DE1704642B2 - Hochbeanspruchbarer schaumstoffkoerper - Google Patents

Hochbeanspruchbarer schaumstoffkoerper

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DE1704642B2
DE1704642B2 DE19671704642 DE1704642A DE1704642B2 DE 1704642 B2 DE1704642 B2 DE 1704642B2 DE 19671704642 DE19671704642 DE 19671704642 DE 1704642 A DE1704642 A DE 1704642A DE 1704642 B2 DE1704642 B2 DE 1704642B2
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Description

Es wurde nun ein Schaumstoffkörper gefunden, der unter fertigungstechnisch günstigen Bedingungen herstellbar ist und gleichzeitig höchste statische und dynamische Festigkeitswerte aufweist.
Die Erfindung soll also die aufwendige Vorferti- S gung von Deckschichten überflüssig machen, bzw, in Kombination mit Deckschichten durch optimal gestaltete Sandwich-Stützkerne noch bessere Festigkeitseigenschaften für hochbeanspruchbare Sandwichkonstruktionen aufweisen.
Dieser Schaumstoffkörper gemäß der Erfindung besitzt eine spezielle Randzonenverstärkungseinlage, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Vielzahl von Fasern des Fasergebildes durch die Armieningsmatte hindurchreichen und sowohl im Schaumkern als auch in der Deckschicht verankert sind.
Gemäß dieser Erfindung kann auf die Verwendung einer vorgeformten Deckschicht verzichtet werden, bzw. in Kombination mit hochfesten Deckschichten können auch sehr hochbeanspruchb^e Sandwichkonstruktionen hergestellt werden.
Während bei den bisher bekannten Schaumstoffkörpern die Faservliese in einem zweiten Arbeitsgang auf die Armierungsmatten aufgeklebt wurden, geht die Erfindung davon aus, die Fasern der Wirrfasergebilde unmittelbar zur Kräfteübertragung heranzuziehen, indem sie fest mit der Armierungsmatte, z. B. Gewebe, verbunden sind.
Bei Verwendung einer einzigen Armierungsmatte (z. B. Gewebe) mit einem einzigen Fasergebilde wählt man vorzugsweise als Fasergebilde ein räumliches, langfaseriges Wirrvlies, das einerseits mit dem Gewebe sorgfältig verbunden und andererseits mit seinen freien Faserenden weit in den Schaumkern hineinreicht, um so das gesamte Armierungssystem im Schaumkern zu verankern. Es hat sich gezeigt, daß bei gewichtsgleichen Bauteilen mit einer solchen Randzonenverstärkungseinlage in Verbund mit dem Schaumkern hochbeanspruchbare Schaumstoffkörper mit mindestens einer ebenso hohen Festigkeit erzielt werden können wie für eine konventionell hergestellte Sandwichkonstruktion, bestehend aus hochfesten vorgefertigten Deckschichten und Schaumstoff-Stützkernen, hergestellt in der bekannten Füllbauweise.
Im Rahmen der Erfindung ist unter »Deckschicht« im weiteren Sinne eine Deckschicht aus Metall, glasfaserverstärktem Kunststoff oder ein Prepreg zu verstehen. Im engeren Sinne besteht die Deckschicht aus einem elastischen Bindervorstrich, sogenanntem gel coat, vorzugsweise auf Polyurethanbasis, mit dem die vorher mit einem Trennmittel eingestrichene Innenwandung der Schäumform beschichtet wird. Dieser Bindevorstrich dient sowohl als Oberflächenschutz als auch zum Aufkleben des Armierungssystems und soll so dick sein, daß keine Fasern der Armierungsmatte nach außen durch ragen, um Oberflächenkorrosion durch Kapillarwirkung zu verhindern.
Neben Schaumstoff aus Polyurethan kann der Schaumkern in an sich bekannter Weise auch aus ungesättigten Polyesterharzen, Epoxidharzen, Phenolformaldehydhaf/: oder deren Kombination sowie auf Basis von treibmittelhaltigem Polyamid durch anionische Polymerisation oder andere durch Kondensatiofi oder Polymerisation erzeugbare, aus flüssigem Zustand auftreibende schäumfähige Reaktionseemische ecwonnen werden.
Als Fasergebilde finden vornehmlich räumliche Wirrfaservliese Anwendung, ober auch Kräuselkreppgewebe, und sogar lockere faserige Gewebe.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Armierungsmatten mit mehreren Fasergebilden abwechselnd übereinander angeordnet. Dabei sind die Fasern der Fasergebilde mindestens mit den beiden benachbarten Armierungsmatten fest verbunden.
Mit einer derartigen Konstruktion der Randzonenverstärkungseinlage wird vergleichsweise ein räumliches Fachwerk hergestellt, das nach dem Schäumprozeß durch Schaumstoff ausgefüllt ist und entsprechende Festigkeitseigenschaften aufweist. Gleichzeitig mit der Konstruktion dieser Verstärkungseinlage wird durch entsprechende Wahl der Fasergebilde in bezug auf deren Flächengewicht, Dicke, Faserstärke, Faserdi.'hte und Wirrgrad die Dichte des sich bildenden tichaumstofts innerhalb des jeweiligen Fasergebildes festgelegt. Durch diese Doppelaufgabe der Verstärkungseinlage ist es also dem Konstrukteur in die Hand gegeben, dem Schaumkern in seiner Randzone eine gewünschte Dichte zu verleihen, die zu der gewünschten Festigkeit der Gesamtkonstruktion beiträgt, wobei gleichzeitig zur Übertragung und Aufnahme der Querkräfte zwischen den verschiedenen Armierungsmatten auch die Fasern der räumlichen Fasergebilde mit herangezogen werden.
Entsprechend den vielfältigen Wahlmöglichkeiten an Armierungsmatten und Fasergebilden ist der Schaumstoffkörper auch in den vielseitigsten Formen ausführbar. Im allgemeinen ist ein Dichteabfall des Schaumstoffes von der Randzone zum Kerninneren erwünscht, wobei der Abbau der Dichte in den verschiedenen Fasergebildelagen annäherungsweise kontinuierlich erfolgt. Aus konstruktiven Gründen kann aber auch jeder andere Dichteverlauf gewählt werden. Zum einen sind die Fasern für die Fasergebilde hinsichtlich ihrer Festigkeit frei wählbar und zum anderen können die Fasern in gewünschter Stärke verwendet werden, um die Schaumdichte zu beeinflussen. In erster Näherung steigt die Schaumdichte mit zunehmendem Flächengewicht und wachsender Dicke der Fasergebilde sowie fallender Titerzahl der Fasern an. Einen weiteren wesentlichen Faktor für die Schaumdichte bildet der Schäumdruck, der während des Ausschäumens innerhalb der Form herrscht. Er braucht mit der bekannten Schäummethode dabei .licht die Schaumdichte über den gesamten Schaumstoffkörperc|uerschnitt zu erhöhen. Selbstverständlich ist die Dichte auch von der chemischen Seit·; her durch entsprechende Rezepturvariation des Reaktionsgemisches beeinflußbar, ohne daß das Gesamtgewicht des Schaumstoffkörpers verändert wird. Alles zusammengenommen — Schäummethode, Rezepturwahl und die Wahl der Fasergebilde und die feste Verbindung ihrer Fasern mit den Armierungsmatten — gestattet also dem Konstrukteur eine entsprechende Einflußnahme auf die Dichteverteiluiig im Schaumstoffkorper.
Ein solcher Schaumstoffkörper kann beispielsweise so aufgebaut sein, daß der Schaumstoff von dem ersten Fasergebilde zur Kernmitte hin einen annähernd kontinuierlichen Dichteabfall von z. B, 1,1 auf 0,02 g/cm3 aufweist. Ein derartig hoher Dichteabfall war bei den bekannten Schaumstoffkörpem nicht erreicht worden. In dem ersten Fasergebilde,
also zwischen der ersten und zweiten Armierungs- im Bedarfsfall und wenn es die Bauteildicke zuläßt matte, fällt die Schaumstoffdichte von 1,1 auf 0,6 10 bis 30 mm und länger sind und ein Flächeng/cm3 ab, im zweiten Fasergebilde von 0,6 auf gewicht von mehr als 250 g/m2 besitzen. 0,1 g/cm3 und von der innersten Armierungsmatte Das Innere der Schäumform kann ganz oder teilzum Kerninnern hin von 0,1 auf 0,02 g/cm3. Hier- 5 weise mit sehr voluminösen, nur durch Kräuselung bei ist die dem Kerninnern zugewandte Seite der in sich fixierten gut durchschäumbaren Wirrvliesen, innersten Armierungsmatte mit einem räumlichen die Dicken von 20 bis 30 mm haben können, aus-Wirrfaservlies bewehrt, das aus dem Treibvorgang gefüllt sein, wobei beim Schließen der Form die voludes Reaktionsgemisches Widerstand leistenden Fa- minösen Vliese durch Zusammendrücken unter eine sersystemen aus verknäuelten oder gekräuselten, sehr io gewisse Vorspannung gebracht werden und sich daoffenen und somit gut durchschäumbaren Wirrfaser- durch in der vorgelegten Verstärkungseinlage vervliesen aus natürlichen oder synthetischen monofilen zahnen, so daß sie beim Ausschäumungsprozeß nicht Fäden etwa mit einem Durchmesser von 0,1 bis aus der vorgesehenen Position verdrängt werden 0,3 mm und einer Länge von 10 bis 30 mm und können. Sobhe zusätzlichen Kernarmierungen aus länger besteht. 15 grobtitrigen Wirrvtiesen erhöhen die Schubfestigkeit
Auf diese Weise entsteht eine in der Dichte ideal des Kern-Inneren und damit die Steifigkeit der Geabgestufte Schaumstoffkonstruktion, die vergleich- samtkonstruktion. bar ist beispielsweise mit dem natürlichen Aufbau R . . . eines Holunderstammes oder eines Knochens. Der e 1 s ρ 1 e Effekt der sich selbst erzeugenden unterschiedlichen «0 Es wurde bei der Prüfung eines Schaumstoffkör-Dichte beruht auf der Tatsache, daß das in die Faser- pers gemäß der Erfindung gefunden, daß er bei gleigebilde eindringende Reaktionsgemisch durch die chem Gesamtgewicht wie eine Sandwich-Konstruk-Fasern kollabiert, d. h. die Schaumstoffbildung wird tion, die aus im Preßverfahren oder Handauflegeverzögert. Das im freien Innenraum ungehindert auf- verfahren hergestellten Deckschichten aus glasfaserschäumende Reaktionsgemisch drückt noch weitere »5 verstärktem Kunststoff, z.B. Epoxidharz mit einer flüssige Anteile in die Fasergebilde hinein. Da der Dichte von 1.6 g/cm* und einer Dicke von 2 mm, freie Innenraum inzwischen durch ungehindert ab- mit einer aufgeklebten Glasfaserarmierungsmatte mit laufende Reaktionen unter einem Überdruck steht, Tiefenverankerurigsvlies von 450 g/cm2 und einem steht dieser noch flüssige sahnige Schaum dem in Schaumstoffstützkern auf Polyurethan-Basis mit den Fasergebilden verzögert aufschäumenden Reak- 30 einem Raumgewicht von 90 kg/m* in konventiotionsgemisch absperrend entgegen und verdichtet neuer Weise im Ausschäumungsverfahren in Füllden vom Fasergebilde »geschluckten« Reaktions- bauweise hergestellt wurde, die gleiche Torsionsgemischanteil deshalb höher. Dabei ist die in der steifigkeit besitzt, ab wenn in einen Formenverstrich Schäumform im Bereich des Fasergebildes noch an- von 0.5 mm Dicke aus Epoxidharz eine Verstärwesende verdichtete Luft und das dort auch frei- 35 kungseinlage bestehend von außen nach innen aus zwei werdende Zellgas ebenfalls von Einfluß, da Rand- Lagen Glasgewebe mit je 900 g/m2 Gewicht und 2 Lazonen-Luft und Zellgas unter dem Überdruck des gen Acrylfaservlies mit je 100 g/m* (abwechselnd Schaumstoffkörper-Innern in das ungehindert rea- geschichtet) eingerollt wird, wobei das innere Acrylgierende Schaumkern-Innere transportiert werden Faservlies vor dem Ausschäumen aufgebürstet wurde und zu einer zusätzlichen Erhöhung des aktiv wir- 40 und die so ausgerüstete Form mit einer dem Gesamtkenden Kern-Schäumdruckes herangezogen werden gewicht der Vergleichskonstruktion entsprechenden können. Polyuretharj-Reaktionsgemischmenge ausgeschäumt
Das dem Schaumstoffkörperinneren am nächsten wird. Die summarische Dichte der im Schäumdruckgelegene Fasergebilde besteht in vorteilhafter Weise verfahren bei dreifacher Verdichtung erzeugten araus einem räumlichen, langfaserigen Wirrfaservlies, 45 mierten äußeren Schaumstoffschale des Schaumstoffdas mit der Armierungsmatte fest verbunden ist. Die körpers betrug 0,8 g/cms und zeigte über ihre Dicke Fasern sollen möglichst lang sein, um eine Ver- von etwa 5 mm eine kontinuierliche DicmVibnahme ankerung der Armierungsmatte bis tief im Schaum- von 1,1 g/cms auf 0,6 g/cm*. Im Bereich des Verkern zu gewährleisten. Diese Wirrfaservliese, z. B. ankerungsvlieses wurde ein Dichteabfall von 0,6 aul aus feintitrigen Acrylfasern, werden nach dem Auf- 50 0,1 bei einer Dicke der Tiefenverankerungszone vor legen und Ausrollen der Randzonenverstärkungs- 5 bis 10 mm ermittelt. Das Kerninnere hatte eir einlage bzw. vor dem Ausschäumen der Form auf- Raumgewicht von 0,06 g/cm*, gebürstet, so daß die Fasern mindestens 10 bis 20 mm Der Vergleich der Produktionsstunden für di( wollig in den auszuschäumenden Raum hineinragen. konventioneil hergestellte Sandwich-Kunststoff-Kon Mit dieser Nachbehandlung konnte im dynamischen 55 struktion und für den Schaumstoffkörper gemäß de Versuch nachgewiesen werden, daß bei Wechsel- Erfindung lag bei 5:1, wodurch die Bedeutung de biegebeanspruchung des Schaumstoffkörpers in kei- Erfindung für die Massenproduktion von hochbean nem Fall Druckbrüche der tragenden Schalen infolge spruchten Kunststoffkörpern, wie beispielsweise frühzeitigen Ausknickens, sondern nur Zugbrüche Fahrzeugkarosserien, sichtbar wird. Es ist ferne eintraten. Die hervorragende Tiefenverankerung, 60 bedeutsam, daß für die Produktion von in der Rand ζ. B. durch vor dem Ausschäumen aufgebürstete Ver- zone faserarmierten hochbeanspruchbaren Schaum ankenmgsvliese, gestattet es also, den Schaumstoff- stoff-Konstruktionen nunmehr nur das treibfahig körper Wr auf die Zigfestigkeit der armierten Reaktionsgemisch z. B. auf Polyurethan-Basis aller Außenschale hin zu dimensionieren. als »aktives« Produktionsmittel die Erzeugung d« Der Effekt der Tiefenverankenmg kann ferner 65 tragenden armierten Außenschale und die Erzev dadurch optimiert werden, daß das Verankerungs- gung des die tragende Schale stützenden Schaum vlies nicht aus feintitrigen Fasern, sondern ans grob- kernes übernimmt. titri>en Fasern, z. B. auf Polyamid-Basis besteht, die Es ist ferner bedeutsam, daß der zugehörige Ba
von Schäumformstützvorrichtungen, die im Bedarfsfall und je nach Art und Größe des Baukörpers für einen Schaumdruck bis zu 15 atü bemessen werden müssen, in einfacher Weise durch Abnahme von dünnen Formschalen, z. B. aus Polyurethan, Epoxidharz, Polyesterharz oder Metall, von einem Baukörper-Modell erfolgen kann und diese in sich instabilen Konturschalen z. B. durch eine stabile, massive, kontur ierte Stahlbetonfortn gestützt werden können.
Der Sehaumstoffkörper gemäß der Erfindung mit hoher Tragfähigkeit kann sinngemäß auch für die Erzeugung von SandwiGh-Stützkernen für sehr große Baukonstruktionen des Bauwesens oder Fahrzeugbaues benutzt werden, wenn aus Gründen der Bauteilsteifigkeit sehr hochwertige und dicke Sandwich-Deckschichten z.B. aus 2 bis 5mm Suhl- oder Leichtmetall-Blechen oder aus 10 mm dicken glasfaserverstärkten Kunststoffplatten großflächig gegen örtliches Beulen stabilisiert werden sollen. Die Knitterspannung von dickwandigeren Blechen über 2 mm Dicke, wie sie z. B. für große Bauteile wie Binder, Wände, Schalen des konstruktiven Ingenieurbaues infolge der sehr wirtschaftlichen Fertigungstechnik als Deckschichten für Sandwich-Konstruktionen angestrebt werden, kann durch die hochwertigen Stützkerne gemäß der Erfindung bis zur Materialfestigkeit gezüchtet werden.
Der Sehaumstoffkörper kann ferner für durch Biegung und Torsion sehr hochbeanspruchte Querschnitte oder Anschluß-Zonen örtlich durch zusätzlich angeordnete hochfeste Deckschichten verstärkt sein, so daß bezogen auf den ganzen Baukörper eine Kombination aus einer reinen Schaumstoff-Konstruktion und einer Sandwich-Konstruktion vorliegt.
Der Sehaumstoffkörper gemäß der Erfindung findet Anwendung als Fahrzeugkörper, wie Autokarosserien, Flugzeugzellen, Schiffs- und Bootskörper.
Die feste Verbindung der Armienmgsmatten mit den Fasergebilden erfolgt vorzugsweise durch Vernadeln. Hierzu werden Armierungsmatten und Fasergebilde übereinandergelegt und mittels einer Nadelungsmaschine die Faserenden der Fasergebilde in
S die Armierungsmatte hineingearbeitet, wo sie sich verankern. Bei mehrlagigen Verstärkungseinlagen können die Faserenden bei genügender Länge auch durch mehrere Armierungsmatten und Fasergebilde hindurchgezogen werden. Dies ergibt eine besonders
to hohe Beanspruchbarkeit.
Die Armierungsmatte kann eingewebte Fasern enthalten. Diese können dabei aus Fremdfasern bestehen oder aus Enden langer Fasern des Materials der Armierungsmatte.
is Durch die Verwendung von elektrostatisch beflockten grobmaschigen Armierungsmatten kann die Verzahnung mit den Fasergebilden optimiert werden. An Hand der Zeichnung wird der Aufbau des in mehreren Ausführungsbeispielen im Querschnitt dargestellten Schaumstoffkörpers näher erläutert
In F i g. 1 ist auf die aus einem Bindervorstrieh bestehende Deckschicht i die gesamte Randzonenverstärkungseinlage 2 aufgeklebt. Sie besteht aus der Armierungsmatte 3, mit der die Fasern 4 des Fasergebildes 5 fest verbunden sind. Mit 6 ist der Schaumkern bezeichnet.
In F i g. 2 besteht die Randzonenverstärkungseinlage2 aus mehreren Lagen von Armierungsmatten 3 und Fasergebilden 5, deren Fasern 4 mit dea benachbarten Armierungsmatten fest verbunden sind.
In F i g. 3 ist in die Bindervorstrichdeckschicht 1
eine Randzoüenverstärkungseinlage 2 eingedrückt,
deren Armierungsmatte 3 mit einem langfaserigen
räumlichen Verankerungsvlies 7 bewehrt ist, dessen Fasern tief in den Schaumstoffkem 6 hineinreichen, der mit einem Whrfaservlies 8 armiert ist Das Wirrfaservlies 8 ist von dem Schaumstoff völlig durchdrungen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
209531/5:

Claims (2)

so daß eine faserarmierte Schaumstoffbahn entsteht. Patentansprüche: Diese kontinuierlich gefertigten Bahnen sind jedoch nicht vergleichbar mit allseitig von einer Deckschicht
1. Hochbeanspruchbarer Schaurastoffkörper, umgebenen durch Formverschäumung hergestellten insbesondere aus Polyurethan mit einem Schaum- 5 hochfesten Schaumstoffkörpern.
kern mit einer diesen umgebenden Deckschicht, Außerdem ist ein Hartschaumstoff-Verbundkörper deren Innenseite mit einer faserförmigen, gege- bekannt, der äußere und innere Deckschichten aufbenenfalls aus mehreren Lagen bestehenden und weist. Die äußere Deckschicht besteht dabei aus im wesentlichen in der Randzone des Schaum- Metall, während die innere Deckschicht vorzugskernes angeordneten Verstärkungseinlage ver- io weise aus Polyesterharz besteht, die in das Glasbunden ist, die mindestens aus einer Armierungs- gewebe eingebettet sind. Auf diese innere Deckmatte und einem Fasergebilde besteht, da- schicht ist ein Faservlies aufgeklebt, das vom durch gekennzeichnet, daß eine Viel- Schaumkern durchdrungen ist. Das Einarbeiten der zahl von Fasern (4) des Fasergebildes (5) durch Glasgewebe in die Polyesterharzschicht bedeutet die Armierungsmatte (3) hindurchreichen und so- 15 hohen Fertigungsaufwand. Für die Herstellung komwohl im Schaumkern (6) als auch in der Deck- plizierter Sandwichkörper, wie beispielsweise Kaschicht (1) verankert sind. rosserieteile, ist zur Beschleunigung der Produktion
2. Schauinstoffkörper nach Anspruch 1, da- eine Vorpressung oder Vorformung der Deckschichdurch gekennzeichnet, daß mehrere Armierungs- ten empfehlenswert, sofem diese aus glasfaservermatten (3) mit Fasergebilden (5) abwechselnd 20 stärkten Kunststoffen, Thermoplasten oder Blechen übereinander angeordnet sind. bestehen sollen. Fertigungstechnisch gesehen bedeutet dies aber das zusätzliche Aufbringen von Wirrfasergebilden oder weiteren Armierungsmatten
in einem weiteren Arbeitsgang auf diese vorgepreß-
25 ten Teile. Dieser Aufwand kann aus Wirtschaftlichkeitsgründen nur für Spezialkonstruktionen oder
Die Erfindung bezieht sich auf einen hochbean- Kleinserien Anwendung finden.
spruchbaren Schjumstoffkörper, insbesondere aus Nach einem weiteren vorbekannten Verfahren
Polyurethan mit einem Schaumkern mit einer diesen wird ein gegebenenfalls mit Glasfasern armiertes
umgebenden Deckschicht, deren Innenseite mit einer 30 Vorpolymerisat, ein sogenanntes glasfaserverstärktes
faserförmigen, gegebenenfalls aus mehreren Lagen Kunststoff-Prepreg, das z. B. auf Basis Epoxidharz
bestehenden und im wesentlichen in der Randzone oder auf Basis ungesättigter Polyesterharze herge-
des Schaumkernes angeordneten Verstärkungsein- stellt ist, als Matten in die Form eingelegt. Die
lage verbunden ist, die mindestens aus einer Armie- Schäumtemperatur und der Schäumdruck des ent-
rungsmatte und einem Fasergebilde besteht. 35 stehenden Schaumes bewirken dabei die Endpolyme-
Derartige Schaumstoffkörper finden in den man- risation.
nigfaltigsten Variationen Anwendung im Fahrzeug- Insbesondere bei komplizierten Schaumstoff körbau, Hausbau und unter anderem in der Möbel- pern ist die erfolgreiche Anwendung dieses Verfahindustrie. rens eingeschränkt, da wohl mit der ablaufenden
Es besteht jedoch noch immer die Forderung, 40 Schäumreaktion die Endpolymerisation der Prepregs
hochbeanspruchbare Schaumstoffkörper in ferti- genügend steuerbar ist, die Abführung der zwischen
gungstcchnisch günstiger Weise herstellen zu können. den Prepregs und Formwandung unvermeidbaren
Es sind Schaumstoffkörper als Kernlagen von Luftschicht jedoch nur durch poröse und damit auf-
Sandwichkonstruktionen bekannt, wobei man den wendige Formen möglich ist.
Hohlraum zwischen zwei hochfesten Sandwich-Deck- 45 Nach einem weiteren bekannten Verfahren wird schichten ausschäumt. Diese Verbundkonstruktion die Deckschicht im Handauflege-Laminierverfahren hat den Vorteil, daß die hochfesten Deckschichten hergestellt, indem auf die mit einem Bindemittel bez. B. aus Metall oder glasfaserverstärkten Kunst- schichtete Innenfläche der Schäumform Armierungsstoffen oder Thermoplasten äußerst dünn gehalten matten, vorzugsweise Glasseiden-Gewebe, in tnehtverden können, weil die dazwischenliegende Schaum- 50 rcren Schichten übereinander aufgelegt werden. Mit stofFschicht deren Knicken oder Beulen behindert. einem Pinsel wird in jede Gewebelage Polyester-Es ist auch bereits bekannt, diese hochfesten Deck- oder Epoxidharz von Hand hineingetupft, wobei ichichten auf ihren nach innen gewandten Seiten streng darauf zu achten ist, daß aus den Armierungsvor dem Ausschäumen mit Wirrfasergebilden zu matten jegliche Luft von dem eingetupften Harz belegen, um unmittelbar unterhalb der Deckschich- 55 verdrängt wird. Eine solche manuelle Tätigkeit ist len einen Schaumstofl höherer Dichte als der Dichte natürlich sehr zeitaufwendig und verbietet aus Rendes Schaumkern-Inneren zu erhalten, wodurch dieser tabilitätsgründen eine breite Anwendung. Nach dem inhomogene Schaumkern eine größere Stützfähigkeit Herstellen der Deckschicht müssen auf deren Innenbesitzt, seite noch Wirrfaservliese aufgeklebt werden, um
Sonach ist es also bekannt, bei Sandwichkörpern 60 eine gute Verbindung zum Schaumkern hin und eine in den Zonen direkt unterhalb der dünnen Deck- ausreichende Randzonensteifigkeit zu erzielen,
schichten einen Schaumstoff mit einer Dichte herzu- Alle diese Verfahren werden in der Praxis angesteuert, dessen Dichte bis zum zwanzigfachen der· wendet und sind für einzelne Anwendungsfälle jenigen im Inneren des Stützkerns beträgt, wodurch durchaus geeignet. Eine weitere Verbreitung, insbedie Knitterfestigkeit der Deckschicht erheblich ge- 65 sondere für die Serienfertigung von hochbeanspruchsteigert wird. baren Schaumstoffkörpern blieb diesen vorbekannten
Es ist auch schon bekannt, Faservliese und Faser- Verfahren wegen der fertigungstechnisch unzuläng-
gelege auf einem Ooppetband zu durchschäumen, liehen Durchführbarkeit versagt.
DE19671704642 1967-07-04 1967-07-04 Hochbeanspruchbarer Schaumstoff korper Expired DE1704642C (de)

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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2941949A1 (de) * 1979-10-17 1981-04-30 Metzeler Schaum Gmbh, 8940 Memmingen Kunststoffski und verfahren zu seiner herstellung
DE3436026A1 (de) * 1984-10-01 1986-04-03 Puroll Hartschaum-GmbH, 8029 Sauerlach Parabolreflektor fuer mikrowellen
DE3521828A1 (de) * 1985-06-19 1987-01-02 Pegulan Werke Ag Verfahren zur herstellung von mit faservliesmatten verstaerkten polyurethanschaum-formteilen
DE3712926A1 (de) * 1987-04-16 1988-11-03 Audi Ag Verbund, insbesondere schalttafel fuer kraftfahrzeuge, sowie verfahren zu seiner herstellung
DE4340346A1 (de) * 1993-11-26 1995-06-01 Audi Ag Verwendung und Herstellverfahren für ein Deformationselement im Fahrzeugbau sowie Deformationselement
DE19604571A1 (de) * 1996-02-08 1997-08-14 Giesemann Herbert Formkörper für die Außendämmung von Bauwerken
DE19833337A1 (de) * 1998-07-24 2000-02-17 Brocke Kg I B S Hinterspritzte Kunststofformteile für Säulenverkleidungen von Kraftfahrzeugen
DE19940423A1 (de) * 1999-08-26 2001-04-12 Bauelemente Gmbh F J Linzmeier Dämmplatte sowie Verfahren zu deren Herstellung
DE19960384A1 (de) * 1999-12-15 2001-07-05 Brocke Kg I B S Kunststoffformteile für Säulenverkleidungen von Kraftfahrzeugen
DE10062899A1 (de) * 2000-12-16 2002-06-20 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie Innenverkleidungsteil
DE10112975A1 (de) * 2001-03-17 2002-09-19 Volkswagen Ag Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2941949A1 (de) * 1979-10-17 1981-04-30 Metzeler Schaum Gmbh, 8940 Memmingen Kunststoffski und verfahren zu seiner herstellung
DE3436026A1 (de) * 1984-10-01 1986-04-03 Puroll Hartschaum-GmbH, 8029 Sauerlach Parabolreflektor fuer mikrowellen
DE3521828A1 (de) * 1985-06-19 1987-01-02 Pegulan Werke Ag Verfahren zur herstellung von mit faservliesmatten verstaerkten polyurethanschaum-formteilen
DE3712926A1 (de) * 1987-04-16 1988-11-03 Audi Ag Verbund, insbesondere schalttafel fuer kraftfahrzeuge, sowie verfahren zu seiner herstellung
DE4340346A1 (de) * 1993-11-26 1995-06-01 Audi Ag Verwendung und Herstellverfahren für ein Deformationselement im Fahrzeugbau sowie Deformationselement
DE19604571C2 (de) * 1996-02-08 2000-05-31 Herbert Giesemann Formkörper für die Außendämmung von Bauwerken
DE19604571A1 (de) * 1996-02-08 1997-08-14 Giesemann Herbert Formkörper für die Außendämmung von Bauwerken
DE19833337A1 (de) * 1998-07-24 2000-02-17 Brocke Kg I B S Hinterspritzte Kunststofformteile für Säulenverkleidungen von Kraftfahrzeugen
DE19833337B4 (de) * 1998-07-24 2004-02-19 Ibs Brocke Gmbh & Co. Kg Hinterspritzte Kunststofformteile für Säulenverkleidungen von Kraftfahrzeugen
DE19940423A1 (de) * 1999-08-26 2001-04-12 Bauelemente Gmbh F J Linzmeier Dämmplatte sowie Verfahren zu deren Herstellung
DE19940423C2 (de) * 1999-08-26 2002-01-31 Bauelemente Gmbh F J Linzmeier Dämmplatte sowie Verfahren zu deren Herstellung
DE19960384A1 (de) * 1999-12-15 2001-07-05 Brocke Kg I B S Kunststoffformteile für Säulenverkleidungen von Kraftfahrzeugen
DE19960384B4 (de) * 1999-12-15 2004-02-19 Ibs Brocke Gmbh & Co. Kg Kunststoffformteile für Säulenverkleidungen von Kraftfahrzeugen
DE10062899A1 (de) * 2000-12-16 2002-06-20 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie Innenverkleidungsteil
DE10112975A1 (de) * 2001-03-17 2002-09-19 Volkswagen Ag Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs

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