SE520579C2 - Sandwichkonstruktion och förfarande för framställning därav - Google Patents

Description

25 30 Qhr Ul 520 579 2 Slutligen vore det önskvärt att utnyttja s.k. foam- glass som fyllnadsmaterial i en sandwichkonstruktion, men detta är ej möjligt p.g.a bristande stabilitet hos kända konstruktioner. Foamglass kommer nämligen att spricka och skadas av de små förskjutningar som medges i kända kon- struktioner.

Uppfinningens svften Det är därför ett syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma en sandwichkonstruktion som är lämpligt flyg, bilar, bussar, bilar och tåg, maskinkonstruktioner bygg- som konstruktionsmaterial i båtar, fordon som last- nader osv., som är lätt formbart och som har tillfreds- ställande mekaniska egenskaper i form av styvhet, hög elasticitet och hög temperaturhållfasthet.

Sammanfattning av uppfinningen Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom ett sandwichkonstruktion av inledningsvis angivet slag, var- vid distansskiktet innefattar åtminstone ett trådformigt, kraftupptagande distanselement, vilket är anbringat i fästpunkter som är belägna alternerande vid den första respektive den andra skivans mot varandra vända ytor.

Distanselementet bildar alltså ett flertal delseg- ment, vilka vardera sträcker sig mellan de båda skivornas mot varandra vända ytor. Beroende på vilken vinkel de olika segmenten bildar mot skivorna, varierar varje seg- ments kraftupptagande förmåga.

Att fästpunkterna är alternerande belägna vid ski- vorna utesluter inte att två på varandra följande fäst- punkter är belägna på samma skiva. Det väsentliga är att distanselementet alternerande sträcker sig fram och till- baka mellan skivorna i olika vinklar.

En sandwichkonstruktion av detta slag kan formas på olika sätt utan att den spricker upp eller deformeras.

Materialet är mycket lätt i förhållande till sin tjocklek och har dessutom en stor mekanisk styrka på grund av sin 10 15 20 25 30 Lp U'| 520 579 ï*??i 3 konstruktion med ett mellanliggande, trådformigt distans- element.

Distanselementet kan vara av höghållfast stål eller lättmetaller såsom rostfritt, titan, silumin, fjäderstål eller annat lämpligt material eller legering.

Skivorna i sandwichkonstruktionen kan utgöras av samma material som distanselementet eller av ett annat, lämpligen metalliskt material. Med termen ”skivor” avses även plattor, ark eller liknande.

Tack vare sandwichkonstruktionens stabilitet kan ut- rymmet mellan skivorna fyllas med s.k. foamglass, utan att denna fyllning riskerar att skadas.

Om sandwichkonstruktionen enligt föreliggande upp- finning används till tak på ett hus eller vägg kan man använda en profilerad eller mönstrad skiva som efterlik- nar det önskade utseendet. Man kan använda alla sorters profiler eller mönster i kombination med uppfinningens konstruktion. Tack vare sin konstruktion av företrädesvis stål är sandwichkonstruktionen enligt uppfinningen lätt att reparera och ändra.

Distanselementet kan vara fjädrande eller styvt. Ett fjädrande distanselement är företrädesvis tillverkat i någon form av prefabricerat spiralutförande av trådlik- nande eller bandliknande material innan det anbringas mellan skivorna.

Distanselementet kan vidare vara anordnat mellan skivorna utan att termiskt förbinda plattorna, varvid en isolerande funktion ästadkommes. Detta är speciellt aktu- ef- tersom värmeledningen genom sandwichkonstruktionen i det- ta fall kan bli betydande.

Eftersom sandwichkonstruktionen är så stabil kommer ellt när skivorna och distanselementet är av metall, den inte att bàgna om den utsätts för värme från exempel- vis en brand. Sandwichkonstruktionen är således lämplig som material i exempelvis en branddörr. Dagens branddör- rar, som normalt består av dubbla plàtskivor utan mellan- liggande distanselement, riskerar att bàgna, och därför 10 l5 20 25 30 LA) U"| 520 579 4 lämnas större mellanrum runt dörren för att förhindra att dörren fastnar vid brand. Samtidigt försämras därmed den brandskyddande verkan.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är skivorna förslutna längs sina kanter, så att ett slutet utrymme bildas mellan skivorna.

Kort beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritning- ar, vilka i exemplifierande syfte visar föredragna utfö- ringsformer av uppfinningen.

Fig 1 visar ett tvärsnitt av en sandwichkonstruktion enligt uppfinningen.

Fig 2 visar ovanifràn i genomskärning sandwichkon- struktionen i fig 1.

Fig 3 visar i tvärsnitt olika utföringsformer av di- stanselementet enligt uppfinningen.

Fig 4 visar i tvärsnitt ytterligare en utföringsform av en sandwichkonstruktion enligt uppfinningen.

Fig 5 visar i tvärsnitt ytterligare en utföringsform av en sandwichkonstruktion enligt uppfinningen.

Fig 6 visar i perspektiv en föredragen utföringsform av distanselementet.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Fig 1 visar i tvärsnitt en fjädrande sandwichkon- struktion enligt uppfinningen med tvä skivor, vilka i detta exempel består av plåtar 1 av metall, och ett di- stanselement 2, här i form av spiralformat fjäderstäl.

Distanselementet 2 är anbringat i fästpunkter 3, vilka alternerande är belägna vid den första skivan och den andra skivan. Distanselementet fästs med svetsning (tryck- eller smältsvetsning), lödning, limning eller liknande teknik.

Varje spiral 4 har stukade kontaktytor 3 mot plåten för bättre anliggning mot plåten l och därmed bättre upp- 10 15 20 25 30 5240 579 5 tagning av krafter i sandwichkonstruktionen. För att yt- terligare förbättra kontaktytan 3 mot plåten l kan godset i spiralen tillplattas, vilket är speciellt viktigt vid lödning eller limning av spiralen vid plàtarna. Med denna utformning av distanselementet 2 blir sandwichkonstruk- tionen fjädrande och på så sätt kan denna uppta stötar och vibrationer.

Fjäderstàlets 2 tråddiameter dl kan vara från exem- pelvis 0,5 mm och uppåt beroende på hur mycket och med vad man ska belasta elementet, och spiralens 4 cirkeldia- meter dz kan vara från exempelvis 4 mm och uppåt beroende på den tjocklek man vill ha på sandwichkonstruktionen.

I somliga fall är det lämpligt med en sandwichkon- struktion som består av en stålplåt och en aluminiumplåt, vilka är förbundna av distanselement i olika utförande.

Distanselementet kan då svetsas fast , exempelvis tryck- eller smältsvetsas, vid aluminiumplåten. Distanselementet är belagt med aluminiumzink för att stoppa galvaniska övergångar mellan aluminiumplåten och distanselementet.

Därmed ökar vidhäftningen i styrka och därmed sandwich- konstruktionens livslängd. Mot stålpläten motståndstryck- eller smältsvetsas distanselementet.

Utrymmet mellan plåtarna kan också i kombination med distanselementet 2 fyllas med ett lämpligt material, ex- empelvis skummaterial 10. Skummaterialet lO kan vara iso- lerande eller ljuddämpande. Utrymmet kan även fyllas med skumbetong eller foamglass.

I fig 2 visas uppifrån hur spiralerna 4 är anordnade i sandwichkonstruktionen. Stålspiralen 4 anordnas glest eller tätt beroende på förväntade vibrationer, förväntade tryck etc.

Fig 3a-c visar alternativa utformningar av spiralen 4. Spiralutformningen enligt fig 3a visar ett styvare ut- förande som tar upp större tryckbelastningar. Utformning- en enligt fig 3b är en rektangulär eller kvadratisk spi- ral och är så utformad att den kan uppta skjuvning och tryck eller drag i alla plan. Spiralen är alltså stum. lO 15 20 25 30 35 | .. , |». p. , 520 579 6 Spiralutformningen enligt fig 3c är en isolerande I detta fall 4b, vilka place- konstruktion som ej leder kyla eller ström. utgörs distanselementet av två delar 4a, ras vid var sin skiva. Delarna är på flertalet ställen 7 men dessa ställen 7 är inkapslade så att delarna 4a, 4b inte Ett sätt att reali- tvinnande i varandra, av ett icke ledande material, kommer i direkt kontakt med varandra. sera spiralutformningen enligt fig 3c skulle vara att an- ordna ett flertal ”taggtrådstaggar” mellan skivorna.

Taggtrådstaggar består nämligen av två delar som tvinnats i varandra, och vars ändar spretar ut från sammantvin- ningen. Dessa ändar skulle alltså fästas i de två skivor- na. Mellanmaterialet 10 är i fig 3c lämpligen någon form av isolermaterial för att ytterligare förhindra ledning av värme och kyla.

Spiralutformningarna i fig 3a-c är endast exempel, och utformningen begränsas egentligen endast av den nöd- vändiga maskinbearbetningen.

Fig 4 visar ett tvärsnitt av ett sandwichelement som är belagd med vibrations- eller ljuddämpande material på sandwichelementets insida. Det dämpande materialet 14 kan exempelvis gummi-asfalt-uppbyggda Na- vara av skilda slag, material, och kan kombineras med skummaterialet 10. turligtvis kan materialet 14 lika gärna anbringas på kon- struktionens utsida.

Snittet i fig 4 visar också hur skivornas 1 kanter på ena sidan uppvisar en nedbockning ll av den ena plå- ten. Denna nedbockning 11 medför att ett sandwichelement passar in i motsvarande andra sida av nästa element vid hopfogning av elementen. Med denna typ av avslutning så kan man foga ihop sandwichelementen med varandra med lödning eller någon form av svetsmetod och i samband med detta kan skummaterial fyllas i hopfogningszonen mellan sandwichelementen. Detta ger en styv och isolerad sek- tionssammanfogning.

Fig 5 visar ett tvärsnitt av ett slutet sandwichele- ment, enligt en ytterligare utföringsform av uppfinning- lO 15 20 25 30 35 520' 579 7 en. Skivorna är här längs sina kanter 15 förbundna med varandra, så att ett slutet utrymme 8 bildas mellan ski- vorna. Vid pressning av sandwichelementet kan utrymmet 8 mellan skivorna fyllas med vätska och sedan tillslutas.

På detta sätt ökas formhållfastheten vid presstillfället.

Efter pressningen tappas sandwichelementet på vätska och fylls med skummaterial 10 eller liknande, för att däref- ter tillslutas. Sandwichelementets ändförslutningar 15 är anpassade för att kunna sammanfogas med andra sandwich- element, så att profil 13 passar mot i profil 12. Med dessa profiler kan man vid sammanfogningen välja vad man behöver för typ av fogningsystem såsom svetsning i någon form eller lod eller lim mm.

Fig 6 visar en utföringsform av en sandwichkonstruk- tion enligt uppfinningen, med ett prefabricerat distans- element i form av en tråd 5 som bildar en ”rektangulär” spiral. I varje bockning är tråden avsedd att fästas i den ena plåten. Det faktum att tråden uppvisar partier i ett flertal olika riktningar medför att distanselementet kan motstå skjuvkrafter och tryck i alla riktningar. I det visade exemplet förekommer dels partier 16, där trå- den är parallell med skivornas normal N, dels partier 17, där tråden bildar vinkel a med skivornas normal N. Vin- keln a kan såsom framgår av figuren vara olika för olika partier 17, så att den totala effekten blir att tråden kan ta upp krafter 18, 19 i alla riktningar.

I alla typer av sandwichkonstruktion enligt uppfin- ningen kan man applicera ljud eller vibrationshämmande material på in eller utsidan av sandwichkonstruktionen, liksom någon form av isolermaterial eller förstyvningsma- terial mellan de olika skivorna. Skivorna kan vara två eller flera beroende vad man vill uppnå.

Enligt en variant av uppfinningen innefattar sand- wichkonstruktionen tre skivor, vilket ger en mer vridstyv konstruktion. De två mellanrummen kan i detta fall fyllas med olika fyllnadsmaterial, vilket ökar möjligheterna yt- terligare.

Claims (11)

lO 15 20 25 30 35 520 57?§g¿ 8 PATENTKRAV

1. l. Sandwichkonstruktion innefattande åtminstone en (la) (lb) de distansskikt, k ä nne t e c kna d av att distans- skiktet innefattar åtminstone ett tràdformigt, (2) , punkter (3) som är belägna alternerande vid den första (la) (lb) ytor, varvid varje distanselement (2) första och en andra skiva och ett mellanliggan- kraftupp- tagande distanselement vilket är anbringat i fäst- respektive den andra skivans mot varandra vända har formen av en (4) med sin längdaxel väsentligen parallell med (la, lb). spiral skivorna

2. Sandwichkonstruktion enligt krav l, varvid spira- len (4) är rektangulär.

3. Sandwichkonstruktion enligt krav l eller 2, var- vid spiralen (2) är fjädrande tvärs sin längdaxel.

4. Sandwichkonstruktion enligt något av föregående krav, varvid skivorna (1) och distanselementet (2) är tillverkade av en metall.

5. Sandwichkonstruktion enligt krav 4, varvid di- stanselementet (2) är anordnat vid skivorna (1) på sä sätt att ingen elektriskt eller termiskt ledande förbin- delse skapas mellan skivorna, varvid sandwichkonstruktio- nens värmeledningsförmåga är begränsad.

6. Sandwichkonstruktion enligt något av föregående krav, varvid utrymmet mellan skivorna är fyllt med ett exempelvis isolerande material (10).

7. Sandwichkonstruktion enligt någon av föregående krav, innefattande åtminstone tre skivor (1) med mellan- liggande distanselement. lO 15 20 25 520 s7&“j; , 9

8. Sandwichkonstruktion enligt någon av föregående krav, varvid skivorna är förslutna längs sina kanter (15), na (2). så att ett slutet utrymme (8) bildas mellan skivor-

9. Förfarande för framställning av sandwichkonstruk- tioner innefattande àtminstone tvà skivor och ett mellan- liggande distanselement (2), k:är1neat ec:kI1at: av ste- gen att prefabricera ett trådformigt distanselement i form av en spiral (4), att anbringa spiralen (4) mellan skivorna (la, lb), med spiralens (4) längdaxel parallell med skivorna, genom (3), som alter- nerande är belägna vid den första och den andra skivans att fästa nämnda spiral (4) i fästpunkter mot varandra vända sidor, medelst nàgon av metoderna svetsning, lödning och limning.

10. Förfarande enligt krav 9, vidare innefattande steget att försluta skivornas kanter med varandra, så att ett slutet utrymme bildas mellan skivorna. vidare innefattande att

11. ll. Förfarande enligt kravet 10, stegen att fylla sandwichkonstruktionen med vätska, pressa elementet till önskad form, och att därefter av- tappa vätskan.