DE805708C

DE805708C - Platten, Schalen und Profile

Info

Publication number: DE805708C
Application number: DEP7676A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Peter Hoppe
Original assignee: PETER HOPPE DIPL ING
Current assignee: PETER HOPPE DIPL ING
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-05-28

Description

Platten, Schalen und Profile Gegenstand der Erfindung sind Platten, Schalen und Profile, die aus Kombinationen von dünnwandigen Deckstoffen, wie Metall, Holz oder Kunststoffe, und Stützstoffen bestehen. Es sind natürlich verschiedene Kombinationen von Deckstoffen und Stützstoffen möglich. In der Zeichnung sind Beispiele dieser Kombinationen dargestellt. Es zeigt Fig. i einen Profilkörper, der nach Vollbauweise aus einer Deckstoff-Stützstoff-Kombination besteht, Fig.2 eine Schale, bestehend aus einem einseitig mit einem Deckstoff bewehrten Stützstoff, Fig. 3 eine Schale, die aus einem zweiseitig mit einem Deckstoff bewehrten Stützstoff besteht. In allen drei Figuren ist der Deckstoff mit i und der Stützstoff mit 2 bezeichnet.
Ein weiter Spielraum steht auch der stofflichen Zusammensetzung der Deckstoffe, wie insbesondere der Stützstoffe offen; sie kann jedem Zweck, dem die Platten, Schalen und Profile dienen sollen, insbesondere auch hinsichtlich der mechanischen Beanspruchungen, denen die erfindungsgemäßen Gegenstände unterworfen sind, angepaßt sein. Als Deckstoff kommen außer Metall und Holz auch Kunstharz enthaltende Faserschichtpreßstoffe in Frage, die bei einem Kunstharzgehalt von io bis 20 % eine Schlag-Biege-Festigkeit von 5o bis 75 cm[kg/cm2 haben. Preßstoffe, die Kunstharze auf der Grundlage von Polyucethan enthalten, sind als Deckstoffe besonders geeignet.
Als Stützstoffe können z. B. aus Holz-, Schilf-, Torf-, Heidekraut- orier Strohfasern bestehende Filze verwendet werden, die aus wasserhaltigen Wasserbreien gewonnen werden, indem das Wasser durch Absaugen des Breies auf einem Sieb oder Verspritzen des Breies auf eine Siebplatte entfernt und das Faservlies an der Luft oder bei erhöhter Temperatur, gegebenenfalls auch unter Druck getrocknet wird. Die Faserverbände können mit Hilfe von Bindemitteln ganz oder teilweise versteift sein. Je nach ihrer Zusammensetzung haben solche Faserverbände ein Raumgewicht von 200 bis t ooo kg/ms.
Der Stützstoff kann aber auch aus mit Hilfe von synthetischen Bindemitteln aus Holz-, Torf-, Strohspänen oder anderen als Abfallstoffe anfallenden Spänen hergestellten Werkstoffen bestehen, die an der Luft getrocknet oder heiß verprellt werden und ein Raumgewicht von 6oo bis I Ioo kg/ms haben.
Als Stützstoffe können ferner durch Kondensation oder Polymerisation oder aus Hartgummi gewonnene schaumfähige Massen dienen, die ein Raumgewicht von ioo bis 4oo kg/m$ besitzen und die mit faserigen oder spänigen oder pulvrigen Zuschlagstoffen aus pflanzlichen oder keramischen Abfallprodukten, wie z. B. Holz, Kohle, Stroh, Torf, Schilf, Schlacken, Schlackenwolle oder Glaswolle, versetzt sind.
Platten, Schalen und Profile, die aus Kombinationen der beispielsweise angegebenen Deck- und Stützstoffe bestehen, weisen gegenüber Platten, Schalen und Profilen, die lediglich aus Holz, Metall oder Kunststoff bestehen, eine Reihe erheblicher Vorteile auf. Hervorzuheben ist zunächst, daß sie liei gleicher Form, Gestalt oder Konstruktion sehr viel leichter sind; denn dünne Deckstoffschichten sind in den erfindungsgemäßen Kombinationen durch leichte Stoffe abgestützt, wodurch für die dünnwandigen Deckstoffschichten die kritische Beulgefahr vermieden wird. Die erfindungsgemäßen Körper benötigen etwa nur =/a des Gewichtes an Metall wie die bekannten aus Holz oder Metall oder Kunststoff bestehenden Platten, Schalen und Profile.
Als weiterer Vorteil ist festzustellen, daß durch die Stützstoffe, die selbst eine hohe Tragfähigkeit aufweisen, außerdem eine Isolation gegen Kälte, Wärme und Schall erreicht wird.
Platten, Schalen und Profile, die aus den erfindungsgemäßen Kombinationen bestehen, können so ausgebildet und gestaltet sein, daß allen mechanischen Beanspruchungen Genüge getan wird. So haben z. B. große Wandstärken trotz geringen Materialaufwandes eine hohe Knicksteifigkeit zur Folge: Die erfindungsgemäßen Kombinationen ermöglichen die Herstellung von Profilkörpern, deren Trägheitsmoment für die x-Achse (= Ix) gleich ist dem Trägheitsmoment für die y-Achse (= 1y). Das ist deshalb wichtig, weil die statisch günstigsten Werte, d. h. höchste Festigkeit bei geringstem Gewicht, bei Körpern erreicht werden, die die Eigenschaft Ix - ly.haben.
Bautdile, die einer über das Bauteil wachsenden mechanischen Beanspruchung ausgesetzt sind, bestehen aus Deckstoffen, die in der Dicke, und aus Stützstoffen, die in der Dicke und im Raumgewicht den wachsenden Beanspruchungen entsprechen; das Stützstoff Raumgewicht kann sprungweise oder durch oberflächige oder völlig Imprägnierung oder durch Verdichtung entsprechend der wachsenden Beanspruchung erhöht sein; je nach den Umständen des Falles bestehen die Deck- und Stützstoffe jeweils aus gleichen oder verschiedenen Rohstoffen.
Um örtlich große Kräfte aufzunehmen, sind die Deckstoffe durch örtliche Aufleimungen oder Aufschweißungen (Laschen) verstärkt und die Stützstoffe örtlich durch Imprägnierung oder Verdichtung verfestigt oder durch Füllstücke aus Metall, Holz, Kunststoff oder anderen Stoffen, die einen höheren Festigkeitswert haben als der Stützstoff, ersetzt.
Durch Kombinationen von Stützstoffen mit verschiedenem Raumgewicht wird, ausgehend vom Deckstoff bis zum Mittelpunkt oder bis zur Kernlage des Bauteiles (neutrale Achse oder neutrale Ebene), eine über den Querschnitt des Bauteiles abnehmende Festigkeit erreicht, die für die tatsächlich auftretende Beanspruchung in statischer Hinsicht jeweils die beste Lösung darstellt.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Körper ist ferner noch darin zu sehen, daß ihre Herstellung keine großen maschinellen Einrichtungen erfordern, da als Deckstoffe gut verformbare, vorzugsweise metallische Werkstoffe Anwendung finden können und für die Kombination der Deckstoffe mit den Stützstoffen neben dem Verleimen auch Gieß-, Spachtel- und Spritzverfahren in Frage kommen.
Zum Verleimen sind synthetische Bindemittel vorzugsweise auf der Grundlage der Polyurethanharze besonders geeignet.
Synthetische Stützstoffe können durch Gießen oder Spachteln oder Spritzen von schaumfähigen Rohstoffen mit den Deckstoffen kombiniert werden oder schaumfähige Rohfolien oder schaumfähige, pulvrige oder pastenartige Gemische können mit oder ohne Anwendung von Druck gegebenenfalls bei Wärmezufuhr oder auch schon als Formteil in den vom Deckstoff gebildeten Hohlraum eingebracht und durch einen Schaumprozeß mit dem Deckstoff verbunden werden, wobei eine beim Schaumprozeß entstehende Haut eine besondere Steigerung der Festigkeit des hergestellten Körpers zur Folge hat. Der als Stützstoff dienende Schaum kann auch durch Heißverformung aus plattenförmigen, aus Schaumstoffen bestehenden Halbfabrikaten erzeugt werden.
Bestehen die Deckstoffe aus Metallen oder Hartmipolan, so kann ein plattenförmiger, aus verleimten Deck- und Stützstoffen bestehender Körper durch Anwendung von Hitze nachträglich verformt, z. B. gewölbt werden.
Die erfindungsgemäße Verbund-Leichtstoff-Bauweise ist für ebene und räumlich verwundene (verwölbte) Platten oder schalenförmige Bauteile mit einseitiger oder doppelseitiger Bewehrung des Stützstoffes geeignet, wie z. B. für Haus-, gon- und Automobiltüren, für Möbel aller Art, wie Betten, Schränke, Tische, Stühle, Schubladen, für großflächige Träger im Hochbau, für Schalen, für Zwischendecken und Dachabdeckungen, für Treppen: Stufen und Geländer, für Karosserien, einschließlich ihrer Einrichtungen, für Waggons, für Kühlschränke, für Rädur aller Art, für Radiogehäuse, Schalttafeln und andere großflächige Vorrichtungen, für Skier und sonstige Sportgeräte, für Hausgeräte aller Art, Lampen, Bilderrahmen, für Zeichenbretter, für Boote.
Die Leichtstoff-Verbund-Bauweise ist in der Vollbauweise (vollerfüllte Profile) geeignet für die Herstellung von Dachstühlen in Fachwerk- und Rahmenkonstruktionen, für Pfetten und Träger, für Fenster- und Türrahmen, für Rolläden, für Fahrradrahmen und Masten.

Claims

PATE\TA\SPRCCHE: i. Platten. Schalen und Profile, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Kombinationen von dünnwandigen Deckstoffen, wie Metall, Holz oder Kunststoff, und Stützstoffen bestehen.
2. Platten, Schalen und Profile nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einseitig mit Deckstoff bewehrten Stützstoffen oder aus beiderseitig mit Deckstoff bewehrten Stützstoffen bestehen. 3. Platten, Schalen und Profile nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckstoff au: einem 10 bis 200:!o Kunstharz enthaltenden Faserschichtpreßstoff besteht. der eine Schlag-Biege-Festigkeit von ;o bis 7 5 cm kg/ cm= hat. Platten, Schalen und Profile nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz auf der Grundlage von Polvurethan aufgebaut ist.
3. Platten, Schalen und Profile nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützstoff ein aus Fasern, z. B. Holz-, Schilf-, Torf-, Heidekraut- oder Strohfasern, durch Absaugen oder Spritzen mit oder ohne nachfolgende Heißverdichtung, gegebenenfalls mit Hilfe synthetischer Bindemittel hergestellter verfilzter, gegebenenfalls durch Imprägnierung ganz oder teilweise versteifter Faserverband ist, der ein Raumgewicht von 200 bis iooo kg/m3 hat. 6. Platten, Schalen und Profile nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützstoff ein aus Spanabfallstoffen, z. B. Holz-, Torf- oder Strohspänen, durch Lufttrocknen oder Heißverpressung mit Hilfe von synthetischen Bindemitteln oder Lehm oder Kalk oder Zement oder Holzschleim leergestellter Werkstoff ist. der ein Raumgewicht von 6oo bis i ioo kg/m3 hat. 7. Platten, Schalen und Profile nach den Ansprüchen i bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Stützstoff ein aus Kondensationsprodukten, Polymerisationsprodukten bestehender oder auf Hartgummibasis aufgebauter synthetischer Schaum mit einem Raumgewicht von ioo bis 4oo kg/,n3 ist, dem gegebenenfalls faserige oder spänige oder pulvrige, aus pflanzlicheii oder keramischen Abfallprodukten, wie z. B. Holz, Kohle. Stroh, Torf, Schilf, Schlakken, Schlackenwolle oder Glaswolle, bestehende Zuschlagstoffe hinzugefügt sind. B. Platten, Schalen und Profile nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für Bauteile mit über das Bauteil wachsender Beanspruchung die Deckstoffe in der Dicke und die Stützstoffe in der Dicke und dem Raumgewicht schwanken, wobei das Stützstoffraumgewicht sich sprungweise ändert oder durch oberflächige oder völlige Imprägnierung oder durch Verdichtung erhöht ist und die Deckstoffe einerseits wie die Stützstoffe anderseits aus jeweils gleichen oder verschiedenen Rohstoffen bestehen. 9. Platten, Schalen und Profile nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme örtlich großer Kräfte die Deckstoffe durch örtliche Aufleimungen oder Aufschweißungen (Laschen) verstärkt und die Stützstoffe örtlich durch Imprägnierung oder Verdichtung verfestigt sind oder durch Füllstücke aus lUetall, Holz, Kunststoff ersetzt sind, die eine höhere Festigkeit als der Füllstoff haben. io. Platten, Schalen und Profile nach den Ansprüchen i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch Kombination von Stützstoffen mit verschiedenem Raumgewicht eine über den Querschnitt des Bauteiles, ausgehend vom Deckstoff bis zum Mittelpunkt oder bis zur Kernlage des Bauteiles (neutrale Achse oder neutrale Ebene), abnehmende Festigkeit erreicht ist. i i. Verfahren zur Herstellung der Platten, Schalen und Profile gemäß den Ansprüchen i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination mit Hilfe von synthetischen Bindemitteln vorzugsweise auf der Grundlage von Polyurethan bewirkt wird. 12. Verfahren zur Herstellung der Platten, Schalen und Profile gemäß den Ansprüchen i bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination durch Gießen, Spachteln oder Spritzen des als schaumfähige Folie oder Pulver oder Paste vorliegenden Stützstoffes oder Stützstoffgemisches mit oder ohne Anwendung von Druck und mit oder ohne Zufuhr von Wärme erfolgt. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet. daß der Stützstoff bereits als vorgeformter Körper in den vom Deckstoff gebildeten Hohlraum eingebracht wird. 14. Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Körpern gemäß den Ansprüchen i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der plattenförmige, aus verleimten Deckstoffen vorzugsweise metallischer Art oder solcher auf der Grundlage von Hartmipolan und Stützstoffen bestehende Verbundkörper durch Behandlung in der Hitze gewölbt wird.