DE102007038408A1

DE102007038408A1 - Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, insbesondere für die Bau- oder Möbelindustrie, sowie eines Bauelementes, ein solcher Formkörper, ein solches Bauelement und eine Formmasse zur Herstellung des Formkörpers

Info

Publication number: DE102007038408A1
Application number: DE102007038408A
Authority: DE
Inventors: Heinz B. Mader
Original assignee: AGM MADER GmbH
Current assignee: AGM MADER GmbH
Priority date: 2007-08-14
Filing date: 2007-08-14
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2027-08-15
Also published as: EP2025484B1; DE102007038408B4; PL2025484T3; ATE497432T1; DE502008002517D1; EP2025484A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers (50), insbesondere für die Bau- oder Möbelindustrie, wobei ein Gemenge aus Fasern, Spänen und/oder Pulver mit einem Bindemittel vermischt wird, durch Trocknen zu einer Formmasse verarbeitet wird und aus der Formmasse der Formkörper (50) geformt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes (10) für die Bauindustrie, bei dem ein Formkörper (50) auf einen Tragkörper (20) gepresst wird, so dass der Tragkörper (20) und der Formkörper (50) formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Formmasse zur Herstellung eines Formkörpers, einen Formkörper (50) und ein Bauelement zur Verbindung von Bauteilen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers beziehungsweise eines Bauelementes, insbesondere für die Bau- oder Möbelindustrie. Ferner betrifft die Erfindung eine Formmasse zur Herstellung eines Formkörpers, einen solchen Formkörper, sowie ein Bauelement zur Verbindung von Bau- oder Möbelteilen.
Um insbesondere im Holzbau auf einfache Weise mehrere Holzbauteile miteinander kraftschlüssig zu verbinden, werden im Bereich der Verbindungsstelle Befestigungselemente zur Verbindung der Holzbauteile vorgesehen. Beispielsweise können hierfür so genannte Nagelplatten beziehungsweise Nagelbinderplatten eingesetzt werden. Derartige Nagelplatten weisen üblicherweise eine aus Stahl bestehende Tragplatte mit daran angebrachten Nagelelementen auf.
Insbesondere an den Außenseiten von Holzbauteilen angebrachte Nagelplatten haben den Nachteil, dass im Falle eines Brandes in vergleichsweise kurzer Zeit ein Totalversagen der Tragkonstruktion, wie beispielsweise einem Dachträger, eintritt. Dies liegt vor allem daran, dass bei einem Brand zunächst bei einer Temperatur bis etwa 250°C die Hitze über die aus Stahlblech bestehende Nagelplatte und die Nagelelemente in das Holzbauteil ein geleitet wird und dort eine Verkohlung und anschließend eine Verkoksung der Holzbereiche um die einzelnen Nagelelemente herum bewirkt. Nach einem innerhalb weniger Minuten eintretenden Anstieg der Temperatur in einen Bereich von 600°C bis 800°C erweicht dann die aus Stahlblech bestehende Tragplatte der Nagelplatte, wodurch es zu einem plötzlichen Totalversagen der Tragplatte und somit der Holztragkonstruktion kommt.
Ferner haben herkömmliche Formkörper beziehungsweise Bauelemente wie beispielsweise in der Bau- oder Möbelindustrie eingesetzte Pressspanplatten den Nachteil, dass bei derartigen Platten ein Quellen auftritt. Dies liegt vor allem daran, dass kostengünstige Bindemittel beispielsweise auf Harnstoff-Formaldehyd-Basis eingesetzt werden, die jedoch leicht wasserlöslich sind, wodurch es dann zu einem Quellen kommt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen bereit zu stellen, mit Hilfe derer universell einsetzbare Formkörper beziehungsweise Bauelemente für die Bau- und Möbelbranche ausgebildet werden können, die vorzugsweise verbesserte Eigenschaften hinsichtlich des Brandschutzes und/oder des Quellschutzes haben. Insbesondere soll hierzu ein Formkörper beziehungsweise Bauelement und eine dafür vorgesehene Formmasse angegeben und hergestellt werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, insbesondere für die Bau- oder Möbelindustrie, vorgesehen, bei dem ein Gemenge aus Fasern, Spänen und/oder Pulver mit einem Bindemittel vermischt wird, durch Trocknen zu einer Formmasse verarbeitet wird und aus der Formmasse der Formkörper geformt wird.
In bevorzugter Ausgestaltung wird das Gemenge mit einem Wasser enthaltenden und somit „feuchten" Bindemittel vermischt, wodurch quasi eine feuchte Masse beziehungsweise ein feuchter Brei entsteht. Bei dem Misch vorgang werden die Bestandteile des Gemenges, dass heisst die Fasern, Späne und/oder das Pulver, mit dem Bindemittel zumindest teilweise benetzt. Dies kann zu einer Imprägnierung zumindest eines Teils der Gemengebestandteile führen. Hierdurch kann im Hinblick auf den fertigen Formkörper eine quellhemmende Wirkung erzielt werden. Dies ist insbesondere bei Holzspänen von Vorteil, die ohne eine solche Imprägnierung durch das Bindemittel stark quellen.
Um einen noch höheren Quellschutz für den fertigen Formkörper zu erreichen, kann in bevorzugter Ausgestaltung ein bestimmter Anteil von Mineralfasern für das Gemenge vorgesehen werden, da diese kein Wasser aufnehmen. Mit anderen Worten kann insbesondere durch Wahl des Mineralfaseranteils ein bestimmter Quellschutz bewirkt werden. Hinzu kommt, dass derartige Mineralfasern auch eine feuerhemmende Wirkung haben und daher auch im Hinblick auf Brandschutzaspekte vorteilhaft sind.
Die oben genannte „feuchte Masse" bildet eine Art Zwischenprodukt, welches dann getrocknet wird, um die Formmasse zu erhalten. Diese vorzugsweise granulatartige, weitgehend trockene Formmasse kann auch als Trockenmasse bezeichnet werden. Vorzugsweise wird unter dem Begriff „trocken" eine gewisse insbesondere Holzfasern immanente Restfeuchte verstanden. In bevorzugter Ausgestaltung kann diese Restfeuchte an den nicht mit Bindemittel benetzten Stellen der feuchten Masse bei dem Trockenvorgang zumindest teilweise reduziert werden.
In dem Zustand nach dem Trocknen der Mischung aus Gemenge und Bindemittel, das heisst bei Vorliegen der Formmasse, ist das in der Formmasse enthaltene Bindemittel im Wesentlichen wasserunlöslich, insbesondere deshalb weil es noch nicht mittels Temperatur „aktiviert" worden ist. Die Aktivierung des Bindemittels kann dann durch den Formgebungsprozess zur For mung des Formkörpers aus dieser Formmasse, vorzugsweise durch Heißpressen, erfolgen.
Vorzugsweise wird ein Bindemittel auf Harzbasis, insbesondere ein Kunstharz, eingesetzt. So kann ein geeigneter Quellschutz erreicht werden, das heisst dass das Quellen stark reduziert und somit die Langlebigkeit erhöht wird. Vorzugsweise kann alternativ oder zusätzlich Kaolin zugesetzt werden.
In bevorzugter Ausgestaltung kann eine wenigstens feuerhemmende und/oder wenigstens eine quellhemmende Wirkung der Formmasse und somit des fertigen Formkörpers erzielt werden. Vorzugsweise erfolgt dies, wie bereits oben angedeutet, dadurch, dass dem Gemenge Mineralfasern beigefügt werden. Derartige Mineralfasern sind wenig quellanfällig. Ferner imprägniert das Bindemittel die Mineralfasern. Weiterhin kann mittels der Mineralfasern eine wenigstens feuerhemmende Wirkung erzielt werden.
Unter der den Formkörper und/oder das weiter unten definierte Bauelement betreffenden Definition „wenigstens feuerhemmend" soll im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden werden, dass der Formkörper beziehungsweise das Bauelement aus einem Baustoff, Werkstoff, Material beziehungsweise einer Zusammensetzung gebildet ist, der zumindest schwer entflammbar im Sinne der Klasse B1 der Norm DIN 4102 Teil 1 ist. Gegebenenfalls kann der Formkörper beziehungsweise das Bauelement auch die brandschutztechnisch höheren Anforderungen der Klasse A, A1 oder A2 erfüllen, das heisst beispielsweise auch aus nicht brennbarem Material gebildet sein. Vorzugsweise erfüllt eine derartiger Formkörper beziehungsweise das Bauelement die Anforderungen der Feuerwiderstandsklasse F30 oder die höheren Anforderungen der Feuerwiderstandsklassen F60 bis F180. Auf diese Weise kann der Formkörper beziehungsweise das Bauelement seine Funktion im Brandfall für mindestens 30 Minuten (Klasse F30) oder je nach verwendetem Material auch länger erfüllen. In der Regel ist es aber bereits von großem Vorteil, wenn bei einem Brand insbesondere ein Bauelement wenigstens 30 Minuten insoweit tragfähig ist, dass darin befindliche Personen das Bauwerk verlassen beziehungsweise evakuiert werden können und mehr Zeit für Löschversuche besteht.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Formmasse nach dem Trocknen einen Feuchtegehalt von etwa 5 bis 12%, vorzugsweise von etwa 7 bis 10%, auf. Weiter kann vorgesehen werden, dass der Formkörper derart aus der Formmasse geformt wird, dass der Formkörper eine Restfeuchte von etwa kleiner als 5%, vorzugsweise von etwa kleiner als 3%, aufweist. Diese Reduzierung des Feuchtegehalts kann beispielsweise durch Heißpressen erreicht werden.
Ferner kann die Formmasse zerkleinert werden, beispielsweise durch Mahlen oder Schreddern. Das Zerkleinern erfolgt vorzugsweise nach dem Trocknen. So können insbesondere Gemengebestandteile wie Fasern gebrochen werden. An diesen Bruchstellen kann die Feuchtigkeit aus den Faserteilen ein- oder austreten.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens hat es sich im Hinblick auf das Bindemittel als vorteilhaft erwiesen, vorzugsweise ein Bindemittel auf Harzbasis, insbesondere ein Kunstharz, einzusetzen. Als besonders vorteilhaft eignet sich eine Verbindung umfassend Acryl, Styrol, Copolymer und Wasser. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Bindemittel mit einem Gewichtsanteil an Acryl, Styrol und/oder Copolymer von etwa 50 bis 75% und einem Gewichtsanteil von Wasser von etwa 25 bis 50% erwiesen. Der Bestandteil Acryl liegt vorzugsweise in Form von Acrylharz, vorzugsweise als modifiziertes Acrylharz, vor. Bevorzugt umfasst das Bindemittel eine modifizierte Acrylat-Styrol-Copolymer-Emulsion. Eine derartige Emulsion ist unter dem Handelsnamen NeoCryl XK-70 erhältlich.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Gemenge Mineralfasern, Holzfasern, Holzmehl und/oder Holzspäne. Es können auch Zusätze wie Kaolin, Graphit und/oder Glimmer beigemengt werden.
In einem bevorzugten Anwendungsfall umfasst das Gemenge etwa 25 bis 50 Gew.-% Holzfasern, etwa 0 bis 25 Gew.-% Mineralfasern und etwa 50 bis 65 Gew.-% Bindemittel. Alternativ hierzu kann das Gemenge etwa 50 bis 65 Gew.-% Holzspäne, etwa 0 bis 10 Gew.-% Holzmehl und etwa 35 bis 50 Gew.-% Bindemittel umfassen. Ebenso alternativ kann das Gemenge etwa 35 bis 50 Gew.-% Mineralfasern, etwa 0 bis 15 Gew.-% Graphit und/oder Glimmer und etwa 50 bis 65 Gew.-% Bindemittel umfassen. Die Verwendung vorgenannter Bestandteile stellt eine kostengünstige und einfach handhabbare Maßnahme dar, da die zugehörigen Rohstoffe in ausreichender Form beispielsweise als Rest- oder Abfallstoffe zur Verfügung stehen und/oder bei Recyclingprozessen zur Wiederverwertung anfallen. So kann beispielsweise bei einer Mischung von etwa 50 Gew.-% Mineralfasern und etwa 50 Gew.-% Holzfasern oder Holzspänen eine holzartige Struktur des Formkörpers erreicht werden, wodurch sich vielseitige Anwendungen in der Bau- oder Möbelindustrie ergeben.
Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die Formmasse bei einer Temperatur von bis zu etwa 50°C getrocknet wird, beispielsweise mittels heißer Luft. Vorteilhafterweise können die Fasern oder Späne nach dem Vermischen und Trocknen zu einer Länge von maximal etwa 1,0 mm zerkleinert werden.
Hinsichtlich der Formgebung kann vorgesehen werden, dass der Formkörper durch Extrudieren oder Pressen der Formmasse geformt wird. Bei dem Pressen beziehungsweise Heißpressen werden beispielsweise Temperaturen von 120°C bis 150°C eingesetzt. In bevorzugter Ausgestaltung wird die Formmasse in ein Presswerkzeug eingefüllt und bei einer vorbestimmten Tempe ratur über eine vorbestimmte Zeitdauer mit einem vorbestimmten Druck gepresst. Vorzugsweise wird die Formmasse bei einer Temperatur von etwa 100°C bis etwa 150°C gepresst. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Formmasse mit einem Druck von etwa 20 bis etwa 50 bar gepresst wird.
In bevorzugter Anwendung des Verfahrens wird ein plattenförmiger Formkörper geformt. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Formmasse über eine Zeitdauer von mindestens einer Minute pro mm Dicke des zu formenden plattenförmigen Formkörpers gepresst wird. Eine derartige Platte kann als Brandschutz- und/oder Quellschutzplatte dienen. Grundsätzlich kann aber jede beliebige Form, wie sie in der Bau- oder Möbelindustrie bekannt sind, für den Formkörper vorgesehen werden. Die Form kann sich beispielsweise nach einem zu verkleidenden oder abzudeckenden Bauelement, insbesondere Bauelement im Sinne eines Befestigungselementes, richten.
Weiterhin wird zur Lösung oben genannter Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements, insbesondere für die Verbindung von Bauteilen, vorgeschlagen, bei dem ein Formkörper auf einen Tragkörper gepresst wird, so dass der Tragkörper und der Formkörper formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden werden.
Mit diesem Verfahren kann beispielsweise erreicht werden, dass mit der Aufpressung des Formkörpers auf den Tragkörper zugleich eine wenigstens teilweise Formgebung des Formkörpers erfolgt, so dass eine weitere Reduzierung der Verfahrensschritte erreicht wird. Zudem kann hierbei vorzugsweise ein und dasselbe Werkzeug zur Verpressung und Formgebung eingesetzt werden. Somit kann auch die Anzahl der erforderlichen Werkzeuge weiter reduziert werden.
In bevorzugter Ausgestaltung wird der Formkörper derart auf den Tragkörper gepresst, dass wenigstens ein Bereich des Formkörpers in eine Öffnung des Tragkörpers hingedrückt wird. So kann zum einen die Form des Formkörpers an die Form des Tragkörpers angepasst werden. Zum anderen kann in einer Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen sein, dass der Bereich des Formkörpers so weit in die Öffnung des Tragkörpers hineingedrückt wird, so dass im Bereich der Öffnung die formschlüssige Verbindung von Tragkörper und Formkörper entsteht. Vorzugsweise umfasst der Tragkörper eine Vielzahl von Öffnungen oder Ausnehmungen, wobei dann an mehreren Stellen eine formschlüssige Verbindung erreicht werden kann.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird als Tragkörper ein Bauelement, insbesondere eine Nagelplatte, in ein Formwerkzeug eingelegt und der Formkörper in das Formwerkzeug eingebracht und derart auf den Tragkörper gepresst, dass der Formkörper mit dem Tragkörper formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden wird. Hierbei kann der Formkörper in bereits weitgehend gefestigter Form oder aber in Form der oben erwähnten Formmasse in das Formwerkzeug eingebracht werden. Beispielsweise kann das Formwerkzeug nach Einlegen des Tragkörpers oder Bauelementes geschlossen und dann die Formmasse in das geschlossene Formwerkzeug in einen entsprechenden Hohlraum eingefüllt werden. Alternativ kann der Formkörper, beispielsweise in Form einer Platte, auf den Tragkörper oder das Bauelement aufgelegt und anschließend das Formwerkzeug geschlossen werden. Bei dem Einbringen des Formkörpers ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Formkörper etwa das 1,5- bis 2-fache Volumen des späteren Volumens des Formkörpers nach Abschluss des Pressvorganges hat. Vorzugsweise ist der mit dem Tragkörper zu verbindende Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 19 hergestellt.
Überdies wird zur Lösung der Aufgabe eine Formmasse zur Herstellung eines Formkörpers vorgeschlagen, gekennzeichnet durch eine Mischung aus einem Gemenge aus Fasern, Spänen und/oder Pulver und einem Bindemittel. In bevorzugter Ausgestaltung weist die Formmasse einen Feuchtegehalt von etwa 5 bis 12%, vorzugsweise von etwa 7 bis 10%, auf. Hinsichtlich des Gemenges, des Bindemittels und deren Vermengung, auch in verschiedenen Kombinationen, wird auf obige Ausführungen verwiesen.
Weiterhin wird obige Aufgabe durch einen Formkörper, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 gelöst. Hierzu wird ebenfalls auf obige Ausführungen verwiesen.
Schließlich wird als Lösung auch ein Bauelement zur Verbindung von Bauteilen, insbesondere zur Verbindung von Holzbauteilen, vorgeschlagen. Dieses Bauelement umfasst einen Tragkörper und einen Formkörper, wobei Tragkörper und Formkörper mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 20 bis 24 formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind. In bevorzugter Ausgestaltung ist der Tragkörper eine Tragplatte und der Formkörper eine Brandschutz- und/oder Quellschutzplatte, die formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Tragplatte verbunden ist.
Vorzugsweise ist der Tragkörper als Nagelplatte beziehungsweise Nagelbinderplatte ausgeführt. Hierbei ist an der Tragplatte eine Vielzahl von Nagelelementen befestigt. Diese Nagelelemente erstrecken sich in einem vorbestimmten Winkel von der Tragplattenebene, insbesondere im Wesentlichen senkrecht.
Die oben erläuterte Formmasse, der Formkörper und das Bauelement bestehen vorzugsweise aus einem wenigstens feuerhemmenden und/oder wenigstens quellhemmenden Material oder einer solchen Materialzusammensetzung. Der Formkörper beziehungsweise die Formmasse kann aus wenigstens feuerhemmenden Material bestehen, dass heisst zumindest schwer ent flammbar entsprechend der Klasse B1 der Norm DIN 4102 Teil 1 sein. Auf obige Ausführungen wird verwiesen.
Beispielsweise erfüllt der Formkörper beziehungsweise das Bauelement die Anforderungen der Feuerwiderstandsklasse F30, dass heisst hält im Brandfall für mindestens 30 Minuten stand. Je nach für die Formmasse verwendetem Material können auch die höheren Anforderungen der Feuerwiderstandsklassen F60 bis F180 erfüllt werden. In der Regel ist es aber bereits von großem Vorteil, wenn eine Tragkonstruktion oder ein Bauwerk wenigstens 30 Minuten insoweit tragfähig ist, dass darin befindliche Personen das Bauwerk verlassen beziehungsweise evakuiert werden können und mehr Zeit für Löschversuche besteht.
Die oben genannten Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers und zur Herstellung eines Bauelementes können miteinander kombiniert werden. So kann beispielsweise zunächst der Formkörper hergestellt und dieser sodann zur weiteren Herstellung des Bauelementes mit dem Tragkörper verbunden werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf mehrere Ausführungsbeispiele und die Zeichnungen weiter erläutert. Dabei zeigen schematisch:
1 eine Holztragkonstruktion mit einem erfindungsgemäßen Bauelement;
2, 3 perspektivische Darstellungen des Bauelementes gemäß 1,
4 einen Querschnitt durch das Bauelement gemäß den 1 bis 3, und
5 eine Ansicht von unten auf das Bauelement gemäß den 1 bis 3.
1 zeigt eine Holztragkonstruktion, wobei zur Verbindung von Bauteilen 12 in Form von fünf Holzbauteilen ein erfindungsgemäßes Bauelement in Form einer Nagelplatte 10 vorgesehen ist. Diese Nagelplatte 10 ist in die Holzbauteile 12 eingepresst. Die 2 bis 5 zeigen sodann diese Nagelplatte 10 im Detail mittels verschiedener Ansichten.
Die Nagelplatte 10 umfasst als Tragkörper 20 eine Tragplatte und als Formkörper 50 eine Schutzplatte in Form einer Brand- und/oder Quellschutzplatte.
Die Tragplatte 20 umfasst in mehreren Reihen benachbart zueinander angeordnete und an der Tragplatte 20 befestigte Nagelelemente 40. Sämtliche Nagelelemente 40 sind durch Ausstanzen und Umbiegen vorbestimmter Bereiche der Tragplatte gebildet. Alternativ oder zusätzlich könnten die Nagelelemente 40 bereichsweise oder auch im gesamten Bereich der Tragplatte 20 an dieser angeschweißt oder angenietet sein.
Ferner umfasst die Tragplatte 20 eine Innenseite 22, eine Außenseite 24 und eine Seitenfläche 26. Die Innenseite 22 ist im montierten Zustand der Nagelplatte 10 den Holzbauteilen 12 zugewandt. Die Außenseite 24 ist den Holzbauteilen 12 abgewandt. Die Seiten- oder Stirnfläche 26 verläuft in Umfangsrichtung der Tragplatte 20 umlaufend.
Die sich bei der Herstellung der Nagelelemente 40 durch das Stanzen und Umbiegen wenigstens eines Abschnittes des späteren Umrisses des jeweiligen Nagelelementes 40 ergebenden Öffnungen 30 weisen ein erstes Ende 32 und ein zweites Ende 34 auf (siehe 5). An das erste Ende 32 schliesst jeweils das Nagelelement 40 an. Das zweite Ende 34 ist etwa dreiecksförmig ausgebildet. Die Umrandung der Öffnung 30 wird im Wesentli chen durch ein Stanzwerkzeug festgelegt. Das Nagelelement 40 hat ein erstes Ende 42, das mit der Tragplatte 20 verbunden ist und ein zweites freies Ende 44. Das freie Ende 44 ist entsprechend dem zweiten Ende 34 etwa dreiecksförmig ausgebildet. Dadurch können die Nagelelemente 40 einfacher in die Holzbauteile 12 eingepresst werden. Zwischen den Öffnungen 30 bilden verbleibende Plattenbereiche 28 der Tragplatte quasi Stege oder Streifen, die im eingebauten Zustand zur Kraftübertragung zwischen den Holzbauteilen 14 dienen.
Wie sich aus den 2 bis 4 ergibt, liegt die Schutzplatte 50 auf der Außenseite 24 der Tragplatte 20 auf und ist formschlüssig mit der Tragplatte 20 verbunden. Ferner ist die Schutzplatte 50 aus einem Holzfasern, Holzspäne und/oder Mineralfasern sowie Bindemittel umfassenden Gefüge gebildet und weist eine Dicke von circa 1 mm bis 16 circa mm, vorzugsweise von circa 5 mm bis 6 circa, auf. Diese Schutzplatte 50 erfüllt die an Baustoffe der Klasse B1 der DIN 4102 Teil 1 gestellten Anforderungen. Auf diese Weise kann die Holztragkonstruktion gemäß 1, bei der mehrere Holzbauteile 12 mit der Nagelplatte 10 miteinander verbunden sind, im Brandfall wenigstens 30 Minuten Stand halten. Weiterhin ergibt sich infolge der in der Materialzusammensetzung enthaltenen Mineralfasern eine quellhemmende Wirkung, wodurch die Schutzplatte 50 auch ein Quellschutz bewirkt.
Wie den 2, 4 und 5 zu entnehmen, weist die Schutzplatte 50 im Bereich jeder Öffnung 30 der Tragplatte 20 einen Vorsprung 52 auf, der zur formschlüssigen Verbindung von Schutzplatte 50 und Tragplatte 20 in die jeweilige Öffnung 30 hineinragt. Der jeweilige Vorsprung 52 kann eine Höhe aufweisen, die kleiner als, größer als oder gleich der Tiefe der zugehörigen Öffnung 30 ist. In 2 ist die Höhe der Vorsprünge geringfügig kleiner als die Tiefe der Öffnung 30 oder entspricht im Wesentlichen der Tiefe der Öffnung 30.
Um zunächst den Formkörper, d. h. die Schutzplatte 50, herzustellen, wird ein Gemenge aus Fasern, Spänen und/oder Pulver mit einem Bindemittel vermischt und durch Trocknen zu einer Formmasse verarbeitet. Um diese Formmasse zu erhalten, werden im Folgenden drei Varianten erläutert:
Bei der ersten Variante umfasst das Gemenge als Bestandteile im Wesentlichen etwa 25 bis 50 Gew.-% Holzfasern und etwa 0 bis 25 Gew.-% Mineralfasern. Bei einer zweiten Variante umfasst das Gemenge etwa 50 bis 65 Gew.-% Holzspäne und etwa 0 bis 10 Gew.-% Holzmehl. Das Gemenge gemäß Variante 3 umfasst etwa 35 bis 50 Gew.-% Mineralfasern und etwa 0 bis 15 Gew.-% Graphit und/oder Glimmer.
Bei allen drei vorgenannten Varianten wird dem jeweiligen Gemenge als Bindemittel eine modifizierte Acylat-Styrol-Copolymer-Emulsion (erhältlich unter dem Handelsnamen "NeoCryl XK-70") mit einem Gewichtsanteil an Acylat, Styrol und Copolymer von etwa 50 bis 75 Gew.-% und einem Gewichtsanteil von Wasser von etwa 25 bis 50 Gew.-% beigemengt. Gemenge und Bindemittel werden sodann in einer Mischvorrichtung im kalten Zustand vermischt bis eine feuchte Masse beziehungsweise ein Brei erhalten wird.
Diese „feuchte" Masse wird bei den Varianten 1 und 3 anschließend bei einer Temperatur von bis zu etwa 50°C getrocknet und anschließend in Partikel mit einer Maximalgröße bzw. Maximallänge von etwa 1 mm zerkleinert. Dieses Zerkleinern kann durch Schreddern oder Mahlen erfolgen. Bei der Variante 2 erfolgt auch ein Trocknungsvorgang, jedoch nicht der Zerkleinerungsvorgang, da die Späne bereits in ausreichend kleiner Partikelgröße vorliegen.
Nach dieser Behandlung wird die nun in Form eines trockenen Pulvers oder in Form von trockenen Spänen vorliegende Formmasse in ein Formwerkzeug eingebracht. Hierbei kann etwa das 1,5- bis 2-fache Volumen an Formmasse (im Vergleich zum späteren nach dem Pressvorgang erhaltenen Volumen der Formmasse) eingebracht werden. Nach Schließen des Formwerkzeuges wird bei allen Varianten mit einem Pressdruck von etwa 30 bis 40 bar und einer Temperatur von etwa 120°C bis etwa 150°C der Pressvorgang durchgeführt. Die zeitliche Dauer des Pressvorganges ist derart gewählt, dass pro mm Dicke des späteren Formkörpers 50 eine Pressdauer von etwa einer Minute veranschlagt wird. Nach Abschluss des Pressvorganges und einem zumindest teilweise Abkühlen bis auf etwa maximal 80°C kann der Formkörper 50 aus dem Formwerkzeug entnommen werden.
In bevorzugter Ausgestaltung ist der Hohlraum des Formwerkzeuges entsprechend ausgebildet, so dass ein plattenförmiger Formkörper 50 formbar ist.
Nachfolgend wird auf Basis des mittels des oben erläuterten Verfahrens hergestellten Formkörpers 50 ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes 10 in Form der oben beschriebenen Nagelplatte erläutert. Diese beiden Verfahren können auch zu einem gemeinsamen Verfahren kombiniert werden.
Der hergestellte Formkörper 50 ist plattenartig geformt und stellt die in den Figuren gezeigte Schutzplatte 50 dar. Um nun die gewünschte Verbindung zwischen dem Tragkörper 20 in Form der Tragplatte und dem Formkörper 50 (Schutzplatte) erreichen zu können, wird ein Presswerkzeug bereit gestellt. Nach Öffnen des Presswerkzeuges wird die Tragplatte 20 mit den durch Ausstanzen und wenigstens teilweises Umbiegen vorhandenen Nagelelementen 40 in das Presswerkzeug eingelegt. Anschließend wird der Formkörper 50 auf die Außenseite 24 der Tragplatte 20 aufgelegt. Nach Schließen des Presswerkzeuges wird über eine vorbestimmte Zeitdauer und mit einem vorbestimmten Pressdruck die Schutzplatte 50 derart auf die Tragplatte 20 aufgepresst, dass Tragplatte 20 und Schutzplatte 50 formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Die stoffschlüssige Verbindung kann einerseits durch eine entsprechende Beschaffenheit der Formmasse oder des Formkörpers oder durch eine nachträgliche Aufbringung einer Klebeschicht auf die Außenseite 24 oder die Schutzplatte 50 erreicht werden.
Die formschlüssige Verbindung wird dadurch erreicht, dass während des Pressens im Bereich der Öffnungen 30 befindliche Bereiche des Formkörpers 50 in die jeweilige Öffnung bzw. Ausnehmung 30 der Tragplatte 20 hineingedrückt werden. Auf diese Weise werden die Vorsprünge 52 ausgebildet. Aufgrund der dadurch erreichten formschlüssigen Verbindung zwischen Tragplatte 20 und Schutzplatte 50 kann aber grundsätzlich auf eine zusätzliche stoffschlüssige Verbindung verzichtet werden.
Das derart gebildete wenigstens feuerhemmende und/oder wenigstens quellhemmende Bauelement 10 (Nagelplatte) ist somit im Brandfall auf der feuerbeaufschlagten Außenseite mit dem Formkörper 50 (Schutzplatte) derart verbunden, dass diese Verbindung auch im Brandfall über einen längeren Zeitraum erhalten bleibt. So kann im Brandfall wertvolle Zeit für das Verlassen oder Evakuieren eines Gebäudes sowie für die Löscharbeiten gewonnen werden.

10: Bauelement
12: Bauteil
20: Tragkörper
22: Innenseite
24: Aussenseite
26: Seitenfläche
28: Plattenbereich
30: Öffnung
32: erstes Ende
34: zweites Ende
40: Nagelelement
42: erstes Ende
44: zweites Ende
50: Formkörper
52: Vorsprung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN 4102 [0013]
- DIN 4102 [0030]
- DIN 4102 [0043]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers (50), insbesondere für die Bau- oder Möbelindustrie, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemenge aus Fasern, Spänen und/oder Pulver mit einem Bindemittel vermischt wird, durch Trocknen zu einer Formmasse verarbeitet wird und aus der Formmasse der Formkörper (50) geformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formmasse nach dem Trocknen einen Feuchtegehalt von etwa 5 bis 12%, vorzugsweise von etwa 7 bis 10%, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper derart aus der Formmasse geformt wird, dass der Formkörper eine Restfeuchte von etwa kleiner als 5%, vorzugsweise von etwa kleiner als 3%, aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formmasse zerkleinert wird, insbesondere nach dem Trocknen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bindemittel auf Harzbasis, insbesondere ein Kunstharz, verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel eine Verbindung umfassend Acryl, Styrol, Copolymer und Wasser verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge Mineralfasern, Holzfasern, Holzmehl und/oder Holzspäne umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge etwa 25 bis 50 Gew.-% Holzfasern, etwa 0 bis 25 Gew.-% Mineralfasern und etwa 50 bis 65 Gew.-% Bindemittel umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge etwa 25 bis 50 Gew.-% Holzfasern, etwa 0 bis 25 Gew.-% Mineralfasern und etwa 50 bis 65 Gew.-% Bindemittel umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge etwa 50 bis 65 Gew.-% Holzspäne, etwa 0 bis 10 Gew.-% Holzmehl und etwa 35 bis 50 Gew.-% Bindemittel umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge etwa 35 bis 50 Gew.-% Mineralfasern, etwa 0 bis 15 Gew.-% Graphit und/oder Glimmer und etwa 50 bis 65 Gew.-% Bindemittel umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknen bei einer Temperatur von bis zu etwa 50°C erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (50) durch Extrudieren der Formmasse geformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (50) durch Pressen der Formmasse geformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Formmasse in ein Presswerkzeug eingefüllt und bei einer vorbestimmten Temperatur über eine vorbestimmte Zeitdauer mit einem vorbestimmten Druck gepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Formmasse bei einer Temperatur von etwa 100°C bis etwa 150°C gepresst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Formmasse mit einem Druck von etwa 20 bis 50 bar gepresst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein plattenförmiger Formkörper (50), insbesondere eine Brandschutzplatte, geformt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Formmasse über eine Zeitdauer von mindestens 1 Minute pro mm Dicke des zu formenden plattenförmigen Formkörpers (50) gepresst wird.
Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes (10), insbesondere für die Bauindustrie, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formkörper (50) auf einen Tragkörper (20) gepresst wird, so dass der Tragkörper (20) und der Formkörper (50) formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (50) derart auf den Tragkörper (20) gepresst wird, dass wenigstens ein Bereich des Formkörpers (50) in eine Öffnung (30) des Tragkörpers hinein gedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des Formkörpers (50) so weit in die Öffnung (30) des Tragkörpers (20) hinein gedrückt wird, so dass im Bereich der Öffnung (30) die formschlüssige Verbindung von Tragkörper (20) und Formkörper (50) entsteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Tragköper (20) ein Bauelement, insbesondere eine Nagelplatte, in ein Formwerkzeug eingelegt wird und der Formkörper (50) in das Formwerkzeug eingebracht und derart auf den Tragkörper (20) gepresst wird, dass der Formkörper (50) mit dem Tragkörper (20) formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 hergestellt ist.
Formmasse zur Herstellung eines Formkörpers, gekennzeichnet durch eine Mischung aus einem Gemenge aus Fasern, Spänen und/oder Pulver und einem Bindemittel.
Formmasse nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch einen Feuchtegehalt von etwa 5 bis 12%, vorzugsweise von etwa 7 bis 10%.
Formmasse nach Anspruch 25 oder 26, gekennzeichnet durch ein Bindemittel wie in einem der Ansprüche 4 bis 6 definiert.
Formmasse nach einem der Ansprüche 25 bis 27, gekennzeichnet durch ein Gemenge wie in einem der Ansprüche 7 bis 11 definiert.
Formkörper (50) hergestellt nach einem Verfahren gemäß der Ansprüche 1 bis 19.
Bauelement zur Verbindung von Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tragkörper (20) und ein Formkörper (50) mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 20 bis 24 formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Bauelement nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (20) eine Tragplatte und der Formkörper (50) eine Brandschutzplatte ist, die formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Tragplatte (20) verbunden ist.
Bauelement nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (20) als Nagelplatte ausgeführt ist, wobei an der Tragplatte eine Vielzahl von Nagelelementen befestigt ist.