DE69010947T2 - Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Bootsrümpfen mit Sandwichaufbau. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Es ist bekannt, Kunststoffboote auf diese Art herzustellen. Wenn dieses bekannte Verfahren angewandt wird, bestehen die Matten, die die inneren und äußeren Schichten bilden, aus verschiedenen Typen von Stoffen, normalerweise aus Glasfasergewebe, und die Zwischenschicht der Sandwich-Konstruktion enthält einen zellularen Kunststoff, vorzugsweise einen geschlossenzelligen Kunststoff. Zellularer Kunststoff auf PVC-Basis mit geschlossenen Zellen ist ein besonders zweckdienliches Material in diesem Zusammenhang, da dieses Material eine besonders niedrige Neigung der Wasseraufnahme zeigt, was in denjenigen Fällen eine vorteilhafte Eigenschaft ist, wenn das Boot während der Wintermonate auf Land aufbewahrt wird und niedrigen Temperaturen ausgesetzt wird, bei welchen die Temperatur unter den Gefrierpunkt von Wasser abfällt.
• Das zellulare Kunststoffmaterial, welches verwendet wird, liegt in der Form von Tafeln vor, welche auf einem dünnen Mattenmaterial montiert sind, beispielsweise einem nicht gewebten Stoff und welche teilweise in einem schachbrettartigen Muster von der gegenüberliegenden Seite durchgeschnitten ist, um Schwachpunkte zu bilden, so daß es an den Schwachpunkten gebrochen werden kann. Normalerweise wird es in Quadrate mit einer Seitenlänge von 40 mm geschnitten. Ein derartiges Schneiden der Tafeln in einem Schachbrettmuster, welches im folgenden als "quadratgeschnitten" bezeichnet wird, ermöglicht es, daß die Tafeln gebogen werden können und zu Oberflächen mit einfacher oder doppelter Biegung verformt werden können, wobei diese Biegungen zur Bildung keilförmiger Spalten (bis zu 3 bis 4 mm) zwischen aneinander anliegenden Quadraten führen. Diese Spalten müssen in dem größtmöglichen Maße mit dem Kunststoffmaterial gefüllt werden, auf welchem die quadratgeschnittene Tafel montiert wird. Bei früher bekannten Techniken erfolgte das Füllen der Spalten dadurch, daß handgehaltene Vibrationswalzen über die quadratgeschnittene Tafel geführt wurden, während gewährleistet wurde, daß das Kunststoffmaterial in die Spalten eindringt. Da die Farbe des Kunststoffmaterials sich von der Farbe der quadratgeschnittenen Tafel unterscheidet, kann festgestellt werden, ob oder ob nicht die Spalten vollständig gefüllt wurden. Dieses bekannte Verfahren hat jedoch verschiedene Nachteile. Die damit verbundene Arbeit ist langwierig und dauert beispielsweise drei bis vier Stunden im Falle eines Bootes mit einer Länge von 40 Fuß und da das Härten oder Aushärten der Kunststoffbahn lediglich etwa eine Stunde dauert, ist es notwendig, die quadratgeschnittenen Tafeln in verschiedenen Sektionen zu montieren. Ferner treten Probleme hinsichtlich der Arbeitshygiene auf und zwar einerseits, da die handgehaltenen Vibrationswalzen, welche über die Oberflächen geführt werden, den betreffenden Arbeiter verletzen können ("weiße Finger") und da andererseits die Arbeiter in dichter Nähe zu dem Kunststoffmaterial arbeiten müssen und folglich unvermeidlich schädliche gasförmige Substanzen einatmen (beispielsweise freies Styren). Außerdem ist es schwierig, die Qualität unter dem Gesichtspunkt mechanischer Festigkeit aufrechtzuerhalten. Hinzu kommt, daß sich die Gelcoat-Schicht lösen kann, so daß ein Luftspalt verbleibt, der zu einem verformten Bootsrumpf führt.
• Um die Probleme mechanischer Festigkeit zu erläutern, soll erwähnt werden, daß, wenn eine ungeschnittene durchgehende Tafel von zellularem Kunststoff auf PVC-Basis in relativen Einheiten eine Scherfestigkeit von 100 aufweist, dann eine ähnliche Tafel, bei welcher die vorerwähnten Spalten vollständig ungefüllt sind, eine Scherfestigkeit von lediglich 70 hat, während eine derartige Tafel, bei welcher die genannten Spalten vollständig mit ausgehärtetem Kunststoffmaterial gefüllt sind, eine Scherfestigkeit von 130 aufweisen wird. Es ist folglich zu sehen, daß die Scherfestigkeit des Kunststoffmaterials abrupt ansteigt. Daraus folgt wiederum, daß die Scherfestigkeit einer derartigen Tafel immer noch im Bereich von etwa 70 liegt, wenn die Spalten zu 95 % gefüllt sind und zwar aufgrund der erhaltenen Schwachpunkte. Folglich stellt die Tatsache, daß die mechanische Festigkeit bei Durchführung bekannter Verfahren nicht maximiert werden kann, und daß die Qualität der Arbeit nicht in ausreichendem Maße garantiert werden kann, einen erheblichen Nachteil dar. Es ist bekannt, daß Fehler in dieser Beziehung zu Schiffbruch geführt haben.
• Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbesserung hinsichtlich der oben genannten Punkte zu erzielen, d.h. unter dem Gesichtspunkt der Arbeitshygiene und der mechanischen Festigkeit.
• Dieser und andere Gegenstände der Erfindung werden durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
• Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine nicht einschränkende Ausführungsform, die in den Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt:
• Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Bootsrumpfes während der Herstellung, wobei eine Hälfte des Rumpfes fertiggestellt ist;
• Figur 2 eine schematische Querschnittsansicht in vergrößertem Maßstab, welche die Unterdruckbehandlungsstufe zeigt.
• Da das erfindungsgemäße Verfahren eine Verbesserung der bekannten Technik darstellt, wird das bekannte Verfahren lediglich kurz erläutert.
• Die Herstellung wird mit einer Form 1 bekannter Bauart begonnen, welche die Form des Rumpfes eines Bootes zeigt. Die Innenfläche der Form wird mit einer Schicht Gelcoat belegt, welche aushärten gelassen wird, wonach ein inneres Laminat 4 dichtend gegen die Gelcoatschicht angebracht wird und dann angerieben wird. Dieses Vorgehen ist üblich und muß hier nicht genauer beschrieben werden. Abgestufte Streifen od. dgl., die bei 100 dargestellt sind, bilden Nuten auf der Innenfläche des inneren Laminats. Entsprechend geformte Stücke von zellularem Kunststoff werden in den Nuten mit Hilfe eines Füllermaterials (beispielsweise DIVILETTE) befestigt, und die Nuten werden dann mit dem Füller bedeckt.
• Die Zwischenschicht aus zellularem Kunststoff der Sandwich- Konstruktion kann nun aufgebracht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, daß ein großer Teil des Bootes gleichzeitig hergestellt werden kann, üblicherweise die Hälfte des Bootes. Stücke aus sogenannten quadratgeschnittenen zellularen Kunststofftafeln werden an ihrer Einbaulage angeordnet und die örtliche Festlegung der Kanten der Tafeln wird mit Hilfe eines Filzstiftes markiert. Die zellularen Kunststofftafeln werden dann abgehoben und die markierte Fläche wird mit einem Füller (beispielsweise DIVILETTE) mit Hilfe von Zahnspachteln überzogen, um dadurch eine gleichmäßige Dicke des Füllers zu erreichen. Die Dicke der Füllerschicht wird an den Radius der Wölbung angepaßt - eine größere Menge des Füllers ist erforderlich, um die Spalten in Flächenbereichen stärkerer Wölbung zu füllen.
• Das sogenannte quadratgeschnittene Material wird in Form geschnittener Quadrate mit einer Kantenlänge von beispielsweise 40 mm montiert auf einem Stoff 6' angeliefert. Das Material wird nun auf der zuvor aufgebrachten Schicht aus warmhärtendem Kunststoff aufgebracht. Erfindungsgemäß werden diese Schritte bevorzugt bei einer Hälfte des Bootes gleichzeitig durchgeführt.
• Ein Abstandhalterteil 8 wird nun auf dem quadratgeschnitte nen Material 6 angeordnet. Der Abstandhalterteil kann aus einem Polyäthylengewebe (beispielsweise 10/45 getwistet, 75 mm Maschenweite) bestehen, welches der bedeckten Oberfläche entspricht, jedoch etwas kleiner ist. Saugelemente 10 werden dann im Abstand zueinander beispielsweise etwa in einer Entfernung von 3 m voneinander angeordnet. Bei der veranschaulichten Ausführungsform bestehen die Saugelemente aus einem handelsüblichen Abflußreiniger aus Kunststoff, in welchen ein Filter 12 eingesetzt ist, beispielsweise ein Schaumkunststoff-Filter mit offenen Zellen. Eine Schicht aus Kunststoff 9 wird dann dichtend aufgetragen, wobei in der Schicht Löcher vorgesehen sind, um die Saugleitungen 11, die zu den Saugelementen 10 gehören, aufzunehmen. Die Kunststof fschicht, welche aus einem üblichen Kunststoff für Bauzwecke bestehen kann, wird dann über das sogenannte quadratgeschnittene Material gezogen und mit Heftklammern befestigt, und um die Saugelemente herum mit einem Klebeband abgedichtet. Die Saugleitungen 11 werden an Saugschläuche angeschlossen, welche ihrerseits an eine Unterdruckpumpe (beispielsweise eine Seitenkanalpumpe) angeschlossen sind und ein teilweises Vakuum von 0,8 bis 0,95, bevorzugt 0,9 mal atmosphärischem Druck, wird aufgebracht. Das aufgetragene warmaushärtende Harz, welches bei der veranschaulichten Ausführungsform eine blaue Farbe aufweist, während der quadratgeschnittene Schaumkunststoff weiß ist, ist gut sichtbar, wenn es durch Sog durch die Spalten 5 gezogen wird, und das Saugen wird fortgesetzt, bis ein klares, vollständig schachbrettartiges Muster auf der gesamten bedeckten Oberfläche der Plastikfolie gesehen werden kann, wobei die hierzu erforderliche Zeit normalerweise zwischen 5 und 10 Minuten beträgt. Dann kann man sicher sein, daß die Fugen vollständig gefüllt sind. Die Plastikfolie, das Abstandhaltergewebe und die Saugvorrichtung kann nun entfernt werden und wieder verwendet werden.
• Ein niedrigerer Unterdruck als der zuvor erwähnte ist vollständig ungeeignet, da sonst Dämpfe aus dem noch nicht ausgehärteten Kunststoff abgezogen werden können, was zur Bildung von Blasen führt, welche die mechanische Festigkeit und die Haltbarkeit verschlechtern.
• Da der Saugvorgang lediglich ein paar Minuten bis zur Beendigung in Anspruch nimmt, ist es möglich, auch die andere Hälfte des Bootes fertigzustellen, ehe das warmaushärtende Harz ausgehärtet oder abgebunden ist, und daß eine weitere Schicht aus warmabbindendem Harz aufgebracht werden kann und das innere Laminat 7 direkt das gesamte Boot überdekkend ausgelegt werden kann (Figur 1), und zwar naß in naß gegen das sogenannte quadratgeschnittene zellulare Kunststoffmaterial oder genauer gegen den Stoff 6', auf welchem das quadratgeschnittene Kunststoffmaterial montiert ist, so daß hierdurch eine besonders gute Befestigung zwischen dem inneren Laminat 7 und dem zellularen Kunststoff 6 erreicht wird.
• Zusätzlich zu den vorerwähnten Vorteilen verbesserter Arbeitshygiene und positiver Füllung der Spalten und folglich einer gewährleisteten hohen mechanischen Festigkeit hat der Verfahrensschritt des Saugens und der Unterdruck nach der Erfindung den weiteren Nachteil, daß die erforderliche Arbeit schnell und mit hoher Wirkung durchgeführt werden kann. Da große Oberflächen gleichzeitig hergestellt werden können und da das Aushärten oder Abbinden des warmaushärtenden Harzes sowohl hinsichtlich der zellularen Kunststoffschicht als auch des inneren Laminats parallel zueinander erfolgen kann, wird eine erhebliche Zeitersparnis erreicht und die Produktivität gesteigert, während eine verbesserte Qualität gleichzeitig garantiert wird. Diese verbesserte Garantie bezüglich der mechanischen Festigkeit vermeidet gleichzeitig die Notwendigkeit der Überdimensionierung ohne Beeinflussung der Sicherheitsfaktoren.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen von Kunststoffbootsrümpfen mit Sandwich-Aufbau, bei welchem die Innenfläche einer Form (1), die eine der Außenform eines Bootsrumpfes entsprechende Form aufweist, mit einer Schicht (2) aus Gelcoat überzogen wird, der Gelcoat aushärten gelassen wird, auf die Gelcoat-Schicht ein äußeres Laminat (3) aufgebracht wird, welches ebenfalls aushärten gelassen wird, worauf auf das äußere Laminat eine Schicht aus aushärtbarem Kunststoffmaterial (4) aufgetragen wird, danach auf die Schicht aus Kunststoffmaterial eine sogenannte quadratgeschnittene Schicht (6) aus hartem zellularem Kunststoff angeordnet wird, vorzugsweise sogenannter quadratgeschnittener PVC- Kunststoff mit geschlossenen Zellen, und wonach auf dem sogenannten quadratgeschnittenen Kunststoff ein inneres Laminat aufgetragen wird, wobei das äußere Laminat (3) die dazwischenliegende Schicht (6) aus zellularem Kunststoff und das innere Laminat (7) eine Sandwich-Konstruktion bilden, bei der die zellulare Kunststoffschicht durch Härten des warmaushärtenden Kunststoffmaterials befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die sogenannte quadratgeschnittene Schaumkunststoffschicht (6) auf dem noch weichen warinaushärtenden Kunststoffmaterial angeordnet wurde, ein Abstandhalterteil (8) und eine dichtende Schicht (9) angebracht werden, und ein teilweises Vakuum unterhalb der abdichtenden Schicht angelegt wird, um dadurch das aushärtbare Kunststoffmaterial (4) nach oben durch die Spalten (5) zu ziehen, welche beim Schneiden des Materials in Quadrate gebildet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Laminat (7) aufgebracht wird, ehe das Aushärten des aushärtbaren Kunststoffmaterials (4) erfolgt und folglich naß in naß anschließend an das Anlegen des teilweisen Unterdrucks befestigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete aushärtbare Kunststoffmaterial (4) ein Polyesterharz ist, welches kleine Glasperlen enthält.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der teilweise Unterdruck 0,8 bis 0,95, vorzugsweise 0,9 des atmosphärischen Drucks, beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sogenannte quadratgeschnittene zellulare Kunststoffmaterial jeweils gleichzeitig auf einer Bootshälfte aufgebracht und mit Unterdruck behandelt wird, wonach das innere Laminat (7) über die gesamte Innenfläche des Bootes vor dem Aushärten des aushärtbaren Kunststoffmaterials aufgelegt wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Farbe des aushärtbaren Kunststoffmaterials (4) von der Farbe der nach innen weisenden Oberfläche des sogenannten quadratgeschnittenen zellularen Kunststoffmaterials (6) unterscheidet, und daß die Dichtschicht (9) aus einer durchsichtigen Kunststoff-Folie besteht, so daß durch Sichtkontrolle festgestellt werden kann, ob oder ob nicht die Spalten (5) in dem sogenannten quadratgeschnittenen Kunststoffmaterial vollständig gefüllt wurden.