CN101688397A - 墙体单元 - Google Patents

Abstract

一种墙体单元包括彼此大致平行的两个外层，两个外层之间含有中间层，中间层在两个外层之间以锯齿状形式延伸，所述中间层包括第一部分以及第二部分，所述第一部分与所述外层至少大致平行，所述第二部分在相邻的第一部分之间延伸，其中中间层的正对其中一个外层的第一部分与所述一个外层相连，中间层的正对另一个外层的第一部分与所述另一个外层相连，其特征在于，所述中间层至少大致由一种板状金属材料制成，板状材料的平面上形成有褶皱形(在横截面上)横截面，轮廓的褶皱在板状材料的平面上呈蜿蜒状延伸并覆盖中间层的数个第一部分。

Description

墙体单元

技术领域

本发明涉及一种墙体单元，所述墙体单元包括两个外层，两个外层之间含有中间层，中间层在两个外层之间以锯齿状形式延伸，所述中间层包括第一部分和第二部分，所述第一部分与所述外层大体平行，所述第二部分在相邻的第一部分之间延伸，其中中间层的正对其中一外层的第一部分与所述一外层相连，中间层的正对另一外层的第一部分与所述另一外层相连。本发明同时还涉及一种制造所述墙体单元的方法。

背景技术

这种墙体单元在德国专利2349436(Baltzer)中有描述。

发明内容

本发明的目的是为了改进上述的德国专利出版物中所述的墙体单元，提供一种具有最佳结构刚度同时具有较小质量的墙体单元，使之能用作墙板(wallpanel)(其中的一部分)，比如隔断墙(partition wall)等。附带地，术语“墙板”可理解为包括用于墙体、地板、天花板、屋顶等的一个组件。

为了实现上述目的，引言中所提及的一种墙体单元其特征在于，中间层至少大致由一种板状金属材料制成，板状材料的平面上形成有褶皱形(在横截面上)横断面，横断面的褶皱在板状材料的平面上呈蜿蜒状延伸并覆盖中间层的数个第一部分。值得注意的是，在本发明的语境中，术语“蜿蜒状”可理解为包括任何形式的弯曲(从左至右)形状。作为优选实施方式，所述褶皱以锯齿状形式在板状材料中延伸，这样褶皱就具有向左和向右交替形成的锐角。在另一优选实施例中，褶皱以蛇形线状(serpentine)在板状材料中延伸。研究表明，本结构使墙体单元具有相当大的结构刚度，因而墙体单元能够暴露于巨大的压力之下而不丧失任何形状稳定性。同时能够获得一种极轻的结构，使墙体单元握持起来更加容易。褶皱优选为在板状材料的平面上以平行方式而不是聚合(converging)或者分散(diverging)的方式延伸开来。特别地，所述轮廓用于延伸板状材料的整个长度并延伸以覆盖中间层的所有第一部分。

实验表明，金属中间层可承受高达1000℃或者更高的温度。更重要的是，所述实验表明金属的膨胀几乎不会导致中间层的扭曲变形(warping)，如果有的话，横断面能够从各个方向，也就是从横断面的纵向和横向两个方向抵消所述的膨胀。由于金属中间层能够阻挡医院中使用的电磁辐射，本发明的墙体单元非常适合用于如医院等建筑物中的墙板(其中的一个部分)。

在本发明的墙体单元的一优选实施方式中，褶皱呈正弦曲线形式在板状材料的平面上延伸。正弦形的两个相邻褶皱突起之间的间距为正弦形幅度的0.25到2倍。更具体地，正弦形的两个相邻褶皱突起之间的间距与正弦形的幅度大致相等。试验显示，以这种方式可获得具有最佳结构刚度的结构，同时这种结构具有较小的质量。

在本发明的墙体单元的另一优选实施方式中，板状材料由选自由铁、钢、铜以及铝所组成的群组制成，或者由所述群组中的一种或多种组成的合金制成。横断面优选为与板状材料卷合成一体，这些在下文中会有更详细的解释。

在本发明的墙体单元的另一个优选实施方式中，外层与中间层的第一部分粘附在一起。所用粘合剂优选为可膨胀型粘合剂，尤其是一种以聚氨酯(polyurethane)为基体的能发泡的粘合剂。

在本发明的墙体单元的另一优选实施方式中，外层至少大致由选自由纤维材料、塑料、橡胶、金属、纸/硬纸板(cardboard)以及木所组成的群组制成。在另一优选实施例中，石膏(gypsum)板被当做外层使用。

所述纤维材料特别地由玻璃纤维、碳纤维、矿物纤维和/或合成纤维组成。所述合成纤维可以是如“凯夫拉”(Kevlar)或“特沃纶”(Twaron)等著名牌子的纤维。

所述塑料层优选为选自由硬聚氯乙烯(PVC-U)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、氯化聚氯乙烯(PVC-C)、聚偏氟乙烯(PVDF)组成的群组。值得注意的是，上述材料的缩写与以下(塑料)材料相关：

PVC-U聚氯乙烯(无塑化剂(plasticizer))

PP聚丙烯

PE聚乙烯

ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯

PVC-C聚氯乙烯(后氯化)

PVDF聚偏二氟乙烯

所述橡胶层特别地选自由三元乙丙橡胶(EPDM)或丁腈橡胶(NBR)组成的材料。在另一优选实施例中，外层由金属制成，特别地由不锈钢或者木材例如二层胶合板(two-ply wood)或者三层板(three-ply wood)制成。

在本发明的墙体单元的另一优选实施方式中，外层至少大致由纸/硬纸板制成，每一层大致由一波纹状子层(corrugated sublayer)以及贴在其一边的板状子层组成，所述纸/硬纸板层通过粘合剂连接在一起，所述粘合剂适用于波纹状子层的褶皱。应当指出，术语“纸”通常指具有较小质量的纸，而术语“硬纸板”经常指具有相对较大质量的纸。在本发明的方案中，当使用术语纸或硬纸板以及重量时，关于材料的种类并没有限定。

所述外层被特别注入了一种树脂(resinous)材料，比如聚氨酯(polyurethane)或者聚脂树脂(polyester resin)。值得一提的是，注入树脂材料不仅能增加外层的结构刚性，而且能保护外层使其免受外部如潮湿等因素的影响。由于附加的刚性，平面墙板几乎不需要波纹状纸/硬纸板的外层来提供所需的硬度。所述灌注树脂的方式优选为汽相沉积(vapour deposition)、喷涂(spraying)或者其它方式，汽相沉积或喷涂的方向随平行于所用波纹状纸/硬纸板的“蜂窝状结构”(cellular structure)的方向延伸。灌注树脂也可以通过机械方式实现，此种情况下可使用锯齿状和/或平面滚筒将浸渍剂(impregnatingagent)压入纸/硬纸板。

在本发明的墙体单元的另一优选实施方式中，中间层相对于外层交错(staggered)排列，墙体单元配置有沿圆周边的第一部分的轮廓(profile)和至少一沿圆周边的第二部分向外延伸的唇状边缘(lip)，其中一墙体单元的唇状边缘插入与其互联的相邻墙体单元的轮廓中。这种交错排列的中间层能够实现不同的墙体单元之间的简易连接以及强连接。

在一可选的优选实施例中，墙体单元的两端具有一沿圆周边的第一部分的轮廓，以及至少一沿圆周边的相邻部分向外延伸的唇状边缘，其中墙体单元的唇状边缘被从相邻墙体单元的相互连接位置处的两端插入另一墙体单元相应的轮廓中。

在另一优选实施例中，由外层以及锯齿状中间层形成的隔间(compartment)至少部分由绝缘材料填充而成。

较优地，中间层朝垂直于(transverly)外层的方向弯曲，墙体单元的至少一边缘(edge)与中间层的弯曲部分平行。作为优选实施方式，所述边缘朝与外层平行的方向再次弯曲，面向墙体单元平面的中心。通过这种方式，可以在墙体单元的一边缘形成一垂直于(transverse to)平板的平面的表面，这样就形成了一封闭的边缘。所述表面处于唇状边缘和/或轮廓的位置处时尤其有益。尤其是当所述边同时附着于(attached to)一外层时，附加的弯曲部分额外增加了所述表面的硬度。

如同前面所述，本发明同时涉及一种生产根据本发明的墙体单元的方法，所述方法的特征在于：

-波纹状横断面(如横截面图所示)与所述板状金属材料的平面卷和形成一体，所述横断面的褶皱板状材料的平面上呈蜿蜒状延伸；

-所述板状材料基本以锯齿状弯曲；

-所述外层贴附于板状材料的两边；而且

-中间层的面向一外层并向与之基本平行的方向延伸的部分与所述外层相连，中间层的面向另一外层并向与之基本平行方向延伸的部分与所述另一外层相连；

为此，一未形成横截面的板状金属材料首先供两个设有轮廓的朝相反方向滚动的滚子之间入口(inlet)，紧接着通过轧压技术(rolling technique)便在板状金属材料上形成横断面。之后，使用弯曲机(bending tool)使成型的板状材料呈锯齿状形状弯曲。最终，贴附于锯齿状中间层两边的两个外层就成型了。重要的是，褶皱延伸至中间层的多个(优选为所有)第一部分。

附图说明

本发明可通过参照附图以及具体实施例来进一步得到说明，附图中相同部件具有同一标号，其中：

图1示出了本发明的墙体单元；

图2示出了图1中的墙体单元的如II方向所示的一部分；

图3为用于中间层的板状材料的示意图；

图4为本发明的墙体单元的透视图；

图5和图6示出了本发明的墙板的可选实施例；

图7和图8示出了本发明的墙板的另一可选实施例；

图9和图10示出了本发明的墙板的另一可选实施例；

图11和图12示出了本发明的墙板的另一可选实施例；

图13和图14示出了本发明的墙板的另一可选实施例。

具体实施方式

图1示出了本发明的一种墙体单元1。墙体单元1实质上为板状，且由两个彼此平行延伸的外层2和外层3组合而成。外层2和外层3之间安装有中间层4，所述中间层4以锯齿状形状在外层2和3之间延伸。

图2示出了图1中的墙体单元的如II方向所示的一部分。中间层4为一板状材料，被弯曲以形成(其中(inter-alia))第一部分5a和5b以及第二部分6。第一部分5a与外层2和3平行延伸，而且与外层2相连；同样地，第一部分5b与外层2和3平行延伸，而且与外层3相连。在第一部分5a和5b之间，第二部分6以特定的角度延伸至外层2和3，因而形成了一锯齿状的结构。

为了使墙体单元1之间能够相互连接，比如为了构建一堵墙，中间层4相对于外层2和3稍微错开，如X处所示。中间层4的外边缘朝垂直于外层2和3的方向弯曲，以形成末端(ends)9a和9b。所述边缘再次弯折以形成端部11a和11b，且与外层2相连，弯折后的边缘可将附加的硬度传递给末端9a和9b。末端9a沿墙体单元1的园周边形成一唇状边缘12，末端9b形成了在所述圆周边处的轮廓13。在连接的情形下，唇状边缘12可被插入相邻墙体单元的轮廓13。这种情况下，一墙体单元的末端9a滑至相邻墙体单元的末端9b。

图3示出了用于中间层4的板状材料。一褶皱形(横截面)侧面由形成于板状材料的平面上的脊(ridges)7和槽(trough)8组成，板状材料平面上的横断面的褶皱10呈正弦曲线状延伸且彼此相互平行。

图4为墙体单元1的更详细的透视图。如图所示，中间层4向垂直于褶皱10的方向弯曲，以便形成锯齿状结构，褶皱10延伸至所有第一部分5a和5b以及第二部分6。实践证明，中间层4以这种方式弯曲导致墙体单元1具有一种意想不到的高结构刚性以及形状稳定性。

通过在第一部分5a上正对外层2的脊7以及在第一部分5b上正对外层3槽8上使用粘合剂，中间层4被粘附在外层2和3上。类似地，部分11a和11b通过粘合剂粘附至外层2。

在图5和6、图7和8以及图9和10中所示的可选实施例中，在末端9a、9b都形成有唇状边缘lip12a、12b。中间层4的两端以这种方式弯曲，这样除了唇状边缘12a、12b，在末端9a、9b的圆周边都形成了轮廓13a、13b。在连接的情况下，边缘12a、12b可从末端9a、9b插入相邻墙体单元的轮廓13a、13b。如图7、8、9、10所示的实施例中，中间层的末端14a、14b被弯折至倾斜的方向，通过这种方式，当唇状边缘12a、12b被插入轮廓13a、13b时，在弯折端14a、14b的弹性变形下，所述唇状边缘12a、12b可被引导至正确的位置，以便所述面能很好地结合而不产生移动。在图11、12、13和14所示的实施例中，中间层4的末端16a、16b向内弯折。

如图13、14中所示，通过迂回弯折中间层4在外层2、3之间形成的隔间可至少部分填充有绝缘材料15a、15b，比如石棉(rock wool)。同样的情形可用于其它所有的实施例。

Claims (21)

1、一种墙体单元包括两个外层，所述两个外层彼此至少大致平行延伸，所述两个外层之间有一中间层，所述中间层在所述两个外层之间呈锯齿状延伸，所述中间层包括第一部分和第二部分，所述第一部分与所述外层至少大致平行延伸，所述第二部分延伸至相邻的第一部分，其中正对一外层的中间层的第一部分与所述一外层相连，正对另一外层的中间层的第一部分与所述另一外层相连，其特征在于：所述中间层至少大致由一种板状金属材料制成，在板状材料的平面上形成褶皱形(在横截面处)横截面，横截面的褶皱在板状材料上呈蜿蜒状延伸并覆盖多个中间层的第一部分。

2、根据权利要求1所述的墙体单元，其特征在于：所述褶皱在所述板状材料的平面上彼此平行地延伸展开。

3、根据权利要求1或2所述的墙体单元，其特征在于：所述褶皱在所述板状材料的平面上呈锯齿状形状延伸展开。

4、根据权利要求1或2所述的墙体单元，其特征在于：所述褶皱呈蛇形状在所述板状材料的平面上延伸。

5、根据权利要求4所述的墙体单元，其特征在于：所述褶皱呈正弦形状在所述板状材料的平面上延伸。

6、根据权利要求5所述的墙体单元，其特征在于：所述正弦形的两个相邻褶皱突起之间的间距为正弦形幅度的0.25到2倍。

7、根据权利要求6所述的墙体单元，其特征在于：正弦形的两个相邻褶皱突起之间的间距与正弦形的幅度大致相等。

8、根据权利要求1-7中的任意一项权利要求所述的墙体单元，其特征在于：所述轮廓大致延伸整个板状材料的长度。

9、根据权利要求1-8中的任意一项权利要求所述的墙体单元，其特征在于：所述板状材料由选自由铁、钢、铜以及铝所组成的群组制成，或者由所述群组中的一种或多种组成的合金制成。

10、根据权利要求1-9中的任意一项权利要求所述的墙体单元，其特征在于：所述外层与中间层的第一部分粘附在一起。

11、根据权利要求1-10中的任意一项权利要求所述的墙体单元，其特征在于：所述外层大体由一种选自由纤维材料、塑料、橡胶、金属、纸/硬纸板和木材所组成的群组的材料制成。

12、根据权利要求11所述的墙体单元，其特征在于：所述纤维材料由玻璃纤维、碳纤维、矿物纤维和/或合成纤维组成。

13、根据权利要求11所述的墙体单元，其特征在于：所述外层大体由纸/硬纸板制成，每一层大致由一波纹状子层以及贴在其一边的一板状子层组成，所述纸/硬纸板层通过粘合剂连接在一起，所述粘合剂适用于波纹状子层的褶皱。

14、根据权利要求13所述的墙体单元，其特征在于：所述外层被特别注入了一种树脂材料。

15、根据权利要求11所述的墙体单元，其特征在于：所述外层大体由二层胶合板或者三层板制成。

16、根据权利要求1-15中的任意一项权利要求所述的墙体单元，其特征在于：所述中间层相对于外层交错排列，墙体单元配置有沿圆周边的第一部分的轮廓和至少一沿圆周边的第二部分向外延伸的边缘(lip)，其中墙体单元的边缘从相邻墙体单元的相互连接位置处插入另一墙体单元相应的轮廓中。

17、根据权利要求1-16中的任意一项权利要求所述的墙体单元，其特征在于：所述中间层朝垂直于外层的方向弯曲，墙体单元的至少一边缘与中间层的弯曲部分平行。

18、根据权利要求17所述的墙体单元，其特征在于：所述边缘朝与外层平行的方向再次弯曲，面向墙体单元平面的中心。

19、根据权利要求1-18中的任意一项权利要求所述的墙体单元，其特征在于：所述墙体单元的两端具有一沿圆周边的第一部分的轮廓，以及至少一沿圆周边的相邻部分向外延伸的唇状边缘，其中墙体单元的唇状边缘从相邻墙体单元的相互连接位置处的两端插入另一墙体单元相应的轮廓中。

20、根据权利要求1-19中的任一项权利要求所述的墙体单元，其特征在于：由外层以及锯齿状中间层形成的隔间至少部分填充有绝缘材料。

21、一种制造权利要求1-20中的任意一项权利要求所述的墙体单元的方法，其特征在于：

-波纹状轮廓(如横截面图所示)与所述板状金属材料的平面卷和形成一体，所述轮廓的褶皱板状材料的平面上呈蜿蜒状延伸；

-所述板状材料基本以锯齿状弯曲；

-所述外层贴附于板状材料的两边；而且

-中间层的面向一个外层并向与之至少大致平行方向延伸的部分与所述外层相连，中间层的面向另一个外层并向与之至少大致平行方向延伸的部分与所述另一个外层相连。

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