EP0386387A1 - Flächenhafte Grenzschichtverbindung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

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EP0386387A1 EP89730061A EP89730061A EP0386387A1 EP 0386387 A1 EP0386387 A1 EP 0386387A1 EP 89730061 A EP89730061 A EP 89730061A EP 89730061 A EP89730061 A EP 89730061A EP 0386387 A1 EP0386387 A1 EP 0386387A1
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    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
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    • E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
    • E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
    • E04F13/0885—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements specially adapted for being adhesively fixed to the wall; Fastening means therefor; Fixing by means of plastics materials hardening after application

Definitions

  • the invention relates to a two-dimensional boundary layer connection according to the preamble of claim 1 and a method for the production thereof.
  • the invention has for its object to provide a two-dimensional boundary layer connection of the type described above, which enables optimal security and strength of the two-dimensional connection of two bodies of different material properties.
  • This object is achieved in that, on the surface of the first body, from a woven, knitted or knitted textile surface material made from synthetic, permanently fixed filament yarns provided structural material is firmly arranged, the structural elements of which are penetrated by the material of the second body and are firmly embedded or incorporated therein.
  • This two-dimensional boundary layer connection causes the first body to become clawed or rooted at this interface in the material of the second body.
  • the first body is a solid, which consists for example of wood, metal, ceramic or the like, the structural material is advantageously glued to the connection surface. Adhesives are available with which the flat structural material with great adhesive strength can be attached to the first body. As is known, cracks or damage to a position other than at the adhesive point occur in the case of such bonds due to overloading in the material.
  • the first body consists of a plastic, in particular a fiber-reinforced plastic, such as, for example, GRP, the structural material with its flat section is advantageously embedded in the plastic of the first body.
  • the structural elements of the structural material are advantageously designed as cups or truncated cones with a circular or polygonal, in particular hexagonal, cross section.
  • the structures are elements designed as projecting webs.
  • the structural material is a warp knitted fabric impregnated with synthetic resin, which is pre-dried to form an adhesive-free semi-finished product, the prepreg, and is deformed by deep drawing under heat.
  • synthetic resin which is pre-dried to form an adhesive-free semi-finished product, the prepreg, and is deformed by deep drawing under heat.
  • structures are obtained, for example cups with a round or hexagonal cross section, webs or with any other geometric shapes.
  • Another structural material is a structured material.
  • Woven, knitted or knitted, textile non-resinous surface material made of partially pre-stretched synthetic filament yarns is mechanically brought into the desired shape under the action of heat, so that the filament yarns are stretched in a heat mold.
  • the textile surface material made of pre-stretched, synthetic, filament yarns, in particular of polyester, polyamide and polypropylene, is woven, knitted or knitted and this textile surface material is structured using pressure and heat in a wet or dry process by further stretching the filament yarns .
  • Filament yarns or spun from carbon, glass, aramid and / or natural fibers such as wool, cotton, cellulose fibers or mixtures thereof can be incorporated into the textile surface material for reinforcement.
  • the structural material in the manufacture position deep drawn.
  • the first solid body is particularly advantageously a building or cladding, planking or covering component. Concrete or plastic, in particular foam, is advantageously used as the material for the second body.
  • the first body is entered into a shape, formwork or the like.
  • the first body is inserted or inserted in such a way that the surface provided with the structural material points into the mold or formwork cavity.
  • the material of the second body is poured in and the second body is cured or the material of the second body is allowed to set.
  • FIG. 1 shows a section of a two-dimensional boundary layer connection.
  • the first body 1 can be, for example, the planking or covering of a concrete structure. This planking or covering can consist of wood, metal, ceramic or similar materials. In the illustrated embodiment, a structural material 5 is glued to the surface 4 of the first body 1.
  • the first body 1 consists of a plastic, in particular fiber-reinforced plastic (GRP), the structural material is embedded in the plastic of the first body 1.
  • GRP fiber-reinforced plastic
  • the structural tissue 5 is fixed on the surface 4 of the first body 1 in such a way that the structural elements 7 of the structural material 5 point away from the surface 4 of the first body 1.
  • FIG. 2 schematically shows the textile surface material 6, which is designed as an open structure, and the structural elements 7 were formed from this textile surface material.
  • these structural elements 7 have the shape of a cup.
  • these cells are embedded or embedded in the material of the second body 2.
  • This integration or embedding since the second body consists of a pourable, hardening or setting material, can involve casting, in particular concreting. Embedding and embedding can also be understood as foamed if the material of the second body 2 is chosen accordingly.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine flächenhafte Grenzschichtverbindung zweier Körper 1 und 2. Der Körper 2 besteht aus einem gießfähigen Material. An der Oberfläche 4 des ersten Körpers 1 ist ein aus synthetischen, permanent fixierten Filament-Garne hergestelltes Strukturmaterial 5 fest angeordnet, dessen Strukturelemente 7 in das Material des zweiten Körpers 2 beim Gießen eingebettet oder eingebunden werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine flächenhafte Grenzschicht­verbindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • Wenn zwei Körper, die unterschiedliche Materialkonstan­ten aufweisen, flächig, aneinander anliegend miteinan­der verbunden sind, wird im Laufe der Zeit häufig diese Verbindung durch Belastungen, Kräfte, Spannungen und dergleichen gelockert. Dies ist insbesondere auf unter­schiedliche physikalischen Materialkonstanten zurückzu­führen. Dieses Problem tritt beispielsweise bei der Ver- oder Bekleidung, Beplankung, Verblendung oder Abdeckung der Innen- oder Außenflächen von Betonbau­werken auf.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flächen­hafte Grenzschichtverbindung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die eine optimale Sicherheit und Festigkeit der flächenhaften Verbindung zweier Körper unterschiedlicher Materialbeschaffenheit ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an der Ober­fläche des ersten Körpers ein, aus einem gewebten, gewirkten oder gestrickten textilen Flächenmaterial aus synthetischen, permanent fixierten Filament-Garnen her­ gestelltes Strukturmaterials fest angeordnet ist, dessen Strukturelemente vom Material des zweiten Kör­pers durchdrungen und in diesem fest eingebettet oder eingebunden sind.
  • Durch diese flächenhafte Grenzschichtverbindung erfolgt eine Verkrallung oder Verwurzelung des ersten Körpers an dieser Grenzfläche im Material des zweiten Körpers. Wenn der erste Körper ein Festkörper ist, der beispiel­weise aus Holz, Metall, Keramik oder dergleichen be­steht, ist mit Vorteil das Strukturmaterial an der Verbindungsoberfläche angeklebt. Es stehen Kleber zur Verfügung, mit denen das flächenhafte Strukturmaterial mit großer Haftfestigkeit am ersten Körper festgelegt werden kann. Bekanntlich treten bei derartigen Verkle­bungen durch Überbelastungen im Material Risse oder Beschädigungen an anderen Stellung als an der Klebe­stelle auf.
  • Wenn der erste Körper aus einem Kunststoff, insbeson­dere aus einem faserverstärkten Kunststoff, wie bei­spielsweise GFK besteht, ist mit Vorteil das Struktur­material mit seinem flächenhaften Abschnitt in den Kunststoff des ersten Körpers eingebettet.
  • Mit Vorteil sind die Strukturelemente des Strukturmate­rials als Näpfchen oder Kegelstümpfe mit kreisförmigem oder polygonalem, insbesondere sechseckigem Querschnitt ausgebildet.
  • Bei einer anderen Ausführungsform sind die Strukturele­ mente als vorspringende Stege ausgebildet.
  • Das Strukturmaterial ist bei einer Ausführungsform ein mit Kunstharz inprägniertes Kettgewirke, welches zu einem klebefreien Halbzeug, dem Prepreg vorgetrocknet und durch Tiefziehen unter Wärme verformt ist. Ent­sprechend der Ausführung des Formwerkzeugs werden Strukturen erhalten, wie beispielsweise Näpfchen mit rundem oder sechseckigem Querschnitt, Stege oder mit beliebigen anderen geometrischen Formen.
  • Bei einem anderen Strukturmaterial handelt es sich um einen strukturierten Werkstoff. Gewebtes, gewirktes oder gestricktes, textiles unverharztes Flächenmate­rial aus teilweise vorverstreckten synthetischen Fila­ment-Garnen wird mechanisch unter Einwirkung von Wärme in die gewünschte Form gebracht, so daß eine Wärme­formverstreckung der Filament-Garne erfolgt. Das tex­tile Flächenmaterial aus vorverstreckten, synthetischen, Filament-Garnen, insbesondere aus Polyester, Polyamid und Polypropylen wird gewebt, gewirkt oder gestrickt und dieses textile Flächenmaterial wird unter Anwendung von Druck und Wärme im Nass- oder Trockenverfahren durch eine weitere Verstreckung der Filament-Garne strukturiert. In das textile Flächenmaterial können zur Armierung Filament-Garne oder Gespinste aus Kohle, Glas, Aramid und/oder Naturfasern wie Wolle, Baumwolle, Zellulosefasern oder deren Gemische eingearbeitet wer­den.
  • Insbesondere wird das Strukturmaterial bei der Her­ stellung tiefgezogen.
  • Mit besonderem Vorteil ist der erste Festkörper ein Be- oder Verkleidungs-, Beplankungs-, oder Abdeckungsbau­element. Mit Vorteil wird als Material für den zweiten Körper Beton oder Kunststoff, insbesondere Schaum ver­wendet.
  • Zur Herstellung der flächenhaften Grenzschichtverbin­dung wird der erste Körper in eine Form, Verschalung oder dergleichen eingegeben. Das Eingeben oder Ein­setzen des ersten Körpers erfolgt in der Weise, daß die mit dem Strukturmaterial versehene Oberfläche in den Form- oder Verschalungs-Hohlraum weist. Danach wird das Material des zweiten Körpers eingegossen und der zweite Körper wird ausgehärtet oder man läßt das Material des zweiten Körpers abbinden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll unter Bezug­nahme auf die Fig. der Zeichnung erläutert werden.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen flächenhaften Grenz­schichtverbindung und
    • Fig. 2 eine schematische perspektivische An­sicht eines Abschnittes einer Ausfüh­ rungsform des bei der Grenzschichtver­bindung verwendeten Strukturmaterials 5.
  • In Figur 1 ist eine Schnitt einer flächenhaften Grenz­schichtverbindung dargestellt. Die Grenzfläche 3, an der die Oberflächenabschnitte des ersten Körpers 1 und des zweiten Körpers 2 gegeneinander anliegen, erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zur Zeichenebene.
  • Der erste Körper 1 kann beispielsweise die Beplankung oder Abdeckung eines Betonbauwerkes sein. Diese Be­plankung oder Abdeckung kann aus Holz, Metall, Keramik oder ähnlichen Materialien bestehen. An die Oberfläche 4 des ersten Körpers 1 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Strukturmaterial 5 angeklebt.
  • Wenn der erste Körper 1 aus einem Kunststoff, insbeson­dere faserverstärktem Kunstoff (GFK) besteht, wird das Strukturmaterial in den Kunststoff des ersten Körpers 1 eingebettet.
  • Die Festlegung des Strukurgewebes 5 an der Oberfläche 4 des ersten Körpers 1 erfolgt derart, daß die Struktur­elemente 7 des Strukturmaterials 5 von der Oberfläche 4 des ersten Körpers 1 fortweisen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Form des Strukturmaterials 5 ist in Figur 2 dargestellt. Figur 2 zeigt schematisch das textile Flächenmaterial 6, welches als offene Struktur gestaltet ist und aus diesem textilen Flächen­material wurden die Strukturelemente 7 herausgeformt.
  • Beim dargestellten Ausführungsbeispiel haben diese Strukturelemente 7 die Form eines Näpfchens.
  • Wie Figur 1 zeigt, sind diese Näpfchen in das Material des zweiten Körpers 2 eingebunden oder eingebettet. Bei dieser Einbindung oder Einbettung kann es sich, da der zweite Körper aus einem gießfähigen, aushärtenden oder abbindenden Material besteht, um ein Eingießen, insbe­sondere ein Einbetonieren handeln. Unter Einbetten und Einbinden kann auch bei entsprechender Wahl des Materials des zweiten Körpers 2 eingeschäumt verstanden werden.
  • Es ist zu erkennen, daß die Strukturelemente 7 des fest mit der Oberfläche 4 des ersten Körpers 1 verbundenden Strukturmaterials 5 wurzelartig in das Material des zweiten Körpers 2 eingenistet sind.
  • Diese Einbettung, Einbindung oder Einnistung des Struk­turmaterials in das Material des zweiten Körpers 2 und die Materialeigenschaften der Filament-Garne, aus denen das Strukturmaterial besteht, ermöglichen eine flächen­hafte Grenzschichtverbindung, die überraschender weise ganz erheblichen Kräften, Spannungen und Belastungen widerstehen kann, die insbesondere langzeitig durch unterschiedliche Materialkonstanten der beiden Körper 1 und 2 erzeugt werden.

Claims (11)

1. Flächenhafte Grenzschichtverbindung eines ersten Körpers mit einem, aus einem gießfähigen, aushär­tenden oder abbindenden Material hergestellten, zweiten Körper,
dadurch gekennzeichnet, daß
an der Oberfläche (4) des ersten Körpers (1) ein, aus einem gewebten, gewirkten oder gestrickten textilen Flächenmaterial (6) aus synthetischen, permanent fixierten Filament-Garnen hergestelltes Strukturmaterial (5) fest angeordnet ist, dessen Strukturelemente (7) vom Material des zweiten Kör­pers (2) durchdrungen und in diesem fest einge­bettet oder eingebunden sind.
2. Flächenhafte Grenzschichtverbindung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Strukturmaterial (5) an der Oberfläche (4) des ersten Körpers (1) angeklebt ist.
3. Flächenhafte Grenzschichtverbindung nach Anspruch 1, bei der der erste Körper aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten (GFK), besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Strukturmaterial (5) in den Kunststoff des ersten Körpers (1) eingebettet ist.
4. Flächenhafte Grenzschichtverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Strukturelemente (7), Näpfchen oder Kegel­stümpfe mit kreisförmigen oder polygonalem Quer­schnitt sind.
5. Flächenhafte Grenzschichtverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Strukturelemente (7) Stege sind.
6. Flächenhafte Grenzschichtverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Filament-Garne des Strukurmaterials (5) durch mechanische Wärmeformverstreckung permanent fixiert sind.
7. Flächenhafte Grenzschichtverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Strukturmaterial (5) tiefgezogen ist.
8. Flächenhafte Grenzschichtverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Körper (1) ein Be- oder Verkleidungs-, Beplankungs- oder Abdeckbauelement ist.
9. Flächenhafte Grenzschichtverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Material des zweiten Körpers (2) Beton ist.
10. Flächenhafte Grenzschichtverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Material des zweiten Körpers (2) ein Kunststoff, insbesondere Schaum ist.
11. Verfahren zur Herstellung einer flächenhaften Grenzschichtverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Körper (1) in eine Form, Verschalung oder dergleichen mit der, mit dem Strukturmaterial ver­sehenen Oberfläche in den Form- oder Verschalungs­hohlraum weisend, eingegeben und das Material des zweiten Körpers eingegossen wird.
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