DE1261658B - Verfahren zur Herstellung von Verbundbauelementen aus Kunststoff mit einer schaumfoermigen Kunststoff-Fuellung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Verbundbauelementen aus Kunststoff mit einer schaumförmigen Kunststoff-Füllung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbundbauelementen aus Kunststoff, insbesondere für Fahrzeuge und Fertighäuser, bei dem zwei Kunststoff-Außenschichten in Sandwich-Bauweise mit einer schaumförmigen Kunststoff-Füllung verbunden werden.
• Es ist bekannt, zur Herstellung von geschichteten, aus Kunststoff bestehenden plattenförmigen Bauelementen eine Platte aus geschäumtem Kunststoff auf beiden Seiten mit Glasfaser-Polyester-Platten zu verkleben. Als Klebstoff dient dabei ein Kunstharz mit sehr kurzer Gelierungszeit und niedriger Aushärtetemperatur. Beim Verkleben von Formstücken aus geschäumtem Kunststoff ist es andererseits bekannt, die Stoßflächen einerseits mit Ausnehmungen, andererseits mit Vorsprüngen z. B. nach Art eines Nut- und Federprofils zu versehen, um damit die Klebefläche zu vergrößern. Schließlich ist ein aus mehreren Kunststoffschalen bestehender plattenförmiger Bauteil bekannt, bei dem ein aus schwach nach außen gewölbten Außenwänden, Seitenwänden und Zwischenwänden gebildeter Hohlkörper als Ganzes gepreßt wird. Die Zwischen- und Seitenwände können auch durch Verkleben oder Verdübeln mit den Außenwänden verbunden sein.
• Anschließend wird eine schaumartige Kunststoff-Füllung in den Hohlkörper eingebracht, die an dessen Innenwandungen festhaften und dessen Festigkeit erhöhen soll. Ein nachträglich eingeschäumter Füllkörper aus Kunststoff besitzt jedoch ein erhebliches Schrumpfungsmaß, was dazu führt, daß der Füllkörper nach dem Aushärten nicht mehr an allen Innenwandungen der vorgefertigten Kunststoffschale anhaftet und deshalb seine Aufgabe als Abstützung nur unzureichend erfüllt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbundbauelement der eingangs bezeichneten Art unter Verwendung billigen Ausgangsmaterials und einfacher Form- bzw. Preßeinrichtungen mit einer bisher nicht erreichten Widerstandsfestigkeit herzustellen, um unter Berücksichtigung der an sich bekannten Vorteile bei der Verwendung von Kunststoffen, wie geringes Gewicht, einfache Formung, niedriger Preis, chemische Beständigkeit, Isolierungseigenschaften, diesem Verbundbauelement neue, bisher nicht erschlossene Anwendungsgebiete zugänglich zu machen. Dieses Herstellungsverfahren soll sich durch sehr einfache Arbeitsgänge auszeichnen, die gegebenenfalls von Hand ausgeführt werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zwischen vorgefertigte, aneinanderpassende Füllstücke aus Schaumstoff, deren Dicke dem erforderlichen Abstand zwischen den Außenschichten angepaßt ist, ein Stoßfugenband aus harzgetränkter Glasfasermatte oder -gewebe zu legen, das mit zwei sich gegenüberliegenden Rändern mindestens eine Außenseite zweier benachbarter Füllstücke oder beide Außenseiten eines Füllstückes teilweise abdeckt, und daß unter weiterer Verwendung von Harz die Außenschichten mit der Füllung bzw. mit den die Füllung teilweise abdeckenden Enden der Stoßfugenbänder bis zum Abbinden des Harzes zusammengepreßt und verbunden werden.
• Bei einem nach diesem Verfahren hergestellten Verbundbauelement bilden die mit Kunstharz getränkten, zunächst naß eingelegten und später erhärteten Stoßfugenbänder Versteifungsstege zwischen den beiden Außenschichten, deren Verbund unter Einschluß der Füllstücke frei von inneren Spannungen ist.
• Die dazwischenliegenden Füllstücke aus Schaumstoff dienen einerseits der Abstützung der Stege bei Druck-, Biege- oder Scherbeanspruchungen gegen seitliches Ausknicken bzw. gegen Durchbiegen und gewährleisten andererseits auf Grund des Verbundes der um die Füllstücke umgelegten Stegränder mit den Außenschichten eine besonders hohe Abschälfestigkeit.
• Die Außenschichten können der beabsichtigten Formgebung der Bauelemente entsprechend gebogen oder gewölbt vorgefertigt und die Stoßfugen der Füllstücke senkrecht zu den Außenschichten gelegt werden. Die Stoßfugenbänder werden so zwischen bzw. um die entsprechend geformten Füllstücke gelegt, daß ihr Verlauf im Querschnitt den Beanspruchungen des Bauelementes angepaßt ist und gegebenenfalls einem T-, Doppel-T-, L-, C-, Z- oder Zickzackprofil entspricht.
• Um die vorteilhaften Festigkeitseigenschaften auch beim Verbund mehrerer Bauelemente untereinander zu erreichen, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Füllstücke an ihren freien, nicht durch die Außenschichten und andere Füllstücke abgedeckten Flächen ebenfalls mit harzgetränkten Stoßfugenbändern versehen und die Bänder beim Aneinanderfügen zweier Bauelemente mit den Außenschichten beider Bauelemente verbunden werden. Die Füllstücke können an ihren freien Enden ein Nut- und Federprofil oder ein Schwalbenschwanzprofi1 besitzen, das mit harzgetränkten Stoß fugenb ändern oder durch Umlegen der noch nicht erhärteten Außenschichten abgedeckt bzw. ummantelt wird.
• Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert; dabei zeigt Fig. 1 schematisch einen aus Verbundbauelementen nach der Erfindung gefertigten Wohnanhänger teilweise im Schnitt, Fig. 2 eine Vergrößerung des in Fig. 1 angedeuteten Ausschnittes, F i g. 3 Querschnitte durch Verbundbauelemente mit verschiedenen Stegprofilen, Fig. 4 ein aus Verbundbauelementen gemäß der Erfindung hergestelltes Fertighaus, Fig. 5 eine perspektivische Vergrößerung von einzelnen plattenförmigen Bauelementen für das Haus nach F i g. 4, teilweise in auseinandergezogener Darstellung und im Schnitt, F i g. 6 einen Schnitt durch einen Wandteil des Hauses nach Fig. 4.
• Als Beispiele für die Anwendung von aus Kunststoff bestehenden Verbundbauelementen nach der Erfindung sind in F i g. 1 ein Wohnanhänger und in Fig. 4 ein Fertighaus gezeigt. In beiden Figuren sind mit 1 schematisch die einzelnen ihrer Form und Größe nach für die einfachste Art des Zusammenbaues zweckentsprechend bemessenen Bauelemente und mit 2 die beim Aneinandersetzen der Bauelemente entstehenden Trennfugen bezeichnet. Jedes in Sandwich-Bauweise hergestellte Verbundbauelement nach der Erfindung besteht aus zwei Kunststoff-Außenschichten 4 und 5, einer mittleren Füllschicht 7 sowie aus die beiden Außenschichten 4 und 5 miteinander verbindenden Versteilungsstegen oder Stoßfugenbändern 6, die durch die Mittelt schicht 7 hindurchlaufen. Die Außenschichten 4, 5 selbst können aus mit Glasfasergewebe oder Glasmatte verstärktem Polyesterharz bestehen, während zur Gewichtsverringerung des Bauelementes für die mittlere Füllschicht 7 vorzugsweise geschäumter Kunststoff oder sogenannter Hartschaumstoff Verwendung findet.
• Zur Herstellung eines Verbundbauelementes nach der Erfindung wird auf je einer als Unterlage dienenden Formfläche das Material für eine Außenschicht4 bzw. 5 aufgebracht, d. h., auf ein z. B. aus Wachs bestehendes isolierendes Trennmittel wird Glasfasergewebe oder Glasmatte unter Zwischenspritzen von flüssigem Polyesterharz aufgelegt. Auf eine dieser Außenschichten, die gepreßt und gehärtet worden sein können oder zunächst in nassem Zustand verbleiben, wenn z. B. gemäß Fig. 6 ihre über die Füllschicht überstehenden Ränder umgelegt werden sollen, wird nunmehr die mittlere Füllschicht gemeinsam mit den die Außenschichten 4,5 miteinander verbindenden Stegen 6 aufgebaut.
• Dazu dienen dem erforderlichen Abstand der beiden Außenschichten 4, 5 bzw. etwa der Dicke des fertigen Bauelementes entsprechend vorgeformte oder zugeschnittene Füllstücke 7 aus Hartschaumstoff. Zwischen die Stoßfugen der Füllstücke wird ein mit Kunstharz, z. B. Epoxyharz, getränktes Glasfasergewebe oder getränkte Glasfasermatte in Form von Stoßfugenbändern 6 eingelegt, deren Länge größer als die Dicke der Füllstücke ist. Die aus den Stoßfugen hinausragenden Enden der Stoßfugenbänder 6 werden nach dem Zusammendrücken der Füllstücke 7 außen um diese herumgelegt und können dort gegebenenfalls mit einigen Heftklammern gehalten werden.
• Die soweit gefertigte Füllschicht wird, solange das Harz der Stoßfugenbänder noch nicht erhärtet ist, auf eine der sich in den Formen befindliche Außenschicht 4 oder 5 aufgesetzt, nachdem zuvor beide Innenseiten der Außenschichten (falls diese bereits erhärtet sind) und gegebenenfalls auch die nicht von dem Stoßfugenband abgedeckten Oberflächen der Füllstücke mit einem Klebeharz bestrichen worden sind. Anschließend wird die zweite Außenschicht, die sich in erhärtetem oder noch nassem Zustand auf ihrer Formfläche befindet, über die Füllschicht geführt und der Gesamtaufbau miteinander verpreßt.
• Bei Herstellung gekrümmter oder gewölbter Verbundbauelemente ist es zweclsmäßig, die Füllstücke zusammen mit den Stoßfugenbändern auf der Innenwandung der konkaven Außenschicht aufzubauen. Die Breite der Füllstücke 7 und damit die Anzahl der pro Längeneinheit des Bauelementes einzusetzenden Stoßfugenbänder 6 wird in Abhängigkeit von den zu erwartenden Beanspruchungen für das herzustellende Bauelement gewählt. Darüber hinaus wird in Anpassung an die vorwiegende Beanspruchungsart der Verlauf der Stoßfugenbänder bzw. Stege und damit die zuzuschneidende Form bzw. der Querschnitt der Füllstücke 7 bestimmt. Bei reinen Druckbelastungen des Verbundbauelementes wird man ein T-, I- oder C-förmiges Profil der Stege bevorzugen. Andere Beanspruchungen können gegebenenfalls einen anderen Profilverlauf der Stege erfordern. In allen Fällen sollte das Prinzip erhalten bleiben, nach dem die Stoßfugenbänder bzw. Stege einen direkten innigen Verbund mit den Außenschichten erhalten und durch die Füllstücke abgestützt werden. Die Festigkeit des Bauelementes wird außerdem dadurch gesteigert, daß beim Verpressen die unter den umgelegten Enden der Stoßfugenbänder befindlichen Bereiche der Füllstücke zusammengedrückt und verdichtet werden und somit den Stegen insbesondere bei Scher- und Abreißbeanspruchungen zusätzlichen Halt geben.
• Die Seitenflächen des Verbundbauelementes können durch ein Stoßfugenband 6 gemäß F i g. 5 abgeschlossen und durch entsprechend geformte Seitenflächen der Füllstücke mit einem Nut- oder Federprofil versehen sein, dessen Verlauf das Stoßfugenband angepaßt wird. Andererseits können auch die Außenschichten 4 und 5, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, mit ihren über die Füllstücke 7 überstehenden Enden über die Seitenflächen der Füllstücke geklappt und dort auf ein abschließendes Stoßfugenband 6 oder direkt auf das Material der Füllstücke 7 aufgeklebt und aufgepreßt werden.
• Das Aneinanderfügen zweier Verbundbauelemente kann gemäß F i g. 3 auch dadurch erfolgen, daß an der Verbindungsseite des Bauelementes die Außenschichten 4, 5 nicht umgeklappt sind, sondern in der allgemeinen Erstreckungsrichtung ohne Mittelschicht 7 weiterlaufen. Das andere Bauelement ist an seiner Verbindungsseite zapfenförmig ausgeführt, indem das letzte Füllstück 7, beispielsweise durch Zusammenpressen, im Überlappungsbereich der Außenschichten verjüngt wird. Die Verbindung erfolgt dann durch Einfügen eines Stoßfugenbandes zwischen die sich überlappenden Außenschichten und der Stoßfuge der sich gegenüberliegenden Füllschichten.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Verbundbauelementen aus Kunststoff, insbesondere für Fahrzeuge und Fertighäuser, bei dem zwei Kunststoff-Außenschichten nach Art der Sandwich-Bauweise mit einer schaumförmigen Kunststoff-Füllung verbundenwerden, dadurch gekennzeichn e t, daß zwischen vorgefertigte, aneinanderpassende Schaumstoffstücke, deren Dicke dem erforderlichen Abstand zwischen den Außenschichten angepaßt ist, ein Stoßfugenband aus harzgetränkter Glasfasermatte oder -gewebe gelegt wird, das mit zwei sich gegenüberliegenden Rändern mindestens eine Außenseite zweier benachbarter Füllstücke oder beide Außenseiten eines Füllstückes teilweise abdeckt, und daß unter weiterer Verwendung von Harz die Außenschichten mit der Füllung bzw. mit den die Füllung teilweise abdeckenden Enden der Stoßfugenbänder bis zum Abbinden des Harzes zusammengepreßt und verbunden werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschichten der beabsichtigten Formgebung der Bauelemente entsprechend gebogen oder gewölbt vorgefertigt und die Stoßfugen der Füllstücke senkrecht zu den Außenschichten gelegt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßfugenbänder so zwischen bzw. um die entsprechend geformten Füllstücke gelegt werden, daß ihr Verlauf im Querschnitt den Beanspruchungen des Bauelementes angepaßt ist und gegebenenfalls einem Doppel-T-, L-, C-, Z-, T- oder Zickzackprofil entspricht.
4. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstücke an ihren freien, nicht durch die Außenschichten und andere Füllstücke abgedeckten Flächen ebenfalls mit harzgetränkten Stoßfugenbändern versehen und die Bänder beim Aneinanderfügen zweier Bauelemente mit den Außenschichten beider Bauelemente verbunden werden.
5. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstücke an ihren freien Flächen ein Nut- und Federprofil oder Schwalbenschwanzprofil besitzen, das mit harzgetränkten Stoßfugenbändern oder durch Umlegen der noch nicht erhärteten Außenschichten abgedeckt bzw. ummantelt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung P 2055 V/37b (bekanntgemacht am 26. 5. 1954); »Kunststoffe«, 1954, Heft 5, S. 221 bis 226; »Kunststoff-Rundschau«, 1955, Heft 4, S. 120, 121; Druckschriffder Badischen Anilin- & Soda-Fabrik A. G., jiDi Verarbeitung von Styropor zu Schaumstoffen«, B 233 d/5. 60 86541, S. 45, 46.