DE1704642B2 - Hochbeanspruchbarer schaumstoffkoerper - Google Patents
Hochbeanspruchbarer schaumstoffkoerperInfo
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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.
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)
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
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.
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---|---|
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Cited By (11)
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)
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5212227B1 (de) | 1977-04-05 |
AT296622B (de) | 1972-02-25 |
DE1704642A1 (de) | 1972-02-24 |
SE410834B (sv) | 1979-11-12 |
US3591444A (en) | 1971-07-06 |
GB1233910A (de) | 1971-06-03 |
FR1574279A (de) | 1969-07-11 |
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