PL232413B1 - Kratowa warstwa środkowa panelu sandwich - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kratowa warstwa środkowa panelu sandwich, mającego zastosowanie do budowy elementów nośnych nadwozi hybrydowych do pojazdów lądowych, zwłaszcza dachów, ścian bocznych i podłóg oraz platform ładunkowych w takich pojazdach jak autobusy, tramwaje, wagony kolejowe, statki rzeczne lub morskie.

Znane są płyty komórkowe z rdzeniem komórkowym w kształcie plastra miodu z komórkami o przekroju wielokąta lub innej figury geometrycznej. Kształt komórek zależy od kształtu i układu elementów tworzących rdzeń. Pręty lub paski tworzące rdzeń mogą być łączone na zakładkę, sklejane bokami, a także układane warstwowo.

Ze zgłoszenia patentowego PL 408 828 znany jest panel konstrukcyjny typu sandwich o zwiększonej wytrzymałości konstrukcji kratowej stanowiącej warstwę środkową panelu z czworobocznymi komórkami utworzonymi przez połączone na zakładkę pręty. Pręty mają budowę warstwową, przy czym warstwa środkowa pręta ma sztywność mniejszą od płaskich warstw zewnętrznych pręta. Zastosowanie warstw składowych pręta o różnej sztywności umożliwiło zwiększenie odporności panelu na drgania, a dodatkowe wypełnienie komórek materiałem spienionym pozwoliło na zwiększenie izolacyjności termicznej i akustycznej panelu.

Celem wynalazku jest zwiększenie wytrzymałości kratowej warstwy środkowej panelu sandwich wykonanej z prętów o budowie warstwowej łączonych na zakładkę.

Kratowa warstwa środkowa panelu sandwich, wykonana z połączonych na zakładkę prętów kompozytowych o bokach prostoliniowych przecinających się pod kątem prostym, między którymi znajdują się oddzielne komórki przestrzenne, które mogą być puste lub wypełnione jednorodnym lekkim materiałem konstrukcyjnym o pożądanych własnościach akustycznych, przy czym równoległe płaskie powierzchnie prętów, dolna i górna są połączone trwale z zewnętrznymi warstwami panelu sandwich, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pręty kompozytowe tworzące kratową warstwę środkową panelu mają w przekroju poprzecznym kształt wieloboku wklęsłego z rdzeniem z lekkiego materiału konstrukcyjnego oraz laminatową warstwą zewnętrzną złożoną z dwóch części, lewej i prawej, połączonych z rdzeniem, które stykają się ze sobą wzdłuż dwóch linii prostych na płaskich powierzchniach pręta przylegających do zewnętrznych warstw panelu sandwich.

Korzystnym jest, jeżeli pręty kompozytowe tworzące kratową warstwę środkową mają w przekroju poprzecznym kształt wieloboku wklęsłego o symetrii osiowej, zwłaszcza podwójnej symetrii osiowej.

Korzystnym jest, jeżeli pręty kompozytowe tworzące kratową warstwę środkową mają w przekroju poprzecznym kształt asymetrycznego wieloboku wklęsłego.

Korzystnym jest także, jeżeli przewężenie przekroju poprzecznego wieloboku wklęsłego mierzone w połowie wysokości pręta ma szerokość w zakresie od 10 do 20 grubości laminatowej warstwy zewnętrznej.

W rozwiązaniu według wynalazku konstrukcja pręta kompozytowego o profilu wieloboku wklęsłego umożliwia rozłożenie materiału rdzenia zgodnie z teorią zginania pręta oraz zwiększenie powierzchni kontaktu między kratową warstwą środkową i zewnętrznymi warstwami panelu. Fragmenty obu części laminatowej warstwy zewnętrznej pręta kompozytowego, lewej i prawej, przylegające do dwóch płaskich, równoległych zewnętrznych warstw panelu sandwich i połączone z rdzeniem bezpoślizgowo, stanowią ochronę rdzenia pręta kompozytowego i zwiększają jego odporność na obciążenia udarowe prostopadłe do powierzchni zewnętrznych warstw panelu sandwich. Fragmenty obu części warstwy zewnętrznej pręta kompozytowego, lewej i prawej, nie przylegające do warstw zewnętrznych panelu sandwich, zwiększają sztywność pręta kompozytowego w kierunku prostopadłym do jego osi i prostopadłym do powierzchni zewnętrznych warstw panelu sandwich.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kratową warstwę środkową panelu sandwich w widoku z góry, fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny pręta tworzącego kratową warstwę środkową, o podwójnej symetrii osiowej, fig. 3 przedstawia widok pręta kompozytowego o profilu wieloboku wklęsłego z dwoma płaszczyznami symetrii, fig. 4 przedstawia widok pręta kompozytowego o profilu wieloboku wklęsłego z jedną płaszczyzną symetrii, fig. 5 przedstawia widok pręta kompozytowego o profilu wieloboku wklęsłego o bokach asymetrycznych, fig. 6 przedstawia widok pręta kompozytowego o profilu dwuteowym, fig. 7 przedstawia widok pręta kompozytowego o profilu wieloboku wklęsłego o bokach łukowych, fig. 8 przedstawia widok z góry połączonych na zakładkę prętów kompozytowych o profilu z fig. 2, fig. 9 przedstawia widok

PL 232 413 B1 z boku połączenia prętów kompozytowych o profilu z fig. 2 i z fig. 8, z widocznym wycięciem montażowym na połączenie zakładkowe, a fig. 10 przedstawia połączenia prętów kompozytowych w przekroju A-A z fig. 8, z widocznym wycięciem montażowym na połączenie zakładkowe.

Jak przedstawiono na fig. 1, kratowa warstwa środkowa panelu sandwich jest wykonana z połączonych na zakładkę prętów kompozytowych, górnych P1 i dolnych P2, o bokach prostoliniowych przecinających się pod kątem prostym, między którymi znajdują się oddzielne komórki przestrzenne, które mogą być puste lub wypełnione jednorodnym lekkim materiałem konstrukcyjnym o pożądanych własnościach akustycznych.

Równoległe płaskie powierzchnie prętów, dolna i górna, są połączone trwale z zewnętrznymi warstwami panelu sandwich, niepokazanymi na rysunku. Pręty kompozytowe tworzące kratową warstwę środkową panelu mają w przekroju poprzecznym kształt wieloboku wklęsłego z rdzeniem z lekkiego materiału konstrukcyjnego i laminatową warstwą zewnętrzną.

Jak przedstawiono na fig. 2-7, pręty kompozytowe tworzące kratową warstwę środkową mogą mieć różny profil przekroju poprzecznego. Każdy pręt ma rdzeń 1 z lekkiego materiału konstrukcyjnego oraz laminatową warstwą zewnętrzną złożoną z dwóch części, lewej 2 i prawej 3, połączonych z rdzeniem 1, które stykają się ze sobą na złączach prostych 4 przebiegających wzdłuż dwóch linii prostych na płaskich powierzchniach pręta przylegających do zewnętrznych warstw panelu sandwich. Warstwy laminatowe są wykonane na bazie tkanin lub mat nasączonych utwardzalnymi żywicami.

Pręty z fig. 2-3 mają profil wieloboku wklęsłego o podwójnej symetrii osiowej. Pręt z fig. 4 ma profil wieloboku wklęsłego o pojedynczej symetrii osiowej, z jednym bokiem wklęsłym a drugim prostym. Pręt z fig. 5 ma profil asymetryczny, z jednym bokiem wklęsłym a drugim częściowo pochylonym powyżej płaskiej powierzchni dolnej. Pręt z fig. 6 ma profil teowy o podwójnej symetrii osiowej. Pręt z fig. 7 ma profil o podwójnej symetrii osiowej z bokami wklęsłymi o zarysie łukowym. Laminatowa warstwa zewnętrzna pręta ma jednakową grubość „t” na całym obwodzie przekroju poprzecznego, a przewężenie przekroju poprzecznego mierzone w połowie wysokości H pręta ma szerokość w zakresie od 10 do 20 grubości „t” laminatowej warstwy zewnętrznej. Złącze proste 4 w widoku z góry jest pokazane na fig. 8.

Jak przedstawiono na fig. 9, 10, pręty kompozytowe mają wycięcia montażowe 5 dopasowane do ich profilu. W gotowym panelu sandwich pręty kompozytowe są połączone trwale na zakładkę w złączach utworzonych przez wycięcia montażowe 5, a płaskie powierzchnie prętów są połączone trwale z zewnętrznymi warstwami panelu. W celu zwiększenia izolacyjności term icznej i akustycznej panelu, komórki przestrzenne utworzone w warstwie środkowej przez połączone na zakładkę pręty mogą być wypełnione odpowiednim materiałem izolacyjnym.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kratowa warstwa środkowa panelu sandwich, wykonana z połączonych na zakładkę prętów kompozytowych o bokach prostoliniowych przecinających się pod kątem prostym, między którymi znajdują się oddzielne komórki przestrzenne, które mogą być puste lub wypełnione jednorodnym lekkim materiałem konstrukcyjnym o pożądanych własnościach akustycznych, przy czym równoległe płaskie powierzchnie prętów, dolna i górna są połączone trwale z zewnętrznymi warstwami panelu sandwich, znamienna tym, że pręty kompozytowe tworzące kratową warstwę środkową panelu mają w przekroju poprzecznym kształt wieloboku wklęsłego z rdzeniem (1) z lekkiego materiału konstrukcyjnego oraz laminatową warstwą zewnętrzną złożoną z dwóch części, lewej (2) i prawej (3), połączonych z rdzeniem (1), które stykają się ze sobą wzdłuż dwóch linii prostych na płaskich powierzchniach pręta przylegających do zewnętrznych warstw panelu sandwich.
2. 2. Warstwa według zastrz. 1, znamienna tym, że pręty kompozytowe tworzące kratową warstwę środkową mają w przekroju poprzecznym kształt wieloboku wklęsłego o symetrii osiowej, zwłaszcza podwójnej symetrii osiowej.
3. 3. Warstwa według zastrz. 1, znamienna tym, że pręty kompozytowe tworzące kratową warstwę środkową mają w przekroju poprzecznym kształt asymetrycznego wieloboku wklęsłego.
4. 4. Warstwa według zastrz. 1, znamienna tym, że przewężenie przekroju poprzecznego wieloboku wklęsłego mierzone w połowie wysokości pręta ma szerokość w zakresie od 10 do 20 grubości laminatowej warstwy zewnętrznej.