DE7233886U

DE7233886U - Boat body made of fiber-reinforced rigid polyurethane foam

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Publication number: DE7233886U
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Authority: DE
Original assignee: LETTMANN K
Current assignee: LETTMANN K
Publication date: 1974-03-21

Description

PATENTANWÄLTE '^J PATENT LAWYERS '^ J

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHDNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR.FUES Dl PL-CHEM. ALE K VON K REISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH DIPL.-ING. SELTINGDR.-ING. BY KREISLER DR.-ING. SCHDNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR.FUES Dl PL-CHEM. ALE K VON K REISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH DIPL.-ING. SELTING

KÖLN 1, DEICHMANNHAUSCOLOGNE 1, DEICHMANNHAUS

■ 13.September 72 : ILK/ak■ September 13, 72: ILK / ak

Mr. Ernst Eberhard, 5 Cologne-Merheim, Clpener Str. 403-403

und
Herr Klaus Lettmann, 41 Duisburg, Koblenzer Ring 9 and
Mr. Klaus Lettmann, 41 Duisburg, Koblenzer Ring 9

Bootskörper aus faserarmiertem Polyuretharihartschaumstof fBoat body made of fiber-reinforced rigid polyurethane foam

Es sind Aufbauten von Straßenfahrzeugen bekannt, die aus faserarmiertem, insbesondere glasfaserarmiertem Polyurethanhartscbajmstoff bestehen, wobei die Bauteilerzeugung durch die sogenannte Füllbauweise gekennzeichnet ist. Bei dieser in der "Automobilzeitschrift" 71. Jahrgang, Nr. 5/I969 beschriebenen Verfahrensweise wird die Schäumform mit einem mehrschichtigen Faservlies ausgelegt und mit Polyurethan ausgeschäumt (Depot-Verfahren)-. Der spezifisch leichte Kern und die beiden glasfaserarmierten Randzonen werden in einem Arbeitsprozeß erzeugt. Diese Platten bzw. Formteile haben jedoch den Nachteil, daß sie noch immer relativ schwer sind und daher für den Bau von besonders leichten Bootskörpern nicht geeignet sind.There are known bodies of road vehicles, which are made of fiber-reinforced, in particular glass-fiber reinforced, polyurethane hard foam exist, whereby the component production is characterized by the so-called filling construction. At this in the "Automobilzeitschrift" 71st year, No. 5/1969 described procedure is the foaming mold with a multi-layer fiber fleece laid out and foamed with polyurethane (depot process) -. The specifically light core and the two glass fiber reinforced edge zones are produced in one work process. These plates or moldings have however, the disadvantage that they are still relatively heavy and therefore for the construction of particularly light boat hulls are not suitable.

Die Erfindung betrifft leichte und unsinkbare Bootskörper aus faaerarmiertem Polyurethnhartschaumstoff, insbesondere für Rennkajaks, Ruderboote und Kanus, Paddelboote, Ruderjollen und Beiboote.The invention relates to light and unsinkable boat hulls Made of fiber-reinforced rigid polyurethane foam, in particular for racing kayaks, rowing boats and canoes, paddle boats, rowing dinghies and dinghies.

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Der Polyurethanhartschaurnkern des Bootskörpers kann von zwei faserarmierton Deckschichten eingefaßt sein. Es ist auch möglich, daß nur die äußere Randzone aus einer faserarmierten Deckschicht und die innere Randzone lediglich aus einer dünnen Kunststoffschicht aus copolymerisiertem Polyester, Polyurethan, Epoxyharz oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kunststoff besteht. In einer besonderen Ausführungsform befindet sich auf der Innenseite des Polyurethankerns überhaupt keine Armierung.The hard polyurethane core of the hull can be made of be bordered by two fiber-reinforced clay cover layers. It is also possible that only the outer edge zone from a fiber-reinforced cover layer and the inner edge zone only from a thin plastic layer made of copolymerized polyester, Polyurethane, epoxy resin or acrylonitrile-butadiene-styrene plastic consists. In a particular embodiment it is located on the inside of the polyurethane core no reinforcement at all.

Der Bootsrumpf und das Bootsdeck der erfindungsgemäßen Boote besitzen also zumindest außen eine glatte, gegebenenfalls farbige Kunststoffschicht, die der Versiegelung des Bootskörpers nach außen dient. Diese Schicht besteht aus einem Kunststoff auf Basis von ungesättigtem Polyester, Polyurethan, Epoxyharz oder Acrylnitril-Butadien-Styrol. Darunter liegt eine Imprägnierharzschicht, z. B. aus Polyester, Polyurethan oder Epoxyharz.The boat hull and the boat deck of the boats according to the invention therefore have at least a smooth, optionally on the outside colored plastic layer that seals the hull from the outside. This layer consists of one Plastic based on unsaturated polyester, polyurethane, epoxy resin or acrylonitrile-butadiene-styrene. Underneath is an impregnation resin layer, e.g. B. made of polyester, polyurethane or epoxy resin.

Danach folgt das Versteifur.gsmaterial, das im allgemeinen aus einer mehrschichtigen Matte aus ineinander vernadelten Vliesen besteht. Geeignet sind Matten, die ein Raumgewicht von 200 bis ¹K)O g/m gesitzen. Die Versteifungsmatte bzw. Depotinatte besteht, z.B. aus einem Glasgewebe und/oder Synthesegewebe aus Polyamid- o'der Polyesterfasern, einem Vlies aus Polyesterfasern (Vestan) und einem Vlies aus groben Polyamidfasern (Dorix). Die Wahl der Materialien und die Zahl der aufeinanderliegenden Vliese richtet sich · nach der Art der Beanspruchung. Falls das Synthesegewebe mit Glasfasern versetzt ist, beträgt der Anteil an Glas in der Versteifungsmatte maximal 100 g/m . Dies gilt ins-. besondere für die Formen der Rennsportboote. Bei Wanderbooten kann diüser Anteil gegebenenfalls höher liegen. Das Glas- und/oder Synthesegewebe ist fest mit der Irnprägnierschioht verbunden. Der Polyurethanschaumstoff ist in der Versteifungsplatte verankert, da er in das Vlies hineingeschäumt ist. Die Versteifungsmaterialien sind fest auf dieThis is followed by the stiffening material, which generally consists of a multi-layer mat of nonwovens needled one inside the other. Mats with a density of 200 to ¹ K) O g / m 2 are suitable. The stiffening mat or depot mat consists, for example, of a glass fabric and / or synthetic fabric made of polyamide or polyester fibers, a fleece made of polyester fibers (Vestan) and a fleece made of coarse polyamide fibers (Dorix). The choice of materials and the number of nonwovens on top of one another depends on the type of stress. If the synthetic fabric is mixed with glass fibers, the proportion of glass in the stiffening mat is a maximum of 100 g / m 2. This applies in particular. special for the shapes of racing boats. In the case of hiking boats, this proportion may be higher. The glass and / or synthetic fabric is firmly connected to the impregnation layer. The polyurethane foam is anchored in the stiffening plate because it is foamed into the fleece. The stiffening materials are firmly attached to the

äußere Kunststoffhaut gepreßt. Das Aufpressen eier Verstoifungstnaterialien kann ζ. B. durch Auflegen eines vorgefertigten Gummisackes und anschließende Evakuierung des Sackes erfolgen. Dabei wird gleichzeitig die Luft aus dor Matte abgezogen. Der Kern der Bootswand besteht aus Polyurethanhartschaumstoff mit einem Raumgewicht von ca. 8o bis 100 kg/m-⁵.pressed outer plastic skin. Pressing on stiffening materials can ζ . B. by placing a prefabricated rubber bag and then evacuating the bag. At the same time, the air is drawn out of the mat. The core of the boat wall consists of rigid polyurethane foam with a density of approx. 8o to 100 kg / m- ⁵ .

Der Einschäumvorgang für einen Kajakrumpf dauert z. 3. 5 bis 10 Sekunden, für das entsprechende Deck etwa 5 bis Sekunden. Die Schäumformen enthalten Entlüftungslöcher, durch die kleine Mengen an Schaum während des Schäumens entweichen können. Das Entweichen von Schaum zeigt an, daß alle Teile des Bootskörpers mit Schaumstoff ausgefüllt sind. Danach werden die öffnungen wieder verschlossen. Die in einem Schuß erzeugte Polyuretlanhartschaumschicht kann eine Gesamtdichte von 0,1 bis 1,1 g/cm-⁵ haben. Die Dichtewahl über den Querschnitt hängt von der !Beanspruchung ab. Im allgemeinen liegt die Dichte im Kerninneren etwaThe foaming process for a kayak hull takes z. 3. 5 to 10 seconds, for the corresponding deck about 5 to seconds. The foaming molds contain ventilation holes through which small amounts of foam can escape during foaming. The escape of foam indicates that all parts of the hull are filled with foam. The openings are then closed again. The rigid polyurethane foam layer produced in one shot can have an overall density of 0.1 to 1.1 g / cm- ⁵ . The choice of density across the cross-section depends on the stress! In general, the density inside the core is around

·* zB
bei 0,4 bis 0,5 g/crrr und/in der nicht armierten Oberfläche etwa bei 1,1 bis 1,0 g/cnr.· * E.g.
at 0.4 to 0.5 g / cm2 and / in the unreinforced surface about 1.1 to 1.0 g / cm2.

Die Bootsformteile, z. B. der Rumpf und das Deck sind wasserdicht m iteinander verbunden, wobei die aufeinanderstossenden Wandteile miteinander verklebt sind. Es werden vorzugsweise Polyester-Klebstoffe verwendet. Die Kanten, die später beim Zusammensetzen der Bootsteile aufeinanderstoßen, sind während des Fertigungsvo^ganges durch schmale Folien geschützt. Diese Folien weraen entfernt, bevor die Kanten miteinander verklebt werden. Die Innen- und Außenflächen der 3ootsformen sind absolut glatt, so daß sich eine abschließende Nachbehandlung erübrigt. Dies hat den Vorteil, daß die erfindungsgernäßen Boote mit konstantem Gewicht hergestellt werden können. Das Raumgevjicht der¹ Boote beträgt etwa 0,09 bis 0,13, insbesondere 0,10 bis 0,11 ß/cm . Das spezifische Gewicht der leichtesten imThe boat moldings, e.g. B. the hull and the deck are connected to each other in a watertight manner, the abutting wall parts being glued together. Polyester adhesives are preferably used. The edges that come together later when assembling the boat parts are protected by narrow foils during the manufacturing process. These foils are removed before the edges are glued together. The inner and outer surfaces of the foot molds are absolutely smooth, so that no subsequent treatment is necessary. This has the advantage that the boats according to the invention can be manufactured with a constant weight. The volume of the ¹ boats is about 0.09 to 0.13, in particular 0.10 to 0.11 ß / cm. The specific weight of the lightest im

3p Bootsbau verwendeten Holzart, und zviar des Palsaholzes,3p boat building used wood species, and zviar of palsa wood,

liegt bei O₁16 []/cn\^J. Der Einer-Gportkr; jak wiegt iris; ;·■! samt etwa 8 bis K-.' , insbesondere K) bis IP. kg. Die ].,eichti,^:;l:^ i:. der unsinkbnren Boote !.acht Gic;"! jedoch nicht nui bei l\ov Handhabung der Boote im Wasser, sondern auch beim Transport !3 auf dem Lande vorteilhaft bemerkbar.is at O ₁ 16 [] / cn \ ^J. The One-Gportkr; jak weighs iris; ; · ■! including about 8 to K-. ' , especially K) to IP. kg. The]., Eichti, ^: ; l: ^ i :. ! unsinkbnren the boats .acht Gic;! "but not ov nui at l \ handling of boats in the water, but also during transport 3 in the country advantageously noticeable.

Die erfindungsgernäßen Boote haben gegenüber den dünnen Bootswandungen von üblichen Sportbooten, wie Kajaks, Kanus und Ruderbooten eine relativ dicke Wand. 'Während die V.'and eines üblichen Holz- bzw. Pulyetjtcr-Glasfaser-Kanus etv;a 3^5 bis mm beträgt, hat ζ .B.die .'and des Kanus der Erfindung etv:a eine Querschnittstärke von 10 bis 50 mm. Die Gefahr, daß die erfindungsgemäßen Bootskörper, z. Bo bei Fahrten in felsigen V/ildv;assern, leckgeschlagen werden, ist erheblich verringert. HinzLU kommt die hohe WiderstandsfähigkeitThe boats according to the invention have a relatively thick wall compared to the thin boat walls of conventional sports boats, such as kayaks, canoes and rowing boats. While the V.'and of a conventional wooden or pulley fiber glass fiber canoe is etv; a 3 ^ 5 to mm, ζ .B. the .'and of the canoe of the invention etv: a has a cross-sectional thickness of 10 to 50 mm. The risk that the boat body according to the invention, for. Bo when driving in rocky V / ildv; water, be leaked, is considerably reduced. In addition, there is the high resistance

1: gegenüber schlag- bzw. stoßartigen Beanspruchungen. Bei der vorliegenden Bootskörperkonstruktion werden die ilormalkärfte aus Zug, Druck oder Biegung sowie die Scherkräfte infolge Torsion von dem Versteifungssystem in der äu.32ren Randzone der Bootsvjand aufgenommen. Da das nicht i'aserarmierte Kerninnere des Bootskörpers die armierte Oberfläche im Druck- und Schubfall stabilisiert, wird ein Knittern der Bootswand verhindert. In dem Fall, daß der Schaumstoffkern von zwei Armierungen umhüllt ist, übernimmt der Kern die Schubübertragung zwischen den krafti'ührenden gewebebzvj. faserverstärkten Bauteilhüllen.1: against sudden or shock loads. With the present hull construction, the normal forces from tension, pressure or bending as well as the shear forces due to torsion from the stiffening system in the outer Edge zone of the Bootsvjand recorded. Since that is not armored The inside of the hull of the hull stabilizes the reinforced surface in the event of pressure and thrust the boat wall prevents. In the event that the foam core is encased by two reinforcements, the core takes over the transmission of thrust between the force-carrying tissues. fiber-reinforced component shells.

Bei den erfindungsgemäSen Booten handelt c?s sich also urr. ' Bootskörper mit sehr gerigcm Gewicht, die lrot:;cl·;:: absolut formstabil und vsrwindungsfrei sind. Die ^.o^ts-oorrer sind selbst bei höchsten Beanspruchungen noch prof iltro¹.,. Die ^o Profiltreue wird durch eine entsprechende Formgestaltung, z.B. Erhebungen, Ausbuchtungen, Vertiefungen Uow noch unterstützt. The boats according to the invention are therefore urr. 'Boat hulls with a very low weight, which are red:; cl ·; :: are absolutely dimensionally stable and free from twisting. The ^ .o ^ ts-oorrer are still prof iltro ¹ .,. The ^ o profile fidelity is supported by a corresponding design, eg elevations, bulges, depressions Uow.

Die gegebenenfalls notv.-endige Öffnung oder Vertiefung für das Einsetzen der Steuervorrichtung am Heck des Bootes wird beim Ausschäumen berücksichtigt und mu3 nicht nacht.ri.if;l :i ;.·].The possibly necessary opening or recess for the insertion of the control device at the stern of the boat is taken into account when foaming and does not have to be nach.ri.if; l: i;. ·].

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eingebaut werden. Konstruktive Verstärkungen z.B. im Bootsboden bzw. in den Bootswänden werden - falls sie sich als notwendig erweisen - ebenfalls bei der Herstellung des Bootes mitgeschäumt. Das gilt insbesondere für die Verstärkungen für die Fußstemmböcke und die Sitzflächen.to be built in. Structural reinforcements, e.g. in the bottom of the boat or in the boat walls - if they turn out to be prove necessary - also foamed during the manufacture of the boat. This is especially true for the reinforcements for the stirrups and the seats.

Die erfindurgsgemaßen Boote werden anhand der folgenden Zeichnungen - hier am .Beispiel des Rennkajaks - näher erläutert. Figur 1 zeigt das Boot in der Seitenansicht. Es ist aus dem Oberteil (1) und dem Unterteil (2) zusammengesetzt. Die aufeinanderstoßenden Kanten der beiden Teile sind verklebt. Die Einstiegsöffnung im Oberteil (1) ist mit einem Süllrand (j3) versehen, der mit dem Bootsdeck und/oder -rumpf verklebt und/oder vernietet ist.The boats according to the invention are based on the following Drawings - here on the example of the racing kayak - explained in more detail. Figure 1 shows the boat in side view. It is composed of the upper part (1) and the lower part (2). The butting edges of the two parts are glued. The entry opening in the upper part (1) is provided with a coaming rim (j3) that connects to the boat deck and / or fuselage is glued and / or riveted.

Figur 2 zeigt das Boot in der Aufsicht, mit den ovalen Vertiefungen (4 und 5) im Bug bzw. Heck des Oberteils und den vertieften Rillen (7) im Deck des Bootes. Durch die Einstiegöffnung ist die eingeschäumte Sitzfläche (6) zu sehen.Figure 2 shows the boat in plan, with the oval depressions (4 and 5) in the bow and stern of the upper part and the recessed grooves (7) in the deck of the boat. The foamed-in seat (6) is closed through the access opening see.

Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch den vorderen Teil des Bootes entlang der Schnittlinie B. Die hier gegebenenfalls eingeschäumten Stützecken für -die Anbringung des Stemmbrettes sind nicht eingezeichnet.Figure 3 shows a cross section through the front part of the Boat along the cutting line B. The support corners foamed in here, if necessary, for attaching the stretcher are not shown.

Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch den hinteren Teil de.s Bootes entlang der Schnittlinie A.Figure 4 shows a cross section through the rear part of the de.s Boat along section line A.

Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch den Mittelteil des Bootes entlang der Schnittlinie C mit der Sitzfläche (6)Figure 5 shows a cross section through the middle part of the Boat along section line C with the seat (6)

und dem Süllrand (^). Der untere Teil des Bootes ist beispielsweise so weit ausgeschäumt, daß die Verlängerung de:s .Süllrandes (?) an der Innenseite des Bootunterteils beTestil ■jo worden kann. Die Befestigung des Süllrandes am Oberteil (1) erfolgt durch Verkleben und am Unterteil (2) erfolgt durchand the coaming (^). The lower part of the boat, for example, filled with foam to the extent that the extension of de: (?) S .Süllrandes may have been on the inside of the boot lower part pray style ■ jo. The coaming is attached to the upper part (1) by gluing and to the lower part (2) by means of

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Verkleben und/oder Vernieten.Gluing and / or riveting.

Figur 5a zeigt einen Querschnitt durch den Mittelteil des Bootes gemäß Schnittlinie C, wobei jedoch die Seltenteile des Oberteils als auch des Unterteils gleich stark ausgeschäumt sind. Der Süllrand (3) ist am Oberteil des Bootes befestigt.Figure 5a shows a cross section through the middle part of the boat according to section line C, but with the rare parts the upper part and the lower part are foamed to the same extent. The coaming (3) is on the top of the boat attached.

Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch das Boot, und zwar an der Stelle, an der sich der Fußstemmbock befindet.' Der Stemmbock (9) ist an den im Bodenteil ausgeschäumten Erhebungen (lo) befestigt.FIG. 6 shows a cross-section through the boat, specifically at the point where the stirrup is located. Of the Lever stand (9) is attached to the raised portions (lo) which are foamed in the bottom part.

Claims

ty _ S claims

1. Boats, in particular kayaks, canoes and row boats, characterized in that they consist of fiber-reinforced rigid polyurethane foam.

2. Boats according to claim 1, characterized in that

that the reinforcement of the rigid polyurethane foam layer consists of at least one multilayer mat Synthetic fabric and polyester fiber fleece.

3. Boats according to claims 1 and 2, characterized in that the boat walls made of rigid polyurethane foam, if necessary, both outside and inside are provided with multilayer reinforcements made of fiber fleeces.

4. Boats according to claims 1 and 2, characterized in that the boat walls optionally in the outer edge zone multi-layer reinforcement made of fiber fleece and a thin layer of copolymerized polyester on the inside, Polyurethane, epoxy resin or acrylonitrile-butadiene-styrene plastic contain.

5. Boats according to claims 1 to 4, characterized in that that the volume weight of the reinforcement rat approx. 200 to

^ 00 g / m ² .

6. Boats according to claims 1 to 5> characterized in that ' that the synthetic fabric of the reinforcement layer or mat consists of polyamide and / or polyester fibers.

7. Boats according to claims 1 to 6, characterized in that that the synthetic tissue also has an armiaruncö.schichl mixed with glass fibers 1st.

8. Boats according to claim 7, characterized in that dor

ο The proportion of glass in the armouring layer is max. 100 g / ί .: ".

9. Boats according to claims 1 to 8, characterized in that the specific weight of the boats 0.09 to 0, IA. in particular 0.10 to 0.11 g / cm.

10. Boats according to claims 1 to 9, characterized in that that the hull and the boat deck are glued together watertight.

11. Boat according to claims 1 to lo, characterized in that that it's a racing kayak.

12. Boat according to claim 11, characterized in that the upper part (l) has two groove-like depressions (7) which running from bow to stern.

13. Boat according to claims 11 and 12, characterized in that that the upper part (l) each at the bow stern oval stiffening depressions (4 and 5).

14. Boat according to claims 11 to 12, characterized in that that it contains a foamed seat (6).

15. Boat according to claims 11 to 14, characterized in that that it contains foamed-in elevations (10) in the front part of the bottom to which the stem block (9) is attached is.

16. Boat according to claims 11 to 15, characterized in that the coaming edge (3) on the upper part (1) and optionally is attached at the same time to the lower part of the boat (2).