DE102004031823A1

DE102004031823A1 - Strukturplatte aus Leichtbaumaterial

Info

Publication number: DE102004031823A1
Application number: DE102004031823A
Authority: DE
Inventors: Birgit Mayer
Original assignee: WF WABENFABRIK GmbH
Current assignee: WF WABENFABRIK GmbH
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2004-07-01
Publication date: 2005-03-17
Also published as: DE20312981U1

Abstract

Bei einer Strukturplatte aus Leichtbaumaterial, mit einer Vielzahl aneinander angrenzender Trennwände (12, 13), die eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden, sich zwischen der Platten-Oberseite (14) und der Platten-Unterseite (15) erstreckenden, hohlen Strukturzellen (16) definieren, sind wenigstens zwei Bereiche (17, 18), die aus voneinander verschiedenem Material hergestellt sind und/oder verschiedene Dicken und/oder verschiedene Grammaturen und/oder verschiedene Strukturarten aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strukturplatte aus Leichtbaumaterial, mit einer Vielzahl aneinander angrenzender Trennwände, die eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden, sich zwischen der Platten-Oberseite und der Platten-Unterseite erstreckenden, hohlen Strukturzellen definieren.

Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der US 6,372,322 B1 , sind Strukturplatten mit wabenartiger Struktur bekannt, die aus Wellpappe hergestellt werden. Sie haben einerseits ein relativ geringes Gewicht und sind andererseits aufgrund der Vielzahl in Dickenrichtung der Strukturplatte offenen Strukturzellen druckstabil, sodass derartige Wabenplatten vor allem im Automobilbau gewichtssparend verbaut werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strukturplatte der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die im Vergleich zu herkömmlichen Strukturplatten universeller einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Strukturplatte mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Die erfindungsgemäße Strukturplatte ist gekennzeichnet durch wenigstens zwei Bereiche, die aus voneinander verschiedenem Material hergestellt sind und/oder verschiedene Dicken und/oder verschiedene Grammaturen und/oder verschiedene Strukturarten aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich bei den wenigstens zwei Bereichen um solche, die in der Fläche aneinandergesetzt sind.

Dadurch ist es möglich, verschiedene Bereiche der Strukturplatte an verschiedene Anforderungen eines die Strukturplatte enthaltenden End- bzw. Fertigteils anzupassen. Es lassen sich also Steifigkeit, Festigkeit und Verformbarkeit in Teilbereichen der Strukturplatte gezielt einstellen. Es ist beispielsweise möglich, die Kanten der Strukturplatte mit einem Material höherer Grammatur auszubilden, sodass in diesem Bereich eine höhere Festigkeit erzielt wird, was beispielsweise eine Befestigung an peripheren Bauteilen ermöglicht.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung handelt es sich bei dem Leichtbaumaterial um Pappe, insbesondere Wellpappe und/oder Papier und/oder Kunststoff. Es ist also beispielsweise eine Strukturplatte mit wenigstens einem Bereich aus Pappe und mindestens einem Bereich aus Kunststoff denkbar, wobei die sich im Material unterscheidenden Bereiche ganz unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Biegeelastizität oder dergleichen aufweisen können. Es sind jedoch auch andere Leichtbaumaterialien einsetzbar, beispielsweise Magnesium und/oder Aluminium und/oder Legierungen hiervon.

Bei der Strukturart der Strukturplatte handelt es sich vorzugsweise um eine Wabenstruktur und/oder um eine Wellenstruktur, das heißt, die durch die Trennwände definierten, hohlen Strukturzellen haben die Form von Waben und/oder je nach Betrachtungsweise Wellenbergen oder -tälern. Eine Wellenstruktur kann beispielsweise durch linear verlaufende Trennwände bzw. Materialstränge gebildet werden, zwischen denen wenigstens eine wellenartig verlaufende Trennwand angeordnet ist. Es sind beispielsweise Strukturplatten einsetzbar, die wenigstens einen Bereich mit Wabenstruktur und wenigstens einen anderen Bereich mit Wellenstruktur aufweisen. Es ist auch möglich, zwei oder mehr Bereiche mit unterschiedlich ausgerichteten Wellenrichtungen vorzusehen, beispielsweise wenigs tens einen Bereich mit in Platten-Querrichtung und wenigstens einen Bereich mit in Platten-Längsrichtung ausgerichteten Wellen. Es sind auch andere Strukturarten möglich, beispielsweise Strukturzellen in Form von Rechtecken, Quadraten, Rauten oder dergleichen.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist im Leichtbaumaterial der Strukturplatte ein Verstärkungsmaterial eingelagert, vorzugsweise in Form von Metalleinlagerungen. Bei den Metalleinlagerungen kann es sich um Metallfäden und/oder -fasern handeln. Durch die Metalleinlagerungen lässt sich die Festigkeit, insbesondere die Druckstabilität der Strukturplatte weiter erhöhen. Es sind jedoch auch andere, metallfremde Einlagerungen einsetzbar, beispielsweise Verstärkungsmaterial in Form von Kohlefasern oder dergleichen.

Das Leichtbaumaterial der Strukturplatte kann eine Grammatur aufweisen, die im Bereich von 30 g/m² bis 400 g/m², insbesondere im Bereich von 50 g/m² bis 300 g/m², liegt. Es kann also beispielsweise ein Strukturplatte mit einem Bereich hoher Grammatur und einem Bereich niederer Grammatur eingesetzt werden, wobei im Bereich hoher Grammatur eine relativ hohe Druckstabilität und relativ große Biegesteifigkeit und im Bereich niederer Grammatur eine bessere Verformbarkeit gegeben ist. Zur Erzielung höherer oder niedererer Grammaturen kann beispielsweise der Querschnitt der Strukturzellen vergrößert oder verkleinert werden, beispielsweise in der Art, dass die Wellengröße vergrößert oder verkleinert wird. Bei einer wellenartigen Strukturplatte kann die Wellengröße im Bereich von 0,3 bis 6 mm, insbesondere im Bereich von 0,4 bis 5 mm, liegen.

Besonders bevorzugt ist es, verschiedene Bereiche der Strukturplatte mit verschiedenen Stärken bzw. Dicken auszubilden. Es sind beispielsweise Strukturplatten einsetzbar, die eine Stärke im Bereich von 3 mm bis 80 mm, insbesondere im Bereich von 4 mm bis 65 mm, haben.

Die Strukturplatte kann wenigstens einen Abschnitt aus relativ stark verformbarem Material aufweisen, das zur Anpassung bzw. Anformung an die Kontur eines wenigstens teilweise umzuformenden Körpers vorgesehen ist. Es kann beispielsweise an den Verformungsstellen ein gegenüber dem Rest der Strukturplatte weicheres, biegeelastischeres Material eingesetzt werden, so dass eine Anpassung an die Kontur des aufzunehmenden Körpers möglich ist.

Besonders bevorzugt ist es, die Strukturplatte als Kraftfahrzeugbauteil auszugestalten, beispielsweise als Innenraumbauteil, insbesondere als Teil einer Hutablage oder als Koffer raumbauteil, insbesondere als Teil eines Unterbodens für ein Ersatzrad. Alternativ ist es möglich, die Strukturplatte als Teil eines Innenfutters einer Fahrzeugtür vorzusehen.

Bevorzugt ist die Strukturplatte Teil eines Verbundes, wobei sich auf der Platten-Oberseite und/oder Unterseite noch wenigstens eine, insbesondere geschlossene Deckschicht befindet, beispielsweise ein textiles Deckmaterial.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strukturplatte,
1a eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X von 1, wobei eine Strukturzelle der Strukturplatte gezeigt ist,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Strukturplatte in schematischer Darstellung und
3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Strukturplatte in schematischer Darstellung.
1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strukturplatte 11. Die Strukturplatte 11 besitzt eine Vielzahl aneinander angrenzender Trennwände 12, 13, die eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden, sich zwischen der Platten-Oberseite 14 und der Platten-Unterseite 15 erstreckenden, hohlen Strukturzellen 16 definieren. Beim ersten Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von linear und parallel zueinander verlaufenden Trennwänden 12 vorgesehen, wobei zwischen jeweils zwei linear verlaufenden Trennwänden 12 eine wellenartig verlaufende Trennwand 13 angeordnet ist. Eine solche Struktur kann auch als "stehende Welle" bezeichnet werden.
Wie in 1a dargestellt, wird eine Strukturzelle 16 von jeweils zwei Trennwandabschnitten 13a, 13b der wellenartig verlaufenden Trennwand 13 und einem Trennwandabschnitt 12a der linear verlaufenden Trennwand 12 gebildet.
Die Strukturplatte 11 besitzt wenigstens zwei Bereiche 17, 18 mit voneinander verschiedenen Eigenschaften. Dies ist im ersten Ausführungsbeispiel beispielhaft dadurch dargestellt, dass zwei Bereiche 17, 18 unterschiedlicher Grammatur und Dicke dargestellt sind. Während der in 1 in der linken Bildhälfte dargestellte Bereich 17 relativ weit voneinander beabstandete, linear verlaufende Trennwände 12 und dazwischen liegende, relativ weit geschwungene wellenartige Trennwände 13 aufweist, besitzt der in 1 in der rechten Bildhälfte dargestellte Bereich 18 lineare Trennwände 12, die eng beieinander liegen, und wellenartige Trennwände 13, bei denen der Abstand zwischen zwei Wellenbergen relativ klein ist. Dies bewirkt, dass der weitgewellte Bereich 17 eine niedrige und der enggewellte Bereich 18 eine hohe Grammatur bzw. ein hohes Flächengewicht aufweist. Der Bereich 18 mit hoher Grammatur hat gegenüber dem Bereich 17 mit relativ niedriger Grammatur eine größere Steifigkeit oder Festigkeit, jedoch eine geringere Verformbarkeit, insbesondere Biegeelastizität. Der enggewellte Bereich 18 kann beispielsweise zur Verstärkung der Kanten der Strukturplatte 11 eingesetzt werden, während der weitgewellte Bereich 17 zur Anpassung an einen aufzunehmenden Körper verformt werden kann. Beispielsweise ist es möglich, im Bereich 17 mit niedriger Grammatur eine Mulde einzuformen, die an die Form eines Ersatzrades angepasst ist. Es ist natürlich auch möglich, den enggewellten Bereich 18 zu verformen, dies ist jedoch auf Grund dessen höherer Biegesteifigkeit schwieriger als beim weitgewellten Bereich 17. Die einzelnen Bereiche 17,18 der Strukturplatte 11 können mit einem Klebemittel miteinander verbunden werden.
Die 2 und 3 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Strukturplatte 11. Gemäß dem in 2 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel ist es möglich, Bereiche mit verschiedenen Strukturarten miteinander zu kombinieren, beispielsweise wenigstens einen wellenartig ausgebildeten und wenigstens einen wabenartig ausgebildeten Bereich 17, 18. Es ist auch, wie in 3 gezeigt, möglich, verschiedene Bereiche miteinander zu kombinieren, bei denen die Strukturen unterschiedlich ausgerichtet sind, beispielsweise die Wellen einmal in die Längs- und einmal in die Querrichtung der Strukturplatte 11 verlaufen.
Zusätzlich sind noch andere, nicht dargestellte Ausführungsbeispiele der Strukturplatte 11 denkbar, beispielsweise Bereiche mit voneinander verschiedenen Materialien vorzusehen. Beispielsweise könnte ein Bereich aus Pappe und ein anderer Bereich aus Kunststoff sein.
Es ist auch möglich in das Leichtbaumaterial der Strukturplatte 11 ein Verstärkungsmaterial einzulagern, beispielsweise wie in 1 dargestellt, in Form von Metallfäden 19. Dadurch kann die Festigkeit bzw. Biegesteifigkeit erhöht werden.
Grundsätzlich besitzt die Strukturplatte 11 also Bereiche, die ganz unterschiedliche Eigenschaften besitzen, so dass eine einzelne Strukturplatte 11 ganz unterschiedlichen Anforde rungen gerecht werden kann. Dies macht die Strukturplatte 11 zu einem Multifunktionsbauteil.

Claims

Strukturplatte aus Leichtbaumaterial, mit einer Vielzahl aneinander angrenzender Trennwände (12, 13), die eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden, sich zwischen der Platten-Oberseite (14) und der Platten-Unterseite (15) erstreckenden, hohlen Strukturzellen (16) definieren, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Bereiche (17, 18), die aus voneinander verschiedenem Material hergestellt sind und/oder verschiedene Dicken und/oder verschiedene Grammaturen und/oder verschiedene Strukturarten aufweisen.
Strukturplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Leichtbaumaterial um Pappe und/oder Papier und/oder Kunststoff handelt.
Strukturplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Strukturart um eine Wabenstruktur und/oder um eine Wellenstruktur handelt, wobei vorzugsweise die Wellenstruktur durch linear verlaufende Trennwände (12) mit wenigstens einer dazwischen liegenden, wellenartig verlaufenden Trennwand (13) gebildet ist.
Strukturplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Leichtbaumaterial ein Verstärkungsmaterial eingelagert ist, vorzugsweise in Form von Metalleinlagerungen.
Strukturplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Metalleinlagerungen um Metallfäden (19) und/oder -fasern handelt.
Strukturplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturplatte (11) wenigstens einen Abschnitt aus relativ stark verformbarem Material zur Anformung an die Kontur eines wenigstens teilweise umzuformenden Körpers aufweist.
Strukturplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Kraftfahrzeugbauteil ausgestaltet ist
Verbund mit zwei Außenschichten und wenigstens einer zwischen den Außenschichten liegenden, mit diesen verbundenen Mittelschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Mittelschicht eine Strukturplatte (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ist.