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Title:
METHOD FOR CONNECTING AN ATTACHMENT PART TO A SANDWICH COMPONENT, USE OF A POLYMER COMPOSITION, AND COMPOSITE COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/228914
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for connecting an attachment part (3) to a sandwich component (2). The method comprises the following steps: providing a sandwich component (2); providing an attachment part (3) having at least one fill opening (31); joining the attachment part (3) to the sandwich component (2) such that the first fill opening (31) of the attachment part (3) and at least one opening (24) of the sandwich component (2) are arranged in a communicating manner. A polymer composition (4) is introduced into the at least one opening (24) of the sandwich component (2) via the first fill opening (31) of the attachment part (3) such that, after the polymer composition (4) has cured, the attachment part (3) and the sandwich component (2) are connected to each other by the polymer composition (4). The invention further relates to the use of a polymer composition (4) and to a composite component (1).

Inventors:
WOLF THOMAS (CH)
STEINER PATRICK (CH)
FISCHER MARCEL (CH)
Application Number:
PCT/EP2018/065024
Publication Date:
December 20, 2018
Filing Date:
June 07, 2018
Export Citation:
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Assignee:
NOLAX AG (CH)
International Classes:
F16B11/00; F16B5/01
Foreign References:
EP1503090A12005-02-02
DE19710824C11998-09-17
DE10155312A12003-05-08
EP2589478A12013-05-08
EP1958975B12011-07-20
EP2871194A12015-05-13
Attorney, Agent or Firm:
WILMING, Martin et al. (CH)
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Claims:
Verfahren zum Verbinden eines Anbauteils (3) mit einem Sand¬ wichbauteil (2) umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Sandwichbauteils (2) umfassend

- eine erste Hauptfläche (25) mit einer ersten Decklage (21) und eine zweite Hauptfläche (26) mit einer zwei¬ ten Decklage (22), insbesondere eine erste Deckplatte und eine zweite Deckplatte, wobei die erste Decklage (21) und/oder die zweite Decklage (22) mindestens ei¬ ne Öffnung (24) aufweist; und

- mindestens eine Zwischenschicht (23) , wobei die Zwi¬ schenschicht (23) zwischen der ersten Decklage (21) und der zweiten Decklage (22) positioniert ist; b) Bereitstellen eines Anbauteils (3) mit mindestens einer ersten Einfüllöffnung (31); c) Fügen des Anbauteils (3) an das Sandwichbauteil (2), der¬ art, dass die erste Einfüllöffnung (31) des Anbauteils (3) und die mindestens eine Öffnung (24) des Sandwichbau¬ teils (2) kommunizierend angeordnet werden; dadurch gekennzeichnet, dass eine aushärtbare Polymerzusam¬ mensetzung (4) über die erste Einfüllöffnung (31) des Anbauteils (3) in die mindestens eine Öffnung (24) des Sandwich¬ bauteils (2) eingebracht wird, derart, dass das Anbauteil (3) und das Sandwichbauteil (2) nach dem Aushärten der Poly¬ merzusammensetzung (4) durch die Polymerzusammensetzung (4) miteinander verbunden werden. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Einfüllöffnung (31) in eine Kavität (5) zwischen dem Anbauteil (3) und dem Sandwichbauteil (2) mündet.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Polymerzusammen Setzung (4) ein, insbesondere zwei-komponentiger, Klebstoff ist .

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Po lymerzusammensetzung (4) eine Topfzeit im Bereich von 1 bis 15 sek, bevorzugt 2 bis 10 sek, besonders bevorzugt 3 bis 7 sek, aufweist.

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Po lymerzusammensetzung (4) eine Stoffschlüssige und/oder formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung bildet.

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Po lymerzusammensetzung (4) im Sandwichbauteil (2) eine Hin- terschneidung (42) ausbildet.

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Po lymerzusammensetzung (4) im Anbauteil (3) eine Hinter- schneidung (43) aufweist.

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Po lymerzusammensetzung (4) im Sandwichbauteil (2) eine maximale Ausdehnung (Amax) in einer Richtung parallel zu den Hauptflächen (25, 26) des Sandwichbauteils (2) aufweist, die grösser ist als der maximale Durchmesser (dmax) der Öff¬ nung (24) des Sandwichbauteils (2) .

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Öffnung (24) des Sandwichbauteils (2) ausgewählt ist aus der Gruppe Schlitz, Loch, insbesondere kreisrundes Loch. 10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die

mindestens eine Zwischenschicht (23) eine Hohlkammerstruk¬ tur (23a, 23b, 23c) aufweist.

11. Verfahren gemäss einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Anbauteil (3) eine Platte; ein Verbindungselement und/oder

Befestigungselement; eine Federung; ein elektrisches Ele¬ ment oder ein Beschlag ist.

12. Verwendung einer Polymerzusammensetzung (4) zum Verbinden eines Anbauteils (3) mit einem Sandwichbauteil (2), vor¬ zugsweise in einem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11.

13. Verwendung gemäss Anspruch 12, wobei die Polymerzusammenset- zung (4) ein chemisch vernetzbarer Klebstoff, insbesondere ein ein-komponentiger oder zwei-komponentiger Klebstoff, oder ein Heissschmelzklebstoff, insbesondere ein Thermo¬ plast, ist. 14. Verwendung gemäss Anspruch 12 oder 13, wobei die Polymerzu¬ sammensetzung (4) eine isocyanathaltige Komponente A und eine aminhaltige Komponente B umfasst, wobei

- die Komponente A ein Isocyanat-terminiertes Präpolymer mit einer Isocyanat-Funktionalität von > 1,7, vorzugs- weise von 1,7 < fNCo < 3, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 3; und - die Komponente B wenigstens ein Di- und/oder Polyamin, vorzugsweise ein Polyetherdiamin und/oder Polyetherpoly- amin enthält; und

wobei das stöchiometrische Verhältnis von Isocyanatgruppen in Komponente A zu Amingruppen in Komponente B 0,5 bis 1,2, besonders bevorzugt 1 beträgt.

15. Verbundbauteil (1) umfassend ein Sandwichbauteil (2) und ein Anbauteil (3), wobei das Sandwichbauteil (2) in einer ersten Hauptfläche (25) mit einer ersten Decklage (21) und/oder in einer zweite Hauptfläche (26) mit einer zweiten Decklage (22) mindestens eine vorgeformte Öffnung (24) auf¬ weist, wobei das Anbauteil (3) eine vorgeformte Einfüllöff¬ nung (31) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Öff¬ nung (24) des Sandwichbauteils (2) und die Einfüllöffnung (31) des Anbauteils (3) kommunizierend angeordnet sind und über eine ausgehärtete Polymerzusammensetzung (4) miteinander verbunden sind.

Description:
Verfahren zum Verbinden eines Anbauteils mit einem Sandwichbauteil , Verwendung einer Polymerzusammensetzung und Verbundbauteil

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Anbau- teils mit einem Sandwichbauteil, die Verwendung einer Polymerzu ¬ sammensetzung und ein Verbundbauteil gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Als Konstruktionsweise bezeichnet die Sandwichbauweise eine Form des Leichtbaus, bei der die Bauteile aus kraftaufnehmenden fes ¬ ten Decklagen bestehen, die durch einen relativ weichen, meist leichten, Kernwerkstoff (Zwischenschicht) auf Abstand gehalten werden. Diese Teile sind bei geringem Gewicht sehr biege- und beulsteif. Ihre Berechnung wird im Bauwesen nach der linearen Sandwichtheorie vorgenommen. Der Kern kann beispielsweise aus Papierwaben, Metallwaben, insbesondere Aluminiumwaben, Schaumstoffen, beispielsweise Hartschaum, Mineralwolle oder Balsaholz bestehen. Er überträgt auftretende Schubkräfte und stützt die Decklagen. Oft wird auch die wärmedämmende und akustische Isola- tionseigenschaft der sehr leichten Kernwerkstoffe genutzt. Als Decklagen werden unter anderem Blech, Metalle wie Aluminium, Chrom-Nickel-/Verzinkt Stahl, Faserverbundwerkstoffe; Kunststof ¬ fe wie Polypropylen (PP) , Polyvinylchlorid (PVC) , Polysulfon (PS) , Polyurethan (PUR) ; faserverstärkte Kunststoffe wie Glasfa- serverstärkter Kunststoff (GFK) , Aramid, Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK); Holzwerkstoffe wie (Sperr) holz, hochdichte Faserplatten (HDF) ; mineralische Werkstoffe, insbesondere Glas; Stein benutzt. Oft werden Krafteinleitungspunkte mit Ver ¬ stärkungen versehen.

Für das Verbinden von Sandwichbauteilen mit weiteren Bauteilen werden handelsübliche Lösungen mit Verstärkungen, beispielsweise sogenannte Inserts, welche in die Sandwichstruktur eingebracht werden, oder sogenannte Onserts, welche auf die Sandwichstruktur aufgebracht werden, genutzt. Es gilt bezüglich der Kraftübertra ¬ gung grundsätzlich zu unterscheiden zwischen der Kraftübertragung von dem mechanischen Verbindungsmittel auf das Insert oder Onsert und der Kraftübertragung vom Insert oder Onsert auf das eigentliche Bauteil.

Handelsübliche punktuelle Krafteinleitungen in Leichtbauwerkstoffe, insbesondere Blindbefestigungen in Sandwichpaneelen bzw. Sandwichbauteilen, weisen den Nachteil auf, dass das Insert oder Onsert für die Krafteinleitungen manuell eingebracht werden muss, da die Automatisierung aufwendig ist. Dies führt zu hohen Prozesskosten und geringer Prozesssicherheit. Des Weiteren ist nachteilig, dass durch standardisierte Verbindungsmittel das Produktdesign und die Flexibilität der Komponenten hersteller- seitig stark limitiert sind.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Verbinden eines Sandwichbauteils mit einem Anbauteil bereitzustellen, das automatisierbar, schnell und kostengünstig ist und eine feste Verbindung zwischen Sand ¬ wichbauteil und Anbauteil gewährleistet. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, ein Verbundbauteil herzustellen, das kostengünstig in der Herstellung ist und gute Verbundeigenschaften aufweist.

Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Anbau- teils mit einem Sandwichbauteil. Das Verfahren umfasst den

Schritt des Bereitstellens eines Sandwichbauteils. Das Sandwich ¬ bauteil umfasst eine erste Hauptfläche mit einer ersten Decklage und eine zweite Hauptfläche mit einer zweiten Decklage, insbe ¬ sondere eine erste Deckplatte und eine zweite Deckplatte. Die erste Decklage und/oder die zweite Decklage weist/weisen mindes ¬ tens eine Öffnung auf. Das Sandwichbauteil umfasst mindestens eine Zwischenschicht, wobei die Zwischenschicht zwischen der ersten Decklage und der zweiten Decklage positioniert ist. Die Zwischenschicht weist somit eine Dicke auf, die dem Abstand der ersten Decklage zu der zweiten Decklage entspricht. Des Weiteren umfasst das Verfahren die Schritte der Bereitstel ¬ lung eines Anbauteils mit mindestens einer ersten Einfüllöffnung sowie das Fügen des Anbauteils an das Sandwichbauteil. Das Fügen erfolgt derart, dass die erste Einfüllöffnung des Anbauteils und die mindestens eine Öffnung des Sandwichbauteils kommunizierend angeordnet werden. Eine aushärtbare Polymerzusammensetzung wird über die erste Einfüllöffnung des Anbauteils in die mindestens eine Öffnung des Sandwichbauteils eingebracht, derart, dass das Anbauteil und das Sandwichbauteil nach dem Aushärten der Poly ¬ merzusammensetzung durch die Polymerzusammensetzung miteinander verbunden werden.

Unter „kommunizierend" wird dabei verstanden, dass die Polymer ¬ zusammensetzung über die Einfüllöffnung des Anbauteils in die Öffnung des Sandwichbauteils gelangen kann.

Unter den Hauptflächen des Sandwichbauteils werden die flächigen Seiten verstanden, welche nicht von der Zwischenschicht gebildet werden. Die Hauptflächen entsprechen also den Flächen der Decklagen, welche von der Zwischenschicht wegweisen.

Auf diese Weise wird eine Verbindung eines Sandwichbauteils mit einem Anbauteil ermöglicht, die ohne zusätzliche Verbindungsmit ¬ tel, wie beispielsweise Schrauben, auskommt und dennoch einen festen Verbund formt. Die Polymerzusammensetzung kann beispielsweise eingespritzt werden. Automatisierte Prozesse sind möglich. Durch die Abstimmung der Eigenschaften der Polymerzusammensetzung können die physikalischen Eigenschaften des Krafteinlei- tungspunktes und damit des Bauteils optimiert werden. Des Weite ¬ ren können die Härte- und Elastizitätseigenschaften innerhalb eines Anschlusspunktes eingestellt werden, um so eine optimierte Krafteinleitung in die Bauteilstrukturen zu erzielen. Dies ist insbesondere bei dynamischen Lasten vorteilhaft.

Abhängig von Lastfall und Materialisierung kann sich die Polymerzusammensetzung : a) nur bis maximal einer der Zwischenschicht zugewandten Ober- fläche der ersten Decklage erstrecken. Die Kräfte werden damit nur minimal in die Zwischenschicht und auf die gegen ¬ überliegende Deckschicht transferiert. Das reduziert das Risiko, dass die Verbindungsstelle auf der gegenüberliegen ¬ den zweiten Decklage sichtbar wird bzw. sich abzeichnet. b) in die Zwischenschicht erstrecken ohne jedoch eine der Zwi ¬ schenschicht zugewandte Oberfläche der zweiten Decklage zu berühren. Das hat den Vorteil, dass die Kräfte auf die Zwi ¬ schenschicht übertragen werden, jedoch die zweite Decklage unberührt bzw. unverändert bleibt.

c) bis an die der Zwischenschicht zugewandten Oberfläche der zweite Decklage oder bis durch die zweite Decklage hindurch erstecken. Damit können die Kräfte über beide Decklagen abgetragen werden. Besonders bevorzugt wird die Polymerzusammensetzung derart ein ¬ gebracht, dass die Polymerzusammensetzung besonders tief in die Zwischenschicht ragt, d.h. besonders nah an die gegenüberliegen ¬ de Decklage heranreicht. Es entsteht so eine Verankerung der ausgehärteten Polymerzusammensetzung im Sandwichbauteil. Die Verankerung erstreckt sich vorzugsweise durch mindestens 10 % der Dicke der Zwischenschicht. Es ist auch möglich, dass die erste Decklage und die zweite

Decklage jeweils mindestens eine Öffnung aufweisen und die min ¬ destens eine Öffnung der ersten Decklage und die mindestens eine Öffnung der zweiten Decklage mit mindestens einer Einfüllöffnung des Anbauteils kommunizierend angeordnet sind.

Die erste Einfüllöffnung kann in eine Kavität zwischen dem Anbauteil und dem Sandwichbauteil münden. Die Kavität entsteht, wenn die beiden Bauteile gefügt werden und ist gebildet durch die mindestens eine Einfüllöffnung im Anbauteil und die mindes- tens eine Öffnung im Sandwichbauteil. Die Kavität kann beim Ein ¬ bringen der Polymerzusammensetzung über die Einfüllöffnung mit der Polymerzusammensetzung gefüllt werden. Es ist auch möglich, dass das Anbauteil mehr als eine Einfüllöffnung aufweist. Die mehreren Einfüllöffnungen können in ein und dieselbe Kavität münden und mit einer Öffnung im Sandwichbauteil kommunizierend angeordnet sein. Es ist auch denkbar, dass eine Einfüllöffnung des Anbauteils mit zwei oder mehreren Öffnungen im Sandwichbau ¬ teil kommunizierend angeordnet ist. Die Öffnungen im Sandwich ¬ bauteil können dabei in der ersten Decklage und/oder der zweiten Decklage angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, dass zwi ¬ schen dem Sandwichbauteil und dem Anbauteil beim Fügen mehrere Kavitäten ausgebildet werden und jeweils eine Einfüllöffnung in eine der Kavitäten mündet. Die Kavität ermöglicht das Fügen der Bauteile über Haftungsflä ¬ chen der Bauteile durch Verkleben mittels einer Polymerzusammensetzung . Die aushärtbare Polymerzusammensetzung ist vorzugsweise ein Klebstoff, insbesondere ein Zwei-Komponenten Klebstoff.

Die Polymerzusammensetzung kann entsprechend den Formulierungen offenbart in EP 2 589 478 AI gewählt werden. Diese werden durch Bezugnahme aufgenommen. Die Polymerzusammensetzung ist insbesondere ein Klebstoff mit den folgenden Eigenschaften. Der Klebstoff ist bevorzugt ein schnell aushärtender Zwei-Komponenten- Klebstoff auf Basis von Polyharnstoff wie in EP 1 958 975 Bl o- der EP 2 871 194 beschrieben. Diese werden durch Bezugnahme aufgenommen .

Bevorzugt umfasst die Polymerzusammensetzung eine isocyanathal- tige Komponente A und eine aminhaltige Komponente B. Die Kompo- nente A enthält ein Isocyanat-terminiertes Präpolymer mit einer Isocyanat-Funktionalität von > 1,7, vorzugsweise von 1,7 < f NC o < 3, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 3. Die Komponente B enthält wenigstens ein Di- und/oder Polyamin, vorzugsweise ein Polyetherdiamin und/oder Polyetherpolyamin . Das stöchiometrische Verhältnis von Isocyanatgruppen in Komponente A zu Amingruppen in Komponente B beträgt hierbei 0,5 bis 1,2, besonders bevorzugt 1.

Besonders bevorzugt umfasst die Polymerzusammensetzung eine ers- te Komponente A und eine zweite Komponente B. Die Komponente A enthält ein monomeres Polyisocyanat , insbesondere monomeres Diisocyanat, und ein isocyanat-terminiertes Präpolymer und/oder ein Präpolymergemisch mit einer Isocyanatfunktionalität ^ 1.7, bevorzugt im Bereich von 1.7 < f NC o < 3, besonders bevorzugt im Bereich von 2 < f NC o < 3. Die zweite Komponente B enthält ein Di- und/oder Polyamin, insbesondere ein Polyetherdiamin und/oder ein Polyetherpolyamin; und einen Trimerisierungskatalysator . Das stöchiometrische Verhältnis von Isocyanatgruppen in der ersten Komponente A zu in der Zusammensetzung enthaltenen isocyanat- reaktiven Wasserstoffatomen in der zweiten Komponente B beträgt 7.5 bis 25, bevorzugt 10 bis 20, besonders bevorzugt 15. Es wird somit eine Zwei-Komponenten-Polymerzusammensetzung verwendet, bei welcher in einem ersten Schritt über eine Reaktion des im Überschuss vorhandenen monomeren Polyisocyanats (insbesondere des Diisocyanats ) mit dem Polyamin ein zweites Präpolymer gebil ¬ det wird. Diese Reaktion ist stark exotherm. Gleichzeitig er ¬ folgt eine Vernetzung des isocyanat-terminierten Präpolymers der Komponente A durch in der Komponente B bereitgestellte Amine. Im weiteren Reaktionsverlauf kommt es unter dem Einfluss von ein ¬ schlägigen Katalysatoren, insbesondere Kaliumoctoat , vorwiegend zu einer Trimerisierung der vorhandenen Isocyanatgruppen . So weist die Polymerzusammensetzung im Vergleich zu üblichen Po- lyurethan- und Polyurea-Klebstoffen sowohl höhere Zugfestigkeit und Wärmebeständigkeit als auch eine höhere Schlagzähigkeit auf hals andere hochfeste Klebstoffe wie beispielsweise Epoxidharze.

Grundsätzlich sind auch andere zweikomponentige, zu Duromeren aushärtende flüssige Klebstoffe auf Basis von Polyurethan, Epo- xid oder Acrylat einsetzbar. Der Klebstoff wird als flüssig be ¬ zeichnet im bestimmungsgemässen Auftragszustand bei einer Visko ¬ sität von <10000 mPas, vorzugsweise <300 mPas, idealerweise <100 mPas (gemessen im Mischkopf des Applikators bei 35°C-65°C, vor- zugsweise 50°C und einen Druck von 70-140 bar, vorzugsweise 100 bar) . Diese Mischviskosität kann durch Anwählen der Temperatur der Komponenten weiter optimiert werden. Die Viskosität wurde nach dem Brookfield-Verfahren mit Spindel 4 und einer Rotationsgeschwindigkeit von 20 Upm bestimmt.

Das Aushärten bezeichnet in diesem Zusammenhang die chemische Verfestigung des Klebstoffes durch Polymerisation, -kondensation und -addition. Derart wird eine schnell insbesondere chemisch abbindende, strukturell belastbare Polymerzusammensetzung be ¬ reitgestellt .

Derart wird eine Polymerzusammensetzung eingebracht, die nach dem Verfestigen strukturell belastbar und insbesondere nicht ex ¬ pandierend ist. Durch die exothermen Eigenschaften der Polymerzusammensetzung kann die Zwischenschicht und/oder bestehende Klebeschichten des Sandwichbauteils beim Abreagieren der Polymerzusammensetzung bereichsweise aufgeschmolzen werden. Derart wird die Verankerung der Polymerzusammensetzung verbessert.

Die aushärtbare Polymerzusammensetzung kann eine Topfzeit im Be ¬ reich von 1 bis 15 sek, bevorzugt 2 bis 10 sek, besonders bevor ¬ zugt 3 bis 7 sek, aufweisen.

Eine solche Polymerzusammensetzung hat den Vorteil, dass der Verbund aus Sandwichbauteil und Anbauteil umgehend weiterverar ¬ beitet oder entsprechend der geplanten Verwendung eingesetzt werden kann, da die Polymerzusammensetzung in sehr kurzer Zeit die notwendige Festigkeit aufweist. Beispielsweise kann eine be ¬ lastbare Verbindung mit einem weiteren Bauteil hergestellt wer ¬ den .

Unter der Topfzeit wird gemäss DIN EN 923:1998-05 die Zeitspanne verstanden, in der ein Mehrkomponentenklebstoff nach dem Mischen verarbeitet werden kann. Die Topfzeit wurde nach dem „Verfahren 3: Bestimmung durch manuelle Auftragung" der DIN EN 14022:2010 bestimmt (Deutsche Fassung) . Dabei muss selbstverständlich die schnelle Reaktionszeit des Systems berücksichtigt werden.

Des Weiteren kann die Polymerzusammensetzung eine Stoffschlüssige, d.h. adhäsive, und/oder formschlüssige und/oder kraftschlüs ¬ sige Verbindung bilden. Die Stoffschlüssige Verbindung ist be- vorzugt zwischen der Polymerzusammensetzung und der Zwischensicht und/oder der ersten Decklage und/oder der zweiten Decklage ausgebildet nachdem die Polymerzusammensetzung ausgehärtet ist. Auch durch diese Ausgestaltung werden besonders starke Kräfte eingeleitet und auf die Decklagen abgeleitet.

Die Polymerzusammensetzung kann im Sandwichbauteil eine Hinter- schneidung ausbilden. Dabei ist die Hinterschneidung bevorzugt an der ersten Decklage und/oder der zweiten Decklage, besonders bevorzugt an der der Zwischenschicht zugewandten Oberfläche der ersten Decklage und/oder der zweiten Decklage, ausgebildet. Die Hinterschneidung wird vorzugsweise durch die Polymerzusammenset ¬ zung im ausgehärteten Zustand gebildet. Somit kann eine formschlüssige Verbindung zwischen der Polymerzusammensetzung und der ersten und/oder der zweiten Decklage ausgebildet werden, sodass besonders starke Kräfte eingeleitet und auf die Decklagen abgeleitet werden können.

Die Polymerzusammensetzung kann im Anbauteil eine Hinterschnei- dung aufweisen. Die Hinterschneidung wird vorzugsweise durch die Polymerzusammensetzung im ausgehärteten Zustand gebildet. Beispielsweise kann es sich bei dem Anbauteil um ein weiteres Sand ¬ wichbauteil handeln. Somit kann beispielsweise eine formschlüs ¬ sige Verbindung zwischen der Polymerzusammensetzung und des An- bauteils ausgebildet werden, sodass besonders starke Kräfte ein ¬ geleitet und auf das Anbauteil abgeleitet werden können.

Die Hinterschneidungen können entweder im Sandwichbauteil oder im Anbauteil oder in beiden Bauteilen vorliegen. Liegen die Hin- terschneidungen in beiden Bauteilen vor, so können diese genutzt werden, um die Kräfte auf beide Bauteile abzuleiten. Dies ermög ¬ licht eine höhere Kraftaufnahme. Die Polymerzusammensetzung kann im Sandwichbauteil eine maximale Ausdehnung in einer Richtung parallel zu den Hauptflächen des Sandwichbauteils aufweisen, die grösser ist als der maximale Durchmesser der Öffnung des Sandwichbauteils. Die maximale Aus- dehnung entspricht dabei der Ausdehnung der Polymerzusammenset ¬ zung im ausgehärteten Zustand. Die Ausdehnung kann strukturiert oder unstrukturiert sein. Unter „strukturiert" wird dabei ver ¬ standen, dass die Ausdehnung bestimmte Formen annehmen kann. Die Ausdehnung kann beispielsweise sternförmig sein. Auch eine ova- le, rechteckige, quadratische, dreieckige Ausdehnung ist denk ¬ bar. Es ist aber auch möglich, dass das Material der Zwischenschicht eine unstrukturierte Ausdehnung erlaubt. Beispielsweise können bei einem locker gepackten Material Hohlräume zwischen dem Material gefüllt werden, bis das Polymer aushärtet, ohne dass sich konkret definierbare Formen ausbilden.

Durch diese Art der Ausdehnung wird die Polymerzusammensetzung optimal im Sandwichbauteil verankert, wodurch ein besonders stabiler und belastbarer Verbund aus Sandwichbauteil und Anbau- teil resultiert.

Die Öffnung des Sandwichbauteils kann ausgewählt sein aus der Gruppe Schlitz, Loch, insbesondere kreisrundes Loch. Diese kön ¬ nen mechanisch durch Bohren, Fräsen, Stanzen, Schlitzen, Perfo- rieren, Lasern, Schleifen, Schneiden, chemisch oder thermisch eingebracht werden. Dabei kann eine Öffnung, mehrere Öffnungen, mehrere vergleichsweise kleine Öffnungen, welche rund, eckig o- der schlitzartig ausgestaltet sein. Freiformen sind ebenfalls möglich. Derart kann die Polymerzusammensetzung besonders vor- teilhaft in die Zwischenschicht eingebracht werden.

Für die Herstellung von Hinterschneidungen können Spezialwerk- zeuge wie Fräser, Bohrer oder Schneider eingesetzt werden. Durch die Wahl der Öffnung als eine nicht-runde Öffnung, beispielsweise als Schlitz, wird ein Anschlusspunkt bereitgestellt, der einen Formschluss als Verdrehsicherung der verfestigten Polymerzusammensetzung sicherstellt. Derart können grösserer Kräf- te aufgenommen werden.

Bei der Wahl der Öffnung als kleine, schmale Öffnungen kann eine verdeckte Montage ermöglicht werden. Die mindestens eine Zwischenschicht weist eine Hohlkammerstruk ¬ tur auf. Unter Hohlkammerstruktur kann dabei sowohl eine Kammer als auch die Ausbildung mehrere Kammern verstanden werden. Die Hohlkammerstruktur kann beispielsweise Waben, Wellen, Poren, Rippen, Stege, Pyramiden oder Napfformen aufweisen. Aber auch andere Strukturen sind denkbar. Die einzelnen Kammern können mit einem Material gefüllt oder mit einem Gas oder Gasgemisch und somit visuell „ungefüllt" vorliegen. Die Kammern können auch ab ¬ wechselnde gefüllte und ungefüllte Bereiche aufweisen. Sind die Kammern ungefüllt, kann die Haftung mittels Kraft- und/oder Form- und/oder Stoffschluss erfolgen. Der Stoffschluss kann che ¬ misch über molekulare Kräfte und/oder physikalisch durch Anbinden an die Materialoberfläche erfolgen.

Ist die Hohlkammerstruktur beispielsweise eine Wabenstruktur, so können einzelne Waben gefüllt sein und einzelne Waben nur ein

Gas oder Gasgemisch, beispielsweise Luft, enthalten. Es ist auch denkbar, dass die einzelnen Waben nur teilweise, beispielsweise zur Hälfte, mit einem Material gefüllt sind und der verbleibende Teil ein Gasgemisch, beispielsweise Luft, aufweist. Ähnlich kann es sich mit den anderen genannten Hohlkammerstrukturen verhalten . Durch die Hohlkammerstruktur der Zwischenschicht kann das Gewicht des Sandwichbauteils reduziert werden bei dennoch sehr ho ¬ her Stabilität. Die Hohlkammerstrukturen können gefüllt und ungefüllt sein. Das Material kann bevorzugt ausgewählt sein aus Karton, Kunststoff, Metall, Faserverbundwerkstoff, Holzwerkstoff, Schaum-Werkstoff, Faser-Werkstoff und Schütt-Werkstoff aus Kunststoffen wie Po ¬ lyvinylchlorid (PVC) , Polyethylenterephthalat (PET) , Polymethac- rylimid (PMI), expanded Polystyren (EPS), extrudierter Polysty- ren-Schaum (XPS) , recyceltem Material, Holzwerkstoffen wie Bal- saholz, Weichfaser, Spanmaterial, Fasermaterial, Verbundmaterial, Röhrenspan, leichte Massivholzplatte; Glas; Stein; Metallen wie Aluminium.

Die Decklagen des Sandwichbauteils können bevorzugt ausgewählt sein aus Metallen wie Aluminium, Chrom-Nickel-/Verzinkt Stahl; Kunststoffen wie Polypropylen (PP) , Polyvinylchlorid (PVC) , Po- lysulfon (PS) , Polyurethan (PUR) ; faserverstärkten Kunststoffen wie Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) , Aramid, Kohlenstoff ¬ faserverstärkter Kunststoff (CFK) ; Holzwerkstoffen wie Sperrholz, hochdichte Faserplatten (HDF) ; mineralischen Werkstoffen, insbesondere Glas; Stein Das Anbauteil kann eine Platte; ein Verbindungselement und/oder Befestigungselement; eine Federung; ein elektrisches Element o- der ein Beschlag sein. Eine Platte kann beispielsweise eine Adapterplatte oder eine weitere Sandwichbauteil sein. Handelt es sich um ein weiteres Sandwichbauteil, so kann dieses ebenfalls die vorher dargelegten Eigenschaften aufweisen. Das Verbindungselement und/oder Befestigungselement kann ein Profil, Winkel, Rohr, Hülse, Mutter oder Beschlag sein. Als elektrisches Element sind beispielsweise Module, Boxen, Konsolen oder Lichtinstalla ¬ tionen denkbar.

Auf diese Art lassen sich eine Vielzahl verschiedener Bauteile an das Sandwichbauteil anbringen. Das Sandwichbauteil ist viel ¬ seitig einsetzbar.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung einer Polymerzusammensetzung zum Verbinden eines Anbauteils mit einem Sandwichbauteil, vorzugsweise in einem Verfahren wie vorherge ¬ hend beschrieben.

Bevorzugt ist die Polymerzusammensetzung ein chemisch vernetzbarer Klebstoff, insbesondere ein ein-komponentiger oder zwei- komponentiger Klebstoff, oder ein Heissschmelzklebstoff, insbe ¬ sondere ein Thermoplast, ist.

Insbesondere kann der Klebstoff wie vorhergehend bereits darge ¬ legt gestaltet sein.

Ganz besonders bevorzugt umfasst die Polymerzusammensetzung eine isocyanathaltige Komponente A und eine aminhaltige Komponente B. Die Komponente A enthält ein Isocyanat-terminiertes Präpolymer mit einer Isocyanat-Funktionalität von > 1,7, vorzugsweise von 1,7 < f NC o < 3, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 3. Die Komponente B enthält wenigstens ein Di- und/oder Polyamin, vorzugsweise ein Polyetherdiamin und/oder Polyetherpolyamin . Das stöchiometrische Verhältnis von Isocyanatgruppen in Komponente A zu Amingruppen in Komponente B beträgt bevorzugt 0,5 bis 1,2 und besonders bevorzugt 1.

Eine solche Polymerzusammensetzung weist im Vergleich zu üblichen Polyurethan- und Polyurea-Klebstoffen sowohl höhere Zugfes- tigkeit und Wärmebeständigkeit als auch eine höhere Schlagzähig ¬ keit auf als andere hochfeste Klebstoffe wie beispielsweise Epo ¬ xidharze . Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verbundbauteil umfassend ein Sandwichbauteil und ein Anbauteil. Das Sandwich ¬ bauteil weist in einer ersten Hauptfläche mit einer ersten Decklage und/oder in einer zweiten Hauptfläche mit einer zweiten Decklage mindestens eine vorgeformte Öffnung auf. Das Anbauteil weist eine vorgeformte Einfüllöffnung auf. Die Öffnung des Sand ¬ wichbauteils und die Einfüllöffnung des Anbauteils sind kommuni ¬ zierend angeordnet und über eine ausgehärtete Polymerzusammen ¬ setzung miteinander verbunden. Das Sandwichbauteil und das Anbauteil sind vorzugsweise wie vorhergehend dargelegt ausgestal- tet.

Vorzugsweise ist das Verbundbauteil durch ein Verfahren wie vor ¬ hergehend beschrieben erhältlich. Ein solches Verbundbauteil kann vielseitig eingesetzt werden, beispielsweise im Bereich des Strassenverkehrs, insbesondere für Nutzfahrzeuge, PKW, Nutzfahrzeuge, Formel 1, Reisemobile,

Zwei/Dreirad, temporäre Strassenbeläge ; im Bereich des Schienen ¬ verkehrs, insbesondere Bahn, Tram, Seilbahnen; Luftfahrt, insbe- sondere Raumfahrt, Flugzeuge, Drohnen, Satelliten; Marine, ins ¬ besondere Yacht & Superyacht, Fluss-, Transport-, Kreuzfahrt ¬ schiffe, Ölplattformen, Offshore-Anlagen, Unterwasser; Bau, insbesondere Fassaden und Dächer, Böden, Brücken, Aufzug, Rolltreppen, mobile Behausung; Innenausbau, insbesondere Möbel, Decken, Wände, Böden, Ladenbau Messebau, Bühnenbau, Bühnenbau, Display, Türen, Trennwände, Türen; Sport, insbesondere Wintersport und Wassersport; Logistik, insbesondere Container, Tanks, Paletten, Verpackungen; Energie, insbesondere Wind-Energieanlagen, Solar- Anlagen; Maschinenbau, insbesondere Stanzwerkzeuge, Verkleidun ¬ gen, bewegte Teile; Medizin, insbesondere Zahnimplantate, Im ¬ plantate, Fixierungen; Wehrtechnik, insbesondere Raketen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungen näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1: Schnittskizze von einem erfindungsgemässen Verbundbauteil aus Sandwichbauteil und Anbauteil mit PolymerZusammensetzung;

Figur 2: Unterschiedliche Hohlkammerstrukturen der Zwischenschicht gemäss dem Bauteil aus Figur 1 in der Schnittansicht; [A, B, C]

Figur 3: Schnittskizze eines weiteren erfindungsgemässen

Verbundbauteils ;

Figur 4: Schnittansicht eines weiteren erfindungsgemässen

Verbundbauteils ;

Figur 5: Schnittansicht eines weiteren erfindungsgemässen

Verbundbauteils .

Gleiche Bezugszeichen in den Figuren kennzeichnen gleich Bauelemente .

Figur 1 zeigt eine Schnittansicht eines Verbundbauteils 1 umfas ¬ send ein Sandwichbauteil 2 und ein Anbauteil 3. Das Sandwichbau ¬ teil 2 weist eine erste Decklage 21 und einer zweite Decklage 22 auf. Zwischen der ersten Decklage 21 und der zweiten Decklage 22 ist eine Zwischenschicht 23 angeordnet. Die Zwischenschicht 23 kann beispielsweise aus einem Schaumwerkstoff (nicht gezeigt) bestehen. Das Sandwichbauteil 2 weist in der ersten Decklage ei ¬ ne Öffnung 24 auf. Das Anbauteil 3 weist eine Einfüllöffnung 31 auf. Die Einfüllöffnung 31 und die Öffnung 24 sind kommunizie ¬ rend angeordnet, in diesem Fall mit paralleler Ausrichtung. Zwi- sehen der Einfüllöffnung 31 und der Öffnung 24 befindet sich eine ausgehärtete Polymerzusammensetzung 4, die zuvor über die Einfüllöffnung 31 eingespritzt wurde, so dass diese über die Öffnung 24 bis tief in die Zwischenschicht 23 hineinragt. Die Zacken 44 der ausgehärteten Polymerzusammensetzung 4 sind durch die Beschaffenheit der Zwischenschicht entstanden und können in Abhängigkeit des Materials der Zwischenschicht variieren.

Figur 2 zeigt das Verbundbauteil 1 aus Figur 1 mit unterschied ¬ lichem Aufbau der Zwischenschicht 23. In Variante A besteht die Zwischenschicht 23 aus Waben 23a. Die Waben können gefüllt sein. In Figur 2A ist zumindest die Wabe, in welche die ausgehärtete Polymerzusammensetzung 4 ragt, gefüllt. In Figur C ist die Wabenstruktur W in einer Draufsicht gezeigt, wobei zumindest die obere Decklage 21 entfernt wurde. In Variante B besteht die Zwi- schenschicht 23 aus einzelnen Wellen 23b. Auch hier ist zumindest der Wellenbereich, in welche die ausgehärtete Polymerzusammensetzung 4 ragt, gefüllt.

Figur 3 zeigt ein weiteres erfindungsgemässes Verbundbauteil 1 in der Schnittansicht, hergestellt mit dem erfindungsgemässen

Verfahren. Das Sandwichbauteil 2 weist die erste Decklage 21 und die zweite Decklage 22 sowie die Zwischenschicht 23 in Form von Waben 23a auf. Die resultierende Hohlkammerstruktur ist mit ei ¬ nem Schaumstoff 7 gefüllt. Die erste Decklage 21 weist mehrere Öffnungen 24 auf. Auf das Sandwichbauteil 2 wurde ein Anbauteil 3 angebracht, wodurch eine Kavität 5 zwischen Anbauteil 3 und Sandwichbauteil 2 gebildet wurde. Die Einfüllöffnung 31 des An- bauteils 3 mündet in diese Kavität 5. Durch die Einfüllöffnung 31 wurde eine Polymerzusammensetzung gegeben, so dass die ausgehärtete Polymerzusammensetzung 4 Verankerungen 41 im Sandwichbauteil 2 ausbildet. Das Sandwichbauteil 2 wurde durch Füllung der Kavität 5 mit der Polymerzusammensetzung mit dem Anbauteil 3 kraftschlüssig verbunden. Die kommunizierende Anordnung zwischen Einfüllöffnung 31 und Öffnung 24 wurde durch die Kavität 5 erzeugt, die beide miteinander verbindet.

Figur 4 zeigt eine weiteres erfindungsgemässes Verbundbauteil 1, hergestellt mit dem erfindungsgemässen Verfahren. Das Anbauteil 3 und das Sandwichbauteil 2 bilden durch Fügen ebenfalls eine Kavität 5 aus. Diese Kavität 5 wird über die Einfüllöffnung 31 mit einer Polymerzusammensetzung gefüllt. Die erste Decklage 21 des Sandwichbauteils 2 weist vier Öffnungen 24 auf, durch die die Polymerzusammensetzung in die Zwischenschicht 23 geflossen ist. Die ausgehärtete Polymerzusammensetzung 4 bildet im Sand ¬ wichbauteil 2 Hinterschneidungen 42 aus. Diese können durch Bohren, Fräsen, Schneiden, Schlitzen, Perforieren, Lasern,

Schleifen, chemisch oder thermisch erzeugt werden. Meist werden für Hinterschneidungen Spezialwerkzeuge wie Fräser, Bohrer oder Schneider eingesetzt. Das Anbauteil 3 weist ähnliche Hinter ¬ schneidungen 43 auf. Die Hohlkammerstruktur der Zwischenschicht 23 wird in diesem Konstrukt von pyramidalen Kammern 23c gebildet. Auf dem Anbaubauteil 3 sind weitere Verbindungselemente in Form von Schrauben 6 ausgebildet, die der Befestigung weiterer Elemente oder Bauteile (nicht gezeigt) dienen.

Figur 5 zeigt ein weiteres Verbundbauteil 1, das mit dem erfin- dungsgemässen Verfahren hergestellt wurde. Die Polymerzusammen- setzung 4 wurde derart über die Einfüllöffnung 31 und die Öff ¬ nung 24 in das Sandwichbauteil 2 eingebracht, dass die ausgehär ¬ tete Polymerzusammensetzung 4 eine maximale Ausdehnung A max parallel zu den Hauptflächen 25 und 26 der ersten Decklage 21 und zweiten Decklage 22 aufweist. Die maximale Ausdehnung A max ist da ¬ bei grösser als der maximale Durchmesser d max der Öffnung 24 des Sandwichbauteils 2.