DE19622492C2 - Verfahren zur Herstellung von Wandelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von sowohl flachen (ebenen) als auch winkelförmigen Wandelementen, die auf ihrer Sichtseite jeweils einstückige (ungeteilte) flache und/oder winkelförmige Ziegelriemchen aufweisen, die mit Kunststoff­ schaum hinterschäumt sind, vorzugsweise mit einer in einem oder zwei Arbeitsgängen her­ gestellten Hartschaumplatte aus Polyurethan.

Solche Wandelemente sind in flacher Aus­ führung aus dem DE 82 01 949 U1 und in winkelförmiger Ausführung aus der DE 41 17 821 C1 bekannt. Das Herstellungsverfahren ist für beide Ausführungsformen gleich.

In einem ersten Verfahrensschritt werden die Ziegelriemchen mit ihrer Sichtseite nach unten in eine untere Werkzeugform-Hälfte eingelegt, die bei der Herstellung flacher Wandelemente eine horizontal liegende, flache (ebene) Werk­ zeugform-Hälfte ist und bei der Herstellung winkelförmiger Wandelemente eine auf der Spitze (d. h. auf ihrem Scheitel) stehende winkelförmige Werkzeugform-Hälfte ist.

Nach dem Einlegen der Ziegelriemchen werden in einem zweiten Verfahrensschritt die Fugen zwischen den Ziegelriemchen (sowie auch die Fugen zwischen den Ziegelriemchen und den Formwandungen der Werkzeugform-Hälfte) mit Sand oder einem anderen granulierten Fugen­ material (vergl. z. B. GB 1 202 701) ge­ füllt. Die nachfolgende generelle Verwendung des Begriffes Fugensand schließt solches andere Fugenmaterial mit ein.

Bei einer horizontal flachliegenden unteren Werkzeugform-Hälfte stört die Rieselfähig­ keit eines trocken eingefüllten Fugensandes an sich nicht, so daß z. B. das DE 82 01 949 U1 das Herstellungsverfahren solcher Wandelemente unter Verwendung von trockenem Fugensand be­ schreibt. Andererseits ist bei der Herstellung winkelförmiger Wandelemente, bei denen die untere Werkzeugform-Hälfte arbeitstechnisch auf der Spitze steht, die Rieselfähigkeit des Fugensandes unerwünscht, und es ist aus diesem Grunde bekannt, den Fugensand durch Zugabe einer Flüssigkeit oder eines sonstigen ge­ eigneten Mittels (z. B. Isocyanat, siehe DE 41 17 820 C2) zu stabilisieren, so daß der Sand aus den schräg stehenden Fugen einer winkelförmigen Werkzeugform nicht heraus­ rieseln kann.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird sodann die Werkzeugform geschlossen, indem eine obere Werkzeugform-Hälfte auf die untere Werkzeug­ form-Hälfte aufgesetzt wird derart, daß zwischen der Rückseite der Ziegelriemchen und der Rück­ seite des in die Fugen eingefüllten Fugensandes einerseits und der oberen Werkzeugform-Hälfte andererseits ein Hohlraum mit plattenförmigen und ggf. winkelförmigen Zuschnitt gebildet ist, der in einem oder mehreren nachfolgenden Ver­ fahrensschritten mit einem Hartschaum aus Kunststoff ausgeschäumt wird, wobei sich der Hartschaum mit der Rückseite der Ziegelriemchen und der Rückseite des Fugenmaterials verbindet.

Es ist bekannt, für das Hinterschäumen einen Polyurethan-Hartschaum zu bevorzugen, der durch Mischen der flüssigen Grundstoffe Isocyanat und Polyol und unter Verwendung eines Treibmittels, z. B. Pentan, direkt in der Werk­ zeugform aufgeschäumt wird.

Der Vorteil solcher bekannten Wandelemente und der Art ihrer Herstellung wird darin gesehen, daß sie relativ kostengünstig produziert werden können, da durch das Hinterschäumen der Ziegel­ riemchen und der mit Sand gefüllten Fugen z. B. in nur einem Arbeitsgang sowohl die Ziegel­ riemchen mit der geschäumten Hartschaumplatte verklebt werden (das Polyurethan durchläuft beim Aufschäumen eine klebende Zwischenphase) als auch Schaumanteile beim Aufschäumungsvorgang bis auf eine Tiefe von z. B. 3-10 mm in den Fugensand eindringen, wodurch im Fugengrund eine verfestigte Schaumstoff-Sand-Mischung ent­ steht.

Nach dem Entformen des hinterschäumten Wand­ elementes wird der Fugensand, soweit er im Fugengrund nicht durch die verfestigte Schaumstoff-Sand-Mischung gebunden ist, aus der restlichen Fuge entfernt, und diese wird nach der Befestigung der Wandelemente an der jeweiligen Hauswand oder Hausecke traditionell per Hand endverfugt, z. B. mit einem handels­ üblichen, zementgebundenen Fugenmaterial.

Für die Befestigung der Wandelemente an der jeweiligen Wand oder Hausecke werden Be­ festigungsschrauben benutzt, die durch die im Fugengrund verfestigte Schaumstoff-Sand- Mischung hindurchgeschraubt werden und deren Schraubenköpfe nach der Endverfugung durch das handelsübliche Fugenmaterial abgedeckt sind.

In der Praxis haben diese bekannten Wand­ elemente den Nachteil, daß der aus der ver­ festigten Schaumstoff-Sand-Mischung herge­ stellte Fugengrund keine ausreichende Festig­ keit hat, um insbesondere den hohen axialen Kräften einer bei der Montage der Wandelemente fest angezogenen Befestigungsschraube wieder­ stehen zu können. Die Schraubenköpfe zerstören oftmals die Schaumstoff-Sand-Mischung im Fugen­ grund, d. h. sie brechen Teile des Fugengrundes heraus und werden dabei vielfach zu tief in das Wandelement hineingeschraubt, so daß die Befestigungsschraube nur noch im Hinterschaum­ material des Wandelementes positioniert ist und dementsprechend keine ausreichenden Trag- und Befestigungsfunktionen erfüllen kann.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind Trag- und Stützhülsen aus einem gespritzten, harten Kunststoff vorgeschlagen worden, die in das Hinterschaummaterial der Wandelemente mit eingeschäumt werden sollen. Dies ist jedoch fertigungstechnisch relativ aufwendig und mit dem Problem verbunden, daß bei der Her­ stellung der Wandelemente die genauen Montagepositionen der Befestigungsschrauben noch nicht vorhersehbar sind.

Neben der mangelnden Festigkeit und den dadurch bedingten Ausbrechungen und Undichtigkeiten im Fugengrund hat eine Schaumstoff-Sand-Mischung im Fugengrund, auch wenn sie intakt ist, den Nachteil, daß sie das Hinterschaummaterial der Wandelemente nicht ausreichend gegen Durch­ feuchtungen schützt. Solche Durchfeuchtungen sind insbesondere an den Schlagwetterseiten der mit den Wandelementen bekleideten Wand­ flächen oder an Hausecken zu befürchten, zumal da die traditionell per Hand ausgeführte End­ verfugung nicht immer frei von Fehlstellen ist und den geforderten sicheren Schutz gegen eine Durchfeuchtung des Hinterschaummaterials solcher Wandelemente nicht erfüllen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, verbesserte Wandelemente dieses Typs sowohl in flacher als auch in winkelförmiger Ausführung zu ent­ wickeln und dafür ein kostengünstiges und fertigungstechnisch einfaches Herstellungsver­ fahren zu schaffen.

Die erfindungsgemäßen Lösung ist in Patentanspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 enthalten.

Die Lehre der Erfindung zeigt, daß alle Nach­ teile der bekannten Wandelemente dadurch be­ seitigt werden können, daß im Fugengrund ein Fugenverschluß aus einem Harz-Härter-System mit dem Fugensand als Füllstoff eingebaut wird. Ein solcher Fugenverschluß verhindert das Eindringen von Anteilen des Hinterschaum­ materials in die Fugen und ist somit ein eigenständiges, d. h. ein von dem Hinterschäumungs­ vorgang unabhängiges Harz-Härter-System, das wesentlich besser einerseits auf die Forderungen nach einer Feuchtigkeitssperre und andererseits auf die mechanischen Trag- und Befestigungs­ funktionen für solche Wandelemente eingestellt werden kann.

Der Einbau eines solchen Fugenverschlusses aus einem Harz-Härter-System in den Fugengrund er­ fordert jedoch ein besonderes Verfahren, dessen erfinderische Merkmale in den Ansprüchen 1 und 2 herausgestellt sind. Das erfindungsgemäße Ver­ fahren schreibt vor, die den Fugenverschluß bildende Harz-Härter-Sand-Mischung "in situ", d. h. direkt in der Fuge herzustellen und nicht etwa produktionstechnisch in einem Mischer o. dgl. vorzufertigen, wie dies schlechthin üblich wäre. Eine produktionstechnische Vorfertigung der Mischung hätte den Nachteil, daß die vorge­ fertigte Mischung immer nur für eine begrenzte Zeit (Abbindezeit) verarbeitbar ist, bevor das Harz-Härter-System zu gelieren und aus­ zuhärten beginnt. Ein kostengünstiges und fertigungstechnisches einfaches Arbeiten wäre damit nicht möglich.

Deshalb sieht die Erfindung vor, zunächst den Fugensand vor dem Einfüllen in die Fugen nur mit der Harzkomponente des Harz-Härter-Systems zu vermischen. Nach Anspruch 2 soll dafür eine Harzkomponente in pastöser Konsistenz gewählt werden und die Dosierung der Harzkomponente im Verhältnis zu der Menge des Fugensandes der­ art bemessen sein, daß das pastöse Harz die einzelnen Körner des Sandes ummantelt, ohne daß bei diesem Mischungsprozeß bzw. Ummantelungs­ prozeß bereits die Zwischenräume zwischen den einzelnen Sandkörnern porendicht ausgefüllt werden.

Eine solche Harz-Sand-Vormischung ist unbe­ grenzt lagerfähig und kann somit für die industrielle Fertigung der Wandelemente gut bevorratet werden. Diese Vormischung läßt sich, da ihre Rieselfähigkeit noch nicht vollständig aufgehoben ist, auf einfachste Weise in die Fugen zwischen den in die untere Werkzeugform- Hälfte eingelegten Ziegelriemchen einfüllen (z. B. per Hand oder mittels eines Schiebers in die Fugen einstreichen) und bleibt dann in den Fugen ohne weitere Maßnahmen gewissermaßen "ortsstabil" liegen, und zwar auch dann, wenn die Fugen bei der Herstellung winkelförmiger Wandelemente z. B. unter 45° schräg zur Horizontalen verlaufen.

Der in die Fugen eingefüllten Harz-Sand-Vor­ mischung wird sodann die Härterkomponente des Harz-Härter-Systems in dünnflüssiger Form zu­ gegeben, beispielsweise durch Aufgießen oder Aufsprühen auf die Rückseite der mit der Vor­ mischung gefüllten Fugen. Anwendungstechnisch dringt eine dünnflüssige Härterkomponente sehr schnell und problemlos in die Zwischenräume bzw. in die Poren der nach Anspruch 2 mit der Harzkomponente nur ummantelten Sandkörner der Vormischung ein, so daß mittels der zugegebenen Dosiermenge der dünnflüssigen Härterkomponente sehr genau bestimmt werden kann, bis in welche Tiefe im Fugengrund die dort vorhandene Harz- Sand-Mischung durchtränkt werden soll.

Die produktionstechnisch angestrebte Schnellig­ keit des Aushärtungsvorganges (des Abbindevor­ ganges) der auf diese Weise im Fugengrund "in situ" hergestellten Harz-Härter-Sand-Mischung kann durch das Mengenverhältnis Harz/Härter oder durch die Zugabe eines Beschleunigers (vergl. Anspruch 4) und/oder durch Temperaturerhöhungen (beispielsweise mittels eines auf die Fugen­ mischung gerichteten Wärmestrahlers) gesteuert werden.

Dem Kunststoff-Fachmann sind Harz-Härter-Systeme in Form von lösungsmittelfreien Zweikomponenten- Klebstoffen als sogenannte Reaktionsklebstoffe bekannt. Sie lassen sich hinsichtlich ihrer Klebekraft, ihrer Endfestigkeit und Dichtigkeit und auch hinsichtlich ihres zähelastischen Verhaltens sehr gut auf ihren jeweiligen Verwendungszweck einstellen.

Solche lösungsmittelfreien Zweikomponenten-Kleb­ stoffe haben zudem den Vorteil, daß beim Aus­ härten (Abbinden) des Systems keine Lösungsmittel ausgasen oder sonstige flüchtige Bestandteile freigesetzt werden, die besondere Maßnahmen bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Wandelemente erfordern würden. Das Herstellungsverfahren kann entsprechend einfach und zügig durchgeführt werden.

Gemäß Anspruch 3 wird vorgeschlagen, die Aus­ wahl eines solchen lösungsmittelfreien Zwei­ komponenten-Klebstoffes unter Berücksichtigung der Grundstoffe Polyol und Isocyanat des üblicher­ weise für die Hinterschäumung der Wandelemente verwendeten Polyurethanschaums zu treffen. Wählt man für das Herstellen des Fugenverschlusses ein Zweikomponenten-System auf Polyurethanbasis mit einer Härterkomponente auf der Basis eines Isocyanats, dann ist es besonders einfach die für das Herstellen des Fugenverschlusses be­ nötigte Härterkomponente auf die Rückseite der in die Fugen eingefüllten Harz-Sand-Vormischung aufzubringen. Eine randgenaue Aufbringung der Härterkomponente nur auf die Fuge (und nicht auch auf die angrenzenden Bereiche der Ziegel­ riemchen) muß dann nicht gefordert werden, denn prinzipiell ist eine Benetzung auch der an­ grenzenden Bereiche bzw. der Rückseiten der Ziegelriemchen mit einer Härterkomponente auf der Basis eines Isocyanats nicht schädlich, sondern eher förderlich für das nachfolgende Hinterschäumen und Verkleben der Ziegelriemchen und des Fugenverschlusses mit Polyurethanschaum.

Claims (4)

1. Verfahren zum Herstellen von Wandelementen
und zwar sowohl von flachen Wandelementen als auch von winkelförmigen Wandelementen, die auf ihrer Sichtseite jeweils flache und/oder winkel­ förmige Ziegelriemchen aufweisen, die mit Kunst­ stoffschaum hinterschäumt sind,
und bei dem in einem ersten Verfahrensschritt die Ziegelriemchen mit ihrer Sichtseite nach unten in eine untere Werkzeugform-Hälfte einge­ legt werden,
woraufhin in einem zweiten Verfahrensschritt die Fugen zwischen den Ziegelriemchen sowie zwischen den Ziegelriemchen und den Formwandungen der unteren Werkzeugform-Hälfte mit Sand (oder einem anderen granulierten Fugenmaterial) ge­ füllt werden,
daß sodann in einem weiteren Verfahrensschritt die Werkzeugform geschlossen wird, indem eine obere Werkzeugform-Hälfte auf die untere Werk­ zeugform-Hälfte aufgesetzt wird derart, daß zwischen der Rückseite der Ziegelriemchen und der Rückseite der Fugen einerseits und der oberen Werkzeugform-Hälfte andererseits ein Hohlraum gebildet ist,
der in einem oder mehreren nachfolgenden Ver­ fahrensschritten mit einem Hartschaum aus Kunst­ stoff ausgeschäumt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Ausschäumen des in der geschlossenen Werkzeugform gebildeten Hohlraums der Fugen­ grund mit einem von der Rückseite der Fugen in die Fugen eingebrachten Harz-Härter-System verschlossen wird, wobei der Fugenverschluß in der Weise hergestellt wird,
daß der Fugensand vor dem Einfüllen in die Fugen mit der Harzkomponente des Harz-Härter-Systems vermischt wird,
daß die Härterkomponente des Harz-Härter-Systems nach dem Einfüllen der Harz-Sand-Mischung in die Fugen auf die Rückseite der Fugenmischung in dünnflüssiger Form aufgebracht wird und ent­ sprechend der aufgebrachten Dosiermenge die Harz-Sand-Mischung im Fugengrund bis auf eine Tiefe von 3-10 mm durchtränkt,
woraufhin der Fugenverschluß im Fugengrund aus­ härtet (abbindet) und erst danach der Hohlraum der geschlossenen Werkzeugform ausgeschäumt bzw. die Ziegelriemchen und der Fugenverschluß hinterschäumt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung des Fugenverschlusses der Fugen­ sand mit einer in pastöser Form vorliegenden Harzkomponente des Harz-Härter-Systems ver­ mischt wird
und die Dosiermenge der Harzkomponente derart bemessen ist, daß das pastöse Harz die einzelnen Körner des Sandes ummantelt, ohne die Zwischen­ räume zwischen den einzelnen Sandkörnern poren­ dicht zu verschließen,
und daß die Härterkomponente des Harz-Härter-Systems in dünnflüssiger Form in die Poren der Harz-Sand- Mischung eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Fugensand mit der Harzkomponente eines lösungsmittelfreien Zweikomponenten-Klebstoffes auf Polyurethanbasis vermischt wird,
daß die Härterkomponente des Zweikomponenten- Klebstoffes auf der Basis eines Isocyanats aufgebaut ist
und daß für das Hinterschäumen der Ziegel­ riemchen und des Fugenverschlusses ein aus den Grundstoffen Polyol und Isocyanat gebildeter Polyurethan-Hartschaum verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Härterkomponente des Zweikomponenten- Klebstoffes ein Beschleuniger zugesetzt ist.