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Verfahren zur chemisch-beständigen oder verschleißfesten
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Verkleidunz von Stahlblechflächen mit Kunststofftafeln Die Verwendung
von Kunststofftafeln als Auskleidungsmaterial für Stahlblechkonstruktionen, wie
beispielsweise Behälter, Rinnen und Rutschen etc.,als chemisch-beständige oder als
abriebfeste Verkleidung ist schwierig zu bewerkstelligen, da an die Haftverbindung
zwischen Kunststoffplatten und Stahlblechuntergrund infolge der unterschiedlichen
Dehnung der beiden Materialien sehr hohe Anforderungen gestellt werden.
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Solche Dehnungsunterschiede resultieren aus dem unterschiedlichen
Wärmedehnungskoeffizienten zwischen Kunststofftafeln und Stahlblech, welcher bei
Kunststoff das 5- bis 12-fache desjenigen von Stahlblech betragen kann.
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Es sind Verklebungen zwischen diesen beiden Materialien bekannt, welche
sich jedoch auf die Verwendung von dünnen, etwa bis zu 2 mm starkem Kunststoffmaterial
beschränken, da sich einerseits stärkere Platten infolge ihrer Steifigkeit bei der
Verklebung schlecht fugenlos an den Untergrund andrücken und in dieser Position
halten lassen und andererseits die zwischen Kunststoff und Stahlblech infolge des
erwähnten unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten auftretenden Scherspannungen
so groß werden, daß die Klebe-Haftverbindung nicht mehr ausreicht.
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Dies trifft besonders bei der Baustellenauskleidung infolge der dort
bestehenden üblicherweise schwierigen Bedingungen zu und ebenso bei hohen thermischen
und mechanischen Belastungen der Auskleidung.
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Aufgrund dieser Umstände sind stärkerwandige Kunststofftafel-Auskleidungen
durch Klebeverbund nicht möglich, wobei unter Kunststofftafeln hier Tafeln aus nicht
elastifiziertem Material zu verstehen sind, wie beispielsweise Tafeln aus Hart-PVC,
aus Polyäthylen oder Polypropylen.
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Platten aus elastifiziertem Material hingegen sind in der Lage Dehnungsunterschiede,
seien sie thermisch oder mechanisch, infolge ihrer Fähigkeit zur elastischen Verformung
klein zu halten, weshalb eine Verklebung derartiger Platten möglich und auch üblich
ist.
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Eine andere bekannte Möglichkeit der Auskleidung von Stahlblechflächen
mit Kunststoffplatten besteht in einer Verschraubung der beiden Materialien.
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Hierbei werden die Kunststofftafeln auf dem Stahlblechuntergrund befestigt,
indem einzelne Schrauben durch vorgebohrte öffnungen hindurchgesteckt und anschließend
verschraubt werden.
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Durch die beschränkte Anzahl der Schraubverbindunge, welche aus wirtschaftlichen
und technischen Gründen nur einen Bruchteil der eigentlich erforderlichen ca. 100
- 400 Stück/qm ausmachen, ist eine gleichmäßige Dehnungsunterdrückung bwz. Spannungsverteilung
nicht möglich. Aufgrund dessen beschränkt sich diese Ausführung meist auf verschleißfeste
Auskleidungen, welche bei geringen Temperaturunterschieden arbeiten und bei welchen
es nicht auf eine absolute flüssigkeits- oder gasdichte Verschweißung ankommt.
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Da eine Klebeverbindung nur im beschränkten Umfang möglich ist und
die bisher bekannte mechanische Schraubverbindung für erhöhte thermische Beanspruchungen
ebenfalls nicht ausreicht, stellt sich die Aufgabe, eine mechanische Verbindung
zwischen Kunststoffplatten und Stahlblech-Trägermaterial zu schaffen, mit welcher
ein so sicherer Materialverbund hergestellt wird, daß auch unter Verwendung dickerer
Kunststofftafeln eine festhaftende dichte Auskleidung hergestellt werden kann.
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Es stellt sich darüberhinaus die Forderung, daß auch bei einer solchen
Auskleidung ein leichtes Auswechseln derselben möglich sein soll, was insbesondere
bei verschleißfesten Auskleidungen wichtig ist.
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Vorliegende Erfindung zeigt eine Lösung, mit welcher ein einwandfreier
Verbund zwischen den Kunststofftafeln aus Auskleidungsmaterial und dem Stahlblech
als statischen Träger gewährleistet ist und der Vorteil der leichten Auswechselbarkeit
erhalten bleibt.
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Zu diesem Zweck werden Kunststofftafeln in an und für sich bekannter
Ausführung verwendet, welche an der Rückseite eine Vielzahl voneinander getrennter
und vorzugsweise zylinderförmiger Ankerelementen aufweisen.
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Ohne eingrenzende Absicht sei zum technischen Verständnis die erforderliche
Ankerzahl ungefähr mit 100 1100 StUck/m2 angegeben.
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Die bisher verwendeten Kunststofftafeln dieser Ausführung dienen zur
Verkleidung von Betonbauwerken, wobei die Tafeln mit den Ankerelementen als verlorene
Schalung in Beton mit eingegossen werden.
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Eine präzise Dimensionierung bzw. ein präziser Abstand der einzelnen
Ankerelemente ist bei den bisher bekanntgewordenen Verkleidungsplatten nicht beachtet
und auch nicht erforderlich, da auch bei unterschiedlichen Abmessungen der Ankerelemente
diese in Beton sicher mit eingegossen werden.
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Bei diesen bisher bekannt gewordenen Platten wurden die einzelnen
voneinander getrennten zylinderförmigen Ankerelemente manuell mit einem duroplastischem
Kunststoff auf die ausschließlich thermoplastischen Kunststofftafeln aufgebracht.
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Eine exakte Einhaltung der Abmessungen und Distanzen der Ankerelemente
ist hierbei nicht möglich.
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Dem Erfindungsgedanken zufolge ist für die Auskleidung von Stahlblech-Konstruktionen
ebenfalls die Anfertigung von Kunststoffplatten mit einseitig angebrachter einzelner
vorzugsweise zylindrischer Ankerelemente vorgesehen, wobei die Herstellung der Kunststoffplatten
samt Ankerelementen auf Spritzgießmaschinen aus dem gleichen Material in einem Arbeitsgang
erfolgen muß, um eine genau vorgegebene enge Toleranz der Abmessungen und Distanzen
der Ankerelemente zu gewährleisten.
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Die zu verkleidende Stahlblech-Konstruktion wird entsprechend dem
Erfindungsgedanken aus sogenannten "Lochblechen" hergestellt, welche die gleiche
Anzahl und Abmessungen von öffnungen aufweisen, welche ein Einschieben der Ankerelemente
der Kunststoff-Auskleidung ermöglichen.
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Derartige Lochbleche sind preiswert und schnell auf vorhandenen Maschinen
herzustellen.
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In den meisten Fällen kann die Schwächung des Stahlblechs durch die
oeffnungen, vorzugsweise runde Löcher, vernachlässigt werden, da trotz der Vielzahl
der öffnungen durch den kleinen öffnungsquerschnitt nur ein geringer Prozentsatz
der statischen Festigkeit verloren wird bzw. dieser Verlust durch stärkeren Materialquerschnitt
oder durch eine aufgeschweißte Profilversteifung ausgeglichen werden kann.
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Die Verkleidung wird nun hergestellt, indem die Kunststoffplatten
mit den Ankerelementen so auf das Stahlblech gedrückt werden, daß die Ankerelemente
durch die im Stahlblech vorhandenen öffnungen hindurchstehen und in dieser Lage
fixiert werden.
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Bild 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel lt.
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Erfindungsgedanken.
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Das Stahlblech 1 weist eine Vielzahl von öffnungen(2) auf.
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Die Kunststofftafel (3) wird mit den Ankerelementen (11) in die Stahlblechtafel
(1) geschoben, worauf die Ankerelemente (4) von der Rückseite her fixiert werden,
was durch Kleben, Stauchen, Schweißen, Klemmen etc., erfolgen kann.
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In dem Ausführungsbeispiel lt.Bild 1 bestehen die Ankerelemente aus
zylindrischen Noppen (4), welche in der Bohrung (2) geführt sind. Die Noppen weisen
in ihrer Mitte eine Aussparung (6) auf, in welche sogenannte Klemmleisten (5) eingeschoben
werden, welche in einem Arbeitsgang eine Vielzahl hintereinanderliegender Noppen
festklemmt.
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Durch dieses Festklemmen wird die Kunststofftafel (3) gegen das Stahlblech
(1) gedrückt. Hierdurch sowie durch die Passung der Noppen in den öffnungen ist
ein Verbund zwischen Kunststoffplatte und Stahlblech in jeder Richtung gewährleistet.
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Bei einem Verbund lt.Ausführungsbeispiel 1 kann die Auskleidung nach
Abziehen der Klemmleisten ohne Schwierigkeiten ausgewechselt werden.Hiermit wird
die Forderung nach leichtem Austausch der Auskleidung, beispielsweise bei Verschleißauskleidungen
erfüllt.
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Nötigenfalls wird die Stahlkonstruktion gegen Rosten mit einem Anstrich
(7) geschützt.
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Bild 2 zeigt den Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel
lt.Erfindungsgedanken.
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Hierbei weist die Stahlblechtafel (1) wiederum eine Vielzahl von oeffnungen
(2) auf, in welche die Ankerelemente (11) der Kunststofftafel (3) eingeschoben werden
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel lt.Bild 1 liegt die Kunststofftafel jedoch
nicht direkt auf dem Stahlblech auf, sondern durch Distanzhalter (8), welche mit
den Ankerelementen verbunden oder von diesen getrennt sein können,wird ein Zwischenraum
(9) gebildet.
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Dieser Zwischenraum kann einer Leckanzeige oder einer thermischen
Isolierung durch Luftspalt oder Einbringen eines Isoliermaterials dienen.
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