DE1452799A1 - Verfahren zur Verbindung von Sandwichplatten - Google Patents

Description

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Deutsehe Patentamt

8 Mflnohen 2
Swelbrückenstr. 12

ItMMm m*i*+m S 031 τ* 6.11.68

Patentanmeldung 7 U 52 799.2
. Anmelden NOfiD-AVIATION Societe Nationale de Constructions Aeronautiquee, Paria

Verfahren zur Verbindung von Sandwiohplatten Die Erfindung betrifft e£n Verfahren zur überlappenden Verbindung von Sandwiohplatten mit gewelltem Kern· Die»

ser Kern besteht aus mindestens einem Wellblech, daß auf mindestens einer Seite mit einem glatten Backblech bedeckt ist. Diese Bleche sind im allgemeinen oehr dünn, ihre Dieke kann in der Grössenordnung von 0,1 mm liegen. Solche meist durch elektrische Punktschwelοaung hergestellten Sandwiohplatten werden häufig in der

RaumfahrtIndustrie eingesetzt· '

Die Schwierigkelten bei der Verbindung vorgefertigter Sandwichplatten zu gröeseren Stücken ergeben sioh '

daraus, dass die durch die Verbindungsetelle gehenden ; Kräfte meistens nur von den Deckbleohen übertragen to werden können, während der gewellte Kern Infolge seiner Unterbrechung nicht an der übertragung dieser Kräfte • teilnehmen kann. '

ο Bekannt ist ein Verfahren zur Verbindung derartiger * > J^ Sondwlohplatten, bei dem die Platten am Stosa verlmn-""* den werden, nachdem ihre Kanten einer besonderen Zuriohtung mit besonders kleinen Toleranzen In Ebenheit

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6AD ORiG(NAL

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des Beutsche Patentamt, Mttnohen

und Ssradli&igktit tmtersoge^ wuMen. lin solenne Si?,·- richten ist nur aiJgliehj, wenxt ait. A"bm©eauKg®n d«?

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für die iBwendui^ solcher Sandwichplatte?? Soßlieesliea let die unerläsali@h@ Zufuhi?

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F£ofilem_£ d«Ii, die elsgtplmtteten Bücken dusch gerade Mitt@latege verbujicltn, uad iet min-", deste&e auf einer Seite mit einem glatten Beckblacfc. bedeckte Kern» und Beckbisehe ha"btsa eine sehr geringe Dicke tmd sind miteinander durch liaieaföraige ßchweißeung verbunden·

erfiiiöungageaiäsße Verfahren besteht darin» die seit lichen Kanten der miteinander zu verbindenden flatten ac zuzurichten, dass sie eich wie Hut umd Jeder ineinander fügen laesen* indem an &ex laßt© der einen Platte das Wellblech gegenüber dem Deckblech us mindeetena

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eine Teilung (Wellung) zurückgesetzt wird, und zwar wird der Schenkel der Wellung am Rücken abgetrennt (offene Wellung), und der Rücken nicht mit dem Oeck_r blech verschwelest wird (lose Wellung), während an der Kante der anderen Platte das Deckblech gegenüber dem Wellbleoh um eine Teilung (Wellung) zurückgeaetet und Hinderten« mit der ersten ron ihm noch überdeckten Wellung nioht verschwelest wird, und zwar wird die vorstehende Wellung in etwa halber Höhe ihres In Einachubriohtung vor ihrem Rücken liegenden Schenkels abgeschnitten (halb offene Wellung).

Dieser Torgang und die sich ergebende Verbindung werden im folgenden als Lasohenstoes beseichnet. Hierbei enthält das Hutelement einer Platte eine lose Halbwellung, deren Rücken verlängert ist, und das ?ederelement einer Platte enthält eine lose, nioht geschlossene Wellung bowie mindestens eine normale lose Wellung, die an die . nioht geschlossene Wellung angrenzt» Unter einer losen Wellung wird eine nicht mit dem Deckblech verschweieste Wellung verstanden.

Di· au Nut- und Fedtreleaent gehörigen Deckbleche ver-▼ollsti*4ifea den Stoee de* iandwicbplatten dadurch, 4a·· di# SCiAHn Plattenkanten ineinandergefügt werden, bis der Bohenkel der irt!liegenden, halb offenen Wallung «•gen den Schenkel der xuriickgesetBten offenen Wellunf anatas·** wobei das überstehende Deckblech die beiden ■ich UKf ·*·enden Halbwellungen und das «urüokgesetet· Deckbleoh vorstoasartig bedeckt. Die Blech· des Pederelementes enden so, dass si« niemals gegen den verlängerten Rücken der offenen Halbwellung stossen können.

Da· Verfahren besteht weiter darin, dl· beiden xu v«rblnd«nden Platten durch gegenseitige Verschiebung

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auesuriehten, feie ei· die gewünschte gegenseitige Stellung einnehmen, und die Verbindung zu rollenden durch mindestens cwei Punkteohweissnähte, die eine auf dem Bücken der sich umfassenden Wellungen, die andere auf dem Rücken der auf die halb offene Wellung folgenden Wellung auf der Seite, die der Federseite einer Platte entspricht.

In einer Abwandlung des Verfahrene ersetzt man das Deckblech, das beim Nutelement der Platte den Vorstoss bildet, durch eine lose Lasche,, und die der offenen Halbwellung benachbarte Wellung bleibt lose. Man befestigt die Lasche durch mindestens' drei Schweissnähte, eine erste, die zu dieser losen Wellung gehört, und die beiden anderen sind die der normalen Verbindung.

Das Verfahren hat den Vorteil, dass eich die Deckbleche zweier miteinander zu verbindenden Sandwiohplatten genügend überdecken und so die eu einer guten Verbindung erforderliche Anzahl von Schweisspunkten anzubringen gestatten, während, zugleich die Kontinuität der gewellten Plattenkerne nicht unterbrochen wird.

eieioherweiee hat das Verfahren den Vorteil, das gegenseitige Ausrichten der Platten wegen der je naoh OestAlt der Platten verfügbaren Preiheitsgrade eu erleichtern» weil es ein leichtes gegenseitiges Verschieben der benachbarten Platten erlaubt· Der Laschenstoss erlaubt eine gegenseitige Verschiebung der Sandwichplatten um einen Betrag, der von der Länge des verlängerten RUkkens der offenen Halbwellung abhängt,

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben oich aus der folgenden Beschreibung verschiedener Anwendungen des erfindungegeeäBBen Verfahrens anhand der Zeichnung". In dieser zeigern

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Jig. 1 und 2. schematisch jeweils eine Wellblechform für den Kern, sowie deren Verbindung;

Fig. 3 bis 6 jeweils schematise*! erfindungsge-

jnäase Yerbindungsarten von zwei Sandwichplatten, deren Kern nach Fig. 2 gestaltet ist,

Flg. 7, &t 9 die Zurichtung der Kanten, die sich . bei zwei zu verbindenden Platten

nach der in Fig. 3 sichtharen Verbindungsart gegenüber liegen, und den Stose der Platten sowie die sit verbindenden Sahweissnähte;

?ig* 10 schematicoh mit einer teilweisen Weg-

lassunf den Kern nach Pig. 3 einer Platt· al· Bauteil für eine kegeletumpfartige Konstruktion}

,·
fif» 11 ein· Ttrbindunf eweier Platten nach

Pig. 5 ohne Yerdickungj Fig. 12 eine Verbindung von ewei Platten

nach Fig. 5 durch lose Laaohenj

Fig. 13t 14-» aoheaetiech verschiedene mögliche 5. un § Formtn von Sandwichplatten, die je-. weil· miteinander verbunden werden kennen.

Alle dargestellten und unten beschriebenen Anwendungearten betreffen Lasohenetöaee, bei denen das ?ederele-■ent alt einer nioht geecaloesenen Welluug beginnt_r der zwei normale, mit den Deckblechen nicht verbunden· Teilungen folgen, eine Anordnung, die gegenwärtig al·

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offensichtlich beste zu betrachten 1st.

In Pig. 1 und 2 werden die Sandwichkerne einmal durch die Wellbleche Z_& und 2^ und das andere LIaI durch die Wellbleche 1 und 1^ gebildet. Die Wellung nach Pig. I ist enger gefaltet (schmalerer Rücken) als die nach flg. 2. Ebenso ist der Mittelsttg, der zwei benachbarte Wellungen trennt, in gleicher Weise kürzer.

Durchgehend werden zur Bezeichnung gleicher Elemente, die gleichen Beaugsttiehtn verwendet ι der Index ρ wird angefügt, wenn es sich us ein Element der ersten Platte einer Verbindung handelt und der Index's, wenn es sich um ein Element der swtlten Platte dieser Verbindung handelt.

In Pig. 3 let eint erste Platts, die einen Kern aus

zwei Wellblechen 1_ -und f. und swei ebtne Deokbleche

ap op

1 und 1*- besitzt, mit einer «weiten Platte verbunden, die in gleicher Welts einen Kern aus zwei Wellblechen und K_- und zwei Deokbleche 1_Cfl und 1^₈ besitzt.

Bit flg. 4» 5 und 6 ·eigen jeweils die Verbindung von •wti Platten, von denen jede einen lern aus zwei Wellblechen, dtrtn Wellungen zueinander parallel sind, und tin einsiges Deokblech besitzt, weiterhin die Verbindung von zwei Platten, dtrtn Jede einen lern aus tints βiniigen Wtllbltch und tin tinaiges ebenes Deckblech beil tat, und aohlieselich dit Verbindung von swei Platten, von denen jede ein einziges Wtllblech und zwei Deckbleche besitzt. .

Es ist zu bemerken, dass dit bei den Sandwichplatten der flg. 3 bie 6 benutzten Wellbleche von dtr in Fig. dargestellten Art sind sit breiten Rücken und Mitttlstegon.

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Dl· erfindungegeraäöBe Verbindung von zwei Sandwichplatten, die sohematisch auf Fig. 3 dargestellt ist, wird $ et et im einzelnen beschrieben für den Pail rechteckiger Platten, und zwar in Bezug auf die Fig. 7 bis 9f die die Verbindung in drei Stadien zeigen: Zurichtung der Plattenkanten in Fig. 7, Stoesen der Platten in Fig. 8, Verschweieaen in Fig. 9·

Di· seitlichen, iu verbindenden Kanten werden auf folgend· Veite zugerichtetι Sie eine dieser Kanten be-■itst eine freie, aber nicht geschloaaene Wellung 10} die beiden benachbarten Wellungen 11 «nd 12.sind loee, d.a., no oh nicht alt den Deokbleehen 1^ und 1 versehweiest, und diese beiden Deokbleohe enden etwa senkrecht über dem Kitteisteg 13» der die offene Wellung und die benachbarte lose Wellung 11 trennt· Diese Anordmtnf tmteprioht de'a Federeleoent dee Stoeses. Die andere Kapta besitzt eine lose offene Wellung Hi deren Sticken 1$ ungefähr doppelt eo lang 1st wie der einer normalen Wellung, und die beiden Deckbleche 1_da und 1_0JS sind derart rerlängert, daoe sie die freie offene Wellung 10 und die beiden loeen Wellungen 11 und 12 bedecken können, wenn der Stoss gefügt ist. Diese zuletit genanntem felle bilden daa Hutelement.

Zs Stadium der Fig. 8 1st ein· gegenseitige Verschiebung alt iwel Freiheitegraden »öglioh und »war innerhalb einer Grenze, die ron der Länge deο rerlängerten lückeae 15 der offenen Halbwellung 14 abhängt, wobei wohlreratanden dl· Länge 16» ua die das DeckblecM 1_di Über den Rücken der loaen Wellung 12 ninauegreift, sowie d^e Lange 17, um die in entgegengesetzter Riohtung jlas Deckbleeh 1_dp über den Rücken der losen Wellung 11 fel*aua**eift, alt der Länge M des verlängerten Äk kens H rerträglich sind. .

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Dit beiden Preiheitsgrade des Stoeses werden dazu "benutzt, die beiden Platten innerhalb der soeben bestimmten Grenzen gegenseitig auszurichten. So können die Platten parallel oder schräg zueinander angeordnet werden.

Sie beiden Platten werden ans ο'"Ii β äsend miteinander längs Schweissnäht en verschwelest, die durch Vergleich der Pig. 8 und Pig. 9 erkennbar sind. Si· Schweias-•lektrotien I^ und ig der hierzu benutzten Schweissma- »&hlik9 eiüd schenatisoh auf Fig. 9 gestrichelt dargestellt. Born· g_1# $2 ^u*^v* ^Bind ^ⁿ die. Wellungen eingeführt, um das Sindrücken der Platte infolge das Elektrodendruclr«B xu r«rhindern und üb den Stroadurchgang tu fewährleiottn. Dl· gegenseitig· Ausrichtung dtr Platten kann dadurch aufrechterhalten werden, dass man dl« lud«n der Born· über dl· Plattenseiten hinaufgehen läset und swlsohen die Dornenden Distanestttck· e *inftthrt.

Wenn «an sich nun vorstellt, dass die Fig. 7, 8 und 9 jeweils nicht aehr rechteckig· Sandwichplatten darstellen, eeaderc trapesfOrnlge, β·1 denen wie in FIf. 10 dl« 18h· α der Wellungen «ad die Breite % der TeI-lvBfebasls koastant sind, während der Aestamd f der Rttekenmittellinlen.sweier benachbarter Wellungen sioh verändert, wenn nan läse» einer Wellunf tob der einem teundstlte der Platte »ur anderen ««ht, so 1st ohne weiteres erkennbar, dass dieee beiden Platten so Miteinander verbunden «erden kennen, als ob sie rechteckig wären. Der Lasohenstoss besltst also ebenfalls twei Freiheitsgrade. .

• . -■

Die Flg. 10 seigt einen gekrttarten Kern aus swel fell-'

blechen, dessen eine oder beide Außenseiten alt eine· glatten, nloht dargestellten Deckbleah versehen sein

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können. Eine solche Sandwichplatte bildet ein Bauteil alt einer Aussenfläche in Form eines Kreiekegelstuiapfee, welche« durch oeine Schnittlinien mit zwei durch die Aohse de· Kreiekegele" gehenden Ebenen seitlich begrenzt wird. Die Höhe h und die Breite j der feilungen sind konstant, dagegen verringert sich der Abstand f «wischen den Mittellinien zweier benachbarter Eüoken umso mehr, je mehr man eich der kleineren Seite des Kernee nähert.

Ss ist ohne weiteres erkennbar, dass es bei einer naoh dem vorliegenden.Verfahren erfolgenden Zurichtung der Seitenkanten von Sandwiohplatten, die aus gewellten lernen entsprechend Jig. 10 aufgebaut Bind, möglich «•in wird, die Tederseite einer Platte in die Nutseite der Kachbarplatte zu fügen» und dieaer Stoos wird die gegenseitige Verschiebung der Platten in der gleichen Grenae wie in Pig. 8 gestatten, d.h. soweit, wie das dem verlängerten Rücken 15 entsprechende Teil dies gestattet. Sach der gegenseitigen Ausrichtung der Platten können wieder die SohweieenUhte gesogen werden.

Die Pig, 15 bis 16 zeigen schematiech verschiedene Platteaarte», bei denen das vorliegende Verbindungaverfahren aowenÄber ist, wobei man jedoch nicht auaesr Aoht lassen darf, dass Höhe h und Breite j der Teilungen bei. jeder der su verbindenden Platt*» unveränderlich sind und dass von einer Plattenaeite zur anderen lediglich der Abutand f zwiochen den Mittellinien zweier benachbarter Rücken veränderlich ist. Flg. 13 zeigt zwei ebene rechteckige oder trapezförmige Platten, Pig. H zwei Platten wie die vorangegangenen, die jedoch gewölbt sind, ?ig. 15 zwei zylindrische oder "kegelstumpf förmlge Platten (der Kern der keselstumpfförmigen Platte, ißt dem in 3?ig. 10 äargeetellan analog), und Pig, 16 zeigt zwei Platten wie j?ig. 1ϊ>, die jedoch gewölbt sind.

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Um sich die Gesamtheit der Fälle, In denen die vorliegende Erfindung anwendbar ist, zu vergegenwärtigen, darf man nicht auseer Acht lassen, dass jede der auf Fig. 13 bis 17 dargestellten Platten nur ein einzigee Deckblech besitzen kann.

Ee ist zu bemerken, dass der Stoss nur einen Preiheitsgrad besitzt, wenn die bedeckten Aussenflachen der miteinander zu verbindenden Platten nicht eben sind. Mit anderen Worten, die zugerichteten Plattenkanten können oich gegenseitig nur noch in einer bestimmten Richtung verschieben, aber si· können eich nicht mehr um einen gemeinsamen Punkt leicht gegeneinander schwenken. Es ist jedoch zu sagen, dass Plattenaussenflachen, die zu einer gemeinsamen Kugel gehören, eine Ausnahme bilden.

Ss ist iiBir nöglioh, sieht Jig. 11, duroh einen WaIivorgang neon dta Schweieten die eich übtr die (in di· offen· Halbwelltang H gefügt«) off en· Heilung 10 β owl· über di· beiden Wellungen 11 und 12 erstreckende lasehe de» Deokblechee 1_d)R einsusiehen, und «war derart, dass durch eine Formung de» Blechet 1. bei awei verbundenen Platten keine Verdiekung auftritt·

Sbeneo, alehe Vif. 12, kenn nun das Deckbleoh 1_dfl solion vor der offenen Halbwellung H aufhören lasten und an seiner Stell« alt Verlängerung eine lote Lasche 16 überlappend anbringen, wobei die Lasohe wie der VqretosB verschwelest wird, jedoch no*zusätzlich über der der offenen Wellung vorausgehenden teilung. ·

Das erfindungsgemässe Verfahren liefert bei seiner Ausführung ein einfaches und wirtschaftliches Mittel zur festen und genauen Verbindung von gleichartigen Sandwichplatten mit gewelltem Kern. Daa Verfahren itt anwendbar bei Platten unterschiedlichen Aufbaue und unterschiedlicher Gestalt, und man kann damit

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verschiedenartige und vor allem auch grosse Konstruktionen herstellen· So ist es möglich, 32 Plattenelemente in der Art der fig. 15 mit relativ zu ihren Abmessungen üblichen Toleranzen miteinander su verbinden sux Herstellung einer kegelstumpfartigen, geschlossenen, sehr genauen Konstruktion aus nletitrdsteadem Stahl, deren grosser Durchmesser etwa 3 m» deren kleiner Durohmesser etwa 2 m und deren Höhe etwa 1,80 a beträgt.

Zahlreiohe andere Anwendungen sind möglioh, und Einzelheiten lassen sioh ändern, ohne den Erfindungsgedttnken su verlassen·

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Claims (1)

das Deutsche Patentamt, München Pat ent ansp rü qhe

1. Verfahren zur überlappenden Verbindung von Sandwichplatten, deren Kern aus mindestens einem Wellblech mit trapezförmigen Profilen besteht, das mindestens auf einer Seite mit einem glatten Beokbleoh bedeckt und mit diesem durch linienförmige Punktechweiseung verbunden ist, längs ihrer Wellungen_? dadurch gekennzeichnet,

dass die seitlichen Kanten der miteinander zu verbindenden Platten ao zugerichtet werden, dass sie sich wie Hut und !Feder ineinanderfügen lassen, indem an der Kante der einen Platte (β) das Wellblech (1a . 1b_e)

8 El

gegenüber dem Seekblaeä (ic. td ) um mindestens eine Teilung (W«llim$) aurüekgeaetst wird, und zwar wird der 3©henk«l der Wellung am Hüoken (15) abgetrennt (offene Wtllung), und der Bücken nicht mit dem Beckbitch v«raehw«isftt wird (lose Wellung), während an der Kante der anderen Platte (p) daa Deckblech (1c , Id ) gegenüber dem Wellblech um eine Teilung (Wellussg) zurüekgesetst und mindestens mit der ersten von ihm noch überdeckten Wellung nicht verechvreisst wird, und zwar wird die vorstehende Wellung (10) in etwa halber Höhe ihre» ia Eineehubrichtung vor ihrem EÜcken liegenden Schenkel« abgeschnitten (halb offen· Wellung),

das« die beiden Plattenkanten ineinandergefügt werden» bis der Schenkel der freiliegenden, halb offenen Wellung gegen den Schenkel der zurückgeaetzten offenen Wellung anatösst, wobei daa überstehende Deckbleeh die beiden sich umfassenden Ealbwellungen (10, 14) und das zurückgesetzte Deckblech voratoeaartig bedeckt

dass die beiden zu verbindenden Platten durch

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gegenseitige Verschiebung auegerichtet werden, bis sie die gewünschte gegenseitige Stellung einnehmen, und

dass die Verbindung vollendet wird durch mindestens zwei Punktsehweissnähte, die eine auf dem Rücken der eioh umfassenden Wellungen (10, H), die andere auf dem Rücken der auf die halb offene Wellung folgenden Wellung (11) auf der Seite, die der Federseite einer Platte entspricht.

2· Verfahren zur Verbindung von Sandwichplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil dee Deokbleches der Verbindung, der die gemeinsame Höhe i

der Deokbleoh· der miteinander verbundenen Platten überat«igt, durch einen Walsvorgang eingezogen wird·

3· Verfahren xwe Verbindung von Sandwichplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Deckblech, da· bein Hxxtelement den Voratoss bildet, durch ein· lose La«eh· (16) ersetzt, wobei die der offenen Halbwellung (14) benachbarte Wellung lose bleibt, und das« Man ti· lasche durch mindesten» drei Schweissnäht· befestigt, von denen ein« asu dieser losen WeI-* lung gabBrt und die beiden anderen die der normalen Verbindung sind (Pig. 12).

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