CS206580B1

CS206580B1 - Surface thin-walled structure element and winding mandrel for manufacture of the said element

Info

Publication number: CS206580B1
Application number: CS658776A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Weiss
Original assignee: Vladimir Weiss
Priority date: 1976-10-13
Filing date: 1976-10-13
Publication date: 1981-06-30

Description

(54) Plošný tenkostěnný stavební konstrukční prvek a navíjecí trn k výrobě tohoto prvku(54) Flat thin-walled structural component and winding mandrel for manufacturing the component

Vynález se týká plošného tenkostěnného stavebního konstrukčního prvku obdélníkového nebo trojúhelníkového půdorysu z vinutého laminátu, jakož i navíjecího trnu k výrobě tohoto prvku.The invention relates to a flat thin-walled structural component of rectangular or triangular plan view of a wound laminate, as well as a winding mandrel for the production of this element.

Dosud se z vinutých laminátů vyráběly pouze konstrukce, resp. konstrukční prvky válcového, kulového nebo jiného vypuklého rotačního tvaru a používaly se jako trouby, komíny, nádrže a zásobníky, kryty antén a podobně. Dále bylo možno z těchto těles řezat dílce, avšak dílce z válcových těles, které by byly skladebné, měly nedostatečnou stabilitu, a vypuklé dílce s dvojím zakřivením nebyly pro sestavování plošných či prostorových konstrukcí vhodné vůbec.Until now, only constructions were made from wound laminates. structural elements of cylindrical, spherical or other convex rotary shape and have been used as ovens, chimneys, tanks and reservoirs, antenna covers and the like. Furthermore, it was possible to cut pieces of these bodies, but the pieces of cylindrical bodies that were composite had insufficient stability, and the convex double-curved pieces were not suitable at all for the assembly of planar or spatial structures.

Zlepšení tohoto stavu představoval vynález podle čs. autorského osvědčení č. 180 793, podle nějž bylo možno vytvářet vinuté laminátové skořepiny vypuklého tvaru nad rovinným víceúhelníkem a sestavovat z nich pak rovinné nebo prostorové konstrukce. Pro některé aplikace byl však vypuklý tvar skořepin nevýhodný, zejména při vytváření střešních plášťů, kde úžlabí mezi sousedními skořepinami bylo nutno pečlivě těsnit a i pak existovalo v těchto místech zvýšené nebezpečí zatékání.An improvement of this state was represented by the invention according to U.S. Pat. No. 180 793, according to which it was possible to form wound laminate shells of convex shape above a planar polygon and to assemble planar or spatial structures therefrom. For some applications, however, the convex shape of the shells was disadvantageous, especially when creating roof cladding, where the valleys between adjacent shells had to be carefully sealed and even then there was an increased risk of leakage at these locations.

Tyto nedostatky jsou odstraněny navrženým plošným tenkostěnným stavebním konstrukčním prvkem obdélníkového nebo trojúhelníkového půdorysu z vinutého laminátu, tvořeného podélně zakřiveným žlabem se zápornou Gaussovou křivostí, v podélném směru ohraničeném přímými hranami a s výhodou opatřeném integrálně vinutými čely. Tento plošný tenkostěnný stavební konstrukční prvek lze vyrábět pomocí navíjecího trnu k výrobě plošného tenkostěnného stavebního konstrukčního prvku. Jeho podstata spočívá v tom, že navíjecí trn je vytvořen ze stěn tvaru rubových ploch konstrukčních prvků, spojených navzájem v jejich ohraničujících přím206580 kách, přičemž boční stěny a případně čelní stěny jsou uspořádány do základního tvaru hranolu, v krajním případě pravoúhlého čtyřúhelníku, nebo jehlanu či tělesa vzniklého složením dvou jehlanů základnami k sobě, v krajních případech trojúhelníku či čtyřúhelníku.These drawbacks are overcome by the proposed flat thin-walled structural member of a rectangular or triangular plan view of a wound laminate, consisting of a longitudinally curved trough with negative Gaussian curvature, bounded by straight edges in the longitudinal direction and preferably provided with integrally wound faces. This sheet-like structural component may be manufactured by means of a winding mandrel to produce a sheet-like structural component. Its principle consists in that the winding mandrel is formed from the walls of the shape of the back faces of the structural elements connected to each other in their boundary straight lines, the side walls and eventually the front walls being arranged in a prism-shaped or ultra-rectangular or pyramid shape. solids formed by folding two pyramids bases together, in extreme cases a triangle or quadrilateral.

Výhodou plošných tenkostěnných stavebních konstrukčních prvků podle vynálezu je možnost jejich výroby na vysoce produktivních automatizovaných linkách a snadné odformování odloupnutím po rozřezání vytvrzeného kokonu, nebol se užije jednoduchého monolitického navíjecího trnu a odpadají tedy obtíže s rozebíráním trnu. Druhou hlavní výhodou ‘těchto konstrukčních prvků jsou příznivé mechanické a fyzikální parametry vinutého laminátu ve srovnání s kontaktním laminátem u obdobných velkorozměrných výrobků, jakož i možnost orientovat výztuž laminátu přibližně do směrů hlavních napětí.The advantage of the flat thin-walled structural components according to the invention is that they can be produced on highly productive automated lines and easily peeled off after the cured cocoon has been cut, since a simple monolithic winding mandrel is used and there is no difficulty in dismantling the mandrel. The second main advantage of these components is the favorable mechanical and physical parameters of the wound laminate as compared to the contact laminate of similar large-dimensional products, as well as the ability to orient the reinforcement of the laminate approximately in the directions of the principal stresses.

Je účelné, aby integrálně vinutá čela konstrukčních prvků byla mírně odkloněna a případně i mírně vypuklá směrem ven a bylo by tedy možno po rozřezání kokonu skládat a transportovat konstrukční prvky ve slohách. Základny trnu mohou být rovinné nebo rovněž mírně vypuklé a po rozřezání kokonu lze použít příslušných dílců k jiným účelům, v případě potřeby v nich otvor vzniklý průchodem osy navíjecího trnu dodatečně zalaminovat.It is expedient for the integrally wound faces of the structural elements to be slightly diverted and possibly even slightly convex outwardly, so that it is possible to fold and transport the structural elements in styles after cutting the cocoon. The mandrel bases may be planar or also slightly convex and, after cutting the cocoon, the respective components may be used for other purposes, additionally laminating the opening resulting from the passage of the winding mandrel axis.

Pro vytváření konstrukčních prvků o menších rozměrech lze volit trny o základním tvaru vícebokého hranolu resp. jehlanu, přičemž maximální možné zakřivení na základnách trnu v rovině kolmé k podélné ose trnu je dáno kružnicí opsanou základně. Pro velké rozpětí se hodí pouze trn o základním tvaru čtyřúhelníka, resp, trojúhelníka a v tomto případě může být ovšem oblouk nad základnami libovolně převýšen. Žlaby větších rozpětí lze též sestavovat z kratších konstrukčních prvků, s výhodou s integrálně vinutými rovinnými čely kolmými k ose navíjeni, jimiž se jednotlivé dílce k sobě spojí a vytvoří- se tak ztužující přepážkyFor the creation of structural elements with smaller dimensions it is possible to choose mandrels of the basic shape of a polygonal prism resp. the maximum possible curvature on the mandrel bases in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the mandrel is given by the circle described by the base. For a wide span, only a mandrel with the basic shape of a quadrilateral or a triangle is suitable and in this case, however, the arc above the bases can be arbitrarily elevated. Larger span channels can also be assembled from shorter structural elements, preferably with integrally wound planar faces perpendicular to the winding axis, by which the individual parts are joined together to form stiffening partitions.

V místech budoucích okrajů konstrukčního prvku je účelné zalaminovat laminátová nebo kovová ztužidla, která jednak usnadní spojování či upevnění konstrukčních prvků, jednak příznivě zlepšují jejich statické působení. Pro zajištění lepší stability konstrukčních prvků o větších rozpětích lze provést rovněž ztužidla na žlabových plochách po skončení nebo před skončením navíjení kokonu, popřípadě vložit tato ztužidla ještě před navíjením do připravených drážek v trnu, pokud není záměrem použití vyrobených konstrukčních prvků pro vytvoření střešního pláště, kde by vystupující ztužidla ztěžovala odtok deštové vody.At the future edges of the structural element, it is expedient to laminate laminate or metal bracings, which both facilitate the joining or fastening of the structural elements and, on the other hand, favorably improve their static action. In order to ensure better stability of structural elements with larger spans, it is also possible to provide bracing on the gutter surfaces after or before winding of the cocoon, or insert these bracing into the grooves in the mandrel before winding, the protruding stiffeners would make rainwater runoff difficult.

Jiný způsob, jak zlepšit stabilitu konstrukčních prvků podle vynálezu o velikých rozpětích spočívá ve vytvoření sendvičových prvků, sestávajících ze dvou shodných nebo podobných vinutých konstrukčních prvků představujících pláště a z pěnového nebo voštinového jádra. Toto jádro se provede mezi dva hotové pláště vypěněním, resp. lepením dodatečně, nebo lze jádro vložit přímo na spodní kokon navinutý na trnu a navíjet pak vrchní kokon. Sendvičové prvky mají ve srovnání s jednoduchými konstrukčními prvky i lepši tepelně izolační schopnost, a užije-li se jako jádra voštin propouštějících světlo, zachovávají si přitom i svou průsvitnost.Another way to improve the stability of the wide span components of the invention is to provide sandwich elements consisting of two identical or similar coiled structural members representing the shells and a foam or honeycomb core. This core is carried out between two finished shells by foaming, respectively. by gluing additionally, or the core can be placed directly on the bottom cocoon wound on the mandrel and then winding the top cocoon. Compared to simple structural elements, sandwich elements also have better thermal insulation properties, and when used as light transmissive honeycomb cores, they also retain their translucency.

Konstrukční prvek navíjecí trn podle vynálezu je v dalším blíže popsán podle příkladu provedení a připojeného výkresu, kde značí obr. 1 axonometrický pohled na sendvičový žlab, obr. 2 nárys sendvičového žlabu, obr. 3 půdorys sendvičového žlabu, obr. 4 řez z obr. 2 a 3 podle čáry A-A, obr. 5 axonometrický pohled na navíjecí trn, obr. 6 nárys navíjecího trnu, obr. 7 půdorys navíjecího trnu a obr. 8 bokorys navíjecího trnu.1 is an axonometric view of a sandwich tray, FIG. 2 is a front view of the sandwich tray, FIG. 3 is a plan view of the sandwich tray, FIG. 2 and 3 according to line AA, FIG. 5 is a perspective view of the winding mandrel, FIG. 6 is a front view of the winding mandrel, FIG. 7 is a plan view of the winding mandrel, and FIG. 8 is a side view of the winding mandrel.

Laminátový sendvičový žlab J_ spolu s čely je vytvářen integrálním navíjením na trn zákládního obdélníkového tvaru. Čela 2 žlabu J_ jsou vykloněna směrem ven. Horní okraje čel 2 jsou vyvedeny obloukem směrem ven, a tímto obloukem jsou žlaby 2 ukládány na trubkový horní pás průvlaků. Okraje čel i podélné hrany žlabu jsou ztuženy zalaminovaným Jaklovým profilem. Sendvičové pláště žlabu i čel mají tloušlku po 6 mm, jádro tlouštky 100 mm je vytvořeno voštinou z lisovaného skelného laminátu se čtvercovými oky 100 x 100 mm a s průběžnou střední přepážkou, přičemž tloušlka stěn tohoto jádra činí 2 mm. Pláště konstrukč3 niho prvku a navíjecí trn se zhotovují metodou přesného vinutí ze skelných pramenců 6., prosycených polyesterovou pryskyřicí. Navíjecí trn má tvar základního hranolu 3^#, nad nímž jsou vytvořeny boční stěny £ a čelní stěny £ rubových ploch laminátových sendvičových žlabů 1 a čel 2. U spodního okraje obou čel jsou zalaminovány laminátové výpustě 0 200 mm pro odvod deštové vody. Ze žlabů se sestavuje střešní plášt tak, že se podélné sousední hrany překryjí a zároveň ztuží převlečeným plechovým profilem tvaru obráceného U o tlouštce stěn 3 mm. K průvlakům jsou jednotlivé žlaby připevněny kovovými příchytkami. Svedení deštové vody se provede zaústěním výpustí do otevřených odpadních žlabů, umístěných pod průvlaky a vyvedených do odpadních trub ve sloupech.The laminate sandwich trough 11, together with the foreheads, is formed by integral winding onto a mandrel of a basic rectangular shape. The fronts 2 of the trough 11 are inclined outwards. The upper edges of the fronts 2 are led outwardly, and through this arch the troughs 2 are laid on the tubular upper strip of girders. The edges of the faces and the longitudinal edges of the trough are reinforced with a laminated Jakl profile. The gutter and front sandwich shells have a thickness of 6 mm each, the core of 100 mm thickness being formed by a honeycomb of pressed glass laminate with 100 x 100 mm square meshes and a continuous central partition, the wall thickness of this core being 2 mm. The shells of the structural element and the winding mandrel are made by the method of precision winding from glass strands 6 saturated with polyester resin. Winding mandrel has the shape of a prism base ^# 3, above which are formed by side walls and end walls £ £ obverse surfaces of laminated sandwich trays 1 and faces the second case the bottom edge of both faces of the laminate are laminated outlet 0200 mm rainwater. The gutters are used to construct the roof cladding by overlapping the longitudinal adjacent edges and at the same time stiffening with the inverted U-shaped sheet metal profile with a wall thickness of 3 mm. Individual gutters are attached to the girders by metal clips. Rainwater is drained by the outlets into open drainage channels located under the girders and led into the drain pipes in columns.

Konstrukční prvek podle vynálezu je určen především k vytváření střešních pláštů, například pro průmyslové a zemědělské objekty, nádražní a letištní haly, výstavní pavilóny, tržnice a podobně. Je významným přínosem ke zprůmyslnění stavebnictví a zvlášt efektivně se uplatní tam, kde se předpokládá působení agresivních látek nebo nebezpečí výbuchu, kde jsou zvláštní požadavky na lehkost, průsvitnost, vzhled aj.The structural element according to the invention is intended primarily for the production of roof cladding, for example for industrial and agricultural buildings, railway and airport halls, exhibition pavilions, market halls and the like. It is an important contribution to the industrialization of the construction industry and is particularly effective where aggressive substances or explosion hazards are expected, where there are special requirements for lightness, translucency, appearance, etc.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. Flat thin-walled structural component of rectangular or triangular plan view of a wound laminate, characterized in that it consists of a longitudinally curved trough (1) with negative Gaus curvature, bounded in longitudinal direction by straight edges (3) and preferably provided with integrally wound faces (2).

2. A winding mandrel for producing a thin-walled structural component according to claim 1, characterized in that the winding mandrel is formed from the walls of the shape of the back faces of the structural elements connected to each other in their boundary lines, the side walls (4) and eventually the front walls (5). ) are arranged in the basic shape of a prism (3 ”), in the extreme case of a rectangular quadrilateral, or a pyramid or body formed by folding two pyramids by bases together, in extreme cases a triangle or quadrilateral.