DE10050624A1 - Leichtbauplatten aus textilen Zweiwandgewebe mit expandiertem Polystyrol (EPS) - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Bauplatten und Bauelemente aus textilem Zweiwandgewebe, die mit ex­ pandiertem Polystyrol ausgeschäumt sind und als Stützmaterial sowie als Formteile für Wände, Decken, Trägerelemente und ähnliche Verwendungszwecke eingesetzt werden können.

Man kennt Zweiwandgewebe für den Baubereich heute als Schalung für Betoneinfüllungen. Wandelemente werden zumeist durch das Verfüllen von Zweiwandgeweben mit Beton herge­ stellt, so daß das Zweiwandgewebe als Schalung dient. Beschichtete Zweiwandgewebe werden für pneumatisch gestaltete Zwecke eingesetzt, z. B. als Zelte oder als Kissen zur Unterstützung technischer Arbeiten. Ebenfalls kennt man beschichtete Zweiwandgewebe im Lüftungsbereich und mit Sand gefüllt im Schallschutz. Im Hochbau werden Textilgewebe bis heute in geringem Maße verwendet, meist in der Oberflächengestaltung.

Derartige Zweiwandgewebe-Produkte weisen wesentliche Nachteile auf. Für besonders hohe Gebäude, für erdbebengefährdete Hochbauten, für die Luft- und Raumfahrt sowie den Einsatz im Bau mit Fertigbauelementen benötigt man tragende, jedoch leichte Bauplatten. Die gegenwärti­ gen Produkte sind entweder sehr schwer (Betonfüllung) oder genügen statischen Anforderungen nicht (Luftfüllungen). Die heutige Leichtbautechnik hat den Nachteil, daß sie zwar feuerfeste und verbindungssteife Produkte herstellen kann, jedoch im Regelfall als Maß- bzw. Einzelanfer­ tigungen mit hohen Material- und Produktionskosten, so daß ein Einsatz im zivilen Baubereich zumeist nicht in Betracht kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zweiwandgewebe als stabile, selbsttragende Wände und Decken, Träger, Dächer und Gauben, sowie für den Einsatz im Luftschiff und allgemeinen Luftfahrtbereich u. ä. zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein textiles Zweiwandgewebe, das zwischen den zwei Gewebeflächen zahl­ reiche Verbindungsfäden besitzt, die beide Gewebewände miteinander verbinden und einen ma­ ximalen Abstand zwischen den Gewebewänden vorgeben, mit expandierbarem Polystyrol (EPS) befüllt werden. Das EPS härtet nach dem Einfüllen aus und ergibt zusammen mit den Gewebefä­ den und Gewebewänden eine feste Platte mit hoher statischer Festigkeit.

Das Zweiwandgewebe wird während der Produktion stark vorgespannt und mit expandierbaren Polystyrol (EPS)-Kügelchen ausgefüllt, die bereits vorgeschäumt sind. Sodann erfolgt ein Bedämpfungsvorgang auf einem die Gewebeflächen spannenden Siebband, so daß das Gewebe in der Fläche stabil bleibt. Nach dem Auskühlen läßt man Luft hineindiffundieren.

Das Material der textilen Gewebewände und Verbindungsfäden ist verwendungsspezifisch va­ riabel und besteht insbesondere aus Kohlefasern, Glasfasern, keramischen Fasern, Mischfasern u. ä.

Die Bauplatten erhalten ihre hohe Festigkeit durch das Zusammenspiel der zwei Gewebelagen, den zahlreichen Verbindungsfäden zwischen ihnen und das ausfüllende und verklebende EPS. Hierdurch kann die Bauplatte bei den unterschiedlichen Belastungen nicht abscheren und nicht so leicht zusammengestaucht werden, als wären die Materialien einzeln zusammengebrachte Elemente.

Aufgrund der Zweck- und Einsatzvielfalt können sich derartig gestaltete Leichtbauplatten im Markt besonders wegen ihrer offensichtlich einfachen industriellen Fertigung zu einer Schlüs­ seltechnologie entwickeln, da die Leichtbauplatten in der beschriebenen Materialzusammenset­ zung sämtliche Definitionen für hochfest, beständig, feuerfest etc. erfüllen können, sowie in Wandstärken von wenigen Millimetern bis zu einem Meter und eventuell mehr herstellbar sind. In der Luftfahrt- und Hochbautechnik werden derartige leichte, hochfeste Leichtbauplatten, die industriell ohne viel Handarbeit kostengünstig hergestellt werden können, insbesondere für Wand- und Deckenstrukturen benötigt.

Es ist vorteilhaft, nach dem Hineindiffundieren der Luft in einem Vakuumverfahren die Luft wieder zu entziehen und die verschweißten EPS-Kügelchen mit Helium oder einem anderen Gas zu füllen. Hierbei kann der Materialinnendruck eingestellt werden. Mit Reaktionsharz, z. B. Epoxydharz, werden die Außenflächen versiegelt. Auf diese Weise kann ein individuell regulier­ barer Innendruck in der Platte erzeugt werden. Über dieses Verfahren kann beispielsweise für die Verwendung als Leichtbauteil in der Luftfahrttechnik eine besondere Stabilität erreicht werden, da mit steigender Flughöhe die Luftdichte abnimmt. Die im Vergleich zur Luft geringe Wärme­ leitfähigkeit eines Edelgases, wie z. B. Helium, ermöglicht auch einen nutzenbringenden Einsatz derartig modifizierter Leichtbauplatten in der Isolier- und Kühltechnik.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, in das Zweiwandgewebe, einseitig oder beidseitig, für den Lichttransport geeignete Glasfasern, ein Glasfasernetz oder eine glasfaserhaltige Vorrichtung einzuweben oder sonst aufzutragen. Durch das Einweben oder sonstige Auftragen einer lichtaufnehmenden und lichttransportierenden Glasfaser, eines Glas­ fasernetzes oder einer glasfaserhaltigen Vorrichtung auf einer Gewebeseite der Leichtbauplatte und Verbindung dieser Glasfaser mit einer lichtabstrahlenden Glasfaser, eines Glasfasernetzes oder Glasfasergewebes, die bzw. das auf der Gegenseite der Leichtbauplatte in das Gewebe eingewebt oder sonst aufgetragen wird, kann ein Lichttransport von der einen Seite der Leichtbauplatte zu der anderen Seite der Leichtbauplatte erreicht werden. Bei einer Verwendung derartiger Leichtbauplatten als Decken- und Wandelemente könnten diese nicht nur die tragende Struktur darstellen und isolierend wirken, sondern zudem der Raumbeleuchtung dienen.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, die Leichtbauplatten mit CIS-Solarzellen als Git­ terfolien zu beschichten. Auf diese Weise wird durch Verwendung der CIS-Technologie auf der Leichtbauplattenoberfläche Strom aus Solarzellenfoliengittern erzeugt.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Erfindergegenstandes sieht vor, in Ergänzung zu der vor­ stehend beschriebenen Beschichtung einer Seite der Leichtbauplatte mit CIS-Solarzellengitterfo­ lie auf der gegenüberliegenden Seite der Leichtbauplatte Akkuflächen, z. B. Lithium-Polymer- Akkus in einem Gitter, aufzudampfen, einzuweben oder sonst aufzubringen und durch ein elek­ trisch leitfähiges Material mit der CIS-Solarzellengitterfolie auf der gegenüberliegenden Platten­ seite zu verbinden. Auf diese Weise kann der durch Lichteinfall in den CIS-Solarzellengitterfo­ lien produzierte Strom auf der gegenüberliegenden Plattenseite im Akku bzw. Akkugitter ge­ speichert werden.

Es wird erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, die fertigen Leichtbauplatten durch Vernähen, einschließlich dreidimensioniertes Vernähen, zu Bauteilen bzw. Bauelementen weiterzuverar­ beiten.

Vorteilhaft ist, die Leichtbauplatten aus feuerfesten Textilien und Fasern herzustellen.

Schließlich sieht eine weitere Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung vor, die Leichtbau­ platten und/oder die nach Vernähung fertigen Bauteile mit dünnen keramischen Materialien, Kunststoffen oder sonstigen Oberflächenbehandlungen zu beschichten oder zu laminieren.

Claims (9)

1. Leichtbauplatten aus textilem Zweiwandgewebe mit expandiertem Polystyrol (EPS) als Stützmaterial für Wände und Decken, als Träger, Wand- und Deckenelemente, als Deckenbauplatten, Gerüstbolen, Containerwände, Hallendecken, Fertiggaragen, Gara­ gendecken und -wände, Fertigdächer, Dachelemente, Dachgauben und sonstige Bauele­ mente, dadurch gekennzeichnet, daß die Leichtbauplatten textile Zweiwandgewebe besitzen, die durch Fasern, wie bei­ spielsweise Kohlefaser, Glas- oder keramische Fasern in ihrer Form, Wandabstand und Zugfestigkeit definiert werden und nach einem Vorspannen des Gewebes mit expan­ dierbarem Polystyrol (EPS) ausgeschäumt werden.

2. Leichtbauplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - beispielsweise für den Bereich Wärme- und Kühlisolierung sowie für die Luftfahrt und den Luftschiffbau - nach dem Auskühlen der Leichtbauplatte die hineindiffundierte Luft durch Vakuumextraktion entzogen und die verschweißten EPS-Kügelchen mit Helium oder einem anderen Gas ge­ füllt werden, wobei die Gewebeaußenhaut gasdicht versiegelt ist.

3. Leichtbauplatten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Gewe­ bewand des Zweiwandgewebes eine lichtaufnehmende und lichttransportierende Glasfa­ ser, ein Glasfasernetz bzw. eine glasfaserhaltige Vorrichtung eingewebt oder sonst auf­ gebracht wird, das über ein lichttransportierendes Material mit einer lichttransportieren­ den und lichtabgebenden Glasfaser, einem Glasfasernetz oder einer glasfaserhaltigen Vorrichtung verbunden wird, das in das gegenüberliegende Zweiwandgewebe eingewebt oder sonst aufgebracht wird.

4. Leichtbauplatten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite der Leichtbauplatte in das Zweiwandgewebe Beschichtungen mit CIS-Solarzellen als Gitterfolien eingewebt oder sonst aufgebracht werden.

5. Leichtbauplatten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf einer Seite der Leichtbauplatte im Zweiwandgewebe Akkus, Akkuflä­ chen oder Akkugitter eingewebt, aufgedampft oder sonst aufgebracht werden.

6. Leichtbauplatten nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Zweiwand­ gewebe gleichzeitig mit mehreren der vorstehend unter den in Ansprüchen 3 bis 5 ge­ nannten Modifizierungen versehen werden.

7. Leichtbauplatten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leichtbauplatten vernäht werden, einschließlich dreidimensioniertem Vernähen.

8. Leichtbauplatten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zweiwandgewebe aus feuerfesten Fasern hergestellt wird.

9. Leichtbauplatten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leichtbauplatten, vor oder nach dem Zusammennähen beschichtet wer­ den, z. B. mit dünnen keramischen Materialien, mit Kunststoffen oder sonstigen Oberflä­ chenbehandlungen, oder laminiert werden.