PL223135B1 - Kompozytowy kształtownik konstrukcyjny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kompozytowy kształtownik konstrukcyjny mający zastosowanie w konstrukcjach elementów maszyn przemysłowych oraz pojazdów mechanicznych, a także w budownictwie.

Znany jest z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku nr 343455 kształtownik z tworzywa sztucznego składający się z rdzenia oraz z otaczającego go płaszcza, wykonanych z różnego tworz ywa. Płaszcz kształtownika jest zaopatrzony w podłużną szczelinę.

Znany jest także z japońskiego opisu patentowego nr JP11278817 cylindryczny profil wzmocniony włóknami węglowymi. Struktura profilu ma odpowiednio dobraną grubość ściany w związku z przeznaczeniem go na cylinder izolujący w urządzeniach wytwarzających pojedyncze kryształy sylikonowe używane w procesie Czochradzkiego.

Znana jest z polskiego opisu patentowego nr 293274 rura kompozytowa charakteryzuje się tym, że pomiędzy wewnętrzną powierzchnią rury zewnętrznej a zewnętrzną powierzchnią rury wewnętrznej, posiada rozdzielającą je warstwę drutów.

Znana jest również z polskiego opisu patentowego nr 197634 rura wytłaczana, ze złożonym z co najmniej trzech warstw korpusem rurowym. Warstwa wewnętrzna i warstwa środkowa składają się z tworzywa polimerowego, przy czym w amorficznych obszarach częściowo krystalicznego tworzywa polimerowego stykającej się z transportowanym medium warstwy wewnętrznej i warstwy śro dkowej umieszczone są dodatki chroniące przed działaniem agresywnych mediów, zwłaszcza mediów utleniających i redukujących, zaś w amorficznych obszarach tworzywa polimerowego warstwy środkowej umieszczone są wypełniacze i dodatki, stanowiące substancje barierowe do zmniejszania m igracji dodatków z warstwy wewnętrznej do warstwy zewnętrznej rury.

Znana jest z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku nr 296340 rura instalacyjna, wytłaczana, wielowarstwowa, tworzywowo-metalowa posiadająca metalową warstwę wzmacniającą wykonaną z aluminium, znajdującą się między rurą wewnętrzną z tworzywa sztucznego i takąż warstwą zewnętrzną. Rura wewnętrzna, warstwa wzmacniająca i warstwa zewnętrzna stanowią razem ścianę o grubości całkowitej mniejszej od grubości ściany rury z tego samego tworzywa, bez warstwy wzmacniającej, przy czym grubość warstwy zewnętrznej z tworzywa sztucznego wynosi mniej więcej jedną czwartą grubości całkowitej ściany rury. Warstwa wzmacniająca ma perforację, przy czym otwory perforacji służą do formowania połączenia między rurą wewnętrzną i warstwą zewnętrzną w ich obrębie i zabezpieczają przed spiętrzaniem się wody w higroskopijnym tworzywie sztucznym rury wewnętrznej, przy metalowej warstwie wzmacniającej.

Celem wynalazku jest opracowanie lekkiej, zespolonej konstrukcji kształtownika o wysokiej wytrzymałości mechanicznej i trwałości eksploatacyjnej.

Istota kompozytowego kształtownika konstrukcyjnego polega na tym, że na powierzchni zewnętrznej kształtownika wewnętrznego znajdują się wzdłużne kanały umieszczone w narożach oraz rozmieszczone regularnie na jego ściankach zewnętrznych, których głębokość wynosi od - do - grubości ścianki kształtownika wewnętrznego. Warstwę wzmacniającą stanowią taśmy z włókna węglowego lub aramidowego o grubość wynoszącej - ich szerokości, umieszczone w kanałach kształtowni4 ka wewnętrznego.

Dzięki zastosowaniu budowy kształtownika według wynalazku możliwe jest zwiększenie nośności konstrukcji pozwalające na zmniejszenie przekroju oraz zwiększenie długości kształtownika przy zachowaniu parametrów użytkowych kształtowników o większych przekrojach. Zastosowanie alum iniowej ścianki zewnętrznej umożliwiło dodatkową stabilizację taśm wzmacniających oraz zapewniło ochronę przed czynnikami zewnętrznymi i poprawiło estetykę całej konstrukcji.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kompozytowy kształtownik konstrukcyjny w przekroju poprzecznym, fig. 2 - kompozytowy kształtownik konstrukcyjny w przekroju podłużnym.

P r z y k ł a d 1

Kompozytowy kształtownik konstrukcyjny o przekroju kwadratowym i wymiarach 120x4 mm oraz długości 6 m posiadał kształtownik zewnętrzny 1 wykonany ze stopu aluminium o oznaczeniu firmowym AiMgSi 0,5F19 spełniającym rolę ochronną przed działaniem środowiska zewnętrznego oraz kształtownik wewnętrzny 2 wykonany ze stopu aluminium o oznaczeniu firmowym AlMn. Pomiędzy ściankami kształtowników 1 i 2 znajdowała się warstwa wzmacniająca konstrukcji w postaci taśm 3

PL 223 135 B1 z włókna węglowego, przy czym grubość każdej taśmy 3 wynosiła - jej szerokości. Taśmy 3 z włókna węglowego zamocowane zostały na trwale za pomocą kleju epoksydowego we wzdłużnych kanałach 4 umieszczonych w narożach oraz rozmieszczonych regularnie na ściankach zewnętrznych kształtown ika wewnętrznego 2. Głębokość wzdłużnych kanałów 4 wynosiła - grubości ścianki kształtownika wewnętrznego 2. Kompozytowy kształtownik konstrukcyjny przeznaczony jest do budowy konstrukcji nośnej kładki dla pieszych i rowerzystów. Kształtownik zamocowany został wspornikowo do istniejącego mostu. Zastosowanie takiego rozwiązania pozwala na zachowanie istniejącej konstrukcji mostu, bez konieczności przebudowywania konstrukcji.

P r z y k ł a d 2

Kompozytowy kształtownik konstrukcyjny o przekroju kwadratowym i wymiarach 60x4 mm ora z długości 0,5 m posiadał kształtownik zewnętrzny 1 wykonany ze stopu aluminium o oznaczeniu firm owym AiMgSi 0,5F19 spełniającym rolę ochronną przed działaniem środowiska zewnętrznego oraz kształtownik wewnętrzny 2 wykonany ze stopu aluminium o oznaczeniu firmowym AlMn. Pomiędzy ściankami kształtowników 1 i 2 znajdowała się warstwa wzmacniająca konstrukcji w postaci taśm 3 z włókna węglowego, przy czym grubość każdej taśmy 3 wynosiła ^- jej szerokości. Taśmy 3 z włókna węglowego zamocowane zostały na trwale za pomocą kleju epoksydowego we wzdłużnych kanałach 4 umieszczonych w narożach oraz rozmieszczonych regularnie na ściankach zewnętrznych kształtown ika wewnętrznego 2. Głębokość wzdłużnych kanałów 4 wynosiła - grubości ścianki kształtownika wewnętrznego 2. Kompozytowy kształtownik konstrukcyjny wykorzystany został jako wzmocnienie konstrukcji bocznych drzwi samochodowych.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Kompozytowy kształtownik konstrukcyjny składający się z dwóch kształtowników o profilu kwadratowym umieszczonych jeden w drugim, pomiędzy którymi znajduje się warstwa wzmacniająca, znamienny tym, że na powierzchni zewnętrznej kształtownika wewnętrznego /2/ znajdują się wzdłużne kanały /4/ umieszczone w narożach oraz rozmieszczone regularnie na jego ściankach zewnętrznych, których głębokość wynosi od - do - grubości ścianki kształtownika wewnętrznego /2/, przy czym warstwę wzmacniającą /3/ stanowią taśmy z włókna węglowego lub aramidowego o grubość wynoszącej ^- ich szerokości, umieszczone w kanałach /4/ kształtownika wewnętrznego /2/.