AT409245B - Bauelement sowie ein verfahren zu dessen herstellung - Google Patents
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Description
<Desc/Clms Page number 1> Die Erfindung betrifft ein Bauelement bestehend aus einer Kernschicht aus geschäumtem Kunststoff und beidseitig an diese angebrachten Kunststoff-Aussenschichten, wobei Kernschicht und Kunststoff-Aussenschichten durch Versteifungsmaterialien von einander getrennt sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung dieses Bauelementes. Bauelemente dieser Art sind vorbekannt, wobei als Versteifungsmatenalien insbesondere Metallbleche eingesetzt werden. Diese Metallbleche, vorzugsweise aus Aluminium, haben die Funktion der Steifigkeitserhöhung und werden mit der Kernschicht bzw. den angrenzenden Aussenschichten vollflächig verklebt. Diese Verklebung kann relativ einfach im kontinuierlichen Betrieb, beispielsweise durch beidseitiges Anbringen einer Kleberschicht an die Blechbänder, bereitgestellt werden. Unter Einsatzbedingungen, bei denen das Bauelement hohen Schubkräften bzw hohen thermischen Spannungen ausgesetzt ist, ist jedoch eine hohe Verbundsteifigkeit notwendig, welche sich jedoch mit einer derartigen Verklebung nicht ohne weiteres erreichen lässt. Aus der US-A 4 379 203 sind zwar Integralschaumstoffkörper bekannt, welche aus einer aufschäumbaren Harzschicht als Kernschicht und an diese anschliessenden Aussenschichten bestehen, wobei Aussenschicht und Kernschicht offenbar kleberfrei miteinander verbunden sind. Tatsächlich hat das eingesetzte Polyurethan die Funktion eines Reaktivklebers, so dass während der diskontinuierlichen Herstellung des Schaumstoffkörpers nach dem Molding-Verfahren eine punktuelle Verklebung der Schichten untereinander auftritt. Weiters haben Polyurethane, wie für Duroplaste üblich, die Eigenschaft nach dem Aushärten spröde zu werden, was deren Weiterverarbeitbarkeit erschwert. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Bauelement bereitzustellen, welches sich durch erhöhte Verbundfestigkeit bei gleichzeitiger einfacher und rationeller Herstellung sowie zufnedenstellen- der Weiterverarbeitbarkeit auszeichnet. Erfindungsgemäss wird daher ein Bauelement der eingangs genannten Art vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kernschicht und die Aussenschichten aus thermoplastischen Materialien, die untereinander verschweissbar sind, bestehen, dass die Versteifungsmaterialien perforiert sind und kleberfrei über die bei der Herstellung des Bauelementes ausgebildeten Schweissfugen sowohl mit der Kernschicht als auch mit den Aussenschichten in Verbindung stehen Der technische Effekt der Perforation im Versteifungsmaterial ist darin zu sehen, dass eine Verbindung hoher Verbundfestigkeit mit den angrenzenden Schichten bereitgestellt wird, welche ohne zusätzlichen Kleber, sondern allein durch die Schweissfugen zwischen den Schichten untereinander erzeugt wird Ferner ist durch die Perforation in den Versteifungsmaterialien eine Gewichtsreduktion des endgefertigten Bauteils insgesamt gewährleistet Die Spannungen im Kunststoffverbund, bedingt durch das unterschiedliche Schrumpfverhalten der unterschiedlichen Materialien, werden durch die Perforation im Versteifungsmaterial wesentlich reduziert, so dass das erfindungsgemässe Bauteil spannungsfreier und damit planer und dimensionsstabiler als bekannte Bauteile ist. Weiters lassen sich die endgefertigten Bauteile aufgrund der Thermoplastizität der eingesetzten Materialien zufriedenstellend weiterverarbeiten Das perforierte Versteifungsmaterial kann vorteilhafterweise ein Metallblech, vorzugsweise aus Stahl, Aluminium oder Metalllegierungen sein. Die Perforation kann lochartig, schlitzförmig oder in Form eines Gitters oder Siebes ausgebildet sein. Ferner ist es jedoch auch möglich, das perfonerte Versteifungsmaterial in Form von Geweben, Matten oder Faserverbunden, wie faserverstärkten Platten bereitzustellen. Die dabei eingesetzten Materialien können anorganischer oder organischer Natur sein Als thermoplastische Materialien, der Kernschicht und der Aussenschichten eignen sich vorzugsweise Polyolefine wie PE oder PP und/oder Polyamide (PA) und/oder Polystyrol (PS), und/oder Styrolpolymerisate wie ABS, ASA oder SAN sowie thermoplastische Polyester wie PET oder PBT Das erfindungsgemässe Bauelement kann dadurch hergestellt werden, dass an die in einem Extruder bereitgestellte und aufgeschäumte Kunststoffschmelze der Kernschicht beidseitig Verstei- fungsmaterial-Schichten herangeführt werden, auf welche in der Folge die in weiteren Extrudereinheiten bereitgestellte Kunststoffschmelze der Aussenschichten aufgebracht wird. Durch die Perforation innerhalb des Versteifungsmaterials wird nunmehr die Schmelze sowohl der Kern- als auch der Aussenschicht durchgedrückt, so dass in der Folge durch Verpressen, beispielsweise in einer Doppelbandpresse, eine Verbindung in Form von Schweissfugen zwischen den jeweiligen <Desc/Clms Page number 2> Schichten ausgebildet wird. Die Erfindung wird nunmehr anhand der Figuren 1 und 2 sowie einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Fig. 1 zeigt das erfindungsgemässe Bauelement (1), bestehend aus der Kernschicht aus geschäumtem Kunststoff (2), an weiche beidseitig die Aussenschichten (3) - ebenso aus Kunststoff anschliessen. Zwischen der Kernschicht (2) und den Aussenschichten (3) sind die perforierten Versteifungsmaterialien (4) vorgesehen. Diese sind über die Schweissfugen (5) mit den angrenzenden Aussenschichten (3) bzw. der Kernschicht (2) verbunden. Fig. 2 zeigt nunmehr das erfindungsgemässe Bauelement (1) mit aufgenssener Deckschicht (3). Daraus ist zu ersehen, dass das perforierte Versteifungsmaterial (4) sowohl mit der Kernschicht (2) als auch mit der Deckschicht (3) in Verbindung steht. Die Verbindung wird durch die Schweissfugen (5) - in diesem Fall nicht dargestellt - erzeugt. Die Herstellung des erfindungsgemässen Bauelementes wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert: Das erfindungsgemässe Bauelement (1) kann in einer an sich bekannten Anlage, bestehend aus Extrudern sowie nachgeschalteter Doppelbandpresse zur Kalandnerung hergestellt werden. In einer Extrudereinheit wird dabei die Kunststoffschmelze für die Kernschicht, welche zum Aufschäumen zusätzlich Treibmittel enthalten kann, bereitgestellt. Diese Kunststoffschmelze kann beispielsweise aus Polypropylen in Granulatform hergestellt werden. Auf diese werden beidseitig die perforierten Versteifungsmaterial-Schichten (4), vorzugsweise in einer Dicke von 0,1 -1,0 mm angebracht, wodurch eine deutliche Erhöhung der Steifigkeit des Bauteils bewirkt wird. Es kann dabei beispielsweise eine etwa 0,5 mm dicke, perforierte Aluminiumfolie eingesetzt werden. Auf diese perforierte Aluminiumfolie werden in der Folge die Kunststoffschmelzen für die Aussenschichten (3) aufgebracht. Diese können ebenso wie die Kernschicht aus Polypropylen bestehen und werden in separaten Extrudereinheiten aus dem entsprechenden Kunststoff-Ausgangsmaterial hergestellt Bedingt durch die Perforation im Versteifungsmaterial, beispielsweise in der vorgenannten Aluminiumfolie (4), kann sowohl die Schmelze der Aussenschichten (3) als auch die Schmelze der Kernschicht (2) durch die Perforation durchdringen, so dass eine Art "Schmelzeverbund" gebildet wird. Die für das endgefertigte Bauteil (1) notwendige Verbundhaftung wird durch das Verpressen dieses "Schmelzeverbundes" in einer nachgeschalteteten Doppelbandpresse erzeugt und wird in Form der Schweissfugen (5) dargestellt. Ferner wird durch den in der Doppelbandpresse angebrachten Anpressdruck das endgefertigte Bauteil entsprechend kalibriert. Anschliessend wird das Bauteil abgekühlt und kann beispielsweise in Plattenform abgesägt werden. Da es sich bei dem erfindungsgemässen Bauelement um ein äusserst dimensionsstabiles Teil handelt, kann dieses in einfacher Weise weiterverarbeitet werden, beispielsweise durch Fräsen, Nageln oder Sägen. Ferner ist das erfindungsgemässe Bauteil witterungsstabil, so dass es nicht nur im Innen- sondern auch im Aussenbereich eingesetzt werden kann Eine besonders bevorzugte Anwendung ist jene im Aussenbereich zum Verschalen von Bauwerken PATENTANSPRÜCHE: 1. Bauelement bestehend aus einer Kernschicht aus geschäumtem Kunststoff und beidseitig an diese angebrachten Kunststoff-Aussenschichten, wobei Kernschicht und Kunststoff- Aussenschichten durch Versteifungsmaterialien voneinander getrennt sind, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Kernschicht und die Aussenschichten aus thermoplastischen Maten- alien, die untereinander verschweissbar sind, bestehen, dass die Versteifungsmatenalien perforiert sind und kleberfrei über die bei der Herstellung des Bauelementes ausgebildeten Schweissfugen sowohl mit der Kernschicht als auch mit den Aussenschichten in Verbindung stehen.
Claims (1)
- 2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastischen Mate- rialien der Kernschicht und der Aussenschichten aus Polyolefinen wie PE oder PP, und/oder Polyamiden (PA) und/oder Polystyrol (PS) und/oder Styrolpolymerisaten wie ABS, ASA oder SAN, sowie thermoplastischen Polyestern wie PET oder PBT bestehen. <Desc/Clms Page number 3> 3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das perforierte Verstei- fungsmaterial ein Metallblech, vorzugsweise aus Stahl, Aluminium oder Metallegierungen, ist.4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Perfora- tion lochartig, schlitzförmig oder in Form eines Gitters oder Siebes ausgebildet ist.5. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das perforierte Versteifungs- material in Form von Geweben oder Faserverbunden, wie faserverstärkten Platten, vor- liegt.6. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Geweben, Matten oder Faserverbunden eingesetzten Materialien anorganischer oder organischer Natur sein können.7. Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da- durch gekennzeichnet, dass an die in einem Extruder bereitgestellte und aufgeschäumte Kunststoffschmelze der Kernschicht beidseitig perforierte Versteifungsmaterial-Schichten herangeführt werden, auf welche in der Folge die in weiteren Extrudereinheiten bereitge- stellten Kunststoffschmelzen der Aussenschichten aufgebracht werden, wobei durch die Perforation im Versteifungsmaterial die Schmelze sowohl der Kernschicht als auch der Aussenschichten durchdringt, sodass durch Verpressen eine Verbindung in Form von Schweissfugen zwischen den jeweiligen Schichten ausgebildet wird.HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNGEN
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