WO2007107376A1 - Verbund von zwei sandwichplatten - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a composite of two sandwich panels with a common core, wherein in a corner region of the composite, the core is arranged at right angles.
  • Sandwich panels of this kind are known and familiar to the person skilled in the art in a wide variety of embodiments.
  • a sandwich construction is generally called a structure of several interconnected layers with different properties.
  • the construction of plate-shaped sandwich constructions is usually characterized by the fact that it consists of two outer layers and an intermediate core (or central layer).
  • the aim of this design is, inter alia, to achieve an improved load capacity over the starting materials while saving material and weight.
  • Such a construction usually implies high bending stiffnesses and a high energy absorption capacity, for example when an external force is applied to the cover layer of the sandwich structure. Such an external force occurs, for example, when a jerk force acts on the sandwich structure.
  • Both the outer layers and the core layer must absorb different forces and stresses and be coordinated with each other in the most appropriate way.
  • the core has primarily the task of keeping the two outer layers at a distance and thereby absorb the corresponding forces. Another task of the core is to ensure a shear transfer between the outer layers, as well as layers to stabilize against bumps.
  • the deformation stiffness of a sandwich panel grows with increasing tensile stiffness of the core.
  • a number of structured core designs are known in the art which have been constructed according to manufacturing (or economics) considerations. Furthermore, a number of solid core constructions are known. Previously known cores often have a honeycomb structure.
  • Honeycomb constructions are based on the principle of disc carrying action. The forces can be almost removed in the core by the upright discs. Honeycomb constructions are characterized by their low weight and high compressive strength.
  • the choice of material for the cover layers and the core of sandwich elements is in principle not limited. Through various combinations of materials, the most diverse properties of sandwich elements can be achieved, for example, the fire behavior, the acoustic and mechanical properties.
  • honeycomb constructions are arranged both in the corner area and in the remaining areas of the core.
  • honeycomb constructions are not always able to absorb force effects, for example hard impacts, precisely in the corner region of a composite of sandwich panels.
  • the core idea of the invention is to provide the core in a corner area with a higher density and a higher weight than the remaining areas of the core. Consequently, for example, apart from a honeycomb structure in a corner region of a composite of sandwich panels, other core material for the corner area has a higher density and a higher weight than the honeycomb structure.
  • the composite according to the invention implies that any structures can use materials for the core as long as it is ensured that the core material has a higher density or a higher weight in the corner area than in the remaining areas of the core.
  • the composite Due to the higher weight and higher density in the corner area, force effects due to the increased energy absorption capacity in the corner area can be better absorbed, especially at this critical point of the composite. Due to the fact that the core can still have, for example, a honeycomb structure in the remaining regions, it is further ensured that the composite is characterized by a lightweight construction.
  • an advantageous embodiment of the invention provides that the remaining regions of the core consist of a honeycomb profile material.
  • the corner area consists of a Glasmaschine perennialgelege.
  • Glasmaschinegelege is characterized by a high density and thus by a high Weight off.
  • Fiberglass is therefore the ideal supplement in the corner area.
  • upper cover layers are applied to the corner region, a colored cover material being arranged between the cover layers and the corner region. In this way, a shine through, for example, a greenish colored fiberglass fabric is avoided.
  • the composite preferably has lower cover layers which do not converge at an opening in the corner region, the opening being closed by a material surface attached to the lower cover layers.
  • a practicable variant of the invention provides that the common core is partially interrupted.
  • the composite according to the invention is a method in which a part of a common core of the composite with two sandwich panels in a corner region of the composite, in which the core is arranged at right angles, is removed, wherein in the removal of the part of the common Kerns also a part of a cover layer of the composite is removed and an opening is formed. Then, an injection of core material through the opening in a resulting cavity of the corner region, wherein the introduced core material having a higher density and a higher weight than the remaining areas of the common core. Finally, in a further process step, the part of the cover layer which has been removed is replaced with a material closed area, wherein as a material surface, a glass fiber surface can be used.
  • a core of sandwich panels is arranged between upper and lower cover layers. According to the method of the invention, part of a lower cover layer (s) is removed in the corner region.
  • claim 12 of the invention provides for the use of the composite according to one of claims 1 to 7 in building construction, shipbuilding, aircraft construction, shell construction, finishing, expansion, interior work, for the sound and heat protection and for interior decoration before.
  • Fig. 1 a sectional view of a composite according to the invention.
  • FIG. 1 a composite according to the invention is designated by reference numeral 100.
  • the composite has two sandwich panels 19, 20 with a common core 10.
  • the sandwich panels 19, 20 can be joined together by mitring.
  • the composite 100 also has a corner region 15, in which the core 10 is arranged at right angles. It is essential for the invention that the core 10 in the corner region 15 has a higher density and a higher weight than in the conventional rigen areas of the core 10 has.
  • the corner region 15 consists of a Glasmaschine perennialgelege and the remaining regions of the core 10 of a honeycomb profile material 17th
  • Cover layers 12, 14 are applied both to the corner region 15 and to the remaining region of the core 10, with a colored cover material 18 being arranged between the cover layers 12, 14 and the corner region 15. In this way, a shine through, for example, a greenish colored fiberglass fabric is avoided.
  • the composite 100 has lower cover layers 11, 13 which do not converge at an opening 21 in the corner region 15 and which also serve as lower cover layers 11, 13 for the remaining regions of the core.
  • This structural measure takes into account the production of the composite 100. Namely, for the production of the composite 100, a part of the common core 10 of the composite 100 is first removed in the corner region 15, thus also a part of the lower cover layers 11, 13 are removed, so that preferably the opening 21 is formed. Then, core material is injected into the resulting cavity of the corner region 15, the introduced core material according to the invention having a higher density and a higher weight than the remaining regions of the common core. Finally, the material surface 16 closes the opening 21.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbund (100) von zwei Sandwichplatten (19, 20) mit einem gemeinsamen Kern (10), wobei in einem Eckbereich (15) des Verbundes (100) der Kern rechtwinklig angeordnet ist. Um einen derartigen Verbund (100) von Sandwichplatten (19, 20) derart zu verbessern, dass der Verbund (100) in seinem Eckbereich (15) ein erhöhtes Energieaufnahmevermögen bei gleichzeitig vorhandener Leichtbauweise des Verbundes aufweist, schlägt die Erfindung vor, dass der Kern in dem Eckbereich (15) oder in Teilen des Eckbereichs (15) eine höhere Dichte und ein höheres Gewicht als in übrigen Bereichen des Kerns (10) aufweist.

Description

Beschreibung
Verbund von zwei Sandwichplatten
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verbund von zwei Sandwichplatten mit einem gemeinsamen Kern, wobei in einem Eckbereich des Verbundes der Kern rechtwinklig an- geordnet ist.
Stand der Technik
Derartige Verbünde aus Sandwichplatten sind dem Fachmann in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt und geläufig.
Als Sandwichkonstruktion bezeichnet man im Allgemeinen ein Gebilde aus mehreren miteinander verbundenen Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften. Der Aufbau von plattenförmigen Sandwichkonstruktionen zeichnet sich üblicherweise dadurch aus, dass er aus zwei Deckschichten und einem dazwischen liegenden Kern (bzw. Mittellage) besteht. Ziel dieser Konstruktion ist es u. a., unter Einsparung von Material und Gewicht eine verbesserte Tragfähigkeit gegenüber den Ausgangsmaterialien zu erzielen. Eine solche Bauweise impliziert gewöhnlich ho- he Biegesteifigkeiten sowie ein hohes Energieaufnahmevermögen, beispielsweise bei einer äußeren Krafteinwirkung auf die Deckschicht der Sandwichstruktur. Eine derartige äußere Krafteinwirkung tritt zum Beispiel ein, wenn stoßartig eine Kraft auf die Sandwichstruktur einwirkt. Sowohl die Deckschichten als auch die Kernschicht müssen hierbei verschiedene Kräfte und Beanspruchungen aufnehmen und in geeignetster Weise miteinander abgestimmt sein. Der Kern hat dabei vornehmlich die Aufgabe, die beiden Deckschichten auf Abstand zu halten und dabei die entsprechenden Kräfte aufzunehmen. Eine weitere Aufgabe des Kerns ist es, eine Schubübertragung zwischen den Deckschichten sicherzustellen, sowie Deck- schichten gegen Beulen zu stabilisieren. Die Verformungssteifigkeit einer Sandwichplatte wächst mit zunehmender Zugsteif ig keit des Kerns.
Im Stand der Technik sind eine Reihe von Konstruktionen mit strukturiertem Kern bekannt, die nach fertigungstechnischen (bzw. wirtschaftlichen) Gesichtspunkten konstruiert wurden. Weiterhin sind eine Reihe von Konstruktionen mit massivem Kern bekannt. Bislang bekannte Kerne weisen häufig eine Wabenstruktur auf.
Wabenkonstruktionen basieren auf dem Prinzip der Scheibentragwirkung. Die Kräfte können im Kern durch die aufrecht stehenden Scheiben nahezu abgetragen werden. Wabenkonstruktionen zeichnen sich dabei durch ein geringes Gewicht und eine hohe Druckfestigkeit aus.
Die Materialauswahl für die Deckschichten und den Kern von Sandwichelementen erfährt prinzipiell keine Einschränkung. Durch verschiedene Materialkombinationen können die unterschiedlichsten Eigenschaften von Sandwichelementen erreicht werden, betreffend beispielsweise das Brandverhalten, die akustischen sowie mechanischen Eigenschaften.
Für die Herstellung eines Verbundes von Sandwichplatten, die einen Eckbereich aufweisen, in dem der Kern rechtwinklig angeordnet ist, werden einzelne Sandwichplatten häufig auf Gehrung zusammengefügt, so dass sowohl im Eckbereich als auch in den übrigen Bereichen des Kerns beispielsweise Wabenkonstruktionen angeordnet sind. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass insbesondere Waben- konstruktionen Krafteinwirkungen, beispielsweise harte Stöße, gerade im Eckbereich eines Verbundes von Sandwichplatten nicht immer in ausreichendem Maße abzufangen vermögen. Mit anderen Worten besitzt, insbesondere in einem Eckbereich eines Verbundes von Sandwichplatten, eine Wabenstruktur nur ein geringes Energieaufnahmevermögen. Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Verbund von Sandwichplatten der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass der Verbund in seinem Eckbe- reich ein erhöhtes Energieaufnahmevermögen bei gleichzeitig vorhandener Leichtbauweise des Verbundes aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der Kerngedanke der Erfindung ist es, den Kern in einem Eckbereich mit einer höheren Dichte und einem höheren Gewicht als die übrigen Bereiche des Kerns zu versehen. Folglich wird zum Beispiel von einer Wabenstruktur in einem Eckbereich eines Verbundes von Sandwichplatten abgesehen, sofern anderes Kernmaterial für den Eckbereich eine höhere Dichte und ein höheres Gewicht als die Wa- benstruktur aufweist. Der erfindungsgemäße Verbund impliziert, dass jegliche Strukturen Materialien für den Kern Verwendung finden können, solange sichergestellt ist, dass das Kernmaterial in dem Eckbereich eine höhere Dichte bzw. ein höheres Gewicht als in den übrigen Bereichen des Kerns aufweist.
Durch das höhere Gewicht und die höhere Dichte im Eckbereich können gerade an dieser neuralgischen Stelle des Verbundes Krafteinwirkungen aufgrund des erhöhten Energieaufnahmevermögens im Eckbereich besser aufgenommen werden. Dadurch, dass in den übrigen Bereichen nach wie vor der Kern beispielsweise eine Wabenstruktur aufweisen kann, ist weiterhin gewährleistet, dass sich der Verbund durch eine Leichbauweise auszeichnet.
Aus diesem Grunde sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die übrigen Bereiche des Kerns aus einem Wabenprofilmaterial bestehen.
Es ist von Vorteil, dass der Eckbereich aus einem Glasfaserflächengelege besteht. Glasfasergelege zeichnet sich durch eine hohe Dichte und somit durch ein hohes Gewicht aus. Glasfasergelege ist daher die ideale Ergänzung im Eckbereich. Vorzugsweise sind auf dem Eckbereich obere Deckschichten aufgebracht, wobei zwischen den Deckschichten und dem Eckbereich ein farbiges Abdeckmaterial angeordnet ist. Auf diese Weise wird ein Durchscheinen eines beispielsweise grünlich eingefärbten Glasfasergeleges vermieden.
Vorzugsweise weist der Verbund untere an einer Öffnung im Eckbereich nicht konvergierende Deckschichten auf, wobei die Öffnung mit einer an den unteren Deckschichten angebrachten materialen Fläche verschlossen ist. Dies trägt der Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundes Rechnung. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundes ist nämlich vorgesehen, dass in dem Eckbereich beispielsweise ein vorhandenes Wabenprofilmaterial zunächst weggefräst wird, wobei gleichzeitig auch ein Teil der unteren Deckschichten des Verbundes entfernt wird. Auf diese Weise entsteht in dem Eckbereich ein Hohlraum, in den das Glasfaserflächengelege eingebracht werden kann. Wenn der Hohlraum verfüllt ist, wird die Öffnung mit einer aufgelegten materialen Fläche verschlossen. Dabei kann die materiale Fläche eine Glasfaserfläche sein.
Zwecks weiterer Gewichtseinsparung sieht eine praktikable Variante der Erfindung vor, dass der gemeinsame Kern teilweise unterbrochen ist.
Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundes eignet sich ein Verfahren, bei dem ein Teil eines gemeinsamen Kerns des Verbundes mit zwei Sandwichplatten in einem Eckbereich des Verbundes, in dem der Kern rechtwinklig ange- ordnet wird, entfernt wird, wobei bei der Entfernung des Teils des gemeinsamen Kerns auch ein Teil einer Deckschicht des Verbundes entfernt wird und eine Öffnung gebildet wird. Sodann erfolgt eine Injektion von Kernmaterial durch die Öffnung in einen entstandenen Hohlraum des Eckbereiches, wobei das eingebrachte Kernmaterial eine höhere Dichte und ein höheres Gewicht als die übrigen Berei- che des gemeinsamen Kerns aufweisen. Schließlich wird in einem weiteren Verfahrensschritt der Teil der Deckschicht, der entfernt worden ist, mit einer materia- len Fläche verschlossen, wobei als materiale Fläche eine Glasfaserfläche eingesetzt werden kann.
Bekanntlich ist ein Kern von Sandwichplatten zwischen oberen und unteren Deck- schichten angeordnet. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Teil einer (von) unteren Deckschicht(en) im Eckbereich entfernt.
Schließlich sieht Anspruch 12 der Erfindung die Verwendung des Verbundes nach einem der Ansprüche 1 bis 7 im Hausbau, Schiffsbau, Flugzeugbau, Rohbau, Fer- tigbau, Ausbau, Innenausbau, für den Schall- und Wärmeschutz sowie für Inneneinrichtung vor.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung:
Fig. 1 : in Schnittdarstellung einen Verbund gemäß der Erfindung.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Verbund mit dem Bezugszeichen 100 verse- hen.
Der Verbund weist zwei Sandwichplatten 19, 20 mit einem gemeinsamen Kern 10 auf. Dazu können die Sandwichplatten 19, 20 auf Gehrung zusammengefügt sein. Der Verbund 100 weist zudem einen Eckbereich 15 auf, in dem der Kern 10 rechtwinklig angeordnet ist. Wesentlich für die Erfindung ist es, dass der Kern 10 in dem Eckbereich 15 eine höhere Dichte und ein höheres Gewicht als in den üb- rigen Bereichen des Kerns 10 aufweist. Vorzugsweise bestehen der Eckbereich 15 aus einem Glasfaserflächengelege und die übrigen Bereiche des Kerns 10 aus einem Wabenprofilmaterial 17.
Sowohl auf dem Eckbereich 15 als auch auf dem übrigen Bereich des Kerns 10 sind Deckschichten 12, 14 aufgebracht, wobei zwischen den Deckschichten 12, 14 und dem Eckbereich 15 ein farbiges Abdeckmaterial 18 angeordnet ist. Auf diese Weise wird ein Durchscheinen eines beispielsweise grünlich eingefärbten Glasfasergeleges vermieden.
Des Weiteren hat der Verbund 100 untere an einer Öffnung 21 im Eckbereich 15 nicht konvergierende Deckschichten 11 , 13, die auch als untere Deckschichten 11 , 13 für die übrigen Bereiche des Kerns dienen. Eine materiale Fläche 16, die vorzugsweise als Glasfaserfläche ausgebildet ist, deckt die Öffnung 21 ab. Diese konstruktive Maßnahme trägt der Herstellung des Verbundes 100 Rechnung. Für die Herstellung des Verbundes 100 wird nämlich zunächst ein Teil des gemeinsamen Kerns 10 des Verbundes 100 in dem Eckbereich 15 entfernt, wobei somit auch ein Teil der unteren Deckschichten 11 , 13 entfernt werden, so dass vorzugsweise die Öffnung 21 entsteht. Sodann wird Kernmaterial in den entstande- nen Hohlraum des Eckbereiches 15 injiziert, wobei das eingebrachte Kernmaterial erfindungsgemäß eine höhere Dichte und ein höheres Gewicht als die übrigen Bereiche des gemeinsamen Kerns aufweisen. Schließlich verschließt die materiale Fläche 16 die Öffnung 21.
Bezuqszeichenliste:
100 Verbund
11 , 13 untere Deckschichten
12, 14 obere Deckschichten
15 Eckbereich
16 materiale Fläche
17 Wabenprofilmaterial
18 farbiges Abdeckmaterial
19, 20 Sandwichplatte
21 Öffnung

Claims

Ansprüche
1. Verbund (100) von zwei Sandwichplatten (19, 20) mit einem gemeinsamen Kern (10), wobei in einem Eckbereich (15) des Verbundes (100) der Kern (10) rechtwinklig angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (10) in dem Eckbereich (15) oder in Teilen des Eckbereichs (15) eine höhere Dichte und ein höheres Gewicht als in übrigen Bereichen des Kerns (10) aufweist.
2. Verbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Eckbereich (15) oder Teile des Eckbereichs (15) aus einem Glasfaserflächengelege besteht.
3. Verbund nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die übrigen Bereiche des Kerns (10) aus einem Wabenprofilmaterial (17) bestehen.
4. Verbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Eckbereich (15) und auf den übrigen Bereichen des Kerns (10) obere Deckschichten (12,14) aufgebracht sind, wobei zwischen den Deckschichten (12,14) und dem Eckbereich (15) ein farbiges Abdeckmaterial (18) angeordnet ist.
5. Verbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbund (100) untere an einer Öffnung (21) im Eckbereich (15) nicht konvergierende Deckschichten (11 , 13) aufweist, wobei die Öffnung (21) mit einer an den unteren Deckschichten (11 , 13) aufgebrachten mate- rialen Fläche (16) verschlossen ist.
6. Verbund nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die materiale Fläche (16) eine Glasfaserfläche ist.
7. Verbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Kern (10) teilweise unterbrochen ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Verbundes (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit folgenden Verfahrensschritten: a) Entfernung eines Teils eines gemeinsamen Kerns (10) des Verbun- des (100) mit zwei Sandwichplatten (19, 20) in einem Eckbereich
(15) des Verbundes (100), in dem der Kern (10) rechtwinklig angeordnet wird, wobei bei der Entfernung des Teils des gemeinsamen Kerns (10) auch ein Teil einer Deckschicht (11 , 12, 13, 14) des Verbundes (100) entfernt wird und eine Öffnung (21 ) gebildet wird, b) Injektion von Kernmaterial durch die Öffnung (21) in einen entstandenen Hohlraum des Eckbereiches (15), wobei das eingebrachte Kernmaterial eine höhere Dichte und ein höheres Gewicht als die übrigen Bereiche des gemeinsamen Kerns (10) aufweisen, c) Verschließen der Öffnung (21), die in Verfahrensschritt a) entfernt wird, mit einer materialen Fläche (16).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als materiale Fläche (16) eine Glasfaserfläche eingesetzt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil einer (von) unteren Deckschicht(en) (11 , 13) im Eckbereich (15) entfernt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Kernmaterial Glasfaserflächengelege eingebracht wird.
12. Verwendung des Verbundes nach einem der Ansprüche 1 bis 7 im Hausbau, Schiffsbau, Flugzeugbau, Rohbau, Fertigbau, Anbau, Innenausbau, für den Schall- und Wärmeschutz sowie für Inneneinrichtung.
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