DE2135007A1

DE2135007A1 - Konstruktionselement

Info

Publication number: DE2135007A1
Application number: DE19712135007
Authority: DE
Inventors: Francois Douai Allard (Frankreich)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-07-22
Filing date: 1971-07-14
Publication date: 1972-01-27
Also published as: AT314160B; NL7110109A; CH552111A; CA948091A; GB1350814A; DE2135007B2; BE769501A; US3791912A; RO58797A; DE2135007C3; CS168563B2; JPS5414156B1

Description

Patentanwalt
Dipl.-ing. Walter Jackisch

7 Stuttgaft N, Menzelstraß· 40 2135007

13, Juli 1971

Raymond, Francois, Emile
Camus

27, Avenue Foch

75-Paris 16° / Frankreich A 32 433 - ot

Konstruktionselement

Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement, bestehend aus einer Einlage oder Körper aus einem zellularen Material, der auf mindestens einer Seite mit einer Verkleidung (Beschichtung) aus faserverstärktem Kunstharz versehen ist.

Platten oder Tafeln als Konstruktionselemente auf der Basis eines Kunststoffmaterials gibt es in verschiedenen Ausführungsformen, sie sind verwendbar für den Aufbau von Wohnungen, die Herstellung von Behältern usw. ' ' ;

Gattungsmäßig betrifft die Erfindung eine besondere Art von Tafeln oder Platten, die auf der einen und der anderen Seite einer Einlage bzw. einer Seele aus expandiertem Kunststoff-

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die
material, mit einer Beschichtung, einer Verkleidung bzw. einer Haut aus Kunststoffmaterial versehen sind, wobei häufig von Fasern verstärktes Polyester, insbesondere glasfaserverstärktes Polyester, verwendet ist.

Solche Platten weisen vorteilhafte mechanische Eigenschaften auf, die hauptsächlich auf die Innigkeit der Verbindung zwischen der Einlage und der Beschichtung zurückzuführen ist, diese Eigenschaften werden im Verlauf der Herstellung aufgrund der Aushärtung des Kunstharzes bei der Bildung der Beschichtung erhalten.

Nachteilig ist indessen bei diesen Anordnungen,; insbesondere wenn sie nur eine geringe Dicke auf weis an, daß sie einen unzureichenden Widerstand gegenüber Biegungsbeanspruchung aufweisen, der sie für bestimmte Anwendungsfälle ungeeignet macht.

Es ist schon versucht worden, den mechanischen Widerstand bzw. die mechanische Festigkeit solcher Platten durch innere Versteifungselemente zu erhöhen, dadurch wird jedoch die Konstruktion solcher Tafeln kompliziert, da man die Einlage in Tsilstücke unterteilen muß, die auf beiden Seiten der Versteifungseinlagen angeordnet sind, ohne daß man schließlich zu einer in sämtlicher Hinsicht zufriedenstellenden Tafel gelangt.

Es ist daher, ausgehend von den bekannten Anordnungen, Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Konstruktionselement, insbeson-

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dere in Tafel- oder Plattenform zu schaffen, welches gegenüber den bekannten Anordnungen beträchtlich erhöhte Festigkeits- _: eigenschaften aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Konstruktionselement der eingangs geschilderten Art und besteht darin, daß die Einlage aus expandiertem Kunststoffmaterial mit ausgehärteter Schaumstruktur besteht, daß an der Verbindungsstelle der Verkleidung mit der Einlage nicht vor- % gespannte Armierungseisen vorgesehen sind, die mit Einlage und Verkleidung mittels des Kunstharzes der Verkleidung verbunden sind.

An den Grenz- bzw. Verbindungsschichten zwischen dem mittleren Einlagenteil und den hautähnlichen Beschxchtungselementen ist also eine metallische Bewehrung vorgesehen, deren i:itegrale formschlüssige Verbindung mit den anderen Anordnungen durch das Härten des Kunstharzes erzielt wird; dieses Härten des Ä Kunstharzes sichert gleichzeitig eine innige Verbindung zwischen der Beschichtung und den Armierungseisen, zwischen der Beschichtung und dem inneren Körper bzw. Einlagenteil sowie zwischen dem Armierungseisen und der Einlage.

Die metallische Bewehrung besteht vorzugsweise aus Armierungseisen der Art^ der bei der Herstellung von Spannbeton verwendet wird, ohne daß jedoch auf die Eiseneinlagen eine Vorspannung ausgeübt wird. .

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- if -

Obwohl also solche Armierungseiseη schon seit sehr langer Zeit bei armiertem Beton verwendet worden sind, wobei die Eisen vor dem Einschütten des Betons in die Form eingebracht und gegebenenfalls unter Spannung gehalten werden, so daß sie sich beim Setzen bzw. Erhärten des Betons mit diesem .fest verbinden, und ein formschlüssig verbundenes Ganzes lüden, wurde bisher nicht angenommen, daß man solche Armierungseisen in Tafeln oder Platten der obigen Art für die Einlagen bzw. den inneren Körper verwenden könnte, und zwar bei Platten, die schon aus expandiertem Kunststoffmaterial gebildet sind. Eine Einlage solcher Eisen in diese Platten und noch weniger die Erzielung einer formschlüosigen innigen Verbindung des Eisens mit der Einlage erschien ohne Herbeiführung nicht akzeptabler Komplikationen unmöglich.

Die Erfindung überwindet diese Schwierigkeiten, indem sie die Armierungseisen im Inneren der Beschichtung bzw. Verkleidung einlagert und profitiert von dem Umstand, daß im Laufe des Herstellungsverfahrens der Platte die Beschichtung aus einem noch nicht verfestigtem Kunstharz und aus weichen Glasfasern in mehreren aufeinanderfolgenden Schichten gebildet ist.

•·ΐί

Nach der Polymerisation des Kunstharzes ist die innige und feste formschlüssige Verbindung zwischen den Eisenteilen und den Elementen, die die Beschichtung bzw. die Haut bilden,.vollständig, dies eiklärt den hohen Grad mechanischer Festigkeitseigenschaften, die man durch eine solche Platte erhält.

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•Bei einem erfindungsgemäßen Konstruktionselement widersteht die Einlage bzw. der innere Körper aus expanidertem bzw. aufgeschäumtem Kunststoffmaterial wirksam irgendwelchen Scher-

kräften und verhindert darüber hinaus bei bestimmten Konfigurationen, daß sich auch die Haut bzw. die Beschichtung verwirft oder verzieht.

Die Haut selbst, entweder zusammengesetzt oder aus einzelnen Schichten angeordnet, ist von sehr geringer Dicke und empfängt und überträgt die Scherbeanspruchung.

Das eingelegte Armierungseisen wiederum überträgt auf das Gesamtelement Eigenschaften, die von seinem hervorragendem Elastizitätsmodul herrühren. Die Einlagerungen werden mit relativ geringem Volumen verwendet, durch ihren Abstand zu der neutralen Achse wird eine besondere Wirksamkeit erzielt.

Durch die Kombination dieser dreier Komponenten gelingt es, thermisch isolierende Elemente zu erhalten, und zwar dank des Schaums und der Abwesenheit von thermischen Brücken; aufgrund der Eigenschaften des eingelegten Stahls bzw. der Armierungseisen und der Schichtbildung wird ein hoher Widerstand gegen-

über Schlageinwirkung erzielt, außerdem bewirkt die Schichtbildung, d.h_e die Schichtung eine Abdichtung.

Die phonetische Isolation kann durch Auflegen einer geeigneten Verbindung auf eine der Flächen noch erhöht werden.

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Die Einarbeitung des Eisens erlaubt darüber hinaus eine relativ schwache Dicke für die Beschichtung bzw. Verkleidung.

Das erfindungsgemäße Konstruktionselement verbleibt gegenüber Korosionseinwirkungen unbeeinflußt. Schließlich ist es möglich, gemäß entsprechenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, ebene, gekrümmte oder lineare Elemente zu erhalten, die gegenüber Biegung (die von einer Schneideinwirkung begleitet sein kann oder nicht) und/oder gegenüber Druck und/oder gegenüber Torsionseinwirkungen Gegenkräfte aufbauen können und diesen ausgesetzt werden können.

Die Erfindung betrifft also einerseits Platten, Schalen oder Scheiben, die mit parallelen Eiseneinlagen versahen sind, andererseits Masten oder Balken bzv/. Rippen, die periphere Eiseneinlagen tragen, die vorteilhafterweise an den Eckpunkten angeordnet sind und gegebenenfalls über Rahmen cder Bügel miteinander verbunden sind.

Bemerkenswert bei diesen erfindungsgemäßen Elementen ist, daß ihr Widerstand bzw. ihre Festigkeit gegenüber Belastungen nicht, wie üblich , von den inneren Strukturen geliefert wird, sondern von den äußeren Teilen, wobei die inneren Bereiche die Rolle eines Körpers bzw. ein^r Einlage spielen.

Die erfindungsgemäßen Elemente erlauben einerseits, Anordnungen herzustellen, die hauptsächlich auf Biegung beansprucht werden

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können, wie beispielsweise Dächer, Fassaden, Giebel und Deckenteile, die geeignet sind, die notwendigen Belastungen aufzunehmen, andererseits können Elemente hergestellt werden, die hauptsächlich gegenüber Druck und Biegung belastbar sind, wie Mauern, Trennwände, Schalen und Scheiben, Masten usw., schließlich ist es möglich, Elemente herzustellen, die .im wesentlichen auf Zug-und Druckbelastung, wie beispielsweise Behälter und Silos antworten.

Die Berechnungen dieser Elemente können aufgrund klassischer Jj Verfahren durchgeführt werden.

Schließlich betrifft die Erfindung gleichermaßen noch Ausführungsbeispiele, bei denen der aus einem extrudiertem Kunststoffmaterial bestehende Körper eine Oberfläche größerer Dichte als das Innere aufweist, so, wie man einen solchen Körper dir.ekt am Extrudermundstück erhält. Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung bezieht sich auf eine flache Konstruktion, bei welcher eine der Flächen von der Oberfläche des extrudierten *

Kunststoffmaterials gebildet ist und eine erhöhte Dichte aufweist, so daß es möglich ist, aus den besonderen Eigenschaften solcher Körper Nutzen zu ziehen, , .

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise von erfindungsge-

mäßen Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigt:

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Fig. 1 in einer Schnittansicht eine erfindungsgemäße Platte

zusammen mit der zu ihrer Herstellung benötigten Apparatur,
Fig. 2 eine Aufsicht auf die obere Fläche der Einlage der

Platte nach Fig. 1 mit einer ausgefüllten Rille, Fig. 3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Tafel, Fig. Zf einen Schnitt entsprechend Fig. 3 durch ein anderes

Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 5 ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel in

perspektivischer Ansicht mit einer S_chnittdarstellung, Fig. 6 in Aufsicht ein erfindungsgemäßes Konstruktionselement

in Form einer Fliese oder Platte, Fig. 7 in einer Querschnittsdarstellung in größerem Maßstab einen Ausschnitt durch die Platte der Fig. 6,

Fig; 8 in perspektivischer Darstellung die Decke eines Behälters, Fig. 9 ebenfalls in perapektivischer Darstellung eine Einlage bzw, ein inneres Körperteil eines erfindungsgemäßen Kon-

struktionsDlementes,
Fig.io in perspektivischer Darstellung die für die Einlage der

Fig. 9 bestimmten Armierungseisen, Fig.11 in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße

größere Platte oder Tafel,
Fig.12 das der Fig. 11 entsprechende Konstruktionselement von

der anderen Seite,
Fig.13 ebenfalls in perspektivischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen größeren Tafel,

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Fig. 1*t als Teilausschnitt im Querschnitt eine siloartige Behälteranordnung ,

Fig. \ 3 stellt einen Schnitt entlang der Linie 15-15 der Fig. 1Zf im größeren Maßstab dar,

Fig. 16 im Querschnitt ein erfindungsgemäßes Konstruktionselement in einem weiteren Ausführungsbeispiel in Form eines Mastes,

Fig. 17 im Schnitt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Platte bzw. eine Wand eines Behälters, während

Fig. 18 in horizontaler Schnittdarstellung ein weiteres Ausfüh- (| rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Behälterwand darstellt.

Zunächst wird auf die Anordnung nach Fig. 1 genauer eingegangen. Nachdem man auf die Wand 1o einer Gußform bzw. eines Tisches eine Formschlichte bzw, ein Mittel zur Erleichterung der Entnahme aufgebracht hat, bringt man eine Schicht 11 eines als Beschichtungsgel (gel coat) bzw. ein sog. etwa in Form eines Endanstriches wirkendes Mittel auf. Auf diese Schicht 11 legt Jj man dann eine oder mehrere Schichten von einem nicht verfestigtem Kunstharz, vorteilhafterweise einem Polyesterharz imprägnierte Glasfasergewebe bzw. Matten auf. Auf die Schichten 12 wird dann eine ausgedehnte Schicht bzw. Platte 13 eines Kunststoffmaterials, vorzugsweise eine Polyvinylchloridplatte aufgebracht. Die- Platte 13 v/eist auf der Fläche Uf, die der im Kontakt mit den Schichten 12 eich befindenden Fläche 15 gegenüberliegt, Ausnehmungen b/jw. Rinnen 16 auf, die zueinander

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parallel angeordnet sind und entweder aufgrund eines Bearbeitungsvorganges oder bei der Herstellung der Platte selbst eingearbeitet, worden sind. In diese Ausnehmungen bzw. Rinnen 16 legt man ohne Ausübung einer Vorspannung Eisenarmierungen 17, wie bei Spannbeton üblich, ein; diese Armierungen weisen bevorzugt Rippen oder sonstige Rauhigkeiten auf, die Einlage geschieht dabei wie box bestimmten Betonarmierungsarbeiten üblich, jedoch ohne Spannung, Auf die Fläche 12j. legt man dann wiederum Schichten 19 eines mit einem nicht verfestigten Harz imprägnierten Glasfasergewebes und bedeckt das Ganze mit dem Deckel 2o der Formschale, deren mit den Schichten 19 in Kontakt befindliche Fläche 21 wiederum mit einer Endschicht 22 bzw«, einem deckenden Gel versehen ist.

Als Variante werden die Eisenarmierungen in die _cSicken Ausnehmungen eingelegt, nachdem diese mit Kunstharz versehen worden sind,' anschließend wird dann das Gewebe bzw, die mit Harz imprägnierte Matte auf die nunmehr aufgrund der Eiseneinlagen verstärkte Platte aufgelegt.

Gemäß einer weiteren Abwandlung des soeben beschriebenen Verfahrens kann die zweite Vorderfläche bzw, Außenseite auch in

I einer zweiten Formschale hergestellt werden, mit welcher man dann die' erste Formschale nach der Beschickung mit dem Eisen abdeckt.

Der Formgebungsvorgang bzw. die Abformung kann auch ein Unterdrucks atzen bzw. eine Temperaturerhöhung einschließen,

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Nach Herausnahme aus der Forλ erhält man aine Platte, deren mechanische Eigenschaften denjenigen Platten, die nicht mit Verstärkungseisen ausgestattet sind, beträchtlich überlegen sind. Der Grund für dieses Ergebnis liegt in der engen Verbindung, die sich zwischen den Eiseneinlagen und den Schichten bzw. Umhüllungen der Platte gebildet hat, verstärkt und begründet aufgrund der Polymerisation des Kunstharzes, der im ständigen Kontakt sowohl mit den Eiseneinlagen als auch mit dem Glasfasergewebe ist, wobei das letztere wiederum seinerseits eng mit der Platte 13 verbunden ist. Jj

Gemäß einem v/eiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Herstellung der Platte ohne Vorhandensein einer Formschale durchgeführt. Dabei umfaßt die Platte, wie Fig. 3 entnommen v/erden kann, eine Seele bzw. ein ausgedehntes Mittelteil 23 aus P.o3.^^H nvi ßhlorid , deren eine Fläche mit einer Schicht Zl\ aus mit Glaslasern verstärktem Polyester bedeckt ist, während die andere Fläche 25 eine Schicht bzw. eine Verkleidung 26 aus glasfaserverstärktem Polyester umfaßt, wo- j bei man auf der inneren Fläche 27 dieser Schicht Verstärkungseisen 28 angebracht hat.

i Die auf diese Weise verstärkte Fläche der Platte ist diejenige, die unter einer Zugbeanspruchung zu arbeiten hat, wenn die Platte gebogen wird.

Gleichermaßen verstärkt die Gegenwart des eingelegten Eisens

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den Widerstand der Platte gegenüber einer Druckbeanspruchung.

Das in Fig. k dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt eine Platte 3o, die eine erste Seihe paralleler Eisenstäbe 31 zwischen Schicht 32 und der inneren Platte trägt, sowie eine zweite Reihe von Eisenstäben 33 > die an der gegenüberliegenden Seite der inneren Platte 3o zwischen dieser und der Schicht 32 angeordnet sind.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Platte l+o aus einer inneren Platte bzw. Einlage 4I aus expandiertem Polyvinylchlorid., wobei in einer Verkleidung bzw. einer Vorderfläche Zf2 parallele Eisenstäbe Zf3 gemäß dem weiter oben schon geschilderten Verfahren eingearbeitet sind. Auf ihrer anderen Seite ist die Einlage if 1 von einer Platte aus Faserzement bedeckt, die der Außenseite i+2 entgegengesetzte Außenseite 45 besteht aus glasfaserverstärktem Polyester.

Eine solche Platte kann mit besonderem Vorteil auch als Fliese eingesetzt werden.

Im folgenden wird auf das in den Fig. 6 und 7 dargestellte Aüsführungsbeispiel genauer eingegangen. Die dort dargestellte Anordnung besteht aus einem Plattenkörper 5o, der seitlich von zwei Balken, Trägern oder Rippen 51 und 52 flankiert ist. Der Körper 5o umfaßt eine Einlage 53 aus expandiertem Polyvinylchlorid mit einer Fläche 54, in welcher sich parallele Ausyäösö/1274 ·'·

nehmungen bzw. Rillen 55 befinden. In diese Rillen sind Quereisen 56 eingelegt. Die andere Fläche 57 der Einlage 53 weist Querrinnen auf, die irgendv/ie zu den Rinnen 55 angeordnet sind und in denen Betonarmierungseisen 58 von gleicher Länge wie die Eisen 56 eingelegt sind.

Ein Balkenteil 5I besteht aus einem ersten Block 59 aus expandiertem Polyvinylchlorid, oberhalb und die Einlage 53 überragend, und aus einem zweiten Block 60, gleichermaßen bestehend g aus expandiertem Polyvinylchlorid · Der erste Block v/eist an ser'.nen äußeren Kanten am Rande verlaufende längliche Einkerbungen bzw, Aussparungen 61 und 62 auf, desgleichen der zweite Block, der Aussparungen 62 und 63 an seinen äußeren Kantenteilen aufweist. In diese Aussparungen sind jeweils Betonbewehrungseisen 65»66,67 und 68 eingelegt. Eine Beschichtung bzv/. eine Verkleidung 69 aus glasfaserverstärktem Polyester . bildet die äußere Oberfläche des Elementes und trägt darüber hinaus zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Einlage 53 und dem Armierungseisen 56 und 58 sowie zwischen den Blöcken ™ 59 und 60 und den Armierungseisen 65 bis 68 bei. Der das Eisen umgebende Polyesterharz und die Glasfasern tragen weiterhin zu einer Bindung derselben mit dem · angrenzenden Polyvinylchlorid-

I block bei.

Ein solches Konstruktionselement ist mit Vorteil als Fliese anwendbar.

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Bei dem in Fig. 8 dargestelltem Ausführungsbeispiel umfaßt die sog. Platte 71 eine Einlage 72 aus expandiertem Polyvinyl-. Chlorid, wobei auf einer Fläche zwischen der Einlage und der äußeren Verkleidung (welche bei dieser Figur als weggenommen angesehen werden muß) Längseisenstäbe 73 eingebaut sind; auf der anderen Fläche sind ebenfalls. Längseisenstäbe 7h i^ß beliebiger Richtung zu den Eisenstäben 73 angeordnet. Dabei v/eisen transversal verlaufende Rippen bzw. Balkenteile 75 eine Seele bzw. Einlage aus expandiertem Polyvinylchlorid . auf (der in der Figur als durchsichtig anzusehen ist); die Rippen sind mit der Platte 71 durch die Beschichtung bzw. die Verkleidung aus glasfaserverstärktem Kunstharz verbunden. In den äußeren Eckteilen jeder Rippe 75 sind Armierungseisen 77 und 78 zwischen Einlage 76 und der Beschichtung 79 eingebaut, in der Art, v/ie weiter vorn allgemein beschrieben.

Diese Armierungseisen können auch an den inneren Eckteilen der Rippen 75 vorgesehen sein.

Ein solches Konstruktionselement kann mit Vorteil als Dielenoder Deckenteil,. insbesondere für bestimmte Behälterarten, verwendet werden.

Die erfindungsgemäßen Konstruktionselemente sind im Prinzip in allen Fällen anwendbar, wo man tatsächlich Platten mit einer Einlage und beidseitiger Beschichtung, beispielsweise auf jeder Seite mit einer Verkleidung aus glasfaserverstärktem Kunst-

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Stoffmaterial, verwendet, beispielsweise also für die Herstellung von Behältern, wie sie sich heute immer mehr als Transportbehälter zu Lande und zu Wasser ausbreiten. Mit gleicher Festigkeit ausgerüstet, sind die erfindungsgemäßen Platten etwa zweimal so leicht wie die auf beiden Seiten furnierten bzv/. beschichteten Platten, ohne daß der Preis höher "ist.

Erfindungsgemäße Elemente können auch auf dem Gebiet des Wohnungsbauwesens bei der Herstellung von Wohnungen verwendet werden, beispielsweise in Form von Wänden, Türen, Giebeln, Dächern, bei der Herstellung von Fliesen, als Dächer für Wohnungen, bei Gebäuden und Wohnzellen. Schließlich können die erfindungsgemäßen Elemente angewendet werden als Luken für Gefrierschiffe, Wagendächer usw. Aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften ist es möglich, solche erfindungsgemäßen Platten auch mit geringer Dicke zu verwenden.

Selbstverständlxch kann als Variation für die Einlage aus expandiertem Kunststoffmaterial auch ein anderes Material als ^j Polyvinylchlorid ., beispielsweise Polyurethan oder ein Phenolschaum verwendet werden,

■ I ·

i Die Einlage aus expandiertem Kunststoffmaterial", beispielsweise ein aufgeschäumter Kunststoff, kann in situ gebildet werden. Im folgenden wird genauer auf die Darstellung in den Figuren 9 und 1o eingegangen. Der Körper 1ol ist ein Produkt aus thermoplastischem Material, wie es durch Extrudieren erhalten wird,

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mit einer äußeren, relativ dünnen und an ihrer Oberfläche "harten und widerstandsfähigen Beschichtung aus nicht expandierten, d.h. aufgeschäumten Material, während das Innere 1o3 expandiert ist. Aufgrund des Extrusionsvorganges oder auch durch eine äußerliche Bearbeitung mit Hilfe von Fräsen weist der Körper 1o1 auf einer seiner Oberflächen parallele Rinnen 1oif von halbkreisförmiger Form auf.

In die Rinnen loif sind Eisenstäbe 1o5 eingelegt, wie sie beispielsweise für Spannbeton bzw. Betonarmierungen verwendet werden, die vorteilhafterweise mit Rauhigkeiten bzw. Oberflächenunebenheiten 1o6 versehen sind. Vorher sind diese Eisenstäbe 1o5 mit einer Mischung eines aushärtbaren Kunstharzes und Fasern umgeben worden, vorzugsweise Glasfasern, es kann aber auch so vorgegangen v/erden, daß vor Einlegen der Eisenstäbe die Rinnen selbst mit einer solchsi Mischung angefüllt bzw. ausgelegt werden.

Auf den Körper 1o1 wird dann eine aus einem aushärtbaren Kunststoff bestehende und mit Glasfasern vermischte Mischung aufgebracht. Die Fasern können eine oder mehrere Schichten bilden. Daraufhin läßt man das Ganze aushärten, wobei der ausge-

j härtete Kunststoff nicht nur eine innige Verbindung mit den Fasern eingeht, sondern sich gleichermaßen innig mit den Eisenstäben 1o5 und mit dem Körper 1o1 verbindet. Man erhält somit ein Konstruktionselement mit einer außerordentlich hohen mechenischen Festigkeit, die sowohl herrührt von den Eigenschaften des Körpers 1oi mit der harten Schicht Io2 als auch von

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den Eisenstäben 1o5 und der äußeren Beschichtung 1o7, deren Festigkeit auf die Aushärtung des mit Glasfasern vermischten bzw. verstärkten Kunstharzes zurückzuführen ist.

Zur Herstellung von Tafeln oder Platten größerer Dimensionen legt man eine bestimmte Anzahl von Körpern Ιο"!-, 1o2p usw. gemäß den Fig. 11 und 12 Seite an Seite und nachdem sie auf einer Fläche mit Eisenstäben 1o5 versehen worden sind, bringt man Kunstharz zwischen die einzelnen Stoßstellen der Körper und legt eine zusammengesetzte Verkleidung auf, die nicht nur die gegenseitige Verbindung der Eisenstäbe 1o5, des Körpers Ιοί und der Verkleidung 1o7 sicherstellt, sondern zum Zusammenhalt der einzelnen nebeneinanderliegenden Körper insgesamt beiträgt, so daß man eine Tafel der gewünschten Größe erhält.

Die Herstellungsapparatur kann aus einem Tisch bestehen, auf welchen man die sog. "Gel-Beschichtung" aufbringt, dann den Kunstharz, dann die Glasmatten bzw. die Glasgewebe, schließlieh das schon vorher mit den Verstärkungseisen ausgerüstete extrudierte Produkt, welches mit dem Kunstharz in Kontakt gelangt .

• t i

I Das Ganze wird dann einem Druck unterworfen, beispielsweise

durch Aufbringung einer Kunststofffolie unter Vakuumeinfluß.

In bestimmten Anwendungsfällen wird die Polymerisation des Kunstharzes durch Erhitzen beschleunigt.

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Eine solche Platte bzw. Tafel weist hervorragende mechanische Festigkeitseigenschaften auf, zusätzlich zu den Eigenschaften, . die das extrudierte Produkt selber hat. Die Herstellung ist einfach und.die Kosten gering.

Solche erfindungsgemäßen Elemente können verwendet werden für die Herstellung von Wänden für Behälter, Güterwagen und sämtlichen anderen Fahrzeugen, gleichermaßen für die Herstellung von Decken.für Fahrzeuge und Häuser, für Dächer, Türen, Trennwände und dergleichen.

Es wird nunmehr auf die Anordnung nach Fig. 13 eingegangen. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das Konstruktionselement aus einer Tafel 111, die, wie weiter oben schon erläutert, durch Nebeneinanderfügen einer Vielzahl von Elementen lol mit Eisenverstärkungen 1o5, einer zusammengesetzten Verkleidung aus Kunstharz und Glasfasern hergestellt ist; darüber hinaus bringt man dann noch für den allgemeinen Zusammenhalt und für die Verfestigung einer solchen Tafel einen Körper 112 aus leichterem Material mit hohen thermischen und/oder phonetischen Isolationseigenschaften auf, der beispielsweise aus geschäumtem bzw. expandiertem Polyvinylchlorid bestehen kann.

In den Fig. 1 if und 15 ist ein Speicher bzw. ein Silo dargestellt, und zwar ausgehend von Bauelementen, von denen jedes aus einem Körper aus geschäumtem Kunststoff in Form eines zylindrischen Ringes besteht, der auf seiner inneren und äuße-

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ren Seite jeweils mit einer Verkleidung bzw. Beschichtung 2o2 und 2o3 versehen ist. Die Beschichtung ist zusammengesetzt aus einem Kunststoff, der durch textile Elemente, beispielsweise durch. Glasfasern, verstärkt ist. Zur weiteren Verstärkung und Armierung umfaßt das Element äußere Eisenstäbe 2oif, die in Form einer Schraubenwicklung an der Verbindungsstelle zwischen der Verkleidung 2o2 und dem Körper 2o1 angeordnet sind und mit· dem Körp3r und mit der Verkleidung bzw. Beschichtung aufgrund des Kunstharzes verbunden sind, der selbst Teil der Beschichtung ist. ■ %

Unter Umständen ist auch eine innere Verstärkungseinlage, bestehend aus Eisenstäben 2o5 gleichfalls in Schraubenform vorgesehen, die zwischen dem Körper 2o1 und der Beschichtung 2o3 gebunden sind, wiederum durch den Kunstharz, der Bestandteil dieser Verkleidung ist.

In Fig. 16 ist in einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Mast dargestellt, der beispielsweise als Träger für J elektrische oder Telefonleitungen Verwendung finden kann. Der Mast besteht aus einem Körper 2o1 aus expandiertem Kunststoffmaterial in prismatischer Form, beispielsweise mit quadratischem Querschnitt, und ist an seinen seitlichen· Außenflächen von seiner Beschichtung 211, zusammengesetzt aus Kunstharz und Glasfasern, abgedeckt. An den Eckpunkten des Mastes sind an den Verbindungsstellen zwischen dem Körper 21 ο und der Beschichtung 211 vertikale Eisenstäbe 212, 213,21 if und 215 angeordnet, die sowohl mit dem Körper 21 ο als auch mit der Beschich-

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- 2ο

tung 211 durch das einen Teil der Beschichtung darstellende Kunstharz gebunden sind.

In Fig. 1? ist schematisch im SChnitt eine Platte dargestellt, die dazu bestimmt ist, die Wand eines Behälters zu bilden. Entsprechend einem Merkmal der Erfindung sind die Eisenstäbe 22o, die an der Verbindungsstelle des Körpers 7LZl\ aus expandiertem Material und einer oder beider Beschichtungen aus der Zusammensetzung Kunststoff/Glasfasern vorgesehen sind, in einer Weise verteilt, daß sie den Belastungsansprüchen genügen, denen die Tafel ausgesetzt ist. Man kann somit einen zentralen Bereich 221 unterscheiden, wo die Eisenstäbe relativ eng beieinanderstehen und stwei Seitenbereiche 222 und 223, wo die Eisenstäbe zwar ebenfalls einander angenähert sind, jedoch weniger als im zentralen Bereich, dabei weisen die Inter'vallzonen zwischen den Bereichen 222 und 223 und der Zone 221 Eisenstäbe in relativ weiten Abständen auf. Man gelangt auf diese Weise zu einer Platte, die trotz einer hohen mechanischen Widerstandsfähigkeit außerordentlich leichtgewichtig ist*

In sämtlichen Fällen können die Verstärkungseisen eine nicht kreisförmige Struktur aufweisen. ■

ι ;

Bei dem in Fig. 18 dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Verstärkungseisen einen längliche·! Querschnitt, rechteckförmig oder länglich oval, v/ie bei 23o dargestellt und weisen eine spiralig verlaufende Rippe 231 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedes Verstärkungseisen mit jeder der äußeren Be-

Schichtungen bzw. Verkleidungen 233 und Z~5\\ in Berührung, und zwar mit seinen äußeren, entgegengesetzten Handgebieten 235 und 236. Der Körper bzw. die Einlage 237 des Elementes besteht aus expandiertem Polyvinylchlorid. Das Kunstharz der Glasfaser/ Kunstharzmischung, welche die äußere Beschichtung bildet, stellt den Zusammenhang bzw. die Festigkeit sowohl mit dem Körper 237 als auch mit den Eisen 23o sicher. Eine so hergestellte Wand weist bei geringer Dicke eine besonders hohe Festigkeit auf. Sie kann mit großem Vorteil bei der Herstellung Jj von Behältern verwendet werden.

Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung, bei denen ein erhöhter Widerstand gegenüber Feuereinfluß erwünscht ist, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Verwendung von Phenolharzen bei der Herstellung der Beschichtung vorgesehen.

Erfindungsgemäße Platten oder Tafeln können mit sehr unterschiedlichen Dickenbereichen vorgesehen v/erden, beispielsweise mit j* Dicken von nicht mehr als 12 bis 15 mm bis zu Dicken von 15 cm ^ oder darüber.

Das die Einlage oder den Körper.der Taf,el bildende Kunststoff-

i material weist üblicherweise eine Dichte zwischen 0,03 und o,15 auf, wobei der Festigkeitskoeffizient gegenüber Druckkräften, Scherkräften oder Zugkräften zwischen 1 bis 2 kg/cm und ungefähr Io kg/cm² liegt.

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-ZZ-

Die Dichte einer Beschichtung liegt in der Größenordnung zwischen 1 und 2 mm.

Das Gewicht" einer Tafel mit einer Dicke zwischen 15 mm und
2 bis 3 cm liegt unterhalb von 1o kg/m .

Wenn notwendig, können Tafeln mit sehr großer Oberfläche hergestellt werden, die eine Länge bis zu 5o m bei einer Breite von 2,5o π aufweisen.

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Claims

Patentansprüche:

¹ )Konstruktionselement, insbesondere Platte, Tafel, Fliese oder dergleichen, bestehend aus einer Einlage oder Körper eines zellularen Materials, der auf mindestens einer Seite mit einer Verkleidung (Beschichtu-ig) aus faserverstärktem Kunstharz versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage Ü3>23,41,53»1o3) aus expandiertem Kunststoff- J| material mit ausgehärteter Schaumstruktur besteht, daß an der Verbindungsstelle der Verkleidung (19,2*f,3i*,if2,69,79,1o7) mit der Einlage nicht vorgespannte Armierungseisen (Stangen 28,34,43,55,61,77,1o5) vorgesehen sind, die mit der Einlage und der Verkleidung mittels des Kunstharzes der Verkleidung verbunden sind.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ArmierungseiseiT^n der Einlage (13) vorgesehene Rinnen ι (Ausnehmungen 16) eingelegt sind,

3. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsharz mit Glasfasern beschickt ist+

if. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 31 wobei die Verkleidung aus mit Kunstharz imprägnierten Glasfasermatten bzw. Gewebe besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mattenoder Gewebeschicht in den unteren Teil der Rinnen (16)

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eingelegt ist.

5. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl parallel zueinander angeordneter Armierungseisen vorgesehen is,t.

6. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Verbindungsstellen zwischen Einlage und Beschichtung Armierungseisen vorgesehen sind.

7. Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 in Form einer Platte, dadurch -gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von im Querschnitt längliche Armierungseisen (23o) als Kern in der Einlage (237) vorgesehen sind und daß die äußeren Bereiche der Armierungseisen auf beiden Seiten die Beschichtung (2.35,2.3k) erreichen.

8. Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung einer Fliese bzw. Platte, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Fläche der Einlage (41) eine Schicht aus Faserzement (44) angebracht ist.

9. Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung einer Fliese oder Platte, dadurch gekenn— zeichnet, daß an den Ränder'n Balken bzw. Rippen (51,52) aus expandiertem Kunststoffmaterial vorgesehen sind, die mit dem plattenartigen Konstruktionselement durch einen

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glasfaserverstärkten Kunstharz verbunden sind und daß sie an ihren äußeren Ecken mit Armierungseisen (65,66,67,68) verstärkt sind,

10. Konstruktionselement in Form einer Fliese nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,· daß die Armierungseisen (56) des flachen Körpers (53) in transversaler Richtung und die Armierungseisen (65,66,67,68) der Balken (51,52) in Längsrichtung verlaufen. M

11. Konstruktionselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 in Form einer Decke bzw. Dielung, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seite der Einlage (7h) mit in Längsrichtung verlaufenden Armierungseisen (73) und die andere Seite mit transversal verlaufenden Rippen (73) versehen ist, die aus expandiertem Kunststoffmaterial (76) mit einer Einlage aus Armierungseisen (77,78) bestehen (Fig. 8).

12. Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, da- ^ durch gekennzeichnet, daß die Einlage (Körper 1o3) aus einem Kunststoffmaterial besteht mit einer äußeren im wesentlichen nicht expandierten Schicht und expandiertem (aufge-

I schäumtem) Inneren, wie man ihn durch Extrusion erhält, daß die eine Fläche des Körpers (Io3) mit einer nicht vorgespannten metallischen Armierungsanordnung verstärkt ist, die eingebettet ist in eine Verkleidung, zusammengesetzt aus Kunstharz und Glasfasern und eng mit dem Körper (1o3) ver-

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bunden ist.

13. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet J daß die Armierungseisenstäbe parallel zueinander angeordnet sind.

lif. Element nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenstäbe (1o5) in Rinnen (lo/j.) an der Oberfläche des Körpers (1o3) eingelegt sind.

15. Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 1Λ» dadurch gekennzeichnet, daß es ringförmig ausgeführt ist, und daß an der Verbindungsstelle zwischen Einlage und Beschichtung ein schraubenförmiges Armierungseisen auf formschlüssige Weise sowohl mit dem Körper als auch mit der Beschichtung durch Verfestigung des in der Beschichtungs-. mischung enthaltenen Kunstharzes angeordnet ist.

16. Element nach Anspruch 131 dadurch gekennzeichnet, daß sowohl an der äußeren Verbindungsstelle von Körper (2o1) mit der Beschichtung (2o2) als auch an der inneren Verbindungsstelle mit der Beschichtung (2o3) spiralförmige Armierungseisen (2oif,2o5) vorgesehen sind.

17. Konstruktionselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, in Form eines Mastes zur Führung elektrischer oder telefonischer Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß

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eine Einlage (21 ο) aus expandiertem Kunststoffmaterial und eine äußere Beschichtung (211) der Mischung Kunstharz/ Glasfasern vorgesehen ist und daß zwischen Einlage (21 ο) und Beschichtung (211) vertikale Armierungseieenstäbe angeordnet sind.

18. Element nach Anspruch 17j dadurch gekennzeichnet, daß es prismatisch ist und die Armierungseisen (212,213j21ij.,215) nahe den Ecken angeordnet sind.

19. Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, in Form einer Platte oder Tafel, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zueinander der an der Verbindungsstelle mindestens einer der Beschichtungen und dem Körper (22/f) angeordneten Armierungseisen dem Maß der auf die Tafel ausgeübten Krafteinv/irkungen entspricht.

20. Verwendung der Konstruktionselemente (Platten) nach einem

oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 als Wandteile für einen M Behälter.

21. Verwendung der Konstruktionselemente nach den Ansprüchen

! 15 oder 16 zur Herstellung eines siloartigen Behälters.

22. Tafel oder Platte, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch das Nebeneinanderlegen ι ehrerer Konstruktionselemente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 1^ gebildet ist und daß eine gemeinsame zusammengesetzte Beschichtung aufgebracht ist. 109885/1274

23· Platte nach Anspruch 22. und einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Armierungsan— Ordnung in der Verkleidung eingebettet ist.

24. Verwendung der Konstruktionselemente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 und/oder der Platten nach den Ansprüchen 22 bis 23 zur Herstellung eines einheitlichen Ganzen.

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