DE68921218T2 - Bauplatte und verfahren zur herstellung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Sandwichelement, insbesondere ein langgestrecktes Sandwichelement aus Mineralwolle, die einen Kern des Sandwichelementes bildet, mit einer Oberflächenschicht, z.B. aus Metallblech, auf beiden Seiten. Das Sandwichelement besteht aus nebeneinander angeordneten Stäben, deren Faserebene im wesentlichen unter einem rechten Winkel zu derjenigen des Sandwichelementes verläuft, und wobei wenigstens eine Anzahl der Stäbe kürzer als das Sandwichelement ist.
• Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen des Sandwichelementes, wobei die Stäbe aus einer Mineralwollplatte von einer Länge herausgeschnitten werden, die anders als jene des Sandwichelementes ist, um 90º um ihre Längsachsen verdreht und zum Sandwicheleinent zusammengefügt werden.
• Sandwichelemente dieser Art sind bekannt und wurden beispielsweise im Schiffsbau als Isolierwände unterschiedlicher Stärken eingesetzt.
• In gewissem Maße wurden im Schiffsbau Sandwichelemente aus Mineralwolle verwendet. Bisher gab es jedoch keine langen Tragelemente, weder als Decken-, Boden- oder Wandelemente.
• Fertige Sandwichelemente aus Mineralwolle mit senkrecht zur Flächenebene des Elementes ausgerichteten Fasern würden aufgrund ihrer Festigkeitseigenschaften als tragende Dach-, Boden- und Wandelemente verwendbar sein und somit Bauarbeiten wesentlich vereinfachen.
• Aus SE-B-368 949 (= D1) ist es bekannt, ein Sandwichelement herzustellen, das aus Lamellenstreifen gebundener Mineralwolle besteht, wobei die Ebene der Faserorientierung der Lamellen im wesentlichen einen rechten Winkel mit der Hauptfläche der Platte bilden. Insoweit ist die Erfindung ähnlich der Lehre von D1. Die Richtung der Lamellen ist nicht notwendigerweise longitudinal, da Platte 25 sich nicht wesentlich von einer quadratischen Platte unterscheidet. Eine gewisse Erstreckung der Platte kann sowohl in Längsrichtung (= Richtung der Lamellen) als auch in Breitenrichtung vorliegen, jedoch ist keine wesentliche Steigerung einer der beiden Erstreckungen möglich. Um das Längenmaß zu steigern, muß die Höhe der Mineralwollplatte 13 vergrößert werden (siehe Figur 1). Das Vergrößern des Höhenmaßes löst jedoch keine Probleme, sondern das Vergrößern der Platte in senkrechter Richtung verursacht Probleme. Das Vergrößern der Breite der Platte erfordert das Hinzufügen weiterer Platten 13 nebeneinander. Bei einer solchen Platte verlaufen die Lamellenstreifen nicht longitudinal sondern in Querrichtung, und eine Längsplatte, die aus quer verlaufenden Lamellen besteht, hat nicht die für Bauzwecke erforderliche Festigkeit. Ein Fachmann auf diesem Gebiet, der versucht, ein langes Sandwichelement für Bauzwecke zu schaffen (mit einer Länge von 10 m und mehr) mit einem aus Mineralwollamellen aufgebauten Kern erhält aus Dokument D1 keine Anregung bezüglich der Lösung dieses Problemes.
• CH-642 128 (= D2) zeigt eine Isolierplatte mit zwei dünnen Deckplatten 3, 4 und einer starken Isolierschicht zwischen diesen. Derartige Platten werden stirnseitig zusammmengefügt, um eine isolierende Decke eines Daches zu bilden. Die Verbindung wird durch Ausbilden einer der Paßkanten mit einer Ausnehmung versehen, und zwar durch Verlängerung der Deckplatten über die Isolierschicht zwischen den beiden Deckplatten hinaus sowie durch Versehen der anderen Paßkante mit einem Vorsprung, und zwar durch Verdünnen der genannten Kante, so daß die Deckplatten mit der dazwischen befindlichen isolierenden Schicht in die Kante mit der Aussparung eingefügt werden kann.
• Die bekannten longitudinalen Sandwichelemente, wie auch die Verfahren zu deren Herstellung, haben jedoch gewisse Nachteile. Vor allem erfordern sie ein Leimen oder eine Foringebung, um Verbindungsstellen des Kernes des Sandwichelementes von genügender Festigkeit zu schaffen.
• Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, longitudinale Sandwichelemente zu schaffen, die als Kern von tragenden Sandwichelementen für Dach-, Fußboden- und Wandkonstruktionen verwendbar sind, wie auch ein Verfahren zum Herstellen derartiger Sandwichelemente.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 bzw. Anspruch 6 gelöst.
• Die als Ausgangsmaterial verwendete Mineralwollmatte besteht aus einer mit einem Binder verfestigten Mineralwolle, beispielsweise einer Steinwolle oder Glaswolle, aufgebaut aus im wesentlichen ebenen, parallelen Schichten, bestehend aus Glasfasern, die mehr oder weniger willkürlich gestreut sind. Durch Verdrehen der aus dieser Matte herausgeschnittenen Lamellenteile erhält man Lamellenstücke mit im wesentlichen vertikal ausgerichteten Faserebenen, was tauglich ist bezüglich der Widerstandsanforderungen des Sandwichelementes bei Verwendung als Bauelement. Diese Faserorientierung, welche es erlaubt, daß zwischen den Seitenflächen der Platte Scherkräfte übertragen werden, ermöglicht die Anwendung sehr langer Platten in der Größenordnung von 9-10 m für Bauzwecke.
• Die Herstellung von Lamellenstreifen oder einer Lamellenmatte dieser Länge mittels herkömmlicher Verfahren ist schwierig und würde komplizierte Transportmechanismen erfordern. Bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist keine komplizierte Ausrüstung notwendig, und der Raumbedarf kann als bescheiden betrachtet werden.
• Geht man bei der Herstellung der genannten langen Elemente von kürzeren Mineralwollplatten oder Rippen aus, d.h. der Sandwichelemente, sowie durch Schneiden von Lamellenstücken aus diesen heraus, die mit anderen Lamellenstücken zu "longitudinalen Lamellenstreifen" zusammengefügt werden, sowie durch Zurechtschneiden von Lamellen der gewünschten Länge, d.h. der Länge des Sandwichelementes aus diesen langen Lamellenstreifen, so wird ein Verfahren erzielt, das sich leicht durchführen läßt und zu einem Sandwichelement der gewünschten Länge führt.
• Aufgrund der Tatsache, daß die langen Lamellenstreifen, die aus kürzeren Lamellenstücken zusammengefügt sind, auf geeignete Weise miteinander verbunden werden, wie durch Komprimieren, was zu einem gegenseitigen Verriegeln der Fasern führt, durch Kleben, durch Verriegeln der Stirnflächen mittels einer gezinkten Verbindungsverriegelung usw., hat das Sandwichelement bei Befestigung an den Oberflächenschichten die Widerstandsfähigkeit einer kompletten Mineralwolle ohne den schwächenden Einfluß der Verbindungsstellen zwischen den Lamellenstreifen.
• Die verschiedenen Herstellungsschritte sind einfach und lassen sich auf unterschiedliche Weise durchführen. Eine bevorzugte Ausführungsform des Sandwichelementes gemäß der Erfindung sowie seiner Herstellung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden:
• Figur 1 zeigt in perspektivischer Ansicht den Lamellenplattenkern eines Sandwichelementes.
• Figur 2a zeigt ein einzelnes Lamellenstück in perspektivischer Darstellung in größerem Maßstab.
• Figur 2b zeigt ein einzelnes Lamellenstück mit einer Verbindung, als Kern an den Oberflächenschichten des Sandwichelementes gemäß der Erfindung zu befestigen.
• Figur 2c zeigt ein einzelnes Lamellenstück mit einer Verbindung als eine von den vorausgegangenen Figuren verschiedener Ausführungsform.
• Figur 3 zeigt einen Lamellenstreifen mit einer gezinkten Verbindung.
• Figur 4 zeigt eine vergrößerte Einzelheit einer durch Komprimieren erzeugten Verbindung.
• Figur 5 veranschaulicht eine Herstellungsart eines Sandwichelementes im Fließschema.
• Figur 6 zeigt eine weitere Herstellungsart des Sandwichelementes im Fließschema.
• Entsprechende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
• Figur 1 zeigt einen Sandwichelementkern, bestehend aus sieben Lamellenstreifen, deren jeder aus zwei zusammengefügten Lamellenstücken 2 besteht. Die Verbindung ist mit 3 bezeichnet. Figur 2a zeigt einen verbindungslosen Lamellenstreifen, wobei die Faserebenen, die durch die verteilten Fasern gebildet werden, mit dünnen Linien angedeutet sind. Die Verbindung 3a in Figur 2b ist eine geneigte Verbindung, bei welcher die Stirnflächen mit der Achse des Lamellenstreifens keinen rechten Winkel bilden, jedoch mit den Seitenebenen des Lamellenstreifens. Verbindung 3b in Figur 2c ist ebenfalls eine geneigte Verbindung, wobei die Stirnflächen keinen rechten Winkel mit der Achse des Lamellenstreifens, wohl aber mit dessen Seitenfläche bilden.
• Figur 3 zeigt einen Lamellenstreifen mit einer gezinkten Verbindung, und Figur 4 zeigt eine Vergrößerung einer Verbindung, die durch Zusammendrücken der Stirnflächen erzeugt wurde. In den Figuren 3 und 4 verlaufen die Stirnflächen senkrecht zur Achse des Lamellenstreifens. Verbindung 3d in Figur 4 veranschaulicht, wie die Fasern in jeder Stirnfläche in die gegenüberliegende Stirnfläche eindringen.
• Figur 5 zeigt eine Ausführungsform der Herstellung einer Lamellenplatte gemäß der Erfindung. Verfahrensschritt 1a veranschaulicht das Zuführen von Mineralwollplatten durch oszillierende Abgabe, und zwar jeweils einer Platte. Aufgrund des Pendel-Zuführens der dünnen primären Faserrippe wird die Mineralwollmatte aus parallelen fibrösen Ebenen aufgebaut, die aufeinanderliegen, wobei die Fasern im wesentlichen zufällig ausgerichtet sind.
• Eine mögliche mechanische Behandlung der Stirnflächen und eine mögliche Leimaufbringung wird unmittelbar vor oder nach dem Verdrehen durchgeführt, und zwar in Verfahrensschritt IIIa. Das Schleifen der künftigen Seitenflächen der Streifen wird am besten bei diesem Schritt durchgeführt. Schritt IVa bezieht sich auf das Zuführen eines Streifens in seiner Längsrichtung gegen den vorausgegangenen Streifen hin, wobei die Enden einander zugewandt und ausgerichtet werden. Der erste Streifen befindet sich mit einer Kante auf der Höhe jener Stelle in Kontakt, an welcher die Streifen zu einem Sandwichelement zusammengefügt werden. Verfahrensschritt 5a veranschaulicht das Zusammenfügen der Stirnflächen der Streifen, wobei ein Streifen gegen den vorausgegangenen Streifen angepreßt und die Stirnflächen bei VIa aneinander fixiert werden. Bei Verfahrensschritt VIIa wird das Frontende des Längsstreifens abgeschnitten, so daß eine Länge entsteht, die gleich derjenigen des Sandwichelementes ist, worauf der abgeschnittene Streifen seitlich zur Sammelstelle VIIIa verschoben und von dort weiterhin zur Stellen IXa verbracht wird, wo das Sandwichelement geformt und seitlich zusammengedrückt wird. Synchron mit dem Zuführen der Oberflächenschicht wird der fertige Laminatkern bei Verfahrensschritt X jener Stelle zugeführt, wo die eine Oberflächenschicht und anschließend die zweite Oberflächenschicht aufgebracht werden. Schließlich wird das Sandwicheleinent einer Wärme- und Druckbehandlung zwecks abschließenden Trocknens und Reifens unterworfen.
• Figur 6 zeigt eine weitere Herstellungsart eines Sandwichelementes gemäß der Erfindung. Die Schritt IVb-VIb sind in der Wirklichkeit ausgerichtet auf die Verfahrensschritte Ib-IIIb. Mangels Raum auf dem Papier wurde die Figur in Längsrichtung geteilt.
• Verfahrensschritt Ib veranschaulicht das Eingeben von Materialtafeln, eine zu einem Zeitpunkt. Das Herstellen wird in Längsrichtung der Materialtafel kontinuierlich durchgeführt. Die Materialtafel wird zugeführt und bei Verfahrensschritt IIb in die gewünschte Anzahl von Streifen in Längsrichtung geschnitten. Die künftigen Seitenflächen der Streifen werden hierbei einer mechanischen Behandlung, normalerweise einem Schleifen unterzogen. Die geschnittene Materialtafel wird zugeführt, und die Streifen werden um 90º um ihre Längsachse in Verfahrensschritt III verdreht.
• Hier findet eine mögliche mechanische Bearbeitung der Enden der Streifen und/oder des Leimauftrages statt.
• Die verdrehten Streifen werden gegen den vorausgegangenen Strom von Streifen in Verfahrensschritt IVb verschoben, während die Streifen gegenseitig phasenverschoben werden, um die Verbindungsstellen in Längsrichtung des Sandwichelementes vorzubereiten. Beim Vorwärtsschieben der Streifen wird in Längsrichtung der Platte ein Druck ausgeübt, um die Enden der Streifen aneinander anzudrücken und sie gut miteinander zu verbinden. Bei Verfahrensschritt IV wird das Sandwichelement, das aus Längsstreifen besteht, auf die gewünschte Länge geschnitten. Bei Verfahrensschritt VIb wird das Sandwichelement mit den Endabmessungen jener Stelle zugeführt, an welcher die Oberflächenschichten unter seitlichem Druck aufgebracht werden, eine nach der anderen. Die Oberflächenschichten bestehen üblicherweise aus dünnem Metallblech, können jedoch auch Bauplatten, wie Mineritplatten, sein, oder Formbetonschichten. Schließlich wird das so erhaltene Sandwichelement einem Trocknen und Reifen unterworfen.
• Die Herstellungsverfahren des oben beschriebenen Sandwichelementes sind lediglich zwei bevorzugte Ausführungsformen. Abgesehen von diesen gibt es jedoch alternative Verfahren zum Herstellen der Platte.
• Wichtig bei allen von ihnen ist, daß das Ausgangsmaterial eine Mineralwollplatte von einer Länge ist, die sich von jener des Sandwichelementes unterscheidet, normalerweise eine wesentlich kürzere Mineralwollplatte, aus welcher Streifen ausgeschnitten, verdreht und in Längsrichtung verbunden und zum Sandwichelement zusammengefügt werden.

Claims (10)

1. Longitudinales Sandwichelement, umfassend einen Kern (1) aus longitudinalen Lamellenstreifen (4) aus binder-fixierter Mineralwolle sowie eine Oberflächenschicht, beispielsweise ein Metallblech, das auf beide Seiten des Kernes aufgebracht wird, wobei sich die Lamellenstreifen (4) nebeneinander in Längsrichtung der Platte erstrecken, wobei die Mineralwollfasern in parallelen Ebenen verteilt sind, die im wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche der Platte verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Lamellenstreifen aus zwei oder mehreren Lamellenstücken (2) zusammengesetzt sind, die in Längsrichtung miteinander verbunden sind, daß die Stirnflächen der miteinander verbundenen Lamellenstücke in Längsrichtung relativ zu den Stirnflächen der benachbarten Lamellenstücke verschoben sind, und daß die Stirnflächen der miteinander verbundenen Lamellenstücke (2) zusammengepaßt und -gepreßt werden, so daß eine Grenzschicht (3d) gebildet wird, uinfassend aus beiden Stirnflächen kommende durchmischte Fasern.

2. Sandwichelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen in Bezug auf die Hauptflächen und/oder in Bezug auf die Längsseiten des Sandwichelementes (1) geneigt sind.

3. Sandwichelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen zu den Hauptflächen und den Längsseiten des Sandwichelementes senkrecht verlaufen.

4. Sandwicheleiient nach einei der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander passenden Stirnflächen derart behandelt werden, daß sie eine verzinkte Verbindung (3c) ergeben.

5. Sandwichelement nach einel der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen iiteinander verleimt werden.

6. Verfahren zum Herstellen eines Sandwichelejentes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Laitellenstücke aus einer Mineralwolliatte herausgeschnitten, um 90º um ihre Längsachse verdreht und iit den Enden sowie nebeneinander liegend zu einer Lamellenplatte zusaiiiengefügt werden, wobei Oberflächenschichten an den beiden Hauptseitenflächen der Lamellenplatte befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Lamellenstücke, die in Längsrichtung miteinander zu verbinden sind, derart gestaltet werden, daß sie zueinander passen, daß die Lamellenstücke (2) um 90º um ihre Längsachsen verdreht und in Gruppen von nebeneinander angeordneten Stücken zusammengefügt werden, daß die einzelnen Lamellenstücke einer solchen Gruppe in Längsrichtung in Bezug auf die benachbarten Lamellenstücke in der Gruppe verschoben werden, und daß die Führungs-Stirnfläcnen der verschobenen Lamellenstücke unter Druck mit den entsprechend versetzten End-Stirnflächen einer vorausgegangenen Gruppe von Lamellenstücken verbunden werden, wobei die vorausgegangenen Schritte so lange wiederholt werden, bis eine Anordnung von Lamellenstreifen (4) aufgebaut ist, aus welcher Plattenlängen ausgeschnitten werden, worauf eine Oberflächenschicht mittels eines Klebstoffs auf beiden Seiten der Plattenlänge der Anordnung von Lamellenstreifen befestigt wird, während die Plattenlänge unter seitlichem und Längsdruck gehalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Lamellenstücke (2), die in Längsrichtung miteinander zusammenzufügen sind, geschliffen und/oder derart gestaltet werden, daß sie in Bezug auf die Hauptflächen und/oder in Bezug auf die Längsseitenflächen des zu bildenden Sandwichelementes geneigt sind.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der Lamellenstücke geschliffen oder anderweitig für ein genaues Zusammenpassen nebeneinander hergerichtet werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenstücke durch Zusammenpressen der Stirnflächen bei einem Druck miteinander verbunden werden, der 100 Pa übersteigt, am besten bei 500 Pa liegt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verbinden auf die Stirnflächen Leim aufgebracht wird.