DE10134268A1

DE10134268A1 - Verfahren zur Herstellung eines Sandwichelementes und Sandwichelement

Info

Publication number: DE10134268A1
Application number: DE10134268A
Authority: DE
Inventors: Giam Hoang
Original assignee: FRANKIA FAHRZEUGBAU PILOTE GMB
Current assignee: FRANKIA FAHRZEUGBAU PILOTE GMB
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2003-01-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sandwichelementes (10) und ein Sandwichelement (10), insbesondere zur Verwendung als Wand- oder Dachelement im Aufbau eines Wohnmobils oder Wohnwagens, wobei das Sandwichelement (10) im Wesentlichen aus zwei plattenförmigen Teilen, die parallel und beabstandet zueinander angeordnet sind, und einer aus einem Dämmmaterial bestehenden Zwischenlage gebildet wird. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass ein in Form einer einstückigen Dämmplatte (12) vorgefertigtes Dämmaterial in einer Halterung (14) eingespannt und in einer Flachseite der Dämmplatte (12) wenigstens eine Nut (18) eingebracht wird. In diese Nut wird eine Versteifungsstrebe (24) eingelegt und darin fixiert. Anschließend wird die Dämmplatte (12) aus der Halterung (14) gelöst und beidseitig mit den Deckplatten (34, 36) versehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sandwichelementes und ein Sandwichelement insbesondere als Wand- oder Dachelement im Aufbau eines Wohnmobils oder Wohnwagens.
Es ist bekannt, Bauelemente in der allgemein mit Sandwichbauweise bezeichneten Verbundplattenbauweise herzustellen. Mit dieser Art des Leichtbaus wird eine hohe Stabilität dieser Bauelemente bei gleichzeitiger Gewährleistung eines geringen Gewichtes erreicht. Bauelemente, die in Sandwichbauweise hergestellt sind, finden in unterschiedlichen Branchen Anwendung. Insbesondere dienen solche Bauelemente auch zur Herstellung von Wohnmobilaußenwänden. Zur Herstellung der Bauelemente in Sandwichbauweise verwendet man im Wesentlichen Platten und Schalen. Die Platten werden als Deckplatten aus einem Material. das eine ausreichende Formstabilität und eine ausreichende Festigkeit aufweist, gefertigt. Für die Zwischenlagen finden Materialien Anwendung, die insbesondere leicht sind und eine gute Wärmedämmung aufweisen. Beispielsweise kommen hierfür PUR-Schaumstoffe zum Einsatz. Die Sandwichbauweise hat gegenüber der Massivmetall- oder Holzbauweise den Vorteil, dass bei gleicher oder sogar höherer Festigkeit der Bauelemente die Masse der Bauelemente erheblich verringert werden kann. Dabei wird durch die Sandwichbauweise nicht nur das Gewicht der Bauelemente reduziert, sondern insbesondere eine bessere Formsteifigkeit der Bauelemente erreicht. Darüber hinaus schafft man mit Bauelementen in Sandwichbauweise bessere Bedingungen hinsichtlich der Wärme- und Schalldämmung als mit Bauelementen in Massivbauweise. Neben den genannten Vorteilen haben die in Sandwichbauweise gefertigten Bauelemente einen wesentlichen Nachteil, der in dem größeren technologischen Aufwand für deren Fertigung besteht. Dieser Nachteil hat insbesondere dann ein großes Gewicht, wenn es sich um die Fertigung von Sandwichelementen in hohen Stückzahlen handelt, wie es beispielsweise im Fahrzeugbau bei der Herstellung von Wandelementen der Fall ist.
Es ist allgemein üblich, im Fahrzeugbau Sandwichelemente als Außenwandelemente für Wohnmobilen einzusetzen. Dabei haben die Sandwichelemente zwei wichtige Funktionen bei der Innenausstattung der Wohnmobile gleichzeitig zu erfüllen. Einerseits sollen sie als Wandelemente eine gute Wärmedämmung gewährleisten, um die Beeinflussung der Temperatur innerhalb eines Wohnmobiles insbesondere durch sehr niedrige und/oder sehr hohe Außentemperaturen so gering wie möglich zu halten und damit gute Voraussetzungen für ein optimales Klima im Innenraum des Wohnmobiles zu schaffen. Andererseits müssen sie insbesondere zur Gestaltung des Innenraumes von Wohnmobilen als dekorative Bauelemente erhöhten Komfortansprüchen hinsichtlich ihres Erscheinungsbildes genügen.
Bei der Herstellung von Sandwichelementen insbesondere für Wohnmobilaußenwände wird bisher so vorgegangen, dass die Innenseite einer der beiden das Sandwichelement nach außen abschließenden Deckplatten auf eine aus Versteifungsstreben bestehende Rahmenstruktur geklebt wird. Die Rahmenstruktur umfasst dabei Versteifungsstreben, die im Randbereich des Sandwichelements angeordnet sind und auch solche, die sich im Innenbereich des Sandwichelements erstrecken. Nachdem die Rahmenstruktur fixiert ist, werden die zwischen den Versteifungsstreben vorhandenen Räume mit einem Dämmmaterial, beispielsweise mit PUR-Hartschaumplatten ausgefüllt. Die Platten müssen in ihren Maßen und Konturen genau den von den Versteifungsstreben vorgegebenen Räumen angepasst sein, was insbesondere fertigungstechnisch einen erhöhten Aufwand erfordert, da die Dämmplatten nicht nur passgenau zu fertigen sind sondern auch mit der erforderlichen Genauigkeit in den Versteifungsrahmen des Sandwichelementes eingebracht und mit diesem verbunden werden müssen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei dieser Herstellungsweise keine einheitliche und durchgängige wärmedämmende Schicht innerhalb der Deckplatten vorhanden ist, sondern dass die die Deckplatten berührenden Versteifungsstreben Wärmebrücken bilden.
Bevor auf das auf die oben beschriebene Art und Weise hergestellte Vorprodukt eine zweite, beispielsweise die äußere Deckplatte aufgeklebt wird, wird dessen Oberfläche plan geschliffen, um zu verhindern, dass Oberflächenunebenheiten die äußere Deckplatte verformen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Sandwichelementes und ein Sandwichelement der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine gute Wärmedämmung gewährleistet, eine hohe Formstabilität sowie eine gute Oberflächenqualität aufweist und das einfach hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Herstellungsverfahrens durch Anspruch 1 und hinsichtlich eines Sandwichelements durch Anspruch 5 gelöst. Zur Herstellung wird ein in Form einer einstückigen Dämmplatte vorgefertigtes Dämmmaterial in eine Halterung eingespannt, in eine Flachseite der Dämmplatte wenigstens ein Nut eingebracht und eine Versteifungsstrebe in diese Nut eingelegt und darin fixiert. Der fertigungstechnisch aufwändige Schritt, einzelne Dämmplattenelemente herzustellen und an die von den Versteifungsstreben vorgegebenen Formhohlräume anzupassen entfällt damit. Im Gegensatz zu herkömmlichen Herstellungsverfahren dient nicht eine aus Versteifungsstreben bestehende Rahmenstruktur als Montagegrundlage, sondern eine einstückige Dämmplatte, die in einer Halterung eingespannt ist. Die Gefahr, dass die äußere Oberfläche einer Deckplatte beim Fixieren, insbesondere beim Aufkleben der Versteifungsstreben und der Dämmplatten beschädigt wird, besteht daher nicht. Beim herkömmlichen Herstellungsverfahren sind 2 separate Pressvorgänge erforderlich. Zunächst müssen die Versteifungsstreben und Dämmplattenelemente auf eine Deckplatte aufgeklebt und mit dieser verpresst werden. Ein zweiter Klebe- und Pressschritt ist zur Fixierung der zweiten Deckplatte erforderlich. Dagegen ist beim erfindungsgemäßen Verfahren nur ein einziger Pressvorgang erforderlich. Auf die einstückige Dämmplatte mit darin einliegenden Versteifungsstreben werden die äußere und die innere Deckplatte aufgeklebt und in einem einzigen Arbeitsvorgang mit einer Presse angedrückt.
Ein auf diese Art hergestelltes Sandwichelement hat den Vorteil, dass es auf einer Seite eine durchgängige Dämmmaterialschicht hat. Durch mit den Deckplatten in Kontakt stehende Versteifungsstreben gebildete Wärmebrücken sind dadurch verhindert. Die die Versteifungsstreben aufnehmenden Nuten sind vorzugsweise von jener Seite der einstückigen Dämmplatte her eingebracht, die beim fertigen Wohnmobil zum Innenraum weisen. Die äußere Deckplatte liegt somit auf einer planebenen und praktisch nicht mehr nachzuschleifenden Fläche auf. Ein "Durchzeichnen" der Versteifungsstreben ist wirksam verhindert.
Um während des Herstellungsverfahrens die mit Versteifungsstreben versehene Dämmplatte ohne Bruchgefahr transportieren zu können ist es vorteilhaft, wenn die Tiefe der die Versteifungsstreben aufnehmenden Nut so gewählt wird, dass sie etwa 2/3 der Materialstärke der Dämmplatte entspricht. Insbesondere bei Verwendung von PUR-Dämmmaterial ist damit eine ausreichende Stabilität gewährleistet.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht einer Dämmplatte nach dem Auflegen auf einen Arbeitstisch und dem Einspannen in eine Halterung;
Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht der Dämmplatte nach dem Fräsen der Außenkonturen und der Nuten;
Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht der Dämmplatte nach dem Durchtrennen der Verbindungsstege an der Außenkontur;
Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht der Dämmplatte nach dem Einlegen der Versteifungsstreben in die Nuten und dem Verkleben der Versteifungsstreben;
Fig. 5 eine schematische Perspektivansicht der Dämmplatte nach dem Anlegen der Randleisten an die Außenkontur und dem Verkleben der Randleisten;
Fig. 6 eine schematische Perspektivansicht der Dämmplatte nach dem Auftragen eines Klebemittels auf die Innenseite;
Fig. 7 eine schematische Perspektivansicht der Dämmplatte nach dem Anheften der inneren Deckplatte;
Fig. 8 eine schematische Perspektivansicht der Dämmplatte mit der angehefteten inneren Deckplatte nach dem Drehen um 180° und dem Auftragen eines Klebemittels auf die Außenseite;
Fig. 9 eine schematische Perspektivansicht der Dämmplatte nach dem Auflegen der äußeren Deckplatte auf die Außenseite und
Fig. 10 eine schematische Perspektivansicht des vorgefertigten Sandwichelementes beim Pressvorgang.
In den zehn Figuren sind die einzelnen Teile des erfindungsgemäßen Sandwichelementes 10 schematisch und nur mit den für die Erfindung wesentlichen Bestandteilen dargestellt. Gleiche Teile des erfindungsgemäßen Sandwichelementes 10 sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben.
Anhand der einzelnen Fig. 1 bis 10 soll nachfolgend zunächst das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Sandwichelementes 10 mit den jeweiligen Verfahrensschritten erläutert werden.
Die Fig. 1 zeigt ein in Form einer Dämmplatte 12 vorgefertigtes Dämmmaterial, das sich auf einem Arbeitstisch 38 befindet und in Halterungen 14 eingespannt ist. Die Dämmplatte 12 liegt dabei flach auf dem Arbeitstisch 38 auf und ist jeweils beidseitig, d. h. mit sich gegenüberliegenden Randbereichen 13 in die Halterungen 14 eingespannt. Die Stirnflächen der Dämmplatte 12 sind bereits bearbeitet und damit das endgültige Längenmaß der Dämmplatte 12 hergestellt.
Die Verfahrensschritte gemäß den Fig. 1 bis 3 werden Vorteilhafterweise an einem ersten Arbeitsplatz A1, an dem die Dämmplatte 12 gefräst wird, durchgeführt, wobei die Dämmplatte 12 auf dem Arbeitstisch 38 angeordnet und in den Halterungen 14 eingespannt bleibt.
Die Fig. 2 zeigt die Dämmplatte 12 nach dem Fräsen der beidseitigen Außenkonturen 16 und der Nuten 18 zur Aufnahme von Versteifungsstreben 24. Zum Fräsen der Außenkonturen 16 wird die Dämmplatte 12, mit Ausnahme einiger verbleibender Verbindungsstege 20, vollständig durchgefräst. Das Fräsen der Außenkonturen 16 wird dabei Vorteilhafterweise so vorgenommen, dass jeweils im mittleren Bereich der Dämmplatte 12 der Verbindungssteg 20 zwischen der Außenkontur 16 der Dämmplatte 12 und dem später wegfallenden Material bzw. Randbereich 13 stehen bleibt. Diese Verbindungsstege 20 sind zur Lagefixierung der Dämmplatte 12 auf dem Arbeitstisch 38 notwendig. Die Nuten 18 zur Aufnahme von Versteifungsstrebe 24 werden gemäß der Erfindung nur bis zu einer vorbestimmten Tiefe in das Material der Dämmplatte 12 eingefräst. Eine bevorzuge Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Nuten 18 vorzugsweise bis zu einer Tiefe von etwa zwei Dritteln der Materialstärke der Dämmplatte 12 eingefräst werden. Es sind auch davon abweichende Tiefen beim Fräsen möglich, jedoch muss im Bereich der Nuten 18, zur Gewährleistung einer ausreichenden Wärmedämmung und mechanische Stabilität, eine vorbestimmte Mindestmaterialstärke der Dämmplatte 12 erhalten bleiben.
Nach der Beendigung der Fräsvorgänge besteht der nächste Verfahrensschritt in dem Durchtrennen der Verbindungsstege 20 (Fig. 3) und dem Entnehmen der Dämmplatte 12 vom Arbeitstisch 38.
Die nächsten Verfahrensschritte werden an einem zweiten Arbeitsplatz, an dem die Versteifungsstreben 24, die Randleisten 26 und die innere Deckleiste 34 mit der Dämmplatte 12 verklebt werden, durchgeführt.
Die Fig. 4 zeigt die Dämmplatte 12 nach dem Einlegen von Versteifungsstreben 24 in die Nuten 18 und dem Verkleben der Versteifungsstreben 24 mit der Dämmplatte 12.
Im weiteren Verfahrensschritt werden jeweils beidseitig der Dämmplatte 12 Randleisten 26 angelegt und mit der Dämmplatte 12 verklebt. Dieser Zustand ist in der Fig. 5 dargestellt. Danach wird auf die Innenseite 34 der Dämmplatte 12 ein Klebemittel aufgetragen (Fig. 6), durch welches eine innere Deckplatte 34 an der Dämmplatte 12 angeheftet (Fig. 7) wird. Anschließend wird die Dämmplatte 12 mit der angehefteten inneren Deckplatte 34 um 180° gedreht.
Zur Durchführung der nachfolgenden Verfahrensschritte wird die Dämmplatte 12 mit der Innenseite nach unten an einem dritten Arbeitsplatz, an dem die äußere Deckplatte 36 mit der Dämmplatte 12 verklebt wird, zur Auflage gebracht.
In der Fig. 8 ist die Dämmplatte 12 nach dem Auftragen eines Klebemittels 28 auf der Außenseite 32 dargestellt. Beim nächsten Verfahrensschritt gemäß Fig. 9 wird die äußere Deckplatte 36 auf die Außenseite der Dämmplatte 12 aufgelegt.
Der letzte Verfahrensschritt findet in einer Pressvorrichtung statt, an dem der Pressvorgang durchgeführt wird. Dabei wird das gesamte vorgefertigte Sandwichelement 10 in einem einzigen Pressvorgang verpresst und dessen endgültige Form hergestellt (Fig. 10). Das vorgefertigte Sandwichelement 10 wird beim Pressen nur geringfügig auf seine endgültige Dicke zusammengepresst, wobei die beiden Deckplatten 34, 36 durch das Klebemittel 28 fest und dauerhaft mit den übrigen Teilen des Sandwichelementes 10 verbunden werden. Der Pressvorgang wird Vorteilhafterweise mit einer genau dosierten Presskraft durchgeführt, so dass keine Beeinträchtigungen der Oberflächenqualität der Deckplatten 34, 36 und/oder Beschädigungen an den übrigen Teilen des Sandwichelementes 10 eintreten. Dadurch, dass der Weg des Pressenstempels genau vorbestimmt wird, kann die Dicke des Sandwichelementes 10 mit einer hohen Maßhaltigkeit hergestellt werden. Der Pressvorgang verläuft dabei so dosiert, dass eine Formveränderung der Teile des Sandwichelementes 10 nicht stattfindet, sondern die beiden Deckplatten 34, 36 lediglich auf die mit Klebemittel 28 beschichtete Innen- und Außenseite 30, 32 der Dämmplatte 12 gedrückt werden. Dabei findet im Wesentlichen eine plastische Verformung des noch nicht ausgehärteten Klebemittels 28 statt, wodurch die Haftung der verpressten Teile des Sandwichelementes 10 verbessert und somit dessen Stabilität erhöht wird.
Die Fig. 10 zeigt das erfindungsgemäße Sandwichelement 10 in seinem wesentlichen Aufbau. Das Sandwichelement 10 weist jeweils beidseitig einer Dämmplatte 12, die den Zwischenraum zwischen zwei parallel und beabstandet zueinander angeordneten Deckplatten 34, 36 ausfüllt, eine Randleiste 26 auf. Im Bereich zwischen den beiden Randleisten 26 ist mindestens eine Versteifungsstrebe 24 angeordnet. Bei dem in der Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich in diesem Bereich zwei Versteifungsstreben 24. Beide Randleisten 26 schließen jeweils mit ihren oberen und unteren Kanten bündig mit der Dämmplatte 12 ab. Die beiden Versteifungsstreben 24 sind jeweils innerhalb einer beabstandet zueinander in die Dämmplatte 12 eingearbeiteten Nut 18 angeordnet. Die Versteifungsstreben 24 schließen dabei mit ihren oberen Kanten bündig mit der Dämmplatte 12 ab.
Die Randleisten 26 und die Versteifungsstreben 24 sind gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung jeweils stoffschlüssig mit der Dämmplatte 12 verbunden. Vorzugsweise sind dabei die Randleisten 26 und Versteifungsstreben 24 durch Klebverbindungen stoffschlüssig mit der Dämmplatte 12 verbunden. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Versteifungsstreben 24 und die Randleisten 26 aus PUR-Hartschaum gefertigt sind.
An der Innenseite 30 und Außenseite 32 der Dämmplatte 12 sind jeweils eine innere Deckplatte 34 und eine äußere Deckplatte 36 befestigt, durch die jeweils beidseitig eine gleichmäßige und geschlossene Oberfläche des Sandwichelementes 10 gebildet wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Deckplatten 34, 36 vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial gefertigt sind. Durch die Verwendung eines faserverstärkten Kunststoffmaterials für die Deckplatten 34, 36 werden insbesondere formstabile Oberflächen des Sandwichelementes 10 geschaffen, die gleichzeitig einen optisch guten Eindruck bieten. Bezugszeichenliste 10 Sandwichelement
12 Dämmplatte
13 Randbereich
14 Halterung
16 Außenkontur
18 Nut
20 Verbindungssteg
22 wegfallendes Material
24 Versteifungsstrebe
26 Randleiste
28 Klebemittel
30 Innenseite
32 Außenseite
34 innere Deckplatte
36 äußere Deckplatte
38 Arbeitstisch

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Sandwichelementes (10), insbesondere zur Verwendung als Wandelement für ein Wohnmobil, wobei das Sandwichelement (10) im Wesentlichen aus einer inneren und einer äußeren Deckplatte (34, 36), die parallel und beabstandet zueinander angeordnet sind, und einer aus einem Dämmmaterial bestehenden Zwischenlage gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass

a) ein in Form einer einstückigen Dämmplatte (12) vorgefertigtes Dämmmaterial in eine Halterung (14) eingespannt wird,

b) in einer Flachseite der Dämmplatte (12) wenigstens eine Nut (18) eingebracht wird,

c) eine Versteifungsstrebe (24) in die Nut (18) eingelegt und darin fixiert wird,

d) die Dämmplatte (12) aus der Halterung gelöst und

e) beidseitig mit den Deckplatten (34, 36) versehen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verfahrensschritt b die wenigstens eine Nut (18) bis zu einer Tiefe von etwa zwei Dritteln der Materialstärke der Dämmplatte (12) eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmplatte (12) mit einem Randbereich (13) in der Halterung (14) eingespannt und dass vor Verfahrensschritt d der Randbereich unter Bildung der Außenkontur (16) der Dämmplatte (12) abgetrennt wird, wobei die Abtrennung so erfolgt, dass Verbindungsstege (20) zwischen der Außenkontur (16) und dem Randbereich (13) stehen bleiben, welche nach Verfahrensschritt d durchtrennt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut in die Seite der Dämmplatte (12) eingebracht wird, die später mit der inneren Deckplatte (34) versehen wird.

5. Sandwichelement (10), insbesondere Außenwandelement für ein Wohnmobil, mit einer äußeren und einer inneren Deckplatte (34, 36), die ein Dämmmaterial und wenigstens eine Versteifungsstrebe (24) zwischen sich einschließen, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmmaterial eine einstückige Dämmplatte (12) ist und eine Nut (18) aufweist, in der die Versteifungsstrebe (24) angeordnet ist.

6. Sandwichelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstrebe (24) und die Deckplatten (34, 36) stoffschlüssig mit der Dämmplatte (12) verbunden sind.

7. Sandwichelement (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (18) von der Seite der Dämmplatte (12) her eingebracht ist, die im Montagezustand zum Wohnmobilinnenraum weist.

8. Sandwichelement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Nut (18) etwa zwei Drittel der Materialstärke der Dämmplatte (12) entspricht.