DE3720371A1 - Leichtbauverbundplatte und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Leichtbauverbundplatte und verfahren zu deren herstellung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbundplatte sowie auf ein Verfahren zu deren Herstellung nach dem Oberbegriffen der An­ sprüche 1 und 7.
Als Bauteile für Innenverkleidungen von Flugzeug-Passagier- Kabinen dienen in der Regel aus faserverstärktem Kunststoff bestehende Leichtbauverbundplatten. Dabei erfüllen die verwende­ ten Materialien wie Polyurethan, Polyester, Epoxid, kaum noch die immer strenger werdenden Vorschriften für derartige Bauteile hinsichtlich Entflammbarkeit und Rauchgasentwicklung. Zugleich werden an derartige Bauteile in steigendem Maße höhere Anforde­ rungen bezüglich Schallabsorbtion gestellt.
Der DE-PS 30 35 722 ist eine hochtemperaturbeständige Schall­ dämmplatte in sandwichbauweise mit einem zwischen einem Voll­ blech und einem Lochblech angeordneten Wabenkern aus Metall zu entnehmen, bei dem das Vollblech, das Lochblech und der Waben­ kern nach Einfügen von Zwischenschichten aus Silber, Kupfer und Nickel durch Sintern miteinander verbunden sind, wobei auf der Außenseite des Lochbleches ein Drahtgewebe vorgesehen ist. Diese Schalldämmplatte kommt aus Gewichtsgründen für Kabinenanwen­ dungen trotz ihrer günstigen akustischen und toxischen Eigen­ schaften nicht in Betracht.
Aus faserverstärktem Kunststoff hergestellte Verbundplatten mit schallabsorbierender Wirkung weisen in der Regel eine mit Öff­ nungen versehene obere Deckschicht und eine geschlossene untere Deckschicht auf, wobei der meist wabenförmige Kern mit einem Schaumstoff mehr oder weniger gefüllt sein kann. Dabei kann der Schaumstoff nachgiebig oder starr sein. Bei der Herstellung der­ artiger Verbundplatten wird vor dem Auflegen der oberen Deck­ schicht ein durch Wärme aufschäumbares Kunststoffmaterial in die Waben eingebracht, so daß die Schaumfüllung der Waben während des Aushärtens der Verbundplatte entsteht. Aufgrund dieses Vor­ gehens sind die als Kernfüllung in Betracht kommenden Materiali­ en auf solche beschränkt, die sich durch Wärme-Einwirkung auf­ schäumen lassen. Diese sind hinsichtlich Brennbarkeit und Rauch­ gasentwicklung im Brandfall in der Regel nicht vorteilhaft.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gat­ tungsgemäße Verbundplatte und ein Verfahren zu deren Herstellung derart anzugeben, daß diese bezüglich Rauchgasentwicklung nied­ rige und bezüglich Entflammbarkeit sowie Schallabsorbtion hohe Werte aufweist.
Diese Aufgabe ist bei den gattungsgemäßen Gegenständen der An­ sprüche 1 und 7 durch die betreffenden kennzeichnenden Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Verbundplatte zeigt ein vorteilhaftes Ver­ halten im Brandfall. Aufgrund des Verfahrens kann bei Bedarf ein als gebrauchsfertiges Halbzeug vorliegender Schaumstoff vor dem Zusammenbau der Verbundplatte in deren Waben eingebracht werden, der die hinsichtlich Entflammbarkeit und Rauchgasentwicklung ge­ forderten Eigenschaften aufweist.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung dargestellt und in der Beispielbeschreibung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Verbundplatte.
Fig. 2 schematisch eine Verbundplatte mit flockenförmigem Schaumstoff vor dem Zusammenbau,
Fig. 3 die Verbundplatte nach Fig. 2 während des Einbringens des Schaumstoffs.
Fig. 4 schematisch die Platte nach Fig. 2 nach dem Einbringen des Schaumstoffs,
Fig. 5 schematisch eine Verbundplatte mit mattenförmigem Schaumstoff vor dessen Einbringen in die Wabe,
Fig. 6 die Verbundplatte nach Fig. 5 nach dem Einbringen des Schaumstoffs und
Fig. 7 schematisch eine Verbundplatte mit geschichtetem Schaum­ stoff.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Verbundplatte 1, bestehend aus einer unteren Deckschicht 2, einem Wabenkern 3, mit einer Schaumstoffüllung 4 sowie einer oberen Deckschicht 5. Die Deck­ schichten bestehen, wie der Wabenkern 3, aus faserverstärktem Kunststoff. Die Schaumstoffüllung 4 besteht aus offenzelligem nachgiebigem Melaminschaum. Als obere Deckschicht 5 dient eine Lage eines sog. Gitterprepregs. Durch die gitterförmige Struktur dieser Schicht ist deren Schalldurchlässigkeit sichergestellt. Als oberer Abschluß ist die Deckschicht 5 mit einer geeigneten Dekorschicht 6 versehen, die feuerhemmende Eigenschaften aufwei­ sen kann. Diese Verbundplatte 1 kann als schallabsorbierendes Wandelement für Flugzeugkabinen verwendet werden, wobei die akustischen Eigenschaften des Bauteils im wesentlichen durch die schalldurchlässige obere Deckschicht 5 sowie die Schaumstoffül­ lung 4 bestimmt werden. Die Dekorschicht 6 besteht aus einem geeigneten Bezugsstoff. Hinsichlich der verwendeten Werkstoffe ist im Prinzip jedes geeignete Material denkbar. Dabei ist als Wabenwerkstoff insbesondere perforiertes Aramidpapier von Vor­ teil.
Die Herstellung der vorbechriebenen Verbundplatte erfolgt in folgenden Verfahrensschritten:
  • a, Einlegen der unteren Deckschicht 2 in eine Klebevorrichtung,
  • b, Auflegen der Waben 3 auf die untere Deckschicht 2,
  • c, Einfüllen eines geeigneten Schaumstoffs 4 in die Waben 3,
  • e, Auflegen der oberen Deckschicht 5 auf die Waben 3,
  • f, Aushärten der Verbundplatte in der Klebevorrichtung unter Druck- und Wärmeanwendung.
Hierbei kann Verfahrensschritt c entfallen, wenn der Wabenkern 3 mit der erfindungsgemäß eingebrachten Schaumfüllung als Halbzeug bereitgestellt wird. Die Klebverbindungen des Wabenkerns 3 mit der unteren Deckschicht 2 und der oberen Deckschicht 5 ergeben sich aufgrund der Vorimprägnierung dieser Schichten mit einer warm aushärtenden Kunstharzmasse.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen einzelne Arbeitsgänge beim Füllen eines Wabenkerns 3 mit Schaumstoffflocken. Dabei sind die Flocken größer als die Wabenöffnungen, so daß die Flocken 7 nicht in den Wabenkern 3 fallen können. Fig. 2 zeigt somit den Wabenkern 3 und darüber eine in einer vorbestimmten Dicke aufge­ schüttete Schicht von Flocken 7. Darüber befindet sich eine absenkbare bürtstenförmige Vorrichtung 8. Die Vorrichtung 8 weist eine relativ dichte Beborstung auf, wobei eine bevorzugte Ausführung eine Borstendicke von 1 mm aufweist. Dabei bestehen die Borsten vorzugsweise aus einem elastischen Material wie Polyamid und sind an den freien Enden parallel zur Einspannung abgeschnitten. Die betreffenden Schnittkanten sind dabei leicht abgerundet. Beim Absenken der Bürste werden die Flocken 7 in die Hohlräume der Wabe bis auf ein vorbestimmtes Maß eingeschoben. Fig. 3 zeigt die Vorrichtung 8 in ihrer unteren Einschiebestel­ lung, wobei die Enden der Borsten um ein vorgegebenes Maß in die Waben hineinragen. Da die Flocken 7 in nicht eingesetztem Zu­ stand gößer sind als die Wabenöffnugen, weisen sie nach dem Ein­ schieben in die Waben einen Reibsitz auf. Der Wabenkern 3 mit den eingebrachten Flocken 7 ist in Fig. 4 gezeigt, nachdem die Flocken 7 in die vorbestimmte Höhe zurück gefedert sind. Nach dem Einbringen der Flocken 7 wird die obere Deckschicht 5 aufge­ legt und die Platte unter Druck- und Wärmeanwendung ausgehärtet.
Wenn die Flocken kleiner sind als die Öffnungen der Waben 3, kann das Einfüllen des Schaumstoffs 4 durch Einstreuen gesche­ hen. Dabei werden so viele Flocken in die Waben 3 eingebracht, bis der gewünschte Füllungsgrad erreicht ist. Danach erfolgen das Auflegen der oberen Deckschicht 5 sowie das Aushärten der Platte in der üblichen Weise.
Fig. 5 zeigt einen Wabenkern 3 und darüber die einzubringende Kernfüllung in Form einer Schaumstoff-Matte 9. Dabei wird diese auf den Wabenkern 3 gelegt und der Schaumstoff wieder mittels der bürstenförmigen Vorrichtung in die Waben eingeschoben, wobei die Schaumstoffmatte durch die relativ scharfen Ränder der Waben zertrennt wird, so daß in jede Wabe eine der Wabenform angepaßte Schaumstoff-Säule eingeschoben wird. Diese Säule weist innerhalb der Wabe einen reibschlüssigen Sitz auf. Zur Erreichung eines bestimmten Füllungsgrades werden die Wabendicke und die Dicke der Schaumstoffmatte miteinander abgestimmt.
Fig. 6 zeigt den Wabenkern 3 nach dem Einbringen des Schaum­ stoffs 4, wobei die Vorgänge wie vorbeschrieben abgelaufen sind.
Fig. 7 zeigt eine Verbundplatte, wobei die Wabenfüllung aus unterschiedlichen Materialien geschichtet ist. Hierbei bestehen die obere und die untere Schicht aus einem geeigneten Schaum­ stoff 10, wohingegen die mittlere Schicht 11 außer aus Schaum­ stoff auch aus nicht aufgeschäumten Materialien bestehen kann. In einer Ausgestaltung der Erfindung sind diese materialien rie­ selfähig und weisen schallabsorbierende und feuerhemmende Eigen­ schaften auf.
Hier nicht gezeigte Ausgestaltungen der Erfindung bestehen da­ rin, daß die Verbundplatte anstelle der textilen Dekorschicht 6 etwa eine perforierte oder eine poröse Folie aufweist. Je nach Anwendungsfall der Platte ist diese auf einer oder auf beiden Seiten mit einer Öffnungen aufweisenden Deckschicht und damit auch mit einer entsprechenden Dekorschicht versehen. Im Falle zweier Dekorschichten können diese gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein.
Es ist auch denkbar, daß der Wabenkern 3 mit den durch eine bür­ stenförmige Vorrichtung 8 eingebrachten Materialien als weiter­ verarbeitbares Halbzeug zur Fertigung von Verbundplatten herge­ stellt wird, wobei die Wabefüllungen durch einen geeigneten Sprühkleber gegen Herausfallen gesichert sein können.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Beispielausführungen beschränkt. Sie erstreckt sich vielmehr auf alle Ausgestaltungen, die im Rahmen der Ansprüche denkbar sind.

Claims (12)

1. Leichtbauverbundplatte mit schallabsorbierender Wirkung, bestehend aus einer unteren und einer oberen Deckschicht und einem wabenförmigen Kern, wobei mindestens eine Deckschicht Öff­ nungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume der den Kern bildenden Waben (3) mit einem schallab­ sorbierenden, als gebrauchsfertiges Halbzeug vorliegenden Schaumstoff (4) wie Melaminschaum ausgefüllt sind.
2. Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Öffnungen aufweisende Deckschicht (5) aus einem Gitterprepreg hergestellt ist.
3. Verbundplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Öffnungen als Löcher ausgebildet sind.
4. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen als Poren ausge­ bildet sind.
5. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der Waben (3) Löcher aufweisen.
6. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernfüllung aus mehreren Schaumstoffen unterschiedlicher Art geschichtet ist.
7. Verfahren zum Herstellen einer Leichtbauverbundplatte mit schallabsorbierender Wirkung, bestehend aus einer unteren und einer oberen Deckschicht mit einem wabenförmigen Kern, wobei mindestens eine Deckschicht Öffnungen aufweist, gekenn­ zeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • a, Einlegen der unteren Deckschicht in eine Klebevorrichtung,
  • b, Auflegen der Waben (3) auf die untere Deckschicht (2),
  • c, Einfüllen mindestens eines geeigneten, als gebrauchsfertiges Halbzeug vorliegenden Schaumstoffs (4) in die Waben (3) mittels einer bürstenförmigem Vorrichtung (8),
  • e, Auflegen der oberen Deckschicht (5) auf die Waben (3),
  • f, Aushärten der Verbundplatte in der Klebvorrichtung unter Druck- und Wärmeanwendung.
8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • a, Einlegen der unteren Deckschicht in eine Klebevorrichtung,
  • b, Auflegen des Wabenkerns (3) auf die untere Deckschicht (2), wobei der Wabenkern (3) derart vorbereitet ist, daß dieser mindestens einen geeigneten, als gebrauchsfertiges Halbzeug mittels einer bürstenförmigen Vorrichtung (8) eingebrachten Schaumstoff (4) als Kernfüllung aufweist,
  • c, Auflegen der oberen Deckschicht (5) auf die Waben (3),
  • d, Aushärten der Verbundplatte in der Klebvorrichtung unter Druck- und Wärmeanwendung.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der einzufüllende Schaumstoff (4) eine Flockenform aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Einfüllen des Schaumstoffs (4) in die Waben (3) durch Einstreuen geschieht.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der einzufüllende Schaumstoff (4) eine Mattenform aufweist.
12. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g ekennzeichnet, daß Wabenkern (3) mit dem mittels einer bürtstenförmigen Vorrichtung (8) eingebrachten Schaum­ stoff (4) ein weiterverarbeitbares Halbzeug bildet.
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