CN101835548A - 面板结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种面板结构,在该面板结构中,至少两个层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)利用至少一个连接部件(2、11、21、33、42、43、46)来相互固定,该连接部件(2、11、21、33、42、43、46)由该至少两个层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)中的一个产生。连接部件(2、11、21、33、42、43、46)的至少一部分离开层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45),从而形成通过该层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)的至少一个开口(8、17、27、35),连接部件(2、11、21、33、42、43、46)自该开口处产生。
Description
本发明涉及一种面板结构,其中,芯结构由层板形成,而没有任何附加的芯材料。所述层板利用由该层板中的一个形成的至少一个连接部件相互机械连接。
蜂窝形、泡沫形和波纹形芯广泛用于结构皮层(层板)之间,用于减轻夹心面板结构的重量。蜂窝形芯具有封闭室结构,具有蜂窝形芯的面板很好地适用于热防护,并提供高效负载支承。具有蜂窝形芯的夹心面板描述在例如日本专利申请2006-130734和欧洲专利申请1285935中。用于夹心面板的波纹形芯结构提供了较低效率和较高各向异性的负载支承,但是波纹形芯结构能够有交叉流换热的可能性,因为孔沿一个方向连续。用于夹心面板的波纹形芯结构描述在例如日本专利申请2001-138043和2004-090241、WO专利申请2005/058593和美国专利7041187中。夹心面板设计和制造的新近发展导致出现了具有开口室结构的栅格支承结构。完全开口室结构可以由细长梁(桁架)来构成,这些细长梁与层板分离,并可以为任意截面形状,例如圆形、正方形或中空形状。桁架芯夹心面板描述在例如美国专利6644535中。
具有蜂窝形、泡沫形或波纹形芯结构的夹心面板结构可以由多种金属、聚合物或复合材料来制造。已经发现,很多夹心面板结构能提供用于结构负载支承的足够硬度和强度。具有2-10%芯相对密度和室尺寸为毫米范围的夹心面板估定用作多功能结构。栅格支承结构的开口和三维孔网络产生了用于同时支承高应力和交叉流换热的可能性。这些可高度压缩的结构可以减轻由空气或水中的冲击和振动波产生的高强度动态负载。通过用聚合物和/或硬陶瓷材料填充空隙,这些开口三维结构还提供了阻止射弹等穿透的足够阻力。
美国专利申请2007/0020441涉及一种用于夹心面板的开口芯,该开口芯通过深冲压来制造。开口深冲压芯通过在金属板的上侧或下侧方向的任意一个表面中形成大量的一种中空部分来获得。中空部分具有在金属板上的平底部,中空部分只沿金属板的上侧或下侧方向中的任意一个方向凹陷,例如从其上向下或者交替地向下和向上。美国专利申请2007/0020441的夹心面板还设置有V类型槽,当制造夹心面板时该V类型槽被切割和弯曲。
美国专利申请2007/0020441的芯结构比波纹形芯结构更实际地用于交叉流,因为具有平底部的中空部分产生了沿多个方向流动的可能性。不过,这种结构的缺点是很难用合适的填充介质来填充该芯。而且,中空部分的平底部是与盖板接触的接触表面,它有效地规定了面板的厚度和重量,因此面板的厚度限制是由于深冲压的限制而产生的。
本发明的目的是防止现有技术的一些缺点和获得改进的面板结构,该面板结构很容易制造和很容易在需要时添加芯材料,并且在该面板结构中,在不同的层板之间的接触表面最小。本发明的基本特征在附属权利要求中列出。
根据本发明,面板结构由层板制造,从而使得至少两个层板利用由该至少两个层板中的一个形成的至少一个连接部件来彼此机械连接。连接部件的至少一部分离开层板,以便形成通过该层板的至少一个开口,该开口用于产生连接部件。层板设置有与一个相邻层板机械连接的至少一个连接部件。层板还可以设置有与至少一个并不相邻的层板机械连接的至少一个连接部件。用于产生连接部件的层板在后面称为第一层板,连接部件将与之固定的层板相应地称为第二层板。
在两个层板之间的连接部件有利地制造成使得第一层板首先沿至少一个切割线来切割,以便在第一层板上产生用于连接部件的合适区域。限定用于连接部件的区域的周边的至少一部分不被切割,因此不与第一层板分离。当第一层板在该至少一个切割线的区域中被按压和然后弯曲时,形成连接部件的合适的凸出。在弯曲过程中,连接部件的形状形成为使得连接部件的至少一部分产生这样的表面,该表面离开第一层板,并可与第二层板机械连接,该第二层板有利地可以与第一层板相邻。根据第一层板的厚度,连接部件也可以在一个切割操作中制造,其中,第一层板被按压,以便分离连接部件的合适的凸出。在这种情况下,限定用于连接部件的区域的周边的至少一部分不被按压,因此保持与第一层板的整体性和连接。连接部件的、与第一层板分离的部分被进一步弯曲,以便成形合适的连接部件。连接部件仍然是第一层板的一部分,因为连接部件的至少一部分保持与第一层板连接。
在本发明的面板结构的连接部件中,有利地,连接部件的、与第一层板分离的至少一个合适区域成形为固定表面。该固定表面成形为可与第二层板的表面区域(连接部件通过固定表面而与该表面区域连接)连接。有利地,该固定表面至少部分地与第二层板的表面平行。连接部件通过任意连接方法而固定在层板上,该连接方法例如但不局限于:焊接、钎焊、粘接剂粘接和机械固定。
在本发明的一个优选实施例中,固定表面形成于这样的区域,该区域靠近连接部件的、与连接部件的连接第一层板的端部相对的端部。
在本发明的另一优选实施例中,连接部件的两端保持与第一层板连接,且有利地,固定表面沿纵向方向基本靠近连接部件的中心部分成形。在连接部件的两端都保持与第一层板连接的实施例中,可以成形用于连接部件的多于一个的固定表面。这时,连接部件的固定表面包括至少两个部分,它们布置成相对于连接部件的中心部分基本对称。在连接部件的两端都保持与第一层板连接的情况下,与第一层板分离的部分也可以被切割成具有相同长度或具有基本不同长度的两个部分,在基本不同长度的情况下,一个部分比第二部分长得多。然后,这些部分各自成形为具有它自身的固定表面的单独连接部件。
在本发明的面板结构中的两个层板之间的距离可以通过在连接部件离开第一层板的位置处在第一层板和连接部件之间产生的角度来调节。当角度较小时,层板定位成彼此更靠近,而当角度较大时情况相反,层板定位成彼此远离。
当根据本发明制造包含至少两个层板的面板结构时,需要多个连接部件,以便使面板结构足够稳定。在一个优选实施例中,连接部件布置成一组或多组的四个连接部件,其中,这四个连接部件相对于连接部件的、保持与第一层板连接的端部布置在彼此垂直的位置。当使用两组或多组连接部件时,这些组有利地布置成相互分离,以便使整个面板结构有良好的稳定性。
在本发明的另一优选实施例中,在两个层板之间的连接部件彼此分开布置,这样,连接部件有利地布置成彼此分离,以便使面板结构有良好的稳定性。彼此分开布置的连接部件也可以布置成使得两个相邻连接部件在连接部件的、保持与第一层板连接的端部处位于彼此垂直的位置。
在又一优选实施例中,第一层板的连接部件可以定位成使得该第一层板可与两个或更多层板连接,该两个或更多层板可以位于第一层板的一侧或两侧上,从而产生多层结构。本发明的连接部件还可以成形为这样,从而连接部件位于两个层板之间,且至少一个附加层板位于这两个层板之间。这时,在第一层板和第二层板之间的连接部件通过在附加层板中形成的开口而通过该附加层板被传送。该开口有利地当在附加层板和第二层板之间成形连接部件时产生。由于这个原因,该开口也可以产生以具有用于在第一层板和第二层板之间的该连接部件的开口。
考虑到本发明的多层结构,在第一层板和附加层板的第二层板之间的连接部件有利地可以在这种情况下产生,即连接部件的两端都保持与第一层板连接,以及与第一层板分离的部分被切割成两个部分,使得一个部分比另一部分长得多。因此,这样成形的连接部件可以用于使第一层板与处于预定距离和位置处的一组层板连接。例如,由更长部分成形的连接部件与第二层板连接,由另一部分成形的连接部件与位于第一和第二层板之间的附加层板连接。
优选地,本发明的连接部件具有直边缘,但是连接部件的边缘也可以至少部分地弯曲,例如具有部分椭圆形和/或圆形形状。利用用于各单独的连接部件或用于连接部件的组的不同几何形状,可以使得面板结构的机械特性设计成适合不同用途。
本发明的面板结构的层板可以是基本上平的,或者层板还可以是弯曲的,或者层板还可以进一步是平部分和弯曲部分的组合,这样,至少一个部分是平的,或者至少一个部分是弯曲的。在两个层板之间的连接部件成形为这样,从而连接部件的固定表面在面板结构的各个点处独立于第一层板的形状,平行于第二层板的表面形状,以便在两个层板之间形成合适的机械接触。
本发明的优点是不仅产生两层层板的面板结构,还产生多层面板结构。而且,通过改变连接部件的长度,在最终结构中可以保持层板型面。因此,例如在层板具有弯曲或为其它型面时,即使当与平的层板连接时也保持该型面,这是因为来自/指向该型面层板的连接部件的长度可以在整个层板上变化,以保持弯曲形状。
本发明的面板结构可以由不同材料来制造,例如金属、聚合物、玻璃纤维增强塑料、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、纤维金属层叠件和陶瓷以及它们的组合或复合材料。本发明的一种有利的金属是不锈钢,另一有利的金属是铝。制造材料或材料的组合至少部分地取决于面板结构的用途,因为本发明的面板结构例如适用于运输用途(包括公共汽车、火车和道路用途)以及建筑和装饰用途。
下面参考附图更详细地介绍本发明,在附图中:
图1以透视图局部显示了本发明的一个优选实施例;
图2以透视图局部显示了本发明的另一优选实施例;
图3以透视图局部显示了本发明的又一优选实施例;
图4以透视图局部显示了本发明的又一优选实施例;
图5以示意剖面图局部显示了本发明的一个优选实施例。
根据图1,第一层板1设置有连接部件2。连接部件2的一端3保持在第一层板1上并与该第一层板1连接。连接部件2的、与连接端3相对的另一端4设置有固定表面5,该固定表面5与第二层板6的表面平行。固定表面5利用任意连接技术与第二层板6固定,以便在层板1和6之间获得机械连接。当连接部件2的一部分离开第一层板1时,形成第一层板1的开口8。
连接部件2布置成四个连接部件2一组。连接部件2的、与第一层板1连接的端部部分3处于相互垂直位置,这样,在端部部分3之间形成正方形区域7。包含四个连接部件2的连接部件2的组布置成彼此基本等距离9。可以使用多于一组连接部件,如图所示。
在图2中,在两个层板12和13之间的连接部件11成形为使得连接部件11的两端14和15都保持为与第一层板12连接。连接部件11具有在连接部件11的中心部分中的固定表面16。连接部件11通过固定表面16而固定在第二层板13上。当连接部件11的一部分离开第一层板12时,形成第一层板12的开口17。
在图3中,连接部件21形成于两个相邻的层板22和23之间。在连接部件21的、与仍然连接在第一层板22的一部分上的端部25相对的端部24处产生有固定表面26,以便将连接部件21固定在第二层板23上。两个相邻的连接部件21的端部25布置在彼此垂直的位置。当连接部件21的一部分离开第一层板22时,形成第一层板22的开口27。
在图4中,第一层板31是平的,第二层板32制造成弯曲的。对于该面板结构,连接部件33由平的第一层板31构成,这样,连接部件33处于彼此平行的位置。有利地,连接部件33还布置成使得两个直的连接部件33的、与第一层板31连接的端部34定位成彼此尽可能靠近。连接部件33的长度36可以在整个结构上变化,从而保持第二层板32的弯曲型面。当连接部件33的一部分离开第一层板31时,形成第一层板31的开口35。
图5显示了层板41,该层板41具有连接部件42和43。连接部件42产生与邻近层板41的层板44的机械连接。连接部件43形成开口47,并如此成形以获得从层板41至层板45的机械连接。层板45与层板44相邻,但是并不与层板41相邻。连接部件46基于层板44,连接部件46形成层板44中的开口48,通过该开口48,连接部件43形成从层板41至层板45的机械连接。
Claims (21)
1.一种面板结构,在该面板结构中,至少两个层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)利用至少一个连接部件(2、11、21、33、42、43、46)来相互固定,该连接部件(2、11、21、33、42、43、46)由该至少两个层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)中的一个产生,其特征在于:连接部件(2、11、21、33、42、43、46)的至少一部分离开层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45),从而形成通过该层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)的至少一个开口(8、17、27、35),连接部件(2、11、21、33、42、43、46)自该开口处产生。
2.根据权利要求1所述的面板结构,其特征在于:一个层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)设置有至少一个连接部件(2、11、21、33、42、43、46),该连接部件(2、11、21、33、42、43、46)与至少一个层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)机械连接。
3.根据权利要求1或2所述的面板结构,其特征在于:一个层板(41、44、45)设置有至少一个连接部件(42、43、46),该连接部件(42、43、46)与至少一个相邻层板(44、45)和至少一个不相邻层板(41、45)机械连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的面板结构,其特征在于:作为一个层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)的一部分的连接部件(2、11、21、33、42、43、46)设置有至少一个固定表面,以便使该层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)固定在另一层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)上。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的面板结构,其特征在于:连接部件(2、11、21、33、42、43、46)的固定表面靠近连接部件的端部布置。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的面板结构,其特征在于:连接部件(2、11、21、33、42、43、46)的固定表面靠近连接部件的中心部分布置。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的面板结构,其特征在于:连接部件(2、11、21、33、42、43、46)的固定表面包括至少两个部分,该至少两个部分布置成相对于连接部件的中心部分基本对称。
8.根据前述任意一项权利要求所述的面板结构,其特征在于:连接部件(2、11、21、33、42、43、46)的、离开层板的边缘的一部分是直的。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的面板结构,其特征在于:连接部件(2、11、21、33、42、43、46)的、离开层板的边缘的一部分是至少部分地弯曲的。
10.根据权利要求9所述的面板结构,其特征在于:连接部件(2、11、21、33、42、43、46)的、离开层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)的边缘的一部分是至少部分地椭圆的。
11.根据前述任意一项权利要求所述的面板结构,其特征在于:与连接部件(2、11、21、33、42、43、46)连接的所述层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)中的至少一个是弯曲的。
12.根据权利要求1-10中任意一项所述的面板结构,其特征在于:与连接部件(2、11、21、33、42、43、46)连接的所述层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)中的至少一个是至少部分地弯曲的。
13.根据前述任意一项权利要求所述的面板结构,其特征在于:所述层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)中的至少一个由金属制造。
14.根据前述任意一项权利要求所述的面板结构,其特征在于:所述层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)中的至少一个由不锈钢制造。
15.根据权利要求1-13中任意一项所述的面板结构,其特征在于:所述层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)中的至少一个由铝制造。
16.根据权利要求1-12中任意一项所述的面板结构,其特征在于:所述层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)中的至少一个由聚合物制造。
17.根据权利要求1-12中任意一项所述的面板结构,其特征在于:所述层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)中的至少一个由玻璃纤维增强塑料制造。
18.根据权利要求1-12中任意一项所述的面板结构,其特征在于:所述层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)中的至少一个由碳纤维制造。
19.根据权利要求1-12中任意一项所述的面板结构,其特征在于:所述层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)中的至少一个由芳族聚酰胺纤维制造。
20.根据权利要求1-12中任意一项所述的面板结构,其特征在于:所述层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)中的至少一个由纤维金属层叠件制造。
21.根据权利要求1-12中任意一项所述的面板结构,其特征在于所述层板(1、6;12、13;22、23;31、32;41、44、45)中的至少一个由陶瓷制造。
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