DE1960916C3 - 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 IS 82 581 bekannt. Dabei wird eine Seite der Kernschicht mit einander kreuzenden, netzartig angeordneten Nuten versehen, deren Tiefe geringfügig kleiner als die Dicke der Kernschicht ist. so daß diese durch einen dünnen Film an ihrer anderen Seite zusammengehalten ist. Zur Herstellung eines Sandwichgebildes mit einfach gekrümmter Oberfläche 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 Kernschichtseiten mit dehnungsfesten Deckschichten überzogen. Dabei ist das Sandwichgebilde jedoch nur bei einer Biegung, bei welcher an der offenen Seite der Nuten eine Zuspannung auftritt, biegungssleif. Bei einer Biegung in der anderen Richtung, bei welcher die Deckschicht an der offenen Seite der Nuten auf Druck beansprucht wird, ist das Sandwichgebilde biegsam, weil die beispielsweise 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

s 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

IU bilden oder es kann eine Deckschicht auf die Polyesterschichi 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 zweiteilige Kernschicht kann ohne Anwendung von brück 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

» 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 drapierbar und biegsam ist, wird der Schaumkunststoff an einer Seite mit 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 nach 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 kann. Die Drackanwendung 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 Preßwerkzeu-

« ge herzustellen. Diese Aufgabe umfaßt zwei gegensätzliche Forderungen. Einerseits soll ein biegungssteifes Sandwichgcbilde hergestellt werden; andererseits soll die Formgebung ohne Anwendung von Druck erfolgen, die Kernschicht alio mühelos gebogen werden können.

Erfindungsgemäß 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

μ Mittelcbenc der Kernschicht reichen, so daß eine durchgehende, mittlere Matcrialschicht 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

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein SandwichgebiWe erhalten, welches trotz der Biegsamkeit seiner Kernschicht biegungssteif ist Das ist deshalb s der FaH 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 i% 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 criindungsgeroäßen 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 Schaumkunststoff auf Basis von hartem Polyvinylchlorid und/oder Polyurethan verwen- Jo del. Als besonders geeignet haben sich Schaumkunststoffe erwiesen, die mindestens einen Anteil von 40% Polyvinylchlorid enthalten.

Die Nuten können beispicls «vei;.e in die Kernschicht cingefräst werden. Die Restsieifheit ucr mit den bis J5 nahezu an ihre Mittelebene reichenden Nuten versehenen Kernschicht hängt von der Dicke der durchgehenden, mittleren Malerialschichl und der Größe von Struktur und Form der ejngefräsien Nuten ab. Die Nutentiefe ist so groß zu wählen, daß die Kernschicht mühelos gebogen werden kann, die durchgehende, mittlere Materialschicht fesligkeitsmäßig 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 eifindungsgemäße 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 An-vendungszweclc 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 bereiis in vorgefertigtem Zustand aufgebracht oder in noch nicht fertiger Form zuerst aufgebaut und mit der 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 werd-jn.

Claims (5)

Patentansprüche: 1960016

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 sn die Unterlage anschmiegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß /lie 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