DE3934558A1 - Sekundaersplitterschutz fuer gfk-formteile und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Sekundaersplitterschutz fuer gfk-formteile und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Sekundärsplitterschutz für
GFK-Formteile und ein Verfahren für die Herstellung eines
solchen Sekundärsplitterschutzes.
Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) werden u. a. zur Her
stellung von Kabinen (Shelter) und Fahrzeugdächern (Hard
top) verwendet. Im militärischen Einsatz können die Fahr
zeuge bzw. Kabinen unter Beschuß geraten und von kleinkalib
rigen Geschossen (aus Handfeuerwaffen) oder Granatsplittern
getroffen werden. Das GFK-Material bietet gegen diese Be
drohung keinerlei Schutz. Eine primäre Schutzmaßnahme ist
meist aus Gewichtsgründen auch nicht vorgesehen.
Von noch größerem Nachteil als die direkte Wirkung der
Treffer ist jedoch die beim Durchschuß erzielte Sekundär
wirkung.
Bei einem Formteil aus GFK-Material entstehen bei dem
Durchdringen des Projektils kleine Glassplitter, die im Sog
der Heckwelle des Geschosses oder Splitters mitgerissen wer
den und sich dadurch im Raum hinter dem Formteil kegelförmig
ausbreiten. Die Energie solcher Glassplitter ist zwar sehr
gering, reicht jedoch aus, um in den Körper von getroffenen
Personen einzudringen. Dies führt zu sehr schwerwiegenden
und kaum heilenden Verletzungen, da die Glassplitter röntge
nologisch nicht geortet werden können.
Grundsätzlich ist das Problem eines Sekundärsplitterschutzes
aus dem Bereich der gepanzerten Fahrzeuge vorbekannt. So
wird in der DE 29 26 815 A1 eine beschichtete Panzerplatte
zum Schutz gegen die Wirkung panzerbrechender Geschosse be
schrieben, welche auf der Innenseite eine Schicht aus einem
Material mit im Vergleich zum Material der Panzerplatte ge
ringerer Dichte aufweist, das jedoch eine hohe Reißdehnung
besitzt und mit der Panzerplatte innig verbunden ist. Als
Material der Beschichtung ist ein Elastomer vorgeschlagen
worden, welches wahlweise mit einem Gewebe hoher Reißfestig
keit durchsetzt ist. Diese Schicht auf der Panzerplatte soll
die Entstehung von metallischen Sekundärsplittern verhindern
und zumindest deren kinetischen und thermischen Energiein
halt auf ein ungefährliches Maß reduzieren. Dabei wird von
der Erkenntnis ausgegangen, daß bei einem Auftreffen eines
Geschosses auf die beschichtete Panzerplatte ein beträchtli
cher Energieanteil der Stoßwellen in die Schutzschicht über
geleitet und dort aufgrund der guten Dämpfungseigenschaften
absorbiert wird. Dadurch kann in vielen Fällen die Entste
hung von aus der Panzerplatte abplatzenden metallischen
Splittern verhindert werden. Sollte die Restenergie jedoch
noch so groß sein, daß metallische Splitter abplatzen, so
werden diese in der Schutzschicht wegen der hohen Reißdeh
nung des Schichtmaterials weitgehend abgebremst. Diese Wir
kung wird durch die Gewebeeinlagen hoher Zähigkeit und Reiß
festigkeit noch verstärkt.
Aus der DE 35 08 848 A1 ist ein Panzerelement bekannt, das
aus einem Verbund gebildet ist, der von einer Umhüllung aus
einem schlagzähen Material umgeben ist. Diese Umhüllung soll
verhindern, daß durch ein Geschoß im Panzerelement entste
hende metallische- oder Hartstoffsplitter in die Umgebung
geschleudert werden. Die schlagzähe Umhüllung besteht aus
einem thermoplastischen Polymer oder aus einem reaktionsge
gossenen Polyamid.
Aus dem vorgenannten Stand der Technik ist abzuleiten, daß
gewisse elastomere oder thermoplastische Stoffe zum Auffan
gen von Splittern durchaus geeignet sind. Die Panzerungsele
mente sind aber plattenförmig, so daß eine Beschichtung der
Oberfläche durch Verkleben oder Umgießen fertigungsmäßig
sehr einfach ist. Außerdem handelt es sich bei den Splittern
um metallische oder keramische Fragmente mit hoher kineti
scher und thermischer Energie.
Die Situation stellt sich jedoch anders dar, wenn ein Sekun
därsplitterschutz für ein Formteil aus GFK-Material geschaf
fen werden soll, da in diesem Falle das GFK-Material grund
sätzlich immer von den Projektilen durchdrungen wird, wobei
die Geschosse weder deformiert noch zerstört werden. Die
entstehenden Glassplitter besitzen als Sekundärfragmente we
der eine nennenswerte thermische noch kinetische Energie.
Die technischen Anforderungen erhöhen sich weiterhin da
durch, daß z. B. bei GFK-Hardtops von komplizierten Formtei
len infolge Versteifungsrippen, Anschlüssen etc. auszugehen
ist. Ein weiteres Problem ist die dauerhafte Verbindung zwi
schen Sekundärsplitterschutzschicht und GFK-Material, insbe
sondere auch unter dem Aspekt der dynamischen Belastung
beim Geschoßdurchtritt. Diese Haftfähigkeit sollte möglichst
ohne Zusatzstoffe (Primer) erzielt werden können.
Zur Lösung dieser technischen Anforderungen haben sich aus
dem Stand der Technik einige Möglichkeiten angeboten, die
jedoch alle mehr oder minder ungeeignet sind. Denkbar war
beispielsweise das Einkleben eines geeigneten elastischen
Materials als Folie oder im Blasformverfahren. Diese Lösung
ist jedoch aus Kosten- und Verarbeitungsgründen ebenso unge
eignet wie die Herstellung der Schutzschicht aus einem hoch
verdichteten PU-Schaum o. ä., da hierfür aufwendige Metall
formen angefertigt werden müssen, abgesehen von einer guten
und reproduzierbaren Schutzwirkung, die bestimmte Material
eigenschaften erforderlich macht.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Sekundärsplit
terschutz für glasfaserverstärkte Kunststoff-Formteile zu
schaffen, welcher das Mitreißen von Glassplittern aus dem
GFK-Material beim Projektildurchschlag wirkungsvoll verhin
dert. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren für
die Herstellung des Sekundärsplitterschutzes von GFK-Form
teilen zu schaffen, welches gleichmäßige und definierte
Wandstärken der Schutzschicht und eine einfache, reprodu
zierbare Serienfertigung ermöglicht.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die kennzeich
nenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 9 gelöst. Erfin
derische Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich
aus den jeweils zugeordneten Unteransprüchen 2 bis 8 und 10
bis 12. Der Patentanspruch 13 schließlich beinhaltet eine
besonders vorteilhafte Anwendung eines Sekundärsplitter
schutzes nach den Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 10.
Unter Beachtung bestimmter Materialkennwerte gelang es so
mit, auf der Basis von Silicon eine brauchbare Lösung zu
finden und die Restsplitterzahl in den gewünschten Bereich
und sogar auf Null zu drücken.
Voraussetzung ist dabei, daß ein das GFK-Formteil durchdrin
gendes Projektil elastisch so eng umhüllt wird, daß die ent
standenen Glassplitter an seinem Umfang abgestreift werden.
Die Elastizität bzw. Reißdehnung der Schutzschicht muß folg
lich so hoch sein, daß ein weiteres Aufreißen, als es für
den Projektildurchtritt erforderlich ist, nicht stattfindet.
Besonders wichtig sind demnach hohe Werte für das kurzfri
stige Rückstellvermögen und ein möglichst niedriger Druck-
Verformungsrest. Dabei muß die Materialdichte so beschaffen
sein, daß die geringe kinetische Energie der Glassplitter
noch absorbiert werden kann.
Weiterhin ist zu beachten, daß die geforderten Materialei
genschaften auch im Einsatzbereich von -40°C bis +71°C
möglichst erhalten bleiben oder zumindest keine großen Ab
weichungen aufweisen.
Wie verschiedene Versuche gezeigt haben, liegen die Probleme
mit den üblichen elastomeren Stoffen wie Polyurethan und
Gummi, ob mit oder ohne Gewebeverstärkung, darin, daß bei
einer sehr guten Haftfähigkeit sich der Ablösebereich der
Schutzschicht bei einem Geschoßdurchgang stark verkleinern
würde, wodurch die Splitter in einer relativ großen Ausbeu
lung der Schutzschicht gefangen werden müßten. Wenn dabei
die Reißdehnungswerte des Beschichtungsmaterials überschrit
ten werden, so reißt die Ausbeulung an ihrer Spitze auf und
die Glassplitter werden in die Umgebung geschleudert.
Eine ausreichende Haftfähigkeit zum GFK-Formteil ist nur
durch Einsatz von geeigneten Haftvermittlern (Primer) zu er
reichen. Diese Haftfähigkeit ist dann wiederum zu gut, dem
gegenüber die Haftfähigkeit ohne Primer zu schlecht und sehr
schwankend.
Als hervorragend geeignetes Material erweist sich eine Ein
komponentenmasse auf Siliconbasis, die bei Raumtemperatur
mit der Luftfeuchtigkeit zu einem gummielastischen Material
chemisch vernetzt (Siliconkautschuk) ist. Die Haftung zur
GFK-Oberfläche ist auch ohne weitere Vorbehandlung ausrei
chend. Die Oberfläche kann lediglich mit Brennspiritus ge
reinigt werden.
Zur Ermittlung der erforderlichen Materialeigenschaften wur
den diverse Beschußmuster beschichtet und erprobt.
Zuerst wurde das GFK-Material ohne Beschichtung getestet.
Dabei zeigte sich, daß die Glassplitterabgangszahl, die als
Durchschläge eines 80 g Papiers im Abstand von 100 mm hinter
der GFK-Platte ermittelt wurde, stark geschwindigkeitsabhän
gig ist. Als Referenzmunition wurde Vollmantelweichkernmuni
tion im Kaliber 7,62 mm×51 (VMS/WK) gewählt. Die Geschoß
geschwindigkeit lag zwischen 802 und 824 m/s. Die ermittelte
Splitterabgangszahl lag je nach Geschwindigkeit zwischen 211
(bei 802 m/s) und 357 (bei 824 m/s). Da das Geschoß beim
Durchdringen der GFK-Platte unzerstört bleibt, gilt diese
Aussage auch für 7,62 mm Hartkernmunition. Eine Schutzmaß
nahme soll diese Sekundärsplitterzahl auf unter 2% reduzie
ren, d. h. in einen Bereich von 4 bis 8 Restsplitter.
Als Beschichtungsmaterial wurden viele elastomere Stoffe auf
PU-, Gummi- und Siliconbasis eingesetzt, zum Teil auch mit
Gewebeverstärkung. Dabei zeigte sich, daß insbesondere die
elastomeren Stoffe gemäß dem Stand der Technik zwar eine Re
duzierung der Restsplitterzahl ergaben, die jedoch bei ver
nünftiger Wandstärke nicht in dem geforderten Maße lag. Dies
galt insbesondere bei der geforderten Einsatztemperatur von
-40°C, wo elastomere Stoffe wie Naturkautschuk und Polyure
than, die bei Normaltemperatur von +21°C noch passable Wer
te lieferten, versagten.
Der erfindungsgemäße einkomponentige Siliconkautschuk wurde
in einem weiten Viskositätsbereich von fließfähig bis pastös
mit sehr gutem Erfolg getestet. Weiterhin wurde die Haftfä
higkeit auf verschiedenen Oberflächensystemen (Lackierung)
des GFK-Materials im Beschuß untersucht. Gerade hier zeigte
sich die Uberlegenheit des ausgewählten Materials, das durch
Mischungsveränderung für diesen speziellen Einsatzzweck
optimiert wurde. So gelang es schließlich, die Splitterab
gangszahl selbst bei hohen Geschoßgeschwindigkeiten von
über 850 m/s auf Null zu reduzieren. Die Dicke der Schutz
schicht entsprach etwa der Wandstärke des GFK-Materials, in
dem Testfall ca. 5 mm. Die Splitterabgangszahl war auch
ziemlich invariant gegenüber einer Schichtdickenveränderung.
So wurde selbst mit einer Schichtdicke von 3 mm ein noch gu
tes brauchbares Ergebnis erzielt. Die anderen getesteten
elastomeren Stoffe zeigten auch hierin ein erheblich
schlechteres Verhalten.
Es ergab sich jedoch für die Serienproduktion der Beschich
tung von komplizierten GFK-Bauteilen insofern ein Problem,
weil das optimierte Material in einer geschlossenen Form
nicht aushärtet, da zur Aushärtung Luftzutritt erforderlich
ist. Eine definierte und allseits gleichmäßige Wandstärke
der Beschichtung läßt sich durch manuelles Auftragen wie
Spritzen, Gießen oder Spachteln praktisch nicht erzielen.
Es mußte folglich nach einer anderen Lösung gesucht werden.
Ein zweikomponentiges Siliconmaterial, das geeignet wäre,
bei Raumtemperatur in einer geschlossenen Form auszuhärten,
erwies sich als ebenso untauglich wie Veränderungen an der
Rezeptur der einkomponentigen Siliconmasse, da hierdurch die
Haftfähigkeit so stark beeinträchtigt wurde, daß sich das
beschichtete Material beim Beschuß großflächig ablöste.
Die Haftung des zweikomponentigen Silicons auf einem ausvul
kanisierten, einkomponentigen Silicon ist jedoch aufgrund
der chemischen Affinität ausgezeichnet. Hieraus ergab sich
dann der Ansatz für die erfindungsgemäße Lösung.
Zuerst wird das GFK-Formteil mit der einkomponentigen Sili
conmasse vorbeschichtet, wobei als Verfahren je nach Konsis
tenz des Siliconmaterials alle mechanischen Verfahren, wie
Aufrollen, Aufspachteln, Aufspritzen oder Aufgießen, geeig
net sind. Nach Vulkanisation dieses einkomponentigen Sili
cons offen unter Luftzutritt wird eine zweikomponentige,
fließfähige bis pastöse Siliconmasse auf die vorbeschichtete
Oberfläche aufgetragen und anschließend durch ein Werkstück
mit der Oberfläche des GFK-Formteils durch Druck bis zur
EinsteIlung der gewünschten Schichtdicke des Sekundärsplit
terschutzes und bis zum Abschluß des Vulkanisationsvorganges
beaufschlagt. Die auf die vorbeschichtete Oberfläche des
GFK-Formteils aufgetragene zweikomponentige Siliconmässe
wird durch das Werkstück vermittels Druckbeaufschlagung
gleichmäßig verteilt, wobei die geforderte Schichtdicke
durch Niederfähren des Werkstückes bis äuf einen definier
ten Anschlag eingestellt wird und die überschüssige Mässe
an Öffnungen zwischen dem GFK-Formteil und dem Werkstück
entweicht. Um die Bildung von porösen Oberflächen infolge
Luft- oder Gasblasen zu vermeiden, kann die Form leicht
evakuiert werden. Das Einbringen des zweikomponentigen Si
licons kann sowohl von Hand als auch durch spezielle maschi
nelle Vorrichtungen erfolgen.
Die Vorteile dieses Verfahrens sind die Einstellung einer
definierten Schichtstärke mit geringer Toleranz, die Möglich
keit einer preiswerten und einfachen Serienproduktion und gu
te Reproduzierbarkeit im Herstellverfahren. Flächige Formtei
le können auf einfache Weise von Hand beschichtet werden. Bei
Formteilen mit besonderen Vertiefungen und Konturen ist die
Anfertigung eines Werkstückes, dessen Druckfläche der zu be
schichtenden Oberfläche des Formteiles entspricht, notwendig.
Dieses Werkstück kann aber sehr leicht und preiswert aus GFK-
Material durch Abformen eines angelieferten Muster-Formteiles
hergestellt werden.
Alternativ ist die Herstellung der erfindungsgemäßen Schutz
schicht auch in einer geschlossenen Form möglich. Hierbei
wird das vorbeschichtete GFK-Formteil in dem gewünschten Ab
stand entsprechend der Schichtdicke mit der Gegenform fest
verbunden. Das GFK-Formteil kann dabei aber auch in einer
eigenen Form als Aufnähme liegen, die dann mit der Gegenform
verbunden wird. Das zweikomponentige Siliconmaterial wird
mittels einer mechanischen Vorrichtung kontinuierlich einge
füllt, bis der gesamte Leerraum vollständig aufgefüllt ist.
Die verdrängte Luft kann dabei durch speziell vorgesehene
Öffnungen in der Form entweichen, bzw. wird durch eine ge
eignete Pumpe evakuiert.
Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, ein zweikompo
nentiges HTV-Silicon einzusetzen, das unter Hitzeeinwirkung
vulkanisiert.
Nach diesem erfindungsgemäßen Verfahren wurden Musterproben
hergestellt und getestet. Dabei zeigte sich insbesondere,
daß die Verbindung der beiden unterschiedlichen Siliconsy
steme zueinander ausgezeichnet war. Durch Schichtstärkenva
riation der beiden Siliconsysteme bei konstanter, gemeinsa
mer Schichtdicke von 5 mm wurde festgestellt, daß bereits
eine sehr dünne Schicht, beispielsweise ca. 0,5 mm, des ein
komponentigen Silicons ausreichend ist, die Funktion der
Schutzschicht als Ganzes zu gewährleisten. Alle Varianten
lieferten gleich gute Ergebnisse.
Deshalb kann die Vorbeschichtung des GFK-Formteiles mit re
lativ großer Toleranz erfolgen, was besonders vorteilhaft
für das Fertigungsverfahren ist. Der Toleranzausgleich auf
eine konstante Schichtstärke von z. B. 4 oder 5 mm in einem
Anwendungsfall, erfolgt über das Zweikomponentensystem, wo
bei es für die Schutzfunktion unerheblich ist, in welchem
Dickenverhältnis die beiden Materialien zueinander stehen.
In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt.
Darin zeigen:
Fig. 1 ein GFK-Formteil mit einer Schutzschicht im
Schnitt;
Fig. 2 ein GFK-Formteil im Schnitt, das von einem
Projektil durchdrungen wird;
Fig. 3 das GFK-FormteiI nach Fig. 2 im Schnitt, nach
dem Verlassen des Projektils;
Fig. 4 eine Vorrichtung zur Herstellung eines Sekun
därsplitterschutzes in schematischer Darstel
lung im Schnitt.
Ein glasfaser-verstärktes Kunststoff(GFK-)-Formteil 1 als
wannenförmiger Körper ist mit zwei Sicken 1.1 versehen und
auf der Innenfläche 2 durchgehend mit einer Schutzschicht 3
fest und innig verbunden. Diese Schutzschicht 3 besteht aus
einer ersten Schicht 3.1 aus einem einkomponentigen, ausvul
kanisierten RTV-Siliconkautschuk, das mit dem GFK-Formteil
eine feste Verbindung eingeht und eine Reißdehnung von min
destens 300%, eine spezifische Dichte zwischen 1,0 bis 1,3
g/cm3, ein Rückstellvermögen von über 95% und einen Druck
verformungsrest von kleiner als 10% aufweist. Auf dieser
ersten Schicht 3.1 befindet sich in fester und inniger Ver
bindung eine zweite Schicht 3.2 aus einer zweikomponentigen
RTV-2 Siliconmasse mit Eigenschaften, die weitgehend denen
der ersten Schicht 3.1 entsprechen. Der Begriff "RTV" steht
dabei immer für Raum-Temperatur-Vernetzung.
Die gesamte Schutzschicht 3 ist hochelastisch, nicht defor
mierbar und nach Beanspruchung sofort in seine Ursprungsform
rückbildbar. Sie ist ohne Vorbehandlungsmaßnahmen als erste
Schicht 3.1 auf die Oberfläche 2 des GFK-Formteils 1 auf
bringbar und haftet auf dieser Oberfläche 2 nach Abschluß
der Vulkanisation fest, so daß ein Abnehmen oder Abreißen
der ganzen Schicht 3.1 nicht oder nur schwer möglich ist.
Eventuell notwendige Reperaturstellen können durch einfaches
Einfüllen mit einer gleichen Masse ausgefüllt werden.
Der grundsätzliche Vorgang beim Durchschuß eines GFK-Form
teils 1 mit einer Schutzschicht 3 in erfindungsgemäßer Art
ist in Fig. 2 und Fig. 3 skizziert. Fig. 2 zeigt das Bei
spiel eines GFK-Formteils 1 mit einer Schutzschicht 3 auf
der dem eindringenden Projektil 4 abgewandten Fläche 2 des
GFK-Formteils 1 zum Zeitpunkt des Geschoßdurchtritts. Fig. 3
zeigt das Beispiel des GFK-Formteils 1 Bruchteile später
nach dem Austritt des Geschosses 4 aus der Schutzschicht 3.
In Fig. 2 hat das Projektil 4 das GFK-Formteil 1 bereits
durchschlagen und hinterläßt eine Durchtrittsöffnung 5, die
auf der Innenfläche 2 leicht aussplittert. Bei dem Durch
dringen der Schutzschicht 3 reißt das Projektil 4 mit seiner
Spitze 6 eine Öffnung 7 in die hochelastische Schutzschicht
3. Die Öffnungsränder der aufgerissenen Schutzschicht 3 le
gen sich dicht an den Projektilkörper 4 an und wirken bei
dem durchtretenden Projektil 4 als Abstreifer 8. Zum Heck
teil 9 des Projektils 4 bildet sich in der Schutzschicht 3
ein Kegel 10 aus, in dem sich die mitgerissenen Glas- und
Materialsplitter 11 des GFK-Formteils 1 befinden. Die Glas-
und Materialsplitter 11 haben eine nur geringe kinetische
Energie und werden von der Schutzschicht 3 vollständig auf
gefangen, da sich die Durchtrittsöffnung nach Verlassen des
Projektils 4 sofort schließt. Die Schutzschicht 3 löst sich
dabei im Teilbereich 12 von der Innenseite 2 des GFK-Form
teils 1 ab und bildet im Bereich des Geschoßdurchtritts eine
mehr oder minder große Ausbeulung 13, die die Glas- und Ma
terialsplitter 11 beinhaltet (Fig. 3).
Diese Ausbeulung 13 muß unter allen Umständen so groß sein,
daß die MaterialspIitter 11 genügend Platz finden. Daher
kommt der Haftfähigkeit der Schutzschicht 3 an der Innen
seite 2 des GFK-Formteils 1 eine besonders elementare Bedeu
tung zu, wobei eine zu gute Haftung durchaus nicht positiv
sein muß. Beim Geschoßdurchtritt wird praktisch immer die
gleiche Menge Material 11 aus dem GFK-Formteil 1 herausge
schlagen, das in der Ausbeulung 13 Platz finden muß. Bei
sehr guter Haftfähigkeit würde sich der Ablösebereich 12
der Schutzschicht 3 stark verkIeinern, wodurch die Ausbeu
lung 13 beträchtlich höher werden müßte. Werden dabei die
Reißdehnungswerte des Beschichtungsmaterials überschritten,
so reißt die Ausbeulung 13 an der Spitze auf und die Glas
splitter werden in die Umgebung geschleudert.
In Fig. 4 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Sekun
därsplitterschutzes in schematischer Darstellung im Schnitt
dargestellt.
Ein GFK-Formteil 1 als wannenförmiger Körper mit zwei Ver
steifungsrippen 16 ist auf der Innenfläche 2 mit der ersten,
einkomponentigen, ausvulkanisierten Siliconschicht 3.1 be
reits fest verbunden. Das GFK-Formteil 1 in der Darstellung
der Fig. 4 kann das Dach einer LKW-Fahrerkabine oder auch
ein beliebig anderer Anwendungsfall sein. Die erfindungsge
mäße erste Schutzschicht 3.1 besteht aus einem RTV-1 Sili
conkautschuk mit einer Reißdehnung von mindestens 300%, ei
ner spezifischen Dichte von etwa 1,0 bis 1,3 g/cm3, einem
Rückstellvermögen von über 95% und einem Druck-Verformungs
rest kleiner als 10%. RTV steht dabei für Raum-Temperatur-
Vernetzung.
Die erste Schutzschicht 3.1 ist ohne weitere Vorbehandlungs
maßnahmen dirket auf die Oberfläche 2 des GFK-Formteils 1
mechanisch aufbringbar und haftet auf dieser Oberfläche
nach Abschluß der Vulkanisation so fest, daß ein Ablösen
oder Abreißen nur schwer möglich ist. Fehl- oder Reparatur
stellen können durch Nachfüllen mit einer neuen Siliconmas
se der Schutzschicht 3.1 ausgefüllt werden, wobei die Repa
raturschutzschicht eine innige Verbindung mit dem Formteil 1
und der übrigen Schutzschicht 3.1 eingeht. Dies bedeutet
auch, daß mehrere Schutzschichten 3.1 übereinander gelegt
werden können, wenn jeweils die untere Trägerschicht ausvul
kanisiert ist. Die Aushärtezeit dieses Materials bei Raum
temperatur beträgt etwa 2 mm pro Tag.
In das GFK-Formteil 1 mit der ersten Schutzschicht 3.1 wird
eine anfangs pastöse bis fließfähige, zweikomponentige RTV-2
Siliconmasse 3.2 eingebracht. Die Materialeigenschaften die
ses Silicons 3.2 sollten weitgehend denen des vorgenannten,
einkomponentigen Silicons 3.1 entsprechen. Die Masse 3.2 ist
von Hand oder maschinell grob verteilt. Ein Werkstück 12
mit einer Arbeitsfläche 13, die der Formfläche 2 des GFK-
Formteils 1 unter Berücksichtigung der gewünschten, gesam
ten Schutzschichtdicke 3 entspricht, wird in die Pfeilrich
tung 14 bewegt, bis es gegen einen festen Anschlag 15 auf
dem Auflagetisch 17 anstößt. Bei dem Einfahren des Werkzeu
ges 12 in das GFK-Formteil 1 wird überschüssiges Material
3.2 an den Spalten 18 herausgequescht. Die Druckbeaufschla
gung des Werkzeuges 12 ist gering, weil lediglich eine
fließfähige bis pastöse Masse auf eine vorbestimmte Schicht
dicke zu verteilen ist. Das Werkzeug 12 verbleibt schließ
lich solange in der eingefahrenen Endposition, bis der Vul
kanisationsvorgang abgeschlossen ist.
Claims (13)
1. Sekundärsplitterschutz für GFK-Formteile,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest die dem Einschuß eines Projektils (4) ab
gewandte Fläche (2) des GFK-Formteiles (1) mit einer
elastischen Schutzschicht (3, 3.1, 3.2) versehen ist,
die aus einem elastomeren Material mit einem Rückstell
vermögen von mindestens 95%, einem Druck-Verformungs
rest von kleiner als 10% und einer Reißdehnung von min
destens 300%, bei einer spezifischen Dichte von etwa
1,0 bis 1,3 g/cm3, gebildet ist.
2. Sekundärsplitterschutz nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schutzschicht (3, 3.1, 3.2) aus einer ersten
Schicht (3.1) und einer zweiten Schicht (3.2) gebildet
ist, die innig und fest miteinander verbunden sind und
im wesentlichen gleiche Materialeigenschaften aufweisen.
3. Sekundärsplitterschutz nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke der Schutzschicht (3) etwa der Wandstärke
des GFK-Formteiles (1) entspricht.
4. Sekundärsplitterschutz nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Schutzschicht (3.1) aus einer flüssigen
bis pastösen, einkomponentigen Siliconmasse gebildet ist,
die bei Raumtemperatur unter Luftzutritt vernetzt und
nach Vulkanisation ohne Haftvermittler mit der GFK-Flä
che (2) fest verbunden ist.
5. Sekundärsplitterschutz nach den Ansprüchen 1, 2 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Schutzschicht (3.2) aus einer flüssigen
bis pastösen, zweikomponentigen Siliconmasse gebildet
ist, die bei Raumtemperatur in einer geschlossenen Form
vernetzt und nach Vulkanisation mit der ersten Schutz
schicht (3.1) innig verbunden ist.
6. Sekundärsplitterschutz nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweikomponentige Siliconmasse ein kondensations
vernetzendes System ist.
7. SekundärspIitterschutz nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweikomponentige Siliconmasse ein additionsver
netzendes System ist.
8. Sekundärsplitterschutz nach den Ansprüchen 1, 2 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Schutzschicht (3.2) aus einer zweikompo
nentigen Siliconmasse gebildet ist, die unter Hitzeein
wirkung mit Hilfe von organischen Peroxiden oder speziel
len Katalysatoren vernetzt und nach Vulkanisation mit der
ersten Schutzschicht (3) innig verbunden ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Sekundärsplitterschutzes
für GFK-Formteile,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Einschuß eines Projektils (4) abgewandte
Fläche (2) eines GFK-Formteiles (1) mit einer Schicht
(3.1) aus einem einkomponentigen, bei Raumtemperatur un
ter dem Einfluß von Luftfeuchtigkeit vernetzenden Sili
conkautschuk mit einer spezifischen Dichte von 1,0 bis
1,3 g/cm3, einem Rückstellvermögen von mindestens 95%,
einem Druck-Verformungsrest von kleiner als 10% und ei
ner Reißdehnung von mindestens 300% mechanisch durch
Aufrollen Aufspachteln Aufspritzen oder Aufgießen in
einer Schichtdicke von etwa 10 bis 90% der Wandstärke
des GFK-Formteiles (1) vorbeschichtet wird, danach eine
zweikomponentige, bei Raumtemperatur oder unter Hitze
einwirkung vernetzende Siliconkautschukschicht (3.2)
mit den Eigenschaften im wesentlichen der ersten Schutz
schicht (3.1) auf die vorbeschichtete Siliconoberfläche
(3.1) aufgetragen wird, die anschließend durch ein Werk
zeug (12) mit einer Oberfläche (13) des GFK-Formteiles
(1) durch Druck bis zur Einstellung der gewünschten
Schichtdicke der gesamten Schutzschicht (3) und bis zum
Abschluß der Vulkanisation beaufschlagt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf die vorbeschichtete Oberfläche (3.1) des
GFK-Formteiles (1) aufgetragene flüssige bis pastöse
Siliconmasse (3.2) durch das Werkstück (12) vermittels
Druckbeaufschlagung gleichmäßig verteilt und die ge
wünschte Schichtdicke (3) durch Niederfahren des Werk
zeuges (12) bis auf einen definierten Anschlag (15)
eingestellt wird, wobei die überschüssige Masse an den
Öffnungen oder Spalten (18) zwischen dem GFK-Formteil
(1) und dem Werkzeug (12) entweicht.
11. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf die vorbeschichtete Oberfläche (3.1) aufzu
tragende, flüssige bis pastöse Siliconmasse (3.2) in ei
ner geschlossenen Form mittels einer mechanischen Vor
richtung kontinuierlich eingefüllt wird, bis der gesam
te Leerraum vollständig aufgefüllt ist, wobei die Gegen
form (12) zum GFK-Formteil (1) in dem der gewünschten
Schichtdicke (3) entsprechenden Abstand angeordnet ist.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Vermeidung von Lufteinschlüssen während des Ein
füllvorganges mit leichtem Unterdruck gearbeitet wird
bzw. die verdrängte Luft abgesaugt wird.
13. Verwendung eines Sekundärsplitterschutzes für ein GFK-
Formteil nach den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 12 für
Personenkabinen von Fahrzeugen, insbesondere für mit ei
nem Hardtop aus GFK, das wahlweise einen Dachlukendeckel
aus GFK aufweist, ausgerüstete Kfz-Fahrerkabinen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3934558A DE3934558A1 (de) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | Sekundaersplitterschutz fuer gfk-formteile und verfahren zu seiner herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3934558A DE3934558A1 (de) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | Sekundaersplitterschutz fuer gfk-formteile und verfahren zu seiner herstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3934558A1 true DE3934558A1 (de) | 1991-04-18 |
Family
ID=6391604
Family Applications (1)
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DE3934558A Withdrawn DE3934558A1 (de) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | Sekundaersplitterschutz fuer gfk-formteile und verfahren zu seiner herstellung |
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Country | Link |
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DE (1) | DE3934558A1 (de) |
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-
1989
- 1989-10-17 DE DE3934558A patent/DE3934558A1/de not_active Withdrawn
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