DE920210C - Verfahren zum Herstellen von tragfaehigen Leichtstoff-Verbund-Konstruktionen aus Kunststoffen - Google Patents

Description

Leichtstoff-Verbund-Konstruktionen aus starren Polyurethanschaumstoffen als Stützstoffbauelement und tragenden dünnwandigen Deckschichten aus Stahl, Leichtmetall, Sperrholz, Schichtpreßstoff, Kunststoffen aller Art, Papier, Pappe usw. sind bekannt.

Grundsätzlich erfordert die Herstellung der bekannten Leichtstoff-Verbund-Konstruktion ein Vorfabrizieren der Deckschichtbauelemente, d. h. Formen der Bleche, Pressen der Schichtpreßstoffschalen, Formen von Kunststoffolien, ζ. Β. auf Basis Polyvinylchlorid, Niederdruckpreßverfahren für Polyester-Glas-Gewebe-Kombinationen. Diese vorgefertigten Deckschichtbauelemente werden mit Polyurethanschaumstoffen vereinigt. Dies geschieht zweckmäßig direkt beim Verschäumen des Polyurethans. Dabei spielt die Klebewirkung des Polyurethanschaumstoffes auf der Deckschicht eine wichtige Rolle, um eine gute Verbindung des ausgehärteten Schaumes auf der Deckschicht zu gewährleisten und damit die geforderte Tragfähigkeit der Gesamtkonstruktion zu erzielen.

Für die Verbundbauweise kann die Fabrikationsmethode für Kunststoffdeckschichten erfmdungsgemäß dadurch vereinfacht werden, daß in die Form aus Metall, Glas, organisches Glas, Schichtholz, Gips oder Gießharz reaktionsfähige Kunststoffmassen durch Einspritzen, Einstreichen oder Spachteln eingebracht werden, die entweder vor Einbringen des Schaumstoffes im Kalt- oder Warmverfahren oder während des Schaumprozesses durch die Reaktionstemperatur des Polyurethanschaumes,

die bis 2oo° C betragen kann, zur Aushärtung gebracht werden. Bei dem letzten Verfahren ist eine schnellere Fabrikation von Formteilen möglich, da die Aushärtung der Deckschicht zeitlich mit dem Reaktionsprozeß des Schaumes zusammenfällt und durch geeignete Wahl der Deckschicht- und Schaumstoffrezepturen und gegebenenfalls durch Wärmezufuhr bis etwa 50 bis 6o° C innerhalb von 15 bis 5 Minuten der so erzeugte Formkörper der Form entnommen werden kann.

Die starren Polyurethanschaumstoffe können in der bekannten Weise durch bekannte Verarbeitungsgeräte in flüssigem reaktions- und treibfähigem Zustand in die mit den gegebenenfalls noch reaktionsfähigen Deckschichten vorbehandelten Formen eingegossen werden und zu Raumgewichten zwischen 20 und 400 kg/m³, je nach Verwendungszweck des Formteils, aufgetrieben werden.

Für die Deckschichterzeugung eignen sich erfindungsgemäß besonders Polyesterharze sowie ähnliche als Marcoharze bekannte Kunststoffe, d. h. Polymerisate von mehrfach ungesättigten Polyestern und polymerisierbaren monomeren Vinylverbindungen, die in ihrer Reaktionsfähigkeit durch Wahl von Beschleunigern so eingestellt werden, daß sie vorzugsweise durch die Reaktionstemperatur in den Polyurethanschaumstoffen zur schnellen Erhärtung gebracht werden.

Es ist für derartige Verbundkonstruktionen für hohe Beanspruchungen zur Erhöhung der Tragfähigkeit der durch den starren Schaumstoff gestützten Deckschichten notwendig, die Deckschichten durch Gewebe oder Matten aller Art zu verstärken. Die hohe Isolierfähigkeit des Schaumstoffstützstoffes gegen Kälte, Wärme, Luft- und Körperschall spielt für die nachstehend erwähnten Einsatzgebiete eine ganz hervorragende Rolle.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Leichtstoff-Verbund-Konstruktionen gestattet, wirkliche Leichtkonstruktionen mit hoher Tragfähigkeit zu erzeugen, was für den Fahrzeugbau und für den konstruktiven Ingenieurbau von großer Bedeutung ist.

Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaffen kann der Schaumstoffkern örtlich durch Einlagen aus Schaumstoff mit höherem spezifischem Gewicht oder durch Einlagen aus Holz, Kunststoff oder Metall verstärkt werden. Auch die Deckschichtstärke kann dem Kräftefluß entsprechend verändert werden. Ferner besteht jegliche Freiheit, die Gesamtstärke z. B. von Schalenelementen (Deckschicht zusammen mit Schaumkern) der statischen und dynamischen Beanspruchung entsprechend abzustufen, was in einfacher Weise durch den Formenbau bestimmt werden kann.

Die Verbindung von derartigen Leichtstoff-Verbund-Konstruktionen mit Stahl, Holz, Kunststoff oder mit sich selbst wird vorzugsweise mit Kalt- oder Heißklebern auf Polyurethanbasis durchgeführt. Auch eine mechanische Verbindung der Bauelemente durch Schrauben und Nieten ist gegeben, wenn im Bereich der Verbindungsstellen eine örtliche Verstärkung des Schaumstoffkerns durch Metall, Holz, Kunststoff oder spezifisch schwerere Schaumstoffe und eine Erhöhung der Deckschichtwandstärke vorgesehen ist.

Das Verfahren gemäß Erfindung ist geeignet für die Herstellung ^ypn Bauteilen für den Hausbau und Bauteilenijurjien konstruktiven Ingenieurbau^ ferner fur**^arpsseriebau, JWaggJjn^, Flugzeug-, Schiff- undBootsbau sowie Tür. B ehalter .aller Art, Bauteile der Isolierindustrie und Elektrotechnik. Erwähnt seien folgende Beispiele: Türen, J^enster^ _Wandplatten,..Wandkonstruktion, Deckenkonstruktion, DachstuhUconsTruktion, MÖbelbau, Wasch becken, _Wannen, Mastbau, Karosserieteile und, ganze Karosserien ~fuf "Personen- und Lastkraftwagen (dröhnsichere Bauteile), Waggonschalen; elemente und Waggonembauteile, Rumpf, Flügel, LeitwerkT Landeklappen, Einbauteile des Flugzeugs (beulsteife Leichtkonstruktion), Bauteile des Schiffbaus (ZwisdKnwäjade^Türenus.w· und Bootskörper), Isolierschalen für Kälte und Wärme, Kühlschränke, Kühlmöbel aller Art, Radiogehäuse., und Gehäuse für Fernsehapparate, Sportgeräte, Verpackungs_:

insbesondere Tropenhelme^ " —»--«»

Beispiel

Aus einem Gemisch (20 : 80) aus kalt- oder heißhärtenden Polyesterharzen und Bimskies werden etwa 10 mm starke Platten hergestellt. Diese Platten können zur Erhöhung der statischen Festigkeit mit Eiseneinlagen bewehrt werden. Zwischen zwei derartig vorfabrizierte Platten, die im Kaltverfahren in etwa 60 Minuten ausreagiert sind und im Heißverfahren in wesentlich kürzerer Zeit weiterverarbeitbar sind, wird in einem festzulegenden Abstand ein treib- und reaktionsfähiges Gemisch vorzugsweise für die Erzeugung von Schaumstoffen auf Polyurethanbasis eingetragen. Das treibfähige Gemisch füllt den vorhandenen Hohlraum zwischen den aufgestellten Deckplatten vollkommen aus und verbindet sich intensiv mit den Deckplatten. Das spezifische Gewicht des Schaumstoffkerns wird zweckmäßig zwischen 100 und 200 kg/m³ gewählt, wobei höhere spezifische Gewichte dadurch Vorteile bieten, daß die frei liegende Schaumstofffläche hohe Stoß- und Abriebfestigkeit und geringe Wasseraufnahme zeigt und außerdem ein hohes spezifisches Gewicht des Schaumstoffes eine ausreichende Schubfestigkeit der Gesamtplattenkombination, besonders für die Randzonen des Bauelements, aufweist. Der Abstand der Außendeckplatten aus Polyesterharz— Bims kann den Beanspruchungen der Platten oder evtl. auch schalenförmigen Bauelementen entsprechend vergrößert werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPKÜGHE:

   ι. Verfahren zum Herstellen von tragfähigen Leichtstoff-Verbund-Konstruktionen aus Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß Deckschichten aus Polyesterharz mit Schaumstoffen auf Polyurethanbasis zu Bauelementen aller Art vereinigt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die Aushärtung der Polyesterdeckschichten die beim Schäumen der Polyurethanschaumstoffe auftretende Reaktionswärme benutzt wird.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterdeckschichten durch Gewebe- oder Matteneinlagen verstärkt werden.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Bauelemente untereinander oder mit Metall. Holz oder Kunststoffen vorzugsweise durch Klebstoffe auf Polyurethanbasis oder Klebstoffe auf Polyesterharzbasis erfolgt.

   Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 853 198, 626942; deutsche Patentanmeldung M 11195 X/34ε; französische Patentschrift Nr. 951 768; britische Patentschrift Nr. 588 617.

   © 9568 11.