DE1900776A1

DE1900776A1 - Bauelement zur Verwendung als Formteil oder Bauplatte fuer Bootskoerper,Fertighaeuser u.dgl.

Info

Publication number: DE1900776A1
Application number: DE19691900776
Authority: DE
Inventors: Hart John Charles Humphreys
Original assignee: HART JOHN CHARLES HUMPHREYS
Current assignee: HART JOHN CHARLES HUMPHREYS
Priority date: 1968-01-08
Filing date: 1969-01-08
Publication date: 1969-09-11
Also published as: FR2000077A1

Description

Kingsash, The Lee, Great Missenden, Buckinghamshire,

England

betreffend

Bauelement zur Verwendung als Formteil oder Bauplatte für Bootskörper, Fertighäuser und dgl..

Die Erfindung betrifft Formteile und Bauplatten zur Verwendung als Bauelemente bei Bauwerken aller Arten. Dabei soll der Ausdruck "Bauwerk" Gebäude, vorgefertigte Bauteile aller Arten, Zwischenwände und Ingenieurbauten ebenso umfassen wie Bootskörper und andere Teile von Booten und Schiffen; die Erfindung ist auch bei Flugzeugen, Luftkissenfahrzeugen und anderen Fahrzeugen anwendbar.

Von den bekannten Arten der Herstellung von Bootskörpern komplizierterer Form besteht die wichtigste in der Befestigung von Planken oder Metallplatten an einem sorgfältig bearbeiteten Gerippe' aus Holz oder Metall; dieses Gerippe ergibt im wesentlichen die Festigkeit des Bootskörpers. Diese Bauart hat den Nachteil, dass die Planken oder Metallplatten selbst besonders geformt und sicher befestigt werden müssen, und dass ausserdem zahlreiche Stossfugen an der Aussenfläche des Bootskörpers einzeln wasserdicht gemacht werden müssen; daher bedingt diese Bauweise einen grossen Aufwand an Arbeit und - je nach der endgültigen Dicke des Bootskörpers - von Baustoffen.

In neuerer Zeit formt man Bootskörper vielfach in einem Stück unter Verwendung sogenannter faserverstärkter Kunststoffe,

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deren Verstärkung gewöhnlich aus Glasfaser verschiedener Arten besteht und als deren Bindemittel Polyesterharze verwendet werden. Diese Bauart ergibt bemerkenswert schöne glatte Bootskörper von ausreichender Festigkeit, aber auch sie bedingt einen hohen Arbeitsaufwand, weil sauber bearbeitete Formen erforderlich sind und ausserdem das Auflegen der Glasfaser und Aufbringen des Kunstharzes recht langwierige Arbeitsgänge sind.

Ein älterer Vorschlag sieht ein einfacheres und billigeres Verfahren vor, das darin besteht, dass man den Umrir3 des Bootskörpers mit' dicht nebeneinander stehenden Stahlstang eil darstellt und diese mit einem engmaschigen Drahtnetz bef.e'iiib, das an den Stangen festgebunden wird. Auf die Innenseite wird dann eine Zement-Sandmischung im nassen Zustand aufgetragen; dieser Auftrag wird an der Aussenseite geglättet. Der ausgehärtete Zement hat jedoch für sich genommen eine nur geringe Zugfestigkeit und, obwohl seine Druckfestigkeit grosser ist, darf die als Grundlage verwendete Armierung nicht nachgeben, da der Zement sonst reisst und zum Zerbröckeln neigt. In dem zerbröckelten Zement bilden sich dann Lecks. Störender ist noch, dass Zement-Sandschichten der im Hinblick auf das angestrebte geringe Gewicht noch erträglichen Dicke nicht immer wasserundurchlässig sind. Ein anderer Nachteil besteht darin, dass die nasse Zementmischung eine geringe Festigkeit hat und es schwierig ist, die Oberfläche während der langen Abbindezeiten nach dem Glätten am Wandern zu hindern, besonders an überhängenden Stellen.

Der Anwendungsbereich der Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die Herstellung von Bootskörpern, sondern ist allgemeiner. Die Erfindung betrifft ein Bauelement zur Verwendung als Formteil oder Bauplatte für die Herstellung von Konstruktionen, das eine Deckschicht aus einem Werkstoff umfasst, der Zement und Polyesterharz enthält und durch Zusatz ,. von Wasser polymerisiert und auf ein G-rundgefüge oder eine Tragkonstruktion aufgetragen ist. Besonders geeignet ist ein

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als "Estercrete" bekannter Baustoff, der Portlandzement enthält. Das Grundgefüge kann aus Papier, Kunststoff oder Metall bestehen und einen zellenförmigen oder beim Zusammenbringen mit dem Deckwerkstoff zellenbildenden Werkstoff enthalten. Das Grundgefüge kann auch ein Paser- oder Maschenmaterial enthalten. Der aus Portlandzement und Polyesterharz bestehende Werkstoff hat den Vorteil, dass er eine hohe spezifische Festigkeit aufweist, wenn bei der Zusammenstellung der Mischungen feine Zuschlagstoffe oder andere geeignete Füllstoffe verwendet werden.

Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, dass ein solcher Werkstoff auf ein Grundgefüge aufgetragen wird, das ausreicht, um den Werkstoff an Ort und Stelle festzuhalten,und mit dem sich der Werkstoff verzahnt; das Haftvermögen solcher Werkstoffe ist besonders gut. Auf diese Weise lässt sich eine ununterbrochene glatte Oberfläche erzeugen und die Festigkeit der vollständig abgebundenen Mischung kann, falls dies gewünscht wird, einen grossen Beitrag zur Festigkeit der Bauplatte oder des Formteils leisten. Ein weiterer Vorteil ist, dass die in dieser Weise zusammengesetzten Werkstoffe wasserfest sind und dass Reparaturen sogar unter Wasser ausgeführt werden können. Ferner ist es vorteilhaft, dass sich mit der erfindungsgemässen Bauweise eine ungewöhnlich grosse Festigkeit je Gewichtseinheit erreichen lässt. Schliesslich ist es vorteilhaft, dass die vorgeschlagenen Deckwerkstoffe korrosionsbeständig sind und dass die Werkstoffe des Grundgefüges selbst korrosionsbeständig sein können} aber auch wenn diese letztgenannten Werkstoffe nicht,von sich aus korrosionsbeständig sind, lässt es sich erreichen, dass öle vollständig in den Deckwerkstoff eingebettet sind und die Konstruktion als Ganzes dadurch korrosionsbeständig ist.

Selbst·wenn bei der erfindungsgemässen Bauweise eine Form erforderlich ist, auf oder in der das Grundgefüge für das Auftragen des Deckwerkstoffs vorbereitet wird, braucht die Form

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nur von einfacher, möglicherweise nur skelettartiger Bauweise zu sein.

ist das Grundgefüge Bei einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes/von

Deckschichten aus dem beschriebenen Werkstoff vollständig umhüllt oder zwischen die Schichten eingelegt; dabei sind in eine oder beide Schichten dieses Werkstoffs zweckmässigerweise eine oder mehrere Metallstangen eingebettet. Es ist aber auch möglich, den Deckwerkstoff nur auf der einen Seite des Grundgefüges vorzusehen.

Das Grundgefüge ist so ausgebildet, dass es den Werkstoff an Ort und Stelle festhält und sich mit ihm verzahnt. Das Grundgefüge kann einen zellenförmigen Werkstoff enthalten oder von einem Werkstoff gebildet sein, der beim Zusammenbringen mit dem Deckwerkstoff Zellen bildet. Die Werkstoffe des Grundgefüges können korrosionsbeständig sein oder so beschaffen sein, dass sie korrosionsbeständig sind, wenn sie in den Deckwerkstoff eingebettet sind. Das Grundgefüge kann beispielsweise aus Papier, Kunststoff oder Metall bestehen. In einigen Fällen kommt es nicht darauf an, dass das Grundgefüge zellenförmig oder honigwabenartig ist, und es können auch Faser- oder Maschenstoffe vorgesehen sein.

Bei einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist das Grundgefüge von Waben aus Metallfolie gebildet, beispielsweise aus Aluminiumfolie, wie sie als Alcoa-Legierung-202^- Folie bekannt ist. Auf dieses Grundgefüge kann ein- oder beidseitig eine Maschenschicht aufgebracht sein, die aus Streckmetall bestehen und durch Kleben am Grundgefüge befestigt sein kann. Bei vielen Anwendungsfällen ist eine Maschenschicht jedoch nicht erforderlich,und es hat sich gezeigt, dass auch auf Stäbe, die das Wabengefüge umgeben, in manschen Fällen verzichtet werden kann.

Wenn das Grundgefüge vorbereitet worden ist, wird es an seiner Aussenflache dadurch ummantelt, dass man durch Spachteln

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oder auf andere Weise eine Mischung aufträgt, die aus einem als "Estercrete" (Hersteller: Cement Marketing Company Limited) bekannten Stoff und einem geeigneten Füllstoff mit Wasser im vom Hersteller empfohlenen Verhältnis besteht. Falls gewünscht, kann Farbstoff beigefügt werden.

Das vollständige Auftragen des Deckwerkstoffs muss schnell geschehen, da die offene Zeit der Mischung gewöhnlich recht kurz ist und möglicherweise nur 1 Stunde dauert. Darin ist jedoch ein Vorteil zu sehen, da es den Zeitbedarf für die Herstellung des Bauelements verkürzt und das Auftragen bei richtiger Planung auch in so kurzer Zeit durchgeführt werden kann.

Bei dem fertigen Bauelement oder Bauwerk ist die Verstärkungskonstruktion vorzugsweise vollständig in den^aEstercrete*- Werkstoff eingebettet. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass der gesamte Werkstoff des Grundgefüges in den Deckwerkstoff eingebettet ist; vorzugsweise ist ein Teil des Wabenquerschnitts mit einem isolierenden W.erkstoff wie Vermikulit ausgefüllt, damit der Deckwerkstoff am Eindringen gehindert istj dies kann besonders dann nötig sein, wenn die Mischung auf waagerechte Flächen aufgetragen wird.

Die fertigen Formteile können von beliebiger Gestalt sein; beispielsweise können sie als vorgefertigte Bauplatten für die Verwendung bei irgendeinem Bauwerk ausgebildet sein, In manchen Fällen ist es zweckmässig, wenn sich quer über die Fläche des Grundgefüges Stangen oder Stäbe erstrecken, die in den Deckwerkstoff eingebettet sind, der an ihnen haftet und sie mit dem Grundgefiige verbindet.

Um die erfindungsgemässen Bauplatten an einem Unterbau oder einer Stützkonstruktion zu befestigen, können sich durch die Deckschicht oder Deckschichten aus polymerisiertem Werkstoff und das Grundgefüge ein oder mehrere Bolzen erstrecken, deren freiliegende Enden im Anschluss an das Befestigen mit

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dem Deckwerkstoff abgedeckt werden. Zur Verstärkung der Bauplatten können sich zwischen den äusseren Schichten und um die Kanten des inneren wabenartigen Gefüges Winkelstücke aus Metall erstrecken.

Mehrere Abschnitte des wabenartigen Grundgefüges können stumpf aneinanderstossend angeordnet sein und die Waben können, an der Stoßstelle zweier Abschnitte in ihrer gesamten Tiefe mit "Estercrete" gefüllt sein. Wenn sich das Wabengefüge aus Zellen von sechseckigem Querschnitt zusammensetzt, bildet der *Estercrete^B-Werkstoff eine Zick-Zack-Fuge zwischen den beiden Abschnitten des Grundgefüges.

Zum Zusammenfügen mehrerer Bauplatten können an deren Ecken oder Kanten ein oder mehrere Bügel, vorzugsweise aus Metall, vorgesehen sein, die in den Deckwerkstoff oder zwischen die Deckschicht und das Grundgefüge eingebettete flache Abschnitte aufweisen. Die Bügel ragen derart von den Bauplatten weg, dass sie sich mit Bügeln angrenzender Platten ineinanderhängen lassen. Die ineinandergreifenden Bügel können dadurch aneinander befestigt werden, dass man sie mit dem polymerisierten Werkstoff füllt. Wenn die Bauplatten in dieser Weise miteinander verbunden sind, kann eine gewisse Dehnung und Zusammenziehung durch Bewegung der Bügel aufgenommen werden, ohne dass die mit "Estercrete" hergestellte dichte Verbindung bricht.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand sehematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau eines Form- oder Wandplattenteils in einer perspektivischen Ansicht;

Fig, 2 einen Schnitt im rechten Winkel zur Zeichnungsebene der Fig. 1;

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Fig:. 3 eine andere perspektivische Ansicht einer Bauplatte, bei der Teile weggebrochen sind;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer aufgebrochenen abgewandelten Ausführungsform einer Bauplatte, bei der in die Deckschicht Stangen eingebettet sind;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform; und

Fig. 6 einen Querschnitt durch zwei aneinandergrenzende Bauplatten, aus dem die Art der Verbindung dieser Bauplatten ersichtlich ist.

Gemass Fig. 1 ist eine Konstruktion der gewünschten Form mit Stangen 1 aus Eisen von beispielsweise 6 mm (1/4 ") Durchmesser oder Seitenlänge des quadratischen Querschnitts, oder aus einer Leichtmetallegierung und von entsprechender Grosse in Abständen von beispielsweise 150 bis 200 mm aufgebaut; die Stangen sind mit Metalldraht zusammengebunden oder zusammengeschweisst. In jedem der quadratischen Zwischenräume zwischen den Stangen ist ein Wabenstück 2 aus Aluminiumfolie angeordnet, vorzugsweise eingepasst; die Aluminiumfolie ist beispielsweise wärmebehandelte Alcoa-Legierung-2024-Folie. An der Aussenfläche und vorzugsweise auch an der Innenfläche dieses Grundgefüges liegt zweckmässigerweise eine oder mehrere Maschenschichten 3» beispielsweise aus Streckmetall, an. Diese zusätzlichen Dberflächenschichten können mit dem übrigen Grundgefüge durch Binden oder Kleben verbunden sein.

Zusätzlich können, falls erwünscht, im gegenseitigen Abstand angeordnete Rahmen aus kräftigeren Stangen oder Rohren von grösserem Durchmesser vorgesehen sein. In manchen Anwendungsfällen ist das Aluminiumwabengefüge entbehrlich.

Wenn das Grundgefüge fertiggestellt ist, wird seine gesamte Aussenflache abgedeckt, indem man durch Spachteln oder auf andere Weise eine Mischung eines als "Estercrete" (Her-

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steller: Cement Marketing Company Limited) bekannten Stoffs und eines geeigneten Füllstoffs mit Wasser im vom Hersteller empfohlenen Mischungsverhältnis aufträgt. Ein Teil des Füllstoffs für das "Estercrete" kann ein Faserstoff, wie Asbest, sein. Stattdessen sind auch andere Faserstoffe verwendbar, beispielsweise Kunststoffaser oder Kohlefaser entweder mit ungeordneter Stapellänge oder als Vorgespinst oder Maschengewebe. Wenn Glasfaser verwendet wird, kann das "Estercrete" mit einem Tonerdezement anstelle von Portlandzement hergestellt sein. Bei Bedarf können Farbstoffe beigegeben werden. Diese Mischung ist nicht ganz so thixotropisch wie die oben angegebenen Portlandzementmischungen und hat daher eine. Neigung zum Fliessenj daher lässt sich die Mischung leichter auf das Grundgefüge auftragen, da es von selbst in die einzelnen Teile des Gefüges eindringt und daher zumindest an der Aussenfläche, die in der gewünschten Weise geglättet werden kann, einen guten Zusammenhalt ergibt.

Der gesamte Vorgang des Auftragens des Deckwerkstoffs sollte, wie erwähnt, so schnell wie möglich beendet werden, da die offene Zeit der Mischung gewöhnlich recht kurz ist und möglicherweise nur 1 Stunde dauert.

Bei der fertigen Konstruktion ist zweckmässigerweise das gesamte Verstarkungsgefüge gemäss Fig. 2 in den "Estercrete"-Werkstoff eingebettet.

Gemäss Fig. 3 ist das Grundgefüge 2 auf beiden Seiten von je einer Schicht ^ des Deckwerkstoffs abgedeckt.

Gemäss Fig. 4 sind in die Deckschicht k Metallstangen 5 eingebettet; anstatt in der dargestellten Weise können diese

Metallstangen an der Oberfläche des Grundgefüges 2 anliegend angeordnet sein.

Gemäss Fig. 5 sind zur Verstärkung der Bauplatten Winkelstücke 6 vorgesehen, die sich zwischen den äusseren Schichten k und dem Wabengefüge 2 erstrecken und die Kanten des Wabengefüges einfassen.

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In Pig. 6 ist eine erfindungsgemasse Verbindung von Wandplatten dargestellt; sie umfasst Metallbügel 7 mit Ansätzen 8, die zur Befestigung der Bügel zwischen das Grundgefüge 2 und die Schichten k eingebettet sind. Die Bügel greifen in der dargestellten Weise in entsprechende Bügel einer benachbarten Bauplatte ein und die ineinandergreifenden Bügel sind mit dem Deckwerkstoff gefüllt, wodurch sich eine Verbindung ergibt, die eine Dehnung oder Zusammenziehung ohne Beschädigung der gesamten Konstruktion ermöglicht.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform ist der zellenförmige Werkstoff des Grundgefüges mit einem Kunststoff wie Polystyren oder Polyurethan gefüllt, wobei ein Schaumbildner beigefügt sein kann. Während der Schaumbildung kann der zellenförmige Werkstoff mit einer Platte aus Gummi oder dgl. abgedeckt sein, die am Ende des Vorgangs wieder entfernt wird. Statt dessen kann, eine Platte aus Schaumstoff gegen den zellenförmigen Werkstoff und in. dessen Zwischenräume gedrückt sein.

-Anspriicfae-5629

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Claims

Pat e η t a η s ρ r ü c h e

1. Bauelement zur Verwendung als Formteil oder Bauplatte für Bootskörper, Fertighäuser und dgl., dadurch ge kennzeichnet , daß auf ein Grundgefüge (2) eine Deckschicht (4) aus einem Werkstoff aufgetragea ist,, der Zement und Polyesterharz sowie einen Füllstoff enthält und durch Zusatz von Wasser polymerisiert ist.

2.

Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn

zeichnet

daß der Zement Portlandzement ist.

3.

Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Werkstoff der Deckschicht (4) der als "Estercrete" bekannte Werkstoff mit oder ohne Faserstoffüllung vorgesehen ist.

4.

Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn

zeichnet

cöä der Zement Eonerdezement ist.

5. Bauelement nach einem der Ansprüche t bis 4» dadurch gekennzeichnet , daß das Grunagefüge (2) aus Papier, Kunststoff» Metall oder Silikaten oder Glasfaser besteht.

6. Bauelement nach Anspruch 5* dadurch g e k: en, η -

ζ e i c hnet» daß das Granageffige (2) einen zellenförmigen oder beim Zusammenbringen mit dean Beekwerkstoff zellenbildenden Vferkstoff umfaüt.

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7. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundgefüge (2) einen faserigen oder netzförmigen Werkstoff (5) umfaßt.

8. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundgefüge (2) von honigwabenartig angeordneter Folie, vorzugsweise aus Aluminium gebildet ist.

9. Bauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem honigwabenartigen Gefüge (2) mindestens einseitig ein offenmaschiges Netz (3), vorzugsweise aus Metall, Glas-, Silikat- oder kohlenstoffhaltigem Faserstoff anliegt.

10. Bauelement nach einem der Ansprüche 5 bis 9» dadurch gekennzeichnet , daß das Grundgefüge (2) vollständig vom Deckwerkstoff (4) umkleidet ist.

11. Bauelement nach einem der Ansprüche 6,8,9 oaer 19, dadurch gekennzeichnet , daß der zellen- oder wabenförmige Werkstoff zumindest teilweise mit einem Isolierstoff ausgefüllt ist.

12. Bauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß alß Isolierstoff Vermikulit vorgesehen ist.

13. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß in die oder jede Schicht (4) des Deckwerkstoffs eine oder mehrere Stangen (5) aus Metall eingebettet sind.

14. Bauelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (5) an der Oberfläche des Grundgefüges (2) anliegen.

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15· Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens einer Deckschicht (4) und dem Grundgefüge (2), dessen Rand umgreifend, Winkelstücke (6) aus Metall eingebettet sind.

16. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß sich durch die Deckschicht (4) und das Grundgefüge (2) Bolzen oder andere Befestigungsmittel erstrecken, mit denen sich das Bauelement an einer Tragkonstruktion befestigen läßt, und die im Anschluß daran an ihren freiligenden Stellen mit dem Deckwerkstoff überziehbar sind.

17. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß aneinanderstoßende Abschnitte des Grundgefüges (2) derart aneinandergefügt sind und der Deckwerksotff derart eingefüllt ist, daß die Waben des Grundgefüges an den Stoßstellen in ihrer gesamten Tiefe von ihm durchsetzt sind.

18. Bauelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Waben sechseckig sind und an den Stoßstellen derart aneinandergefügt sind, daß sie eine Zick-Zack-Iiinie bilden.

19· Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß an seinen Ecken oder Kanten mindestens ein Bügel (7), vorzugsweise aus Metall, vorgesehen ist, der einen in den Deckwerkstoff oder zwischen die Deckschicht (4) und das Grundgefüge (2) eingebetteten flachen Abschnitt aufweist und zum Ineinanderhängen mit einem entsprechenden Bügel eines angrenzenden Bauelements und anschließenden Pullen mit dem Deckwerkstoff zur Bildung

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einer Peh.nung^en und Zusammenziehungen aufnehmenden Stoßverbindung ausgebildet ist.

20. Bauelement nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß der zellenförmge Werkstoff mit einem Kunststoff ausgefüllt ist.

21. Bauelement nach Anspruch 20. dadurch g e k e η η ζ eic h η e t , daß der Kunststoff Polystyren oder Polyurethan ist.

22. Bauelement nach Anspruch 21. dadurch gekennzeichnet , daß dem Kunststoff ein Schäummittel hinzugefügt ist.

23» Bauelement nach Anspruch, 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung des Kunststoffs von einer während des Aufschäumens auf den zellenförmigen Werkstoff aufgelegten und ausschließend wieder entfernten Platte aus Gttffisai od. dgl. gebildet ist«

24. B«iele*#nt natch Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet _t d*0 die Eunetetof füllung toq einer in den »»llenföreif»n. Werkstoff eingedriicktea Schaueetoffplatte «etildet i«t.