DE69625286T2

DE69625286T2 - Geschweisste Kunststoffwände und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69625286T2
Application number: DE69625286T
Authority: DE
Inventors: Mark C. Gaydos; James S. Hardigg; Robert L. Wells
Original assignee: Hardigg Industries LLC
Current assignee: Hardigg Industries LLC
Priority date: 1995-07-21
Filing date: 1996-07-22
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2016-07-23
Also published as: EP0754540B1; EP0754540A2; ATE229428T1; US5736221A; CA2181669C; CA2181669A1; JPH09104081A; DE69625286D1; EP0754540A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf im Spritzgußverfahren hergestellte thermoplastische Paneele und auf ein Verfahren zu deren Herstellung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Paneel, das aus zwei Halbpaneelen (Paneelteilstücken) geformt ist, die im Spritzgußverfahren in einer Stapelgußform hergestellt werden oder die vorzugsweise mittels Tandemgußverfahren hergestellt werden und die anschließend, so bald dies praktisch durchführbar ist (vorzugsweise sofort) mittels Heizelementschweißen oder auf andere Art zusammengefügt werden.
Für viele Produkte, zum Beispiel Behälter, Fahrzeuge, Gebäude und so weiter werden Paneele für deren Konstruktion verwendet. Von Paneelen dieser Art werden, je nach ihrem letztendlichen Einsatz, einige der folgenden Eigenschaften gefordert:
Biege-, Scher- und Druckfestigkeit, damit sie Kräften standhalten können, die im rechten Winkel zur Ebene des Paneels angreifen;
Zug-, Druck- und Scherfestigkeit und Knickfestigkeit bei axialer Belastung, um Kräften standzuhalten, die parallel zur Ebene des Paneels angreifen;
Steifigkeit;
Kriechfestigkeit bei langandauernder Belastung;
Schlagfestigkeit;
die Fähigkeit, extremen Temperaturen und schnellem Temperaturwechsel zu widerstehen;
Beständigkeit gegen Beschädigung durch Feuchtigkeit, Chemikalien, Pilzbefall, Insekten und ultraviolette Strahlung;
Brauchbarkeit für dauerhafte Befestigungen;
geringes Gewicht;
Feuerbeständigkeit;
Wärmedämmung;
Luft- und Wasserdichtheit;
Schwimmfähigkeit;
glatt durchgängige oder texturierte Oberflächen;
Biegefähigkeit im Verbund; und so weiter.
Bei vielen der bekannten Paneelkonstruktionen wurden die oben angeführten Anforderungen von Brettern aus Holz erfüllt; Bretter aus Holz weisen jedoch in Richtung der Holzfaser eine begrenzte Biege- und Knickfestigkeit auf. Einen Versuch, diese Beschränkung zu überwinden, stellt Sperrholz dar, bei dem die Faserrichtung jeder Lage um 90º gegen die der benachbarten Lagen versetzt ist, dies erzeugt ein Paneel, das Biege- und Knickfestigkeit in allen Richtungen innerhalb der Ebene des Paneels aufweist, obwohl die Eigenschaften in Richtung der Fasern der äußeren Lagen besser als quer zur Faserrichtung der äußeren Lagen sind.
Eine größere Festigkeit des Paneels und gleichmäßige Festigkeit in allen Richtungen erhält man durch Laminieren von Metall- oder Kunststoffschichten auf einen Sperrholzkern. Um ein geringes Gewicht zu erzielen, werden Kerne geringerer Dichte verwendet, wie Balsaholz auf dem Spiegel des Holzes, wabenförmiges Material, Plastschaumstoffe und Versteifungsstrukturen aus Metall oder Kunststoff. Bei diesen Ausführungen müssen sowohl der Kern der Laminierung als auch dessen Befestigung an den Außenschichten eine ausreichende Scherfestigkeit aufweisen, damit die Außenschichten mit ihrer vollen Festigkeit standhalten können, wenn das Paneel einer Biegebelastung oder einem Druck auf die Kanten ausgesetzt wird.
Als weiterer Typ eines Paneels sind Welltafeln bekannt. Solche Paneele sind sehr effizient, was die Bereitstellung einer Biegefestigkeit und Knickfestigkeit in Richtung der Wellung betrifft, aber sie weisen eine sehr geringe Festigkeit dieser Art in Querrichtung auf.
Ein weiterer Typ eines Paneels ist aus einem Paar paralleler Tafeln eines Materials zusammengesetzt, wobei jede Tafel Einbeulungen aufweist, die mit den entsprechenden Einbeulungen an der anderen Tafel des Paneels verschweißt werden. Wenn die Einbeulungen die Form paralleler Verstärkungsprofile haben und auf diese Weise ein Paneel erzeugen, das aus einer Reihe verbundener paralleler Röhren besteht, wird das Paneel sehr effektiv sein, was die Bereitstellung einer Biegefestigkeit und Knickfestigkeit in Richtung des Verstärkungsprofils anbelangt, jedoch nicht in Querrichtung. Wenn die Einbeulungen eine konische oder pyramidenförmige Gestalt haben und wenn sie über die Oberflächen der Paneele verteilt sind, wird die entwickelte Biegefestigkeit im Verhältnis zur Menge des verwendeten Materials gering sein. Darüber hinaus wurden, um Biegefestigkeit in allen Richtungen zur Verfügung zu stellen, Einbeulungen der unterschiedlichsten Form und Anordnung verwendet. Wenn das Paneel jedoch Biegekräften ausgesetzt wird, resultiert daraus ein komplexes Spannungsmuster, bei dem einige Flächenbereiche der Außenschicht stärker belastet werden als andere, woraus eine Reduzierung der Effizienz resultiert. Diese Art eines Paneels weist keine durchgehend glatten Oberflächen auf, die bei vielen Anwendungen erwünscht sind.
Aus FR-A-2227409 ist ein Paneel bekannt, das aus zwei miteinander verbundenen Paneelteilstücken aus Schaumstoff, zum Beispiel Polystyrol besteht. Jedes Paneelteilstück ist an der Innenseite mit Quer- und Längsrippen versehen, mit deren Hilfe die beiden Hälften untereinander verbunden werden.
Ein Anliegen der Erfindung besteht darin, ein Paneel bereitzustellen, das um alle Achsen parallel zur Ebene des Paneels Biegefestigkeit aufweist und auch um Achsen im rechten Winkel zur Ebene des Paneels.
Ein weiteres Anliegen der Erfindung besteht darin, ein Paneel bereitzustellen, das Druck- und Zugfestigkeit in allen Richtungen innerhalb seiner Ebene und auch im rechten Winkel zu seiner Ebene aufweist.
Gemäß der Erfindung wird ein Paneel bereitgestellt, vorzugsweise ein thermoplastisches Paneel, bestehend aus zwei klar abgegrenzten Paneelteilstücken, jedes mit einer Außenschicht und integral eingeformten Verstärkungsrippen, die sich im allgemeinen von einer ersten ihrer beiden Oberflächen im rechten Winkel zur Außenschicht erstrecken; der Abstand der Verstärkungsrippen ist wesentlich größer als die Dicke der Verstärkungsrippen und die Verstärkungsrippen sind in zwei Gruppen angeordnet, wobei die Verstärkungsrippen innerhalb jeder Gruppe im gleichmäßigen Abstand und parallel zueinander und im rechten Winkel zu den Verstärkungsrippen der anderen Gruppe angeordnet sind, so daß sie ein sich regelmäßig wiederholendes geometrisches Muster mit gleichmäßiger rechteckiger Gestalt bilden und eine Haftfläche definieren, die von der besagten ersten Oberfläche der Außenschicht durch die Höhe der Verstärkungsrippen auf Abstand gehalten wird, wobei die Paneelteilstücke an der Haftfläche eines jeden Paneelteilstücks fest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht und die Verstärkungsrippen eines jeden Paneelteilstücks dieselbe Dicke aufweisen und jedes Paneelteilstück Keile aufweist, die mit der, Außenschicht und den Verstärkungsrippen eine integrale Einheit bilden.
Die Verstärkungsrippen verlaufen in zwei Richtungen, so daß sie ein rechteckiges Muster, vorzugsweise Quadrate definieren, was bei der Verwendung des Paneels vorteilhaft ist. Im einfachsten Fall werden zwei Paneelteilstücke so zusammengebracht, daß sich passende Verstärkungsrippen gegenüberstehen und entlang der passenden Oberflächen der Verstärkungsrippen miteinander verbunden werden. Das Verbinden kann auf eine beliebige Art und Weise erfolgen, mit der eine Verbindung erzeugt wird, deren Scher- und Zugfestigkeit ausreichend ist, um das Paneel in die Lage zu versetzen, den Kräften standzuhalten, die es tragen muß.
Diese und weitere Ziele und Vorteile der Erfindung und Vergleiche mit dem Stand der Technik werden im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen betrachtet, auf denen dargestellt ist:
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Sektion eines Paneels nach dem Stand der Technik;
Fig. 1A ist eine Schnittansicht entlang der Linie 1-1 von Fig. 1;
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Paneelteilstück;
Fig. 2A ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 2;
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine Sektion eines Paneels ähnlich Fig. 1, das Befestigungsaugen aufweist, die in jedes Paneelteilstück an der Kreuzungsstelle jeder Verstärkungsrippe des besagten Paneelteilstücks integral eingeformt sind;
Fig. 3A ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 3;
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine Sektion eines Paneels ähnlich Fig. 1, das Befestigungsaugen aufweist, die in die Verstärkungsrippen eines jeden Paneelteilstücks integral eingeformt sind; und
Fig. 4A ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 von Fig. 4;
Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 1A ist bei 10 eine Paneelkonstruktion nach dem Stand der Technik dargestellt. Wie dies dargestellt ist, besteht das Paneel aus einem oberen Paneelteilstück 12 und einem unteren Paneelteilstück 14, die an einer Stelle der Mittelebene mit Hilfe bekannter Mittel, wie Schweißen oder Kleben miteinander verbunden sind.
Wie dies auf Fig. 1A dargestellt ist, umfaßt jedes Paneelteilstück 12 und 14 eine Außenfläche oder Außenschicht 18 und eine Vielzahl von Verstärkungsrippen oder Rippen 20, die im rechten Winkel zur inneren Fläche der Außenschicht 18 angeordnet sind und in diese integral eingeformt sind. Die Paneelteilstücke 12 und 14 sind in der Ebene 16, die zwischen den Außenschichten 18 angeordnet ist, über die Verstärkungsrippen 20 miteinander verbunden.
Bezugnehmend auf die Paneelkonstruktion nach Fig. 1 wurde auf dem Computer ein Paneelstreifen simuliert: 76,2 cm (30 Zoll) lang, 6,4 cm (2,5 Zoll) breit und mit einer Gesamtdicke von 2,5 cm (1,0 Zoll), der Außenschichten einer Dicke von 0,25 cm (0,10 Zoll) und Verstärkungsrippen einer Dicke von 0,25 cm (0110 Zoll) aufwies, die längs und quer auf 5,1 cm (2 Zoll) Zentren verlaufen, unter Verwendung des Finite-Elemente-Programms Ideas®, das von der Structural Dynamics Research Corporation bereitgestellt wird. Dieses Paneel wurde an jedem Ende abgestützt, so daß eine Spannweite von 76,2 cm (30 Zoll) bereitgestellt wurde. Eine Last von 22,5 kg (50 pound) wurde auf eine 10,2 cm (4 Zoll) lange Fläche aufgebracht, welche die Mitte überspannte, und die resultierenden Spannungen im Paneel wurden berechnet. An der unteren Außenschicht des Paneelstreifens griffen Zugkräfte an und wiesen in der Mitte des Paneels einen Spitzenwert von etwa 101 kg/cm² (1440 lb./in.²) auf. An der oberen Außenschicht des Paneelstreifens griffen Druckkräfte an, mit einem Spitzenwert von etwa 114 kg/cm² (1620 lb./in.²) in der Mitte des Paneels. Die Scherbeanspruchung im Bereich der Verstärkungsrippen in der Mittelebene des Paneels wurde mit etwas weniger als 10 kg/cm² (144 lb./in.²) berechnet. Wie gezeigt wurde, treten die größten Spannungen in den Außenschichten des Paneels und in den Bereichen der Verstärkungsrippen auf, die an die Außenschichten des Paneels grenzen. Weil die Verstärkungsrippen in die Außenschichten integral eingeformt sind, steht in diesen Bereichen die volle Festigkeit des Materials zur Verfügung. Weil die geschweißten Bereiche des Paneels nicht stark belastet werden, macht es die Biegefestigkeit und die Knickfestigkeit der Paneele nicht erforderlich, daß die geschweißten Bereiche die gleiche Festigkeit wie der Ausgangswerkstoff aufweisen.
Für Paneele, die aus thermoplastischen Kunststoffen hergestellt wurden, können Schweißungen beziehungsweise Verleimungen in der Mittelebene hergestellt werden, deren Zugfestigkeits-, Druckfestigkeits- und Scherfestigkeitswerte annähernd denen des Ausgangswerkstoffs entsprechen. Einige der so erhaltenen Verbindungen können jedoch nicht so stark gebogen werden, wie die zu verbindenden Werkstoffe. Die Verbindungen in der Mittelebene des auf den Fig. 1 und 1A dargestellten Paneels werden hauptsächlich auf Scherung beansprucht. Sie werden beim Biegen oder bei axialer Druckbeanspruchung des Paneels keiner Biegebeanspruchung ausgesetzt. Außerdem sind die verbundenen Flächen in der Mittelebene vor Biegebeanspruchung bei Stößen gegen die Außenflächen des Paneels geschützt. Nur bei schwerer Überlastung, zum Beispiel bei einem Schlag im rechten Winkel zur Paneelfläche, der ausreicht, um eine Verstärkungsrippe zu verbiegen, würde ein verbundener Bereich mit einer Biegebeanspruchung beaufschlagt werden.
Die auf den Fig. 1 und 1A gezeigte Anordnung der Verbindungsstelle in der Mittelebene des Paneels ist gegenüber Paneelkonstruktionen zu bevorzugen, bei denen Außenschichten auf einen leichten Kern geschweißt oder geklebt werden. Bei einer derartigen Struktur sind die verbundenen Bereiche, die direkt unter der Außenschicht liegen, gegen Beschädigung durch externe Stöße empfindlich, die ein Ablösen der Schichten des Paneels und ein Versagen des Bauteils verursachen können.
Bei dem geschweißten Paneel, das wie oben beschrieben belastet wird, dürfen sich, damit dieses seine volle mögliche Biegefestigkeit erreicht, die Außenschichten auf der druckbelasteten Oberseite nicht verbiegen, bevor auf dieser Seite die Formänderungsfestigkeit unter Druck erreicht ist oder bevor auf der anderen Seite des Paneels die technische Streckgrenze erreicht ist. Um ein Knicken zu verhindern, darf das Verhältnis des Abstandes der Verstärkungsrippen zur Dicke der Außenschichten nicht zu groß sein. So ist zum Beispiel im Falle eines Paneels, das im gleichmäßigen Abstand angeordnete Rippen oder Verstärkungsrippen aufweist, die in der X- und der Y-Richtung verlaufen, wie dies auf den Fig. 1 und 1A dargestellt ist, die Außenschicht in kleine Quadrate geteilt und die Spannung innerhalb der Außenschicht, bei der ein Knicken einsetzen würde, kann mit folgender Gleichung angenähert werden:
dabei bedeuten
σcr = innere Spannung, bei der Knickung einsetzt; kg/cm² (lbs./in²)
E = Youngscher Modul für das Material der Außenschicht; kg/cm² (lbs./in²)
V = Poissonscher Beiwert für das Material der Außenschicht
h = Dicke der Außenschicht; cm (in)
b = Kantenlänge eines Elementarquadrates der Außenschicht; cm (in).
Bei der auf den Fig. 1 und 1A gezeigten Paneelkonstruktion, die aus hochdichtem Polyethylen gefertigt wurde, mit einem Wert für E von 12,680 kg/cm² (180,000 lbs./in²), einer technischen Streckgrenze von 253 kg/cm² (3600 lbs./in²) und V = 0,45, h = 0,25 cm (0,10 in) und b = 4,8 cm (1,9 in), ist σcr gleich 380 kg/cm² (5400 lbs./in²)
Weil σcr in diesem Falle die technische Streckgrenze des Materials beträchtlich übersteigt, ist zu erwarten, wenn ein solches Paneel einer Biegebelastung unterworfen wird, daß die druckbelastete Seite nicht knickt und die zugbelastete Seite bis zum Wert der technischen Streckgrenze des Materials standhält.
Wie dies auf den Fig. 3, 3A, 4 und 4A dargestellt ist, können in einem regelmäßigen Muster oder fast jedem beliebigen erforderlichen Muster Befestigungsaugen 22 vorgesehen werden. Auf den Fig. 3 und 3A sind diese Befestigungsaugen 22 an der Kreuzungsstelle jeder Verstärkungsrippe 20 eines jeden Halbpaneels 12 und 14 angeordnet, während auf den Fig. 4 und 4A diese Befestigungsaugen 22 in den Verstärkungsrippen 20 eines jeden Halbpaneels 12 und 14 angeordnet sind.
Die Befestigungsaugen 22, die in die Außenschicht 18 und in die Verstärkungsrippen 20 eines jeden Halbpaneels 12 und 14 integral eingeformt sind, können für selbstschneidende Schrauben oder Gewindeschneidschrauben vorgegossen sein. Wie dies dargestellt ist, können die Befestigungsaugen 22 und die beiden Halbpaneele 12 und 14 untereinander ausgerichtet sein und deshalb gleichzeitig mit den Verstärkungsrippen verbunden werden. Wenn eine Befestigung angebracht werden soll, kann die Außenschicht 18 über einem oder mehreren Befestigungsaugen 22 durchbohrt werden und die Befestigung kann mittels Schrauben oder ähnlichem, mit oder ohne Anwendung eines Klebstoffs erfolgen. Zusätzlich können die Befestigungsaugen 22 mit vorgegossenen Löchern eines Durchmessers versehen werden, der ausreichend ist, um Gewindeeinlagen aufzunehmen, die mittels Ultraschall hineingetrieben werden.
Wenn Befestigungsaugen 22 an der Kreuzungsstelle der Verstärkungsrippen 20 angeordnet sind, wie dies auf Fig. 3 dargestellt ist, wird eine an der Ebene des Paneels 10 am Befestigungsauge 22 im rechten Winkel angreifende Zugspannung durch Scherkräfte auf die Verstärkungsrippen 20 übertragen, die mit den angrenzenden Außenschichten 18 eine baumartige Struktur formen, die den Biegemomenten standhält, welche durch die Kraft verursacht werden. Einer parallel zur Ebene des Paneels 10 am Befestigungsauge 22 angreifenden Kraft wird durch Druck-, Scher- und Zugkräfte in den Außenschichten 18 und den Verstärkungsrippen 20 standgehalten. Während Befestigungsaugen auch in den Außenschichten 18, jedoch nicht in den Verstärkungsrippen 20 der Paneele 10 angeordnet sein können, verursachen im rechten Winkel zur Ebene des Paneels an den Befestigungsaugen in den Außenschichten angreifende Kräfte ein lokales Verbiegen und eine Verschiebung der Außenschicht, was im allgemeinen unerwünscht ist.
Um ein Knicken der oben beschriebenen geschweißten Paneele bei Durchbiegung über eine große Spannweite zu vermeiden, könnte die Dicke der Verstärkungsrippen oder Rippen 20 größer gemacht werden, ihr Abstand untereinander könnte verringert und/oder die Dicke der Außenschicht könnte vergrößert werden. Eine Alternative zu all diesen Maßnahmen, welche die Menge des eingesetzten Werkstoffs wesentlich erhöhen, erwies sich gemäß der Erfindung, wie dies beispielhaft bei 24 auf den Fig. 2 und 2A dargestellt ist, das Anbringen von Keilen an den Paneelhälften als eine wirkungsvolle Methode, um mit nur geringem zusätzlichen Werkstoffeinsatz die Knickfestigkeit zu erhöhen. Die Keile 24, welche in die Paneelhälften integral eingeformt sein können, sind typischerweise zwischen den Rippen 20 zentrisch angeordnet, weisen eine Höhe von etwa 1/2 der Höhe der Rippen 20 und eine Länge von etwa 1/3 des Abstandes zwischen den Rippen 20 auf.
Die Paneele der vorliegenden Erfindung, das heißt im Spritzguß hergestellte und verschweißte Halbpaneele, können aus einer Vielzahl von Werkstoffen, zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen, Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS), Polycarbonat oder Acryl und so weiter hergestellt werden. Derartige Werkstoffe werden in einem spezifischen Herstellungsverfahren verwendet, bei dem drei bekannte Techniken auf eine neuartige Art und Weise miteinander kombiniert werden. Für Heizelementschweißen geeignete Werkstoffe sind die bevorzugten Werkstoffe.
Die Herstellung der Kunststoffpaneele der Erfindung verursacht eine Anzahl von Problemen, die soweit wie möglich reduziert werden müssen, um eine maximale Festigkeit und Steifigkeit innerhalb einer Paneelstruktur zu erreichen. Diese Probleme werden hauptsächlich durch die Schrumpfung der Halbpaneele während des Schweißvorgangs verursacht.
Es ist bekannt, daß die durch nachträgliches Formen hervorgerufene Schrumpfung von technischen Kunststoffen in der Größenordnung von 0,5% liegt. Bei Poly-Olefinen liegt dieser Wert in der Größenordnung von 1,0%. Diese Schrumpfung setzt sich aus drei Komponenten zusammen:
(1) thermisches Schrumpfen;
(2) Phasenänderungen des Kunststoffs beim Übergang vom flüssigen in den festen Zustand; und
(3) molekulare Umlagerung.
Während die beiden ersten Komponenten der Schrumpfung zugleich mit der Abkühlung des Teils auftreten, kann der dritte Bereich, das heißt die molekulare Umlagerung, Stunden oder bis zu einigen Tagen dauern.
Es ist ferner bekannt, daß die Schrumpfung eine Funktion der folgenden Faktoren ist:
(1) Werkstoffzusammensetzung
(2) Verarbeitungstemperaturen/Vorgeschichte
(3) Verdichtungsdruck und Zeit
(4) Abkühlzeit innerhalb der Form
(5) Abkühlbedingung außerhalb der Form
(6) interne Spannungen auf Grund von (i) Schwankungen der Querschnittsdicke, (ii) plastischem Fließen in der Form und (iii) Verdichtungsdruck in der Form.
Um die oben angeführten Schrumpfungsprobleme zu minimieren und Paneele herzustellen, wie sie in dieser Offenbarung beschrieben werden, stellte es sich als vorteilhaft heraus, zwei passende Halbpaneele nacheinander in einer Spritzgußmaschine zu formen, die für das "Tandemgußverfahren" eingerichtet ist. Tandemformpressen unterscheiden sich von herkömmlichen Spritzgußmaschinen darin, daß bei ihnen eine Mitteltraverse verwendet wird, die zwischen den normalen stationären und den beweglichen Formplatten angeordnet ist. Zwei übliche Spritzformen sind auf jeder Seite der Mitteltraverse montiert und während des Betriebs werden beide Formen abwechselnd geöffnet, um das Formteil zu entnehmen. Die Einspritzeinheit ist zum hinteren Ende der Maschine versetzt und befüllt jede Form abwechselnd, anschließend werden die beiden Preßvorgänge gegeneinander versetzt. Tandemformpressen des beschriebenen Typs sind erhältlich bei Husky Injection Molding Systems, Ltd., Bolton, Ontario, Kanada.
Eine andere Technik, die angewandt werden kann, um die innere Spannung in den Paneelhälften zu verringern und somit asymmetrische Schrumpfung und Verwindung zu reduzieren, verwendet gasunterstütztes Spritzen. Gasunterstütztes Spritzen realisiert eine geringere Restspannung in den geformten Paneelen, durch eine beträchtliche Verringerung des erforderlichen Druckes für das Verdichten und Füllen. Zusätzlich zur Verringerung der Spannung verringern die bei Gasunterstützung zulässigen Drücke die erforderliche Nennkraft der Presse um den Faktor 4. Dies ergibt ein viel wirtschaftlicheres Verfahren, als dies auf andere Weise möglich wäre. Die Paneelhälften, die verwendet werden, um die Paneele der Erfindung zu formen, können nach dem oben angegebenen Tandemspritzgußverfahren mit oder ohne Gasunterstützung hergestellt werden. Beim Formen dieser Paneelhälften mit Hilfe des Tandemspritzgußverfahrens beträgt der Altersunterschied zwischen den Paneelhälften nur einen Halbzyklus, wenn diese miteinander verbunden werden, um ein komplettes Paneel zu formen. Wenn dies der Fall ist, wird die Schrumpfung nach dem Formen und kurz vor dem Zusammenfügen auf einem Minimalwert gehalten. Außerdem kann, wenn jedes Halbpaneel geformt ist, dessen Länge und Breite überwacht werden und alle möglicherweise erforderlichen Korrekturen an den Parametern des Spritzgußverfahrens können automatisch vorgenommen werden, um die gewünschten Maße des entstehenden Paneels zu erzielen.
Beim Verbinden der Teile, das heißt der Halbpaneele kurz nach deren Entnahme aus der Form, erlaubt die Verwendung des Heizelementschweißens die kleinste mögliche Zeit, in der unterschiedliches Schrumpfen auftritt und ermöglicht eine Selbstfixierung der beiden Teile beim Abkühlen, um Verwindung zu verhindern. Heizelementschweißen stellt die bevorzugte Verbindungsart dar und erzeugt sofort haltende Verbindungen auf Grund seiner sehr kurzen Abbindezeit und der kurzen Gesamtzykluszeit. Die Abbindezeiten (die Zeitspanne vom ersten Kontakt zwischen den Teilen bis zu dem Zeitpunkt, bei dem die volle Festigkeit erreicht ist) liegen typischerweise zwischen 10 und 20 Sekunden.
Obwohl andere Spritzgußverfahren und Vorrichtungen, zum Beispiel chargenweises Spritzen und Stapelguß angewendet werden können, um die Paneele der vorliegenden Erfindung zu formen, ziehen diese Verfahren und Vorrichtungen Probleme bei der Überwachung der Schrumpfung nach sich und sind somit komplizierter und teurer.

Claims

1. Paneel (10), vorzugsweise thermoplastisches Paneel (10), bestehend aus zwei klar abgegrenzten Paneelteilstücken (12, 14), jedes mit einer Außenschicht (18) und integral eingeformten Verstärkungsrippen (20), die sich im allgemeinen von einer ersten ihrer beiden Oberflächen im rechten Winkel zur Außenschicht (18) erstrecken; der Abstand der Verstärkungsrippen (20) ist wesentlich größer als die Dicke der Verstärkungsrippen (20) und die Verstärkungsrippen (20) sind in zwei Gruppen angeordnet, wobei die Verstärkungsrippen (20) innerhalb jeder Gruppe im gleichmäßigen Abstand und parallel zueinander und im rechten Winkel zu den Verstärkungsrippen (20) der anderen Gruppe angeordnet sind, so daß sie ein, sich regelmäßig wiederholendes, geometrisches Muster mit gleichmäßiger rechteckiger Gestalt formen und eine Haftfläche definieren, die von der besagten ersten Oberfläche der Außenschicht (18) durch die Höhe der Verstärkungsrippen (20) auf Abstand gehalten wird, wobei die Paneelteilstücke (12, 14) an der Haftfläche eines jeden Paneelteilstücks (12, 14) fest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (18) und die Verstärkungsrippen (20) eines jeden Paneelteilstücks (12, 14) dieselbe Dicke aufweisen und jedes Paneelteilstück (12, 14) Keile (24) aufweist, die mit der Außenschicht (18) und den Verstärkungsrippen (20) eine integrale Einheit bilden.

2. Paneel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verstärkungsrippe (20) mit einer Verstärkungsrippe (20) auf dem anderen Paneelteilstück (12, 14) in einer Linie ausgerichtet ist.

3. Paneel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile (24) etwa halb so hoch sind, wie jede Verstärkungsrippe (20) und ein Drittel so lang wie jede Verstärkungsrippe (20).

4. Paneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile (24) eine Hypotenuse aufweisen, die sich von der Verstärkungsrippe (20) zur besagten ersten Oberfläche der Außenschicht (18) erstreckt.

5. Paneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile (24) an einer zentralen Stelle längs jeder Verstärkungsrippe (20) angeordnet sind.

6. Paneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder Keil (24) in Richtung auf eine Flächenmitte des durch die Verstärkungsrippe definierten geometrischen Musters erstreckt.

7. Paneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippen (20) ein sich regelmäßig wiederholendes geometrisches Muster quadratischer Form definieren.

8. Paneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paneelteilstück (12, 14) mindestens ein Auge (22) aufweist, zur. Aufnahme eines vom anderen Paneelteilstück (12, 14) abstehenden oder durch dieses hindurch ragenden Vorsprungs.

9. Paneel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auge (22) vorgesehen ist, an den Ecken eines jeden durch die Verstärkungsrippe definierten geometrischen Musters.

10. Paneel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auge (22) vorgesehen ist, zwischen den Ecken eines jeden durch die Verstärkungsrippe definierten geometrischen Musters.

11. Paneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Paneelteilstücke (12, 14) durch Heißplattenfügen oder durch Verleimen oder durch Reibungsschweißen miteinander verbunden sind.

12. Paneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paneelteilstück (12, 14) aus einem für Heißplattenfügen geeigneten, oder fest haftendem oder für Reibungsschweißen geeignetem Material besteht.

13. Paneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paneelteilstück (12, 14) aus Polypropylen oder Acrylonitril-Butadien-Styrol oder Polycarbonat oder Acryl oder Metall aufgebaut ist.