DE10158276C1

DE10158276C1 - Formbauteil aus querversteiften Höckern

Info

Publication number: DE10158276C1
Application number: DE2001158276
Authority: DE
Inventors: Dirk Bohmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Borit NV Be
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2021-11-29

Abstract

Offenbart ist ein Formbauteil aus querversteiften Höckern, das aus zwei gleichartig hergestellten Formbauteilen besteht, die ineinanderliegend flächig oder linienförmig über die Seitenflächen der beidseitigen Höcker beider Formbauteile im Kontakt stehen oder auch in den Tiefflächen der Höcker mit der gegenüberliegenden Basisplatte verbunden sind und gleichzeitig eine weitere Steifigkeitserhöhung durch zusätzliche innere Höcker erfahren. DOLLAR A Durch diese querversteifenden inneren Höcker wird eine an den Außenseiten angebundene Deckschicht wirksam im Öffnungsbereich unterstützt, wobei die Gesamtsteifigkeit des Sandwichs wie auch die lokale Quersteifigkeit ansteigt.

Description

Speziell für den Einsatz als Kern eines Sandwichs sind Strukturen bekannt, bei de nen Höcker aus der Fläche einer Platte geformt werden. Wird die Geometrie dieser Höcker derart angepasst, dass ein zweites, gleich hergestelltes höckergeformtes Formbauteil nach Drehung um 180°, und eines Versatzes in der Plattenebene sich exakt von unten in das erste Formbauteil einfügt, kann eine hohe Biegesteifigkeit erzeugt werden. Diese Biegesteifigkeit ist um so höher, je mehr Höckerflächen der beiden Formbauteile im Kontakt liegen und untereinander verbunden sind. Hier eig nen sich vor allem Achtecke und Sechsecke, von denen vier oder drei Seitenflächen des ersten Formbauteils mit den Seitenflächen der gegenüber liegenden Höcker des zweiten Formbauteils verbunden sind, und wo die Höckertiefflächen des ersten Formbauteils mit den Gurten des zweiten Formbauteils verbunden sind.

Eine andere Methode zur Versteifung eines Bleches ist aus DE-G 71 36 832 be kannt. Hier wird ein Blech trapezförmig in einer Richtung profiliert, wodurch die Bie gesteifigkeit erhöht wird.

Bei den höckerigen Bauarten tritt jedoch immer ein Problem auf: Bedingt durch die Umformbarkeit des verwendeten Plattenmaterials, können die Seitenflächen der Hö cker nicht beliebig steil ausgeführt werden. Das bedingt, dass tiefe Höcker auch eine sehr große Öffnungsfläche in der Basisebene der Formbauteile erzeugen. Werden diese Strukturen als Kern eines Sandwichs verwendet, muss die Deckplatte so aus gelegt werden, dass sie die Höckeröffnung ausreichend steif überdeckt. Dazu kommt, dass sich bei Druckänderungen der Luft in den so geschaffenen Höckerhohl räumen (z. B. durch Erwärmung) Beulen in der Deckschicht bilden können, die die Ebenheit der Sandwichoberfläche beeinträchtigen und zu einer Verminderung der Sandwichsteifigkeit führen.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Wird die Geometrie der Höcker weiterhin so ausgelegt, dass sich die Seitenflächen oder die Kontaktlinien der Höcker aus dem ersten Formbauteil mit den gegenüberlie genden andersherum orientierten Höckern des zweiten Formbauteils berühren bzw. dort verbunden sind, oder ebenso auch die Hochflächen oder Hochpunkte der Höcker des ersten Formbauteils mit den Gurtflächen des gleich hergestellten zweiten Formbauteils in Berührung stehen, bzw. diese auch dort untereinander verbunden sind, können nun in diese Höckertiefflächen der beiden Formbauteile wiederum be liebige Höckerstrukturen eingebracht werden. Diese neuen Tiefflächen oder Tief punkte (von der gleichen Seite betrachtet, sind es jetzt eigentlich Hochflächen) lie gen vorteilhaft wieder in der gegenüberliegenden Basisebene und bilden dort flächi ge oder punktuelle Unterstützungen für ein zusätzlich angesetztes Deckblech. Dabei bleiben ringförmige Kontaktbereiche der ursprünglichen Höckertieffläche als Verbin dungsfläche oder Verbindungslinie mit der Basisebene des zweiten Formbauteils erhalten. Dies kann, je nach Umformbarkeit des verwendeten Materials auch mehr fach innerhalb eines Höckers wiederholt werden. Diese neuen inneren Höcker kön nen in beiden Formbauteilen gleiche oder auch unterschiedliche Formen aufweisen. Durch diese Erfindung werden sehr wirkungsvoll die Deckbleche innerhalb der Öff nungsfläche eines Höckers unterstützt, zusätzliche Verstrebungen eingebracht und damit die lokale und globale Steifigkeit erhöht. Die großen Flächenanteile für die Fü geverbindung der beiden Formbauteile bleiben an den wichtigen Stellen erhalten. Die Flächenanteile für die Verbindung mit den Deckschichten wird jedoch erhöht, so dass sich diese Formbauteile optimal als schubübertragender Kern eines Sandwichs eignen.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungsfiguren näher erläutert, die folgendes zeigen:

Fig. 1 zeigt das bisherige Problem sowie das Prinzip der Erfindung nach Patentan spruch 1. Während das Deckblech in der unteren Zeichnung nur an den Höckerrän dern gehalten ist und sich damit leichter in die Höckeröffnungsfläche drücken lässt, wird in der oberen Zeichnung das Deckblech durch einen weiteren inneren Höcker unterstützt.

Fig. 2 zeigt das Formbauteil aus querversteiften Höckern, welches aus einer acht eckigen Öffnungsfläche und einem weiteren achteckigen inneren Höcker besteht. Aus den Tiefflächen der Höcker wird ein innerer Höcker geformt, dessen neue Tief fläche (5) (von der gleichen Seite betrachtet ist es jetzt eine Hochfläche) wieder in der Basisebene (1) liegt. Von der vollflächigen Kontaktstelle mit der Basisplatte des zweiten Formbauteils bleibt ein ringförmiger Kontaktbereich (3 und 4) erhalten. Die beiden Formbauteile liegen weiterhin an den Seitenflächen (2) der Höcker unterein ander in Kontakt.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf ein Formbauteil sowie den Schnitt A-A mit einem zwei ten darunter liegenden Formbauteil (nur ein Höcker, der gestrichelt dargestellt ist). Die Basisebenen der Formbauteile (1 und 7) sind die Außenflächen der zusammen gesetzten Formbauteile, an denen Deckschichten angebunden werden können. Die ringförmigen Kontaktstellen (3) der Höcker aus dem oberen Formbauteil und des un teren Formbauteils (4) liegen in den mit etwas Abstand dargestellten Formbauteilen im Schnitt A-A mit der Basisebene (7) bzw. (1) des jeweils anderen Formbauteils in Kontakt. Die Tieffläche (6) des unteren inneren Höckers liegt auf dem Niveau der unteren Basisebene (7); die Tiefflächen (Hochflächen) der aus der oberen Basisebe ne (1) geprägten inneren Höcker (5) liegen auf dem Niveau der Basisebene (1) des oberen Formbauteils. Die Kontaktstellen der Höckerseitenflächen (2) der beiden Formbauteile wurden kreuzschraffiert dargestellt.

Fig. 4 zeigt das erste und zweite Formbauteil, die aus achteckigen Höckern geformt sind, bevor sie zusammengesetzt werden. Die Höcker sind wieder so beschaffen, dass sich nach dem Ineinandersetzen die Seitenflächen der Höcker beider Formbau teile berühren und gleichzeitig die ringförmigen Höckertiefflächen (bzw. Höckerhoch flächen des unteren Formteils) mit der Basisebene des gegenseitigen Formteils im Kontakt liegen. Der innere Höcker ist dabei ebenfalls als Achteck ausgebildet und liegt in seiner neuen Hochfläche (bzw. Tieffläche beim unteren Formteil) wieder in der Basisebene aus dessen Material der Höcker gebildet wurde.

Fig. 5 zeigt analog zur Fig. 4 einen achteckigen querversteiften Höckeraufbau jedoch mit einem inneren Höcker, der als Kegelstumpf ausgebildet wurde.

Fig. 6 zeigt die Anordnung von zwei ineinander greifenden Formbauteilen mit kalot tenartigen Höckern. Die kreuzschraffierte Fläche zeigt die Basisebene des oberen Formbauteils. Strichpunktiert wird die Lage des von unten verdreht und versetzt ein gesetzten gleichartigen Formbauteils aus Kalotten angezeigt. Die großen Kreise (1) zeigen dabei den Beginn der kreisförmigen Einbuchtung, die noch auf der Basisebe ne des jeweiligen Formbauteils liegt. Die kleinen Kreise zeigen die linienförmige Kon taktstelle des Kalottenhöckers des oberen und unteren Formbauteils mit den Basisebenen des jeweils anderen Formbauteils. Diagonal im Schnitt ist das Wellenprofil erkennbar, das durch den inneren Kalottenhöcker erzeugt wird, dessen Hochpunkt (2) im Schnitt bzw. (5) im Grundriss wieder in der Basisebene des Formbauteils liegt, aus der der Höcker geformt wurde. Die Stelle (3) zeigt den linienförmigen Kontakt im Schnitt und die Stelle (4) im Grundriss an den Seitenflächen der Kalottenhöcker der beiden Formbauteile.

Fig. 7 zeigt zwei Formbauteile mit einer Höckerform, die aus Sechsecken bestehen. Der innere Höcker ist ebenfalls als Sechseckhöcker ausgebildet. Auf den Basisebe nen bilden sich drei kreuzende Gurtlinien, die eine besondere Homogenität des Bau teilverhaltens erzeugen (isotrope Steifigkeit).

Fig. 8 zeigt ein Formbauteil im Grundriss und im Schnitt A-A mit der Anordnung von Sechseckhöckern mit einem inneren Höcker, der als Kegelstumpf ausgebildet ist. Die Nummern bezeichnen dabei die Flächen- oder Ebenenbereiche die sich im Schnitt bild wiederfinden, um die Konstruktionsweise zu verdeutlichen.

Claims

1. Formbauteil aus querversteiften Höckern,
bestehend aus gleichartig hergestellten ersten und zweiten, einseitig aus der Basisebene herausgeprägten Höckern,
wobei auf jeder Basisebene ebene Gurtflächen zwischen den Höckeröffnun gen entstehen, und
wobei das erste Formbauteil mit dem um 180 Grad gedrehten und von unten in der Ebene versetzt eingesetzten zweiten Formbauteil flächig oder linien förmig über die Seitenflächen der beidseitigen Höcker beider Formbauteile im Kontakt steht
und sich zwischen den Höckertiefstellen des ersten Formbauteils mit der Ba sisebene des zweiten Formbauteils ringförmige, flächige oder linienförmige Kontaktstellen bilden,
die aus einem entgegengesetzt eingebrachten inneren Höcker entstehen, dessen neue Tieffläche oder neuer Tiefpunkt wieder in seine Basisebene zu rück versetzt wird.

2. Formbauteil aus querversteiften Höckern nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die ringförmigen, flächigen oder linienförmigen Kontaktstellen der Höcker des ersten Formbauteils mit der Basisebene des zweiten Formbau teils verbunden sind.

3. Formbauteil aus querversteiften Höckern nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formbauteile flächig oder linienförmig über die im Kon takt liegenden Seitenflächen der Höcker verbunden sind.

4. Formbauteil aus querversteiften Höckern nach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höckeröffnungsformen in der Basisebene der Form bauteile aus Sechsecken bestehen, woraus sich eine dreiecksförmige Gurtstruk tur ergibt.

5. Formbauteil aus querversteiften Höckern nach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höckeröffnungsformen in der Basisebene der Form bauteile aus Achtecken bestehen, woraus sich zwei kreuzende Gurtstrukturen ergeben.

6. Formbauteil aus querversteiften Höckern nach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höckeröffnungsformen in der Basisebene der Form bauteile aus Kreisen bestehen (Kalotten).

7. Formbauteil aus querversteiften Höckern nach Patentanspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formen der Höcker aus Formkombinationen (z. B. Achtecköffnung auf Viereckgrundfläche) erstellt werden.

8. Formbauteil aus querversteiften Höckern nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch geringfügige, durch zusätzlich eingebrachte Ebenen, Fasen, Abrunden der Höckerkanten oder dgl. gebildete Modifikationen der Höckerform zu 10, 12, 14, 16-Ecken usw.

9. Formbauteil aus querversteiften Höckern nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an einer oder beiden Basisebenen der Form bauteile eine angebundene Deckschicht angeordnet ist.

10. Formbauteil aus querversteiften Höckern nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere dieser ineinander gesetzten Formbau teile über die übereinander liegendenden Gurtflächen miteinander verbunden werden.

11. Formbauteil aus querversteiften Höckern nach einem der vorhergehenden Pa tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formbauteile durch Kleben, Schweißen, Nieten oder Löten verbunden werden.