DE3735463A1 - Lightweight structural body - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Leichtbaukörper mit mindestens zwei mit Abstand zueinander angeordneten festen Platten oder gekrümmten Flächen, zwischen denen Abstandshalter, durch welche die Platten miteinander fest verbindbar sind, angeordnet sind.The invention relates to a lightweight structure with at least two fixed plates spaced apart or curved surfaces, between which spacers, through which the plates are firmly connected to each other, are arranged.
Bei herkömmlichen Leichtbauplatten der eingangs genannten Art, wie sie z.B. in der DE-OS 34 12 846 beschrieben sind, erfolgt die Verbindung zwischen den zwei äußeren festen Deckschichten durch einen Kern, der aus durch Tiefziehen hergestellten, miteinander verbundenen und mit Kunstharz versehenen Flächengebilden aus Fasermaterial besteht. Bei diesem flächenförmigen Sandwichkörper wird daher der Kern zunächst mit der einen Platte verbunden und danach durch Kleben mit der anderen Platte. Solche Platten werden wegen ihrer hohen Festigkeit und geringem Gewicht für unterschiedliche Zwecke benutzt. Sie können auch dort eingesetzt werden, wo höhere Betriebstemperaturen herrschen, die sich jedoch negativ auf die Klebverbindungen auswirken können. Schweißverbindungen kommen im bekannten Falle nicht in Betracht.With conventional lightweight panels of the type mentioned at the beginning, as e.g. are described in DE-OS 34 12 846 the connection between the two outer solid cover layers through a core made from deep drawing interconnected and provided with synthetic resin Sheets made of fiber material. With this The core therefore becomes the sheet-like sandwich body first connected to one plate and then by gluing the other plate. Such plates are because of their high Strength and light weight for different purposes used. They can also be used where higher Operating temperatures prevail, which however are negative the adhesive connections can affect. Welded joints are not considered in the known case.
Eine weitere Leichtbauplatte ähnlicher Art ist in der DE-PS 23 30 492 beschrieben. Auch in diesem Falle ist es nicht möglich, zwischen den Platten eine feste Verbindung herzustellen, die auch hohen Temperaturen standhält.Another lightweight board of a similar type is in DE-PS 23 30 492. In this case, too, it is not possible to establish a firm connection between the plates, the withstands high temperatures.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Leichtbaukörper der eingangs genannten Art ohne unangemessenen konstruktiven Aufwand so weiterzubilden, daß die zwischen den Abstandshaltern in den Platten oder gekrümmten Flächen hergestellten Verbindungen hohen Temperaturen und Drücken genauso standhalten wie die Platten selbst.It is an object of the invention to provide a lightweight structure at the outset mentioned type without undue constructive effort so to further develop that between the spacers in the Connections made of plates or curved surfaces withstand high temperatures and pressures just like that Plates themselves.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einander zugekehrten Seiten der Platten Bolzen tragen, die in Bohrungen, Ausnehmungen, Durchbrüche oder dgl. von zwischen den Platten angeordneten Abstandshaltern einbringbar und mit diesen fest verbindbar sind.The object is achieved in that the facing each other sides of the plates carry bolts that in bores, recesses, openings or the like. from between the plates arranged spacers can be inserted and with these are firmly connectable.
Man erkennt, daß die Erfindung immer dann verwirklicht ist, wenn die eigentliche Verbindung zwischen den Platten mittels Bolzen und Abstandshalter herstellbar ist, wobei zunächst die Bolzen mit den Platten und dann die Bolzen mit den Abstandshaltern verbunden werden.It can be seen that the invention is always implemented when using the actual connection between the plates Bolts and spacers can be produced, initially the Bolts with the plates and then the bolts with the Spacers are connected.
Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Maßnahmen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further expedient and advantageous measures of the invention emerge from the subclaims.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Bolzen mit den Abstandshaltern form- und kraftschlüssig verbindbar sind. Hierbei können die Maßnahmen auch so getroffen sein, daß die Bolzen auf den Platten gleichmäßig verteilt sind, wobei jeder Bolzen der einen Platte mit jeweils einem Bolzen der anderen Platte z.B. fluchtet. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung ist insbesondere erreichbar, daß die Leichtbauplatte Festigkeitseigenschaften eines einstückigen Körpers besitzt. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Bolzen mit den Platten einstückig ausgebildet sind.A particularly advantageous embodiment of the invention provides before that the bolts with the spacers form and are non-positively connectable. Here, the measures also be taken so that the bolts on the plates are evenly distributed, with each bolt of one plate with one bolt each from the other plate e.g. flees. This embodiment of the invention is particularly achievable that the lightweight board has strength properties has a one-piece body. Another configuration the invention provides that the bolts with the plates are formed in one piece.
Diese Ausführungsform der Erfindung kommt insbesondere bei Platten aus Kunststoff in Betracht, weil diese z.B. durch Tiefziehverfahren herstellbar sind. This embodiment of the invention comes in particular Plastic plates into consideration because these e.g. by Thermoforming processes can be produced.
Eine weitere Maßnahme der Erfindung sieht vor, daß die als separate Bauteile ausgebildeten Bolzen mit den Platten durch Schweißen, Kleben, Löten oder dgl. verbindbar sind. Von besonderer Bedeutung sind diese Maßnahmen insbesondere für Platten aus Kunststoff oder Metall, weil bei ihnen an sich bekannte Verbindungsmöglichkeiten voll genutzt werden können.Another measure of the invention provides that the as separate components trained bolts with the plates Welding, gluing, soldering or the like can be connected. From These measures are particularly important for Sheets made of plastic or metal, because in themselves known connection options can be fully used.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Abstandshalter die Form regelmäßiger geometrischer Figuren besitzen, deren Außenumhüllung eine mit der einen bzw. mit der anderen Platte verbindbare Auflage- und eine Deckfläche besitzt.A particularly advantageous development of the invention provides before that the spacers have the shape of regular geometric Have figures whose outer wrapping one with the one or with the other plate connectable support and a top surface owns.
Bei dieser Maßnahme der Erfindung geht es insbesondere darum, bei den Abstandshaltern ein möglichst geringes Gewicht zu erreichen, zum anderen soll dies nicht auf Kosten der Festigkeit der Leichtbauplatte erreicht werden. Die Erfindung macht sich hierbei die Tatsache zunutze, daß die Kräfteübertragung bei regelmäßigen geometrischen Figuren nicht nur problemlos erfolgen kann, es ist auch gewährleistet, daß es zu keiner Verformung der Abstandshalter kommt.This measure of the invention is particularly about the lowest possible weight for the spacers on the other hand, this should not be at the expense of strength the lightweight board can be reached. The invention makes itself take advantage of the fact that the power transmission at regular geometric figures are not only easy to do can, it is also ensured that there is no deformation the spacer comes.
Im Rahmen dieses Erfindungsgedankens ist es besonders zweckmäßig, wenn die Abstandshalter ring-, stern-, n-eck-, kreuzförmig oder dgl. sind. Die ringförmigen Abstandshalter sind hierbei deswegen von besonderer Bedeutung, weil sie besonders einfach herstellbar sind, sie können z.B. als Teile stranggepreßter Hohlprofile bestehen, in denen die gewünschten Durchbrüche, Öffnungen usw. bereits vorhanden sind. Nicht weniger einfach sind auch Abstandshalter herstellbar, die im Querschnitt sternförmig bzw. n-eckförmig sind. Hierbei können die Maßnahmen auch so getroffen sein, daß die Abstandshalter n-eckförmig oder zylinderförmig sind und von der Mitte ausgehende, bis zum benachbarten Abstandshalter sich erstreckende Rippen besitzen, deren Höhe der Höhe der Abstandshalter entspricht. In the context of this inventive idea, it is particularly expedient if the spacers are ring, star, n-corner, cross-shaped or the like. The annular spacers are here therefore of particular importance because it is particularly simple can be produced, e.g. than parts extruded Hollow profiles exist in which the desired openings, Openings etc. already exist. Not less easy spacers can also be produced with a cross-section are star-shaped or n-corner-shaped. Here, the measures also be made so that the spacers are n-shaped or are cylindrical and extend from the center to ribs extending to the adjacent spacer own, the height of which corresponds to the height of the spacers.
Eine weitere besonders zweckmäßige Maßnahme der Erfindung sieht vor, daß die Abstandshalter aus konzentrischen, mittels Stege verbundenen Körpern gleicher Höhe bestehen. Im Rahmen dieses Erfindungsgedankens ist es zweckmäßig, wenn mehrere Abstandshalter zu einem rostförmigen Abstandshalter zusammengefaßt sind. Hierbei geht es im wesentlichen darum, zwischen den Platten einen Körper anzuordnen, der die Eigenschaft eines einstückigen Körpers besitzt und somit die Festigkeit der Leichtbauplatte erhöht. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Abstandshalter sternförmig sind und wenn die Enden der Zacken Augen bzw. Schalen aufweisen, die mit den Schalen bzw. Augen der benachbarten Abstandshalter formschlüssig verbindbar sind.Another particularly useful measure of the invention provides before that the spacers from concentric, by means of webs connected bodies of the same height. As part of this The idea of the invention is expedient if several Spacer to a rusty spacer are summarized. This is essentially about to arrange a body between the plates, which has the property of a one-piece body and thus the strength the lightweight board increased. It is advantageous here if the spacers are star shaped and if the ends of the Jagged eyes or shells that match the shells or Eyes of the adjacent spacers can be positively connected are.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß mindestens zwei Leichtbauplatten zu einer mehrschichtigen Leichtbauplatte zusammengefaßt sind. Diese Ausführungsform der Erfindung kommt insbesondere dann in Betracht, wenn das spezifische Gewicht der Leichtbauplatte sehr gering und ihre Belastbarkeit sehr hoch sein soll. Der Gedanke, eine Platte zu schaffen, die eine hohe Festigkeit und geringes spezifisches Gewicht aufweist, kann auch auf andere Körper übertragen werden, und zwar insbesondere auf Rohre oder Hohlkörper. Handelt es sich hierbei um ein Rohr, dann ist es zweckmäßig, wenn auf der zylindrischen Außenseite des Rohres radial verlaufende, mit dem Rohr fest verbindbare Bolzen angeordnet sind, wenn das Rohr in einem zylinderförmigen und koaxial angeordneten Hohlkörper mit radial nach innen gerichteten Bolzen oder Schrauben umgeben ist und wenn zwischen dem Rohr und dem Hohlkörper mit den Bolzen des Rohres und den Bolzen des Hohlkörpers verbindbare Abstandshalter angeordnet sind. Somit erhält man ein doppelwandiges Rohr mit einem sehr geringen spezifischen Gewicht bei gleichzeitiger Erhöhung seiner Festigkeit. Another particularly advantageous embodiment of the invention provides that at least two lightweight panels to one multilayer lightweight board are summarized. These Embodiment of the invention comes in particular Consider if the specific weight of the lightweight board very low and their resilience should be very high. The Thought to create a plate that has high strength and has low specific weight can also be applied to others Bodies are transmitted, in particular to pipes or Hollow body. If this is a pipe, then it is useful if on the cylindrical outside of the tube radially extending bolts that can be firmly connected to the pipe are arranged when the tube is in a cylindrical and coaxially arranged hollow body with radially inward Bolt or screw is surrounded and if between the pipe and the hollow body with the bolts of the tube and the bolts of the hollow body connectable spacers are arranged. So you get a double-walled tube with a very small specific weight while increasing its Strength.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus den Zeichnungen hervor. Es zeigt:Some embodiments of the invention go from Drawings. It shows:
Fig. 1 in Explosionsdarstellung einen Teil einer Leichtbauplatte mit dünnen Platten und ringförmigen Abstandshaltern, Fig. 1 in an exploded view a part of a lightweight panel with the thin plates and the annular spacers,
Fig. 2 einen vertikalen und einen horizontalen Querschnitt durch einen ringförmigen Abstandshalter, Fig. 2 is a vertical and a horizontal cross section through an annular spacer,
Fig. 3 einen vertikalen und einen horizontalen Querschnitt durch einen hexagonalen Abstandshalter, Fig. 3 shows a vertical and a horizontal cross-section through a hexagonal spacer,
Fig. 4 eine vertikale Draufsicht auf eine Platte mit den in Fig. 3 dargestellten Abstandshaltern, Fig. 4 is a vertical plan view of a plate with the results shown in Fig. 3 spacers,
Fig. 5 eine Leichtbauplatte in Explosionsdarstellung und mit Abstandshaltern nach Fig. 3, Fig. 5 is a lightweight panel in exploded view and with spacers according to FIG. 3,
Fig. 6 einen kreuzförmigen Abstandshalter in vertikalem und in horizontalem Querschnitt, Fig. 6 is a cross-shaped spacer in vertical and in horizontal cross section,
Fig. 7 eine vertikale Draufsicht auf eine Platte mit Abstandshaltern nach Fig. 6, Fig. 7 is a vertical plan view of a plate with spacers according to FIG. 6,
Fig. 8 in Explosionsdarstellung eine Leichtbauplatte mit Abstandshaltern nach Fig. 6, Fig. 8 is an exploded view of a lightweight panel with spacers according to FIG. 6,
Fig. 9 in Explosionsdarstellung eine Leichtbauplatte mit rostförmigen Abstandshaltern, Fig. 9 is an exploded view of a lightweight board with rust-shaped spacers,
Fig. 10 einen kreuzförmigen Abstandshalter und einen Teil eines Querschnittes einer Leichtbauplatte mit einem kreuzförmigen Abstandshalter, Fig. 10 is a cross-shaped spacer and a portion of a cross section of a lightweight building slab with a cross-shaped spacer
Fig. 11 eine mehrschichtige Leichtbauplatte, Fig. 11 is a multi-layer lightweight panel,
Fig. 12 eine weitere Ausführungsform von Abstandshaltern, die miteinander verbunden sind, Fig. 12 shows a further embodiment of spacers which are connected to each other,
Fig. 13 einen Teil eines Querschnitts durch ein doppelwandiges Rohr mit Abstandshaltern, Fig. 13 shows a part of a cross section through a double-walled pipe with spacers,
Fig. 14 eine Leichtbauplatte mit Abstandshaltern, Fig. 14 is a lightweight panel with spacers,
Fig. 15 eine axiale Draufsicht auf ein doppelwandiges Rohr mit Abstandshaltern, Fig. 15 is an axial plan view of a double-walled pipe with spacers,
Fig. 16 einen Teil eines Querschnittes durch ein doppelwandiges Rohr mit Abstandshaltern, Fig. 16 shows a part of a cross section through a double-walled pipe with spacers,
Fig. 17 ein zweischaliges Flächenblech als Wärmedämmpaneel mit integriertem Reflektor (Isometrie und Schnitt), Fig. 17 is a double skinned sheet surface as Wärmedämmpaneel with integrated reflector (isometric view and section)
Fig. 18 ein dreischaliges Flächenblech als Wärmedämmpaneel mit integriertem Flächenwärmetauscher (Perspektive und Teilschnitt) und Fig. 18 is a three-layer sheet as a heat insulation panel with an integrated surface heat exchanger (perspective and partial section) and
Fig. 19 Schweißbolzen für Reibungsverbund, verschiedene Ausführungen (Ansichten und Schnitte). Fig. 19 Welding stud for a friction bond, different versions (views and sections).
In Fig. 1 ist ein Teil einer Leichtbauplatte mit zwei mit Abstand zueinander angeordneten Platten 10 und 12 dargestellt, zwischen denen Abstandshalter 14 angeordnet sind, durch welche die Platten 10,12 miteinander fest verbindbar sind. Die einander zugekehrten Seiten der Platten 10 und 12 tragen Bolzen 18 und 19, die in Bohrungen der zwischen den Platten 10 und 12 angeordneten Abstandshalter einbringbar und mit diesen fest verbindbar sind. In Fig. 1, part of a lightweight building board is shown having two spaced apart plates 10 and 12, between which spacers 14 are arranged through which the plates 10,12 are mutually fixedly connected. The mutually facing sides of the plates 10 and 12 carry bolts 18 and 19 which can be introduced into bores of the spacers arranged between the plates 10 and 12 and can be firmly connected thereto.
Man erkennt (vgl. Fig. 2), daß die Bolzen 18 und 19 mit den Abstandshaltern 14 form- und kraftschlüssig verbindbar sind. Die Bolzen 18 und 19 sind auf den Platten 10 und 12 gleichmäßig verteilt, wobei jeder Bolzen der einen Platte mit jeweils einem Bolzen der anderen Platte z.B. fluchtet. Die Bolzen 18 und 19 können als separate Bauteile ausgebildet sein, die mit den Platten 10 und 12 z.B. durch Schweißen, Kleben, Löten oder dgl. verbindbar sind.It can be seen (see FIG. 2) that the bolts 18 and 19 can be positively and non-positively connected to the spacers 14 . The bolts 18 and 19 are evenly distributed on the plates 10 and 12 , each bolt of one plate being aligned with one bolt of the other plate, for example. The bolts 18 and 19 can be designed as separate components which can be connected to the plates 10 and 12, for example by welding, gluing, soldering or the like.
Die Fig. 3, 4 und 5 lassen erkennen, daß die Abstandshalter 20 die Form regelmäßiger geometrischer Figuren besitzen, deren Außenumhüllung eine mit der einen bzw. mit der anderen Platte 10 bzw. 12 verbindbare Auflagefläche 23 und eine Deckfläche 22 besitzt. Man erkennt, daß die Abstandshalter 20 im Querschnitt die Form eines regelmäßigen Sechseckes besitzen und von der Mitte ausgehende, zu den benachbarten Abstandshaltern sich erstreckende Rippen 30, 32 besitzen, deren Höhe der Höhe der Abstandshalter 20 entspricht. Die Bohrungen 35 der Abstandshalter 20 sind so bemessen, daß die Bolzen 18 und 19 mit ihnen form und kraftschlüssig verbindbar sind. Der wesentliche Vorteil der Rippen 30 besteht darin, daß zwischen den Platten 10 und 12 ein gitterförmiges Gebilde herstellbar ist, durch das die Festigkeit der Leichtbauplatte einfach erhöht werden kann. FIGS. 3, 4 and 5 can be seen that the spacer 20 have the shape of regular geometric figures, whose outer wrapper has a with the one or with the other plate 10 and 12 can be connected bearing surface 23 and a top surface 22. It can be seen that the spacers 20 have the shape of a regular hexagon in cross section and have ribs 30 , 32 extending from the center and extending to the adjacent spacers, the height of which corresponds to the height of the spacers 20 . The bores 35 of the spacers 20 are dimensioned such that the bolts 18 and 19 can be connected to them in a positive and non-positive manner. The main advantage of the ribs 30 is that a lattice-like structure can be produced between the plates 10 and 12 , through which the strength of the lightweight building board can be easily increased.
Die Fig. 6, 7 und 8 lassen erkennen, daß die Abstandshalter 60 in vertikaler Draufsicht die Form eines Kreuzes besitzen. Die Enden der Arme sind mit jeweils einer durchgehenden Bohrung 61 versehen, in die beidseitig Bolzen 19 einsteckbar sind. Die Deckfläche 66 und die Auflagefläche 67 der Abstandshalter 60 bestehen aus flachen Kreuzen, welche die sternförmigen Grundkörper 68 oben und unten abdecken, so daß die Abstandshalter satt auf den Platten 10 und 12 aufliegen können. Da die Fläche der Abschnitte 66 und 67 größer ist als die beiden Stirnflächen des Zentralabschnittes 68, kann auch der von den Platten 10 und 12 herrührende Druck bzw. die herrührende Belastung besser aufgefangen werden. In den Fig. 9 und 10 sind Abstandshalter 90 dargestellt, die ebenfalls kreuzförmig ausgebildet und zu einem Rost (Fig. 9) zusammengefaßt sind. In diesem Falle besitzen die beiden Stirnseiten der Abstandshalter 90 keine Abdeckabschnitte. In diesem Falle ist es auch nicht unbedingt notwendig, die Stirnflächen der Abstandshalter zu vergrößern, da durch die Vielzahl der Abstandshalter eine hinreichend große Fläche gebildet ist, durch die die von den Platten 10 und 12 herrührenden Belastungen ohne weiteres aufgefangen werden können. Der Vorteil dieser Abstandshalter, deren Enden ringförmige, die Bolzen aufnehmenden Durchgangsbohrungen 90 besitzen, besteht darin, daß sie einfach herstellbar sind. Bestehen sie z.B. aus Kunststoff oder Aluminium, dann besteht die Möglichkeit, sie als stranggepreßte Hohlprofile herzustellen, die danach auf die gewünschte Länge zugeschnitten werden.See Fig. 6, 7 and 8 can be that the spacer 60 have the shape of a cross in a vertical plan view. The ends of the arms are each provided with a through bore 61 into which bolts 19 can be inserted on both sides. The top surface 66 and the support surface 67 of the spacers 60 consist of flat crosses which cover the star-shaped base body 68 above and below, so that the spacers can rest snugly on the plates 10 and 12 . Since the area of the sections 66 and 67 is larger than the two end faces of the central section 68 , the pressure or the load resulting from the plates 10 and 12 can also be better absorbed. In FIGS. 9 and 10, spacer 90 are shown, which are also cross-shaped and combined to form a grid (Fig. 9). In this case, the two end faces of the spacers 90 have no cover sections. In this case, it is also not absolutely necessary to enlarge the end faces of the spacers, since the large number of spacers forms a sufficiently large area through which the loads resulting from the plates 10 and 12 can be easily absorbed. The advantage of these spacers, the ends of which have annular through-bores 90 that receive the bolts, is that they are easy to produce. If they are made of plastic or aluminum, for example, then there is the possibility of producing them as extruded hollow profiles, which are then cut to the desired length.
Es ist auch ohne weiteres möglich, einen großen rostförmigen Abstandshalter herzustellen, wie er in Fig. 9 dargestellt ist, ohne daß es zuvor erforderlich wäre, einzelne Abstandshalter auszubilden.It is also readily possible to produce a large, rust-like spacer, as shown in FIG. 9, without it being necessary to first form individual spacers.
Die Fig. 11 läßt erkennen, daß die Leichtbauplatte aus sechs Einzelplatten 110 bis 115 besteht, die miteinander mittels Abstandshalter 118 und Bolzen 119 verbindbar sind. Eine Leichtbauplatte aus Kunststoff oder Metall kann hierbei so hergestellt sein, daß die beiden Außenplatten 110 und 115 einseitig mit Bolzen 119 versehen sind, während die zwischen ihnen angeordneten Platten 111 bis 114 mit beidseitig vorstehenden Bolzen versehen sind. Die Bolzen 119 können widerhakenähnlich ausgebildet sein und einen geringfügig größeren Außendurchmesser besitzen als die Bohrungen 117 der Abstandshalter 118. Entscheidend ist hierbei, daß eine feste Verbindung zwischen dem Bolzen 119 und den Platten einerseits und dem Bolzen 119 und den Abstandshaltern 118 andererseits hergestellt wird. FIG. 11 shows that the lightweight construction panel of six individual plates 110 is to 115, which are connected to one another by means of spacers 118 and bolts 119th A lightweight construction board made of plastic or metal can be made in such a way that the two outer plates 110 and 115 are provided on one side with bolts 119 , while the plates 111 to 114 arranged between them are provided with bolts projecting on both sides. The bolts 119 can be designed like barbs and have a slightly larger outer diameter than the bores 117 of the spacers 118 . It is crucial here that a firm connection is established between the pin 119 and the plates on the one hand and the pin 119 and the spacers 118 on the other.
Man erkennt, daß es ohne weiteres möglich ist, eine Leichtbauplatte mehrschichtig auszubilden. Es muß lediglich darauf geachtet werden, daß der gewünschte Form- und Kraftschluß zwischen den einzelnen Bauteilen erreicht wird.It can be seen that it is easily possible to have one Forming lightweight building boards in multiple layers. It just has to care should be taken that the desired positive and non-positive connection between the individual components.
Aus der Fig. 12 geht hervor, daß die Abstandshalter 120, 121 in vertikaler Draufsicht sechseckförmig sind und von der Mitte ausgehende Rippen 123 bzw. 124 besitzen, deren Enden Augen 125 bzw. Schalen 126 aufweisen. Die Augen 125 sind mit den Schalen 126 formschlüssig verbindbar. Jeder Abstandshalter 120 bzw. 121 besitzt 18 rechtwinklig zu den nicht näher dargestellten Platten verlaufende Bohrungen 127, in die nicht näher dargestellte Bolzen einsteckbar sind. Es ist nicht unbedingt erforderlich, sämtliche Bohrungen 127 mit Bolzen zu versehen, entscheidend ist vielmehr, daß die Bolzen zwischen den Platten gleichmäßig verteilt sind. Auch in diesem Falle sind die Abstandshalter 120 bzw. 121 einfach herstellbar.From Fig. 12 it can be seen that the spacers 120, 121 are hexagonal in plan view and a vertical originating from the middle ribs 123 and 124 have, whose ends have eyes 125 and shells 126th The eyes 125 can be positively connected to the shells 126 . Each spacer 120 or 121 has 18 bores 127 extending at right angles to the plates, not shown, into which bolts, not shown, can be inserted. It is not absolutely necessary to provide all the bores 127 with bolts, rather it is crucial that the bolts are evenly distributed between the plates. In this case too, the spacers 120 and 121 are easy to manufacture.
In den Fig. 13, 15 und 16 ist ein Teil eines Rohres 150 dargestellt, auf dessen zylindrischen Außenseite 151 radial verlaufende, mit dem Rohr 150 fest verbindbare Bolzen 153 angeordnet sind. Das Rohr 150 ist in einem zylinderförmigen und koaxial zum Hohlkörper 156 (in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls ein Rohr) mit radial nach innen gerichteten Schrauben 157 angeordnet ist. Zwischen dem Rohr 150 und dem Hohlkörper 156 sind mit den Bolzen 153 des Rohres 150 und des Hohlkörpers 156 verbindbare Abstandshalter 159 angeordnet. Die beiden axialen Enden der Abstandshalter 159 besitzen jeweils einen Bund 158 und 160, die die eigentliche Stützfläche der Abstandshalter 159 bilden. Der Hohlkörper 156 könnte genauso aus zwei zu einem Rohr zusammenfaßbaren Schalen gebildet sein. In FIGS. 13, 15 and 16, a part of a tube 150 is shown, running radially on its outer cylindrical surface 151, are disposed with the tube 150 can be fixedly connected bolt 153rd The tube 150 is arranged in a cylindrical and coaxial to the hollow body 156 (also a tube in this embodiment) with radially inwardly directed screws 157 . Spacers 159 which can be connected to the bolts 153 of the tube 150 and the hollow body 156 are arranged between the tube 150 and the hollow body 156 . The two axial ends of the spacers 159 each have a collar 158 and 160 , which form the actual support surface of the spacers 159 . The hollow body 156 could also be formed from two shells that can be combined into a tube.
Beim Gegenstand nach Fig. 14 handelt es sich um eine zweiachsig gekrümmte Leichtbauplatte, die Schweißbolzen sind nicht dargestellt.In the subject matter according to Fig. 14 is a biaxially curved lightweight panel, the weld studs are not shown.
Die Fig. 17 läßt erkennen, daß die Leichtbauplatte aus zwei Flächenblechen 170 und 171 besteht, an deren Innenseiten angeformte oder angeschweißte Bolzen 177 und 178 angeordnet sind. Diese Bolzen sind mit Abstandshaltern 172 kraft- und formschlüssig verbindbar. Die im Querschnitt kreisrunden Abstandshalter 172 besitzen jeweils einen, etwa mittig angeordneten und radial verlaufenden Bund 173, auf dem sich ein Reflektor 175 abstützt. Umfangsseitig der Leichtbauplatte ist ein Umleimer aus wärmeisolierendem Material angeordnet, dessen Höhe der Höhe der Abstandshalter entspricht. Eine derartige Leichtbauplatte kann als Wärmedämmpaneel benutzt werden, dessen Eigenschaften wärmedämmend z.B. so verbessert werden können, daß der Hohlraum zwischen den Flächenblechen evakuiert wird. Fig. 17 shows that the lightweight construction panel of two face sheets 170 and 171 is made, is integrally formed on the inner sides or welded bolts are arranged 177 and 178. These bolts can be positively and positively connected to spacers 172 . The spacers 172 , which are circular in cross-section, each have an approximately centrally arranged and radially extending collar 173 , on which a reflector 175 is supported. A edge band made of heat-insulating material is arranged on the circumference of the lightweight building board, the height of which corresponds to the height of the spacers. Such a lightweight board can be used as a thermal insulation panel, the properties of which can be improved in a heat-insulating manner, for example, in such a way that the cavity between the surface sheets is evacuated.
Das in Fig. 18 dargestellte dreischalige Flächenblech kann ebenfalls als Wärmedämmpaneel benutzt werden. Es besteht aus drei Platten 180, 181 und 189. Die beiden unteren Platten 180 und 181 haben den gleichen Aufbau wie das zweischalige Flächenblech nach Fig. 17. Die Platten 180 und 181 sind innenseitig mit Bolzen 187 und 188 versehen, die mit den jeweils einen Bund 185 aufweisenden Abstandshaltern 184 form- und kraftschlüssig verbunden sind. Umfangsseitig sind die Platten 180 und 181 mit einem Umleimer 182 verbunden. Die obere Platte 181 weist nach außen abstehende Bolzen 188 auf, die mit den Abstandshaltern 186 und somit auch mit den Bolzen 187 der Deckplatte 189 verbindbar sind. Nachdem die Deckplatte 189 mit der Platte 181 verbunden worden ist, kann sie umfangsseitig mit der Platte 181 z.B. verschweißt werden. Die Schweißnaht 190 stellt eine dichte Verbindung der Deckplatte 189 mit der Platte 181 her. Ist der zwischen den Platten 180 und 181 vorhandene Raum evakuiert und mit einem Reflektor versehen worden, dann kann dieser Körper als Flächenwärmetauscher benutzt werden, wobei die Mediumzufuhr, z.B. Wasser, in den Raum 192 über eine Leitung 183 zugeführt bzw. abgeführt wird.The three-shell sheet metal shown in FIG. 18 can also be used as a thermal insulation panel. It consists of three plates 180 , 181 and 189 . The two lower plates 180 and 181 have the same structure as the double-skin flat sheet according to FIG. 17. The plates 180 and 181 are provided on the inside with bolts 187 and 188 , which are connected to the spacers 184 each having a collar 185 in a positive and non-positive manner . The plates 180 and 181 are connected on the circumference with a edge band 182 . The upper plate 181 has outwardly projecting bolts 188 which can be connected to the spacers 186 and thus also to the bolts 187 of the cover plate 189 . After the cover plate 189 has been connected to the plate 181 , it can be welded to the plate 181 on the circumferential side, for example. The weld seam 190 establishes a tight connection between the cover plate 189 and the plate 181 . If the space between the plates 180 and 181 has been evacuated and provided with a reflector, then this body can be used as a surface heat exchanger, the medium supply, for example water, being fed into the space 192 via a line 183 .
Schließlich zeigt die Fig. 19 drei verschiedene Schweißbolzen 194, 195 und 196. Bei dem Schweißbolzen 194 handelt es sich um einen Rillenbolzen mit einer Sacklochbohrung 197, so daß er teilweise elastisch nachgiebig ist.Finally, FIG. 19 shows three different welding studs 194 , 195 and 196 . The welding bolt 194 is a grooved bolt with a blind hole 197 , so that it is partially elastically flexible.
An seiner radialen Außenseite sind etwa ringförmige Vorsprünge 193 ausgebildet. Ein axiales Ende des Rillenbolzens 194 besitzt einen axial ausgerichteten Zapfen 199, durch den eine Verbindung mit einer Platte z.B. durch Schweißen herstellbar ist. Der Schweißbolzen 195 ist als Zahnbolzen ausgebildet und besitzt widerhakenähnliche, radial ausgerichtete Vorsprünge 202, durch die unlösbare Verbindungen mit Abstandshaltern herstellbar sind. Im unteren Bereich besitzt der Bolzen 195 eine Einschnürung 200, die in einen Bund 210 ausläuft. Die Einschnürung 200 dient dazu, die nicht näher dargestellte Schweißnaht im Abstandshalter unterbringen zu können. Die umfangsseitig ausgebildete Schweißnaht ist somit nicht größer als der Außenumriß des Bundes 210. Der Schweißbolzen 196 ist mit dem Gewinde 205 versehen und besitzt einen Zapfen 199.Approximately annular projections 193 are formed on its radial outside. An axial end of the grooved bolt 194 has an axially aligned pin 199 , through which a connection to a plate can be established, for example by welding. The welding stud 195 is designed as a toothed stud and has barb-like, radially oriented projections 202 , by means of which permanent connections with spacers can be produced. In the lower area, the bolt 195 has a constriction 200 which ends in a collar 210 . The constriction 200 serves to be able to accommodate the weld seam (not shown in more detail) in the spacer. The weld seam formed on the circumference is therefore not larger than the outer contour of the federal government 210 . The welding stud 196 is provided with the thread 205 and has a pin 199 .
Aufgrund der zu erwartenden günstigen Eigenschaften bei statischer und dynamischer Beanspruchung und einem wirtschaftlichen, voll automatisierten Herstellungsverfahren, haben diese neuartigen Leichtbauelemente ein großes Anwendungsspektrum, das den Fahrzeug- und Flugzeugbau ebenso beinhaltet wie die Bautechnik und den Anlagenbau. Due to the expected favorable properties at static and dynamic stress and one economical, fully automated manufacturing process, these new lightweight components have a big one Range of applications that also apply to vehicle and aircraft construction includes like construction engineering and plant engineering.
In der Bautechnik kommen zu den vorteilhaften Leichtbaueigenschaften eine Reihe weiterer günstiger Eigenschaften. Bei der Verwendung von Abstandshaltern aus Kunststoff entstehen flächenförmige, thermisch entkoppelte Fassadenbauteile. Der Hohlraum zwischen den Blechen kann entweder ausgeschäumt oder mit Mineralwolle ausgestopft werden. Er kann, zusammen mit einer entsprechenden Kondensbildung des Paneels, eine Schwergasfüllung für eine erhöhte Wärmedämmung enthalten und er kann auch von Luft oder Wasser durchströmt werden und dabei als Wärmetauscher dienen. Das Wärmedämmpaneel kann zusätzlich zu der Schwergasfüllung einen zweiseitigen Reflektor beinhalten, der die Wärmestrahlung der Flächenbleche zurückwirft.In building technology come to the advantageous Lightweight properties a number of other cheaper Properties. When using spacers Plastic is made sheet-like, thermally decoupled Facade components. The cavity between the sheets can either foamed or stuffed with mineral wool. He can, together with a corresponding condensation of the panel, contain a heavy gas filling for increased thermal insulation and it can also be flowed through by air or water and serve as a heat exchanger. The thermal insulation panel can in addition to the heavy gas filling a two-sided reflector contain, which reflects the heat radiation of the sheet metal.
Ein optimales Wärmedämmpaneel entsteht durch das Evakuieren des Hohlraumes. Um ein dauerhaftes Vakuum zu erzielen, ist jedoch die Verwendung von Edelstahlblechen mit einer entsprechenden Mindestdicke notwendig, die am Rand sorgfältig gekantet und verschweißt werden müssen.An optimal thermal insulation panel is created by the evacuation of the cavity. To achieve a permanent vacuum, is however the use of stainless steel sheets with a appropriate minimum thickness necessary, carefully on the edge have to be folded and welded.
Aufgrund der geringen Strahlungszahl metallisch blanker Oberflächen kann ein zusätzlicher Reflektor entfallen. Das Evakuieren steigert die Steifigkeit des Leichtbauelementes. Die Abstandshalter werden über die planmäßige Vorspannung, die durch die formschlüssige Verbindung mit den Schweißbolzen hervorgerufen wird, hinaus durch das Vakuum gegen die Deckbleche gepreßt.Due to the low number of radiations, shiny metallic An additional reflector can be omitted on surfaces. The Evacuating increases the rigidity of the lightweight element. The spacers are over the scheduled preload, through the positive connection with the welding stud is caused by the vacuum against the cover plates pressed.
Man kann die Deckbleche und die Abstandshalter so aufeinander abstimmen, daß während des Evakuierens eine planmäßige, plastische Verformung der Deckbleche eintritt. Damit wird die Steifigkeit des hochwärmedämmenden Bauteils um ein vielfaches gesteigert.The cover plates and the spacers can be placed one on top of the other agree that during evacuation a scheduled, plastic deformation of the cover plates occurs. With that the Rigidity of the highly heat-insulating component many times over increased.
Für evakuierte Wärmedämmpaneele ist, wie bereits erwähnt, ein geschweißter Randverbund der Deckbleche unerläßlich. Bei einfacheren Ausführungen kommen auch gasdichte Umleimer in Frage. Die Auflösung des sonst üblichen Sandwichkernes in einzelne Abstandshalter erlaubt es, aneinander stoßende, zweischalige Flächenbleche miteinander zu verschweißen. So können, neben großen Flächen, auch vollständig isolierte Hohlräume und auch röhrenförmige Querschnitte hergestellt werden. Vor allem ein zweischaliges Rohr mit evakuiertem Hohlraum und dadurch hochdämmenden Eigenschaften kann für zukünftige Energietransportsysteme von Bedeutung sein.For evacuated thermal insulation panels, as already mentioned, is a welded edge bond of the cover plates is essential. At simpler versions also come in gastight edge banding Question. The dissolution of the otherwise usual sandwich core in individual spacers allow abutting, to weld double-skin sheet metal together. So can, in addition to large areas, also completely isolated Cavities and also tubular cross sections are produced. Above all, a double-shell pipe with an evacuated cavity and This allows high insulation properties for future Energy transport systems can be important.
Verwendet man Abstandshalter aus keramischem Material, können durch das kontinuierliche Verschweißen aneinander stoßender Deckbleche hochdämmende Kammern gebaut werden, die auch extrem hohen Temperaturen standhalten können. Hier könnten sich Anwendungsmöglichkeiten bei Verbrennungs- und Filteranlagen ergeben.If you use spacers made of ceramic material, you can by the continuous welding more abutting Cover plates of high-insulation chambers are built, which are also extremely can withstand high temperatures. Here could be Possible applications for combustion and filter systems surrender.
Die dämmenden Eigenschaften der Leichtbauelemente werden durch die vollständige, thermische Entkoppelung der beiden metallischen Deckschichten erzielt. Dafür werden Abstandshalter aus Kunststoff oder Keramik verwendet. Für ein Schalldämmpaneel gilt prinzipiell der gleiche konstruktive Aufbau, was die Verbindung der Flächenbleche betrifft. Bei einem Schalldämmpaneel ist jedoch der Luftraum zwischen den Abstandshaltern mit Mineralwolle gefüllt, das raumseitige Flächenblech ist gelocht.The insulating properties of the lightweight elements are achieved through the complete, thermal decoupling of the two metallic Cover layers achieved. Spacers are made of plastic or ceramic used. The following applies in principle to a sound insulation panel the same constructive structure, what the connection of the Flat sheets concerned. With a soundproofing panel, however the air space between the spacers with mineral wool filled, the sheet on the room side is perforated.
Bei einem flächenförmigen Wärmetauscher ist das Leichtbauelement mit einer Zu- und Ablauföffnung versehen und der Raum zwischen den Abstandshaltern wird von einem flüssigen oder gasförmigen Medium durchströmt, das über die Oberfläche der Deckbleche Wärme aufnehmen oder abgeben kann.In the case of a sheet-like heat exchanger, this is the lightweight component with an inlet and outlet opening and the space between The spacer is made of a liquid or gaseous Medium flows through the surface of the cover plates Can absorb or give off heat.
In mehrschichtigen, flächenförmigen Leichtbauelementen können die besprochenen Funktionen auch kombiniert auftreten. So kann ein Flächenwärmetauscher mit einem Wärmedämmpaneel kombiniert werden, das seinerseits durch ein weiteres, gelochtes Blech zu einem Schalldämmpaneel wird.In multi-layer, sheet-like lightweight components the functions discussed also occur in combination. So can a surface heat exchanger combined with a heat insulation panel in turn through another perforated sheet becomes a soundproofing panel.
Die vorgeschlagene Leichtbauverbundtechnik ist also besonders für elementierte Fassadenkonstruktionen geeignet. Eine Technik für die Eindeckung zweiachsig gekrümmter Konstruktionen mit entsprechend gekrümmten Hüllelementen ist bisher nicht bekannt. Mit den hier vorgestellten Paneelkonstruktionen wäre eine Lösung dieser Aufgabe gegeben.The proposed lightweight composite technology is therefore special suitable for elementary facade constructions. A technique for the covering of biaxial curved constructions with Correspondingly curved envelope elements are not yet known. With the panel constructions presented here would be a solution given this task.
Mehrere, durch Abstandshalter verbundene Flächenbleche bilden lammelierte Volumen, für die es eine Reihe spezieller Anwendungen gibt, auf die nur stichwortartig eingegangen werden kann. Beispielsweise könnten derartige Schichtbaukörper in der Batterietechnik oder auch zur Herstellung großer Filteranlagen eine Rolle spielen.Form several flat sheets connected by spacers lammel volume for which there are a number of special applications are there, which can only be addressed in key words. For example, such layered structures could in the Battery technology or for the production of large filter systems play a role.
Ein ganz metallisches, ebenes Leichtbauelement erhält man durch die Verbindung eines elementierten Wabenkerns mit zwei Deckblechen. Der elementierte Wabenkern setzt sich aus Abschnitten von Strangpreßprofilen zusammen, die formschlüssig ineinandergreifen. Die gegenüberliegenden Seiten der Flächenbleche sind mit einer Vielzahl von Schweißbolzen versehen. Diese werden in die dafür vorgesehenen Kanäle der Strangpreßprofile eingepreßt. Während dieses Vorganges in einer Presse kommt es zu einer sogenannten Kalt-Preß-Schweißverbindung. Das dabei entstandene ganzmetallische Leichtbauelement hat glatte Oberflächen und ist außerordentlich biegesteif. Durch eine zusätzliche Verklebung des Wabenkerns mit den Flächenblechen kann die Stabilität des Elementes noch gesteigert werden. Diese hochwertigsten Leichtbauelemente kommen vor allem für den Fahrzeug- und Flugzeugbau in Betracht.You get a completely metallic, flat lightweight construction element the connection of an elementary honeycomb core with two Cover plates. The elementary honeycomb core is exposed Sections of extruded profiles that are form-fitting interlock. The opposite sides of the Surface sheets are provided with a large number of welding studs. These are placed in the channels provided for this purpose Extruded profiles pressed in. During this process in one Press comes to a so-called Cold press welded joint. The resulting All-metal lightweight element has smooth surfaces and is extremely rigid. Through additional gluing of the honeycomb core with the flat sheets can increase the stability of the Element can still be increased. These highest quality Lightweight construction elements come mainly for the vehicle and Aircraft construction into consideration.
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