DE2128029A1

DE2128029A1 - Gepresste Konstruktionsteile

Info

Publication number: DE2128029A1
Application number: DE19712128029
Authority: DE
Inventors: David John Toronto Ontario Hutchison (Kanada). E04c 2-34
Original assignee: Monostruct Corp. Ltd., Toronto, Ontario (Kanada)
Priority date: 1970-06-05
Filing date: 1971-06-05
Publication date: 1971-12-09
Also published as: GB1354352A

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GÜNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN-LINDENTHAL PETER-KINTGEN-STRASSE 2 2128029

Köln, den 4.6.1971 Eg/Ax/Hz

Monostruct Corporation Limited, 133 Richmond Street West ₃ Toronto, Ontario, Canada

Gepresste Konstruktionsteile

Die Erfindung betrifft mit Hohlkern versehene Konstruktionsund Bauteile und ein Verfahren zu ihrer Herstellung» Die Erfindung ist insbesondere auf Konstruktionsteile mit Hohlkern· und einem im wesentlichen fugenlosen Belag über den Hohlkernen sowie auf ein Verfahren zur Herstellung der Konstruktionsteile unter Verwendung von Formen gerichtet.

Gemäß der Erfindung v/erden im wesentlichen fugenlos bedeckte, mit Hohlkern versehene Bauplatten hergestellt, deren Kern Hohlräume in der Struktur der fertigen Bauplatte bildet, wodurch die Effektive oder das Kaumgewicht der Platte wesentlich verringert wird. Das Bekleidungsmaterial ist fließfähig und härtbar, so daß die Platte in Formen hergestellt und nach ausreichender Härtung des Bekleidungsmaterials entformt werden kann. Die Erfindung umfaßt insbesondere mit Hohlkern versehene, geformte Konstruktionsteile mit einem im wesentlichen fugenlosen Belag aus preßbarem oder formbarem Kunststoff über einem vielzelligen Kern. Vorzugsweise wird ein formbarer Kunststoff verwendet, der sich während des Härtens ausdehnt und nach dem Härten im wesentlichen starr ist.

109850/1369

Es ist ein Kennzeichen der Erfindung, daß der Kern des geformten Konstruktionsteils so beschaffen ist, daß Gasverbindung zwischen benachbarten Zellen zumindest dann gegeben ist, wenn der Gasdruck innerhalb der Zellen um einen endlichen Betrag über den Umgebungsdruck steigt, d.h. wenn der Kern unter Druck gesetzt wird. Bei einem fertigen geformten Konstruktionsteil ist gewöhnlich Gasverbindung vom Innern des Kerns nach außen vorgesehen. Ein Verfahren zur Herstellung der geformten Konstruktionsteile gemäß der Erfindung umfaßt eine Stufe, bei der der Hohlraum der Form, in dem die Konstruktionsteile gemäß der Erfindung geformt werden, im wesentlichen gasdicht gemacht werden kann, so daß der Austritt von Gas aus dem Hohlraum der Form nach außen wenigstens während der Zeit ausgeschlossen ist, während der der Kunststoff der Bekleidung sich ausdehnt und härtet.

Es wurde gefunden, daß bei Ausbildung eines Kerns in einer solchen Weise, daß Gasverbindung zwischen den Zellen zumindest dann besteht, wenn der Gasdruck in der Zelle so hoch ist, daß der Kern unter Druck steht, gewisse Vorteile insbesondere in Bezug auf die Gefügebeständigkeit und Maßhaltigkeit erzielbar sind. Ferner wurde gefunden, daß das Verfahren zur Herstellung der mit Hohlkern versehenen, geformten Konstruktionsteile gemäß dem letztgenannten Aspekt der Erfindung so durchgeführt werden sollte, daß der Hohlraum der Form im wesentlichen gasdicht verschlossen werden kann, so daß es ausgeschlossen ist, daß Gas während des SOrmungsprozesses aus dem Innern des Kerns nach außen strömte

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der fugenlose Belag über dem Hohlkern ein formbarer Kunststoff des Typs sein, der während des Aushärtens schäumt und nach der Aushärtung im wesentlichen hart und starr ist. Kunststoffe wie schäumfähige Polyurethane, insbesondere die Typen, die selbst eine Außenhaut bilden, und schäum-

109850/1369

fähige Polystyrolperlen sind besonders vorteilhafte Bei Verwendung von Materialien wie schäumfähigen Polyurethanen wird eine gewisse Gasmenge während des .Schäumvorganges gebildet,während andere Gase, insbesondere Luft, die im Hohlraum der Form eingeschlossen sind, durch den Schaumstoff verdrängt werden. Da ferner die Schaum- und Aushärtungsreaktion des Polyurethans exotherm ist, kann die durch diese Reaktion erfolgte Wärme eine Ausdehnung des Gases im Hohlraum der Form verursachen. Bisher ließ man das Gas aus einem Formhohlraum durch Verwendung von Entgasungspapier, das um die Trennlinie der Form gelegt wurde, und durch Gasabzüge, die in der Form an den notwendigen Stellen vorgesehen waren, entweichen. Das geformte Produkt hat jedoch gewöhnlich an der Stelle, an der es in das Entgasungspapier geschäumt ist, einen Preßgrat, und zuweilen wird Luft oder ein anderes Gas im Hohlraum der Form eingeschlossen, so daß die Oberfläche des gepreßten Produkts Blasen und Preßfehler aufweist. Durch Verwendung einer Kernkonstruktion, in die ein Gas oder Luft in der Form während des Formungsprozesses eindringen kann, wird jedoch eine bessere Oberflächenbeschaffenheit und Gestalt des Produkts mit viel geringerem Ausschuß und höherer Festigkeit und Maßhaltigkeit erzielt, als dies anderweitig möglich war. Im allgemeinen werden Vorkehrungen getroffen, den Druck im Kern zu entspannen und das Gas aus dem Kern entweichen zu lassen, bevor das gepreßte Konstruktionsteil entformt wird. Auf Grund der Drücke, die insbesondere in großen Konstruktionsteilen wie Platten in Türen, Behältern usw. auftreten können, wird die Form im allgemeinen zur Versteifung außen verstärkt, wodurch Gegenkräfte gegen nach außen gerichtete Kräfte erzeugt werden, die durch den Gas- und Luftdruck im Kern entstehen. In gewissen Fällen können als Bekleidungsmaterial beispielsweise auch Beton und schäumfähiger Beton verwendet werden.

10 9850/1369

Die gepreßten, mit Hohlkern versehenen Konstruktionsteile gemäß der Erfindung können in viele Konstruktionen, z.B. bewegliche Trennwände, Einrichtungsgegenstände, Abschirmmauern und Bekleidungsplatten, Türen, Behälter, Transportbehälter usw. eingearbeitet oder zur Herstellung dieser Konstruktionen verwendet werden. Die Konstruktionsteile müssen an ihren Hauptflächen nicht planar sein oder einen gleichmäßigen Querschnitt haben. Sie können einen gekrümmten und/oder unregelmäßigen Querschnitt haben. Hierauf wird nachstehend näher eingegangen.

Die Druck-, Biege- und Scherfestigkeit von massiven Platten sind direkt proportional der Querschnittsdicke der Platte, d.h. mit zunehmender Dicke einer massiven Platte steigt ihre Druck-, Biege- und Scherfestigkeit. Massive Platten haben jedoch zahlreiche Nachteile. Hierzu gehören der Kostenanstieg mit zunehmender Dicke, ihre Neigung zum Verziehen ^cund ihre hohe Dichte oder ihr hohes Raumgewicht.

Mit Kern versehene Platten oder andere Konstruktionsteile, in denen der Kern so ausgebildet ist, daß Hohlräume in der fertigen Platte vorgesehen werden, haben ein geringes Raumgewicht und können Platten ergeben, die die gleiche Druck-, Biege- und Scherfestigkeit sowie ein viel geringeres Raumgewicht als massive Platten mit gleicher Querschnittsdicke haben. Ferner können insbesondere in Fällen, W in denen der Kern aus einem Wabenmaterial besteht, das gewöhnlich aus Kraftpapier'oder anderem schwerem Papier besteht, so daß der Kern im wesentlichen parallele Hauptflächen und eine Vielzahl von Wänden aufweist, die sich zwischen diesen Flächen erstrecken und eine Vielzahl von Zellen zwischen ihnen bilden, die durch die Wände begrenzt werden, die Druck-, Biege- und Scherfestigkeiten der Platte ohne Veränderung der Querschnittsfläche der Platte lediglich durch Wahl einer geeigneten Wabenzeilstruktur erhöht oder verringert werden. Wenn ein im wesentlichen fugenloser Überzug um den Wabenzellkern gelegt wird, so daß

109850/1369

-5- 212802g

die Hauptflächen des Wabenzellkerns und wenigstens ein Teil des Umfangs des Kerns zwischen den Hauptflächen bedeckt sind, liegen die einzigen gebildeten Grenzflächen zwischen dem Kernwerkstoff und dem Bekleidungsmaterial, und keine von Natur aus schwachen Nähte oder Grenzflächen zwischen den Schichten werden gebildet, wie dies bei den bekannten Platten der Fall ist. Ferner kann das Bekleidungs- oder Überzugsmaterial mit dem Wabenzellmaterial der erfindungsgemäßen Platten in einer Weise "verzahnt" werden, auf die nachstehend näher eingegangen wird.

Gemäß der Erfindung werden verschiedene Arten von Abstandhaltern oder Distanzstücken verwendet. Bevorzugt wird ein Distanzstück, das zwei im wesentlichen coaxiale Schenkel mit einem radial herausragenden, im wesentlichen planaren Steg zwischen den Schenkeln besteht. Im Idealfall sind die Distanzstücke so ausgebildet, daß einer der Schenkel leicht eine der äußeren Hauptflächen des Kerns durchdringen kann. Die Distanzstücke werden so eingesetzt, daß der Kern nicht nach unten fallen und eine untere Fläche des Formhohlraums berühren kann, wenn er in die Form eingelegt wird, oder während des Formungsprozesses zur oberen Fläche des Formhohlraums aufschwimmen kann.

Es wurde gefunden, daß der Kern zur Erzielung zusätzlicher Steifigkeit und Festigkeit längs wenigstens einer seiner Hauptflächen so geschnitten werden kann, daß einige der Zellen des Kerns wenigstens an einem Ende angrenzend an die Hauptfläche offen sind, so daß der preßbare Kunststoff des Belages oder Bekleidungsmaterials während des Preßvorganges in die offenen Zellen fließen kann. Ferner kann ein Kern mit einem wärmereflektierenden Überzug, z.B. einer Folie, an einer Seite einer der Hauptflächen in den Konstruktionsteilen gemäß der Erfindung verwendet werden, wobei Unterbrechungen im wärmereflektierenden Überzug vorgesehen werden, damit Gasverbindung zum Innern des Kerns besteht.

109850/1369

Gegenstand der Erfindung sind geformte Bau-, Konstruktionsund Bekleidungsplatten, deren Druck-, Biege- und Scherfestigkeiten innerhalb gewisser Grenzen unabhängig von der Querschnittsdicke der Platte gewählt werden können und die ein niedriges Raumgewieht im Vergleich zu massiven Platten mit gleichen Außenabmessungen haben. Die Platten gemäß der Erfindung haben ein verhältnismäßig niedriges Raumgewicht, ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und'einen Kern, der so ausgebildet ist, daß er wenigstens während der Herstellung der Platten unter Druck gesetzt werden kann.
Die Erfindung umfaßt ferner leicht und billig herstellbare, mit Hohlkern versehene Konstruktionsteile und ein Verfahren zu ihrer Herstellung unter Verwendung eines preß- und formbaren Kunststoffs sowie im wesentlichen fugenlose, mit Hohlkern versehene geformte Konstruktionsteile, die einen unregelmäßigen und/oder gekrümmten Querschnitt haben können.

Die Erfindung wird nachstehend ausführlich in Verbindung mit den Abbildungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt perspektivisch und teilweise aufgeschnitten eine typische Platte gemäß der Erfindung.

^w Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Platte in Richtung der Pfeile 2-2 von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt teilweise im Querschnitt eine andere Ausführungsform der Erfindung sowie Formstücke.

Fig. 4 ist eine Draufsicht in Richtung der Pfeile 4-4 von Fig. 3.

Fig. 5 zeigt perspektivisch und teilweise aufgeschnitten eine weitere typische geformte Platte gemäß der Erfindung.

Fig. 6 ist ein Querschnitt durch das in- Fig. 5 dargestellte Konstruktionsteil in Richtung der Pfeile 6-6 von Fig.

109850/1369

212

Fig. 7 zeigt im Schnitt und als Draufsicht ein geformtes Kon struktions teil gemäß der Erfindung mit eingebauter Verstärkung·

Fig. 8 zeigt perspektivisch ein erfindungsgemäß verwendetes Distanzstück.

Fig. 9 ist eine Teilansicht und zeigt im Querschnitt eine andere Ausführungsform eines Kerns.

Fig. 10 ist eine Teilansicht und zeigt im Querschnitt die Ecke einer Form bekannter Art,

Fig. 11 ist ein ähnlicher Querschnitt wie Fig. 10 und zeigt ein geformtes Konstruktionsteil gemäß der Erfindung in einer Form, die sich für ein Verfahren zur Herstellung der geformten Platten gemäß der Erfindung eignet.

Fig. 12 zeigt allgemein schematisch und perspektivisch einen Pressentisch, der zur Herstellung der gepreßten Konstruktionsteile gemäß der Erfindung verwendet wird.

Fig. 13 ist eine Teilansicht und zeigt im Schnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die allgemeine Gestalt des gepreßten Konstruktionsteils gekrümmt ist.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend beschrieben.

Ein gepreßtes Konstruktionsteil, speziell eine Platte 10, ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Abmessungen der Platte sind unerheblich und hängen weitgehend von dem vorgesehenen Verwendungszweck der Platte ab. Die folgende Beschreibung ist daher auf die gepreßte, im wesentlichen fugenlos bedeckte, mit Hohlkern versehene Platte gemäß der Erfindung und das Verfahren zu ihrer Herstellung gerichtet und umfaßt Variationen von Bestandteilen.und Werkstoffen, auf die nachstehend näher eingegangen wird.

109 8 50/1369

Allgemein enthalten die Platten gemäß diesem Aspekt der Erfindung einen Kern, der zweckmäßig eine Wabenzellstruktur hat. Der in Fig. 1 bis 4 dargestellte Kern 12 ist ein im Handel erhältliches Wabenzellmaterial aus einem Werkstoff wie "Kraftpapier und weist obere und untere Beläge und 1&, die die obere bzw. untere Hauptfläche bilden, und eine Vielzahl von Wänden 18, die eine Vielzahl von Zellen 20 bilden, zwischen den beiden Hauptflächen auf. Die Zellen 20 erstrecken sich natürlich zwischen den oberen und unteren Hauptflächen 14 und 16 und sind durch die Wände 18 begrenzt. Wie bereits erwähnt, ist ein Wabenzellmaterial dieser Art im Handel erhältlich, und seine genaue Konstruktion und Gestalt bilden keinen Teil der Erfindung, Wichtig ist jedoch die Feststellung, daß Wabenzellmaterialien unterschiedlicher Dicke und mit verschiedenen Druck? und Biegefestigkeiten erhältlich sind, so daß bei gleicher Dicke ein Wabenzellmaterial eine wesentlich andere Druckfestigkeit als ein anderes haben kann.

Es ist ein wichtiges Kennzeichen der Erfindung, daß der Belag oder die Wand über dem Kern auf der ersten und zweiten Hauptfläche des Kerns und auf wenigstens einem Teil des Außenumfangs des Kerns zwischen den beiden Hauptflächen im wesentlichen fugenlos und nahtlos ist. Insbesondere zeigen Fig. 1 und Fig. 2, daß ein Belag 22 sich über der oberen Hauptfläche 14 des Kerns 12, der Belag sich über der unteren Hauptfläche 16 des Kerns 12 befindet, und daß wenigstens ein Teil des bei 26 und 28 in Fig. 2 angedeuteten Außenumfanges des Kerns 12 ebenfalls durch das gleiche Bekleidungsmaterial bedeckt ist, das den oberen und unteren Belag 22 und 24 bildet. Ferner befindet sich keine Fuge oder eine Naht oder Grenzfläche zwischen den Teilen 22, 26, 28 und 24 der Umhüllung, so daß die Umhüllung im wesentlichen homogen oder monolithisch ist. Hierauf wird nachstehend näher eingegangen.

10 9850/1369

Zur Herstellung einer Platte gemäß der Erfindung muß eine Form verwendet werden, in der die im wesentlichen fugenlose Umhüllung über dem Kern unter Bildung eines fließfähigen und härtbaren Bekleidungsmaterials gebildet werden kann. Beispielsweise ist es möglich, fließfähiges und härtbares Material in den Boden einer einfachen, 5-seitigen, oben offenen Form einzubringen, den Kern so auf dieses Material zu legen, daß er nicht in das vorher eingebrachte Material ragt und es so weit verdrängt, daß es nicht mehr die eine Hauptfläche des Kerns bedeckt, und dann "weiterhin das fließfähige und härtbare Umhüllungsmaterial um wenigstens einen Teil des Umf angs des Kerns und über dessen andere Hauptfläche zu gießen oder aufzubringen. Die Anwendung eines solchen Herstellungsverfahrens würde natürlich von der Art des fließfähigen und härtbaren Umhüllungsmaterials abhängen, weil das Material so beschaffen sein müßte, daß der Kern eingeführt werden kann, nachdem ein Teil des Materials in der oben beschriebenen Weise in die Form eingebracht worden ist, aber das Umhüllungsmaterial darf nicht so schnell härten, daß eine,weitere Einbringung des Materials nicht möglich ist, d.h. das gesamte Umhüllungsmaterial härtet gleichzeitig aus, ohne daß eine Fuge oder Grenzfläche zwischen irgendeinem Teil des Materials und anderen Teilen gebildet wird.

Es erwies sich als zweckmäßig, insbesondere in Fällen, in ' denen das Material der Umhüllung für den Kern ein Kunststoff ist, den Kern zuerst in die Form einzusetzen und ihn mit Abstandhaltern oder Distanzstücken in der nachbeschriebenen Weise so festzulegen, daß kein Teil einer Hauptfläche des Kernmaterials mit einem Teil der benachbarten Hauptfläche der Form in Berührung ist, wo eine solche Hauptflache vorhanden ist.

109850/1369

Um das Einsetzen des Kerns 12 in eine Form in einer solchen Weise, daß keine seiner Hauptflächen eine Hauptflache der Form "berührt, zu ermöglichen, können Abstandhalter oder Distanzstücke für den Kern zuerst in die Form so eingesetzt werden, daß ein Abstand zwischen den Flächen des Kerns und den Innenflächen der Form gehalten wird. Beispielsweise können die Distanzstücke konisch oder keilförmig sein, wie bei 30 in Fig. 2a angedeutet. Ein anderes Distanzstück für den Kern mit zugespitztem, stabförmigem Aussehen ist bei 32 dargestellt. Es ist festgestellt worden, daß der Werkstoff des Kerns 12 in den meisten Fällen eine Wabenzeilstruktur hat, die im Handel leicht erhältlich ist, und 'die gewöhn>Lich aus Kraftpapier o.dergl. besteht. Die oberen und unteren Papierbögen, die die oberen und unteren Oberflächen 14 und 16 bilden, können durch Distanzstücke beispielsweise bei 32 durchbohrt werden, und das Distanzstück 32 wird vom Papier genügend stark festgehalten, um nach Bedarf einen Abstand zwischen einer oder beiden Hauptflächen von den Innenflächen der Form zu halten. Ein weiteres Distanzstück Λ^ν ist in Fig.8 dargestellt und wird später beschrieben.

Es ist festzustellen, daß eine gewisse Verzahnungswirkung zwischen den Teilzellen am Außenumfang des Kerns (z.B. bei 20a in Fig. 1) und dem Umhüllungsmaterial, das sich an den Teilzellen vorbei von der Oberseite zur Unterseite der Platten erstrecken kann, erreicht wird. Die Verzahnung kann das Aussehen haben, das im Querschnitt bei 26 und 28 in Fig. 2 angedeutet ist. Es kann in gewissen Fällen auch erwünscht sein, das eine oder andere Papierabdeckblatt des Kerns beispielsweise bei 50 zu durchbohren, um die darunter befindliche Zelle mit Umhüllungsmaterial beispielsweise bei 52 in Fig. 2 auszufüllen. Insbesondere in Fällen, in denen das Material der Umhüllung nach vollständiger Aushärtung bearbeitbar ist, z.B. bei Polyurethan-Schaumstoff, können gewisse Zellen des Kerns gleichzeitig

1098 50/1369*

mit der Einbringung des Umhüllungsmaterials in die Form ausgefüllt werden, um das anschließende Einsetzen von Befestigungsmitteln an diesen gewählten Stellen zu ermöglichen und zu erleichtern.

Eine andere Möglichkeit, Befestigungsglieder sicher in der gepreßten Platte anzubringen, ist in Fig. 3 "und 4 dargestellt. Diese Abbildungen zeigen die obere Wand 34a und die untere Wand 36a der Form mit der oberen Bekleidung 22 und der unteren Bekleidung 24 über dem Kern 12, wie oben beschrieben. Ein Stift 54 erstreckt sich durch die untere Wand 36a der Form, die außerdem bei 56 zur Aufnahme des Stifts 54 ausgespart und hochgebogen ist. Der Stift kann sich vollständig durch den Kern 12 und teilweise in den Raum erstrecken, der vom oberen Belag 22 der Platte eingenommen werden soll. Ein Loch 58 im oberen Papierbelag des Kerns 12 nimmt daher das obere Ende des Stifts 54 auf. Das Loch 58 kann von mehreren Löchern oder Abzugsöffnungen 60 umgeben sein. Wenn das fließfähige und härtbare Umhüllungsmaterial zur Bildung des oberen Belages 22 in die Form eingefüllt wird, fließt ein Teil dieses Materials durch die Löcher 60 in die Zelle, durch die der Stift 54 geführt ist, wodurch diese Zelle in der gleichen Weise, wie dies oben in Verbindung mit der Zelle 52 beschrieben wurde, ausgefüllt wird. In diesem Fall kann jedoch der Stift 54, wenn die Zeit zur Entformung der Platte gekommen ist, als Ausheberstift oder Ausdrückstift verwendet werden, so daß insbesondere nach der Entfernung der oberen Fonnhälfte 34a (wenn diese verwendet wird) die geformte Platte einwandfrei von der unteren Formhälfte 36a und dem darin gebildeten hochstehenden Hand 56 abgehoben werden, indem der Stift 43 eingedrückt und anschließend aus der geformten Platte herausgezogen wird. Die Ausnehmung, die in der Oberfläche der Platte durch den hochstehenden Rand 56 und den Stift 54 gebildet wird, ist so beschaffen, daß sie einen Stopfen oder ein anderes Befestigungsmittel aufnehmen kann, wie

109850/1369

dies durch die Konstruktion der Platte im ersten Fall vorgesehen sein kann. Es ist ferner offensichtlich, daß andere Anordnungen möglich sind, um innere Teile der Platte an gewünschten Stellen auszufüllen, um Teile wie Scharniere und Türboizen, elektrische Leitungen und Telefonleitungen, Befestigungen für Beschläge usw. einzusetzen. Beispielsweise läßt sich leicht eine Platte formen, die an ihrer Oberfläche einen Holzmaserungseffekt aufweist und anschließend als Platte oder Brett eines Möbelstücks oder eines Sarges verwendet werden kann. Ebenso können andere Platten, deren Kanten so ausgebildet sind, daß sie ein stranggepreßtes Band aus einem Vinylpolymeren aufnehmen, zur Verwendung in beweglichen Zwischenwänden geformt werden. Ferner ist es möglich, Platten für die Herstellung von anderen Möbelstücken, Türen, Abschirmwänden usw. herzustellen«

Ein Teil einer anderen Ausführungsform einer Platte 11.0 ist in Fig. 5 dargestellt. Der Verwendungszweck der geformten Konstruktionsplatte 110 und damit ihre genauen Abmessungen und ihre Gestalt sind für diese Beschreibung unwesentlich. Der Kern ist in Fig. 5, 6, 9» 11 und 13

ο - _ ■

allgemein mit 112 und die Zellen des Kerns mit 114 bezeichnet. Der Kern kann aus einer Vielzahl von Wänden 116, die die Zellen 114- bilden, einer oberen Hauptfläche 118 und einer unteren Hauptfläche 120 bestehen· Der Kern ist mit einem im wesentlichen fugenlosen Überzug mit einem oberen Teil 122 und einem unteren Teil 124 versehen, die beide aus preßbarem Kunststoff bestehen, der während der Aushärtung ausgeschäumt wird und nach der Erstarrung im wesentlichen hart und starr ist. Die Seiten des Kerns, d.h. sein Außenumfang, können ebenfalls mit dem gleichen Material bedeckt sein, so daß die Gesamtumhüllung über dem Kern nahtlos und fugenlos ist. Der Seitenbelag, d.h. der Belag über wenigstens einen Teil des Außenumfangs des Kerns, ist allgemein bei 126 angedeutet.-Der obere Belag 122, der untere Belag 124 und der Belag 126 um den Umfang können

■10 9.8 5D/1369.

die gleiche oder eine unterschiedliche Dicke haben. Im Falle des Belages 126 um den Umfang des Kerns ragt der Kunststoff des Belages in beliebige unvollständige, d.h. offene Zellen, die sich am Außenumfang des Kerns befinden, z.B. in die Zellen 114a in Fig. 5.

Die in Fig. 5 und 6 dargestellte Platte .110 ist mit einem angeformten Anpassungsabschnitt (trim section) 128 versehen. Dieser Anpassungsabschnitt 128 wird, wie nachstehend erläutert werden wird, zusammen mit dem übrigen Teil der Platte geformt. Der Anpassungsabschnitt. 128 ist in diesem Fall mit einer nach vorn verlaufenden Abschrägung 130 an dem Ende, das in Fig. 5 sichtbar ist, und einer bei 132 angedeuteten Stirnfläche dargestellt. Natürlich sind die relative Größe und der Querschnitt des Anpassungsabschnitts 128 nicht wichtig. Der Anpassungsabschnitt ist lediglich für die Zwecke dieser Beschreibung und nur als Beispiel gezeigt.

In Fig. 6 ist eine Konstruktionsplatte im Querschnitt dargestellt. Sie besteht aus den Kernen 112 und 112a (der Kern 112a ist der Kern des Anpassungsabschnitts 128, worauf nachstehend eingegangen wird), dem oberen und unteren Belag 122 und 124 und dem um den Umfang verlaufenden Belag 126. In Fig. 6 sind ferner mehrere Distanzstücke 134 dargestellt, die die Form des in Fig. 8 dargestellten Distanzstückes haben. Das Distanzstück 134 besteht aus einem ersten, oberen Zapfen 136 und einem zweiten, unteren Zapfen 138. Die Zapfen verlaufen im wesentlichen coaxial zueinander, d.h. jeder der Zapfen 136 und I38 ist im wesentlichen eine Verlängerung des anderen Zapfens. Ein im wesentlichen flacher, ebener Steg 140 ragt radial vom ersten Zapfen 136 und zweiten Zapfen 138 nach außen. Im üblichen Fall ist die Länge oeden Zapfens 136 und 138 größer als die Dicke des Steges 140. Ferner ist das Distanzstück 13^» das in einfacher Weise durch Spritzgießen von Polyäthylen in einer geeigneten Form herge-

109850/1369

stellt werden kann, so ausgebildet, daß der Zapfen 136 am oberen Ende etwas abgerundet und glatt ist, während der Zapfen 138 etwas stärker zugespitzt ist. Der Zapfen 138 kann nach Belieben einen kreuzförmigen oder sonstigen Querschnitt haben. In jedem Fall ist wenigstens der Zapfen 138 des Di s'tanz Stücks 134 so ausgebildet, daß er in das Material eindringt, das die Oberseite oder Unterseite des Kerns, z.B. die Oberseite 118 oder Unterseite 120 des Kerns 112 sowie die Unterseite 120 des Kerns 112a in Fig.6 bildet. Die Unterseite des Steges 140, d.h. die Seite des Steges 140, die dem Zapfen 138 zugewandt ist, wird gegen die Außenseite* der Fläche des Kerns gelegt, in die das Distanzstück eingesetzt wird. Wenn die Distanzstücke 134· die allgemeine Form haben, die in Fig. 8 dargestellt ist, sitzen sie annehmbar fest in den Flächen des Kerns, so daß der Kern gehandhabt werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Distanzstücke herausfallen. Wie nachstehend näher erläutert, entspricht die Länge des Zapfens 136 jedes Distanzstücks im wesentlichen der Dicke des Belages über der Seite, in der das Distanzstück angebracht wird.

In Fig. 6 ist festzustellen, daß der Kern 112a an der Unterseite des Kerns 112 befestigt werden kann, und zwar im vorliegenden Fall durch eine geeignete Zwischenschicht aus Leim oder Zement, die bei 142 angedeutet ist, zwischen der Unterseite 120 des Kerns 112 und der Oberseite 118a des Kerns 112a. Ferner ist festzustellen, daß eine Unterbrechung in der Oberseite 118 des Kerns 112 bei 144 vorhanden ist, so daß das Kunststoffmaterial des Belags vom oberen Belag 122 aus in die Zelle ragt, die in diesem Fall bei 114a angedeutet ist. Ferner ist festzustellen, daß das preßbare Kunststoffmaterial an den Belägen 126 des Umfanges eine veränderliche Dicke hat, weil der preßbare Kunststoff sich auch in die Teilzellen 114a erstreckt, die sich an den Stirnflächen des Kerns befinden. Außerdem ist die Dicke des Kunststoffs an den Stirnflächen 132 des Anpassungsabschnitts 128 veränderlich.

109850/1369

Wie bereits erwähnt, wird ein preßbarer Kunststoff verwendet, der während des Erstarrens schäumt und nach dem Erstarren im wesentlichen hart und starr ist. Geeignet als formbarer Kunststoff ist beispielsweise schäumfähiges Polystyrol in Perlform. Konstruktionsplatten und ein Verfahren zu ihrer Herstellung mit besonders hoher Qualität, Genauigkeit der Oberflächen und geringem Ausschuß werden insbesondere erreicht, wenn als preßbarer und schäumbarer Kunststoff schäumfähiges Polyurethan verwendet wird· Der Kunststoff kann zu dem Typ gehören, der von selbst eine Haut bildet und ist in jedem Pall so beschaffen, daß sich eine starre Haut an der Außenfläche bildet. Zu diesem Zwecke sind die Formen, die zur 'Herstellung der Konstruktionsteile gemäß der Erfindung verwendet werden, normalerweise so ausgebildet, daß die Wärmeleitung bei Verwendung von Polyurethan von den Oberflächen des Formteils hinweg oder bei Verwendung von Polystyrol zur Oberfläche hin begünstigt wird.

Der Kern der Konstruktionsteile gemäß der Erfindung kann in Abhängigkeit vom vorgesehenen Verwendungszweck, Querschnitt usw. erheblich variieren. Beispielsweise kann das Konstruktionsteil im wesentlichen eine ebene Platte mit einem einzelnen Kern sein, wie an der linken Seite von Fig. 6 dargestellt, oder das Konstruktionsteil kann so beschaffen sein, daß es mehrere Kerndicken in wenigstens einem Teil hat, wie auf der rechten Seite von Fig.6 dargestellt, wo mehrere Hauptflächen des Kerns bei 118, 120, 118a und 120a mit mehreren Wänden 116 oder 116a innerhalb der Kerne 112 bzw. 112a dargestellt sind, wobei die letzteren eine Vielzahl von Zellen beispielsweise zwischen jeweils zwei Hauptflächen 118 und 120 im Kern 112 bzw. 118 und 120 im Kern 112a begrenzen. Ferner kann der Kern wie der Kern 112b in Fig. 9 ausgebildet sein, der einen oberen B_elag 118b und einen unteren Belag 120b sowie einen wärmereflektierenden Überzug an wenigstens einer Seite einer der Beläge, z.B. eine Folie 14-6 an der Innenseite

109850/1369

des oberen Belages 118b, aufweist. Eine Öffnung oder Unterbrechung 148 ist in der !Folie 146 für Zwecke vorgesehen, auf die nachstehend eingegangen wird. Ferner kann der Kern in der Weise wie der Kern 112c in Pig. 13 ausgebildet sein. In diesem Fall hat das Konstruktionsteil einen gekrümmten.Querschnitt, zumindest in dem in Fig. 15 dargestellten Teil, und die Oberseite 118c ist an Stellen, die bei 150 angedeutet sind, zur Anpassung an die Krümmung des Querschnitts des Konstruktionsteils ausgeschnitten. Beispielsweise können gewisse Zellen des Kerns 112c, z.B. die Zellen 114c, durch den in diese Zellen hineinragenden Kunststoff ausgefüllt sein, während andere Zellen, z.B. 114c¹, unversehrt bleiben und unter Druck gebracht werden können, worauf später eingegangen wird.

In gewissen Fällen kann es erwünscht sein, einige Zellen des Kerns an wenigstens einem Ende durch eine der Hauptflächen des Kerns zu öffnen, so daß der Kunststoff des Belages in diese offenen Zellen eintreten kann oder, mit anderen Worten, daß eine Verbindung des Kunststoffs des Belages in das Innere der offenen Zellen, z.B. bei der Zelle 114a von Fig. 6 oder bei den Zellen 114c von Fig. 13, besteht. Es kann beispielsweise geschehen, daß angeformte Rippen in einer Platte, z.B. der Platte I52 von Fig. 7j vorgesehen werden. In diesem Fall sind zwei Diagonalrippen 154 und zwei kurze, in Längsrichtung verlaufende Rippen I56 vorgesehen. Alle diese Rippen, die der Platte 152 zusätzliche Steifigkeit verleihen, können gebildet werden, indem einige Zellen des Kerns der Platte 152 geöffnet werden, wie oben erläutert. Wenigstens einige der offenen Zellen sind anderen offenen Zellen in jeder dargestellten Rippe benachbart, während andere offene Zellen von weiteren offenen Zellen entfernt sein können. Beispielsweise sind die Zellen, die zur Bildung der Rippe 156 offen sind, von den Zellen entfernt, die zur Bildung der Rippen 15**· offen sind. Insbesondere bei Verwendung von schäumfähigem Polyurethan, das sich leicht bearbeiten

109850/1369

läßt, und in das Schrauben usw. eingedreht werden können, als Kunststoff für die Plattenbedeckung können die Hippen 154- oder I56 oder andere Bereiche, in denen die Zellen des Kerns durch das Polyurethan ausgefüllt sind, zur Befestigung von Beschlagen usw. am Konstruktionsteil verwendet werden.

Wie bereits erwähnt, kann der Wabenzellkern 112 so ausgebildet sein, daß wenigstens einige Zellen mit anderen benachbarten Zellen in Gasverbindung stehen, zumindest wenn der Druck eines Gases in diesen Zellen um einen endlichen Betrag über dem Umgebungsdruck liegt. Bei einem Wabenzellkern aus Papier ist das die Wände 116 bildende Papier so beschaffen, daß das Gas durch das Papier strömen kann, wenn das Gas unter Druck ist» Mit anderen Worten, der Kern des Konstruktionsteils kann unter Druck gebracht werden. Wie bereits erwähnt, kann es sich bei dem Gas, das in den Kern strömt und ihn unter Druck bringt, um ein Gas, das vom Kunststoff während des Schäumens und Erstarrens abgegeben wird, sowie um Luft handeln, die aus den Teilen der Form verdrängt wird, die der ausschäumende und sich ausdehnende Kunststoff einnimmt. Bei den bisher hergestellten Formteilen, die ohne einen vorstehend beschriebenen Kern, der unter Druck gebracht werden kann, hergestellt werden, war es notwendig, Entlüftungsöffnungen und Entgasungspapier in der Form vorzusehen, damit das Gas aus dem Hohlraum der Form entweichen konnte. Fig. 10 zeigt eine typische Form bekannter Art mit einer Seite I58 und einem Deckel 160 mit zwischengelegtem Entgasungspapier 162 und einem Gasabzug 164 durch den Deckel 160 der Form. Das in der Form hergestellte Produkt ist bei 166 angedeutet.

Zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung von Konstruktionsteilen gemäß der Erfindung ist eine typische Form für diesen Zweck in Fig. 11 dargestellt. Diese Form v/eist eine Seitenwand 168 und einen Deckel I70 auf, zwischen denen eine Dichtung 172 angeordnet ist, auf die

109850/1369

später eingegangen wird. Im allgemeinen, insbesondere wenn eine bestimmte Oberflächenausbildung, z.B. eine Holzmaserung, für das in der Form von Fig. 11 herzustellende Konstruktionsteil erforderlich ist, kann in der Form ein Formeinsatz 174 vorgesehen werden, der das Reliefbild der gewünschten Oberflächengestalt prägt. Der Formeinsatz wird nach bekannten Verfahren beispielsweise aus Butylkautschuk, Siliconkautschuk und elektrolytisch geformtem Metall hergestellt. Ein typischer Kern 112 mit einer Oberseite 11S und Wänden 116 ist in Fig. 11 dargestellt. Der obere Belag 122 und die Seitenwand 126 aus Kunststoff, die die im wesentlichen fugenlose Hülle über dem Kern 112 bilden, sind ebenfalls dargestellt·

Das Verfahren zur Herstellung der Platten umfaßt die folgenden Stufen:

a) Man legt den Kern 112 (oder 112a usw. nach Bedarf)

so in den Hohlraum einer Form, daß der Kern eine Auflage mit Abstand zu den Flächen des Hohlraums der Form hat ·

b) Man bringt den formbaren Kunststoff, der einen im wesentlichen fugenlosen Belag über dem Kern bildet,, so in den Hohlraum der Form ein, daß er den Kern bedeckt, wie nachstehend näher erläutert werden wird.

c) Man schließt die Form so, daß sie im wesentlichen gasdicht ist, d.h. ein Gasstrom aus dem Innern des Hohlraums der Form nach außen praktisch ausgeschlossen ist.

d) Man läßt genügend Zeit verstreichen, daß der Kunststoff ausschäumen und wenigstens so weit erstarren kann,, daß das geformte Konstruktionsteil aus der Form entnommen werden kann.

e) Man öffnet die Form und entnimmt das geformte Konstruktionsteil.

109850/13 69

212802a

Die Stufe (c) kann zwischen den Stufen (a) und (b) durchgeführt werden. In diesem Fall wird die Form geschlossen, bevor der Kunststoff eingeführt wird. Der Kunststoff wird hierbei in die Form eingespritzt oder geblasen, und die Kanäle zum Einspritzen oder Einblasen werden dann verschlossen, um den gasdichten Hohl-raum zu bilden. Wie bereits erwähnt, kann die Form auch gasdicht gemacht werden, indem ein Dichtungsmaterial in den entsprechenden Teilen der Form, die um den Hohlraum der Form verlaufen, vorgesehen wird. Natürlich muß das -Dichtungsmaterial so angebracht werden, daß der Kern eingelegt werden kann, wenn die Form offen ist, und das geformte Könstruktionsteil aus der Form genommen werden kann, nachdem der Kunststoff, der den B_elag des Kerns bildet, für die Entformung ausreichend erstarrt ist.

Die einfachste Methode, den Kern in die Form so einzulegen, daß sie mit Abstand von den Innenflächen des Formhohlraumes gehalten wird, ist die Verwendung von Distanzstücken, z.B. Distanzstücken 134-, die an verschiedenen Stellen in die Flächen des Kerns eingesetzt werden können. Nimmt man beispielsweise an, daß eine Platte mit einem angeformten Anpassungsteil, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, hergestellt werden soll, werden die Distanzstücke 134 durch die Flächen 118, 120 oder 118a der Kerne 112 oder 112a an entsprechenden Stellen so gebohrt, daß der Kern nach dem Einsatz in den Hohlraum mit Abstand zu den Innenflächen des Hohlraums der Form auf den Distanzstücken ruht. Wenn der Kunststoff des Belages beispielsweise aus Polyurethan-Schaumstoff besteht, kann vorher ein Teil dieses Materials in die Form gegeben werden, bevor der Kern eingesetzt wird. Mit anderen Worten, ein Teil der Stufe (b), zumindest soweit es die unteren Teile des Hohlraums der Form betrifft, kann vor der Stufe (a) durchgeführt werden« Der Kern kann dann in den Hohlraum eingesetzt werden, worauf das restliche Polyurethan in die Form gefüllt wird (wie bereits erwähnt, kann die

109850/1369

- as -

Form zuerst geschlossen und dann mit dem Kunststoff beaufschlagt werden)· Es ist ferner zu bemerken, daß sich Materialien wie schäumfähiges Polyurethan leicht handhaben lassen, weil der Schäumvorgang nicht unmittelbar nach der Vermischung der Bestandteile des Prepolymeren, sondern erst nach Ablauf einer Zeit einsetzt, die in Abhängigkeit von den geweiligen Bestandteilen des verwendeten Kunststoffs einige Sekunden bis zu mehreren Minuten betragen kann. Beispielsweise können die Stufen (a) und (b) von Hand sowie auch mit entsprechenden Apparaturen automatisch durchgeführt werden. Geeignete Trennmittel werden natürlich in der Form verwendet, wenn dies erforderlich ist. Die Wände der Form können vorgeheizt werden, um ein anfängliches Schäumen des Kunststoffs, der den Belag für den Kern bildet, zu begünstigen.

109850/1369

Ausbildung einer vielzelligen Struktur, wobei das Material an der Außenseite eine höhere Dichte, d.h„ weniger und kleinere Zellen hat, das Gas und die Luft, die in den Zellen des Kerns eingeschlossen sind, weiter unter Druck gesetzt, weil sie nicht nach außen aus dem Kern in den Kunststoff entweichen können. Wie "bereits erwähnt, ist jedoch das Kernmaterial so beschaffen, daß wenigstens einige der Zellen Gasverbindung mit anderen benachbarten Zellen haben, zumindest wenn das Gas und die Luft in ihnen unter Druck gesetzt wird« Die Gas- und Luftströmung in den Kern und zwischen den Zellen ist in Mg.11 allgemein durch die Pfeile 175 angedeutete

Nach Ablauf genügender Zeit bis zu einer ausreichenden Erstarrung und Erhärtung des Kunststoffs des Belages des Konstruktionsteils in der Form, um das Produkt entformen zu können, kann die Form geöffnet und die Entformung vorgenommen werdeno In Abhängigkeit von Paktoren wie der Größe des geformten Produkts, insbesondere des verdrängten Volumens des Kerns im Produkt sowie von den vorgesehenen Verwendungszwecken des Produkts kann es jedoch sehr häufig notwendig sein, den Druck im Kern zu entspannen, bevor die Form geöffnet und das Produkt entformt wird. Beispielsweise kann ein Stopfen 176 im Deckel 170 der Form vorgesehen werden, so daß ein bei 178 angedeuteter Weg durch den Belag 122 geschaffen werden kann, um eine Gasverbindung von der Zelle, zu der der Durchgang 178 verläuft, nach außen zu bilden. Natürlich ist darauf zu achten, daß die Durchgänge 178 so angeordnet werden, daß eine Verbindung mit einer Zelle, die durch den Kunststoff des. Belages ausgefüllt ist, vermieden wird. So können bei der in Fig.7 dargestellten Platte 152 Durchgänge an Stellen, die so gewähli^sind, daß die Rippen 154 oder 156 ausgespart werden, z.B. an den Stellen 178a und 178b vorgesehen werden. Ferner ist zu bemerken, daß die Durchgänge 178 (oder 178a usw.) normalerweise durch den Kunststoff des fugenlosen Belages über dem Kern an einer Stelle geführt werden, die normaler—

10 9850/1369 BAD ORIGIN*.

Die Bedeutung der Stufe (c) des oben beschriebenen Verfahrens zur Herstellung der Konstruktionsteile gemäß der Erfindung wird nun offensichtliche Auf Grund der wesentlichen Verringerung der für die Herstellung beliebiger mit Kern versehener Konstruktionsteile verwendeten Menge an Kunststoff und der gleichzeitigen Kostensenkung und Gewichtsverminderung auf Grund der geringeren Kosten und des niedrigeren Gewichts pro Volumeneinheit des Wabenzellmaterials des Kerns im Vergleich zu den Kosten und dem Gewicht pro . Volumeneinheit des Kunststoffs können wesentliche Einsparungen bei der Herstellung von geformten Konstruktionsteilen unter Verwendung von schäumfähigen Kunststoffen erzielt werden. Ferner ist bei Verwendung von Kunststoffen wie schäumfähigem Polyurethan, bei denen die Aushärtung oder Erstarrung des Materials exotherm verläuft, eine bessere Qualitätskontrolle über das Produkt dadurch möglich, daß die Profile des Materials dünner sind und die Wärmeabfuhr von den Profilen besser ist. Die Qualität der Oberflächen der erfindungsgemäß hergestellten, mit Zellkern versehenen Konstruktionsteile läßt sich daher leichter kontrollieren und leichter voraussagen, wobei der Ausschuß geringer und die V/irtschaftlichkeit größer ist„ Es ist jedoch sehr häufig erwünscht, daß die Konstruktionsteile im wesentlichen monolithisch sind und einen im wesentlichen fugenlosen Belag haben. Zur Erzielung der oben genannten Einsparungen sowie kürzerer Restzeiten und daher einer höheren Produktionsgeschwindigkeit mit jeder beliebigen Form bietet die Anwesenheit des Kerns innerhalb des Hohlraums der Form während der Herstellung des mit Zellkern versehenen Konstruktionsteils einen Raum für die Wanderung von Gasen. Der Kern wird etwas unter Überdruck gebracht, während Gas in seine Zellen eintritt oder das Bestreben hat, sich durch die während der exothermen Erstarrung einiger Kunststoffe erzeugten Wärme oder durch die Wärme, die der Form zur Begünstigung der Hautbildung anderer Kunststoffe zugeführt wird, auszudehnen. Im allgemeinen werden während der Ausschäumung des Kunststoffs unter

109850/1369 BAD ORIGINAL

Während des Forrnungsvorganges, insbesondere während des Ausschäumens oder der Ausdehnung des Kunststoffs des Belages und der Härtung oder Erstarrung des Kunststoffs kann der Kern das Bestreuen haben, aufzuschwimmen, jedoch wird er durch die Distanzstücke an seiner Oberseite in seiner Lage gehalten. Der Steg 140 der Distanzstücke teilt alle Kräfte, die durch das Distanzstück vom äußeren Ende übertragen werden können, das gegen eine Fläche des Formhohlraums drückt, die der Fläche des Kerns gegenüberliegt, in der das Distanzstück angeordnet ist₀ Ferner kann, wie bereits erwähnt, die Dicke des Belages über dem Kern, z.B. die oberen und unteren Beläge 122 und 124 von Fig.5, durch Verwendung von Distanzstücken 134 gut eingestellt werden, weil der Kern sich einer Innenfläche der Form nicht weiter nähern kann, als es die Länge des Zapfens 136 und die Dicke des Steges 140 zuläßt_o.Hierdurch wird verhindert, daß der Kern sich im Hohlraum der Form verschiebt, auch wenn ungleicher Druck des sich ausdehnenden Kunststoffs, der auf die Hauptflächen des Kerns einwirkt, auf den Kern zur Einwirkung kommt, wenn diese unterschiedlichen Drücke sich ausbilden«, Die Außenspitze des äußeren Zapfens eines Distanzstücks kann daher an der fertigen Oberfläche des Konstruktionsteils etwas sichtbar sein_e Sie kann jedoch, falls erwünscht, insbesondere in Fällen, in denen der Belag der Konstruktionsplatte aus Polyurethan mit einer Haut von hoher Dichte besteht, durch Schmirgeln, Polieren, Beizen usw. beseitigt werden, so daß die äußere Spitze des Distanzstücks an der Haut der Platte vollkommen unauffällig wird, Sehr häufig ist es außerdem möglich, die Distanzstücke im Kern an Stellen anzubringen, die durch Beschläge verdeckt werden oder in anderer Weise unsichtbar sind, wenn das Konstruktionsteil fertig bearbeitet und zusammengebaut oder seinem vorgesehenen Verwendungszweck zugeführt wird. - -'

10 98 50/136 9

weise nicht. sichtbar ist oder leicht repariert werden kann«, Beispielsweise würde ein mit Zellkern versehenes Konstruktionsteil, wie es in Fig.5 und 6 dargestellt ist, normalerweise einer Verwendung zugeführt, "bei der der obere Belag 122 die Rückseite der Platte ist. Die Druckentspannung des

unter Druck gebrachten Kerns läßt sich daher leicht erreichen, ·

Wenn ein Gasdurchgang, z„B_e der Druckgang 178, durch den Kunststoff des Belages in eine Zelle des Kern geöffnet wird, wird der Druck in dieser Zelle zuerst entspannt, wobei sich eine Druckdifferenz zwischen dieser Zelle und benachbarten Zellen, die sie umgeben, entsteht_e Während die Druckdifferenz bestehen bleibt, kann Gas aus anderen unter Druck stehenden Zellen im Kern zu der nach außen offenen Zelle ausgetrieben werden, zumindest bis die Druckdifferenz zwischen den Zellen nicht genügt, um das Gas durch die Wände zu drücken, die die Zellen trennen und begrenzen. Wie bereits erwähnt, können gewisse geformte Konstruktionsteile mit einem unter Druck stehenden Zellkern aus der Form entnommen werden, ohne daß vorher der Druck im Kern entspannt wird« Von diesen Produkten können einige auch ohne Entspannung des Drucks im Kern ihrer vorgesehenen Verwendung zugeführt werden, weil der im Kern entstandene Druck und die eingeschlossene Gas- und Luftmenge sowie die Festigkeit des Belages einschließlich seiner Dicke und seiner Größe usw, derart sein können, daß eine Entspannung des Drucks im Kern unnötig ist.

Anderseits kann das gemäß der Erfindung hergestellte geformte Konstruktionsteil häufig die Form einer großen Platte haben, wobei sich im Kern ein so starker Druck ausbilden kann, daß die Hauptflächen der Platte sich ausbauchen* In diesen Fällen ist eine Entspannung des Drucks zweckmäßig. Es. wurde jedoch festgestellt, daß es zweckmäßig ist, den Druck im.Kern erst dann zu entspannen, wenn der Kunststoff des Überzuges ausreichend ausgehärtet ist.

iOigSÖ/1369

Wie bereits erwähnt, sollte die Entspannung des Drucks im Kern ferner vorgenommen werden, "bevor das Konstruktiv nsteil aus der Form entnommen worden ist. Auch hier kann die Form insbesondere in Abhängigkeit von den relativen Abmessungen des Produkts so* ausgebildet werden, daß sie den Drücken widersteht, die innerhalb des Kerns während der Zeit entstehen, in der der Kunststoff ausschäumt und erhärtet» Im übrigen ist es sehr häufig zweckmäßig, Druckvorrichtungen über der Form so anzuordnen, daß sie die Form gegen die Innendrücke verstärken, die in der Form entstehen. Beispielsweise können mehrere Klemmen um die Form gelegt werden, oder andere Vorrichtungen, z.B. mit Druckluft betriebene Pressen oder hydraulische Pressen können zur Verstärkung der Form vorgesehen werden. Ein einfacherer, von Hand betriebener Pressentisch ist in Figo 12 dargestellt.

Der Pressentisch 180 ist mit mehreren Beinen 182 versehen, die bei 184 verstrebt und bei 186 verbunden sein können und einen unteren Rahmen 188 tragen. Der untere Rahmen 188 weist zwei Seitenbalken 190 auf, die mit einer Vielzahl von Rollen 191 versehen sind, die sich zwischen ihnen erstrecken und so· gelagert sind, daß sie frei drehbar sind. Ein oberer Rahmen 192 kann ebenfalls eine Vielzahl· von Rollen aufweisen. In jedem Fall gehören zu ihm mehrere Querträger 194, die die Form von Rollen ober Stäben ha*beri können und im wesentlich starr in senkrechter Richtung zwischen den Seitenbalken 196 angeordnet sind. Ferner kann ein Oberbau 198 vorgesehen werden, um die Kräfte innerhalb des oberen Rahmens 192 zu verteilen. Der obere Rahmen 192 kann auf Gewindespindeln 100 ruhen, die mit ihren unteren Enden 102 am unteren Rahmen 188 befestigt sind. Die Spindeln können jeweils mit einer Gewindemuffe 104, die am oberen Rahmen 192 befestigt ist, und einer Kurbel 106 versehen sein, mit der der obere Rahmen 192 relativ zum unteren Rahmen 188 bewegt werden kann.

109850/1369

Eine Form von erheblicher Größe (und erheblichem Gewicht) kann somit gegen Innendrücke verstärkt werden, die in ihr entstehen, während der Kunststoff des Belages sich ausdehnt und erhärtet, indem beispielsweise die Form über die Rollen 191 des Pressentisches 180 so geschoben wird, daß sie über den Rollen und zwischen dem Oberrahmen 192 und dem Unter-.rahmen 188 liegt» Die Kurbeln 106 werden dann betätigt, um den Öberrahmen 192 über die Form zu bringen und die Oberseite der Form gegen die Rollen oder Stäbe 194 zu legen, so daß eine Gegenkraft, wie sie bei 1o8 in Figo 11 angedeutet ist, entstehen kann, -während der Innendruck im Hohlraum der Form, d_eh„ innerhalb des Kerns des zu formenden Konstruktionsteils, sich während der Ausdehnung und Erhärtung des Kunststoffbelages aufbaut.

Wenn der Kern eines geformten Konstruktionsteils gemäß der Erfindung wie der Kern 112b in Fig_e9 ausgebildet ist, wobei eine Folie 146 ,an einer Seite des oberen Belages 118b angeordnet ist, werden Öffnungen oder Unterbrechungen in der Folie an verschiedenen Stellen, die in Fig, 9 beispielsweise bei 148 angedeutet sind, vorgesehen. Eine Bewegung von Luft und Gas in den Kern 112b durch die Unterbrechungen 148 des Folienbelages 146 und durch den Werkstoff des oberen Belages 118b des Kerns 112b ist daher möglich, besonders wenn die Geschwindigkeit des Schäumvorgangs und der Ausdehnung des Kunststoffs nicht so groß ist, daß Luft oder Gas zwischen dem Kunststoff und der Oberfläche 118 des Kerns eingeschlossen wird. Eine Platte mit einem Kern wie dem in Fig„9 dargestellten Kern 112b eignet sich besonders als Außenwandplatte in Unterkünften oder anderen Räumen, bei denen eine große Temperaturdifferenz zwischen innen und außen auftreten kann, z₀B„ für Unterkünfte und Unterbringungsräume für Personal und Geräte in der Arktis oder in den .Tropen.

Für die in Fig.11 dargestellte Dichtung 172 wird normalerweise ein Werkstoff verwendet, der den auf ihn zur Einwirkung kommenden Druckkräften zu widerstehen vermag.

10 9 8 5 0/1369

Geeignet sind beispielsweise Butylkautschuk Und Siliconkautschuk, weiche Kupferplatten oder -streifen, Bleiplatten und imprägniertes Polychloropren. Wenn der Formeinsatz aus Butylkautschuk oder Siliconkautschuk "besteht, kann die Dichtung 172 mit dem Formeinsatz in einem Stück ausgebildet werden. Durch entsprechende Bearbeitung des Werkstoffs des Formdeckels 170 und des Formeinsatzes 174 oder der Formseite 168 ist es ferner möglich, einen im wesentlichen gasdichten Abschluß in dem durch die Dichtung 172 angedeuteten Dichtungsbereich durch einen Metall-Metall-Kontakt der Unterseite des Formdeckels 170 zu einer gegenüberliegenden 1-ietailfläche zu erzielen«.

Bei dem Kern 112, insbesondere beim Kern 112b in Fig_e9» ist es möglich, die Oberseite und/oder Unterseite 118 bzw, 120 (oder 118b bzw. 120b) durch eine Folie zu ersetzen, anstatt eine Folie auf eine Seite der oberen Fläche oder unteren Fläche aufzubringen. Wenn die obere Seite und/oder untere Seite durch eine Folie ersetzt wird, werden Öffnungen oder Unterbrechungen, wie sie bei 148 in Fig.9 angedeutet sind, vorgesehen, damit Gas und Luft nach innen zum Innern des Kerns strömen können,,

Die Dicke des geformten Konstruktionsteils an jedem Punkt entspricht im allgemeinen der Höhe des Hohlraums der Form an diesem Punkt und der Summe der Dicke des Kerns und der Höhe der Distanzstücke, die vom Kern auf seinen Hauptflächen nach oben ragen, wenn die Distanzstücke verwendet werden. So kann die Dicke des Kunststoffbelages über dem Kern eingestellt und geregelt werden«. Ferner läßt sich die in die Form einzufüllende Kunststoffmenge leicht aus der Kenntnis des Volumens des Formhohlraums und aus dem durch den Kern verdrängten Volumen berechnen, wobei die Ausfüllung von Zellen, die zu diesem Zweck geöffnet werden, und von Teilzellen am Umfang des Kerns entsprechend berücksichtigt werdBn muß. Das Gewicht des geformten Konstruktionsteils sowie die Dichte oder das Raumgewicht des aus-

109850/1369

geschäumten Kunststoffs, der den Kern "bedeckt, können daher ■bestimmt werden. Mit einer gewissen Erfahrung und Kenntnis der Wärmeflußeigenschaften von der Form hinweg (oder zur Form hin) ist eine genaue Kontrolle und Einstellung des Dichtegradienten des Kunststoffbelages über dem Kern sowie eine Einstellung der Dichte der an der Außenseite des Kunststof fbelages gebildeten Haut mögliche

Wie bereits erwähnt, kann die äußere Spitze des äußeren Zapfens eines Distanzstücks an der Oberfläche eines erfindungsgemäß hergestellten geformten Konstruktionsteils etwas sichtbar sein₀ Dies kann auffälliger sein, wenn die Innenflächen der Form oder die Flächen der Einsätze eine geringe Durometer-Härte haben wie beispielsweise bei gewissen Butyl- und Siliconkautschuken. Bei Innenflächen der Form und Oberflächen der Einsätze uaw. mit höherer Durometer-Härte, bei härteren Kautschuken und Metallen

ft- -

ist die Wahrscheinlichkeit sehr gering, daß die Außenspitze des äußeren Zapfens eines Distanzstücks an der Oberfläche des geformten Konstruktionsteils sichtbar ist«

Es ist zu bemerken, daß eine bessere strukturelle und dimensionelle Stabilität und eine größere Maßgenauigkeit von erfindungsgemäß hergestellten geformten Konstruktionsteilen auf Grund der im wesentlichen direkten Proportionalität des Prozentsatzes oder Anteils der dimensioneilen Verteilung des Polyurethans zum Volumen (d_eh. zur Menge) des in einem gegebenen geformten Konstruktionsteil verwendeten Polyurethans erreichbar sind, wobei dünnere Beläge des Kerns und damit eine größere Maßgenauigkeit erzielt werden kann.

Vorstehend wurde ein geformtes Konstruktionsteil beschrieben, das einen im wesentlichen fugenlosen Belag über einen Kern aufweist, wobei der Belag aus einem Kunststoff bestehen kann, der während der Erhärtung ausschäumt oder sich ausdehnt und nach der Erhärtung im wesentlichen hart und starr ist, wobei der Kern aus einer Vielzahl von Zellen

10 9850/1369

besteht, die zwischen wenigstens zwei Hauptflächen "begrenzt sind«, Bei einer bevorzugten Ausführungsform stehen wenigstens einige Zellen des Kerns in Gasverbindung mit anderen benachbarten Zellen in Gasverbindung miteinander, zumindest wenn der Druck des Gases und/oder der Luft in den Zellen höher ist als der Außendruok. Ferner wurde ein Verfahren zur Herstellung von mit vielzelligem Kern versehenen Konstruktionsteilen der oben beschriebenen Art beschrieben. Außerdem wurden verschiedene Variationen des Produkts und des Verfahrens beschrieben, insbesondere in Bezug auf die Reihenfolge einiger Verfahrensstufeη und der Durchführung einiger Pertigbehandlungsstufen sowie in Bezug auf die Art des Kerns und des Umhüllungsmaterials, das für die geformten Konstruktionsteile gemäß der Erfindung verwendet werden kann.

109850/1 369

Claims

Pate ntansprüche

π)/Gepresste Konstruktionteile, bestehend aus einem Kern und einem Belag über diesem Kern, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (12, 112) mit Abstand zueinander angeordnete erste (14» 118) und zweite (16, 120) Hauptflächen und eine Vielzahl von sich zwischen diesen Flächen erstreckenden Wänden (18, 116) aufweist, v/obei diese Wände und die ersten und zweiten Hauptflächen eine Vielzahl von Zellen (20, 114) bilden, die sich zwischen den Hauptflächen erstrecken und durch die Wände begrenzt sind', wobei der Belag (22, 122) über den Kern im wesentlichen fugenlos über der ersten Hauptfläche und der zweiten Hauptfläche und über wenigstens ei-nem Heil (26, 126) des Au IBe η umfang es des Kerns zwischen den Hauptflachen angeordnet ist.
2) Konstruktionsteile, nach Anspruch 1 in -Form von Platten, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Belages sich in wenigstens eine der Vielzahl von zwischen den Hauptflächen gebildeten Zellen erstreckt.
3) Platten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag über dem Kern aus einen formbaren und pressbaren Kunststoff besteht.
4) Gepresste Konstruktionsteile, bestehend aus .einem vielzelligen Kern und einem Belag über diesen Kern, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (112) mit Abstand zueinander angeordnete erste (118) und zweite (120) Hauptflächen und eine Vielzahl von sich zwischen diesen Hauptflächen erstreckenden Wänden (116) aufweist, wobei die erste Hauptflache und die zweite Hauptfläche eine Vielzahl von deiten (114) bilden, die sich zwischen den Hauptflächen erstrecken Lina durch die Wände (116) begrenzt sind, der Belag (122) über deia iiern (112) im wesentlichen fugenlos über der ersten L.auptfläche und zweiten,Hauptflache sowie über wenige cans einem Teil (126) des AuiSenumfanres des Kerns (112) zwischen den

10 9850/1369 »AD CW®«*!.

Hauptflächen (118, 120) liegt, wenigstens ein Teil der Zellen des Kerns (112) in Gasverbindung mit anderen "benachbarten Zellen zumindest dann stehen, wenn der Gasdruck in diesen Zellen mit Gasverbindung über dem Umgebungsdruck liegt, und wenigstens eUne dieser Zellen in Gasverbindung an wenigstens einer der ersten (118) und zweiten (120) Hauptflächen des Kerns vorbei steht und der im wesentlichen fugenlose Belag (122) über dem Kern (112) aus einem pressbaren und spritzbaren Kunststoff besteht, der sich während des Aushärtens und jDrstarrens ausdehnt und ausschäumt und nach dem Aushärten im wesentlichen starr und hart ist«,
5) Gepresste Konstruktionsteile nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen fugenlose Belag über dem Kern sich über die erste Hauptflache und zweite Hauptfläche und über wenigstens einen Teil des Außenumfanges des Kerns zwischen den Hauptflächen erstreckt,
6) Gepresste Konstruktionsteile nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Distanzstücken (134), von denen jedeg aus einem ersten (136) und einem zweiten (138), im wesentlichen koaxial miteinander verlaufenden Zapfen zu beiden Seiten eines im wesentlichen flachen, planaren Steges (140) besteht, der vom ersten und zweiten Zapfen radial auswärts ragt, wobei die Länge des ersten und zweiten Zapfens größer ist als die Dicke des Steges (140) und einer dieser Zapfen jedes Distanzstücks wenigstens eine der ersten und-zweiten Hauptflächen des Kerns so durchbohrt, daß der Steg (140) an jedem Distanzstück (134) sich an der Außenseite der jeweiligen Hauptflächen befindet.
7) Gepresste Konstruktionsteile nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Zellen (114a) an wenigstens einem Ende durch eine der Hauptflächen offen sind, damit das Material des im wesentlichen

109850/1369

fugenlosen Belages in das Innere dieser offenen Zellen eintreten kann, und wenigstens einige der offenen Zellen anderen offenen Zellen benachbart sind»
8) Gepresste Konstruktionsteile nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Hauptfläche des Kerns (112) an einer Seite mit einem

..wärmereflektierenden Überzug (146) versehen ist. '
9) Gepresste Konstruktionsteile nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der pressbare und spritzbare Kunststoff aus Polyurethan besteht.

ψ
10) Gepresste Konstruktionsteile nach Anspruch 4 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß der pressbare und spritzbare Kunststoff aus Polyurethan besteht und durch den Kunststoff wenigstens einer der Hauptflächen des Kerns ein Durchgang (178) vorgesehen ist, der in wenigstens eine der Zellen des Kerns führt, so daß Gasverbindung zwischen dieser Zelle nach außen besteht«
11) Gepresste Konstruktionsteile nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Kerns (112) eine Vielzahl von im wesentlichen planaren Flächen (118, 120, 118a, 120a), die alle im wesentliehen parallel zueinander verlaufen, aufweist und

W eine "Vielzahl von V/änden (116, 116a) sich zwischen

jedem benachbarten Paar von planaren Flächen unter · - Bildung einer Vielzahl von Zellen zwischen jedem benachbarten Paar von planaren Flächen erstreckt.
12) Verfahren zur Herstellung von gepressten, im wesentlichen fugenlos bedeckten Konstruktionsteilen mit einem Kern, der eine erste und eine zweite Hauptfläche und eine Vielzahl von Zellen aufweist, die durch eine Vielzahl von sich zwischen den Hauptflächen erstreckenden Wänden gebildet werden, und der Belag über dem Kern sich im wesentlichen fugenlos über die Haupt-

flachen und über wenigstens einen Teil des Außenum-

109850/1369

fanges zwischen den Hauptflächen erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) einen Kern in einen Hohlraum einer Form so einlegt, daß der Kern mit Abstand von den Flächen des Formhohlraumes gehalten wird,

b) ein fließfähiges und härtbares Umhüllungsmaterial so in die Form einbringt, daß d«r Kern wenigstens in dem vorstehend definierten Ausmaß bedeckt wird,

c) genügend Zeit verstreichen läßt, daß. das Umhüllungsmaterial wenigstens ausreichend aushärtet, um die im wesentlichen fugenlos bedeokte, mit Kern versehene Platte entformen zu können, und

d) die Platte aus der Form entnimmt«
13) "Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, . daß die Stufe des

e) Schließens der Form zwischen den Stufen (a) und (b) durchgeführt wird,
14) Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stufe

f) in der die Form so geschlossen wird, daß sie im wesentlichen gasdicht ist und eine Gasströmung vom Innern der Form nach außen praktisch ausgeschaltet ist,

zwischen den Stufen (a).und (b) durchgeführt wird«
15) Verfahren nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß als fließfähiges und härtbares Umhüllungsmaterial ein Kunststoff verwendet wird, der während des Härtens und Erstarrens ausschäumt und sich ausdehnt und nach dem Härten im wesentlichen hart und starr ist.
16) Verfahren nach Anspruch 14,oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Form mit Hilfe von Dichtungsmaterial, das zwischen den Teilen der Form angeordnet wird, die

109850/1369

31-

sich um den Hohlraum der Form schließen, in einer solchen Weise im wesentlichen gasdicht gemacht wird, daß, wenn die Form offen ist, das Einsetzen wenigstens des Kerns in den Hohlraum der Form und die Entformung des gepressten Konstruktionsteils vorgenommen werden können.
17) Verfahren nach Anspruch 14_f 15 oder 16, weiter gekennzeichnet durch eine nach der Stufe (b) und vor der Stufe (e) durchgeführte Stufe (g), wenigstens ein

fe Durchgang durch eine Wand der Form und durch den Kunststoff und wenigstens eine der Hauptflächen des Kerns vorgesehen wird, wobei der Durchgang in wenigstens eine der Zellen des Kerns führt und Gasverbindung von dieser Zelle nach außen herstellt.

109850/1369