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WO2014053254A1 - Adhesive connection for large composite components - Google Patents

Adhesive connection for large composite components Download PDF

Info

Publication number
WO2014053254A1
WO2014053254A1 PCT/EP2013/062944 EP2013062944W WO2014053254A1 WO 2014053254 A1 WO2014053254 A1 WO 2014053254A1 EP 2013062944 W EP2013062944 W EP 2013062944W WO 2014053254 A1 WO2014053254 A1 WO 2014053254A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
adhesive
component
filling volume
sealing means
filling
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/062944
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Markus Spieler
Original Assignee
Airex Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airex Ag filed Critical Airex Ag
Priority to EP13739365.8A priority Critical patent/EP2890851B1/en
Publication of WO2014053254A1 publication Critical patent/WO2014053254A1/en

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/12—Grating or flooring for bridges; Fastening railway sleepers or tracks to bridges
    • E01D19/125—Grating or flooring for bridges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2101/00—Material constitution of bridges
    • E01D2101/10—Wood
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2101/00—Material constitution of bridges
    • E01D2101/40—Plastics

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an adhesive bond between a lightweight composite component and another component according to the preamble of claim 1 and an apparatus according to the preamble of the independent device claim.
  • glue components together.
  • an adhesive in particular a pasty adhesive or adhesive mortar, is applied to a joint edge of a composite component, as described, for example, in US 2002/0020033 A1.
  • the abutting edge is pressed against another component, wherein the pressing force must be sufficient to ensure that the adhesive comes into contact with the largest possible part of the surfaces.
  • CA 2 638 480 A1 discloses bridge construction by assembling several lightweight components. The lightweight components are connected by an adhesive layer with each other, in which case the adhesive is applied to the abutting edges of the respective components (see page 10, line 4).
  • the object of the present invention is to provide a method and a device which do not have the above-described disadvantages, in particular in which a stronger and stronger adhesive bond is achieved.
  • a lightweight composite component in particular a sandwich component as known from US 2002/0020033 A1, comprising a core layer and two outer layers is glued to another component by an adhesive.
  • the components to be bonded are positioned prior to bonding to each other so that a gap is formed between them, wherein the gap preferably includes portions which are associated with the cover layers, and at least one portion which is associated with the core layer.
  • the components need not necessarily be uniformly spaced to form the gap, but can For example, to compensate for tolerances in a range also be closer to each other. For a simple visual check, care should be taken to ensure that a minimum gap thickness of about 1 mm remains.
  • the gap is then sealed at the edge by sealing means which differ from the adhesive in at least one material parameter, in particular the viscosity, the sealing means including a filling volume together with one joining surface of the respective components.
  • this filling volume is filled up with an adhesive, wherein the adhesive has to be flowable in order to be suitable for filling, preferably a viscosity in the range of 1-30,000 mPas, more preferably in a range between 1 - 10000 mPas, more preferably in a range between 1-5000 mPas, particularly preferably in a range of 1-3000 mPas.
  • the viscosity must be present in the corresponding outside temperature range at which the components are bonded, in particular at a temperature in the range from 0 ° C to 45 ° C, preferably in the range from 15 ° C to 30 ° C, particularly preferably at a temperature of 20 ° C.
  • the process according to the invention has a multiplicity of advantages over the processes known from the prior art.
  • the sealing means according to the invention in the first place to use adhesive bonding by filling, which brings about a better surface bonding by the adhesive, which has a lower viscosity than the sealant, by its fluidity a large-area wetting in direct contact between the components and the adhesive.
  • the adhesive passes through the padding even without this contact force over a large area in contact with the joining surfaces.
  • a method according to the invention has the advantage that the components can be positioned or aligned "dry", that is to say without applied adhesives, whereby misalignments can be corrected even more easily and / or have less pronounced effects, whereas in "wet" positioning, which is very difficult and with great effort to accomplish, displaced by misalignments, for example, the majority of the adhesive displaced from the splice and / or can be distributed unevenly.
  • the sealing means can be designed for effective protection against stresses such as UV radiation and / or corrosion, so that the internal adhesive can be less resistant to these stresses, in particular in favor of a stronger adhesive effect. Also, a rapid cure of the adhesive is not imperative because they are held by the sealing means stationary in the filling volume.
  • the sealing means preferably have a peripheral thickness (ie distance of a filling volume limiting surface of the sealing means to an outer surface of the sealing means) between 0.5 and 5 cm, more preferably between about 1 and 2 cm on.
  • the components are positioned so that the gap has a width of up to 2 cm, preferably of up to 1 cm, more preferably of about 0.5 cm, but at least 0.1 cm, in particular defined by the maximum distance of the joining surfaces in Filling volume has.
  • spacer elements either as separate elements or as part of the components, are used, which lie positively against both components to be bonded.
  • the method described is particularly suitable for use in the manufacture of adhesive bond in bridge construction with lightweight composite parts, in particular for the production of adhesive bonds between several lightweight composite parts, each with a core layer and two cover layers, in the form of a composite sandwich decks, in which case the cover layers of two components together and the core layers of the two components are glued together, and / or between such a lightweight composite part and a support member such as a pillar and / or support, in particular steel, wood or concrete.
  • the adhesive bond between the individual components are heavily loaded and require a secure and durable adhesive bond, which can be ensured by a method according to the invention.
  • the cover layers are each arranged on two opposite sides of the core material, more preferably, the cover layers envelop the core material as a continuous layer on the entire surface.
  • At least one of the cover layers is preferably formed in the sandwich construction for receiving the bending moments and the expansion forces in the plate plane.
  • the core material is designed in particular to absorb forces transversely to the cover layer, so it preferably absorbs the thrust forces or the local pressure forces.
  • the adhesive bond of the present invention now bonds the cover layers together so that the bending and stretching stress is preferably transferred fully from the cover layer of one plate to the cover layer of the adjacent plate. At the same time, the adhesive bond preferably also transfers the transverse forces in the core completely from one plate to the other plate.
  • a lightweight core material is advantageously used, but which has sufficient compressive and shear strength to absorb the aforementioned loads of pedestrian and road bridges.
  • Particularly preferred balsa wood with a density less than or equal to 300 kg / m 3 , in particular between 200 and 300 kg / m 3 .
  • Such a balsa wood core represents a particularly good compromise between weight and load capacity.
  • the fiberization of the balsa wood is preferably transverse to the surface of the cover layer (for example, in bridges in approximately vertical direction) aligned.
  • fiber composite material in particular with tissue or scrim of glass, carbon, basalt and / or natural fibers, wherein the largest proportion of the fibers is preferably oriented in the main support direction of the sandwich panel to the optimum structural behavior or to obtain the optimum stiffness of the sandwich component.
  • the sandwich components can be manufactured to have the typical surface loads of at least 4 kN / m 2 for personal loads, preferably the typical punctual loads (wheel loads) for vehicles of at least 40 t, preferably at least 60 t, more preferably at least 100 t, more preferably above 100 t, and / or wheel loads of at least 700 daN, 1000 daN, 2000 daN, 3000 daN, 4000 daN, 5000 daN and / or 10000 daN, especially on a load bearing area of 200 x 200 mm record.
  • Sandwich components produced in this way preferably have a bending stiffness between 100 kNm2 / m and 50 ⁇ 00 kNm2 / m (in each case based on width). These values make it possible, in particular for bridge construction, to load persons and / or vehicles.
  • the cover layers may be multi-layered and / or additional layers may be provided which are applied to the cover layers before or after bonding.
  • a plurality of functional layers for example protective layers to increase the durability, may be provided on the lightweight composite component.
  • the joining surfaces (or the gap) in the region assigned to the cover layers may be in a direction which is not at right angles to the surface of the cover layers (and preferably also not parallel), in particular in a gradient, ie Ratio of height extension to horizontal extent, of 1: 10 (in particular thickness based on Klebflanschease) 0 , preferably less than 1: 20, extends.
  • the joining surfaces in the region of the cover layers are preferably staggered, in which the length of the fibers is extended depending on the fiber layer or shortened accordingly on the opposite joining surface, preferably by 10 to 30 mm per layer , particularly preferably shortened by about 20 mm, formed.
  • the surface of the two joining surfaces in the region of the cover layer is preferably at least 10 mm 2 per 1 mm 2 cross section of the cover layer, but preferably 20 mm 2 per 1 mm 2 cross section of the cover layer.
  • the surface of the surfaces to be bonded is preferably pretreated for bonding, in particular cleaned and prepared. This can be done by grinding and cleaning the adhesive surface, which is generally known, immediately before bonding.
  • the pretreatment does not have to be performed immediately before bonding.
  • the surface of the units to be bonded is then preferably protected by protective means, for example a commercially available tear-off fabric Polyester or nylon protected, which (preferably kur) is removed prior to bonding.
  • protective means for example a commercially available tear-off fabric Polyester or nylon protected, which (preferably kur) is removed prior to bonding.
  • the joining surfaces preferably extend substantially perpendicular to the surface of the cover layers. Since no contact pressure as in the conventional adhesive method is necessary by the present invention, this joining surface can be made vertically and therefore cost. Particularly preferred is the use of a total in cross-section substantially Z-shaped gap, which have made in the field of lightweight composite parts have been found to be particularly suitable.
  • the joining surfaces in the section assigned to the core layer are here preferably oriented at an angle greater than 45 ° to the surface of the cover layer, particularly preferably substantially perpendicular to the surface of the cover layer.
  • other forms are possible, depending on design and manufacturing requirements.
  • the joining surfaces can be removed in one or both components and replaced by a loose joining part, which in each case has the same oblique cross-sectional shape for both components.
  • the tensile and compressive forces in the top layer level are thus transferred by the bonding of the one cover layer on the separate wing part to the other cover layer.
  • the cover layer in particular in the upper 3-5 mm of the cover layer below the surface, preferably an opacity, which is naturally given, for example, in glass fiber reinforced cover layers.
  • the sealing means differ in at least one parameter from the adhesives, preferably they have a significantly higher viscosity than these.
  • the viscosity is high enough that the gap-applied sealing means for gap widths up to 4 cm are self-retaining until hardening.
  • they may have a higher gas and / or viasstechniks tell trecssperr Ober, higher UV absorption and / or different hardness and / or elasticity than the adhesive to fill the filling volume.
  • the sealants preferably cure in less than 30 minutes. However, the curing time can also be significantly higher if this operation is not time-critical.
  • a sealant may also be an adhesive used, for example, a solvent-free, thioxotropic 2-component mortar based on epoxy resin used.
  • Such adhesives may have a different chemical composition than the actual adhesive, or they may be filled with mineral elements, or contain color pigments, with the aim of ensuring the best possible protection of the internal adhesive against external influences.
  • the filling volume is filled with the adhesive after curing of the sealing means.
  • the sealing means are preferably pasty and / or spreadable when applied.
  • a suitable sealant for example, the product marketed by Sika Nurse AG as Sikadur 30 has been found.
  • the sealing means may again comprise removable members from the components or the adhesive bond, such as a very adhesive tape, which can be removed quickly and completely after curing of the adhesive.
  • an air outlet is provided on the upper side, preferably at the highest point, of the filling volume.
  • the adhesive is introduced from an underside, preferably the lowest point, of the filling volume through an adhesive inlet into the filling volume during filling, since the increasing filling level ensures the most uniform possible air displacement and a homogeneous distribution of the adhesive in the filling volume.
  • the use of overpressure in the adhesive or pumps is particularly suitable since this makes it possible to achieve uniform filling, in particular also against the force of gravity.
  • the pumping capacity is to be chosen so that the amount of adhesive can be injected into the adhesive gap within the open time of the selected adhesive system.
  • Adhesive container Alternatively or additionally, it is also possible to apply a static overpressure by means of a correspondingly elevated height Adhesive container, a simple and easy to handle filling process to be performed.
  • Air outlet and adhesive inlet can be formed for example by a tube or a hose which penetrates the sealing means, wherein the sealing means except for the air outlet and adhesive inlet (together with the joining surfaces) preferably peripherally closed the fill volume include. After the adhesive has been filled and / or cured, the adhesive inlet and / or air outlet may be removed and the site sealed with the same sealant.
  • the adhesive is preferably a reaction adhesive, in particular a multi-component adhesive such as a two-component adhesive.
  • a reaction adhesive in particular a multi-component adhesive such as a two-component adhesive.
  • the adhesive in particular during filling, preferably has a density of between 0.9 g / cm 3 and 1 .8 g / cm 3 , preferably between 0.9 g / cm 3 and 1 .4 g / cm 3
  • the adhesive in particular when filling, anhydrous.
  • the adhesive in particular when filling, anhydrous.
  • the adhesive no solid particles such as rock grains with a size greater than 2 mm, preferably no solid particles having a size of more than 1 mm, more preferably no solid particles having a size of more than 0.5 mm.
  • the adhesive is preferably free of cement, concrete and / or sand.
  • the thickness of the composite part ie its extent in a direction perpendicular to the surface of at least the cover layers, for example in a bridge component in the vertical direction, is preferably between 50 and 500 mm, wherein the thickness of the sandwich component is dependent on the load and the span.
  • a cost-effective solution is often a combination of steel or concrete beams that have the necessary static height to which the sandwich panel is structurally bonded, comparable to conventional constructions in concrete.
  • the sandwich panel can be used in the preferred range given above for in principle all types of bridges.
  • the width extension for example in the case of a bridge component in the direction of the width of a roadway, is preferably between 1 and 12 m and its longitudinal extent, for example in the case of a bridge component in the direction of the roadway, is preferably between 3 and 12 m.
  • the dimensions of the components are completely flexible, the limitation is given exclusively by logistical constraints such as portability.
  • the joining surfaces extend at least in sections, preferably completely, at an angle, in particular at right angles, to at least one of the cover layers.
  • the cover layers preferably have a thickness (in particular measured from the core layer to the surface) of between 5 and 30 mm, more preferably between 5 and 20 mm.
  • the core layer is preferred a thickness (in particular measured as the distance of the cover layers) between 40 and 500 mm.
  • the adhesive bond can additionally be mechanically strengthened, in particular screwed and / or riveted.
  • the other component is also a lightweight composite part
  • all the features disclosed for the (first) lightweight composite part should also apply as disclosed for the other component.
  • the present invention is particularly suitable for the production of adhesive bond in the manufacture of a bridge, in particular a bridge of the bridge class 3/3, 6/6, 9/9, 12/12, 1 6/1 6, 30/30 and / or 60 / 30 according to DIN 1072.
  • adhesive bonds between a plurality of lightweight composite parts, which form as bridge deck elements the road and / or walking area preferably at least four lightweight composite parts manufactured.
  • the lightweight composite parts are further preferably connected to a common carrier element, in particular steel and / or concrete beams, or in each case with a single carrier elements via adhesive bonds produced in accordance with the invention.
  • the lightweight composite parts are preferably metal-free, especially steel-free.
  • the adhesive is preferably chosen so that the gap does not have to have steel reinforcements.
  • FIG. 1 a sectional view (A-A) to Fig. 2a, a third step of the method in a perspective view, a sectional view (B-B) to Fig. 3a, and a sectional view of an adhesive bond produced by a method according to the invention between a lightweight composite component and a steel beam.
  • Fig. 1 shows a bridge deck 22, in which a plurality of adhesive bonds were prepared by a method according to the invention.
  • the bridge deck 22 comprises a plurality (here schematically illustrated as four) of lightweight composite parts 10, which are connected in series in each case by adhesive bonds according to the invention with each other.
  • These adhesive bonds between the lightweight composite parts 10 can be made, for example, according to the method illustrated in FIGS. 2 to 4 b and the method described below, wherein a filling volume 70 between the lightweight composite parts is filled with a low-viscosity adhesive 80.
  • the lightweight composite parts 10 are each connected to at least one support member 22 (shown schematically as two common support elements), such as steel beams, by adhesive bonds according to the invention.
  • the adhesive bonds between the lightweight composite parts and the support elements may be formed, for example, as shown in Fig. 5.
  • Fig. 2 shows an application of an embodiment of a method according to the invention for adhesively bonding a lightweight composite component 10 comprising a core layer 12 of a balsa wood having a density of 200 to 250 kg / m 3 and two cover layers 14 and 1 6, formed here by a bridge deck element in the form of a sandwich component, with a further component 30, here likewise likewise formed by a bridge cover element in the form of a sandwich component, with a core layer 32 and two cover layers 34 and 36, in a first step.
  • the components 10 and 30 have been positioned relative to one another in such a way that they form a gap 50 between two respective joining surfaces 18 and 38 which respectively have a substantially Z-shaped cross section.
  • the gap width is in this case by a spacer element 52nd established. Except for the spacer element 52, the gap 50 is completely filled with air in this state.
  • the components 10 and 30 were preferably pretreated by cleaning and surface roughening prior to transport to the joint location.
  • a tear-off fabric (not shown) was attached to the joining surfaces 18 and 38, protecting the joining surfaces 18 and 38 during transport. This tear-off fabric was removed before positioning. As a result of these measures, a high-quality pretreated, and thus readily bondable, joining surface 18 or 38 was ensured.
  • FIG. 3a shows the application of the method according to FIG. 2 in a second step in a perspective view.
  • the sectional view to the section A-A is shown enlarged in Fig. 2b.
  • the gap 50 is sealed at the edge by sealing means 60, for example of the Sikadur 30 type.
  • the sealing means 50 define together with the joining surfaces 18 and 38 of the components 10 and 30, a filling volume 70, wherein at the bottom 71 of the filling volume 70 an adhesive center inlet 72 in the form of an inlet tube and at the top 73 of the filling volume an air outlet 74 in the form of an outlet tube are arranged.
  • an adhesive 80 such as the Sikadur 300
  • Fig. 5 shows an adhesive bond obtained by a further embodiment of a method according to the invention for adhesively bonding a lightweight composite component 10 comprising a core layer 12 of a balsa wood having a density of 200 to 300 kg / m 3 and two cover layers 14 and 1 6, formed here by a bridge deck element in the form of a sandwich component, with a further component 30, here likewise formed by a steel carrier.
  • a filling volume 70 is sealed at the edge with sealing means 60 and filled with an adhesive 80, which differs in its viscosity from the sealing means 80.

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Abstract

The present invention relates to a method for the adhesive connection of a lightweight-construction composite component (10), preferably of a bridge element, in particular of an element forming a carriageway and/or a walkway, comprising a core layer (12) and two cover layers (14, 16) with a further component (30), the method comprising the following steps: positioning the composite component (10) and the further component (30) in relation to one another, adhesively bonding the composite component (10) and the further component (30) at joint surfaces (18, 38) of the respective components (10, 30) using an adhesive-bonding means (80). The invention provides that, during the positioning operation, the composite component (10) and the further component (30) are positioned in relation to one another such that a gap (50) is formed between them, that the gap (50) is sealed around the periphery using sealing means (60), which differ from the adhesive-bonding means (80) in respect of at least one material parameter, in particular of the viscosity, wherein a filling volume (70) is bounded by the sealing means (60) and the joint surfaces (18, 38) of the respective components (10, 30), and that the adhesive bonding takes place by the filling volume (70) being filled up with the adhesive-bonding means (80) in a free-flowing manner, and the adhesive-bonding means has a viscosity ranging from 1 to 30 000 mPas at a temperature ranging from 0°C to 45°C, preferably ranging from 15°C to 30°C, particularly preferably at a temperature of 20°C.

Description

Klebeverbindunq für große Verbundbauteile  Adhesive bond for large composite components
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Klebeverbindung zwischen einem Leichtbau-Verbundbauteil und einem weiteren Bauteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Bauteile mit einander zu verkleben. Hierbei wird insbesondere beim Brückenbau eine Klebemasse, insbesondere ein pastöser Kleber oder Klebemörtel, auf eine Stoßkante eines Verbundbauteils, wie es beispielsweise in der US 2002/0020033 A1 beschrieben ist, aufgetragen. Anschließend wird die Stoßkante gegen ein weiteres Bauteil angepresst, wobei die Anpresskraft ausreichend sein muss, um sicherzustellen, dass der Kleber mit einem möglichst großen Teil der Oberflächen in Kontakt kommt. Aus der CA 2 638 480 A1 ist der Brückenbau durch Zusammensetzen mehrerer Leichtbauteile bekannt. Die Leichtbauteile sind durch eine Adhäsionsschicht mit einander verbunden, wobei auch hier das Klebemittel auf die Stoßkanten der jeweiligen Bauteile aufgetragen wird (vgl. Seite 10, Zeile 4). The present invention relates to a method for producing an adhesive bond between a lightweight composite component and another component according to the preamble of claim 1 and an apparatus according to the preamble of the independent device claim. From the prior art it is known to glue components together. Here, in particular in bridge construction, an adhesive, in particular a pasty adhesive or adhesive mortar, is applied to a joint edge of a composite component, as described, for example, in US 2002/0020033 A1. Subsequently, the abutting edge is pressed against another component, wherein the pressing force must be sufficient to ensure that the adhesive comes into contact with the largest possible part of the surfaces. CA 2 638 480 A1 discloses bridge construction by assembling several lightweight components. The lightweight components are connected by an adhesive layer with each other, in which case the adhesive is applied to the abutting edges of the respective components (see page 10, line 4).
Beim Anpressen können zum einen, insbesondere bei unzureichender Anpresskraft, leicht Lufteinschlüsse in die Klebemasse mit eingeschlossen werden, wodurch die Stabilität und Dauerhaftigkeit der Klebeverbindung insgesamt geschwächt wird und die Rissbildungsgefahr erhöht wird. Zum anderen wird durch das Anpressen, insbesondere bei einer großer Anpresskraft, Klebemasse aus der Klebestelle nach außen verdrängt, wodurch diese unkontrolliert in die Umwelt treten kann, beispielsweise beim Brückenbau in einen unterlaufenden Fluss gelangen kann, was insbesondere beim Einsatz von möglicherweise giftigen und/oder reizenden Stoffen zu vermeiden ist. When pressing on the one hand, especially when insufficient contact pressure, air pockets are easily included in the adhesive, whereby the stability and durability of the adhesive joint is weakened overall and the risk of cracking is increased. On the other hand, by pressing, in particular with a large contact force, adhesive displaced from the splice to the outside, causing them can enter the environment uncontrollably, for example, in bridge construction can get into an underflowing river what especially when using potentially toxic and / or irritating substances.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die die vorbeschriebenen Nachteile nicht aufweisen, insbesondere bei denen auch eine stärkere und belastbarere Klebeverbindung erreicht wird. The object of the present invention is to provide a method and a device which do not have the above-described disadvantages, in particular in which a stronger and stronger adhesive bond is achieved.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a device having the features of the independent device claim. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale als verfahrensgemäß offenbart und beanspruchbar, sowie verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart und beanspruchbar gelten. In order to avoid repetition, features disclosed in accordance with the invention should be disclosed and claimed as being in accordance with the method, and features disclosed according to the method should be disclosed as being in accordance with the device and be able to be claimed.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Leichtbau- Verbundbauteil, insbesondere eines Sandwich-Bauteils wie es aus der US 2002/0020033 A1 bekannt ist, umfassend eine Kernschicht und zwei Deckschichten mit einem weiteren Bauteil durch ein Klebemittel verklebt. In a method according to the invention, a lightweight composite component, in particular a sandwich component as known from US 2002/0020033 A1, comprising a core layer and two outer layers is glued to another component by an adhesive.
Hierzu werden die zu verklebenden Bauteile vor dem Verkleben so zu einander positioniert, dass ein Spalt zwischen ihnen gebildet wird, wobei der Spalt bevorzugt Abschnitte umfasst, welche den Deckschichten zugeordnet sind, sowie mindestens einen Abschnitt, welcher der Kernschicht zugeordnet ist. Die Bauteile müssen zur Ausbildung des Spalts nicht zwingend gleichmäßig beabstandet positioniert werden, sondern können beispielsweise um Toleranzen auszugleichen in einem Bereich auch näher zueinander sein. Für eine einfache visuelle Kontrolle sollte bevorzugt darauf geachtet werden, dass eine Mindest-Spaltdicke von ca. 1 mm bestehen bleibt. For this purpose, the components to be bonded are positioned prior to bonding to each other so that a gap is formed between them, wherein the gap preferably includes portions which are associated with the cover layers, and at least one portion which is associated with the core layer. The components need not necessarily be uniformly spaced to form the gap, but can For example, to compensate for tolerances in a range also be closer to each other. For a simple visual check, care should be taken to ensure that a minimum gap thickness of about 1 mm remains.
Der Spalt wird anschließend randseitig durch, sich in mindestens einem Materialparameter, insbesondere der Viskosität, von dem Klebemittel unterscheidenden, Abdichtmittel abgedichtet, wobei die Abdichtmittel zusammen mit jeweils einer Fügefläche der jeweiligen Bauteile ein Füllvolumen einschließen. Anschließend, bevorzugt nach einem Aushärten der Abdichtmittel, wird dieses Füllvolumen mit einem Klebemittel aufgefüllt, wobei das Klebemittel, um zum Auffüllen geeignet zu sein, fließfähig sein muss, bevorzugt eine Viskosität im Bereich von 1 - 30000 mPas, weiter bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 - 10000 mPas, weiter bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 - 5000 mPas, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 - 3000 mPas, aufweist. Die Viskosität muss im entsprechenden Außentemperaturbereich vorhanden sein, bei dem die Bauteile verklebt werden, insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 0°C bis 45°C, bevorzugt im Bereich von 15°C bis 30°C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C. The gap is then sealed at the edge by sealing means which differ from the adhesive in at least one material parameter, in particular the viscosity, the sealing means including a filling volume together with one joining surface of the respective components. Subsequently, preferably after curing of the sealing means, this filling volume is filled up with an adhesive, wherein the adhesive has to be flowable in order to be suitable for filling, preferably a viscosity in the range of 1-30,000 mPas, more preferably in a range between 1 - 10000 mPas, more preferably in a range between 1-5000 mPas, particularly preferably in a range of 1-3000 mPas. The viscosity must be present in the corresponding outside temperature range at which the components are bonded, in particular at a temperature in the range from 0 ° C to 45 ° C, preferably in the range from 15 ° C to 30 ° C, particularly preferably at a temperature of 20 ° C.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren eine Vielzahl von Vorteilen. So wird es durch die erfindungsgemäßen Abdichtmittel überhaupt erst ermöglicht, ein Verkleben durch Auffüllen einzusetzen, welches eine bessere Oberflächenbindung mit sich bringt, indem das Klebemittel, welches eine geringere Viskosität aufweist als die Abdichtmittel, durch seine Fließfähigkeit eine großflächige Benetzung in unmittelbarem Kontakt zwischen den Bauteilen und dem Klebemittel sicherstellt. Dies wirkt auch Lufteinschlüssen entgegen, welche sich als häufige Fehlerstelle von hochbelasteten Klebeverbindungen herausgestellt haben. The process according to the invention has a multiplicity of advantages over the processes known from the prior art. Thus, it is made possible by the sealing means according to the invention in the first place to use adhesive bonding by filling, which brings about a better surface bonding by the adhesive, which has a lower viscosity than the sealant, by its fluidity a large-area wetting in direct contact between the components and the adhesive. This works too Air inclusions contrary, which have proven to be a common fault of highly loaded adhesive joints.
Ohne die Abdichtmittel wäre der Einsatz entsprechender Klebemittel nicht möglich, da diese selbständig aus der Klebestelle fließen würden. Without the sealant the use of appropriate adhesive would not be possible because they would flow independently from the splice.
Auch ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht notwendig, beim Verkleben eine externe Anpresskraft auf die Bauteile aufzubringen. Gerade bei Leichtbau-Verbundbauteile fehlt oft das nötige Eigengewicht um den im Stand der Technik erforderlichen Anpressdruck ohne externe Mittel aufzubringen. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren gelangt das Klebemittel durch das Auffüllen jedoch auch ohne diese Anpresskraft großflächig in Kontakt mit den Fügeflächen. Zusätzlich hat ein erfindungsgemäßes Verfahren den Vorteil, dass die Bauteile "trocken", also ohne aufgebrachte Klebemittel, positioniert bzw. ausgerichtet werden können, wobei hier Fehlstellungen noch leichter korrigiert werden können und/oder weniger starke Auswirkungen haben, wohingegen beim "nassen" Positionieren, was nur sehr schwierig und mit großem Kraftaufwand zu bewerkstelligen ist, durch Fehlstellungen beispielsweise der Großteil des Klebemittels aus der Klebestelle verdrängt und/oder ungleichmäßig verteilt werden kann. Also, in the method according to the invention, it is not necessary to apply an external contact force to the components during bonding. Especially with lightweight composite components often lacking the necessary weight to apply the required in the prior art contact pressure without external means. In a method according to the invention, however, the adhesive passes through the padding even without this contact force over a large area in contact with the joining surfaces. In addition, a method according to the invention has the advantage that the components can be positioned or aligned "dry", that is to say without applied adhesives, whereby misalignments can be corrected even more easily and / or have less pronounced effects, whereas in "wet" positioning, which is very difficult and with great effort to accomplish, displaced by misalignments, for example, the majority of the adhesive displaced from the splice and / or can be distributed unevenly.
Auch können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Klebemittel zum Einsatz kommen, deren Verwendung bei den bekannten Verfahren nicht möglich wäre. So können die Abdichtmittel zum wirksamen Schutz gegen Belastungen, wie UV-Einstrahlung und/oder Korrosion, ausgebildet sein, sodass das innenliegende Klebemittel diesen Belastungen gegenüber weniger beständig sein kann, insbesondere zu Gunsten einer stärkeren Klebewirkung. Auch ist eine schnelle Härtung des Klebemittels nicht zwingend notwendig, da diese durch die Abdichtmittel ortsfest im Füllvolumen gehalten werden. Also, adhesives may be used in the method according to the invention, the use of which would not be possible in the known method. Thus, the sealing means can be designed for effective protection against stresses such as UV radiation and / or corrosion, so that the internal adhesive can be less resistant to these stresses, in particular in favor of a stronger adhesive effect. Also, a rapid cure of the adhesive is not imperative because they are held by the sealing means stationary in the filling volume.
Um den Schutz der innenliegenden Klebemittel zu gewährleisten, weisen die Abdichtmittel bevorzugt eine randseitige Dicke (also Abstand einer das Füllvolumen begrenzenden Oberfläche der Abdichtmittel zu einer außenliegenden Oberfläche der Abdichtmittel) zwischen 0,5 und 5 cm, besonders bevorzugt von zwischen ungefähr 1 und 2 cm auf. Bevorzugt werden die Bauteile so positioniert, dass der Spalt eine Weite von bis zu 2 cm, bevorzugt von bis zu 1 cm, besonders bevorzugt von ungefähr 0,5 cm, mindestens aber 0,1 cm, insbesondere definiert durch den maximalen Abstand der Fügeflächen im Füllvolumen, aufweist. Zur Sicherung einer vorgegebenen Positionierung bzw. Spaltweite können Distanzelemente, entweder als gesonderte Elemente oder als Teil der Bauteile, zum Einsatz kommen, die formschlüssig an beiden zu verklebenden Bauteilen anliegen. In order to ensure the protection of the internal adhesive, the sealing means preferably have a peripheral thickness (ie distance of a filling volume limiting surface of the sealing means to an outer surface of the sealing means) between 0.5 and 5 cm, more preferably between about 1 and 2 cm on. Preferably, the components are positioned so that the gap has a width of up to 2 cm, preferably of up to 1 cm, more preferably of about 0.5 cm, but at least 0.1 cm, in particular defined by the maximum distance of the joining surfaces in Filling volume has. To secure a given positioning or gap width spacer elements, either as separate elements or as part of the components, are used, which lie positively against both components to be bonded.
Das beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere zum Einsatz zur Herstellung von Klebeverbindung beim Brückenbau mit Leichtbau- Verbundteilen, insbesondere zur Herstellung von Klebeverbindungen zwischen mehreren Leichtbau-Verbundteilen, mit jeweils einer Kernschicht und zwei Deckschichten, in Form eines Composite Sandwich Decks, wobei hier die Deckschichten der beiden Bauteile miteinander sowie die Kernschichten der beiden Bauteile miteinander verklebt werden, und/oder zwischen einem solchen Leichtbau-Verbundteil und einem Trägerelement wie einem Pfeiler und/oder Träger, insbesondere aus Stahl, Holz oder Beton. Bei diesem Einsatzgebiet werden die Klebeverbindung zwischen den einzelnen Bauteilen stark belastet und benötigen eine sichere und strapazierbare Klebeverbindung, welche durch ein erfindungsgemäßes Verfahren sichergestellt werden kann. Bevorzugt sind die Deckschichten jeweils an zwei gegenüber liegenden Seiten des Kernmaterials angeordnet, besonders bevorzugt umhüllen die Deckschichten das Kernmaterial als zusammenhängende Schicht an der gesamten Oberfläche. The method described is particularly suitable for use in the manufacture of adhesive bond in bridge construction with lightweight composite parts, in particular for the production of adhesive bonds between several lightweight composite parts, each with a core layer and two cover layers, in the form of a composite sandwich decks, in which case the cover layers of two components together and the core layers of the two components are glued together, and / or between such a lightweight composite part and a support member such as a pillar and / or support, in particular steel, wood or concrete. In this application, the adhesive bond between the individual components are heavily loaded and require a secure and durable adhesive bond, which can be ensured by a method according to the invention. Preferably, the cover layers are each arranged on two opposite sides of the core material, more preferably, the cover layers envelop the core material as a continuous layer on the entire surface.
Mindestens eine der Deckschichten ist bei der Sandwichbauweise bevorzugt zur Aufnahme der Biegemomente sowie der Dehnkräfte in der Plattenebene ausgebildet. At least one of the cover layers is preferably formed in the sandwich construction for receiving the bending moments and the expansion forces in the plate plane.
Das Kernmaterial ist insbesondere zur Aufnahme von Kräften quer zur Deckschicht ausgebildet, es nimmt also bevorzugt die Schubkräfte bzw. die lokalen Druckkräfte auf. Die Klebverbindung der vorliegenden Erfindung verbindet nun die Deckschichten miteinander, sodass die Biege- und Dehnbeanspruchung bevorzugt vollumfänglich von der Deckschicht der einen Platte zur Deckschicht der angrenzenden Platte übertragen wird. Gleichzeitig überträgt die Klebverbindung bevorzugt auch die Querkräfte im Kern vollständig von der einen Platte zur anderen Platte. The core material is designed in particular to absorb forces transversely to the cover layer, so it preferably absorbs the thrust forces or the local pressure forces. The adhesive bond of the present invention now bonds the cover layers together so that the bending and stretching stress is preferably transferred fully from the cover layer of one plate to the cover layer of the adjacent plate. At the same time, the adhesive bond preferably also transfers the transverse forces in the core completely from one plate to the other plate.
Als Kernmaterial beim Sandwich wird von Vorteil ein leichtes Kernmaterial verwendet, welches aber hinreichend Druck- und Schubfestigkeit hat, um die genannten Belastungen von Fußgänger- und Straßenbrücken aufzunehmen. Bevorzugt wird dazu Holz verwendet, mit einer Dichte unter 600 kg/m3, oder ein Polymer-Schaumstoff, welcher wenn notwendig mit Faserverbund-Stegen verstärkt wird. Besonders bevorzugt Balsaholz, mit einer Dichte kleiner gleich 300 kg/m3, insbesondere zwischen 200 und 300 kg/m3. Ein solcher Balsaholz-Kern stellt einen besonders guten Kompromiss zwischen Gewicht und Belastbarkeit dar. Die Faserung des Balsa-Holzes ist hierbei bevorzugt quer zur Oberfläche der Deckschicht (beispielsweise bei Brücken in näherungsweise vertikale Richtung) ausgerichtet. As a core material in the sandwich, a lightweight core material is advantageously used, but which has sufficient compressive and shear strength to absorb the aforementioned loads of pedestrian and road bridges. Preference is given to using wood, with a density of less than 600 kg / m3, or a polymer foam, which is reinforced if necessary with fiber composite webs. Particularly preferred balsa wood, with a density less than or equal to 300 kg / m 3 , in particular between 200 and 300 kg / m 3 . Such a balsa wood core represents a particularly good compromise between weight and load capacity. The fiberization of the balsa wood is preferably transverse to the surface of the cover layer (for example, in bridges in approximately vertical direction) aligned.
Zur Ausbildung der Deckschichten eignet sich insbesondere der Einsatz von Faserverbundmaterial, insbesondere mit Gewebe oder Gelege von Glas-, Kohle, Basalt- und/oder Naturfasern, wobei der größte Anteil der Fasern bevorzugt in der Haupttragrichtung der Sandwichplatte orientiert ist um das optimale Tragverhalten bzw. die optimale Steifigkeit des Sandwichbauteils zu erhalten. In particular, the use of fiber composite material, in particular with tissue or scrim of glass, carbon, basalt and / or natural fibers, wherein the largest proportion of the fibers is preferably oriented in the main support direction of the sandwich panel to the optimum structural behavior or to obtain the optimum stiffness of the sandwich component.
Die Sandwichbauteile können so hergestellt werden, dass sie die typischen Flächenlasten von mindestens 4 kN/m2 für Personenlasten, bevorzugt die typischen punktuellen Lasten (Radlasten) für Fahrzeuge von mindestens 40t, bevorzugt mindestens 60 t, besonders bevorzugt mindestens 100 t, weiter bevorzugt über 100 t, und/oder Radlasten von mindestens 700 daN, 1000 daN, 2000 daN, 3000 daN, 4000 daN, 5000 daN und/oder 10000 daN, insbesondere auf einer Lastaufstandsfläche von 200 x 200 mm, aufnehmen können. So hergestellte Sandwichbauteile weisen bevorzugt eine Biegesteifigkeit zwischen 100 kNm2/m und 50Ό00 kNm2/m auf (jeweils bezogen auf Breite). Durch diese Werte wird, insbesondere beim Brückenbau, eine Belastbarkeit durch Personen und/oder Fahrzeuge möglich. The sandwich components can be manufactured to have the typical surface loads of at least 4 kN / m 2 for personal loads, preferably the typical punctual loads (wheel loads) for vehicles of at least 40 t, preferably at least 60 t, more preferably at least 100 t, more preferably above 100 t, and / or wheel loads of at least 700 daN, 1000 daN, 2000 daN, 3000 daN, 4000 daN, 5000 daN and / or 10000 daN, especially on a load bearing area of 200 x 200 mm record. Sandwich components produced in this way preferably have a bending stiffness between 100 kNm2 / m and 50Ό00 kNm2 / m (in each case based on width). These values make it possible, in particular for bridge construction, to load persons and / or vehicles.
Die Deckschichten können mehrschichtig ausgebildet sein und/oder es können zusätzliche Schichten vorgesehen sein, die vor oder nach dem Verkleben auf die Deckschichten aufgetragen werden. Insbesondere können mehrere Funktionsschichten, beispielsweise Schutzschichten zur Erhöhung der Dauerhaftigkeit, am Leichtbau-Verbundbauteil vorgesehen sein. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass sich die Fügeflächen (bzw. der Spalt) in dem den Deckschichten zugeordneten Bereich in eine zu der Oberfläche der Deckschichten nicht rechtwinklige (und weiter bevorzugt auch nicht parallele) Richtung, insbesondere in einer Steigung, also einem Verhältnis von Höhenerstreckung zu waagerechter Erstreckung, von 1 :10 (insbesondere Dicke bezogen auf Klebflanschlänge)0, bevorzugt kleiner als 1 :20, erstreckt. Durch diese Schäftung wird die Oberfläche des den Deckschichten zugeordneten Bereichs des Klebstoffes vergrößert, wodurch die Flächenbelastung der Klebeverbindung (bei gleicher Belastung) in diesem Bereich reduziert wird. Beispielsweise bei Deckschichten auf Faserbasis, insbesondere Glasfaserbasis, sind die Fügeflächen im Bereich der Deckschichten bevorzugt als Staffelung, bei der sich die Länge der Fasern je nach Faserschicht verlängert bzw. auf der gegenüber liegenden Fügefläche entsprechend verkürzt, bevorzugt pro Lage um 10 bis 30 mm verkürzt, besonders bevorzugt um ca. 20 mm verkürzt, ausgebildet. The cover layers may be multi-layered and / or additional layers may be provided which are applied to the cover layers before or after bonding. In particular, a plurality of functional layers, for example protective layers to increase the durability, may be provided on the lightweight composite component. Furthermore, it has proven to be advantageous for the joining surfaces (or the gap) in the region assigned to the cover layers to be in a direction which is not at right angles to the surface of the cover layers (and preferably also not parallel), in particular in a gradient, ie Ratio of height extension to horizontal extent, of 1: 10 (in particular thickness based on Klebflanschlänge) 0 , preferably less than 1: 20, extends. By this Schäftung the surface of the cover layers associated region of the adhesive is increased, whereby the surface load of the adhesive bond is reduced (at the same load) in this area. For example, with fiber-based cover layers, in particular fiberglass base, the joining surfaces in the region of the cover layers are preferably staggered, in which the length of the fibers is extended depending on the fiber layer or shortened accordingly on the opposite joining surface, preferably by 10 to 30 mm per layer , particularly preferably shortened by about 20 mm, formed.
Bevorzugt beträgt die Oberfläche der beiden Fügeflächen im Bereich der Deckschicht jeweils mindesten 10 mm2 pro 1 mm2 Querschnitt der Deckschicht, bevorzugt jedoch 20 mm2 pro 1 mm2 Querschnitt der Deckschicht. The surface of the two joining surfaces in the region of the cover layer is preferably at least 10 mm 2 per 1 mm 2 cross section of the cover layer, but preferably 20 mm 2 per 1 mm 2 cross section of the cover layer.
Die Oberfläche der zu verklebenden Flächen wird bevorzugt für die Verklebung vorbehandelt, insbesondere gereinigt und vorbereitet. Dies kann durch im Allgemeinen bekanntes Anschleifen und Reinigen der Klebefläche unmittelbar vor der Verklebung durchgeführt werden. The surface of the surfaces to be bonded is preferably pretreated for bonding, in particular cleaned and prepared. This can be done by grinding and cleaning the adhesive surface, which is generally known, immediately before bonding.
Die Vorbehandlung muss jedoch nicht unmittelbar vor dem Verkleben durchgeführt werden. Zwischen Vorbehandlung und Verkleben ist dann die Oberfläche der zu verklebenden Einheiten bevorzugt durch Schutzmittel, beispielsweise einem handelsüblichen Abreißgewebe aus Polyester oder Nylon, geschützt, welche (bevorzugt kur) vor dem Verkleben entfernt wird. Dies hat den Vorteil, dass die Oberflächen in deutlich effizienterer und qualitativ besserer Weise vorbehandelt werden können als dies vor Ort (insbesondere beim Brückenbau) möglich wäre. Dadurch kann man insbesondere eine für den Transport geschützte und für die Verklebung gleichmäßig aufgeraute und vollständig saubere Oberfläche, unmittelbar vor der Verklebung, erhalten. However, the pretreatment does not have to be performed immediately before bonding. Between pretreatment and bonding, the surface of the units to be bonded is then preferably protected by protective means, for example a commercially available tear-off fabric Polyester or nylon protected, which (preferably kur) is removed prior to bonding. This has the advantage that the surfaces can be pretreated in a significantly more efficient and qualitatively better manner than would be possible on site (in particular in bridge construction). As a result, it is possible in particular to obtain a surface which is protected for transport and roughened uniformly for bonding and which is completely clean, immediately prior to bonding.
In dem Bereich, welcher der Kernschicht zugeordnet ist, verlaufen die Fügeflächen bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Deckschichten. Da durch die vorliegende Erfindung kein Anpressdruck wie beim konventionellen Klebeverfahren notwendig ist, kann diese Fügefläche senkrecht und damit kostengünstig hergestellt werden. Besonders bevorzugt ist der Einsatz eines insgesamt im Querschnitt im Wesentlichen Z-förmigen Spaltes, welcher sich im Bereich der Leichtbau- Verbundteile als besonders geeignet heraus gestellt haben. Die Fügeflächen in dem der Kernschicht zugeordneten Abschnitt sind hier bevorzugt in einem Winkel größer 45° zur Oberfläche der Deckschicht ausgerichtet, besonders bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Deckschicht. Es sind jedoch grundsätzlich auch andere Formen möglich, abhängig von konstruktiven und herstellungsbedingten Anforderungen. Insbesondere können die Fügeflächen bei einem oder bei beiden Bauteilen entfernt und durch ein loses Fügeteil ersetzt werden, welches zu beiden Bauteilen hin jeweils die gleiche schräg verlaufende Querschnittsform aufweist. Die Zug und Druckkräfte in der Deckschicht- Ebene werden somit durch die Verklebung von der einen Deckschicht über das separate Fügelteil auf die andere Deckschicht übertragen. Weiterbildungsgemäß vorteilhaft hat es sich herausgestellt, dass beim Einsatz von lichtdurchlässigen Deckschichten eine Sichtprüfung des Auffüllvorgangs, insbesondere hinsichtlich (unwahrscheinlicher jedoch möglicher) Lufteinschlüsse am oberen Ende des Füllvolumens erreichen lässt. Hierfür weist die Deckschicht, insbesondere in den oberen 3-5 mm der Deckschicht unter der Oberfläche, bevorzugt eine Opazität auf, welche beispielsweise bei Glasfaser verstärkten Deckschichten natürlicherweise gegeben ist. In the region, which is assigned to the core layer, the joining surfaces preferably extend substantially perpendicular to the surface of the cover layers. Since no contact pressure as in the conventional adhesive method is necessary by the present invention, this joining surface can be made vertically and therefore cost. Particularly preferred is the use of a total in cross-section substantially Z-shaped gap, which have made in the field of lightweight composite parts have been found to be particularly suitable. The joining surfaces in the section assigned to the core layer are here preferably oriented at an angle greater than 45 ° to the surface of the cover layer, particularly preferably substantially perpendicular to the surface of the cover layer. However, in principle, other forms are possible, depending on design and manufacturing requirements. In particular, the joining surfaces can be removed in one or both components and replaced by a loose joining part, which in each case has the same oblique cross-sectional shape for both components. The tensile and compressive forces in the top layer level are thus transferred by the bonding of the one cover layer on the separate wing part to the other cover layer. In accordance with the invention, it has been found advantageous, when using translucent cover layers, to carry out a visual inspection of the Filling process, especially in terms of (unlikely but possible) air pockets at the top of the filling volume can be achieved. For this purpose, the cover layer, in particular in the upper 3-5 mm of the cover layer below the surface, preferably an opacity, which is naturally given, for example, in glass fiber reinforced cover layers.
Die Abdichtmittel unterscheiden sich in mindestens einem Parameter von den Klebemitteln, bevorzugt weisen sie eine deutlich höhere Viskosität auf als diese. Insbesondere ist die Viskosität hoch genug, um dass die am Spalt aufgetragenen Abdichtmittel für Spaltweiten bis zu 4 cm selbsthaltend bis zu einem Aushärten sind. Zusätzlich oder alternativ können sie eine höhere Gas- und/oder Flüssigkeitsdurchtrittssperrwirkung, höhere UV-Absorption und/oder abweichende Härte und/oder Dehnfähigkeit als die Klebemittel zum Auffüllen des Füllvolumens aufweisen. Die Abdichtmittel härten bevorzugt in weniger als 30 Minuten aus. Die Aushärtezeit kann jedoch auch deutlich höher liegen, wenn dieser Arbeitsgang nicht zeitkritisch ist. Als Abdichtmittel kann ebenfalls ein Klebemittel zum Einsatz kommen, beispielsweise ein lösemittelfreier, thioxotroper 2-Komponenten-Mörtel auf Epoxydharzbasis zum Einsatz kommen. Solche Klebemittel können eine andere chemische Zusammensetzung als der eigentliche Klebstoff haben, oder sie können mit mineralischen Elementen gefüllt sein, oder Farbpigmente enthalten, mit dem Ziel, einen möglichst guten Schutz des innenliegenden Klebemittels gegenüber äußeren Einflüssen zu gewährleisten. Bevorzugt wird das Füllvolumen nach dem Aushärten der Abdichtmittel mit dem Klebemittel aufgefüllt. Bevorzugt sind die Abdichtmittel beim Anbringen pastös und/oder streichfähig. Als ein geeignetes Abdichtmittel hat sich beispielsweise das als Sikadur 30 vertriebene Produkt der Firma Sika Schweiz AG herausgestellt. The sealing means differ in at least one parameter from the adhesives, preferably they have a significantly higher viscosity than these. In particular, the viscosity is high enough that the gap-applied sealing means for gap widths up to 4 cm are self-retaining until hardening. Additionally or alternatively, they may have a higher gas and / or Flüssigkeitsdurchtrittssperrwirkung, higher UV absorption and / or different hardness and / or elasticity than the adhesive to fill the filling volume. The sealants preferably cure in less than 30 minutes. However, the curing time can also be significantly higher if this operation is not time-critical. As a sealant may also be an adhesive used, for example, a solvent-free, thioxotropic 2-component mortar based on epoxy resin used. Such adhesives may have a different chemical composition than the actual adhesive, or they may be filled with mineral elements, or contain color pigments, with the aim of ensuring the best possible protection of the internal adhesive against external influences. Preferably, the filling volume is filled with the adhesive after curing of the sealing means. The sealing means are preferably pasty and / or spreadable when applied. As a suitable sealant, for example, the product marketed by Sika Schweiz AG as Sikadur 30 has been found.
Alternativ oder ergänzend können die Abdichtmittel wieder von den Bauteilen bzw. der Klebeverbindung entfernbare Elemente, wie beispielsweise ein sehr gut haftendes Klebeband umfassen, welches nach dem Aushärten der Klebemittel rasch und vollständig entfernt werden kann. Bevorzugt ist an der Oberseite, bevorzugt an dem höchsten Punkt, des Füllvolumens ein Luftauslass vorgesehen. Hierdurch kann beim Auffüllen des Füllvolumens mit dem Klebemittel Luft leicht aus dem Füllvolumen entweichen, sodass Lufteinschlüssen entgegengewirkt wird. Zudem kann, wenn der Auffüllvorgang mit Vakuum unterstützt wird, an dieser Stelle die Luft aus dem Klebspalt abgesaugt werden. Besonders bevorzugt wird beim Auffüllen das Klebemittel von einer Unterseite, bevorzugt dem tiefsten Punkt, des Füllvolumens durch einen Klebemitteleinlass in das Füllvolumen eingeführt, da durch das ansteigende Füllniveau eine möglichst gleichmäßige Luftverdrängung und eine homogene Verteilung des Klebemittels im Füllvolumens sichergestellt werden kann. Alternatively or additionally, the sealing means may again comprise removable members from the components or the adhesive bond, such as a very adhesive tape, which can be removed quickly and completely after curing of the adhesive. Preferably, an air outlet is provided on the upper side, preferably at the highest point, of the filling volume. As a result, when filling the filling volume with the adhesive air can easily escape from the filling volume, so that air inclusions is counteracted. In addition, if the filling process is assisted with vacuum, the air can be sucked out of the adhesive gap at this point. Particularly preferably, the adhesive is introduced from an underside, preferably the lowest point, of the filling volume through an adhesive inlet into the filling volume during filling, since the increasing filling level ensures the most uniform possible air displacement and a homogeneous distribution of the adhesive in the filling volume.
Zum Auffüllen des Spalts mit dem Klebemittel eignet sich insbesondere der Einsatz von Überdruck im Klebemittel oder Pumpen, da hierdurch ein gleichmäßigen Auffüllen, insbesondere auch entgegen der Schwerkraft, erreicht werden kann. Die Pumpleistung ist dabei so zu wählen, dass die Klebstoffmenge innerhalb der offenen Zeit des gewählten Klebsystems in den Klebspalt injiziert werden kann. To fill the gap with the adhesive, the use of overpressure in the adhesive or pumps is particularly suitable since this makes it possible to achieve uniform filling, in particular also against the force of gravity. The pumping capacity is to be chosen so that the amount of adhesive can be injected into the adhesive gap within the open time of the selected adhesive system.
Alternativ oder ergänzend kann auch über einen statischen Überdruck, mittels eines auf entsprechender erhöhter Höhe angebrachten Klebstoffbehälters, ein einfacher und gut handhabbarer Füllprozess, durchgeführt werden. Alternatively or additionally, it is also possible to apply a static overpressure by means of a correspondingly elevated height Adhesive container, a simple and easy to handle filling process to be performed.
Luftauslass und Klebemitteleinlass können beispielsweise durch ein Rohr oder einen Schlauch ausgebildet sein, welches das Abdichtmittel durchdringt, wobei das Abdichtmittel bis auf den Luftauslass und Klebemitteleinlass (zusammen mit den Fügeflächen) bevorzugt umfangsgeschlossen das Füllvolumen einschließen. Nach dem Auffüllen und/oder Aushärten des Klebemittels können Klebemitteleinlass und/oder Luftauslass entfernt und die Stelle mit dem gleichen Abdichtklebstoff abgedichtet werden. Air outlet and adhesive inlet can be formed for example by a tube or a hose which penetrates the sealing means, wherein the sealing means except for the air outlet and adhesive inlet (together with the joining surfaces) preferably peripherally closed the fill volume include. After the adhesive has been filled and / or cured, the adhesive inlet and / or air outlet may be removed and the site sealed with the same sealant.
Bevorzugt ist das Klebemittel ein Reaktionskleber, insbesondere ein Mehrkomponentenkleber wie ein Zwei-Komponenten-Kleber. Als besonders vorteilhaft hat sich der Einsatz von Klebemitteln auf Epoxidharzbasis mit hohen mechanischen Festigkeiten, wie beispielsweise das als Sikadur 300 vertriebene Produkt der Firma Sika Schweiz AG, wobei auch andere strukturelle Klebsysteme auf Acryl- oder Polyesterbasis einsetzbar sind. The adhesive is preferably a reaction adhesive, in particular a multi-component adhesive such as a two-component adhesive. The use of adhesives based on epoxy resin with high mechanical strengths, such as, for example, the product marketed by Sika Schweiz AG as Sikadur 300, has proven particularly advantageous, although other structural adhesive systems based on acrylic or polyester can also be used.
Das Klebemittel hat, insbesondere beim Auffüllen, bevorzugt eine Dichte zwischen 0.9 g/cm3 und 1 .8 g/cm3, bevorzugt zwischen 0.9 g/cm3 und 1 .4 g/cm3 The adhesive, in particular during filling, preferably has a density of between 0.9 g / cm 3 and 1 .8 g / cm 3 , preferably between 0.9 g / cm 3 and 1 .4 g / cm 3
Bevorzugt ist das Klebemittel, insbesondere beim Auffüllen, wasserfrei. Hierdurch werden Wechselwirkungen mit den Fügeteilen vermieden. Preferably, the adhesive, in particular when filling, anhydrous. As a result, interactions with the parts to be joined are avoided.
Um eine gute Benetzung der Fügepartner durch das Klebemittel zu gewährleisten, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass das Klebemittel keine Festkörperpartikel wie Gesteinskörner mit einer Größe von über 2 mm, bevorzugt keine Festkörperpartikel mit einer Größe von über 1 mm, besonders bevorzugt keine Festkörperpartikel mit einer Größe von über 0,5 mm, aufweist. Insbesondere ist das Klebemittel bevorzugt frei von Zement, Beton und/oder Sand. In order to ensure a good wetting of the joining partners by the adhesive, it has been found to be advantageous that the adhesive no solid particles such as rock grains with a size greater than 2 mm, preferably no solid particles having a size of more than 1 mm, more preferably no solid particles having a size of more than 0.5 mm. In particular, the adhesive is preferably free of cement, concrete and / or sand.
Die Dicke des Verbundteils, also seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zur Oberfläche mindestens der Deckschichten, beispielsweise bei einem Brückenbauteil in vertikale Richtung, beträgt bevorzugt zwischen 50 und 500 mm, wobei die Dicke des Sandwichbauteils abhängig von der Last und der Spannweite ist. Eine kostenoptimierte Lösung ist oft eine Kombination von Trägern aus Stahl oder Beton, welche die notwendige statische Höhe aufweisen, auf welche die Sandwichplatte strukturell verklebt wird, vergleichbar mit konventionellen Konstruktionen in Beton. Damit kann die Sandwichplatte im oben angegebenen bevorzugten Bereich eingesetzt werden für im Prinzip alle Arten von Brücken. Die Breitenerstreckung, beispielsweise bei einem Brückenbauteil in Richtung der Breite einer Fahrbahn, beträgt bevorzugt zwischen 1 und 12 m und seine Längserstreckung, beispielsweise bei einem Brückenbauteil in Richtung der Fahrbahn, beträgt bevorzugt zwischen 3 und 12 m. Grundsätzlich sind die Abmessungen der Bauteile jedoch komplett flexibel, die Limitierung ist ausschließlich durch logistische Randbedingungen wie Transportierbarkeit gegeben. The thickness of the composite part, ie its extent in a direction perpendicular to the surface of at least the cover layers, for example in a bridge component in the vertical direction, is preferably between 50 and 500 mm, wherein the thickness of the sandwich component is dependent on the load and the span. A cost-effective solution is often a combination of steel or concrete beams that have the necessary static height to which the sandwich panel is structurally bonded, comparable to conventional constructions in concrete. Thus, the sandwich panel can be used in the preferred range given above for in principle all types of bridges. The width extension, for example in the case of a bridge component in the direction of the width of a roadway, is preferably between 1 and 12 m and its longitudinal extent, for example in the case of a bridge component in the direction of the roadway, is preferably between 3 and 12 m. Basically, the dimensions of the components are completely flexible, the limitation is given exclusively by logistical constraints such as portability.
Die Fügeflächen erstrecken sich zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, winklig, insbesondere rechtwinklig, zu mindestens einer der Deckschichten. The joining surfaces extend at least in sections, preferably completely, at an angle, in particular at right angles, to at least one of the cover layers.
Die Deckschichten weisen bevorzugt eine Dicke (insbesondere gemessen von der Kernschicht zur Oberfläche) zwischen 5 und 30 mm, weiter bevorzugt zwischen 5 und 20 mm, auf. Die Kernschicht weist bevorzugt eine Dicke (insbesondere gemessen als Abstand der Deckschichten) zwischen 40 und 500 mm auf. The cover layers preferably have a thickness (in particular measured from the core layer to the surface) of between 5 and 30 mm, more preferably between 5 and 20 mm. The core layer is preferred a thickness (in particular measured as the distance of the cover layers) between 40 and 500 mm.
Die Klebeverbindung kann zusätzlich mechanisch gefestigt, insbesondere verschraubt und/oder vernietet werden. The adhesive bond can additionally be mechanically strengthened, in particular screwed and / or riveted.
Für den Fall, dass das weitere Bauteil ebenfalls ein Leichtbau-Verbundteil ist, sollen alle für das (erste) Leichtbau-Verbundteil offenbarten Merkmale auch als für das weitere Bauteil offenbart gelten. In the event that the other component is also a lightweight composite part, all the features disclosed for the (first) lightweight composite part should also apply as disclosed for the other component.
Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung von Klebeverbindung bei der Herstellung einer Brücke, insbesondere einer Brücke der Brückenklasse 3/3, 6/6, 9/9, 12/12, 1 6/1 6, 30/30 und/oder 60/30 gemäß DIN 1072. Hierbei werden zur Herstellung eines Brückendecks auf erfindungsgemäße Weise Klebeverbindungen zwischen einer Vielzahl von Leichtbau-Verbundteilen, die als Brückendeckelemente die Fahrbahn und/oder Gehfläche bilden, bevorzugt mindestens vier Leichtbau-Verbundteilen, hergestellt. Die Leichtbau-Verbundteile sind weiter bevorzugt mit einem gemeinsamen Trägerelement, insbesondere Stahl- und/oder Betonträger, oder jeweils mit einem einzelnen Trägerelementen über auf erfindungsgemäße Weise hergestellte Klebeverbindungen verbunden. The present invention is particularly suitable for the production of adhesive bond in the manufacture of a bridge, in particular a bridge of the bridge class 3/3, 6/6, 9/9, 12/12, 1 6/1 6, 30/30 and / or 60 / 30 according to DIN 1072. Here, for the manufacture of a bridge deck according to the invention adhesive bonds between a plurality of lightweight composite parts, which form as bridge deck elements the road and / or walking area, preferably at least four lightweight composite parts manufactured. The lightweight composite parts are further preferably connected to a common carrier element, in particular steel and / or concrete beams, or in each case with a single carrier elements via adhesive bonds produced in accordance with the invention.
Um einen besonders leichten Aufbau und somit eine geringe Trägerbelastung zu ermöglichen, sind die Leichtbau-Verbundteile bevorzugt metallfrei, insbesondere stahlfrei. Insbesondere ist das Klebemittel bevorzugt so gewählt, dass der Spalt keine Stahlbewehrungen aufweisen muss. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. gen in: eine schematische Darstellung eines Brückendecks hergestellt durch Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Draufsicht, eine Anwendung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einem ersten Schritt einer perspektivischen Ansicht, ein zweiter Schritt des Verfahrens in einer perspektivischen Ansicht, In order to allow a particularly lightweight construction and thus a low carrier load, the lightweight composite parts are preferably metal-free, especially steel-free. In particular, the adhesive is preferably chosen so that the gap does not have to have steel reinforcements. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings. in: a schematic representation of a bridge deck produced by using a method according to the invention in a plan view, an application of an embodiment of a method according to the invention in a first step of a perspective view, a second step of the method in a perspective view,
eine Schnittansicht (A-A) zu Fig. 2a, ein dritter Schritt des Verfahrens in einer perspektivischen Ansicht, eine Schnittansicht (B-B) zu Fig. 3a, und eine Schnittansicht einer durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellten Klebeverbindung zwischen einem Leichtbau-Verbundbauteil und einem Stahlträger.  a sectional view (A-A) to Fig. 2a, a third step of the method in a perspective view, a sectional view (B-B) to Fig. 3a, and a sectional view of an adhesive bond produced by a method according to the invention between a lightweight composite component and a steel beam.
Fig. 1 zeigt ein Brückendeck 22, bei welchem eine Vielzahl von Klebeverbindungen nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden. Das Brückendeck 22 umfasst mehrere (hier schematisch als vier dargestellte) Leichtbau-Verbundteile 10, die in Reihe jeweils durch erfindungsgemäße Klebeverbindungen mit einander verbunden sind. Diese Klebeverbindungen zwischen den Leichtbau-Verbundteilen 10 können beispielsweise nach dem in den Figuren 2 bis 4b dargestellten und dem im Folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt werden, wobei ein Füllvolumen 70 zwischen den Leichtbau-Verbundteilen mit einem niedrigviskosen Klebemittel 80 gefüllt wird. Zudem sind die Leichtbau-Verbundteile 10 jeweils mit mindestens einem Trägerelement 22 (hier schematisch dargestellt als zwei gemeinsame Trägerelemente), beispielsweise Stahlträgern, durch erfindungsgemäße Klebeverbindungen verbunden. Die Klebeverbindungen zwischen den Leichtbau-Verbundteilen und den Trägerelementen können beispielsweise wie in Fig. 5 dargestellt ausgebildet sein. Fig. 1 shows a bridge deck 22, in which a plurality of adhesive bonds were prepared by a method according to the invention. The bridge deck 22 comprises a plurality (here schematically illustrated as four) of lightweight composite parts 10, which are connected in series in each case by adhesive bonds according to the invention with each other. These adhesive bonds between the lightweight composite parts 10 can be made, for example, according to the method illustrated in FIGS. 2 to 4 b and the method described below, wherein a filling volume 70 between the lightweight composite parts is filled with a low-viscosity adhesive 80. In addition, the lightweight composite parts 10 are each connected to at least one support member 22 (shown schematically as two common support elements), such as steel beams, by adhesive bonds according to the invention. The adhesive bonds between the lightweight composite parts and the support elements may be formed, for example, as shown in Fig. 5.
Fig. 2 zeigt eine Anwendung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum klebenden Verbinden eines Leichtbau-Verbundbauteils 10 umfassend eine Kernschicht 12 aus einem Balsaholz mit einer Dichte von 200 bis 250 kg/m3 sowie zwei Deckschichten 14 und 1 6, hier ausgebildet durch ein Brückendeckelement in Form eines Sandwich-Bauteils, mit einem weiteren Bauteil 30, hier ebenfalls ausgebildet durch ein Brückendeckelement in Form eines Sandwich-Bauteils, mit einer Kernschicht 32 sowie zwei Deckschichten 34 und 36, in einem ersten Schritt. Fig. 2 shows an application of an embodiment of a method according to the invention for adhesively bonding a lightweight composite component 10 comprising a core layer 12 of a balsa wood having a density of 200 to 250 kg / m 3 and two cover layers 14 and 1 6, formed here by a bridge deck element in the form of a sandwich component, with a further component 30, here likewise likewise formed by a bridge cover element in the form of a sandwich component, with a core layer 32 and two cover layers 34 and 36, in a first step.
In Fig. 2 wurden die Bauteile 10 und 30 so zu einander positioniert, dass sie zwischen zwei ihnen jeweils zugehörigen Fügeflächen 18 bzw. 38 einen Spalt 50 bilden, der ein im Wesentlichen Z-förmigen Querschnitt aufweist. Die Spaltweite wird hierbei durch ein Distanzelement 52 festgelegt. Bis auf das Distanzelement 52 ist der Spalt 50 in diesem Zustand vollständig mit Luft gefüllt. In FIG. 2, the components 10 and 30 have been positioned relative to one another in such a way that they form a gap 50 between two respective joining surfaces 18 and 38 which respectively have a substantially Z-shaped cross section. The gap width is in this case by a spacer element 52nd established. Except for the spacer element 52, the gap 50 is completely filled with air in this state.
Die Bauteile 10 und 30 wurden vor dem Transport an den Fügeort bevorzugt durch Reinigung und Oberflächenaufrauung vorbehandelt. Nach der Vorbehandlung wurden an die Fügeflächen 18 bzw. 38 ein (nicht dargestelltes) Abreißgewebe angebracht, welches die Fügeflächen 18 bzw. 38 während des Transports schützte. Dieses Abreißgewebe wurde vor dem Positionieren wieder entfernt. Durch diese Maßnahmen wurde eine qualitativ hochwertig vorbehandelte, und somit gut klebbare, Fügefläche 18 bzw. 38 gewährleistet. The components 10 and 30 were preferably pretreated by cleaning and surface roughening prior to transport to the joint location. After the pretreatment, a tear-off fabric (not shown) was attached to the joining surfaces 18 and 38, protecting the joining surfaces 18 and 38 during transport. This tear-off fabric was removed before positioning. As a result of these measures, a high-quality pretreated, and thus readily bondable, joining surface 18 or 38 was ensured.
Fig. 3a zeigt die Anwendung des Verfahrens nach Fig. 2 in einem zweiten Schritt in einer perspektivischen Ansicht. Die Schnittansicht zum Schnitt A-A ist in Fig. 2b vergrößert dargestellt. FIG. 3a shows the application of the method according to FIG. 2 in a second step in a perspective view. The sectional view to the section A-A is shown enlarged in Fig. 2b.
In den Fig. 3a und 3b ist der Spalt 50 randseitig durch Abdichtmittel 60, beispielsweise vom Typ Sikadur 30 abgedichtet. Die Abdichtmittel 50 begrenzen zusammen mit den Fügeflächen 18 und 38 der Bauteile 10 bzw. 30 ein Füllvolumen 70, wobei an der Unterseite 71 des Füllvolumens 70 ein Klebemitteinlass 72 in Form eines Einlassrohres sowie an der Oberseite 73 des Füllvolumens ein Luftauslass 74 in Form eines Auslassrohres angeordnet sind. Wie in Fig. 4a und 4b dargestellt, wird das Füllvolumen 70 nach dem Abdichten mit einem Klebemittel 80, beispielsweise vom Typ Sikadur 300, durch den Klebemitteleinlass 72 gefüllt, wobei die verdrängte Luft aus dem Luftauslass 74 austritt. Durch die niedrige Viskosität des Klebemittels von unter 1000 mPas füllt das Klebemittel 80 das Füllvolumen 70 vollständig und tritt mit der gesamten Oberfläche der das Füllvolumen 70 begrenzenden Fügeflächen 18 und 38 benetzend in Kontakt, wodurch sich eine besonders starke und belastbare Klebeverbindung ergibt. Fig. 5 zeigt eine Klebeverbindung erhalten durch ein weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum klebenden Verbinden eines Leichtbau-Verbundbauteils 10 umfassend eine Kernschicht 12 aus einem Balsaholz mit einer Dichte von 200 bis 300 kg/m3 sowie zwei Deckschichten 14 und 1 6, hier ausgebildet durch ein Brückendeckelement in Form eines Sandwich-Bauteils, mit einem weiteren Bauteil 30, hier ebenfalls ausgebildet durch einen Stahlträger. In FIGS. 3a and 3b, the gap 50 is sealed at the edge by sealing means 60, for example of the Sikadur 30 type. The sealing means 50 define together with the joining surfaces 18 and 38 of the components 10 and 30, a filling volume 70, wherein at the bottom 71 of the filling volume 70 an adhesive center inlet 72 in the form of an inlet tube and at the top 73 of the filling volume an air outlet 74 in the form of an outlet tube are arranged. As shown in FIGS. 4a and 4b, after sealing, the fill volume 70 is filled with an adhesive 80, such as the Sikadur 300, through the adhesive inlet 72, with the displaced air exiting the air outlet 74. Due to the low viscosity of the adhesive of less than 1000 mPas, the adhesive 80 completely fills the filling volume 70 and occurs with the Whole surface of the filling volume 70 bounding joining surfaces 18 and 38 wetting in contact, resulting in a particularly strong and resilient adhesive bond. Fig. 5 shows an adhesive bond obtained by a further embodiment of a method according to the invention for adhesively bonding a lightweight composite component 10 comprising a core layer 12 of a balsa wood having a density of 200 to 300 kg / m 3 and two cover layers 14 and 1 6, formed here by a bridge deck element in the form of a sandwich component, with a further component 30, here likewise formed by a steel carrier.
Zwischen dem Leichtbau-Verbundteil 10 und dem weiteren Bauteil 30 ist ein Füllvolumen 70 randseitig mit Abdichtmitteln 60 abgedichtet und mit einem Klebemittel 80 gefüllt, welches sich in seiner Viskosität von den Abdichtmitteln 80 unterscheidet. Between the lightweight composite part 10 and the other component 30, a filling volume 70 is sealed at the edge with sealing means 60 and filled with an adhesive 80, which differs in its viscosity from the sealing means 80.
Bezuqszeichen REFERENCE CHARACTERS
10 Leichtbau-Verbundteil 10 lightweight composite part
12 Kernschicht des Leichtbau-Verbundteils 14 erste Deckschicht des Leichtbau-Verbundteils 12 core layer of the lightweight composite part 14 first cover layer of the lightweight composite part
16 zweite Deckschicht des Leichtbau-Verbundteils16 second cover layer of the lightweight composite part
18 Fügefläche des Leichtbau-Verbundteils18 Joining surface of the lightweight composite part
20 Brückendeck 20 bridge deck
22 Trägerelement  22 carrier element
30 weiteres Bauteil 30 additional component
32 Kernschicht des weiteren Bauteils  32 core layer of the further component
34 erste Deckschicht weiteren Bauteils  34 first cover layer of another component
36 zweite Deckschicht des weiteren Bauteils 38 Fügefläche des weiteren Bauteils  36 second cover layer of the further component 38 joining surface of the other component
50 Spalt 50 gap
52 Distanzelement 60 Abdichtmittel  52 spacer 60 sealing means
70 Füllvolumen 70 filling volume
71 Unterseite des Füllvolumens  71 Bottom of the filling volume
72 Klebemitteleinlass  72 adhesive inlet
73 Oberseite des Füllvolumens 73 Top of the filling volume
74 Luftauslass  74 air outlet
80 Klebemittel 80 adhesives

Claims

Patentansprüche  claims
1 . Verfahren zum klebenden Verbinden eines Leichtbau- Verbundbauteils (10), bevorzugt eines Brückenelements, insbesondere eines eine Fahrbahn und/oder eine Gehfläche bildenden Elements, umfassend eine Kernschicht (12) und zwei Deckschichten (14, 1 6) mit einem weiteren Bauteil (30), umfassend die Schritte: - Positionieren des Verbundbauteils (10) und des weiteren1 . Method for adhesively bonding a lightweight composite component (10), preferably a bridge element, in particular of an element forming a roadway and / or a walking surface, comprising a core layer (12) and two cover layers (14, 16) with a further component (30) comprising the steps of: - positioning the composite component (10) and further
Bauteils (30) zu einander, Component (30) to each other,
Verkleben des Verbundbauteils (10) und des weiteren Bauteils (30) an Fügeflächen (18, 38) der jeweiligen Bauteile (10, 30) mit einem Klebemittel (80), dadurch gekennzeichnet, dass beim Positionieren das Verbundbauteil (10) und das weitere Bauteil (30) so zu einander positioniert werden, dass ein Spalt (50) zwischen ihnen gebildet wird,  Bonding the composite component (10) and the further component (30) to joining surfaces (18, 38) of the respective components (10, 30) with an adhesive (80), characterized in that during positioning the composite component (10) and the further component (30) are positioned to each other so that a gap (50) is formed between them,
dass der Spalt (50) randseitig mit, sich in mindestens einem Materialparameter, insbesondere der Viskosität, von dem Klebemittel (80) unterscheidenden, Abdichtmitteln (60) abgedichtet wird, wobei durch die Abdichtmittel (60) und die Fügeflächen (18, 38) der jeweiligen Bauteile (10, 30) ein in that the gap (50) is sealed at the edge with sealing means (60) differing from the adhesive (80) in at least one material parameter, in particular the viscosity, wherein the sealing means (60) and the joining surfaces (18, 38) respective components (10, 30)
Füllvolumen (70) begrenzt wird, Filling volume (70) is limited
dass das Verkleben durch fließendes Auffüllen des Füllvolumens (70) mit dem Klebemittel (80) erfolgt, dass das Klebemittel (80) niedrigviskos mit einer Viskosität im Bereich von 1 - 30000 mPas ist bei einer Temperatur im in that the bonding takes place by fluid filling of the filling volume (70) with the adhesive (80) such that the adhesive (80) is of low viscosity with a viscosity in the range of 1-30,000 mPas at a temperature of
Bereich von 0°C bis 45°C, bevorzugt im Bereich von 15°C bis 30°C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C. Range from 0 ° C to 45 ° C, preferably in the range of 15 ° C. to 30 ° C, more preferably at a temperature of 20 ° C.
Verfahren nach Anspruch 1 , Method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Klebemittel (80) niedrigviskos mit einer Viskosität im Bereich von 1 - 10000 mPas, bevorzugt im Bereich von 1 - 5000 mPas, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 -3000 mPas, ist, insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 0°C bis 45°C, bevorzugt im Bereich von 15°C bis 30°C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C. the adhesive (80) is of low viscosity with a viscosity in the range from 1 to 10,000 mPas, preferably in the range from 1 to 5,000 mPas, more preferably in a range from 1 to 3,000 mPas, in particular at a temperature in the region of 0 ° C to 45 ° C, preferably in the range of 15 ° C to 30 ° C, more preferably at a temperature of 20 ° C.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, Method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Klebemittel (80) ein Reaktionskleber, insbesondere ein Mehrkomponenten-Kleber, insbesondere auf Epoxid-, Acryl- , Polyurethan oder Polyesterbasis ist the adhesive (80) is a reaction adhesive, in particular a multi-component adhesive, in particular based on epoxy, acrylic, polyurethane or polyester
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Method according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Abdichtmittel (60) ein pastöses Klebemittel, insbesondere ein lösemittelfreies, thioxotropen 2-Komponenten-Klebemittel auf Epoxydharzbasis und/oder ein Klebeband umfasst. in that the sealing means (60) comprises a pasty adhesive, in particular a solvent-free, thioxotropic 2-component adhesive based on epoxy resin and / or an adhesive tape.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Method according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass beim Abdichten der Spalt (50) randseitig bis auf einen Klebemitteleinlass (72) und einen, gemeinsam oder separat mit dem Klebemitteleinlass (72) ausgebildeten, Luftauslass (74) umfangsgeschlossen durch die Abdichtmittel (60) abgedichtet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, during sealing, the gap (50) is sealed at the edge except for an adhesive inlet (72) and an air outlet (74) formed together or separately with the adhesive inlet (72), which is closed by the sealing means (60). Method according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Klebemitteleinlass (72) und/oder der Luftauslass (74) an sich gegenüberliegenden Seiten des Leichbau-Verbundbauteils (10) angeordnet sind und/oder dass der Klebemitteleinlass (72) einer Unterseite (71 ) des Füllvolumens (70) und der Luftauslass (74) einer Oberseite (73) des Füllvolumens (70) zugeordnet ist. in that the adhesive inlet (72) and / or the air outlet (74) are arranged on opposite sides of the lightweight composite component (10) and / or that the adhesive inlet (72) has a bottom (71) of the filling volume (70) and the air outlet ( 74) is associated with an upper side (73) of the filling volume (70).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, Method according to one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das weitere Bauteil (30) ein Leichtbau-Verbundbauteil, bevorzugt ein Brückenelement, insbesondere ein eine Fahrbahn und/oder eine Gehfläche bildendes Element, umfassend eine Kernschicht (32) und zwei Deckschichten (34, 36) und/oder ein Stahl-, Beton, und/oder Holzträger ist. in that the further component (30) is a lightweight composite component, preferably a bridge element, in particular a roadway and / or walking surface-forming element comprising a core layer (32) and two cover layers (34, 36) and / or a steel, concrete , and / or wooden beams.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, Method according to one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass sich die Fügeflächen (18, 38) in einem einer der Deckschichten (14, 1 6; 34, 36) zugeordneten Abschnitt sich in einer Steigung von 1 :10, bevorzugt 1 :20, zu der Oberfläche der Deckschicht (14, 16; 34, 36) erstrecken. in that the joining surfaces (18, 38) in a section associated with one of the cover layers (14, 16, 34, 36) extend in a pitch of 1:10, preferably 1:20, to the surface of the cover layer (14, 16; 34, 36).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, Method according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Füllvolumen (70) im Wesentlichen einen Z-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die Fügeflächen (18, 38) in dem der Kernschicht (12; 32) zugeordneten Abschnitt bevorzugt in einem Winkel größer 45° zur Oberfläche der Deckschicht (14, 1 6; 36, 38) ausgerichtet sind, besonders bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Deckschicht (14, 1 6; 36, 38) verlaufen. in that the filling volume (70) has a substantially Z-shaped cross section, wherein the joining surfaces (18, 38) in the section assigned to the core layer (12; 32) preferably at an angle greater than 45 ° to the surface of the covering layer (14, 16 ; 36, 38) are aligned, more preferably substantially perpendicular to the surface of the cover layer (14, 1 6, 36, 38) extend.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 10. The method according to any one of claims 1 to 9,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Kernschicht (12; 32) aus einem leichten Werkstoff ausgebildet ist, insbesondere Holz, bevorzugt Balsaholz mit einer Dichte von 200 - 300 kg/m3, weiter bevorzugt mit einer Faserorientierung, die in einem Winkel zwischen 45° und 90° zur Oberfläche der Deckschicht (14, 1 6; 34, 26) ausgerichtet ist, besonders bevorzugt 90° beträgt . in that the core layer (12; 32) is formed of a light material, in particular wood, preferably balsa wood with a density of 200-300 kg / m 3 , more preferably with a fiber orientation at an angle between 45 ° and 90 ° to the surface the cover layer (14, 16, 34, 26) is aligned, particularly preferably 90 °.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 1 1. Method according to one of claims 1 to 10,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass mindestens eine der Deckschichten (14, 1 6; 34, 26) Fasern, insbesondere Glasfasern, Kohlefasern, Basaltfasern und/oder Naturfasern, aufweist, die sich bevorzugt parallel zur Oberfläche der Deckschichten (14, 1 6; 34, 26) erstrecken. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,  in that at least one of the cover layers (14, 16, 34, 26) comprises fibers, in particular glass fibers, carbon fibers, basalt fibers and / or natural fibers, which preferably extend parallel to the surface of the cover layers (14, 16, 34, 26). 12. The method according to any one of claims 1 to 1 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass zumindest eine der Deckschichten (14, 1 6; 34, 26) für Flächenlasten von mindestens 4 kN/m2 für Personenlasten, oder für punktuelle Radlasten von Fahrzeugen bis zu 40t, bevorzugt bis zu 60t, besonders bevorzugt bis zu 100t, weiter bevorzugt mehr alsthat at least one of the cover layers (14, 16, 34, 26) for area loads of at least 4 kN / m 2 for personal loads, or for punctual wheel loads of vehicles up to 40 t, preferably up to 60 t, particularly preferably up to 100 t, more preferred more than
100t ausgelegt ist. 100t is designed.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 13. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Fügeflächen vorbehandelt, insbesondere gereinigt und/oder angeraut, werden, wobei nach der Vorbehandlung bevorzugt Schutzmittel, insbesondere ein Abreißgewebe, auf die Fügeflächen angebracht werden, die vor dem Verkleben wieder entfernt werden. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, that the joining surfaces pretreated, in particular cleaned and / or roughened, wherein after the pretreatment preferably protective means, in particular a tear-off, are mounted on the joining surfaces, which are removed before bonding again. 14. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Klebemittel (80) beim Auffüllen durch Überdruck in den Spalt injiziert und/oder durch Pumpmittel in den Spalt gepumpt wird. 15. Vorrichtung, insbesondere erhalten durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Leichtbau- Verbundbauteil (10) und einem weiteren Bauteil (30), dadurch gekennzeichnet, dass eine Klebeverbindung zwischen dem Leichtbau-Verbundteil (10) und dem weiteren Bauteil (30) vorgesehen ist, die durch fließendes Auffüllen eines Füllvolumens (70) mit einem Klebemittel (80) hergestellt wurde.  that the adhesive (80) is injected by filling into the gap during filling and / or pumped by pumping means into the gap. 15. Device, in particular obtained by a method according to one of the preceding claims, with a lightweight composite component (10) and a further component (30), characterized in that an adhesive bond between the lightweight composite part (10) and the further component ( 30) provided by fluidly filling a filling volume (70) with an adhesive (80).
1 6. Vorrichtung nach Anspruch 15, 1 6. Device according to claim 15,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Füllvolumen (70) zwischen dem Leichtbau-Verbundbauteil (10) und dem weiteren Bauteil (30) randseitig durch Abdichtmittel (60) nach außen begrenzt ist und dass im Füllvolumen (70) das in that the filling volume (70) between the lightweight composite component (10) and the further component (30) is bounded on the outside by sealing means (60) and that in the filling volume (70)
Klebemittel (80) eingeschlossen ist, welches sich in wenigstens einem Materialparameter von den Abdichtmitteln (60) unterscheidet. Adhesive (80) is included, which differs in at least one material parameter from the sealing means (60).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8945188B2 (en) 2012-04-06 2015-02-03 William Alan Rezach Spinal correction system and method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0603060A1 (en) * 1992-12-15 1994-06-22 Societe Des Autoroutes Du Nord Et De L'est De La France Prefabricated plate and method for making a bridge using such plates
US20020020033A1 (en) 2000-08-11 2002-02-21 Lang Eric John Wooden bridge deck with fiber-reinforced plastic coating
US6588160B1 (en) * 1999-08-20 2003-07-08 Stanley J. Grossman Composite structural member with pre-compression assembly
CA2638480A1 (en) 2008-08-01 2010-02-01 Advance Composite Structures Limited Prefabricated composite panel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0603060A1 (en) * 1992-12-15 1994-06-22 Societe Des Autoroutes Du Nord Et De L'est De La France Prefabricated plate and method for making a bridge using such plates
US6588160B1 (en) * 1999-08-20 2003-07-08 Stanley J. Grossman Composite structural member with pre-compression assembly
US20020020033A1 (en) 2000-08-11 2002-02-21 Lang Eric John Wooden bridge deck with fiber-reinforced plastic coating
CA2638480A1 (en) 2008-08-01 2010-02-01 Advance Composite Structures Limited Prefabricated composite panel

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