DE3823967A1 - Plattenfoermiges, ebenes oder gewoelbtes bauelement in sandwichbauweise, insbesondere zur verwendung in luftfahrzeugen - Google Patents
Plattenfoermiges, ebenes oder gewoelbtes bauelement in sandwichbauweise, insbesondere zur verwendung in luftfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein plattenförmiges, ebenes
oder gewölbtes Bauelement in Sandwichbauweise aus
mehreren Lagen unterschiedlicher Werkstoffe mit we
nigstens einer Schicht aus feuerhemmendem, nicht brenn
barem Material, insbesondere zur Verwendung in Luft
fahrzeugen.
Es sind plattenförmige Bauelemente der vorgenannten
Art bekannt, bei denen eine der Lagen aus Asbest,
Zement, Gips oder chemisch behandeltem Holz besteht,
wobei diese Lage aus dem genannten feuerhemmendem
oder nicht brennbarem Material in der Regel mit me
tallischen Werkstoffen zum Zwecke der Feuersicher
heit kombiniert wird. In der Regel wird dabei der
metallische Werkstoff als Abdeckfolie verwandt, wäh
rend die genannte Lage aus dem feuerhemmendem bzw.
nicht brennbarem Material als tragendes Teil die sta
tische Festigkeit des Bauelementes gewährleistet.
Die bekannten Bauelemente sind jedoch zur Verwendung
in Luftfahrzeugen weniger geeignet, weil sie bei hin
reichender Stärke der tragenden Schicht ein zu großes
Gewicht haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein platten
förmiges Bauelement der eingangs genannten Art so
auszubilden, daß es bei geringem Gewicht im Brandfalle
durch die Flammeneinwirkung seine Stabilität behält
und unter der Einwirkung von Flammen möglichst wenig
Rauch sowie toxische Gase freigibt.
Ausgehend von der Erkenntnis, daß Vermiculite bzw.
Perlit bei auffallend geringem Gewicht von ca. 0,25
bis 0,30 gr/cm3 selbst bei Temperaturen oberhalb 1000°C
nicht brennt, jedoch andererseits auch im verpreßten
Zustand nicht geeignet ist, ein tragendes Teil mit
hinreichender statischer Festigkeit zu bilden, sieht
die Erfindung gemäß den Kennzeichen der Ansprüche
1 bis 5 alternative Lösungen vor, bei denen entweder
das Vermiculite bzw. Perlit in eine tragende Schicht
integriert wird, oder aber beiderseits der aus Vermi
culite bzw. Perlit gebildeten Schicht statisch tragende
Schichten vorgesehen sind, so daß unabhängig davon,
von welcher Seite auf das Bauelement die Flammenein
wirkung erfolgt, stets eine der tragenden Schichten
seine Funktion aufrecht erhält und nicht der Flammen
wirkung ausgesetzt werden kann.
Bei der Lösung nach dem Anspruch 1 ist als tragende
Schicht eine für die Verwendung in Luftfahrzeugen
an sich bekannte Wabenkern- oder Gitterplatte aus
Kunststoff als tragendes Element vorgesehen, wobei
jedoch die zwischen den Waben- oder Gitterwandungen
vorhandenen Freiräume mit wasserglasgebundenem Vermi
culite- oder Perlitpulver gefüllt sind.
Zwar wird das Gewicht derartiger Wabenkern- oder Git
terplatten durch die Füllung der Freiräume gering
fügig erhöht, jedoch bleibt im Falle eines Brandes,
unabhängig davon, von welcher Seite die Flammen auf
das Bauelement einwirken, die statische Festigkeit
des Bauelementes erhalten, da allenfalls die Waben
oder Gitterwandungen von der Flammenseite her ankohlen,
ohne daß jedoch die Hitzeeinwirkung bis auf die ge
genüberliegende Seite der Wabenkern- oder Gitterplatte
gelangen kann, so daß die auf der von der Flamme abge
wandten Seite befindliche glas- oder kohlenfaserstoff
verstärkte Kunststoffschicht von der Wärme weitge
hend unbeeinflußt bleibt und durch die feste Verbin
dung dieser genannten Schicht mit dem eigentlichen
Kernmaterial bzw. Gittermaterial die statische Festig
keit des Bauelementes auch im Brandfalle gewährleistet.
Bei der Lösung nach Anspruch 2 ist statt der Waben
kern- oder Gitterplatte eine tragende Schicht aus
aufgeschäumtem, mit wasserglasgebundenem Vermiculite
oder Perlitpulver aufgefülltem Epoxidharz oder Poly
urethan vorgesehen, wobei das Vermiculite- oder Perlit
pulver wenigstens 50% des Raumvolumens der Schicht
beträgt.
Auch durch die vorgenannte Ausbildung der tragenden
Schicht wird deren statische Festigkeit im Falle einer
Feuereinwirkung gewährleistet. Auf die tragende Schicht
einwirkende Flammen können durch den hohen Anteil
an Vermiculite bzw. Perlit nicht durch diese Schicht
hindurchdringen, so daß allenfalls eine einseitige
Ankohlung erfolgt, nicht jedoch ein Wärmedurchgriff
bis auf die den Flammen gegenüberliegende Seite. Durch
die auf dieser genannten Seite mit der tragenden
Schicht verbundenen folienartigen Schicht aus glas
oder kohlenstoffaserverstärktem Kunststoff wird die
tragende Funktion der aus dem genannten Harz und dem
Vermiculite- oder Perlitpulver bestehenden Schicht
noch verbessert.
Gemäß Anspruch 3 besteht die tragende Schicht aus
Balsaholz, welches beiderseits durch eine nichttra
gende Schicht aus verpreßtem wasserglasgebundenem
Vermiculite- oder Perlitpulver abgedeckt ist, auf
die jeweils wieder eine weitere folienartige Schicht
aus glas- oder kohlenstoffaserverstärktem Kunststoff
aufgebracht ist. Bei dieser Bauweise ist die tragende
Schicht aus Balsaholz von beiden Seiten her durch
die Deckschichten aus Vermiculite- oder Perlitpulver
geschützt, so daß eine Flammeneinwirkung bis zu dem
Balsaholz nicht vordringen kann.
Bei der Lösung nach Anspruch 4 ist alternativ beider
seits einer aus verpreßtem, wasserglasgebundenem Ver
miculite- oder Perlitpulver gebildeten Schicht unter
Zwischenanordnung einer glasfaser- oder kohlenstoff
faserverstärkten Kunststoffschicht eine Balsaholz
schicht aufgebracht. Im Falle der Flammeneinwirkung
kann dabei auf der den Flammen zugekehrten Seite die
Balsaholzschicht zwar verbrennen, jedoch wird ein
Durchdringen der Wärme durch das gesamte Bauelement
bis zu der anderen Balsaholzschicht vermieden, so
daß diese als tragende Schicht in jedem Falle erhalten
bleibt.
Eine besonders gute Feuerhemmung ergibt sich bei einer
Ausbildung des Bauelementes nach Anspruch 5. Bei dem
dort genannten Bauelement ist eine Mittelschicht aus
watteähnlichem Aluminium-Magnesium-Silikat vorgesehen.
Diese Schicht weist eine Erscheinungsform ähnlich
einer Schicht aus Mineralwolle oder Glaswolle auf.
Durch die beiderseits auf diese Schicht aufgebrachten
weiteren Schichten wird wiederum die statische Festig
keit des Bauelementes gewahrt, wenn von der einen
oder anderen Seite auf das Bauelement Flammen einwirken
sollten.
Weitere günstige Ausbildungsformen der folienartigen
Schichten aus glas- oder kohlenstoffaserverstärktem
Kunststoff sowie zusätzlicher äußerer Deckschichten
ergeben sich aus den Ansprüchen 6 und 7. Bei den dort
beschriebenen Ausgestaltungsformen tragen die genann
ten folienartigen Schichten bzw. die zusätzlichen
äußeren Deckschichten ebenfalls noch zur Wärmedämmung
bei. Diese äußeren Deckschichten können bereits deko
rativ ausgestaltet sein, oder aber mit zusätzlichen
dekorativen Außenschichten aus nicht brennbarem oder
nur schwer entflammbarem Material abgedeckt sein.
Versuche haben gezeigt, daß beispielsweise Bauelemente
gemäß dem Anspruch 1 mit einer Wabenkernplatte aus
Phenolharz getränktem gepreßtem Papier mit einer Wand
stärke von 8 mm und beiderseits aufgebrachter folien
artiger Schicht aus einem glasfaserverstärkten Kunst
stoff in Form einer mit Phenolharz verpreßten Schicht
in der Dicke von 0,2 bis 0,5 mm bei Einwirken einer
Temperatur von etwa 1000°C über einen Zeitraum von
5 Minuten auf der gegenüberliegenden Außenseite des
Bauelementes keinerlei Struktur- oder Farbänderung
erkennbar war.
Die neuartigen Bauelemente können entweder als ebene
Platten oder aber auch zur Innenausbau von Luftfahr
zeugen als gewölbte Bauelemente ausgeführt sein, wie
dies bei der Verwendung von Wabenkern- oder Gitter
platten aus Kunststoff in der jetzigen Form dieser
Platten bereits üblich ist.
Die Zeichnung gibt einige Ausführungsbeispiele der
Erfindung in schematischer Darstellung und in ihrem
prinzipiellen Aufbau wieder.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem ebenen Bauelement
mit abgesetzt wiedergegebenen Schichten, wobei
mehrere Varianten der Mittelschicht dargestellt
sind,
Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 mit einer
Mittelschicht aus Balsaholz,
Fig. 3 eine Darstellung gemäß den Fig. 1 und 2 mit
zwei beiderseits der Mittelschicht vorgesehenen
Balsaholzschichten.
Bei der Anordnung nach der Fig. 1 ist angedeutet,
daß die insgesamt mit 1 bezeichnete Mittelschicht,
welche in diesem Beispiel als tragende Schicht ausge
bildet ist, unterschiedliche Ausführungsformen aufwei
sen kann.
Im mittleren Bereich der Schnittfläche der Mittel
schicht 1 ist ein Bereich mit einer Wabenkernplatte
1 a dargestellt, bei der die Freiräume zwischen den
Wabenwandungen mit wasserglasgebundenem Vermiculite
oder Perlitpulver gefüllt sind.
Der obere Bereich der Schnittfläche zeigt eine Gitter
platte 1 d, bei der ebenfalls die Freiräume zwischen
den Gitterwandungen mit wasserglasgebundenem Vermi
culite- oder Perlitpulver gefüllt sind.
Unterhalb des Abschnittes mit der Wabenkernplatte
1 a ist ein Abschnitt einer Schicht 1 b aus aufgeschäum
tem, mit Wasserglas gebundenem Vermiculite- oder Perlit
pulver aufgefülltem Epoxidharz oder Polyurethan wie
dergegeben.
In dem Beispiel der Fig. 1 ist somit das Vermiculite
oder Perlitpulver in der tragenden Schicht integriert.
Die tragende Mittelschicht 1 ist in diesem Beispiel
beiderseits durch eine folienartige, aus einem glas
oder kohlenstoffaserverstärkten, mit Harz verpreßten
Schicht 2 abgedeckt. Diese Schicht 2 wird bei der
Herstellung mit einer der Mittelschicht 1 zugekehrten
Naßharzschicht auf die Mittelschicht aufgepreßt.
Die glas- oder kohlenstoffaserverstärkte, mit Harz
verpreßte Schicht 2 ist jeweils unter Zwischenanord
nung einer Klebstoffschicht 3, die ihrerseits mit
Vermiculite- oder Perlitpulver aufgefüllt als Harz
schicht ausgebildet sein kann, mit einer äußeren Deck
schicht 4 abgedeckt, die als Dekorschicht ausgebil
det ist und aus Phenol-Epoxid- oder Polyester-Harz
und wasserglasgebundenem Vermiculite- oder Perlit
pulver gepreßt sein kann.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 besteht die Mittelschicht
11 aus Balsaholz. Auf diese Schicht ist beiderseits
eine Klebstoffschicht 12 aufgebracht, welche wiederum
als Harzschicht mit Vermiculite- oder Perlitpulver
versetzt ausgebildet sein kann. Auf diese Klebstoff
schicht 12 ist jeweils eine Schicht 13 aus aufgeschäum
tem, mit Wasserglas gebundenem Vermiculite- oder Per
litpulver aufgefülltem Epoxidharz oder Polyurethan
aufgebracht. Diese Schicht ist ihrerseits jeweils
abgedeckt durch eine Schicht 14 aus einem glas- oder
kohlenstoffaserverstärktem Kunststoff, die als mit
Phenol-Epoxid- oder Polyester-Harz verpreßte Schicht
ausgebildet ist. Als äußere Abdeckschicht 15 ist wie
derum eine Schicht aus Phenol-Epoxid- oder Polyester-
Harz und wasserglasgebundenem Vermiculite- oder Perlit-
Pulver vorgesehen.
Bei der Anordnung nach Fig. 3 besteht die Mittelschicht
21 aus einer tragenden Schicht aus aufgeschäumtem,
mit Wasserglas gebundenem Vermiculite- oder Perlit
pulver aufgefüllten Epoxidharz oder Polyurethan. Diese
Schicht ist beiderseits abgedeckt durch eine Schicht
22 aus glas- oder kohlenstoffaserverstärktem Kunst
stoff. Hierauf ist eine Klebstoffschicht 23 aufge
bracht, die aus einem mit Perlitpulver aufgefüllten
Harz bestehen kann. Die Klebstoffschicht 23 trägt
jeweils eine Balsaholzlage 24, auf die wiederum eine
glas- oder kohlenstoffaserverstärkte Kunststoffschicht
25 aufgebracht ist. Unter Zwischenanordnung einer
weiteren Klebstoffschicht 26 ist eine weitere Schicht
27 aus Balsaholz aufgebracht, die ihrerseits durch
eine Deckschicht 28 in der bereits in Verbindung mit
den Fig. 1 und 2 beschriebenen Weise abgedeckt ist.
Statt der in Fig. 3 wiedergegebenen Schicht 21 aus
aufgeschäumtem, mit Wasserglas gebundenem Vermiculite
oder Perlitpulver aufgefülltem Epoxidharz oder Poly
urethan kann diese Schicht auch aus einer watteähn
lichen Schicht aus Aluminium-Magnesium-Silikat be
stehen. Dabei können weiterhin statt der Balsaholz
schichten 24 und 27 Schichten vorgesehen sein, wie
sie als Mittelschichten 1 in der Fig. 1 wiedergegeben
sind.
In allen Ausführungsformen ist erkennbar, daß die
oder wenigstens eine der tragenden Schichten des Bau
elementes bei der Einwirkung von Hitze bzw. von Flam
men auf die eine Seite des Bauelementes stets erhalten
bleiben und somit bei entsprechender Bemessung die
Tragfähigkeit des Bauelementes gewährleisten.
Durch die verwendeten und beschriebenen Materialien
wird eine Rußbildung weitgehend verhindert, ebenso
wie die Entstehung toxischer Gase. Dies ist beson
ders von Bedeutung für die Verwendung der Bauelemente
in Luftfahrzeugen zur Auskleidung derjenigen Räume,
in denen sich die Passagiere und das Flugpersonal
befinden.
Claims (7)
1. Plattenförmiges, ebenes oder gewölbtes Bauelement
in Sandwichbauweise aus mehreren Lagen unterschied
licher Werkstoffe mit wenigstens einer Schicht
aus feuerhemmendem, nicht brennbarem Material,
insbesondere zur Verwendung in Luftfahrzeugen,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement eine
Wabenkern- oder Gitterplatte (1 a; 1 d) aus Kunststoff,
Metall oder versteifend imprägniertem, wie phenol
harzgetränktem, gepreßtem Papier bzw. Gewebe mit
beiderseits aufgebrachter folienartiger Schicht
(2) aus einem glas- oder kohlenstoffaserverstärktem
Kunststoff aufweist, und daß die Freiräume zwischen
den Waben- oder Gitterwandungen mit wasserglas
gebundenem Vermiculite- oder Perlitpulver gefüllt
sind.
2. Plattenförmiges, ebenes oder gewölbtes Bauelement
in Sandwichbauweise aus mehreren Lagen unterschied
licher Werkstoffe mit wenigstens einer Schicht
aus feuerhemmendem, nicht brennbarem Material,
insbesondere zur Verwendung in Luftfahrzeugen,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement eine
tragende Schicht (1 b) aus aufgeschäumtem, mit wasser
glasgebundenem Vermiculite- oder Perlitpulver auf
gefülltem Epoxidharz oder Polyurethan aufweist,
wobei das Vermiculite- oder Perlitpulver wenig
stens 50% des Raumvolumens der Schicht beträgt,
und daß die tragende Schicht mit einer beiderseits
aufgebrachten folienartigen Schicht (2) aus glas
oder kohlenstoffaserverstärktem Kunststoff verbunden
ist.
3. Plattenförmiges, ebenes oder gewölbtes Bauelement
in Sandwichbauweise aus mehreren Lagen unterschied
licher Werkstoffe mit wenigstens einer Schicht
aus feuerhemmendem, nicht brennbarem Material,
insbesondere zur Verwendung in Luftfahrzeugen,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement eine
tragende Schicht aus Balsaholz (11) aufweist, die
beiderseits durch eine Schicht (13) aus verpreßtem
wasserglasgebundenem Vermiculite- oder Perlitpulver
abgedeckt ist, auf welcher jeweils eine weitere
folienartige Schicht (14) aus glas- oder kohlen
stoffaserverstärktem Kunststoff aufgebracht ist.
4. Plattenförmiges, ebenes oder gewölbtes Bauelement
in Sandwichbauweise aus mehreren Lagen unterschied
licher Werkstoffe mit wenigstens einer Schicht
aus feuerhemmendem, nicht brennbarem Material,
insbesondere zur Verwendung in Luftfahrzeugen,
dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Schicht (21)
aus verpreßtem wasserglasgebundenem Vermiculite
oder Perlitpulver beiderseits jeweils eine glasfaser
oder kohlenstoffaserverstärkte Kunststoffschicht
(22) und auf dieser eine Balsaholzschicht (24)
sowie auf die Balsaholzschicht eine weitere glas
faserverstärkte Kunststoffschicht (25) aufgebracht
sind.
5. Plattenförmiges, ebenes oder gewölbtes Bauelement
in Sandwichbauweise aus mehreren Lagen unterschied
licher Werkstoffe mit wenigstens einer Schicht
aus feuerhemmendem, nicht brennbarem Material,
insbesondere zur Verwendung in Luftfahrzeugen,
dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Schicht aus
watteähnlichem Aluminium-Magnesium-Silikat beider
seits eine glasfaser- oder kohlenstoffaserverstärkte
Kunststoffschicht und auf dieser eine Schicht aus
aufgeschäumtem, mit Wasserglas gebundenem Vermi
culite- oder Perlitpulver aufgefülltem Epoxidharz
oder Polyurethan oder eine Wabenkern- oder Gitter
platte aus Kunststoff mit in die Freiräume zwi
schen den Waben- oder Gitterwandungen eingepreßtem,
wasserglasgebundenem Vermiculite- oder Perlitpul
ver aufgebracht ist.
6. Bauelement nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die folienartigen Schichten (2; 14; 22) aus glas
oder kohlenstoffverstärktem Kunststoff als mit
Phenol-Epoxid- oder Polyester-Harz verpreßte Schich
ten ausgebildet und unter Verwendung des Harzes
als Klebemittel auf die sie tragende Schicht auf
gepreßt sind, und daß die zwischen den übrigen
miteinander verbundenen Schichten jeweils eine
mit wasserglasgebundenem Vermiculite- oder Perlit
pulver aufgefüllte Klebstoffschicht (3; 12; 23, 26),
insbesondere Harzschicht, vorgesehen ist.
7. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche äußere
Deckschichten (4; 15; 28) aus Phenol-Epoxid- oder
Polyester-Harz und wasserglasgebundenem Vermiculite
oder Perlitpulver gepreßte Schichten vorgesehen
sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3823967A DE3823967A1 (de) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | Plattenfoermiges, ebenes oder gewoelbtes bauelement in sandwichbauweise, insbesondere zur verwendung in luftfahrzeugen |
Applications Claiming Priority (1)
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