm ² , vorzugsweise maximal 10 cm ² wobei das Strangprofil (1 ) mit Hilfe eines Strangproduktionsprozesses (3) hergestellt wird, und wobei während des Strangproduktionsprozesses (3) in die thermoplastische Matrix (4) des Strangprofils (1 ) endlose Verstärkungsfasern (5) integriert werden. Bei dem thermoplastischen Strangprofil kann es sich insbesondere um ein Betonbauteil-Be- wehrungselement handeln. Derartige Bewehrungselemente sind im Bauwesen weit verbrei- tet. Beton besitzt gegenüber Zugkräften nur eine sehr geringe Widerstandskraft. Es ist im Stand der Technik daher üblich, Beton mit Stahl oder auch textilen Strukturen zur Erhöhung der Zugfestigkeit zu armieren. Sofern Stahl zum Einsatz kommt, spricht man dann von Stahlbeton und beim Einsatz von textilen Materialien von Textilbeton.

Metallstäbe zu Bewehrung von Beton haben grundsätzlich den Nachteil, dass sie, beispiels- weise aufgrund äußerer Witterungseinflüsse, im Laufe der zeit korrodieren und damit ihre festigkeitssteigernde Wirkung verlieren können. Darüber hinaus können die magnetischen Eigenschaften von Metallen nachteilig sein. Überdies besitzt Stahl eine hohe Dichte, so dass die Stahlarmierung des Betons aufgrund ihres hohen Gewichtes zu einer zusätzlichen mechanischen Belastung des entsprechend bewehrten Betonbauteils führt.

Es ist daher im Stand der Technik bereits versucht worden, den Stahl durch andere Materi- alien, beispielsweise durch Kunststoff, zu ersetzen. So ist beispielsweise in der DE 100 63 461 A1 der Ansatz beschrieben, Beton durch eine direkte Integration von Verstärkungsfä- den aus Glas oder Kunststoff zu armieren. Die hiermit erzielbaren Verbesserungen der me- chanischen Belastbarkeit des Betons sind jedoch begrenzt.

Aus der DE 103 10 896 A1 ist es bekannt, zur Bewehrung von Beton ein glasfaserverstärk- tes Kunststoffprofil einzusetzen, bei dem als Kunststoff ein Duroplast eingesetzt wird. Duro- plaste haben nun jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass die damit hergestellten Bauteile nach deren Herstellung nicht mehr umformbar sind und damit schon unmittelbar bei der Herstellung die finale Form der entsprechenden Armierungselemente festgelegt werden muss. Weitere Nachteile sind die aufgrund des vergleichsweise langsamen Aushärtungs- prozesses bei Duroplasten limitierten Fertigungsgeschwindigkeiten sowie das schwierige Recycling von Duroplastmaterialien. Die DE 10 2015 1 13 302 A1 offenbart ein Verfahren mit den eingangs genannten Merkmalen und beschreibt die Herstellung von Betonbauteil- Bewehrungselementen mit armierten thermoplastischen Materialien, welche umformbar und mittels eines Strangpressverfahrens herstellbar sind. Die aus dieser Schrift bekannten Ele- mente besitzen viele positive Eigenschaften; die Performance ist jedoch immer noch ver- besserungsfähig.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Her- stellung eines thermoplastischen Strangprofils, insbesondere in Form eines Betonbauteil- Bewehrungselementes anzugeben, welches kostengünstig mit hoher Produktionsgeschwin- digkeit durchführbar ist, eine signifikante mechanischen Verstärkung des Strangprofils er- möglicht und gleichzeitig eine geringe Korrosionsanfälligkeit des Profils gewährleistet.

Ausgehend von einem Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Strangproduktionsprozess als reaktive Pultrusion ausge- bildet ist, die zur Herstellung eines endlos faserverstärkten, thermoplastischen Kernprofils des Strangprofils dient. Erfindungsgemäß wird also zur Herstellung des thermoplastischen Strangprofils ein Pultrusionsverfahren eingesetzt, bei dem endlose Faserstränge, welche während der Verfahrens in eine Polymermatrix eingebettet werden, aus dem Werkzeug her- ausgezogen werden. Derartige Pultrusionsverfahren sind im Stand der Technik bei der Her- stellung von Duroplast-Profilen bekannt. Die Einsatzstoffe zur Herstellung von Duroplasten sind dünnflüssig und können daher im Wege eines Pultrusionsverfahrens gut verarbeitet werden. Aufgrund ihrer hohen Zähigkeit sind hingegen viele thermoplastische Materialien, welche aufgrund ihrer nachträglichen Bearbeitungsmöglichkeiten (schweißbar, plastisch verformbar etc.) und ihrer Eigenschaften (Zähigkeit, Recyclingfähigkeit etc.) wesentliche Vorteile gegenüber Duroplasten bieten, für eine Pultrusion eher ungeeignet. Im Rahmen der Erfindung wird nun jedoch die chemische Herstellung des Thermoplasten erst im eigentli chen Pultrusionsprozess durch die Zufuhr entsprechender Monomere durchgeführt, also in Form einer reaktiven Pultrusion. Zweckmäßigerweise wird die thermoplastische Matrix des Kernprofils hierbei aus dünnflüssigen, für die Verarbeitung in einer Pultrusion geeigneten Monomeren und/oder reaktiven Oligomeren hergestellt, die während der reaktiven Pultru- sion zum Thermoplast polymerisiert werden. Die niederviskosen Eigenschaften der Mono- mere bw. Oligomeren erlauben somit eine sehr umfassende Benetzung der Verstärkungsfa- sern während Pultrusion und damit eine sehr innige Einbettung der Verstärkungsfasern in die thermoplastische Matrix des fertig hergestellten Strangprofils, wodurch die mechanische Performance des Profils deutlich gesteigert werden kann. Zweckmäßigerweise sind die Oli- gomere jeweils aus 2 bis 100, z.B. 5 bis 50 Monomeren zusammengesetzt. Bei Bedarf kön- nen der reaktiven Pultrusion Zusatzstoffe, z.B. Initiatoren, beispielsweise in Form von Per- oxiden oder anderen Radikale bildenden Verbindungen, und/oder Katalysatoren und/oder Aktivatoren, wie z.B. Stabilisatoren und/oder Schlagzäh-Modifier, zugegeben werden. Je nach herzustellendem Thermoplast sind der reaktiven Pultrusion zwei oder mehr verschie- dene Monomere und/oder reaktive Oligomere zuzuführen (Bsp. Polyester). Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, dass zur Polymerisation lediglich ein Monomer bzw. sich le- diglich durch die Kettenlänge unterscheidende Oligomere eingesetzt werden (Bsp. PMMA). Die reaktive Pultrusion erlaubt insgesamt einen sehr hohen Faseranteil im Kernprofil, bei- spielsweise mehr als 60 Gew.-%, insbesondere mehr als 80 Gew.-% Faseranteil, so dass aufgrund dieses hohen Anteils an Endlosfasern eine beträchtliche Erhöhung der mechani- schen Stabilität erzielt werden kann, welche beispielsweise um ein Mehrfaches höher ist als bei unverstärkten Thermoplast-Profilen. Die endlosen Verstärkungsfasern bestehen vor- zugsweise aus Glas und/oder Kohlenstoff und/oder Basalt und/oder Naturfasern (z.B. Bam- bus, Flachs) und/oder Kunststoff, z.B. Aramid. Ferner können die Verstärkungsfasern kön- nen unidirektional in Strangrichtung des Strangprofils verlaufen. Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass die Verstärkungsfasern in Hybrid-Rovings zusammengefasst sind, die Verstärkungsfasern aus mindestens zwei unterschiedlichen (z.B. den vorgenannten) Materi- alien enthalten. Die vorzugsweise kreisförmige Querschnittsfläche des Strangprofils beträgt zweckmäßigerweise mindestens 0,3 cm ² . Das kontinuierlich hergestellte Strangprofil wird zweckmäßigerweise abgelängt (beispielsweise mit einer Schneidvorrichtung), z.B. in stan- genförmige Strangprofile mit einer Länge von mindestens 10 cm. Zweckmäßigerweise wird die thermoplastische Matrix des Kernprofils als Polyamid(PA)- Matrix oder Polyacrylat-Matrix, insbesondere PMMA-Matrix, ausgebildet. In diesem Fall werden der reaktiven Pultrusion die entsprechenden Monomere und/oder reaktiven Oligo mere zur Herstellung von PA, insbesondere PA 6 oder PA 12, bzw. Polyacrylat, insbeson- dere PMMA zugeführt. Die Herstellung anderer Materialien während der reaktiven Pultru- sion, beispielsweise von Polyester, z.B. Polyethylenterephthalat (PET), insbesondere schlagzähem Polyethylenterephthalat (PET-G), oder Polybutylenterephthalat (PBT), oder thermoplastischen Polyurethanen (TPU) wird hierdurch jedoch nicht ausgeschlossen. Die Herstellung von Bisphenol A (BPA), Polycarbonat (PC), Polyesteramiden oder Polyimiden mittels der reaktiven Pultrusion liegt hier ebenfalls im Rahmen der Erfindung.

Das Strangprofil kann allein aus dem Kernprofil bestehen. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber insbesondere auch, dass das Kernprofil mit einer äußern Beschichtung versehen wird. Die äußere Beschichtung hat zweckmäßigerweise eine Schichtdicke von maximal 5 mm, z.B. maximal 2 mm. Die Schichtdicke kann ferner mindestens 0,1 mm, z.B. mindestens 0,5 mm, beispielsweise mindestens 1 mm betragen. Zweckmäßigerweise ist die Beschich- tung vollflächig oder aber auch lediglich bereichsweise auf die äußere Oberfläche des Kern- profils aufgetragen. Eine vollflächige Auftragung meint, dass die Beschichtung das Kernpro- fil lückenlos umschließt. Dies kann z.B. zweckmäßig sein, sofern die gesamte äußere Ober- fläche des Strangprofils eine hohe Oberflächengüte aufweisen muss. Vorzugsweise be- deckt die Beschichtung mindestens 70 %, z.B. mindestens 80 %, vorzugsweise mindestens 90 % der äußeren Oberfläche des Kernprofils. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, dass bewusst nur ein Teil der Oberfläche des Kernprofils mit der Beschichtung bedeckt wird, z.B. maximal 50 %, insbesondere maximal 30 %. Dies kann z.B. dann der Fall sein, wenn die Beschichtung als Funktionsträger ausgebildet werden soll, also z.B. mindestens ein Funktionselement aufweisen soll. Hierauf wird später noch näher eingegangen.

Zweckmäßigerweise wird die Beschichtung aus einem auf dem Kernprofil haftenden Poly- mer hergestellt, welches vorzugsweise dem Material der thermoplastischen Matrix des Kernprofils entspricht. So wird beispielsweise bei der Ausbildung der thermoplastischen Matrix des Kernprofils als PA-Matrix zweckmäßigerweise die Beschichtung ebenfalls aus PA hergestellt oder bei einer PMMA-Matrix des Kernprofils die Beschichtung auch aus PMMA. Grundsätzlich kommen für die Beschichtung dieselben Materialien wie für die Ther- moplast-Matrix des Kernprofils infrage, also neben Polyacrylat (z.B. PMMA) oder PA (z.B. PA6 oder PA12) insbesondere Polyester (z.B. PET, PET-G oder PBT), Polyurethane (z.B. TPU), BPA oder PC. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, dass die Beschichtung aus Polyvinylchlorid (PVC), Styrene-Acrylonitrilen (SAN), Acryl nitil-Styrol-Acrylester (ASA), Poly- esteramiden oder Polyimiden hergestellt werden. Zweckmäßigerweise besteht die Be- schichtung aus einem nicht faserverstärkten Material. Im Rahmen der Erfindung liegt es ins- besondere, dass die äußere Beschichtung mit dem Kernprofil coextrudiert wird. Der Begriff Coextrusion meint in diesem Zusammenhang auch den Auftrag der Beschichtung auf das frisch hergestellte Kernprofil mittels einer unmittelbar an die reaktive Pultrusion online an- schließenden Extrusion, wobei in diesem Fall auch die Zwischenkühlung des Kernprofils vor dem Auftrag der Beschichtung im Rahmen der Erfindung liegt. Alternativ hierzu können bei der Coextrusion das Kernprofil und die Beschichtung in einem gemeinsamen Werkzeug hergestellt werden.

Alternativ zur Coextrusion kann die äußere Beschichtung jedoch auch als Flüssigkeit und / oder Pulver auf das Kernprofil aufgetragen und danach zu einer Lackschicht ausgehärtet werden. Dies hat den Vorteil, dass für die Auftragung der Beschichtung kein Extruder erfor- derlich ist. Insbesondere können mittels dieses Verfahrens auch dünnflüssige Beschich- tungsmaterialien aufgetragen werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, dass die Be- schichtung als Folie auf das Kernprofil aufkaschiert wird. Eine Lackierung bzw. Folienkas- chierung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Thermoplast-Matrix des Kernprofils als PA-, PET(nicht schlagzäh)- oder PBT-Matrix ausgebildet wird, um hier eine große Haftkraft der Beschichtung auf dem Kernprofil sicherzustellen. Als Material für die Lackschicht kom- men insbesondere auf Polyurethanharz, Polyesterharz oder Epoxidharz basierende Lacke infrage. Sofern die Beschichtung als Folie aufkaschiert wird, kann diese z.B. Fluorpolymer und/oder Aluminium enthalten bzw. aus Fluorpolymer und/oder Aluminium bestehen. Bei einer Beschichtung in Form einer Lackierung oder Folie beträgt die Schichtdicke der Be- schichtung zweckmäßigerweise maximal 1 mm, z.B. maximal 0,5 mm.

Insgesamt sind hinsichtlich des Materials des Kernprofils und der Beschaffenheit der Be- schichtung insbesondere die folgenden Kombinationen vorteilhaft:

Es kann auch zweckmäßig sein, das z.B. eine PA-Matrix (insbes. PA6-Matrix) aufweisende Kernprofil zunächst mit der Beschichtung aus z.B. PA (insbesondere. PA6) zu versehen, beispielsweise zu coextrudieren, und daran anschließend die Beschichtung außenseitig mit einer zweiten Beschichtung, z.B. in Form eines Nass- oder Pulverlacks bzw. einer Kaschier- folie, zu versehen. Dies hat den Vorteil, dass eine ggf. erwünschte Oberflächenglättung be- reits durch die erste Beschichtung sichergestellt ist und somit die z.B. für die Farbgestaltung wesentliche zweite Beschichtung sehr dünn ausgebildet werden kann. So kann z.B. die Ausbildung der zweiten Beschichtung als kaschierte Aluminiumfolie vorteilhaft sein.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, dass dem Material der Beschichtung vor dem Auftrag auf das Kernprofil Farbpigmente zugesetzt werden. Die Farbpigmente können bei der bevor- zugten Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten Strangprofils als Betonbauteil-Be- wehrungselement beispielsweise zur Kennzeichnung dienen, z.B. der Performance und/o- der der geeigneten Einsatzgebiete des Bewehrungselementes. Farbpigmente im Sinne der Erfindung umfassen auch Weißpigmente, die dafür sorgen, dass das Strangprofil die „Farbe“ Weiß erhält, z.B. durch den Einsatz des Weißpigmentes Titandioxid. Häufig besteht jedoch auch der Bedarf an farbigen, z.B. roten, grünen, blauen oder schwarzen Profilen. Sofern die Aufbringung der Beschichtung durch die vorbeschriebene Aufkaschierung einer Folie erfolgt, ist diese entsprechend eingefärbt.

Das Strangprofil kann an seiner äußeren Oberfläche mindestens ein Funktionselement auf- weisen. Im Rahmen der Erfindung liegt es hierbei insbesondere, dass das Strangprofil mit einer Oberflächenprägung versehen wird, insbesondere periodisch entlang des Strangpro- fils. Diese Oberflächenprägung kann auf der vorstehend genannten, vorzugsweise vorgese- henen Beschichtung des Kernprofils erfolgen. Insbesondere kann die Oberflächenprägung mehrere, vorzugsweise parallel nebeneinander verlaufende Rillen aufweisen. Die Rillen ver- laufen zweckmäßigerweise schräg, z.B. unter einem Winkel von 20 - 70°, vorzugsweise 30 - 60° zur Strangrichtung. Durch die Oberflächenprägung wird dem Strangprofil eine Ober- flächenstruktur verliehen, die beispielsweise beim Eingießen des Profils in Beton zu einer besseren Benetzung der Profiloberfläche mit dem Betonmaterial führt. Dies erhöht die An- bindung des Profils an das Betonmaterial und führt damit einer Verbesserung der Armie- rungswirkung. Sofern die Oberflächenprägung auf einer Beschichtung des Kernprofils erfol- gen soll, kann diese lediglich bereichsweise auf das Kernprofil aufgetragen sein, z.B. strei fenförmig. Der mindestens eine Streifen kann insbesondere in Achsrichtung des Strangpro- fils verlaufen, oder aber auch z.B. dieses helixförmig umwickeln. Insbesondere in diesem Zusammenhang liegt es daher im Rahmen der Erfindung, dass die Beschichtung lediglich 5 - 50 %, insbesondere 10 - 30 % der Oberfläche des Kernprofils bedeckt.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird dem Strangproduktionspro- zess mindestens ein, vorzugsweise endloser Metallkern kontinuierlich zugeführt, der vom Kernprofil, vorzugsweise vollständig, umschlossen wird. In diesem Fall können die Vorteile einer Stahlbetonarmierung mit derjenigen einer thermoplastisch faserverstärkten Armierung kombiniert werden. So besitzt der Metallkern einen sehr hohen E-Modul, der im Rahmen dieser Ausführungsform mit der sehr hohen Zugefestigkeit der faserverstärkten Kunststoff- Matrix kombiniert wird. Durch das Umschließen des Metallkerns von der Kunststoff- Matrix schützt diese ferner den Metallkern zusätzlich gegen Korrosion und schirmt ggf. diesen auch hinsichtlich seiner magnetischen Eigenschaften nach außen hin ab. Zweckmäßiger- weise weist der Metallkern einen kreisförmigen Querschnitt auf. Insbesondere kann es von Vorteil sein, wenn der Metallkern konzentrisch zum umhüllenden, insbesondere kreisringför- migen, Kernprofil ausgebildet ist. Der Metallkern besteht zweckmäßigerweise aus Stahl, vorzugsweise Edelstahl. Ferner beträgt die Querschnittsfläche des Metallkerns zweckmäßi- gerweise 10 - 40 % der gesamten Querschnittsfläche des stabförmigen Profils.

Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass das Kernrpofil mit mindestens einer zusätzli- chen Wickel-Armierung helixförmig umwickelt ist. Zweckmäßigerweise enthält diese Wickel- Armierung, vorzugsweise endlose, Armierungsfasern. Diese Armierungsfasern können von einer Kunststoff-Umhüllung umhüllt sein, wobei die Kunststoff-Umhüllung zweckmäßiger- weise ebenfalls aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, also beispielsweise aus ABS, PA, PMMA, PC, PET, PE, PP, PS, PEEK oder PVC. Die Kunststoff-Umhüllung dient zum Schutz der Armierungsfasern und gewährleistet eine glatte, homogene Oberfläche der der Wickel-Armierung. Die Armierungsfasern können aus Glas und/oder Kohlenstoff und/o- der Basalt und/oder Naturfasern (z.B. Bambus, Flachs) und/oder Kunststoff, z.B. Aramid bestehen oder als Hybridfasern enthaltend eine Kombination mindestens zwei der vorge- nannten Materialien ausgebildet sein, also z.B. Glas / Kunststoff, Kohlenstoff / Kunststoff, Naturfasern / Kunststoff oder dergleichen. Insbesondere können die Armierungsfasern in Armierungs-Rovings zusammen gefasst sein, wobei vorzugsweise hybride Armierungs-Ro- vings mit Armierungsfasern aus mindestens zwei unterschiedlichen Materialien, verwendet werden. Sofern Kunststofffasern als Armierungsfasern eingesetzt werden, können diese ge- nerell ebenfalls thermoplastische Eigenschaften aufweisen, also beispielsweise aus ABS, PA, PMMA, PC, PET, PE, PP, PS, PEEK oder PVC bestehen. Zweckmäßigerweise ist die helixförmige Umwicklung in einer von der äußeren Oberfläche des Kernprofils gebildeten Nut eingebettet. Diese Nut kann beispielsweise beim Fertigungsprozess unmittelbar durch das Aufwickeln der zusätzlichen Armierung auf die noch nicht ausgehärtete Oberfläche des Kernprofils oder aber auch durch einen separaten Verfahrensschritt durch eine Einwalzen der Nut in die noch nicht ausgehärtete Oberfläche der Kernprofils erzeugt werden.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lehre besteht insbesondere darin, dass das so erhaltene Strangprofil vor seinem Einsatz, z.B. vor seiner Einbindung in Betonmaterial umgeformt, insbesondere winkelförmig gebogen werden kann, z.B. in einem rechten Win- kel. Für diesen Umformvorgang muss aufgrund der thermoplastischen Eigenschaften des stabförmigen Profils dieses lediglich bis zum Erreichen des schmelzflüssigen Zustand der Kunststoff-Matrix erwärmt werden, da die Verstärkungsfasern ohnehin flexibel sind. So kann z.B. das fertig hergestellte Strangprofil, zweckmäßigerweise nach einer stangenförmi- gen Ablängung, vor seinem Eingießen in Betonmaterial zu einem U-förmigen Bügel umge- formt werden. Es lassen sich also im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre insbesondere nach Herstellung des entsprechenden Strangprofils und vor dessen Einbindung in das Be- tonmaterial noch Veränderungen an der Geometrie des Profils vornehmen, um dieses an seinen speziellen Einsatzzweck anzupassen.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein gemäß dem vorbeschriebenen Verfahren hergestell- tes Strangprofil. Wie bereits erläutert, kann dieses insbesondere als Betonbauteil-Beweh- rungselement verwendet werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellen- den Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Strangprofils;

Fig. 2 ein alternatives erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren; Fig. 3 ein erfindungsgemäß hergestelltes Strangprofil in Form eines Betonbauteil-Be- wehrungselementes in einer Längsansicht,

Fig. 3a das Strangprofil gemäß Fig. 3 in einer Querschnittsdarstellung,

Fig. 3b eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einer der Fig. 3a entsprechen- den Darstellung,

Fig. 4 ein weiteres erfindungsgemäß hergestelltes Betonbauteil-Bewehrungselement in einer Längsansicht;

Fig. 5 das Betonbauteil-Bewehrungselement gemäß Fig. 4 in einer dreidimensionalen

Darstellung;

Fig. 5a einen vergrößerter Ausschnitt aus der Fig. 5;

Fig. 6 einen Querschnitt durch das in den Fig. 4 und 5 dargestellte Betonbauteil-Be- wehrungselement;

Fig. 7 eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung in einer der Fig. 6 ent- sprechenden Darstellung;

Fig.8a-c weitere Darstellungen des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 - 6;

Fig. 9 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung des Betonbauteil-Beweh- rungselementes gemäß Fig. 4 bis 6 und

Fig. 10 ein erfindungsgemäß hergestelltes Betonbauteil-Bewehrungselement nach sei- ner Umformung in einen U-förmigen Bügel

Die Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines thermoplastischen

Strangprofils 1. Das Strangprofil 1 wird mithilfe eines Strangproduktionsprozesses 3 herge- stellt. Während dieses Strangproduktionsprozesses 3 werden in die thermoplastische Matrix

4 des Strangprofils 1 endlose Verstärkungsglasfasern 5 integriert, die zunächst von Rollen

6 abgezogen und in einer Vorwärmstation 7 vorgewärmt werden. Erfindungsgemäß ist der Strangproduktionsprozess 3 als reaktive Pultrusion ausgebildet. Hierbei wird mittels eines Ziehwerkzeugs 8 das frisch hergestellte Strangprofil 1 über die endlosen Verstärkungsfa- sern 5 in Produktionsrichtung x aus dem beheizten Pultrusionswerkzeug 9 herausgezogen. Die reaktive Pultrusion 3 dient zur Herstellung eines endlos faserverstärkten thermoplasti- schen Kernprofils 10 (s.a. Fig. 3, 3a) des Strangprofils 1. Hierbei wird die thermoplastische Matrix 4 dieses Kernprofils 10 aus dünnflüssigen Monomeren und/oder reaktiven Oligome- ren - beide mit MO bezeichnet - hergestellt, die während der reaktiven Pultrusion 3 zum Thermoplast polymerisiert werden. Neben den Monomeren und/oder reaktvien Oligomeren MO werden der reaktiven Pultrusion 3 zur Führung der darin stattfindenden chemischen Reaktion Initiatoren I und Katalysatoren K zugesetzt. Im Ausführungsbeispiel werden zur Polymerisation des Thermoplasts die mit MO bezeichneten Monomere bzw. Oligomere in zwei Komponenten A und B der reaktiven Pultrusion zugeführt. Die Komponente A enthält Mono-/Oligomere MO sowie Initiatoren I, während die Komponente B neben den Mono-/Oli- gomeren MO Katalysatoren K enthält. Damit wird sichergestellt, dass erst im Pultrusions- werkzeug 9 ein Reaktionsgemisch enthaltend Mono-/Oligomere MO sowie Initiatoren I und Katalysatoren K vorliegt und somit die Polymerisation auch erst im Pultrusionswerkzeug 9 gestartet wird. Auch über die Beheizung des Pultrusionswerkzeugs 9 kann die Polymerisati- onsgeschwindigkeit gesteuert werden. Im Ausführungsbeispiel ist die thermoplastische Mat- rix 4 als PA-Matix, insbesondere PA6-Matrix ausgebildet. Das mit der reaktiven Pultrusion 3 hergestellte Kernprofil 10 wird im Wege einer Coextrusion 1 1 mit einer äußeren Beschich- tung 12, z.B. aus unverstärktem PA, versehen. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 fin det die Coextrusion 1 1 unmittelbar im Anschluss an reaktive Pultrusion 3 ohne Zwischen- kühlung statt. Hierbei ist das Coextrusionswerkzeug 13 unmittelbar hinter dem Austritt des Werkzeuges 9 für die reaktive Pultrusion 3 angeordnet und ummantelt das Kernprofil 10 on- line. Erst danach erfolgt die Abkühlung des coextrudierten Strangprofils 1 in einer Abkühl- vorrichtung 14, z.B. einem Wasserbad. Alternativ hierzu können die reaktive Pultrusion 3 und die Coextrusion 1 1 auch in einem gemeinsamen Werkzeug durchgeführt werden.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 hingegen erfolgt vor der ebenfalls online erfolgen- den Coextrusion 1 1 der Beschichtung 12 zunächst in einer Abkühlvorrichtung 14 eine Zwi- schenkühlung des Kernprofils 10. Dies ist insbesondere bei der Coextrusion einer ver- gleichsweise dicken Beschichtung 12 aufgrund des großen Wärmeeintrags von Vorteil, um das Kernprofil 10 vor der Coextrusion 11 zu stabilisieren. Die thermoplastische Matrix 4 des Kernprofils 10 wird wiederum als PA-Matrix ausgebildet. Die coextrudierte Beschichtung 12 besteht ebenfalls aus PA-Material 15, welches einem für die Coextrusion 11 vorgesehenen Extruder 16 zugeführt wird, und damit aus einem auf dem Kernprofil 10 sehr gut haftenden Polymer 15. Das Material 15 der Beschichtung 12 entspricht also im Ausführungsbeispiel dem Material der thermoplastischen Matrix 4 des Kernprofils 10. Nach der Coextrusion 1 1 der Beschichtung 12 wird das Strangprofil 1 in einer weiteren Abkühlvorrichtung 14‘ (z.B. einem Wasserbad) final abgekühlt und kalibriert. Ferner ist optional zwischen der ersten Ab- kühlvorrichtung 14 und der Coextrusion 1 1 eine weiteres Ziehwerkzeug vorgesehen (nicht dargestellt).

Die Fig. 3 und 3a zeigen ein erfindungsgemäß hergestelltes thermoplastisches Strangprofil 1 , welches beispielsweise mit den in Fig. 1 oder 2 beschriebenen Verfahren produziert wer- den kann. Im Ausführungsbeispiel ist das Strangprofil 1 als Betonbauteil-Bewehrungsele- ment ausgebildet. Der vergrößerte Querschnitt durch das Strangprofil 1 in Fig. 3a zeigt die in die thermoplastische Matrix 4 des Kernprofils 10 eingebetteten Verstärkungsfasern 5 so- wie die äußere Beschichtung 12 aus dem Beschichtungsmaterial 15. Der Gewichtsanteil der Verstärkungsfasern 5 im Kernprofil 10 beträgt im Ausführungsbeispiel mehr als 80 %. Die äußere Oberfläche des Kernprofils 10 ist von der Beschichtung 12 vollständig um- schlossen. Anhand einer vergleichenden Betrachtung der Figuren 3 und 3a ist erkennbar, dass die Beschichtung 12 periodisch entlang des Strangprofils 1 mit einer Oberflächenprä- gung 20 versehen ist, z.B. mit einem Randabstand a in Strangrichtung x von beispielsweise mindestens 1 cm. Hierbei weist die Oberflächenprägung 20 mehrere parallel nebeneinander verlaufende Rillen 22, die unter einem Winkel a schräg zur Strangrichtung (x) verlaufen. Dieser Winkel a kann beispielsweise 40 - 70° betragen. Durch die Oberflächenprägungen 20 wird beim Eingießen die Anbindung des Bewehrungselementes 1 an das Betonmaterial verbessert.

Anhand der Fig. 3a ist ferner erkennbar, dass das Strangprofil 1 zusätzlich einen Metallkern 50 (in den Verfahren gemäß Fig. 1 , 2 nicht dargestellt) aufweist, der vom Kernprofil 10 voll- ständig umschlossen ist. Sowohl der Metallkern 50 als auch das Strangprofil 1 weisen je- weils einen kreisförmigen Querschnitt auf, wobei der Metallkern 50 konzentrisch zum den Metallkern 50 umschließenden, ringförmigen Kernprofil 10 angeordnet ist. Der Metallkern 50 besteht im Ausführungsbeispiel aus Edelstahl. Der Durchmesser d des Metallkerns be- trägt im Ausführungsbeispiel die Hälfte des Strangprofildurchmessers D, so dass entspre- chend die Querschnittsfläche des Metallkerns 30 25 % der gesamten Querschnittsfläche des Strangprofils 1 beträgt. Das in Fig. 3, 3a dargestellte Strangprofile 1 kann durch den Zusatz von (nicht dargestellten) Farbpigmenten zum Material 15 der Beschichtung 12 vor dem Auftrag auf das Kernprofil 10 entsprechend eingefärbt werden. Neben dem Einsatz von z.B. Ruß für eine schwarze Einfärbung können auch Farbpigmente verwendet werden, die z.B. zu einer roten, grünen, blauen, grauen oder gelben Einfärbung des Strangprofils 1 führen. In den Ausführungsbeispielen nicht dargestellt, jedoch im Rahmen der Erfindung ebenfalls möglich ist es, dass die äußere Beschichtung 12 als Flüssigkeit und / oder Pulver auf das Kernprofil 10 aufgetragen und danach zu einer Lackschicht ausgehärtet wird.

Während in Fig. 3a die Beschichtung 12 vollflächig auf des Kernprofil 10 aufgetragen ist, also das Kernprofil 10 vollständig bedeckt, ist in Fig. 3b die Beschichtung 12 lediglich be- reichsweise auf das Kernprofil 10 aufgetragen. Die Beschichtung 12 ist hier streifenförmig in Richtung der Längsachse x des Strangprofils 1 ausgerichtet (eine Alternative ist eine he- lixförmige Bedeckung des Kernprofils 10 durch die streifenförmige Beschichtung 12) und bedeckt hierbei das Kernprofil 10 mit einem Bedeckungswinkel ß von z.B. 20 - 180 °, z.B.

50 - 130°. Durch die gestrichtelte Linie 12‘ in Fig. 3b ist angedeutet, dass die Beschichtung auch in Form mehrerer (z.B. zwei), insbesondere gleichmäßig, umfangsseitig voneinander beabstandeten Streifen 12, 12‘ aufgetragen sein kann, wobei auch hier für jeden Streifen die genannten Bedeckungswinkel ß geeignet sein können. Zweckmäßigerweise ist in die- sem Fall die Oberflächenprägung 20 auf allen Streifen 12, 12‘ aufgetragen.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen ein weiteres erfindungsgemäß hergestelltes Betonbauteil-Beweh- rungselement 1. Dieses enthält wiederum eine thermoplastische Matrix 4 sowie in die Mat- rix 4 integrierte, in Stabrichtung x ausgerichtete endlose Verstärkungsfasern 5 zur Armie- rung der Kunststoff- Matrix 4. Verstärkungsfasern 30a, 30b und thermoplastische Matrix 4 bilden gemeinsam das Kernprofil 10. In diesem Zusammenhang wird auf den vergrößerten Ausschnitt in der Fig. 3 verwiesen. Zur Armierung der thermoplastischen Matrix 4 werden die Verstärkungsfasern 30a, 30b enthaltene Hybridrovings 40 verwendet, welche als Ver- stärkungsfasern neben Glasfasern 30a auch Kunststofffasern 30b enthalten. Die Kunststoff- fasern 30b weisen ebenfalls thermoplastische Eigenschaften auf. Wie der Fig. 6 zu entneh- men ist, ist der Querschnitt des Strangprofils 1 wiederum kreisförmig ausgebildet und be- sitzt beispielsweise einen Durchmesser D von 8 bis 20 mm. Entsprechend beträgt die Quer- schnittsfläche des Stangprofils 1 hier mindestens 0,3 cm ² und höchstens 5 cm ² . Die thermo- plastische Matrix 4 besteht im Ausführungsbeispiel aus einem im Wege der reaktiven Pultrusion hergestellten Polyamid (PA). Wie insbesondere der vergrößerten Seitenansicht des Profils 1 gemäß Figur 8a zu entneh- men ist, ist das Kernprofil 10 mit einer zusätzlichen Wickel-Armierung 60 helixförmig umwi- ckelt. Diese Wickel-Armierung 60 weist eine thermoplastische Kunststoff-Umhüllung 70 so- wie von der Kunststoff-Umhüllung 70 eingeschlossene endlose Armierungsfasern 80a, 80b auf (s. Querschnitt durch die Wickel-Armierung 60 gemäß Fig. 8c). Die Armierungsfasern bestehen im Ausführungsbeispiel ebenfalls aus Glasfasern 80a sowie Kunststofffasern 80b. Die Armierungsfasern 80a, 80b sind in mehreren hybriden Armierungs-Rovings zusammen- gefasst (nicht näher dargestellt). In der Seitenansicht gemäß Fig. 8a ist erkennbar, dass die zusätzliche Wickel-Armierung 60 innerhalb einer von der äußeren Oberfläche des Kernpro- fils 10 gebildeten Nut 90 verläuft. Die Fig. 8b zeigt die aufgrund der Nut 90 profilierte äußere Oberfläche des Kernprofils 10 ohne Wickelarmierung 60. Die Nut 90 weist zwei schräg zur Strangrichtung x ausgerichtete Nutflanken 90a sowie einen parallel zur Strangrichtung x ausgerichteten Nutgrund 90b auf.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 weist das Profil 1 wiederum zusätzlich einen Me- tallkern 50 auf, der von der thermoplastischen Matrix 4 vollständig umschlossen ist. Auch hier weisen sowohl der Metallkern 50 als auch das Profil 1 insgesamt einen kreisförmigen Querschnitt auf, wobei der Metallkern 50 wiederum konzentrisch zur den Metallkern 50 um- schließenden, ringförmigen Kunststoff-Matrix 4 angeordnet ist.

Fig. 9 zeigt ein Verfahren zur Herstellung des in den Fig. 4 bis 8 dargestellten erfindungsge- mäßen Betonbauteil-Bewehrungselements 1. Es ist zu erkennen, dass in einem ersten Ver- fahrensschritt von mehreren Rollen 100 einzelne, jeweils Glas- und Kunststofffasern 30a, 30b enthaltende Hybridrovings 40 abgewickelt werden, welche sodann in den gegenüber den Fig. 1 , 2 vereinfacht dargestellten Strangproduktionsprozess 3 einlaufen, der wiederum als reaktive Pultrusion ausgebildet ist. Die Hybridrovings 40 können vor der reaktiven Pultrusion im Bedarfsfall vorgewärmt werden, z.B. mittels eines IR-Strahlers (nicht darge- stellt). Die Hybridrovings 40 werden im Strangproduktionsprozess 3 von der thermoplasti- schen Matrix 4 ummantelt, welche das Kernprofil 10 bildet. In einer daran anschließenden Vorrichtung 120 erfolgt das Profilieren der Oberfläche des Kernprofils 10, bei dem die Nut 90 gemäß Fig. 8a, 8b erzeugt wird (z.B. durch einen separaten Verfahrensschritt mittels ei- nes Einwalzens der Nut 90 in die noch nicht ausgehärtete Oberfläche des Kernprofils 10), sowie das helixförmige Umwickeln dieser Oberfläche im Bereich der Profilierung (z.B. im Bereich des Nutgrundes 90b) mittels der zusätzlichen Wickel-Armierung 60. Rechts in der Fig. 9 ist angedeutet, dass sowohl die Variante ohne Metallkern (Fig. 6) als auch die Vari- ante mit Metallkern 50 (Fig. 7) mittels des beschriebenen Herstellungsverfahrens erzeugt werden kann, wobei bei letzterem entsprechend auch der Metallkern 50 in die reaktive Pultrusion 3 einläuft (nicht näher dargestellt).

Fig. 10 zeigt ein erfindungsgemäß hergestelltes Betonbauteil-Bewehrungselement (z.B. wie in den Fig. 1 bis 9 dargestellt) in Form eines stabförmigen Strangprofils 1 vor seiner Einbin dung in Betonmaterial. Es ist erkennbar, dass das Strangprofil 1 nach seiner Herstellung mehrfach winkelförmig gebogen wurde, so dass es einen U-förmigen Bügel mit drei Schen- kein 130 bildet. Hierdurch wird das Profil 1 vor dem Eingießen in das Betonmaterial an sei- nen konkreten Einsatzzweck zur Armierung des entsprechenden Betonbauteils angepasst.