Mehrschichtenbauplatte und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrschichten bauplatte mit Biegungskräfte aufnehmenden Zwischen schichten, wobei einzelne Schichten aus erhärtendem Werkstoff bestehen, und auf das Verfahren zur Her stellung derartiger Mehrschichtenbauplatten.
Derartige Mehrschichtenbauplatten sind bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt; sie zeigen jedoch den Nachteil, dass sie keine genügend hohe Biege- und Stossfestigkeit haben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Mehr schichtenbauplatte zu schaffen, die bei beweglichem Aufbau, wobei der Charakter als einheitliches (festes) Bauelement gewahrt bleibt, eine hohe Biegefestigkeit oder Biege- und Stossfestigkeit besitzt. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung derartiger Mehrschichtenbauplatten zu schaffen.
Erfindungsgemäss sind bei einer Mehrschichtenbau- platte mit einer oder mehreren Biegungskräfte auf nehmenden Zwischenschichten, wobei einzelne Schich ten aus erhärtendem Werkstoff bestehen, die die Schich ten verbindenden Mittel flexibel oder elastisch ausge bildet.
Erfindungsgemäss werden bei einem Verfahren zum Herstellen von Mehrschichtenbauplatten mit Biegungs- kräfte aufnehmenden Zwischenschichten, wobei einzelne Schichten aus erhärtendem Werkstoff bestehen, von Nadeln oder Kanülen Einzelfäden in die Schichten einge zogen und diese Einzelfäden unter Bildung von beid seitig der Schichten vorstehenden Enden abgeschnitten.
Aufgrund ihrer Verbindungsmittel haben die ein zelnen Schichten einer erfindungsgemässen Mehrschich- tenbauplatte in ihrer Flächenebene die Möglichkeit, sich gegeneinander in den durch das unterschiedliche Dehnungsverhalten gegebenen Grenzen zu verschieben. Gegenüber bisher bekannten Mehrschichtenbauplatten wird somit ein Abscheren vermieden. Insbesondere den äusseren Schichten ist die Möglichkeit gegeben, sich in ihren Ebenen nach allen Richtungen hin zu bewegen, ohne dass die Schichten auseinanderfallen.
Soweit bereits Mehrschichtenbauplatten mit äusseren Betonschichten mit eingebetteten starren Armierungs- stäben bekanntgeworden sind, so sind diese Stäbe bie- gungsstabil und verbinden die einzelnen Schichten starr miteinander.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bauplatte als Mehrschichtenbauelement zu schaffen, bei der die har ten und weichen Schichten beweglich und elastisch in ihren Schichtenebenen miteinander verbunden sind, ohne dass die Bauplatte ihren Charakter als festes Bauelement verliert.
Gemäss der Erfindung ist eine Mehrschichtenbau- platte mit einer oder mehreren Biegungskräfte aufneh menden Zwischenschichten, wobei einzelne Schichten aus erhärtendem Werkstoff bestehen, dadurch gekenn zeichnet, dass die die Schichten verbindenden Mittel flexibel oder elastisch ausgebildet sind.
Als flexible Verbindungselemente können Glieder ketten, mit Ösen versehene Drahtstifte oder als be sonders bevorzugte Elemente, wenn diese Verbindungs elemente aus Metall eine noch zu hohe Wärmegleit- fähigkeit aufweisen, Textil-, Kunststoff-, Glasseiden fäden oder dergleichen zur Verwendung kommen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die biegungsschwachen (weichen) Schichten beispiels weise aus Kunstschaum, wie hochaufgeschäumten Schaumkunststoffschichten auf der Basis von Polystyrol, Polyurethan, Polyester oder dergleichen. Diese Schaum schichten sind die isolierenden Elemente dieser Aus führungsform des erfindungsgemässen Bauelementes. Die biegungsstarken Schichten können vorzugsweise aus stossunempfindlichen Schichten, beispielsweise auf der Basis von Gips, Zement, Massivkunststoff oder der gleichen, bestehen.
Durch die genannten Verbindungsmittel haben die einzelnen Schichten in ihrer Flächenebene die Möglich keit, sich gegeneinander in den durch das unterschied liche Dehnungsverhalten gegebenen Grenzen zu ver schieben. Gegenüber bisher bekannten Mehrschichten bauplatten wird somit ein Abscheren oder dergleichen vermieden. Insbesondere den vorzugsweise stossfesten Schalz-n ist die Möglichkeit gegeben, sich in ihren Ebenen nach allen Richtungen hin zu bewegen, ohne dass die Bauelemente auseinanderfallen.
Die Verbindungselemente haben bei entsprechender Ausbildung selbstverständlich eine solche Zugfestigkeit und sind über die Fläche des Bauelementes quer durch diese hindurchgreifend so zahlreich angeordnet, dass die Schalen oder Schichten nicht voneinander abgeho ben werden können. Die Druckfestigkeit von biegungs- schwachen Schichten aus Schaumstoff oder auch aus Glaswolle reicht aus, um ein Zusammendrücken des Bauelementes zu verhindern, so dass dieses nach aussen starr ist.
Ein derartiges Bauelement zeigt einerseits günstige Isolierungswerte, insbesondere zur Wärmeisolierung, und anderseits eine vorteilhafte Biegefestigkeit, die sie für die genannten Verwendungszwecke geeignet machen.
Das Einbetten oder Ankleben von über die bie- gungsschwachen Schichten vorstehenden Verbindungs elementen in bzw. an die vorzugsweise äusseren biegungs- starken Schichten hat den Vorteil, dass sie festgelegt sind und bei längeren Fäden kein Herausziehen möglich ist.
Es kann besonders vorteilhaft sein, zur Erhöhung der Biegezugfestigkeit der Bauelemente die äusseren Flächen der biegungsschwachen Schichten mit Beweh- rungselementen zu versehen. Hier können Gewebe aus Jute, Glasseidendraht oder dergleichen sowie Vliese aus Glasfäden oder Textilien verwendet werden. Es können aber auch Moniereisen, Moniereisenmatten, Drahtgeflechte oder dergleichen benutzt werden, so dass die Verbindungselemente in den Werkstoffen gut ver ankert werden, in welche diese Bewehrungselemente eingebettet sind.
Als Schichtstoffe für die äusseren harten Schichten oder als innere weiche Schichten können auch andere Binde- oder Füllstoffe verwendet werden; sie sollen lediglich in erstarrtem Zustand bessere oder gleich gute Biege-, Zug- oder Stossfestigkeiten besitzen und vorzugs weise feuerhemmend sein.
Zwischen die einzelnen Schichten können auch Plat ten aus Metall, Papier, Kunststoff oder dergleichen oder Gewebe aus den genannten Werkstoffen eingeord net, insbesondere einkaschiert werden.
Sowie auch einzelne Platten aus Schaumstoff vor zugsweise auf der Basis von Polystyrol bei einer erfin dungsgemässen Platte in Schichten übereinanderliegen können, können auch jeweils in einer Schicht mehrere gleich- oder unterschiedlich grosse Abschnitte eingelegt sein. Ihr Format ist beliebig und wird in günstiger Weise dem Verwendungszweck angepasst.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. la einen senkrechten Querschnitt durch eine 5-Schichtenplatte mit eingezogenen, biegsamen, in den äusseren Schichten verankerten Haltefäden, Fig. 1b einen senkrechten Querschnitt durch die mittleren Schichten derselben Platte mit eingezogenen Haltefäden, Fig. 2a einen senkrechten Querschnitt durch eine andere 5-Schichtenplatte mit eingezogenen, in den äu sseren Schichten verankerten Gliederhalteketten,
Fig. 2b einen senkrechten Querschnitt durch eine weitere 5-Schichtenplatte mit eingezogenen, in den äu sseren Schichten verankerten Haltestäben, Fig. 3 einen senkrechten Querschnitt durch eine nochmals abgeänderte 5-Schichtenplatte mit zwei in verschiedenen Schichten versetzt zueinander eingezoge nen, in der äusseren und der mittleren Schicht veran kerten Haltefäden.
Eine Mehrschichtenbauplatte gemäss der Erfindung besitzt bzispielsweise zwei äussere druckfeste Schichten oder Schalen 10a und 10b sowie eine oder mehrere ebenfalls biegungssteife oder biegungsfeste mittlere Schichten 11 aus Zement, Gips oder dergleichen.
Zwischen diesen biegungssteifen Schichten oder Plat ten 10a, 10b, 11 sind ein oder mehrere biegungs- schwache Schichten 12a, 12b aus Glaswolle, Schaum kunststoff oder dergleichen eingelegt, denen besondere isolierende Eigenschaften zukommen.
Dabei können die Schaumkunststoffschichten 12, 12b mit offenen oder geschlossenen Poren oder Bläs chen ausgestattet sein, je nach ihrer isolierenden und festigkeitsmässigen Aufgabe innerhalb des Mehrschich- tenbauelementes.
Zwischen der äusseren harten Schale 10a bzw. 10b und der weicheren Isolierschicht 12a, 12b können bei spielsweise lockere Gewebeeinlag.-n 13a, 13b aus Jute, Textilien, Draht, Glasseide oder dergleichen eingeschal tet sein, die in der Lage sind, ebei:fülls E:gu:.@sl;räf@e aufzunehmen.
Zusammengehalten werden die einzelnen Schichten, Platten, Lagen oder dergleichen 10 bis 13 durch ein oder mehrere schlangenlinienförmig, mäanderförmig, vorzugsweise senkrecht zur Plattenebene hindurchge führte Fäden 14, beispielsweise Textil-, Glasseiden-, Drahtfäden oder dergleichen.
Diese di;. Schichten zu sammenhaltenden Fäden, Ketten (Fig. 2a) Drahtstäbe (Fig. 2b) oder dergleichen durchgreifen die mittleren Schichten 10 bis 12 und sind in den äusseren Schichten 13 derart isoliert, dass die einzelnen Schichten oder Platten sich zwar in ihren Ebenen in gewissen Grenzen gegeneinander verschieben können, jedoch zu einer kom pakten Mehrschichtenplatte ohne wesentlichen Zwi schenraum miteinander verbunden sind.
Bei der Ausführung nach Fig. 2a sind gelenkige Gliederketten 15 eingezogen, während bei der Ausfüh rung nach Fig. 2b Drahtstäbe 16 eingelassen sind, die mittels Ösen 16a ineinandergreifen.
Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 sind anstelle eines alle Schichten durchgreifenden Fa dens zwei Fäden 17a, 17b eingezogen, die ebenfalls in den äusseren Schichten 10a, 10b verankert sind und zusätzlich beide durch die mittlere Schicht 11 fest gehalten werden.
Die Herstellung einer derartigen Mehrschichtenplatte erfolgt zweckmässig in der Weise, dass auf eine mittlere Schicht 11 aus erhärtetem oder noch plastischem Gips, Zement oder dergleichen eine Schaumkunststoffplatte beidseitig gelegt wird. Dann wird das Verbindungsele ment durch diese drei Schichten hindurchgeführt, so dass die Enden bzw. die Verbindungsstücke auf beiden Seiten frei hervorstehen. Anschliessend werden die äu sseren Schichten derart aufgestrichen, dass sich diese Enden oder Verbindungsstücke darin einbetten und nach dem Erhärten fest darin verankert sind.
Das Zwischenlegen von Textilgeweben, Jutegeweben oder dergleichen in lockerem Zustand gestattet es, die Enden der Zwischenstücke der Verbindungselemente, wie Fäden, Ketten, Draht oder dergleichen, ohne beson dere Hilfsmittel in den äusseren Schichten zu verankern, da die plastischen Massen in die lockeren Gewebe ein dringen und damit auch die Enden und Verbindungs stücke in sich aufnehmen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Fäden 17a bzw. 17b jeweils zunächst durch die bie- gungsschwachen Schichten 12a bzw. 12b hindurchge zogen; dann sind zur Bildung der mittleren Schicht 11 beide Schichten 12a, 12b einseitig mit Gips, Zement oder dergleichen dünn beschichtet und anschliessend gegebenenfalls unter Zugabe weiteren Gipses, Zementes oder dergleichen zur Dreischichtenplatte durch Auf einanderlegen zusammengefügt, wobei die Gipsschich ten eine einzige Schicht bilden. Danach sind die äusseren Schichten zur Verankerung der nach aussen vorstehenden Fäden, Stücke oder dergleichen hergestellt.
Bei der fertigen Bauplatte liegen die einzelnen Schichten oder zumindest einige der Schichten lose aneinander. Dabei halten die Verbindungsfäden, Ketten oder dergleichen die einzelnen Schichten fest zusammen, da sie sich nicht in der Länge verändern können. Den Schichten, insbesondere den Schalen, ist nur die Mög lichkeit gegeben, sich in ihrer Flächenebene nach allen Richtungen hin zu bewegen. Durch das Einbetten der Verbindungsfäden oder dergleichen in einzelnen Schich ten oder äusseren Begrenzungsschichten zeigen die Bau platten eine glatte Oberfläche.
Es können zur Erhöhung der Biegezugfestigkeit der Mehrschichtenbauelemente zusätzlich einzelne Schich ten, insbesondere die äusseren Schichten, stärker be wehrt werden, um höhere Festigkeitseigenschaften zu erzielen. Jede Schicht oder Schale kann nun ein der jeweiligen Temperatur entsprechendes Volumen ein nehmen, ohne zu Spannungen zu führen, welche zu Zerstörungen Anlass geben könnten.
Die Druckfestigkeit der Schaumschichten oder Glas wolleschichten reicht aus, um ein Zusammendrücken des Gesamtkörpers zu verhindern. Der Gesamtkörper zeigt eine sehr günstige Biegefestigkeit einerseits und eine sehr vorteilhafte Isolierfähigkeit anderseits.
Die Abmessungen der einzelnen Schichten erfin dungsgemässer Mehrschichtenbauplatten richten sich je weils nach den baulichen Gegebenheiten.
Es können beispielsweise die äusseren biegefesten (stossfesten) Schichten eine Stärke von 15 bis 25 mm jeweils haben, während die mittlere biegefeste Schicht und die dazwischenliegenden biegeschwachen Schichten jeweils eine Stärke von 10 bis 20 mm aufweisen, so dass unter Einschluss der Zwischenräume zwischen den Schichten bzw. der eingelegten Füllschichten aus Ge webe, wie Jute oder dergleichen, sich eine Gesamt stärke von 60 bis 120 mm ergeben kann.
Eine solche Mehrschichtenbauplatte hat die isolie renden Eigenschaften einer mehrfachen Mauerstein wand, wobei sie bei hoher Biegefestigkeit pro m3 we sentlich leichter an Gewicht ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die einzelnen Schichten einer erfindungsgemässen Bauplatte durch Einzelfäden 20 oder Einzeldrähte oder dergleichen zusammengehalten, die jeweils für sich mit tels einer den Faden oder Draht oder dergleichen ein führenden Nadel, Kanüle oder dergleichen durch die weichen Schichten 21 hindurchgesteckt werden, derart, dass mindestens eines der Enden, vorzugsweise beide Enden, über die weiche Schicht 21 vorstehen, um in oder an den äusseren harten Schichten 22 und 23 ver ankert werden zu können. Wie die Fig. 4 bis 6 zeigen, wird dazu ein Faden 20 mittels einer Nadel oder Kanüle 24 durch die weiche Schicht 21 hindurchgesteckt, und zwar derart,
dass bei feststehender Nadel oder Kanüle 24 die weiche Schicht 21 angehoben wird.
In Fig. 4 sind die Phasen dieses Arbeitsvorganges als Einzelphasen a-f wiedergegeben.
Wenn die weiche Schicht die Spitze der Kanüle 24 erreicht hat, legt sich das vorstehende Ende des Fa dens 20 seitlich um. Ist gemäss Phase c die Kanüle 24 durch die weiche Schicht 21 hindurchgetreten und fällt durch sein Schwergewicht das Fadenende wieder nach unten, so ergreifen gemäss Phasen d und e Halteelemente, wie Haltebecken 25, das Ende des Fadens 20 und halten dieses fest, wobei diese Haltebecken und die weiche Schicht wieder nach unten gehen.
Nachdem die Kanüle 24 aus der weichen Schicht 20 hinausgetreten ist, wird der Faden durch ein Messer oder dergleichen 25 derart durchgeschnitten, dass der Faden einerseits zwi schen neuem Arbeitsgang ein Stück aus der Kanüle 24 noch vorsteht und anderseits über der weichen Schicht 21 ebenfalls ein Ende freibleibt, das ebenso wie das untere Ende in die beidseitigen harten Schichten 22 und 23 eingebettet wird, wie dieses die Fig. 6 zeigt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, gleichzeitig eine grosse Anzahl Kanülen oder Nadeln mit Fäden oder Drähten über die Fläche einer weichen Schicht zu ver teilen, um gleichzeitig jeweils einen gesonderten Faden 20 einzuführen.
Fig. 5 zeigt eine weiche Schicht 21 mit fertig einge führten Fäden, deren Enden beispielsweise 10 bis 20 mm beidseitig vorstehen.