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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Formkörpers beziehungsweise eines Bauelementes, insbesondere
für die Bau- oder Möbelindustrie. Ferner betrifft
die Erfindung eine Formmasse zur Herstellung eines Formkörpers,
einen solchen Formkörper, sowie ein Bauelement zur Verbindung
von Bau- oder Möbelteilen.
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Um
insbesondere im Holzbau auf einfache Weise mehrere Holzbauteile
miteinander kraftschlüssig zu verbinden, werden im Bereich
der Verbindungsstelle Befestigungselemente zur Verbindung der Holzbauteile
vorgesehen. Beispielsweise können hierfür so genannte
Nagelplatten beziehungsweise Nagelbinderplatten eingesetzt werden.
Derartige Nagelplatten weisen üblicherweise eine aus Stahl
bestehende Tragplatte mit daran angebrachten Nagelelementen auf.
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Insbesondere
an den Außenseiten von Holzbauteilen angebrachte Nagelplatten
haben den Nachteil, dass im Falle eines Brandes in vergleichsweise
kurzer Zeit ein Totalversagen der Tragkonstruktion, wie beispielsweise
einem Dachträger, eintritt. Dies liegt vor allem daran,
dass bei einem Brand zunächst bei einer Temperatur bis
etwa 250°C die Hitze über die aus Stahlblech bestehende
Nagelplatte und die Nagelelemente in das Holzbauteil ein geleitet
wird und dort eine Verkohlung und anschließend eine Verkoksung
der Holzbereiche um die einzelnen Nagelelemente herum bewirkt. Nach
einem innerhalb weniger Minuten eintretenden Anstieg der Temperatur
in einen Bereich von 600°C bis 800°C erweicht dann
die aus Stahlblech bestehende Tragplatte der Nagelplatte, wodurch
es zu einem plötzlichen Totalversagen der Tragplatte und
somit der Holztragkonstruktion kommt.
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Ferner
haben herkömmliche Formkörper beziehungsweise
Bauelemente wie beispielsweise in der Bau- oder Möbelindustrie
eingesetzte Pressspanplatten den Nachteil, dass bei derartigen Platten ein
Quellen auftritt. Dies liegt vor allem daran, dass kostengünstige
Bindemittel beispielsweise auf Harnstoff-Formaldehyd-Basis eingesetzt
werden, die jedoch leicht wasserlöslich sind, wodurch es
dann zu einem Quellen kommt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen bereit
zu stellen, mit Hilfe derer universell einsetzbare Formkörper
beziehungsweise Bauelemente für die Bau- und Möbelbranche
ausgebildet werden können, die vorzugsweise verbesserte
Eigenschaften hinsichtlich des Brandschutzes und/oder des Quellschutzes
haben. Insbesondere soll hierzu ein Formkörper beziehungsweise
Bauelement und eine dafür vorgesehene Formmasse angegeben
und hergestellt werden.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Herstellung
eines Formkörpers, insbesondere für die Bau- oder
Möbelindustrie, vorgesehen, bei dem ein Gemenge aus Fasern,
Spänen und/oder Pulver mit einem Bindemittel vermischt
wird, durch Trocknen zu einer Formmasse verarbeitet wird und aus
der Formmasse der Formkörper geformt wird.
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In
bevorzugter Ausgestaltung wird das Gemenge mit einem Wasser enthaltenden
und somit „feuchten" Bindemittel vermischt, wodurch quasi
eine feuchte Masse beziehungsweise ein feuchter Brei entsteht. Bei
dem Misch vorgang werden die Bestandteile des Gemenges, dass heisst
die Fasern, Späne und/oder das Pulver, mit dem Bindemittel
zumindest teilweise benetzt. Dies kann zu einer Imprägnierung
zumindest eines Teils der Gemengebestandteile führen. Hierdurch
kann im Hinblick auf den fertigen Formkörper eine quellhemmende
Wirkung erzielt werden. Dies ist insbesondere bei Holzspänen von
Vorteil, die ohne eine solche Imprägnierung durch das Bindemittel
stark quellen.
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Um
einen noch höheren Quellschutz für den fertigen
Formkörper zu erreichen, kann in bevorzugter Ausgestaltung
ein bestimmter Anteil von Mineralfasern für das Gemenge
vorgesehen werden, da diese kein Wasser aufnehmen. Mit anderen Worten kann
insbesondere durch Wahl des Mineralfaseranteils ein bestimmter Quellschutz
bewirkt werden. Hinzu kommt, dass derartige Mineralfasern auch eine feuerhemmende
Wirkung haben und daher auch im Hinblick auf Brandschutzaspekte
vorteilhaft sind.
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Die
oben genannte „feuchte Masse" bildet eine Art Zwischenprodukt,
welches dann getrocknet wird, um die Formmasse zu erhalten. Diese
vorzugsweise granulatartige, weitgehend trockene Formmasse kann
auch als Trockenmasse bezeichnet werden. Vorzugsweise wird unter
dem Begriff „trocken" eine gewisse insbesondere Holzfasern
immanente Restfeuchte verstanden. In bevorzugter Ausgestaltung kann
diese Restfeuchte an den nicht mit Bindemittel benetzten Stellen
der feuchten Masse bei dem Trockenvorgang zumindest teilweise reduziert
werden.
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In
dem Zustand nach dem Trocknen der Mischung aus Gemenge und Bindemittel,
das heisst bei Vorliegen der Formmasse, ist das in der Formmasse enthaltene
Bindemittel im Wesentlichen wasserunlöslich, insbesondere
deshalb weil es noch nicht mittels Temperatur „aktiviert"
worden ist. Die Aktivierung des Bindemittels kann dann durch den
Formgebungsprozess zur For mung des Formkörpers aus dieser
Formmasse, vorzugsweise durch Heißpressen, erfolgen.
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Vorzugsweise
wird ein Bindemittel auf Harzbasis, insbesondere ein Kunstharz,
eingesetzt. So kann ein geeigneter Quellschutz erreicht werden,
das heisst dass das Quellen stark reduziert und somit die Langlebigkeit
erhöht wird. Vorzugsweise kann alternativ oder zusätzlich
Kaolin zugesetzt werden.
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In
bevorzugter Ausgestaltung kann eine wenigstens feuerhemmende und/oder
wenigstens eine quellhemmende Wirkung der Formmasse und somit des
fertigen Formkörpers erzielt werden. Vorzugsweise erfolgt
dies, wie bereits oben angedeutet, dadurch, dass dem Gemenge Mineralfasern
beigefügt werden. Derartige Mineralfasern sind wenig quellanfällig.
Ferner imprägniert das Bindemittel die Mineralfasern. Weiterhin
kann mittels der Mineralfasern eine wenigstens feuerhemmende Wirkung
erzielt werden.
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Unter
der den Formkörper und/oder das weiter unten definierte
Bauelement betreffenden Definition „wenigstens feuerhemmend"
soll im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden werden, dass
der Formkörper beziehungsweise das Bauelement aus einem
Baustoff, Werkstoff, Material beziehungsweise einer Zusammensetzung
gebildet ist, der zumindest schwer entflammbar im Sinne der Klasse
B1 der Norm DIN 4102 Teil 1 ist. Gegebenenfalls
kann der Formkörper beziehungsweise das Bauelement auch die
brandschutztechnisch höheren Anforderungen der Klasse A,
A1 oder A2 erfüllen, das heisst beispielsweise auch aus
nicht brennbarem Material gebildet sein. Vorzugsweise erfüllt
eine derartiger Formkörper beziehungsweise das Bauelement
die Anforderungen der Feuerwiderstandsklasse F30 oder die höheren
Anforderungen der Feuerwiderstandsklassen F60 bis F180. Auf diese
Weise kann der Formkörper beziehungsweise das Bauelement
seine Funktion im Brandfall für mindestens 30 Minuten (Klasse
F30) oder je nach verwendetem Material auch länger erfüllen.
In der Regel ist es aber bereits von großem Vorteil, wenn
bei einem Brand insbesondere ein Bauelement wenigstens 30 Minuten
insoweit tragfähig ist, dass darin befindliche Personen
das Bauwerk verlassen beziehungsweise evakuiert werden können
und mehr Zeit für Löschversuche besteht.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens weist die Formmasse nach dem Trocknen einen Feuchtegehalt
von etwa 5 bis 12%, vorzugsweise von etwa 7 bis 10%, auf. Weiter
kann vorgesehen werden, dass der Formkörper derart aus
der Formmasse geformt wird, dass der Formkörper eine Restfeuchte
von etwa kleiner als 5%, vorzugsweise von etwa kleiner als 3%, aufweist. Diese
Reduzierung des Feuchtegehalts kann beispielsweise durch Heißpressen
erreicht werden.
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Ferner
kann die Formmasse zerkleinert werden, beispielsweise durch Mahlen
oder Schreddern. Das Zerkleinern erfolgt vorzugsweise nach dem Trocknen.
So können insbesondere Gemengebestandteile wie Fasern gebrochen
werden. An diesen Bruchstellen kann die Feuchtigkeit aus den Faserteilen
ein- oder austreten.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens hat es sich
im Hinblick auf das Bindemittel als vorteilhaft erwiesen, vorzugsweise
ein Bindemittel auf Harzbasis, insbesondere ein Kunstharz, einzusetzen.
Als besonders vorteilhaft eignet sich eine Verbindung umfassend
Acryl, Styrol, Copolymer und Wasser. Als besonders vorteilhaft hat
sich ein Bindemittel mit einem Gewichtsanteil an Acryl, Styrol und/oder
Copolymer von etwa 50 bis 75% und einem Gewichtsanteil von Wasser
von etwa 25 bis 50% erwiesen. Der Bestandteil Acryl liegt vorzugsweise
in Form von Acrylharz, vorzugsweise als modifiziertes Acrylharz,
vor. Bevorzugt umfasst das Bindemittel eine modifizierte Acrylat-Styrol-Copolymer-Emulsion. Eine
derartige Emulsion ist unter dem Handelsnamen NeoCryl XK-70 erhältlich.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Gemenge Mineralfasern,
Holzfasern, Holzmehl und/oder Holzspäne. Es können
auch Zusätze wie Kaolin, Graphit und/oder Glimmer beigemengt
werden.
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In
einem bevorzugten Anwendungsfall umfasst das Gemenge etwa 25 bis
50 Gew.-% Holzfasern, etwa 0 bis 25 Gew.-% Mineralfasern und etwa 50
bis 65 Gew.-% Bindemittel. Alternativ hierzu kann das Gemenge etwa
50 bis 65 Gew.-% Holzspäne, etwa 0 bis 10 Gew.-% Holzmehl
und etwa 35 bis 50 Gew.-% Bindemittel umfassen. Ebenso alternativ kann
das Gemenge etwa 35 bis 50 Gew.-% Mineralfasern, etwa 0 bis 15 Gew.-%
Graphit und/oder Glimmer und etwa 50 bis 65 Gew.-% Bindemittel umfassen.
Die Verwendung vorgenannter Bestandteile stellt eine kostengünstige
und einfach handhabbare Maßnahme dar, da die zugehörigen
Rohstoffe in ausreichender Form beispielsweise als Rest- oder Abfallstoffe
zur Verfügung stehen und/oder bei Recyclingprozessen zur
Wiederverwertung anfallen. So kann beispielsweise bei einer Mischung
von etwa 50 Gew.-% Mineralfasern und etwa 50 Gew.-% Holzfasern oder
Holzspänen eine holzartige Struktur des Formkörpers
erreicht werden, wodurch sich vielseitige Anwendungen in der Bau-
oder Möbelindustrie ergeben.
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Weiterhin
kann vorgesehen werden, dass die Formmasse bei einer Temperatur
von bis zu etwa 50°C getrocknet wird, beispielsweise mittels
heißer Luft. Vorteilhafterweise können die Fasern
oder Späne nach dem Vermischen und Trocknen zu einer Länge
von maximal etwa 1,0 mm zerkleinert werden.
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Hinsichtlich
der Formgebung kann vorgesehen werden, dass der Formkörper
durch Extrudieren oder Pressen der Formmasse geformt wird. Bei dem Pressen
beziehungsweise Heißpressen werden beispielsweise Temperaturen
von 120°C bis 150°C eingesetzt. In bevorzugter
Ausgestaltung wird die Formmasse in ein Presswerkzeug eingefüllt
und bei einer vorbestimmten Tempe ratur über eine vorbestimmte Zeitdauer
mit einem vorbestimmten Druck gepresst. Vorzugsweise wird die Formmasse
bei einer Temperatur von etwa 100°C bis etwa 150°C
gepresst. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Formmasse
mit einem Druck von etwa 20 bis etwa 50 bar gepresst wird.
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In
bevorzugter Anwendung des Verfahrens wird ein plattenförmiger
Formkörper geformt. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die
Formmasse über eine Zeitdauer von mindestens einer Minute
pro mm Dicke des zu formenden plattenförmigen Formkörpers
gepresst wird. Eine derartige Platte kann als Brandschutz- und/oder
Quellschutzplatte dienen. Grundsätzlich kann aber jede
beliebige Form, wie sie in der Bau- oder Möbelindustrie
bekannt sind, für den Formkörper vorgesehen werden.
Die Form kann sich beispielsweise nach einem zu verkleidenden oder
abzudeckenden Bauelement, insbesondere Bauelement im Sinne eines
Befestigungselementes, richten.
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Weiterhin
wird zur Lösung oben genannter Aufgabe ein Verfahren zur
Herstellung eines Bauelements, insbesondere für die Verbindung
von Bauteilen, vorgeschlagen, bei dem ein Formkörper auf
einen Tragkörper gepresst wird, so dass der Tragkörper
und der Formkörper formschlüssig und/oder stoffschlüssig
miteinander verbunden werden.
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Mit
diesem Verfahren kann beispielsweise erreicht werden, dass mit der
Aufpressung des Formkörpers auf den Tragkörper
zugleich eine wenigstens teilweise Formgebung des Formkörpers
erfolgt, so dass eine weitere Reduzierung der Verfahrensschritte
erreicht wird. Zudem kann hierbei vorzugsweise ein und dasselbe
Werkzeug zur Verpressung und Formgebung eingesetzt werden. Somit
kann auch die Anzahl der erforderlichen Werkzeuge weiter reduziert
werden.
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In
bevorzugter Ausgestaltung wird der Formkörper derart auf
den Tragkörper gepresst, dass wenigstens ein Bereich des
Formkörpers in eine Öffnung des Tragkörpers
hingedrückt wird. So kann zum einen die Form des Formkörpers
an die Form des Tragkörpers angepasst werden. Zum anderen
kann in einer Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen sein, dass
der Bereich des Formkörpers so weit in die Öffnung
des Tragkörpers hineingedrückt wird, so dass im
Bereich der Öffnung die formschlüssige Verbindung
von Tragkörper und Formkörper entsteht. Vorzugsweise
umfasst der Tragkörper eine Vielzahl von Öffnungen
oder Ausnehmungen, wobei dann an mehreren Stellen eine formschlüssige
Verbindung erreicht werden kann.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird als
Tragkörper ein Bauelement, insbesondere eine Nagelplatte,
in ein Formwerkzeug eingelegt und der Formkörper in das
Formwerkzeug eingebracht und derart auf den Tragkörper gepresst,
dass der Formkörper mit dem Tragkörper formschlüssig
und/oder stoffschlüssig verbunden wird. Hierbei kann der
Formkörper in bereits weitgehend gefestigter Form oder
aber in Form der oben erwähnten Formmasse in das Formwerkzeug
eingebracht werden. Beispielsweise kann das Formwerkzeug nach Einlegen
des Tragkörpers oder Bauelementes geschlossen und dann
die Formmasse in das geschlossene Formwerkzeug in einen entsprechenden
Hohlraum eingefüllt werden. Alternativ kann der Formkörper,
beispielsweise in Form einer Platte, auf den Tragkörper
oder das Bauelement aufgelegt und anschließend das Formwerkzeug
geschlossen werden. Bei dem Einbringen des Formkörpers
ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Formkörper etwa das
1,5- bis 2-fache Volumen des späteren Volumens des Formkörpers
nach Abschluss des Pressvorganges hat. Vorzugsweise ist der mit
dem Tragkörper zu verbindende Formkörper nach
einem der Ansprüche 1 bis 19 hergestellt.
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Überdies
wird zur Lösung der Aufgabe eine Formmasse zur Herstellung
eines Formkörpers vorgeschlagen, gekennzeichnet durch eine
Mischung aus einem Gemenge aus Fasern, Spänen und/oder Pulver
und einem Bindemittel. In bevorzugter Ausgestaltung weist die Formmasse
einen Feuchtegehalt von etwa 5 bis 12%, vorzugsweise von etwa 7
bis 10%, auf. Hinsichtlich des Gemenges, des Bindemittels und deren
Vermengung, auch in verschiedenen Kombinationen, wird auf obige
Ausführungen verwiesen.
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Weiterhin
wird obige Aufgabe durch einen Formkörper, hergestellt
nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche
1 bis 19 gelöst. Hierzu wird ebenfalls auf obige Ausführungen
verwiesen.
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Schließlich
wird als Lösung auch ein Bauelement zur Verbindung von
Bauteilen, insbesondere zur Verbindung von Holzbauteilen, vorgeschlagen. Dieses
Bauelement umfasst einen Tragkörper und einen Formkörper,
wobei Tragkörper und Formkörper mittels eines
Verfahrens nach einem der Ansprüche 20 bis 24 formschlüssig
und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind. In
bevorzugter Ausgestaltung ist der Tragkörper eine Tragplatte
und der Formkörper eine Brandschutz- und/oder Quellschutzplatte,
die formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit
der Tragplatte verbunden ist.
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Vorzugsweise
ist der Tragkörper als Nagelplatte beziehungsweise Nagelbinderplatte
ausgeführt. Hierbei ist an der Tragplatte eine Vielzahl
von Nagelelementen befestigt. Diese Nagelelemente erstrecken sich
in einem vorbestimmten Winkel von der Tragplattenebene, insbesondere
im Wesentlichen senkrecht.
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Die
oben erläuterte Formmasse, der Formkörper und
das Bauelement bestehen vorzugsweise aus einem wenigstens feuerhemmenden
und/oder wenigstens quellhemmenden Material oder einer solchen Materialzusammensetzung.
Der Formkörper beziehungsweise die Formmasse kann aus wenigstens
feuerhemmenden Material bestehen, dass heisst zumindest schwer ent flammbar
entsprechend der Klasse B1 der Norm DIN 4102 Teil
1 sein. Auf obige Ausführungen wird verwiesen.
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Beispielsweise
erfüllt der Formkörper beziehungsweise das Bauelement
die Anforderungen der Feuerwiderstandsklasse F30, dass heisst hält
im Brandfall für mindestens 30 Minuten stand. Je nach für
die Formmasse verwendetem Material können auch die höheren
Anforderungen der Feuerwiderstandsklassen F60 bis F180 erfüllt
werden. In der Regel ist es aber bereits von großem Vorteil,
wenn eine Tragkonstruktion oder ein Bauwerk wenigstens 30 Minuten
insoweit tragfähig ist, dass darin befindliche Personen
das Bauwerk verlassen beziehungsweise evakuiert werden können
und mehr Zeit für Löschversuche besteht.
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Die
oben genannten Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers
und zur Herstellung eines Bauelementes können miteinander
kombiniert werden. So kann beispielsweise zunächst der
Formkörper hergestellt und dieser sodann zur weiteren Herstellung
des Bauelementes mit dem Tragkörper verbunden werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf mehrere Ausführungsbeispiele
und die Zeichnungen weiter erläutert. Dabei zeigen schematisch:
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1 eine
Holztragkonstruktion mit einem erfindungsgemäßen
Bauelement;
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2, 3 perspektivische
Darstellungen des Bauelementes gemäß 1,
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4 einen
Querschnitt durch das Bauelement gemäß den 1 bis 3,
und
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5 eine
Ansicht von unten auf das Bauelement gemäß den 1 bis 3.
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1 zeigt
eine Holztragkonstruktion, wobei zur Verbindung von Bauteilen 12 in
Form von fünf Holzbauteilen ein erfindungsgemäßes
Bauelement in Form einer Nagelplatte 10 vorgesehen ist.
Diese Nagelplatte 10 ist in die Holzbauteile 12 eingepresst.
Die 2 bis 5 zeigen sodann diese Nagelplatte 10 im
Detail mittels verschiedener Ansichten.
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Die
Nagelplatte 10 umfasst als Tragkörper 20 eine
Tragplatte und als Formkörper 50 eine Schutzplatte
in Form einer Brand- und/oder Quellschutzplatte.
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Die
Tragplatte 20 umfasst in mehreren Reihen benachbart zueinander
angeordnete und an der Tragplatte 20 befestigte Nagelelemente 40.
Sämtliche Nagelelemente 40 sind durch Ausstanzen
und Umbiegen vorbestimmter Bereiche der Tragplatte gebildet. Alternativ
oder zusätzlich könnten die Nagelelemente 40 bereichsweise
oder auch im gesamten Bereich der Tragplatte 20 an dieser
angeschweißt oder angenietet sein.
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Ferner
umfasst die Tragplatte 20 eine Innenseite 22,
eine Außenseite 24 und eine Seitenfläche 26.
Die Innenseite 22 ist im montierten Zustand der Nagelplatte 10 den
Holzbauteilen 12 zugewandt. Die Außenseite 24 ist
den Holzbauteilen 12 abgewandt. Die Seiten- oder Stirnfläche 26 verläuft
in Umfangsrichtung der Tragplatte 20 umlaufend.
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Die
sich bei der Herstellung der Nagelelemente 40 durch das
Stanzen und Umbiegen wenigstens eines Abschnittes des späteren
Umrisses des jeweiligen Nagelelementes 40 ergebenden Öffnungen 30 weisen
ein erstes Ende 32 und ein zweites Ende 34 auf
(siehe 5). An das erste Ende 32 schliesst jeweils
das Nagelelement 40 an. Das zweite Ende 34 ist
etwa dreiecksförmig ausgebildet. Die Umrandung der Öffnung 30 wird
im Wesentli chen durch ein Stanzwerkzeug festgelegt. Das Nagelelement 40 hat
ein erstes Ende 42, das mit der Tragplatte 20 verbunden
ist und ein zweites freies Ende 44. Das freie Ende 44 ist
entsprechend dem zweiten Ende 34 etwa dreiecksförmig
ausgebildet. Dadurch können die Nagelelemente 40 einfacher
in die Holzbauteile 12 eingepresst werden. Zwischen den Öffnungen 30 bilden
verbleibende Plattenbereiche 28 der Tragplatte quasi Stege
oder Streifen, die im eingebauten Zustand zur Kraftübertragung
zwischen den Holzbauteilen 14 dienen.
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Wie
sich aus den 2 bis 4 ergibt,
liegt die Schutzplatte 50 auf der Außenseite 24 der
Tragplatte 20 auf und ist formschlüssig mit der
Tragplatte 20 verbunden. Ferner ist die Schutzplatte 50 aus
einem Holzfasern, Holzspäne und/oder Mineralfasern sowie
Bindemittel umfassenden Gefüge gebildet und weist eine
Dicke von circa 1 mm bis 16 circa mm, vorzugsweise von circa 5 mm
bis 6 circa, auf. Diese Schutzplatte 50 erfüllt
die an Baustoffe der Klasse B1 der DIN 4102 Teil
1 gestellten Anforderungen. Auf diese Weise kann die Holztragkonstruktion
gemäß 1, bei der mehrere Holzbauteile 12 mit
der Nagelplatte 10 miteinander verbunden sind, im Brandfall wenigstens
30 Minuten Stand halten. Weiterhin ergibt sich infolge der in der
Materialzusammensetzung enthaltenen Mineralfasern eine quellhemmende
Wirkung, wodurch die Schutzplatte 50 auch ein Quellschutz
bewirkt.
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Wie
den 2, 4 und 5 zu entnehmen,
weist die Schutzplatte 50 im Bereich jeder Öffnung 30 der
Tragplatte 20 einen Vorsprung 52 auf, der zur
formschlüssigen Verbindung von Schutzplatte 50 und
Tragplatte 20 in die jeweilige Öffnung 30 hineinragt.
Der jeweilige Vorsprung 52 kann eine Höhe aufweisen,
die kleiner als, größer als oder gleich der Tiefe
der zugehörigen Öffnung 30 ist. In 2 ist
die Höhe der Vorsprünge geringfügig kleiner
als die Tiefe der Öffnung 30 oder entspricht im
Wesentlichen der Tiefe der Öffnung 30.
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Um
zunächst den Formkörper, d. h. die Schutzplatte 50,
herzustellen, wird ein Gemenge aus Fasern, Spänen und/oder
Pulver mit einem Bindemittel vermischt und durch Trocknen zu einer
Formmasse verarbeitet. Um diese Formmasse zu erhalten, werden im
Folgenden drei Varianten erläutert:
Bei der ersten
Variante umfasst das Gemenge als Bestandteile im Wesentlichen etwa
25 bis 50 Gew.-% Holzfasern und etwa 0 bis 25 Gew.-% Mineralfasern. Bei
einer zweiten Variante umfasst das Gemenge etwa 50 bis 65 Gew.-%
Holzspäne und etwa 0 bis 10 Gew.-% Holzmehl. Das Gemenge
gemäß Variante 3 umfasst etwa 35 bis 50 Gew.-%
Mineralfasern und etwa 0 bis 15 Gew.-% Graphit und/oder Glimmer.
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Bei
allen drei vorgenannten Varianten wird dem jeweiligen Gemenge als
Bindemittel eine modifizierte Acylat-Styrol-Copolymer-Emulsion (erhältlich unter
dem Handelsnamen "NeoCryl XK-70") mit einem Gewichtsanteil an Acylat,
Styrol und Copolymer von etwa 50 bis 75 Gew.-% und einem Gewichtsanteil
von Wasser von etwa 25 bis 50 Gew.-% beigemengt. Gemenge und Bindemittel
werden sodann in einer Mischvorrichtung im kalten Zustand vermischt bis
eine feuchte Masse beziehungsweise ein Brei erhalten wird.
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Diese „feuchte"
Masse wird bei den Varianten 1 und 3 anschließend bei einer
Temperatur von bis zu etwa 50°C getrocknet und anschließend
in Partikel mit einer Maximalgröße bzw. Maximallänge von
etwa 1 mm zerkleinert. Dieses Zerkleinern kann durch Schreddern
oder Mahlen erfolgen. Bei der Variante 2 erfolgt auch ein Trocknungsvorgang,
jedoch nicht der Zerkleinerungsvorgang, da die Späne bereits
in ausreichend kleiner Partikelgröße vorliegen.
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Nach
dieser Behandlung wird die nun in Form eines trockenen Pulvers oder
in Form von trockenen Spänen vorliegende Formmasse in ein
Formwerkzeug eingebracht. Hierbei kann etwa das 1,5- bis 2-fache
Volumen an Formmasse (im Vergleich zum späteren nach dem
Pressvorgang erhaltenen Volumen der Formmasse) eingebracht werden.
Nach Schließen des Formwerkzeuges wird bei allen Varianten
mit einem Pressdruck von etwa 30 bis 40 bar und einer Temperatur
von etwa 120°C bis etwa 150°C der Pressvorgang
durchgeführt. Die zeitliche Dauer des Pressvorganges ist
derart gewählt, dass pro mm Dicke des späteren
Formkörpers 50 eine Pressdauer von etwa einer
Minute veranschlagt wird. Nach Abschluss des Pressvorganges und
einem zumindest teilweise Abkühlen bis auf etwa maximal 80°C
kann der Formkörper 50 aus dem Formwerkzeug entnommen
werden.
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In
bevorzugter Ausgestaltung ist der Hohlraum des Formwerkzeuges entsprechend
ausgebildet, so dass ein plattenförmiger Formkörper 50 formbar
ist.
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Nachfolgend
wird auf Basis des mittels des oben erläuterten Verfahrens
hergestellten Formkörpers 50 ein Verfahren zur
Herstellung eines Bauelementes 10 in Form der oben beschriebenen
Nagelplatte erläutert. Diese beiden Verfahren können
auch zu einem gemeinsamen Verfahren kombiniert werden.
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Der
hergestellte Formkörper 50 ist plattenartig geformt
und stellt die in den Figuren gezeigte Schutzplatte 50 dar.
Um nun die gewünschte Verbindung zwischen dem Tragkörper 20 in
Form der Tragplatte und dem Formkörper 50 (Schutzplatte)
erreichen zu können, wird ein Presswerkzeug bereit gestellt.
Nach Öffnen des Presswerkzeuges wird die Tragplatte 20 mit
den durch Ausstanzen und wenigstens teilweises Umbiegen vorhandenen
Nagelelementen 40 in das Presswerkzeug eingelegt. Anschließend
wird der Formkörper 50 auf die Außenseite 24 der
Tragplatte 20 aufgelegt. Nach Schließen des Presswerkzeuges
wird über eine vorbestimmte Zeitdauer und mit einem vorbestimmten
Pressdruck die Schutzplatte 50 derart auf die Tragplatte 20 aufgepresst,
dass Tragplatte 20 und Schutzplatte 50 formschlüssig
und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
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Die
stoffschlüssige Verbindung kann einerseits durch eine entsprechende
Beschaffenheit der Formmasse oder des Formkörpers oder
durch eine nachträgliche Aufbringung einer Klebeschicht
auf die Außenseite 24 oder die Schutzplatte 50 erreicht
werden.
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Die
formschlüssige Verbindung wird dadurch erreicht, dass während
des Pressens im Bereich der Öffnungen 30 befindliche
Bereiche des Formkörpers 50 in die jeweilige Öffnung
bzw. Ausnehmung 30 der Tragplatte 20 hineingedrückt
werden. Auf diese Weise werden die Vorsprünge 52 ausgebildet.
Aufgrund der dadurch erreichten formschlüssigen Verbindung zwischen
Tragplatte 20 und Schutzplatte 50 kann aber grundsätzlich
auf eine zusätzliche stoffschlüssige Verbindung
verzichtet werden.
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Das
derart gebildete wenigstens feuerhemmende und/oder wenigstens quellhemmende
Bauelement 10 (Nagelplatte) ist somit im Brandfall auf
der feuerbeaufschlagten Außenseite mit dem Formkörper 50 (Schutzplatte)
derart verbunden, dass diese Verbindung auch im Brandfall über
einen längeren Zeitraum erhalten bleibt. So kann im Brandfall
wertvolle Zeit für das Verlassen oder Evakuieren eines Gebäudes
sowie für die Löscharbeiten gewonnen werden.
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- 10
- Bauelement
- 12
- Bauteil
- 20
- Tragkörper
- 22
- Innenseite
- 24
- Aussenseite
- 26
- Seitenfläche
- 28
- Plattenbereich
- 30
- Öffnung
- 32
- erstes
Ende
- 34
- zweites
Ende
- 40
- Nagelelement
- 42
- erstes
Ende
- 44
- zweites
Ende
- 50
- Formkörper
- 52
- Vorsprung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - DIN 4102 [0013]
- - DIN 4102 [0030]
- - DIN 4102 [0043]