DE1960916B2 - Verfahren zur Herstellung eines biegungssteifen Sandwichgebildes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines biegungssteifen Sandwichgebildes, bei dem ein als Kernschicht dienender Schaumkunststoff mit einander kreuzenden, netzartig angeordneten Nuten versehen und danach beide Seiten der Kernschicht auf einer entsprechend der Flächengestalt des herzustellenden Sandwichgebildes geformten Unterlage mit je einer dehnungsfesten Deckschicht überzogen werden.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der FR-PS 15 82 581 bekannt. Dabei wird eine Seite der Kernschicht mit einander kreuzenden, netzartig angeordneten Nuten verseilen, deren Tiefe geringfügig kleiner als die Dicke der Kernschicht ist, so daß diese durch eir.en dünnen Film an ihrer anderen Seite zusammengehalten ist. Zur Herstellung eines Sandwichgebildes mit einfach gekrümmter Oberflache wird die infolge der Nuten in einer Richtung leicht biegsame Kernschicht mit ihrer anderen, nicht unterbrochenen Seite an eine konvexe Unterlage geschmiegt und die beiden Kernschichtseilen mit dehnungsfesten Deckschichten überzogen. Dabei ist das Sandwichgebilde jedoch nur bei einer Biegung, bei welcher an der offenen Seite der Nuten eine Zuspannung auftritt, biegtingssteif. Bei einer Biegung in der anderen Richtung, bei welcher die Deckschicht an der offenen Seite der Nuten auf Druck beansprucht wird, ist das Sandwichgebilclc biegsam, weil die beisDielsweise aus einer Kunststoffolie bestehende Deckschicht zwar dehnungsfest, aber nicht druckfest ist, und deshalb zwischen den Nuten ausknickt Ein auch in der anderen Richtung biegungssteifes Sandwichgebilde wird erhalten, indem eine Schicht aus Polyester (oder einem anderen härtbaren Kunststoff) auf die mit den Nuten versehene Kernschichtseite aufgetragen wird und die Nuten dabei mit dem Polyester ausgefüllt werden. Die Polyesterschicht mit ihren in die Nuten ragenden Rippen kann dabei die eine Deckschicht

to bilden oder es kann eine Deckschicht auf die Polyesterschicht geklebt werden. Ein doppelt gebogenes, S-förmiges Sandwichgebilde wird nach der FR-PS hergestellt, indem zwei Kernschichtteile an je einem Rand so zusammengefügt werden, daß die Nuten des einen Teils an der einen und die Nuten des anderen Teils an der anderen Seite der aus den beiden Teilen zusammengefügten Kernschicht liegen. Die cweiteilige Kernschicht kann ohne Anwendung von Druck nicht beliebig gekrümmt werden, da jeder der beiden Teile nur in einer Richtung leicht gekrümmt werden kann und der Krümmungssinn dabei zwangsläufig an den zusammengefügten Rändern der beiden Teile ändert.

Auch das S-förmige Sandwichgebilde ist nicht biegungssteif, denn bei einer Biegebeanspruchung in einer der beiden Richtungen ist stets einer der beiden Teile biegsam, nämlich derjenige, bei welchem — wie oben erläutert — die Deckschicht an der offenen Seite der Nuten auf Druck beansprucht wird.

Aus der US-PS 32 85 768 ist ein Verfahren zur

JO Herstellung eines anderen Sandwichgebildes, nämlich nicht eines biegungssteifen, sondern eines leicht biegsamen, für Kleidungsstücke verwendbaren Gebildes aus einem Schaumkunststoff und einem Gewebe bekannt. Damit das Gebilde wie ein textiler Stoff leicht

J5 drapierbar und biegsam ist, wird der Schaumkunststoff an einer Seite ι t einander kreuzenden, gitterartig angeordneten Nuten versehen und die den Nuten abgewandte, nicht unterbrochene Seite an ein Gewebe geklebt.

Nach der CH-PS 3 62 521 werden biegungssteife Sandwichgebilde (Verbundplatten) hergestellt, indem die Schichten beim Zusammenkleben n?ch dem Preß-, Stempel- oder Gummisackverfahren in einteiligen oder zweiteiligen Preßwerkzeugen in die gewünschte, z. B.

gekrümmte Form gepreßt werden. Da sich bei diesem Klebe- und Preßverfahren leicht Blasen im Klebstoff bilden, wird die Kernschicht zuvor mit durchgehenden Rillen versehen, durch welche die Luft beim Zusammenpressen der Schichten entweichen kh.m. Die Druckan-

W wendung ist besonders bei großen Sandwichgebilden umständlich und erfordert teure Preßwerkzeuge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, biegungssteife Sandwichgebilde ohne Druckanwendung und somit ohne die Verwendung aufwendiger Preßwerkzeuge herzustellen. Diese Aufgabe umfaßt zwei gegensätzliche Forderungen. Einerseits soll ein biegungssteifes Sandwichgebilde hergestellt werden; andererseits soll die Formgebung ohne Anwendung von Druck erfolgen, die Kernschicht also mühelos gebogen werden können.

M) ErfindungsgemäD werden diese gegensätzlichen Forderungen dadurch erfüllt, daß beide Seiten der Kernschicht mit einander kreuzenden, zwei entsprechende, symmetrische, netzartige Muster bildenden Nuten versehen werden, die bis nahezu an die

h^ri Mittelebene der Kernschicht reichen, so daß cine durchgehende, mittlere Materialschicht beibehalten wird, und die Deckschichten an die beiden Kernschichtscilen geklebt werden, wahrend die Kernschicht sich

infolge der durch die Nuten erzielten Biegsamkeit ohne Anwendung von Druck an die Unterlage anschmiegt

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Sandwichgebilde erhalten, welches trotz der Biegsamkeit seiner Kernschicht biegungssteif ist Das ist deshalb der Fall, weil sich das Ganze wie ein Fachwerkträger verhält Die Deckschichten wirken wie Gurte, die Kernschichtteile zwischen den Nuten wirken wie die Füllungsstäbe eines Fachwerkträgers.

Bei einer Biegungsbeanspruchung liegt die neutrale Faserschicht stets in der Mittelebene des erfindungsgemäß hergestellten Sandwichgebildes, so daß eine der dehnungsfesten Deckschichten einer Biegung in einer Richtung und die andere einer Biegung in der anderen Richtung widersteht Infolge den auf beiden Seiten mit entsprechendem, symmetrischen, netzartigen Muster angeordneten Nuten können Sandwichgebilde mit beliebiger Krümmung, beispielsweise doppelt gekrümmte Sandwichgebilde ohne Druckanwendung hergestellt werden, so daß das Anwendungsgebiet der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Sandwichgebilde erheblich erweitert wird.

Als Kernschicht wird zweckmäßig ein Schaumkunststoff mit geschlossenzelliger Struktur verwendet, welcher die für Sandwichzwecke erforderlichen mechanischen Eigenschaften aufweist und beispielsweise aus Celluloseacetat, Polystyrol, Phenolharz, Epoxyd-, Polyester-, Acryl- oder Methacryl-Harz besteht. Vorzugsweise werden jedoch Schaumkunststoffe auf Basis von hartem Polyvinylchlorid und/oder Polyurethan verwendet. Als besonders geeignet haben sich Schaumkunststoffe erwiesen, die mindestens ein^n Anteil von 40% Polyvinylchlorid enthalten.

Die Nuten können beispielsweise ir die Kernschicht eingefräst werden. Die Reststeifheit der mit den bis nahezu an ihre Mittelebene reichenden Nuten versehenen Kernschicht hängt von der Dicke der durchgehenden, mittleren Materialschicht und der Größe von Struktur und Form der eingefrästen Nuten ab. Die Nutentiefe ist so groß zu wählen, daß die Kernschicht mühelos gebogen werden kann, die durchgehende, mittlere Materialschicht festigkeitsmäßig die gesamte Kernschicht aber noch zusammenzuhalten vermag und Biegungen und Verformungen ohne Bruch oder partielle Zerstörung zuläßt Die Breite der Rillen liegt zweckmäßig zwischen 2 und 5 mm.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise erläutert Eine Platte aus geschlossenzelligem Schaumstoff aus praktisch reinem Polyvinylchlorid von 20 mm Dicke wird auf jeder Seite mit einer spiegelgleichen Würfelstruktur von 20 mm Kantenlänge und einer Nutentiefe von 8 bis 8,5 mm versehen. Je nach Anwendungszweck bzw. je nach späterem Verformungsgrad können die Kantenlänge der Würfelstruktur und die Nutentiefe im zulässigen Rahmen variiert werden.

Die Deckschichten bestehen aus mechanisch widerstandfesten Materialien in Form von Platten oder geformten Gebilden usw. aus Metall, Kunststoffen, verstärkten Kunststoffen, wie glasfaserverstärkten Kunststoffen, Holz, Glas, Keramik usw.

Die Deckschichten können entweder bereits in vorgefertigtem Zustand aufgebracht oder in noch nicht fertiger Form zuerst aufgebaut und mit dei Kernschicht verklebt werden.

Die Biegsamkeit der Kernschicht kann weiter erhöht werden, indem thermoplastischer Schaumkunststoff verwendet und nach einer Wärmebehandlung in erwärmtem Zustand mit den Deckschichten verklebt wird.

Zum Verbinden der Kernschicht mit den Deckschichten können die bekannten Klebstoffe, wie ungesättigte Polyesterharze, Epoxydharze, Kontaktklebestoffe auf Neoprenbasis sowie Mischpolymerisate aus Vinylchlorid/Vinylacetat, Methylmethacrylat verwendet werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines biegungssteifen Sandwichgebildes, bei dem ein als Kernschicht dienender Schaumkunststoff mit einander kreuzenden, netzartig angeordneten Nuten versehen und danach beide Seiten der Kernschicht auf einer entsprechend der Flächengestalt des herzustellenden Sandwichgebildes geformten Unterlage mit je einer dehnungsfesten Deckschicht überzogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten der Kernschicht mit einander kreuzenden, zwei entsprechende, symmetrische, netzartige Muster bildenden Nuten versehen werden, die bis nahezu an die Mittelebene der Kernschicht reichen, so daß eine durchgehende, mittlere Materialschicht beibehalten wird, und die Deckschichten an die beiden Kernschichtseiten geklebt werden, während die Kernschicht sich infolge der durch die Nuten erzielten Biegsamkeit ohne Anwendung von Druck an die Unterlage anschmiegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus thermoplastischem Schaumkunststoff bestehende Kernschicht in erwärmtem Zustand mit den Deckschichten verbunden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kernschicht ein Schaumkunststoff mit geschlossenzelliger Struktur verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kernschicht ein geschlossenzelliger Schaumkunststoff auf Basis von hartem Polyvinylchlorid verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kernschicht ein geschlossenzelliger Schaumkunststoff auf Basis von Polyurethan verwendet wird.