DK174529B1 - Konstruktionselement og fremgangsmåde til fremstilling af nævnte element - Google Patents

Description

DK 174529 B1 i

Opfindelsen angår et konstruktionselement med et hovedsaglig U-formet tværsnit og en langsgående opbygning, omfattende et bundparti og to benpartier, der strækker sig i det væsentlige vinkelret fra nævn-5 te bundparti.

Sådanne konstruktionselementer bruges inden for et stort anvendelsesområde, og deres opbygning og materiale varierer i henhold til de fordringer, der stilles af det særlige område.

10 Eksempelvis er i international offentliggjort ansøgning nr. WO/03921 vist og beskrevet et støtteelement for paller, omfattende en kanal med et hovedsagligt U-formet tværsnit. Støtteelementet er fremstillet ud fra plane plader af metal, så som stål el-15 ler aluminium. For at forøge stivheden af støtteelementet er ribber presset ind i bunden og sidepanelerne med regelmæssige mellemrum langs længden af støtteelementet. Støtteelementet, som er vist og beskrevet i dette skrift, udviser en god bæreevne kombine-20 ret med en forholdsvis lav vægt.

I andre anvendelsesområder er det ikke kun bæreevnen, som er væsentlig. For at undgå problemer med dimensionsstabilitet i tyndvæggede strukturer så som skålformede værktøj eller støbeforme, eller andre 25 konstruktioner så som skibsskrog eller flydele, er det velkendt at forsyne sådanne konstruktioner med forstærkende eller afstivende elementer. Disse elementer kan f.eks. omfatte stålrør eller stålstænger eller profiler med et vilkårligt tværsnit, hvoraf 30 forholdsvis korte dele svejses sammen for at tilpasse de forstærkende eller afstivende elementer til konstruktionens facon, som ofte kan have en ikke-plan overflade, f.eks. en overflade med dobbelt krumning.

Fra området for støbning af plast- eller kompo-35 sitmaterialer er det kendt at forsyne bagsiden af DK 174529 B1 2 værktøjet eller støbeformsfladen med et forstærkende afstivende element i form af et fleksibelt, kvadratisk spiralrør af fiberglas eller grafitstof, som tilpasses formen af skallen, der skal forstærkes og 5 efterfølgende dækkes af en måtte af glasfiber og udsættes for autoklavebehandling. Det fleksible rør er imidlertid forholdsvist dyrt og besværligt at håndtere.

Det er hensigten med opfindelsen at tilveje-10 bringe et alternativ til de tidligere kendte elementer, der er beskrevet i det ovenstående.

Til opnåelse heraf er konstruktionselementet ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at konstruktionselementet omfatter mindst én tynd plade eller fo-15 lie, som er korrugeret i en kontinuerlig bølgeform i elementets længderetning, og at hvert benparti indbefatter et første afsnit, der danner en indervæg af benpartiet, og et andet afsnit, der er parallelt med nævnte første afsnit og slutter sig til nævnte første 20 afsnit langs en første forbindelseslinie og til bundpartiet langs en anden forbindelseslinie.

Ved at udforme det U-formede konstruktionselement af et korrugeret materiale og ved tilvejebringelsen af de dobbeltvæggede benpartier er konstrukti-25 onselementet fleksibelt, således at det kan tilpasses overfladen, til hvilket det skal fastgøres men er efter fastgørelse til overfladen modstandsdygtigt over for bøjnings-, vridnings-, træk- og trykkræfter og udgør et godt underlag for placering af lastbærende 30 kompositmateriale, først og fremmest på bundpartiet.

Den korrugerede konstruktion gør det muligt at bruge materiale med en væsentligt reduceret tykkelse i forhold til andre elementer med tilsvarende egenskaber med hensyn til stivhed og styrke, hvorved der tilve-35 jebringes et letvægtsprodukt.

3 DK 174529 B1 I en foretrukken udførelsesform er korrugerin-gerne i hvert første afsnit låst sammen med korruge-ringerne i bundpartiet i området ved nævnte anden forbindelseslinie. De indbyrdes låsende korrugeringer 5 mellem de dobbeltvæggede benpartier og bundpartiet giver en sikkerhed mod utilsigtet frigørelse af benpartiets afsnit.

Med henblik på at lette fremstillingen af elementet og for at forbedre tilbageholdelsen af det in-10 dre benafsnit kan der dannes en not i området ved nævnte anden forbindelseslinie på indersiden af konstruktionselementet.

Korrugeringerne på ydersiden af konstruktionselementet kan være delvis afskåret i området ved den 15 første forbindelseslinie. På denne måde forhindres eller i det mindste reduceres deformationer i området ved den anden forbindelseslinie.

Konstruktionselementet kan omfatte mindst én folie eller plade af metal- eller plastmateriale el-20 ler en kombination heraf.

Konstruktionselementet omfatter fortrinsvis mindst én folie eller plade af aluminium eller en aluminiumlegering.

Nævnte mindst ene plade eller folie har en tyk-25 kelse, der kan ligge i området 0,01 - 0,5 mm.

Det første og det andet afsnit af benpartiet kan være klæbende forbundet med hinanden. Ved den klæbende forbindelse mellem benafsnittene opnås en forbedret fastholdelse mellem disse afsnit.

30 Ifølge et andet aspekt ved opfindelsen tilveje bringes en fremgangsmåde til fremstilling af et konstruktionselement, omfattende følgende trin: bukning af et første afsnit af mindst én længde af et korrugeret plade- eller foliemateriale svarede til nævnte 35 første afsnit af benpartiet langs nævnte første for- DK 174529 B1 4 bindelseslinie i det væsentlige 180° til anlæg mod et andet afsnit af nævnte mindst ene længde af materiale svarende til nævnte andet afsnit af benpartiet, og bukning af nævnte første og andet afsnit langs nævnte 5 anden forbindelseslinie i det væsentlige 90°.

Fordelagtige udførelsesformer for fremgangsmåden er genstand for afhængige krav 10-15.

I det følgende vil opfindelsen blive forklaret nærmere med henvisning til den skematiske tegning, 10 hvor fig. 1 er et perspektivbillede af et konstruktionselement i en udførelsesform for opfindelsen, fig. 2 et perspektivbillede af konstruktions-elementet i fig. 1, men i udfoldet tilstand, 15 fig. 3 et perspektivbillede af to konstrukti onselementer monteret på en overflade, fig. 4 et endebillede i større målestok af et konstruktionselement ifølge opfindelsen, der bærer et separat forbindelseselement, 20 fig. 5 et billede svarede til fig. 4 af to kon struktionselementer, der er forbundet af det separate forbindelseselement, og fig. 6 en skematisk illustration af en fremgangsmåde til fremstilling af konstruktionselementet 25 ifølge opfindelsen.

Det hovedsageligt U-formede konstruktionselement l, som vist i fig. 1, omfatter et bundparti 2 og to benpartier 3, der strækker sig i det væsentlige retvinklet fra bundpartiet 2. Hvert benparti 3 er 30 dobbeltvægget og omfatter et første afsnit 3a, som udgør indervæggen og et andet afsnit 3b, som udgør ydervæggen af benpartiet 3.

Konstruktionselementet 1 er udformet i et stykke af mindst én plade eller folie af ethvert egnet 35 plast- eller metalmateriale eller en kombination her- 5 DK 174529 B1 af. Tykkelsen af pladen eller folien ligger i området fra 0,01 til 0,5 mm, og et eksempel er en aluminium folie med en tykkelse på 0,1 mm. Materialet i pladen eller folien afhænger af det tilsigtede anvendelses-5 område for konstruktionselementet. For anvendelser, hvor de termiske egenskaber så som varmeledningsevnen er ønskelig, foretrækkes en metalplade eller foliemateriale. Yderligere kan to eller flere folier eller plader, muligvis af forskellige materialer, 10 placeres oven på hinanden for at tilvejebringe et laminat, og en belægning af i og for sig kendt art kan påføres den ene eller begge sider af pladen eller pladerne eller folien eller folierne. Dimensionerne af konstruktionselementet kan ligeledes variere, hvor 15 typiske eksempler er med en bredde på ca. 45 mm og en højde på ca. 28 mm for et element fremstillet af en aluminium folie med en tykkelse på 0,1 mm. Bredden, højden og tykkelsen kan imidlertid varieres alt efter anvendelsen for konstruktionselementet, fortrinsvis 20 ved opretholdelse af højde/bredde forholdet.

Af den udfoldede tilstand af konstruktionselementet 1, som er vist i fig. 2 fremgår, at med henblik på at opnå den foldede tilstand af konstruktionselementet som vist i fig. 1, foldes det første af-25 snit 3a af hvert benparti 3 langs en første bukkeeller forbindelseslinie 4 (stiplet linie) i en bukningsoperation på i det væsentlige 180°. Efterfølgende bukkes det første og det anden afsnit 3a og 3b langs en anden bukke- eller forbindelseslinie 5 (stiplet 30 linie) i en anden bukningsoperation på i det væsentlige 90°. I den viste udførelsesform sikres det, at korrugeringerne i det første afsnit 3a under denne anden bukningsoperation placeres i indbyrdes låsende forhold med korrugeringerne af bundpartiet 2 i over-35 gangsområdet mellem hvert først afsnit 3a og bundpar- DK 174529 B1 6 tiet 2, dvs, i området ved hver anden forbindelseslinie 5, dvs. at bølgetoppene 6 af det første afsnit 3a er placeret i bølgedalene mellem på hinanden følgende bølgetoppe 7, 8 af bundpartiet 2. Som et alternativ 5 eller som en yderligere sikkerhed over for utilsigtet frigørelse mellem det første og det andet afsnit 3a og 3b af benpartiet kan disse afsnit være klæbende forbundet med hinanden ved hjælp af en dobbeltsidet selvklæbende tape eller ved ethvert andet egnet klæ-10 bemiddel.

Konstruktionselementet 1 kan yderligere være forsynet med en not (ikke vist), der strækker sig langs hver anden bukkelinie 5 på oversiden af elementet, som vist i fig. 2. Denne not bidrager til en 15 forbedret låsevirkning mellem benpartierne 3 og bundpartiet 2 og letter den anden bukningsoperation. Under denne operation flades ydersiden af bundpartiet 2 ud, således at den kan udgøre en god base for placering af et lastbærende kompositmateriale.

20 Under fremstilling skæres undersiden af elemen tet som vist i fig. 2 yderligere til langs hver første bukkelinie 4, således at bølgetoppene afskæres i dette område, og det første afsnit 3a og det andet afsnit 3b er således kun forbundet med hinanden i de 25 partier, der er vist ved 9 og 10 i fig. 1, idet disse partier 9, 10 omgiver et mellemrum 11. Det skal be mærkes, at de betegnelser, der definerer orienteringen af konstruktionselementet kun bruges til at definere de relative beliggenheder af delene. Opfindelsen 30 er ikke begrænset til nogen særlig orientering af konstruktionselementet under brug eller fremstilling.

Konstruktionselementet 1 kan nu forbindes med en konstruktion, der skal forstærkes eller med henblik på at tilvejebringe eksempelvis opvarmning eller 35 ventilering. Konstruktionselementet 1 kan yderligere 7 DK 174529 B1 forbindes med andre lignende elementer ved separate forbindelsesprofiler af et egnet materiale.

I fig. 3 er et eksempel på en brugsstilling vist, hvor 100 angiver en overflade af en konstrukti-5 on, som i det følgende vil blive beskrevet som en i det væsentlige skålformet støbeform, der definerer overfladen af et produkt, der skal støbes, idet overfladen 100 således er bagsiden af støbeformen. Produktet kan omfatte sådanne artikler som flydele, båd-10 og skibsskrog, vindmøllerotorer etc. men ethvert andet produkt er tænkeligt. Som et alternativ kan konstruktionselementerne ifølge opfindelsen være i form af forstærkningsstøttebjælker eller -stræbere og udgøre en del af den forstærkende konstruktion af et 15 sådant produkt eller udgøre en del af selve støbeformen, som det vil blive forklaret nærmere i det følgende .

Et første konstruktionselement 1 placeres på overfladen 100 i den ønskede stilling og fastgøres 20 til overfladen 100, enten ved hjælp af et klæbende materiale eller ved separate forbindelsesprofiler, som angivet i fig. 4.

Det klæbende materiale omfatter fortrinsvis samme matrixmateriale, dvs. harpiks og hærdemiddel, 25 som overfladen 100. Dvs. at i tilfælde af en støbeform til glasfiberforstærket polyester bruges polyester som klæbemiddel og i tilfælde af en støbeform af glasfiber- eller kul fiberforstærket epoxy bruges et epoxybaseret klæbemiddel. Det er ligeledes tænke-30 ligt at bruge samme materiale i støbeformen og som klæbemiddel. Med henblik på at forbedre fastgørelsen af konstruktionselementet 1 på overfladen 100 kan en strimmel af vlies eller åndende materiale vædes med polyester eller epoxy og placeres ovenpå overfladen i 35 det mindste under benpartierne af konstruktionsele- DK 174529 B1 8 mentet. På denne måde sikres en sikker fastgørelse af konstruktionselementet 1 til overfladen 100, selvom overfladen omfatter ujævnheder, og samtidig opnås en forbedret fastholdelse af benpartierne af konstrukti-5 onselementet på overfladen 100 under positioneringen af konstruktionselementet på overfladen. Efterfølgende placeres et andet konstruktionselement 1' på overfladen 100. I området ved skæringen mellem det første og det andet konstruktionselement 1 og 1' skæres et 10 område svarende til bredden af konstruktionselementet 1 bort i hvert benparti 3' af det andet konstruktionselement 1', således at bundpartiet 2' af det andet konstruktionselement 1' overlapper bundpartiet 2 af det første konstruktionselement 1 i skæringsområdet.

15 Det bortskårne område er fortrinsvis lidt mindre end bredden af elementet, således at materialet i bundpartiet strækkes for at fjerne korrugeringerne. Andre konstruktionselementer kan nu fastgøres til overfladen 100 på i det væsentlige samme måde. Takket være 20 fleksibiliteten af elementet kan konstruktionselementerne placeres langs i det væsentlige enhver krum bane, og elementerne kan placeres i eksempelvis T-formet eller Y-formet opbygning. Efter fastgørelsen af det ønskede antal konstruktionselementer ifølge 25 opfindelsen i enhver facon kan konstruktionselementerne og overfladen dækkes af eksempelvis en måtte af glasfiber.

Som vist i fig· 4 kan et separat forbindelsesprofil 50 med et i det væsentlige H-formet tværsnit , 30 placeres på hvert benparti af konstruktionselementet for at tilvejebringe en alternativ fastgørelsesmåde. Forbindelsesprofilet 50 kan fremstilles af et termoplastisk materiale, så som f.eks. polypropylen, som er forbundet med hvert benparti 3 af konstruktions-35 elementet 1 ved opvarmning af termoplastmaterialet 9 DK 174529 B1 til dets smeltepunkt og efterfølgende afkøling heraf. Konstruktionselementet 1 og forbindelsesprofilet 50 placeres i den ønskede stilling, og termoplastmateri-alet i forbindelsesprofilet opvarmes lokalt til sit 5 smeltepunkt, hvorefter konstruktionselementet 1 og forbindelsesprofilet 50 trykkes mod overfladen 100.

Denne opvarmning kan udføres ved hjælp af en varmeblæser eller ved ethvert andet egnet opvarmningsmid-del. Alternativt kan hele konstruktionselementet 1 10 inklusive forbindelsesprofilet 50 opvarmes til over smeltetemperaturen for termoplastmaterialet og efterfølgende placeres og trykkes mod overfladen 100 i en enkelt operation.

Det samme forbindelsesprofil 50 kan, som vist i 15 fig. 5, bruges til forbindelse af to konstruktionselementer 1 og 1'', som er forbundet med hinanden ved hjælp af svejsning af profilet 50 til de modsatte benpartier af hvert af konstruktionselementerne 1 og 1'' på i det væsentlige samme måde, som beskrevet i 20 det ovenstående. Elementet omfattende de to konstruktionselementer 1, 1'' og forbindelsesprofilerne 50 kan deformeres manuelt ved bøjning i det lodrette plan i fig. 5, medens elementet er forholdsvis stift i en retning vinkelret på dette plan. Takket være si-25 ne selvbærende egenskaber kan dette element nu udgøre en del af skelettet for oplægning af kompositmateria-ler.

Fremstilling af konstruktionselementet 1 kan udføres som vist skematisk i fig. 6, hvor pladen el-30 ler foliematerialet afvikles fra en rulle 13 og udsættes for en valseoperation ved A for at tilvejebringe en materialelængde, som er korrugeret i en kontinuerlig bølgeform. Den nøjagtige facon, bølgelængde og højde af korrugeringerne kan varieres. Ef-35 terfølgende skæres korrugeringerne delvis i området 10 DK 174529 B1 ved den første forbindelseslinie 4 ved B ved hjælp af et skæreværktøj og et anlæg i form af et endeløst bånd af elastisk materiale, og noten langs den anden forbindelseslinie 5 dannes ved C ved hjælp af et rul-5 lepar (ikke vist), som trykker mod længden af materialet, som også på dette sted understøttes af et endeløst elastisk bånd. Ved hjælp af et antal føringer (ikke vist) , som kan være i form af et antal ruller eller skinner ved D og E, bukkes den korrugerede me-10 talplade eller -folie, og korrugeringerne i hvert første afsnit 3a placeres mellem korrugeringerne af bundpartiet 2. Ved F kan den nu U-formede metalplade eller -folie skæres til passende længder til dannelse af et antal konstruktionselementer 1 ifølge opfindel-15 sen, hvor typiske værdier for længden af elementerne ligger i området fra 500-3000 mm. Hvis det første og det andet afsnit af hvert benparti 3 skal forbindes klæbende med hinanden, placeres en dobbeltsidet selvklæbende tape på det første eller det andet afsnit 20 forud for valseoperationen ved A, eller som et alternativ påføres et passende klæbemiddel på bølgetoppene af det første og/eller det andet afsnit efter denne valseoperation.

Udover eller som et alternativ til at give 25 stivhed eller forøget stabilitet til f.eks. en hul konstruktion kan et sådant element have andre formål.

F.eks. kan en flerhed af konstruktionselementer ifølge opfindelsen anvendes som et alternativ til honeycomb eller andre sandwichformede konstruktioner til 30 opvarmingsformål ved at tillade et opvarmet fluidum at strømme gennem passagerne, der er tilvejebragt i elementerne. Derudover kan det hulrum, der afgrænses mellem konstruktionselementet og en underlæggende overflade eller i mellemrummet mellem to med hinanden 35 forbundne konstruktionselementer, som vist i fig. 5, 11 DK 174529 B1 bruges til for eksempel ledningføring.

Opfindelsen skal ikke anses som værende begrænset til de ovenfor beskrevne udfoldelsesformer, idet forskellige modificeringer og kombinationer af de vi-5 ste udførelsesformer kan udføres uden at afvige fra rammen for de efterfølgende krav.

10

Claims (15)

1. Konstruktionselement (1) med et hovedsaglig U-formet tværsnit og en langsgående opbygning, omfattende et bundparti (2) og to benpartier (3) , der 5 strækker sig i det væsentlige vinkelret fra nævnte bundparti, kendetegnet ved at konstrukti onselementet omfatter mindst én tynd plade eller folie, som er korrugeret i en kontinuerlig bølgeform i elementets længderetning, og at hvert benparti (3) 10 indbefatter et første afsnit (3a), der danner en in-dervæg af benpartiet, og et andet afsnit (3b), der er parallelt med nævnte første afsnit og slutter sig til nævnte første afsnit langs en første forbindelseslinie (4) og til bundpartiet langs en anden forbindel- 15 seslinie (5).

2. Konstruktionselement ifølge krav 1, kendetegnet ved at korrugeringerne i hvert første afsnit (3a) er låst sammen med korrugeringerne i bundpartiet (2) i området ved nævnte anden forbin- 20 delseslinie.

3. Konstruktionselement ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved at der er dannet en not i området ved nævnte anden forbindelseslinie (5) på indersiden af konstruktionselementet (1).

4. Konstruktionselement ifølge et af de fore gående krav, kendetegnet ved at korrugeringerne på ydersiden af konstruktionselement er delvis afskåret i området ved den første forbindelseslinie (4) .

5. Konstruktionselement ifølge et af de fore gående krav kendetegnet ved at konstruktionselementet omfatter mindst én folie eller plade af metal- eller plastmateriale eller en kombination heraf.

6. Konstruktionselement ifølge krav 5, DK 174529 B1 kendetegnet ved, at konstruktionselementet omfatter mindst én folie eller plade af aluminium eller en aluminiumlegering.

7. Konstruktionselement ifølge et af de fore-5 gående krav, kendetegnet ved at nævnte mindst ene plade eller folie har en tykkelse, der ligger i området 0,01 - 0,5 mm.

8. Konstruktionselement ifølge et af de foregående krav kendetegnet ved at det første 10 og det andet afsnit (3a, 3b) af benpartiet er klæbende forbundet med hinanden.

9. Fremgangsmåde til fremstilling et konstruktionselement ifølge et af kravene 1-8, omfattende følgende trin: 15 bukning af et første afsnit af mindst én læng de af et korrugeret plade- eller foliemateriale svarede til nævnte første afsnit af benpartiet langs nævnte første forbindelseslinie i det væsentlige 180° til anlæg mod et andet afsnit af nævnte mindst ene 20 længde af materiale svarende til nævnte andet afsnit af benpartiet, og bukning af nævnte første og andet afsnit langs nævnte anden forbindelseslinie i det væsentlige 90°.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kende-25 tegnet ved, at korrugeringerne af nævnte første afsnit af benpartiet under nævnte afsluttende bukketrin placeres i indbyrdes låsende forhold med korrugeringerne af bundpartiet i området ved nævnte anden forbindelseslinie.

11. Fremgangsmåde ifølge krav 9 eller 10, kendetegnet ved at der forud for nævnte første bukketrin dannes en not på en første side af nævnte mindst ene længde af materiale svarede til indersiden af nævnte konstruktionselement i området ved 35 nævnte anden forbindelseslinie. DK 174529 B1

12. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 9-11, kendetegnet ved, at korrugeringerne forud for nævnte første bukketrin afskæres delvis på en anden side af nævnte mindst ene længde af materiale 5 svarende til ydersiden af nævnte konstruktionselement i området ved nævnte første forbindelseslinie.

13. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 9-12, kendetegnet ved, at nævnte korrugerede materiale dannes ved korrugering af mindst én plan pla- 10 de eller folie i en kontinuerlig bølgeform.

14. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 9-13, kendetegnet ved, at nævnte første og andet afsnit forbindes klæbende med hinanden forud for nævnte afsluttende bukketrin.

15. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 9-14, kendetegnet ved at nævnte i den mindst ene korrugerede og bukkede længde af materiale efter nævnte positioneringstrin skæres til passende længder til dannelse af et antal konstruktionselementer. 20 25