-
Trägerförmiges Leichtbauelement Die Eflindung bezieht sich auf ein
trägerförmiges Leichtbauelement, das aus wenigstens einem kaltverformten, dünnwandigen,
gegen Beulen versteiften Blechprofil besteht.
-
Bei solchen Leichbauelementen besteht die Tendenz, mit möglichst
geringen Blechstärken das Auslangen zu finden, um die Herstellung zu verein fachen,
die Fertigungskosten zu senken und Konstruktionsgewicht einzusparen. Das gleichzeitige
Bestreben, zu hohen Trägheitsmomenten zu gelangen, führt zwangsläuftig zu hochstegigen
Profilformen, Dünnwandige, hochstegige Profile sind dann aber verdrillungsweich
und neigen infolge ihrer Dünnwandigkeit zur Instabilität
in den
einzelnen Schenkeln bzw. Profilteilen. Es ist eher notwendig, die Blechprofile gegen
Beulen zu versteifen, wofür bisher beispielsweise an den gefährdeten Profilstellen
Sicken eingewalzt oder eingepreßt oder zusätzliche Versteifungen in Form von Blechstegen
angeschweißt werden. Derartige Versteifungsmaßnahmen sind aber nicht voll befriedigend,
da sie nur jeweils in ihrer unmittelbaren Umgebung wirksam sind, die Verdrillungsgefahr
nicht ausreichend beseitigen und keine gleichzeitige Erhöhung der Knicksteifigkeit
mit sich bringen.
-
Es ist zwar auch schon bekannt, hohle Blechprofile, beispielsweise
für Fensterrahmen, mit Kunststoff auszuschäumen oder Drähte, Stäbe od.dgl. mit Kunststoff
zu umhUlleng jedoch dienen diese Maßnahmen in erster Linie als Korrosionsschutz
oder zur Isolation, nicht aber zu einer wesentlichen Erhöhung der Festigkeit der
betreffenden Konstruktionsteile.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel der bisherigen
Versteifungen zu beseitigen und ein trägerförmiges Leichtbauelement der eingangs
geschilderten Art zu schaffen, das eine vergleichsweise hohe Stabilität gegen Beulen,
Verdrillen und Knicken besitzt und darüber hinaus eine günstige aerodynamische Außenform
aufweist.
-
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Blechprofil
zumindest im Bereich der beulgefährdeten Profilteile, z.B. bei 1-Profilen in deren
Stegbereich, in unststoffhartschaum eingebettet und von einer durch den Schäumvorgang
vorgespannten Bandage umschlossen ist. Bei einem solchen Leichtbauelement werden
etwaige Beulvorgänge am dünnwandigen Blechprofil vom Kunststoffhartschaum verhindert,
der die Stabilisierungskräfte auf die Bandage überträgt,
wo sie
im wesentlichen in Ringzugkräfte umgesetzt werden, wobei die Bandage ein Abspringen
bzwO Ablösen der Schaummasse vom Blechprofil mit Sicherheit verhindert. Die Bandage,
die im Querschnitt in sich geschlossen ist, besitzt eine hohe orsionssteifigkeit.
Das drillgefährdete, dünnwandige Blechprofil wird durch den in der Bandage festhaftenden
Eunststoffhartschaum am Drillen verhindert, wobei die Bandage gleichzeitig in der
Lage ist, Zug- und Druckkräfte anteilig zu übernehmen. Somit wird durch die erfindungsgemäße
Ausbildung eine vergleichsweise hohe Beulsteifigkeit und Verdrill- und Knickfestigkeit
des Leichtbauelementes ohne wesentliche Gewichtserhöhung und bei einfacher Ilerstellbarkeit
erreicht. Als Bandage können dünne Bleche, Kunststoffolien od.dgl. verwendet werden.
Als Eunststoffhartschaum empfiehlt sich Polyurethanhartschaum.
-
Es versteht sich von selbst, daß an Stelle von nur einem Blechprofil
innerhalb der aus dem Kunststoffhartschaum und der Bandage bestehenden Umhüllung
auch zwei oder mehrere zusammenwirkende Blechprofile vorgesehen werden können Die
Umhüllung ergibt die gewünschte aerodynamisch günstige Außenform und erübrigt außerdem
einen gesonderten Korrosionsschutz für das Blechprofil.
-
Das erfindungsgemäße Leichtbauelement kann mit Hilfe von Schellen
an die übrige Konstruktion angeschlossen werden. Zur Kraftübertragung bzw. Krafteinleitung
günstiger ist es aber, wenn die Enden des Blechprofils aus der aus dem Kunststoffhartschaum
und der Bandage bestehenden Umhüllung vorragen und gegebenenfalls Bohrungen für
Halteschrauben, Niete od.dgl. aufweisen. Eine andere Möglichkeit besteht darin,
daß das Blechprofil mit Endflanschen fest verbunden ist, die die Umhüllung stirnseitig
abschließen,
so daß sich das Bauelement an andere Konstruktionsteile
anflanschen läßt.
-
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen
schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 ein Leichtbauelement mit zylindrischer
Außenform im Querschnitt, Sig. 2 ein vierkantiges Bauelement, Fig. 3 ein Bauelement
mit tonnenförmigem Querschnitt, Fig, eine andere Ausbildung mit zwei zusammenwirkenden
Blechprofilen im Innern der Umhüllung, Fig. 5 ein Bauelement mit winkelförmigem
Blechprofil, Fig. 6 und 7 Leichtbauelemente, deren Blechprofile nur im Stegbereich
in Kunststoffhartschaum eingebettet sind, und Big. 8 und 9 zwei verschiedene Ausführungsvarianten
eines Leichtbauelementes im Längsschnitt.
-
Das erfindungsgemäße Leichtbauelement besteht gemäß Fig, 1 aus einem
dünnwandigen, kaltverformten I-Blechprofil 1, das allseits von Kunststoffhartschaum
2 umschlossen und mit einer durch den Schäumvorgang vorgespannten Bandage 3 umhüllt
ist. Die Ausführungsvarianten nach den Fig. 2 und 3 unterscheiden sich von jener
nach Fig. 1 nur durch die viereckige bzw.
-
tonnenförmige Querschnittsform der aus dem Hartschaumstoff 2 und der
Bandage 3 bestehenden Umhüllung, wobei durch diese Außenformen ebene Auflageflächen
für das Leichtbauelement gewonnen werden.
-
Nach Fig. 4 sind an Stelle eines einzelnen Blechprofiles zwei zusammenwirkende
C-Profile 1a, 1b vorgesehen.
-
Das in der Umhüllung 2,3 eingebettete Winkelprofil 1' gemäß Fig.
5 zeichnet sich durch besondere Knicksteifigkeit aus.
-
Beim Leichtbauelement nach den Figo 6 und 7 ist das Blechprofil 1
nur im Stegbereich im Eunststoffhartschaum 2 eingebettet, wogegen die Bandage 3
unmittelbar an den Flanschen des Blechprofils anlegtS die gemäß Fig. 7 durch Blechstreifen
4 verstärkt sind.
-
Wie in Fig. 8 dargestellt; ragen die Enden 5 des Blechprofiles 1
aus der aus dem Kunststoffhartschaum 2und der Bandage 3 bestehenden Umhüllung vor
und sind mit Bohrungen 6 für Halteschrauben od.dgl.
-
versehen, Gemäß Fig. 9 ist das Blechprofil 1, bei spielsweise durch
Schweißen, mit Endflchen 7 fest verbundene die die Umhüllung 293 stirnseitig abschleißen
und zur Verbindung des ganzen Leichtbauelementes mit gleichen Leichtbauelementen
oder anderen Konstruktionsteilen dienen.