CH636153A5 - Mehrschicht-verbundplatte. - Google Patents

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CH636153A5 CH126679A CH126679A CH636153A5 CH 636153 A5 CH636153 A5 CH 636153A5 CH 126679 A CH126679 A CH 126679A CH 126679 A CH126679 A CH 126679A CH 636153 A5 CH636153 A5 CH 636153A5
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrschicht-Verbundplatte mit mindestens einer Kernschicht und beidseitig der Platte angeordneten Deckschichten, welche der Verwendung im Bauwesen, insbesondere für die Herstellung von Verkleidungen, Brüstungen, Türen und ähnlichen Zwecken dient.
Bekannt sind beispielsweise Verbundplatten der vorbezeichneten Art, bei welchen die Deckschichten verhältnismässig schubsteif mit einer Kernschicht verbunden sind. Unter der Voraussetzung, dass die Kernschicht eine ausreichende Schub- und Druckfestigkeit aufweist, erfahren solche Verbundplatten mit metallischen Deckschichten beispielsweise Durchbiegungen 8, die sich nach der Näherungsformel
L2 x q xAT 8h berechnen lassen.
Hierbei stellen:
L die Plattenlänge a den Ausdehnungskoeffizienten AT die Temperaturdifferenz und h die Kerndicke dar.
Solche bei Temperaturdifferenzen hervorgerufenen Durchbiegungen bzw. Deformationen wirken sich beispielsweise besonders bei aus Verbundplatten gebildeten Aussen-türen sehr nachteilig auf den Luftabschluss und auf das Funktionieren der Schliessvorrichtung aus.
Nach der CH-PS 512324 wird diesem Nachteil dadurch begegnet, dass der Kern zwei nur in ihrem Mittelbereich verbundene Schichten aufweist, deren Randpartien unabhängig voneinander dilatieren können. In vielen Fällen muss jedoch auch dafür Sorge getragen werden, dass sich die Schichten der Verbundplatte auch im eingebauten bzw. durch die Befestigungselemente zusammengeklemmten Zustand gegeneinander verschieben können. Dies bedingt jedoch beispielsweise bei der Herstellung von Türen den Einbau einer Gleitfolie, die Verwendung eines die Verbundplatte umschlies-senden Rahmens, welcher der Stabilisierung der in den Randzonen der Platte nicht miteinander verbundenen Schichten dient oder andere aufwendige Massnahmen zur Aufrechterhaltung der Gleitfähigkeit von zwei Schichten gegeneinander.
Bei weiterhin bekannten, für die Herstellung von Türen verwendeten Verbundplatten hat sich in der Praxis gezeigt, dass sich die Deckschichten im Bereich der Randzonen in unerwünschter Weise oft von der Kernschicht abheben, woraus eine verhältnismässig grosse Reparaturanfälligkeit für solche Türen resultiert. Die auftretende Delamination wird häufig auch durch feuchtigkeitsempfindlichen Schichten begünstigt, welche sich hierbei deformieren bzw. quellen.
Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Mehrschichten-Verbundplatte zu schaffen, deren Biegekräfte bei einseitiger Erwärmung so gering sind, dass Halterungsprofile bzw. Befestigungselemente nur unwesentlich deformiert werden, das heisst, es können bedeutend leichtere Befestigungs- und Halterungsprofile als bisher verwendet werden, um die Verbundplatte bei beidseitig unterschiedlicher thermischer Beanspruchung in einem ebenen Zustand zu halten. Weiterhin soll die Verbundplatte gemäss der Aufgabenstellung verhältnismässig leicht sein. - Die Deckschichten derselben sollen zur Vermeidung von Aufwerfungen oder Verformungen dilatieren können, ohne dass sich hierbei die Deckschichten in den Randzonen von der Kernschicht abheben, und ohne dass hierfür ein verhältnismässig grosser Aufwand erforderlich ist, wie dieser bisher bei Verbundplatten für Verwendungszwecke der vorbeschriebenen Art erforderlich war.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Kernschicht aus einem schubweichen Material besteht.
In einer weiterhin vorteilhaften Ausführungsform einer Verbundplatte gelangt schubweiches Kernmaterial zur Anwendung, welches geschäumt ist. Weiterhin kann ein schubweiches Kernmaterial zur Anwendung kommen, welches aus Fasermaterial und einem Bindemittel hergestellt ist. - Hierbei können die Fasern rechtwinklig zur Plattenebene verlaufend ausgerichtet sein.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
Bei der erfindungsgemässen Verbundplatte wird das freie Dilatieren der Deckschichten auf wesentlich einfachere Weise als bisher dadurch erreicht, dass eine Kernschicht aus einem schubweichen Material verwendet wird.
Der Schubmodul G des Kernmaterials beträgt 0,001 -0,5 N/mm2, vorzugsweise 0,01 -0,1 N/mm2, um den Ausgleich der unterschiedlichen Ausdehnung der beidseitigen Deckschichten bei unterschiedlicher Temperatur zu ermöglichen. Der Schubmodul G ist dabei gemäss DIN 53 294 definiert als Quotient aus Schubspannung x und zugehöriger Schiebung y des Kerns bei linearelastischer Verformung des Kernes.
Die aus unterschiedlichen Oberflächentemperaturen resultierenden Durchbiegungen und Rückstellkräfte sind dann so gering, dass sie durch normale Rahmenprofile mit geringer Biegesteifigkeit ohne störende Deformationen aufgenommen werden können. In üblichen Verbundplatten eingesetzte Kernmaterialien aus Hartschaumstoffen, Holz etc. weisen demgegenüber Schubmoduln auf, die über 2 N/mm2 liegen, wodurch sich bedeutend höhere Deformationen und Biegekräfte ergeben.
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Die Zeichnung zeigt drei Ausführungsbeispiele der Erfindung in vereinfachter Darstellungsweise, und zwar:
Fig. 1 gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel eine mehrschichtige Verbundplatte mit zwei Deckschichten und einer Kernschicht,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer mehrschichtigen Verbundplatte, welche aus einer Mehrzahl von schubweichen Kernschichten, verhältnismässig steifen Zwischenschichten und aus den Deckschichten besteht und
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer mehrschichtigen Verbundplatte, welche aus einer schubweichen Kernschicht und mehrlagigen Deckschichten aus verschiedenartigen Materialien besteht.
1. Beispiel
Eine biegefähige, verhältnismässig leichte Verbundplatte weist beispielsweise eine 32 mm dicke Kernschicht 3 auf, welche aus einem schub weichen Schaumstoff mit einem Schubmodel von 0,03 N/mm2 besteht, die auf kontinuierlichen Blockschäumanlagen durch Aufschäumen bei gleichzeitiger Polyaddition aus di- und trifunktionellen Polyolen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2000 -4000 g/Mol und Toluoldiisocyanat hergestellt worden ist. Zur Steuerung der Schäum- und Polyadditionsreaktion wurden noch gasabspaltende oder leichtflüchtige Treibmittel und Reaktionsbeschleuniger auf Aminbasis oder metallorganische Katalysatoren sowie oberflächenaktive Silikonöle als Schaumstabilisatoren zugesetzt.
Der zur Anwendung gelangende Schaumstoff besteht beispielsweise aus 100 Gew.-Teilen eines Polyoxipropylen -Triols mit einem mittleren Molekulargewicht von ca. 3000 g/Mol und einer Hydroxylzahl von 56 mg KOH/g Polyol mit folgenden Zusätzen, die dem Polyoxipropylen - Triol beigemischt werden.
a) 2,1 Gew.-Teilen Wasser b) 1,2 Gew.-Teile Dimethylsiloxan-Hydroxipolyätherco-polymer mit einer kinematischen Viskosität von 100 -
200 mmVs bei 25°C.
c) 0,2 Gew.-Teile Zinn-dioctoat und d) 0,18 Gew.-Teile Triäthylendiamin, die mit 30,5 Gew.-Teile 2,4 / 2,6 Toluoldiisocyanat mit einem Isomerenverhältnis von 80:20 Gew.-% zur Reaktion gebracht werden.
Der so entstandene Schaumblock wird anschliessend zu Platten der gewünschten Dicke geschnitten.
Zum Verbinden der in der vorgeschriebenen Weise hergestellten Kernschicht 3 mit den beiden 4 mm dicken Deckschichten 1, beispielsweise aus Aluminiumblech, gelangen Kleber 2, wie geeignete Klebstoffdispersionen, lösungsmit-telhaltige Kontaktkleber oder 2-Komponenten-Klebstoffe auf der Basis vom Polyurethan - oder Epoxidharzen sowie gegebenenfalls auch Heissschmelzkleber mit einer dem Verwendungszweck angepasten Temperatur- und Alterungsbeständigkeit zur Anwendung.
2. Beispiel
Eine zweite Ausführungsform einer mehrschichtigen Verbundplatte unterscheidet sich im wesentlichen von der vorbeschriebenen ersten Ausführungsform durch den Aufbau des Kernes 3, der hier aus einer Mehrzahl von schubweichen Schichten besteht, von denen die beiden äussersten an den Deckschichten 1 mit Hilfe eines Klebers 2 haften, und zwischen denen verhältnismässig steife Schichten 4 eingebettet sind. - Wenn auch die einzelnen schubweichen Schichten sowie die steifen Schichten meistens gleich dick sind und aus dem gleichen Material bestehen, so ist dieses jedoch für diese Schichten keineswegs notwendig.
3. Beispiel
Eine dritte Ausführungsform einer mehrschichtigen Verbundplatte unterscheidet sich von den vorbeschriebenen beiden Ausführungsformen im wesentlichen durch die Anordnung mehrlagiger Deckschichten 7, welche aus Lagen 5 und 6 bestehen, die aus verschiedenartigen Materialien hergestellt und jeweils mit Hilfe von Klebern 2 miteinander verbunden worden sind.
4. Beispiel
Bei einer in der Zeichnung nicht gezeigten vierten Ausführungsform einer mehrschichtigen Verbundplatte werden bei gleichem schubweichen Kernmaterial wie bei der vorbeschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform zwei gegenüberliegende Deckschichten aus verschiedenartigen Materialien verwendet. Die Verbindung der einzelnen Schichten der Mehrschicht-Verbundplatte wird bei den Ausführungsbeispielen 2-4 in der gleichen Weise mit Hilfe eines Klebers 2 bewerkstelligt, wie diese im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Verbundplatte vorbeschrieben worden ist.
Eine nach der ersten Ausführungsform hergestellte Verbundplatte erhält beispielsweise bei vertikaler Stellung der Längsachse und der Erwärmung von 70°C auf der einen Seite und derjenigen von 20°C auf der Seite der gegenüberliegenden Aluminiumbleche eine maximale Durchbiegung von 4,9 mm in der Längsachse. Um diese Verbundplatte bei aufrechterhaltener Temperaturdifferenz von 50°C in die ursprüngliche Plattenebene zu drücken, wird lediglich eine Rückstellkraft von 40 N benötigt.
Eine im Vergleich dazu geprüfte herkömmliche Verbundplatte im gleichen Format, aber mit einem 38,4 mm dicken Hartschaumkern mit einem Schubmodul von 40 N/mm2 und zwei 0,8 mm dicken Aluminium-Deckblechen zeigt unter gleichen Bedingungen eine fast 3-fache Durchbiegung von 14 mm und benötigt eine Rückstellkraft von 4150 N.
Eine weitere Platte mit einem sehr leichten, 36,4 mm dicken Hartschaumkern mit einem Schubmodul G von 2 N/mm2 und zwei 0,8 mm dicken Aluminium-Deckblechen zeigt demgegenüber noch eine Rückstellkraft von 1100 N.
Durch die bei den herkömmlichen Verbundplatten mit einem Hartschaumkern auftretenden, verhältnismässig hohen Durchbiegungen und die für die Erlangung der ursprünglichen ebenen Form erforderlichen hohen Rückstellkräfte können sich die Verbundplatten infolge plastischer Deformation des Kernes sehr häufig nicht mehr in ihre ursprüngliche Form zurückstellen, wenn auf beiden Seiten der Verbundplatte wieder gleich hohe Temperaturen vorliegen.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es ist im Sinne der Erfindung beispielsweise auch möglich, eine grössere Anzahl von schubweichen Kernschichten 3 und den verhältnismässig steifen Zwischenschichten 4 zu verwenden, wenn dieses erwünscht ist.
Die erfindungsgemässe Verbundplatte ist verhältnismässig einfach herzustellen und weist auf Grund der vorbeschriebenen Eigenschaften eine sehr hohe Formstabilität unter extremen Bedingungen auf. Ausserdem besteht vorteilhafterweise auch eine weitaus bessere Haftung zwischen der elastischen Kernschicht und den Deckblechen in Vergleich zu den bisher bekannten Hartschaum-Kernschichten und den Deckblechen von bisher bekannten Verbundplatten bei der Verwendung von gleichartigen Klebern. Weiterhin ist darauf hinzuweisen, dass sich die Verbundplatte vorteilhafterweise bei Einwirkung von Feuchtigkeit nicht deformiert.
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1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

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1. Mehrschicht-Verbundplatte mit mindestens einer Kernschicht und beidseitig der Platte angeordneten Deckschichten, welche der Verwendung im Bauwesen, insbesondere für die Herstellung von Verkleidungen, Brüstungen und Türen dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht (3) aus einem schubweichen Material besteht.
2. Mehrschicht-Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmaterial geschäumt ist.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Mehrschicht-Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schubweiche Material des Kernes (3) einen Schubmodul G von 0,001 - 0,5 N/mm2, vorzugsweise von 0,01 - 0,1 N/mm2 aufweist.
4. Mehrschicht-Verbundplatte nach Ansprüchen 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (3) aus einer Mehrzahl von schubweichen Schichten besteht, von denen die beiden äussersten an den Deckschichten (1,7) mit Hilfe eines Klebers (2) haften und zwischen denen steife Schichten (4) eingebettet und verklebt sind.
5. Mehrschicht-Verbundplatte nach Anspüchen 1,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die schubweiche Schicht des Kernes (3) aus Fasermaterial und Bindemittel besteht, mit welchem die Fasern zusammengehalten werden.
6. Mehrschicht-Verbundplatte nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gegenüberliegende Deckschichten (1) aus verschiedenartigen Materialien verwendet werden.
7. Mehrschicht-Verbundplatte nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Schichten (5,6) von mehrlagigen Deckschichten (7) aus verschiedenartigen Materialien bestehen.
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