DE3200355C2

DE3200355C2 -

Info

Publication number: DE3200355C2
Application number: DE3200355A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Ddr 9623 Langenbernsdorf Dd Freund; Werner Ing. Ddr 9620 Werdau Dd Kiessling; Hubert Dr.-Ing. Ddr 8010 Dresden Dd Ochmann
Original assignee: VEB KRAFTFAHRZEUGWERK "ERNST GRUBE" WERDAU DDR 9620 WERDAU DD
Current assignee: VEB KRAFTFAHRZEUGWERK "ERNST GRUBE" WERDAU DDR 9620 WERDAU DD
Priority date: 1981-02-02
Filing date: 1982-01-08
Publication date: 1990-02-22
Also published as: DE3200355A1; IT8247686A0; DD156071A1; CS255509B1; HU185498B; IT1147812B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung dynamisch hochbeanspruchter Glasfaserpolyester-Polyurethan- Sandwichbauteile mit Deckschichten aus Glasfaserpolyester mit einem Stützkern aus Polyurethan-Hartschaum und mit einem Ver ankerungsmaterial auf beiden Deckschichten zugewandten Oberflächen des Stützkernes zur Verwendung im Fahrzeugbau und dergleichen mit vorwiegend tragenden Funktionen.

Es sind Sandwichbauteile mit PUR-Hartschaum-Stützkern und Deck schichten aus Glasfaserpolyester bekannt, die in Hüll- und Füllbauweise hergestellt werden, wobei für hochbeanspruchte Teile teilweise im Stützkern verankerte Deckschichten verwen det werden. Solche Verankerungen sind z. B.

1. eine Art formschlüssige Verbindung zwischen Stützkern und Tragschicht, indem auf der vorgefertigten Deckschicht ein gebettete granulate Verankerungszonen den danach ausge schäumten Stützkern darstellen bzw. durch das Auskleiden der Deckschichtinnenseite mit Geweben oder Vliesen gemäß DE-AS 10 61 507;
2. Bauteile, die im Depot-Verfahren nach DD-PS 1 10 210 herge stellt werden, wobei die Tiefenverankerung aus mehreren Schichten Verstärkungsmaterial besteht und im Aufbau von innen her gesehen die innere Schicht aus mehreren Lagen Vlies, deren Faserdurchmesser von Lage zu Lage abnimmt, und die äußere Schicht aus mehreren Lagen Gewebe besteht, wobei beide Schichten untereinander vernadelt sind;
3. geringfügiger Art, die dadurch erreicht werden, indem der Stützkern vorgefertigt und abgeschliffen wird und darauf die Tragschichten aufgebracht werden, wobei das Matrix material (Harz) die angeschliffenen Schaumporen ausfüllt und auf diese Weise eine oberflächige Verankerung mit unbe deutender Tiefenwirkung bildet.

Die Füllweise nach 1. und 2. hat gegenüber der Hüllbauweise nach 3. zwar den Vorteil, daß eine tiefere Verankerung erfolgt, jedoch wird die negative chemische Beeinflussung zwischen ausgehärtetem Polyesterharz und angeschäumtem PUR-Hartschaum nicht eliminiert, so daß aus diesen Gründen meisten Epoxid harz anstelle von Polyesterharz bevorzugt wird, um diesen für den Haftverbund festigkeitsmindernden Prozeß auszuschließen. Bei 3. wird diese negative Erscheinung vermieden, da durch die Hüllbauweise das flüssige Polyesterharz auf den ausgehärteten Polyurethan-Hartschaum aufgebracht wird und dadurch die be kannten verbundstörenden chemischen Beeinflussugen vermieden werden. Beim Depot-Verfahren nach 2. werden diese Vorgänge nicht vermieden, sondern lediglich durch Verankerungseffekte überdeckt.

Hochbeanspruchte Sandwichkonstruktionen müssen so bemessen sein, daß die Deckschichtdicke, Stützkerndicke und -dichte den Beanspruchungen entsprechen. Deshalb müssen durch den technologischen Vorgang die vorgegebenen Werte eingehalten und zuverlässig gewährleistet sein. Das läßt sich beim Depot- Verfahren durch das handwerkliche Handauflegeverfahren errei chen, indem in das nasse Laminat die vernadelte Verankerungs schicht eingedrückt wird. Nach dem Aushärten des Harzes liegt dann die vorgefertigte Deckschicht so vor, daß der tragende Glasfaserpolyesterbereich die vorbestimmte Dicke zur Auf nahme der Zug- und Druckkräfte definiert besitzt und der Restbereich für die Durchschäumung freigeblieben ist. Mit dem qualitativ besseren Injektionsverfahren, das für das Depot- Verfahren vorgesehen ist, läßt sich bei gekrümmten Bauteilen die exakt definierte Abgrenzung nicht zuverlässig erreichen, da das injizierte Harz die Verankerungsschicht in nicht defi nierbarer Tiefe mit durchtränkt und somit die Deckschicht in der für die vorausbestimmte Festigkeit festgelegten Dicke regellos schwankt, wobei eine Verdickung für die Schaumveran kerung eine Reduzierung bedeutet und eine zu dünne Deckschicht die geforderte Festigkeit nicht gewährleistet.

Die Erfindung hat die Aufgabe, dynamisch hochbelastbare Stütz kernbauteile mit Deckschichten aus Glasfaserpolyester und Polyurethan-Hartschaum-Stützkern beanspruchungsgerecht so her zustellen, daß die genannten Nachteile der chemischen Beein flussung und der regellosen Deckschicht-Dickenschwankung bei injizierten Deckschichten unter Beibehaltung der Tiefenveran kerung ausgeschlossen werden, wobei die Herstellung der Bau teile technologisch rational und zuverlässig erfolgen soll sowie Arbeitskosten und Material eingespart werden.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, die negative chemische Beeinflussung zwischen Polyesterharz und Polyurethanschaum, die durch die Füllbauweise bedingt ist, indem das flüssige Schaumgemisch mit dem bereits ausgehärteten Polyesterharz zu für den Haftverbund festigkeitsmindernden Erscheinungen führt, zu vermeiden und die bei Anwendung des rationellen Injek tionsverfahrens in Verbindung mit einer tiefen Verankerung unterschiedlichen Deckschichtendicken, die verfahrensbedingt sind, auszuschalten.

Erfindungsgemäß wird eine definierte Wanddicke der Deckschich ten durch Verwendung von schaum- und harzhemmenden Mitteln durch ein rationelles Kombinationsverfahren erreicht.

Die Merkmale bestehen im wesentlichen darin, daß die Deck schichten und der Stützkern in unmittelbar aufeinanderfolgen den Arbeitsgängen, vorzugsweise in einer Form, hergestellt werden. Zur Erreichung einer gleichmäßigen, definierbaren Wand dicke der Deckschichten zwischen den Deckschichten und den Verankerungsmaterialien wird eine Sperrschicht eingelegt, wäh rend das Verankerungsmaterial als formstabiler Vorformling in die Form gelangt. Danach wird das Schäumen des Polyurethan- Hartschaumes und darauffolgend das Injizieren des Harzes vorge nommen.

Das in die Form eingelegte Deckschichtmaterial wird am Form rand beim Schließen der Form mit gehalten, wobei das Veranke rungsmaterial als Vorformling so hergestellt wird, daß dieses formstabil ist und den festgelegten Abstand unter Umständen durch geeignete Distanzstücke in der Form ohne Faltenbildung gewährleistet.

Das wird dadurch erreicht, daß das Material z. B. mit Polyvinylacetat eingesprüht und trocken eingelegt wird. Das Verankerungsmaterial besteht aus einer Schicht, die je nach Beanspruchungshöhe mehr oder weniger bauschig ist. Die Sperrschicht kann als gesonderte Schicht lose mit dem Ver stärkungsmaterial eingelegt werden bzw. auch mit der Veranke rungsschicht verklebt sein. Die Sperrschicht kann z. B. aus Spezialpapier bestehen, das sowohl für den Schaum als auch für das Matrixmaterial der Deckschicht eine gute Klebverbin dung ergibt; es eignet sich auch Spezialfolie. Für sphärisch gekrümmte Bauteile besteht die Sperrschicht aus einem feinma schigen Gewebe, auf das z. B. Polyvinylacetat-Spachtelmasse aufgetragen und in nassem Zustand mit der Verankerungs schicht verklebt wird. Dieses durchtränkte Spezialgewebe (z. B. Polyesterfeingewebe) ist für den aufsteigenden Schaum, auch für extreme Schäumdrücke eine dichte Sperrschicht, die das Durchwandern des Schaumes in das Deckschichtverstärkungs material völlig verhindert. Verfahrensgemäß wirkt die Sperr schicht hemmend gegenüber dem Vordringen des Schaumes. Die Sperrwirkung tritt auch dann ein, wenn das Injizieren vor dem Schäumen vorgenommen wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung dynamisch hochbeanspruchter Glas faserpolyester-Polyurethan-Sandwichbauteile mit Deckschich ten aus Glasfaserpolyester, mit einem Stützkern aus Polyure than-Hartschaum und mit einem Verankerungsmaterial auf bei den den Deckschichten zugewandten Oberflächen des Stütz kerns zur Verwendung im Fahrzeugbau und dergleichen mit vor wiegend tragenden Funktionen, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten und der Stützkern in unmittelbar aufein anderfolgenden Arbeitsgängen, vorzugsweise in einer Form, hergestellt werden, daß zur Erreichung einer gleichmäßigen, definierten Wanddicke der Deckschichten zwischen den Deck schichten und den Verankerungsmaterialien eine Sperrschicht eingelegt wird, während das Verankerungsmaterial als form stabiler Vorformling in die Form gelangt und daß danach das Schäumen des Polyurethan-Hartschaumes und darauffolgend das Injizieren des Harzes vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrschicht Spezialpapier, Spezialfolie oder getränkte Feingewebe verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Sperrschicht aus Feingewebe diese mit dem Verankerungsmaterial verklebt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsmaterial als einlagige Schicht verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Verankerungsmaterial für sphärisch gekrümmte Bauteile durch Sprühen von Versteifungsmittel zu einem formstabilen Vorformling hergestellt wird.