DE202014101671U1 - Optimal sandwich core structures and molds for the mass production of sandwich structures - Google Patents

Optimal sandwich core structures and molds for the mass production of sandwich structures Download PDF

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Abstract

Sandwichstruktur (10), umfassend: (a) eine Kernschicht (12), die abgeflachte Höcker (16) und abgeflachte Täler (18) umfasst, wobei die Höcker in alle Richtungen zueinander beabstandet sind, wobei jeder Höcker eine im Wesentlichen flache und peripher kreisförmige Verbindungsfläche (A1) hat und wobei jedes abgeflachte Tal eine im Wesentlichen flache Fläche (A2) hat, wobei die Kernschicht eine Anfangsdicke (t) hat und Mittelpunkte der benachbarten Täler um einen Abstand (SL) in L-Richtung und (SW) in W-Richtung, senkrecht zur L-Richtung, beabstandet sind, (b) eine erste äußere Schicht (20), die an den Höckern auf einer Seite der Kernschicht befestigt ist und sich zwischen den Höckern erstreckt, (c) eine zweite äußere Schicht (24), die an den Höckern auf einer entgegengesetzten Seite der Kernschicht befestigt ist und sich zwischen den Höckern erstreckt, (d) wobei eine Gesamtkernschichthöhe nach Bildung der Sandwichstruktur C ist, und ein Verhältnis von t/C kleiner oder gleich 0,15 und größer als 0,02 ist, und (e) wobei der Raum zwischen den Sandwichschichten keine Wabenmuster definiert.A sandwich structure (10) comprising: (a) a core layer (12) comprising flattened bumps (16) and flattened valleys (18), the bumps being spaced apart in all directions, each bump being a substantially flat and peripherally circular Has connecting surface (A1) and each flattened valley has a substantially flat surface (A2), the core layer having an initial thickness (t) and centers of the adjacent valleys by a distance (SL) in the L direction and (SW) in W Direction perpendicular to the L direction, (b) a first outer layer (20) attached to the bumps on one side of the core layer and extending between the bumps, (c) a second outer layer (24 ) attached to the bumps on an opposite side of the core layer and extending between the bumps, (d) wherein a total core layer height after the sandwich structure is formed is C, and a ratio of t / C is less than or equal to is 0.15 and greater than 0.02, and (e) the space between the sandwich layers does not define honeycomb patterns.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Die vorliegende Anmeldung ist eine „continuation in part”-Anmeldung [Teilfortsetzungsanmeldung] der US-Anmeldung 13/419,613, eingereicht am 14.03.2012, wobei diese Anmeldung durch Bezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.The present application is a "continuation in part" application [divisional application] of US Application 13 / 419,613 filed on Mar. 14, 2012, which application is incorporated by reference in its entirety into the present application.

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen strukturelle/multifunktionale Materialdesigns und Verfahren für deren Herstellung, und insbesondere Sandwichkernstrukturen, die aus ursprünglich flachen Platten hergestellt werden, sowie Verbindungstechniken, um zellulare Festkörper mit periodischen Mikrostrukturen zu bilden.The present invention relates generally to structural / multifunctional material designs and methods of making the same, and more particularly to sandwich core structures made from originally flat plates and to bonding techniques to form cellular solids with periodic microstructures.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Zellulare Festkörper sind hochporöse raumfüllende Materialien mit periodischen oder zufälligen Mikrostrukturen. Die effektiven Eigenschaften von zellularen Festkörpern reagieren empfindlich auf die Geometrie der zugrundeliegenden Mikrostrukturen und die Eigenschaften des Basismaterials, aus dem diese Mikrostrukturen hergestellt sind. Bei künstlichen zellularen Festkörpern ist die Steuerung der mikrostrukturellen Geometrie und der Eigenschaften des Basismaterials eine der wichtigsten Herausforderungen bei der Herstellung. Geschäumte zellulare Festkörper zeichnen sich üblicherweise durch eine zufällige Mikrostruktur der Schaumzellen aus, die normalerweise von einer schwachen gewichtsspezifischen mechanischen Leistung gekennzeichnet ist. Für Strukturen der Art flache Tafeln können zellulare Festkörper zwischen zwei Stirnplatten angeordnet werden, um eine Sandwichtafel zu bilden. Wabenkörpersandwichtafeln sind insbesondere für ein ausgezeichnetes Verhältnis von Biegesteifigkeit zu Gewicht bekannt. Jedoch scheint es unmöglich, metallene Wabenkörper-Verbundplatten in einem kostengünstigen Massenproduktionsvorgang herzustellen. Unidirektional gewellte Mikrostrukturen, wie z. B. die Kernschicht in einem Karton, können sehr kostengünstig hergestellt werden. Jedoch liegt deren gewichtsspezifische mechanische Leistung normalerweise unter der von Wabenkörper-Verbundplatten. Insbesondere bei einer Verwendung in der Metallsandwichkonstruktion ist der Verbindungsbereich zwischen der Kernstruktur und den Stirnplatten häufig zu klein, um die gesamte Scherkraft durch eine Klebeverbindung zu übertragen. Mit anderen Worten ist die Delamination zwischen der Kernstruktur und den Stirnplatten häufig die kritische Fehlermöglichkeit. Darüber hinaus sind ihre mechanischen Eigenschaften richtungsabhängig und sind von einer starken und einer schwachen Richtung gekennzeichnet, wenn sie einer quer gerichteten Scherbelastung ausgesetzt werden. Ferner ist der Verbindungsbereich zwischen einer unidirektional gewellten Kernstruktur und den Stirnplatten ziemlich klein und nicht klar abgegrenzt. Eine Delamination ist deshalb ein Problem, wenn diese Materialien für hauptlasttragende Strukturen verwendet werden. Es wäre deshalb wünschenswert, ein Verfahren vorzusehen, um die Größe des Verbindungsbereichs zu vergrößern, ohne die gewichtsspezifische mechanische Leistung zu opfern. Unidirektional gewellte Kernstrukturen sind die erste Wahl bei Anwendungen wie z. B. der Verpackung, wo die Kosten wichtiger sind als Stärke und Steifigkeit. Es ist offensichtlich, dass es wünschenswert wäre, eine künstlich hergestellte Kernstruktur mit hoher gewichtsspezifischer Festigkeit und Steifigkeit vorzusehen, die kostengünstig hergestellt werden kann. Antiklastische Kernstrukturen, wie von Hale (1960) vorgestellt, sind in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen gleich stark. Hale schlägt verschiedene Verfahren zum Herstellen der antiklastischen Kernstruktur aus Platten vor. Jedoch scheint die Anwendbarkeit von Hales Erfindung auf stark verformbare Materialien, wie z. B. Thermoplaste, beschränkt zu sein. Bei der Verwendung von herkömmlichem Metallblech begrenzt ein vorzeitiges Brechen üblicherweise die Herstellung von antiklastischen Strukturen (1). Demzufolge wäre es wünschenswert, die geometrische Anordnung von Formwerkzeugen vorzusehen, die verwendet werden kann, um antiklastische Kernstrukturen aus Metallblech herzustellen. Insbesondere wäre es wünschenswert, die geometrische Anordnung von Formwerkzeugen vorzusehen, die für die Massenproduktion von großen Sandwichtafeln verwendet werden kann.Cellular solids are highly porous space filling materials with periodic or random microstructures. The effective properties of cellular solids are sensitive to the geometry of the underlying microstructures and the properties of the base material from which these microstructures are made. In the case of artificial cellular solids, the control of the microstructural geometry and the properties of the base material is one of the most important manufacturing challenges. Foamed cellular solids are usually characterized by a random microstructure of the foam cells, which is usually characterized by a low weight-specific mechanical performance. For flat panel structures, cellular solids can be placed between two faceplates to form a sandwich panel. Honeycomb sandwich panels are known, in particular, for an excellent bending stiffness to weight ratio. However, it seems impossible to produce metal honeycomb composite panels in a cost-effective mass production process. Unidirectionally corrugated microstructures, such. B. the core layer in a carton, can be produced very inexpensively. However, their weight-specific mechanical performance is usually below that of honeycomb composite panels. In particular, when used in the metal sandwich construction, the joint area between the core structure and the face plates is often too small to transmit the total shear force through an adhesive bond. In other words, delamination between the core structure and faceplates is often the critical failure mode. In addition, their mechanical properties are directional and are characterized by a strong and a weak direction when subjected to a transverse shear stress. Furthermore, the connection area between a unidirectionally corrugated core structure and the face plates is rather small and not clearly demarcated. Delamination is a problem when these materials are used for load-bearing structures. It would therefore be desirable to provide a method to increase the size of the connection area without sacrificing weight-specific mechanical performance. Unidirectionally corrugated core structures are the first choice in applications such. As the packaging, where the cost is more important than strength and rigidity. It is obvious that it would be desirable to provide an artificially manufactured core structure with high weight-specific strength and rigidity, which can be produced inexpensively. Anticlastic core structures, as presented by Hale (1960), are equally strong in two mutually perpendicular directions. Hale proposes various methods of making the anticlastic core structure from plates. However, the applicability of Hales invention to highly deformable materials such. As thermoplastics to be limited. When using conventional sheet metal, premature fracture usually limits the production of anticlastic structures ( 1 ). Accordingly, it would be desirable to provide the geometric arrangement of dies that can be used to make anticlastic metal sheet core structures. In particular, it would be desirable to provide the geometric arrangement of molds that can be used for the mass production of large slabs of sand.

Die von Hale vorgeschlagenen Verfahren erfordern Kräfte, die (verglichen mit der Leistungsfähigkeit von Pressen aus dem Stand der Technik) sehr groß sind, wenn sie in Verbindung mit Metallblech verwendet werden. Die Verfahren sind somit auf die Herstellung kleiner Tafeln begrenzt. Es ist wünschenswert, ein Verfahren vorzusehen, das für die Herstellung großer Tafeln (wie sie beispielsweise für Lastkraftwagen benötigt werden) eingesetzt werden kann.The methods proposed by Hale require forces that are very large (compared to the performance of prior art presses) when used in conjunction with sheet metal. The methods are thus limited to the production of small boards. It is desirable to provide a method that can be used for the manufacture of large panels (such as those needed for trucks, for example).

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine optimierte antiklastische Sandwichkernstruktur vorzusehen, die in einem kostengünstigen Massenproduktionsverfahren, wie z. B. progressives Pressen oder Prägewalzen, hergestellt werden kann.An object of the present invention is to provide an optimized anticlastic sandwich core structure that can be used in a cost-effective mass production process, such as in the art. As progressive pressing or embossing rolls, can be produced.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, gewellte Kernstrukturen und deren Herstellungsverfahren vorzusehen, die für Anwendungen geeignet sind, bei denen sowohl die Kosten als auch die gewichtsspezifische mechanische Leistung gleichermaßen wichtig sind.Another object of the present invention is to provide corrugated core structures and their manufacturing processes suitable for applications where cost as well as weight-specific mechanical performance are equally important.

Ein noch weiteres Ziel ist, eine antiklastische Sandwichkernstruktur mit Grenzen für spezifische Abmessungen der Formwerkzeugsgeometrie für eine optimale mechanische Leistung der resultierenden Kernstruktur vorzusehen.Yet another object is to provide an anticlastic sandwich core structure with limits to specific dimensions of the die geometry for optimum mechanical performance of the resulting core structure.

Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine unidirektional gewellte Kernstruktur mit periodisch vergrößerten Verbindungsbereichen für eine verbesserte Scherkraftübertragung zwischen der Kernstruktur und den Stirnplatten bei Verwendung in einer Sandwichkonstruktion und für eine verbesserte Scherkraftübertragung zwischen zwei sich berührenden Kernschichten bei Verwendung von Mehrkernschichtanordnungen vorzusehen.A still further object of the present invention is to provide a unidirectionally corrugated core structure having periodically enlarged bond areas for improved shear force transmission between the core structure and face plates when used in a sandwich construction and for improved shear force transmission between two contacting core layers using multi-core layer assemblies.

Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernschicht vorzusehen, wobei die antiklastische Kernschicht eine periodische Anordnung von benachbarten abgeflachten nach oben zeigenden Höckern und abgeflachten nach unten zeigenden Tälern umfasst, jeder abgeflachte Höcker einen Verbindungsbereich hat, die antiklastische Kernschicht aus einer ursprünglich flachen Platte mit einer Dicke t unter Verwendung einer Stiftstruktur hergestellt wird, die Stiftstruktur erste und zweite Stiftplatten enthält, Mittelpunkte von benachbarten Stiften in den Stiftplatten Mittelpunkte von benachbarten Stiften in den Stiftplatten sind, die um einen Abstand SL in L-Richtung und SW in W-Richtung, orthogonal zur L-Richtung, beabstandet sind. Der kleinere dieser beiden Abstände (Smin = min{SL, SW}) ist kleiner oder gleich 200 mm und der größere dieser beiden Abstände (Smax = max{SL, SW}) ist größer oder gleich 5 mm. Das Verhältnis SL/SW ist größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich 0,5.A still further object of the present invention is to provide a sandwich structure having an anticlastic core layer, the anticlastic core layer comprising a periodic array of adjacent flattened upwardly facing protuberances and flattened downwardly facing valleys, each flattened protuberance having a connection region, the anticlastic core layer an original flat plate having a thickness t is made using a pin structure, the pin structure includes first and second pin plates, centers of adjacent pins in the pin plates are centers of adjacent pins in the pin plates spaced by a distance S L in the L direction and S W in the W direction, orthogonal to the L direction, are spaced. The smaller of these two distances (S min = min {S L , S W }) is less than or equal to 200 mm and the larger of these two distances (S max = max {S L , S W }) is greater than or equal to 5 mm. The ratio SL / SW is greater than or equal to 2 and less than or equal to 0.5.

Gemäß einem weiteren Ziel der vorliegenden Erfindung hat die mit einer Stiftstruktur erzeugte Struktur eine Dicke von größer oder gleich dem 0,2-fachen des kleineren Stiftabstands (Smin) und von kleiner dem 1-fachen des kleineren Stiftabstands (Smin).According to another object of the present invention, the structure formed with a pin structure has a thickness of greater than or equal to 0.2 times the smaller pin pitch (S min ) and less than 1 times the smaller pin pitch (S min ).

Gemäß einem weiteren Ziel der vorliegenden Erfindung wird die Struktur mit einer Stiftstruktur gebildet, die einen Verbindungsbereichparameter von größer oder gleich 0,05 und kleiner 0,4 hat, wobei der Verbindungsbereichparameter das Verhältnis eines Durchmessers eines flachen Bereichs der Stifte zum Abstand S ist.According to a further object of the present invention, the structure is formed with a pin structure having a joint region parameter of greater than or equal to 0.05 and less than 0.4, wherein the joint region parameter is the ratio of a diameter of a flat region of the pins to the distance S.

Es versteht sich, dass diese und andere Ziele beim Studium der Zeichnungen, der detaillierten Beschreibung und der Ansprüche, die folgen, erkennbar sind.It should be understood that these and other objects are apparent in the study of the drawings, the detailed description, and the claims that follow.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Sandwichstruktur der vorliegenden Erfindung mit einem antiklastischen Kern mit abgeflachten nach oben zeigenden Höckern und nach unten zeigenden Tälern. 1 shows an embodiment of a sandwich structure of the present invention having an anticlastic core with flattened upwardly facing protuberances and downwardly facing valleys.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Sandwichstruktur der vorliegenden Erfindung mit einer flachen Platte, die eine ursprüngliche Dicke hat, die zu einer bidirektional gewellten antiklastischen Struktur geformt ist. 2 shows an embodiment of a sandwich structure of the present invention having a flat plate having an original thickness formed into a bidirectionally corrugated anticlastic structure.

3 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der antiklastischen Struktur. 3 shows a plan view of an embodiment of the anticlastic structure.

4 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Ausführungsbeispiels der antiklastischen Struktur. 4 shows a three-dimensional view of an embodiment of the anticlastic structure.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer unidirektionalen gewellten Platte mit periodisch vergrößerten Verbindungsbereichen. 5 shows an embodiment of a unidirectional corrugated plate with periodically enlarged connection areas.

6 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Sandwichtafel der vorliegenden Erfindung mit einer antiklastischen Kernstruktur und zwei Stirnplatten, die mit den abgeflachten Höckern und Tälern verbunden sind. 6 Figure 11 shows a side view of one embodiment of the sandwich board of the present invention having an anticlastic core structure and two end panels joined to the flattened bumps and valleys.

7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Sandwichplatte der vorliegenden Erfindung mit einer antiklastischen Kernstruktur und zwei Stirnplatten, die mit den abgeflachten Höckern und Tälern verbunden sind. 7 shows an embodiment of a sandwich panel of the present invention having an anticlastic core structure and two end panels joined to the flattened cusps and valleys.

8 zeigt die schematische Darstellung des Stiftmusters. 8th shows the schematic representation of the pin pattern.

9 zeigt den schematischen Prägevorgang aus der Seitenansicht (A:A). 9 shows the schematic embossing process from the side view (A: A).

10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs, das verwendet werden kann, um die antiklastische Kernstruktur durch progressives Pressen herzustellen. 10 shows an embodiment of a tool that can be used to make the anticlastic core structure by progressive compression.

11 zeigt eine schematische Darstellung des Prägewerkzeugs (geöffnet und geschlossen). 11 shows a schematic representation of the embossing tool (open and closed).

12 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs, das verwendet werden kann, um die antiklastische Kernstruktur durch Prägen herzustellen. 12 shows an embodiment of a tool that can be used to make the anticlastic core structure by embossing.

13 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs, das verwendet werden kann, um die antiklastische Kernstruktur durch Prägen herzustellen. 13 shows an embodiment of a tool that can be used to make the anticlastic core structure by embossing.

14 zeigt eine schematische Darstellung eines Stiftmusters einer Platte der Stiftstruktur, die verwendet wird, um die antiklastische Kernstruktur in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu erzeugen. 14 Figure 11 is a schematic illustration of a pin pattern of a plate of the pin structure used to create the anticlastic core structure in an embodiment of the present invention.

15a und 15b sind Diagramme des Schubmoduls und der Scherfestigkeit der Sandwichstruktur bei Verwendung einer antiklastischen Kernstruktur in Abhängigkeit von S und ϕ. 15a and 15b are graphs of shear modulus and shear strength of the sandwich structure using an anticlastic core structure as a function of S and φ.

16 ist ein Diagramm der Prägetiefe der Stiftstruktur, die verwendet wird, um eine antiklastische Kernstruktur zu erzeugen, in Abhängigkeit von S und ϕ. 16 FIG. 12 is a plot of the embossing depth of the pin structure used to create an anticlastic core structure as a function of S and φ.

17 ist ein Diagramm der Kraft pro Breiteneinheit, bei der eine Ausbeulung in der Sandwichstruktur bei Verwendung einer antiklastischen Kernstruktur auftritt, in Abhängigkeit von ϕ und S. 17 is a graph of force per unit width at which buckling occurs in the sandwich structure using an anticlastic core structure, depending on φ and S.

18 ist ein Diagramm der Scherkraft pro Breiteneinheit einer Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur in Abhängigkeit von ϕ und S. 18 is a graph of shear force per unit width of a sandwich structure with an anticlastic core structure as a function of φ and S.

19 ist ein Diagramm der Schersteifigkeit einer Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur in Abhängigkeit von ϕ und S. 19 is a diagram of the shear stiffness of a sandwich structure with an anticlastic core structure as a function of φ and S.

20 ist ein Diagramm des kritischen Biegemoments einer Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur in Abhängigkeit von ϕ und S. 20 is a diagram of the critical bending moment of a sandwich structure with an anticlastic core structure as a function of φ and S.

21 ist ein Diagramm des Verbindungsbereichsparameters in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit des Längen-Breiten-Verhältnisses (λ) einer Tafel der Sandwichstruktur für verschiedene Tafellängen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 21 FIG. 12 is a graph of the connection area parameter in one embodiment of the present invention versus the aspect ratio (λ) of a panel of the sandwich structure for different panel lengths according to one embodiment of the invention. FIG.

22 ist ein Diagramm des optimierten Abstandes zwischen benachbarten Stiften in Abhängigkeit des λ einer Tafel der Sandwichstruktur für unterschiedliche Tafellängen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 22 Figure 3 is a graph of the optimized spacing between adjacent pins versus λ of a panel of the sandwich structure for different panel lengths according to an embodiment of the invention.

23 ist ein Diagramm der optimierten Kerndicke in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einer antiklastischen Kernstruktur einer Sandwichstruktur in Abhängigkeit des λ einer Tafel der Sandwichstruktur für unterschiedliche Tafellängen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 23 FIG. 12 is a graph of the optimized core thickness in one embodiment of the present invention of an anticlastic core structure of a sandwich structure versus λ of a panel of the sandwich structure for different panel lengths according to one embodiment of the invention. FIG.

24 zeigt die Durchstoßfestigkeit von Sandwichstahlstrukturen mit unterschiedlichen Stirnplattenmaterialien unter Verwendung von antiklastischen Kernstrukturen in Abhängigkeit des Stiftabstandes S und der antiklastischen Kernstrukturhöhe C. 24 shows the puncture resistance of sandwich steel structures with different face plate materials using anticlastic core structures as a function of pin spacing S and anticlastic core structure height C.

25 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel einer Kernschicht zeigt, die in einer Sandwichstruktur der vorliegenden Erfindung verwendet wird. 25 Fig. 12 is a perspective view showing an embodiment of a core layer used in a sandwich structure of the present invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

In einem Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Erfindung eine Sandwichkernstruktur, die die Vorteile von Waben- und Wellstrukturen miteinander vereint. In einem Ausführungsbeispiel ist ein Herstellungsverfahren vorgesehen, das die kostengünstige Herstellung einer leichtgewichtigen Kernstruktur ermöglicht, die in zwei orthogonalen Richtungen gleichermaßen steif und fest sein kann. Die Sandwichstruktur kann in industrieller Umgebung massengefertigt werden und schafft eine neue kostengünstige Leichtmateriallösung für einen breiten Anwendungsbereich.In one embodiment, the present invention is a sandwich core structure that combines the advantages of honeycomb and corrugated structures. In one embodiment, a manufacturing method is provided that enables the low cost manufacture of a lightweight core structure that can be equally rigid and strong in two orthogonal directions. The sandwich structure can be mass produced in an industrial environment and creates a new low cost lightweight material solution for a wide range of applications.

In einem Ausführungsbeispiel sieht die vorliegende Erfindung konstruierte Sandwichkernstrukturen und Sandwichstrukturen sowie deren Herstellungsverfahren vor. Die Strukturen der vorliegenden Erfindung haben eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsmöglichkeiten, einschließlich, obgleich nicht ausschließlich Absorption eines mechanischen Aufpralls/einer mechanischen Explosion, Fähigkeit zum Wärmemanagement, Lärmdämpfung, Fluidfluss, Laststützung und dergleichen.In one embodiment, the present invention contemplates constructed sandwich core structures and sandwich structures, as well as their method of fabrication. The structures of the present invention have a variety of different applications including, but not limited to, mechanical impact / mechanical explosion absorption, thermal management capability, noise attenuation, fluid flow, load support, and the like.

In einem Ausführungsbeispiel ist eine Sandwichstruktur 10 vorgesehen, die bei vielen Plattenmaterialien angewendet werden kann, einschließlich, obgleich nicht ausschließlich Metalle, Polymere, Verbundwerkstoffe, harzimprägniertes Papier und dergleichen. Die eine antiklastische Kernstruktur aus Plattenmaterialien hat, ohne das Plattenmaterial während der Herstellung zu brechen. Die antiklastische Kernstruktur kann durch Falzen, Pressen, progressives Pressen oder einen Walzprägevorgang erzeugt werden. Die Wanddicke muss über die Struktur hinweg nicht zwangsweise einheitlich sein. Bei einer Verbindung mit Stirnplatten oder mit anderen Kernschichten durch Festkörper-, Flüssigphase-, Press- oder andere Verfahren an abgeflachten Höckern und Tälern erhält man eine Sandwichstruktur mit hoher Biegesteifigkeit, während die Bindung die Scherkräfte von den Stirnplatten in die Kernstruktur hinein überträgt. Diese konstruierten Festkörper bieten einen umfassenden Bereich an multifunktionaler struktureller Verwendung mit einer enormen Freiheit bei der Wahl der antiklastischen Architektur und dahingehend, ob die mechanischen Materialeigenschaften in zwei orthogonalen Richtungen ihrer Ebene gleich sind. Mehrere Materialien können gemischt werden. In einem Ausführungsbeispiel sind die relativen Dichten der Kernstrukturen kleiner oder gleich 15% (d. h. die Porosität ist größer oder gleich 85%).In one embodiment, a sandwich structure 10 which may be applied to many plate materials including, but not limited to, metals, polymers, composites, resin impregnated paper, and the like. Having an anticlastic core structure of plate materials without breaking the plate material during manufacture. The anticlastic core structure can be produced by crimping, pressing, progressive pressing or a roll embossing operation. The wall thickness does not necessarily have to be uniform across the structure. When bonded to endplates or other core layers by solid state, liquid phase, pressing or other methods on flattened protuberances and valleys, a sandwich structure with high flexural stiffness is obtained while the bond transfers the shear forces from the faceplates into the core structure. These engineered solids offer a vast array of multifunctional structural uses with a tremendous amount Freedom in choosing the anticlastic architecture and whether the mechanical material properties are the same in two orthogonal directions of their plane. Several materials can be mixed. In one embodiment, the relative densities of the core structures are less than or equal to 15% (ie, the porosity is greater than or equal to 85%).

Unter Bezugnahme auf die 1–9(a) und 9(b) ist in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Sandwichstruktur 10 vorgesehen, die eine Drei-Schicht-Struktur ist. Die Sandwichstruktur 10 enthält eine antiklastische Kernstruktur; nachstehend eine Wellschicht 12, ebenfalls als Kern bekannt, mit mindestens einer Kernschicht (Struktur), die aus einer periodischen Anordnung von benachbarten abgeflachten nach oben zeigenden Höckern 16 und abgeflachten nach unten zeigenden Tälern 18 hergestellt ist. Jeder abgeflachte Höcker 16 hat einen Verbindungsbereich mit einer Fläche A1, 3. Jedes abgeflachte Tal 18 hat einen Verbindungsbereich mit einer Fläche A2. Ein Verhältnis von A1/A2 ist kleiner als 2 und größer als 0,5. Ein Abstand SL, 3, ist zwischen benachbarten Höckern 16 und ein Abstand SL ist ebenfalls zwischen benachbarten Tälern 18 in L-Richtung vorhanden. Im Gegensatz dazu ist ein Abstand SW zwischen benachbarten Höckern 16 und ein Abstand SW ebenfalls zwischen benachbarten Tälern 18 in W-Richtung vorhanden. Das Verhältnis des kleineren Abstands Smin = min{SL, SW} zum größeren Abstand Smax = max{SL, SW} ist gleich oder größer 0,5. Die kleineren Abstände Smin sind gleich oder kleiner 200 mm und der größere Abstand, Smax, ist gleich oder größer 5 mm.With reference to the 1 - 9 (a) and 9 (b) In one embodiment of the present invention, it is a sandwich structure 10 provided, which is a three-layer structure. The sandwich structure 10 contains an anticlastic core structure; hereinafter a corrugated layer 12 also known as the core, having at least one core layer (structure) consisting of a periodic array of adjacent flattened upwardly facing bumps 16 and flattened down-facing valleys 18 is made. Every flattened hump 16 has a connection area with an area A1, 3 , Every flattened valley 18 has a connection area with an area A2. A ratio of A1 / A2 is less than 2 and greater than 0.5. A distance S L , 3 , is between adjacent humps 16 and a distance S L is also between adjacent valleys 18 available in L direction. In contrast, a distance S W between adjacent humps 16 and a distance S W also between adjacent valleys 18 available in W direction. The ratio of the smaller distance S min = min {S L , S W } to the greater distance S max = max {S L , S W } is equal to or greater than 0.5. The smaller distances S min are equal to or less than 200 mm and the greater distance, S max , is equal to or greater than 5 mm.

Die Wellschicht 12 ist aus einer ursprünglich flachen Plattendicke t hergestellt.The corrugated layer 12 is made of an originally flat plate thickness t.

Eine erste Plattenschicht 20 ist physikalisch an die Verbindungsbereiche 22 der abgeflachten Höcker 16 gekoppelt. Eine zweite Plattenschicht 24 ist physikalisch an Verbindungsbereiche 26 der abgeflachten Täler 18 gekoppelt.A first plate layer 20 is physically at the connection areas 22 the flattened cusp 16 coupled. A second plate layer 24 is physically at connection areas 26 the flattened valleys 18 coupled.

Die Fläche A1 der Verbindungsbereiche, 6, ist ein Kontaktbereich, der eine Spannung zwischen einem Höcker der Kernstruktur und einer ersten Platte überträgt. Die Fläche A2 der Verbindungsbereiche ist ein Kontaktbereich, der eine Spannung zwischen einem Tal der Kernstruktur und einer zweiten Platte überträgt. Ein Verhältnis von A1/A2 ist kleiner als 2 und größer als 0,5.The area A1 of the connection areas, 6 , is a contact area that transfers a voltage between a bump of the core structure and a first plate. The area A2 of the connection areas is a contact area that transmits a voltage between a valley of the core structure and a second plate. A ratio of A1 / A2 is less than 2 and greater than 0.5.

In einem Ausführungsbeispiel hat jeder Verbindungsbereich 22 und 26 eine maximale Krümmung von weniger als 0,2/t. In einem Ausführungsbeispiel ist C eine Gesamt-Wellkernschichthöhe nach Ausbildung der Sandwichstruktur 10, und ein Verhältnis von t/C ist kleiner oder gleich 0,15.In one embodiment, each has a connection area 22 and 26 a maximum curvature of less than 0.2 / t. In one embodiment, C is a total well core layer height after formation of the sandwich structure 10 , and a ratio of t / C is less than or equal to 0.15.

In einem Ausführungsbeispiel ist C die Gesamt-Wellkernschichthöhe nach Ausbildung der Sandwichstruktur 10 und ein Verhältnis von t/C ist kleiner oder gleich 0,15 und größer als 0,02.In one embodiment, C is the total well core layer height after formation of the sandwich structure 10 and a ratio of t / C is less than or equal to 0.15 and greater than 0.02.

In einem Ausführungsbeispiel kann das Verhältnis von A1/Smin 2 größer als 0,02 und das Verhältnis von A1/Smax 2 kleiner als 0,5 sein.In one embodiment, the ratio of A1 / S min 2 may be greater than 0.02 and the ratio of A1 / S max 2 may be less than 0.5.

In einem Ausführungsbeispiel kann das Verhältnis von A2/Smin 2 größer als 0,02 und das Verhältnis von A2/Smax 2 kleiner als 0,5 sein.In one embodiment, the ratio of A2 / S min 2 may be greater than 0.02 and the ratio of A2 / S max 2 may be less than 0.5.

In einem Ausführungsbeispiel ist ein Verhältnis von C/Smin kleiner als 1,0 und größer als 0,2.In one embodiment, a ratio of C / S min is less than 1.0 and greater than 0.2.

Die Kernstruktur kann aus ursprünglich flachem Plattenmaterial hergestellt werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Plattenmaterial ein Metall sein, wie z. B. flache Stahlplatten, flache Aluminiumplatten und dergleichen.The core structure can be made from originally flat plate material. In various embodiments, the plate material may be a metal, such as. As flat steel plates, flat aluminum plates and the like.

In einem Ausführungsbeispiel hat die Stahlplatte eine Dicke von größer als 0,1 mm und kleiner als 0,6 mm. In einem Ausführungsbeispiel hat die Aluminiumplatte eine Dicke von größer als 0,05 mm und kleiner als 1,5 mm.In one embodiment, the steel plate has a thickness of greater than 0.1 mm and less than 0.6 mm. In one embodiment, the aluminum plate has a thickness of greater than 0.05 mm and less than 1.5 mm.

In einem Ausführungsbeispiel hängt die Leistung der Sandwichstruktur 10 von der Topologie der Porosität ab. Porosität ist in Form von offenen, geschlossenen und miteinander gemischten Kombinationen derselben vorgesehen, sowie durch Mischen mehrerer Materialien, um diese Strukturen zu erzeugen. In einem Ausführungsbeispiel sind optimal gestaltete zellulare Festkörper mit multifunktionalen Möglichkeiten vorgesehen. In einem Ausführungsbeispiel können viele Plattenmaterialien, einschließlich, obgleich nicht ausschließlich Metalle, Polymere, Verbundwerkstoffe und dergleichen zu zellularen, antiklastischen Architekturen geformt werden, die eine periodische Anordnung von benachbarten abgeflachten nach oben zeigenden Höckern und abgeflachten nach unten zeigenden Tälern umfassen, wie sie oben beschrieben ist. Die Wellschichtstruktur 12 kann durch Pressen, progressives Pressen oder Walzprägen erzeugt werden, wie in den 9–12 gezeigt. Der Herstellungsprozess kann zum Steuern der Porosität im dreidimensionalen Raum vorgesehen werden. Die Wanddicke muss nicht zwangsläufig über die gesamte Struktur hinweg einheitlich sein, noch muss die ursprüngliche Metallplatte unperforiert sein. Beim Verbinden mit Stirnplatten oder mit anderen Kernschichten durch Kleben, Schweißen, Löten oder andere Verfahren an abgeflachten Höckern und Tälern erhält man eine Sandwichstruktur mit hoher Biegesteifigkeit und Festigkeit. Die Verbindung überträgt die Scherkräfte von den Stirnplatten hinein in die Kernstruktur. Bei einer Massenfertigung der Sandwichstruktur kann aufgrund der kontinuierlichen Herstellung eine Klebeverbindung unter Verwendung einer Walzenauftragsmaschine und von Laminiermaschinen zum Einsatz kommen. Ein gesteuerter Druck kann dann auf die Sandwichplatte aufgebracht werden, während der Klebstoff aushärtet. In verschiedenen Ausführungsbeispielen und für spezifische Anwendungen kann ein Hartlöten oder Verschweißen mittels Laser, Widerstand, Lichtbogen und dergleichen eingesetzt werden.In one embodiment, the performance of the sandwich structure depends 10 from the topology of porosity. Porosity is provided in the form of open, closed and mixed combinations thereof, as well as mixing several materials to create these structures. In one embodiment, optimally designed cellular solids with multifunctional possibilities are provided. In one embodiment, many plate materials, including, but not limited to, metals, polymers, composites, and the like, can be formed into cellular, anticlastic architectures that include a periodic array of adjacent flattened up-facing bumps and flattened down-facing valleys, as described above is. The corrugated layer structure 12 can be produced by pressing, progressive pressing or roll embossing, as in the 9 - 12 shown. The manufacturing process can be designed to control porosity in three-dimensional space. The wall thickness does not necessarily have to be uniform throughout the structure, nor does the original metal plate need to be unperforated. Bonding, welding, brazing or other methods to flattened protuberances and valleys provide a sandwich structure with high flexural strength and strength. The connection transfers the shear forces from the end plates into the core structure. In a mass production of the sandwich structure may be due to the continuous Producing an adhesive bond using a roll coater and lamination machines are used. A controlled pressure can then be applied to the sandwich panel as the adhesive cures. In various embodiments and for specific applications, brazing or welding by laser, resistor, arc and the like may be used.

In einem Ausführungsbeispiel wird die Sandwichstruktur durch Verfahren hergestellt, einschließlich wenigstens eines Teils, der im US Patent Nr. 5,851,342 offenbart ist, das durch Bezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Sandwichstruktur durch Verfahren hergestellt, von denen zumindest ein Teil im US Patent 7,997,114 offenbart ist, das durch Bezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen ist. Es versteht sich, dass andere Herstellungsverfahren eingesetzt werden können.In one embodiment, the sandwich structure is made by methods including at least one part that in the U.S. Patent No. 5,851,342 which is incorporated by reference in its entirety into the present application. In a further embodiment, the sandwich structure is produced by methods of which at least one part in U.S. Patent 7,997,114 which is incorporated by reference in its entirety into the present application. It is understood that other manufacturing methods can be used.

BEISPIEL 1EXAMPLE 1

1 zeigt einen Prototyp, der eine Wellschichtstruktur 12 enthält, die durch a) Pressen, b) progressives Pressen hergestellt wurde. Ein 0,2 mm dicker Handelsgütestahl wurde als Basismaterial verwendet. Er wurde zu einer Wellschicht 12 mit einer Gesamtdicke von a) 4,3 mm und b) 5 mm gepresst. 1 shows a prototype of a corrugated layer structure 12 which was produced by a) pressing, b) progressive pressing. A 0.2 mm thick commercial grade steel was used as the base material. He became a corrugated layer 12 with a total thickness of a) 4.3 mm and b) 5 mm pressed.

BEISPIEL 2EXAMPLE 2

Ein Prototyp ist in 7 gezeigt, wo die Gesamtdicke der Sandwichplatte 6 mm beträgt. Das Basismaterial des Kerns und der Außenschichten ist Aluminium mit einer Dicke von 0,4 mm.A prototype is in 7 shown where the total thickness of the sandwich panel is 6 mm. The base material of the core and the outer layers is aluminum with a thickness of 0.4 mm.

In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind zwei kritische Fehlermechanismen der Sandwichstruktur mit einer Wellschichtstruktur 12, wie in 7 gezeigt, eine Ausbeulung der Stirnplatte und eine Delamination. 8 ist eine schematische Darstellung eines Stiftmusters einer Platte der Stiftstruktur, die zur Erzeugung der Wellschichtstruktur 12 in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die Stiftstruktur enthält zwei Platten von Stiften 30, die unter Zwischenlage einer Materialschicht zusammengepresst werden, um die Wellschichtstruktur 12 (9A und 9B) auszubilden. 9A zeigt die im Wesentlichen flache Schicht, während 9B den ausgebildeten Wellkern zeigt. Sowohl die Verbindungsbereichsflächen A1, A2 als auch die Abstände SL, SW zwischen den benachbarten Stiften definieren die Struktur der Wellschicht 12. 11A und 11B zeigen ähnliche Stifte, außer, dass sie gebogen werden können. Eine Optimierung dieser Parameter ist entscheidend bei der Reduzierung der Wahrscheinlichkeit eines Auftretens einer Ausbeulung der Stirnplatte und einer Delamination und von anderen Fehlermechanismen, wenn die mechanische Last auf die Sandwichstruktur erhöht wird.In one embodiment of the present invention, there are two critical failure mechanisms of the sandwich structure having a corrugated layer structure 12 , as in 7 shown a bulge of the face plate and a delamination. 8th is a schematic representation of a pin pattern of a plate of the pin structure, which is used to produce the corrugated layer structure 12 in one embodiment of the present invention. The pin structure contains two plates of pins 30 , which are pressed together with the interposition of a layer of material to the corrugated layer structure 12 ( 9A and 9B ) train. 9A shows the essentially flat layer while 9B shows the trained corrugated core. Both the connection area areas A1, A2 and the distances S L , S W between the adjacent pins define the structure of the corrugated layer 12 , 11A and 11B show similar pins, except that they can be bent. Optimization of these parameters is critical in reducing the likelihood of burr plate buckling and delamination and other failure mechanisms as the mechanical load on the sandwich structure is increased.

10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs 29, das eingesetzt werden kann, um die antiklastische Kernstruktur durch progressives Pressen herzustellen. 10 shows an embodiment of a tool 29 , which can be used to create the anticlastic core structure by progressive pressing.

BEISPIEL 3EXAMPLE 3

Dieses Beispiel zeigt Ausführungsbeispiele eines Werkzeugs 31, 12 und 13, das eingesetzt werden kann, um die antiklastische Kernstruktur 12 durch Prägen herzustellen. In diesem Ausführungsbeispiel werden drei Rollen 34–36 durch gezahnte Formelemente 38, Klebstoff-Walzenauftragselemente 40, verschiedene Rollen 42, die als Führungen dienen, und eine Laminiervorrichtung 44 geformt, um eine oder mehr Laminierschichten auf die Kernstruktur 12 aufzubringen.This example shows exemplary embodiments of a tool 31 . 12 and 13 that can be used to create the anticlastic core structure 12 produced by embossing. In this embodiment, three roles 34 - 36 by toothed form elements 38 , Adhesive roller application elements 40 , different roles 42 , which serve as guides, and a laminating device 44 molded to one or more laminating layers on the core structure 12 applied.

Figure DE202014101671U1_0002
die Differenz zwischen dem Durchmesser der flachen Fläche der Stifte dbl in der Stiftstruktur, die die Verbindungsbereichsflächen (z. B. A1 und A2) in der antiklastischen Kernstruktur bilden, und dem Abstand S. In einem Ausführungsbeispiel ist ϕ größer oder gleich 0,05 und kleiner oder gleich 0,4. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist S größer oder gleich 10 mm und kleiner oder gleich 50 mm.
Figure DE202014101671U1_0002
the difference between the diameter of the flat surface of the pins d "bl" in the pin structure forming the connection area surfaces (eg, A1 and A2) in the anticlastic core structure and the distance S. In one embodiment, φ is greater than or equal to 0.05 and less than or equal to 0.4. In another embodiment, S is greater than or equal to 10 mm and less than or equal to 50 mm.

15a und 15b sind Diagramme des Schubmoduls und der Scherfestigkeit der Sandwichstruktur unter Verwendung einer antiklastischen Kernstruktur in Abhängigkeit von S und ϕ. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erhöht sich der Schubmodul der Sandwichstruktur, wenn S verringert und ϕ erhöht wird. In einem Ausführungsbeispiel reicht der Schubmodul von 164 Pa bis über 2000 Pa. Insbesondere wird ein Schubmodul von 1702 Pa für eine Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur erreicht, die mit einem Stiftmuster mit einer ϕ von 0,4 und einem S von etwa 13 mm erzeugt ist. Wie in 15b gezeigt, erhöht sich in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Scherfestigkeit der Sandwichstruktur, wenn S abnimmt und ϕ erhöht wird. In einem Ausführungsbeispiel reicht die Scherfestigkeit von 0,59 MPa bis 6,813 MPa. Insbesondere wird eine Scherfestigkeit von 6,813 MPa für eine Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur erreicht, die mit einer Stiftstruktur mit einer ϕ von 0,4 und einem S von etwa 13 mm erzeugt wird. Scherfestigkeiten von nahezu 10 MPa werden für Sandwichstrukturen mit antiklastischen Kernstrukturen erreicht, die mit einem Stiftmuster mit einer ϕ von 0,4 und einem S von 10 mm erzeugt werden. 15a and 15b are graphs of shear modulus and shear strength of the sandwich structure using an anticlastic core structure versus S and φ. In one embodiment of the invention, the shear modulus of the sandwich structure increases as S decreases and φ is increased. In one embodiment, the shear modulus ranges from 164 Pa to over 2000 Pa. In particular, a shear modulus of 1702 Pa is achieved for a sandwich structure having an anticlastic core structure produced with a pin pattern having a φ of 0.4 and an S of about 13 mm. As in 15b In one embodiment of the invention, the shear strength of the sandwich structure increases as S decreases and φ is increased. In one embodiment, the shear strength ranges from 0.59 MPa to 6.813 MPa. In particular, a shear strength of 6.813 MPa is achieved for a sandwich structure having an anticlastic core structure, which is produced with a pin structure having a φ of 0.4 and an S of about 13 mm. Shear strengths of almost 10 MPa are used for sandwich structures with anticlastic Achieved core structures, which are generated with a pin pattern with a φ of 0.4 and a S of 10 mm.

Während ϕ und S die Festigkeit der Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur bestimmen, steuern sie auch die Prägetiefe, mit der die antiklastische Kernstruktur erzeugt werden kann. Die Prägetiefe ist der Abstand, um den die Stifte der z. B. in 10 gezeigten Stiftstruktur während der Ausbildung der antiklastischen Kernstruktur in die Platte hinein bewegt werden können, bevor der Bruchbeginn eintritt. 16 ist ein Diagramm der Prägetiefe der Stiftstruktur, die zur Erzeugung einer antiklastischen Kernstruktur verwendet wird, in Abhängigkeit von S und ϕ. Wie in 16 gezeigt, nimmt in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Prägetiefe zu, wenn ϕ abnimmt und S zunimmt. In einem Ausführungsbeispiel reicht die Prägetiefe von 2,87 mm bis 19,66 mm. Insbesondere wird eine Prägetiefe von 19,6 mm für eine antiklastische Kernstruktur erreicht, die mit einem Stiftmuster mit einer ϕ von etwa 0,05 und einem S von etwa 50 mm erzeugt wird.While φ and S determine the strength of the sandwich structure with an anticlastic core structure, they also control the embossing depth with which the anticlastic core structure can be created. The embossing depth is the distance by which the pins of z. In 10 can be moved during formation of the anticlastic core structure in the plate shown before the beginning of the fracture occurs. 16 Figure 12 is a plot of the embossing depth of the pin structure used to create an anticlastic core structure as a function of S and φ. As in 16 in one embodiment of the invention, the embossing depth increases as φ decreases and S increases. In one embodiment, the embossing depth ranges from 2.87 mm to 19.66 mm. In particular, an embossing depth of 19.6 mm is achieved for an anticlastic core structure produced with a pin pattern having a φ of about 0.05 and an S of about 50 mm.

ϕ und S beziehen sich ferner auf den Punkt, bei dem in einer Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur unter einer gegebenen Kraft pro Breiteneinheit eine Ausbeulung auftritt. 17 ist ein Diagramm der Kraft pro Breiteneinheit, bei dem es in der Sandwichstruktur bei Verwendung einer antiklastischen Kernstruktur zu einer Ausbeulung kommt, in Abhängigkeit von ϕ und S. Wie in 17 gezeigt, nimmt in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Kraft pro Breiteneinheit, bei der es zu einer Ausbeulung kommt, drastisch zu, wenn ϕ zunimmt und S abnimmt. Insbesondere ist in einem Ausführungsbeispiel für eine Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur, die mit einem Stiftmuster mit einem S von 10 mm und einer ϕ von 0,4 erzeugt wird, die Kraft pro Breiteneinheit, bei der eine Ausbeulung auftritt, größer als 600 N/mm.Further, φ and S refer to the point where buckling occurs in a sandwich structure having an anticlastic core structure under a given force per unit width. 17 is a graph of force per unit width at which a buckling occurs in the sandwich structure using an anticlastic core structure, depending on φ and S. As in 17 For example, in one embodiment of the invention, the force per unit width at which buckling occurs dramatically increases as φ increases and S decreases. Specifically, in an embodiment for a sandwich structure having an anticlastic core structure formed with a pin pattern having an S of 10 mm and a φ of 0.4, the force per unit width at which buckling occurs is larger than 600 N / mm ,

Ein Delaminationsversagen der Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur tritt bei der maximalen Scherkraft pro Breiteneinheit der Struktur, der Scherfestigkeit auf. 18 ist ein Diagramm der Scherkraft pro Breiteneinheit einer Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur in Abhängigkeit von ϕ und S. Wie in 18 gezeigt, nimmt in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die maximale Schertragfähigkeit der Sandwichstruktur zu, wenn ϕ zunimmt. Darüber hinaus, wie in 18 gezeigt, erhöht sich in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die maximale Scherkraft pro Breiteneinheit, wenn sich S erhöht. Jedoch erhöht sich die maximale Scherkraft pro Breiteneinheit nur leicht, wenn S erhöht wird, im Gegensatz zum drastischen Anstieg der maximalen Scherkraft pro Breiteneinheit, wenn ϕ erhöht wird. Aus diesem Grunde haben Veränderungen der ϕ eine größere Wirkung auf die maximale Scherkraft pro Flächeneinheit der Sandwichstruktur, verglichen mit Veränderungen von S. In einem Ausführungsbeispiel wird eine Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur erzeugt, die einer Scherkraft pro Breiteneinheit von 18 N/mm standhalten kann, ehe eine Delamination eintritt. Die Scherkraft pro Breiteneinheit, der die Sandwichstruktur standhalten kann, ehe eine Delamination eintritt, ist die Tragfähigkeit der Struktur.A delamination failure of the sandwich structure having an anticlastic core structure occurs at the maximum shear force per unit width of structure, the shear strength. 18 is a graph of shear force per unit width of a sandwich structure with an anticlastic core structure as a function of φ and S. As in 18 In one embodiment of the invention, the maximum shear capacity of the sandwich structure increases as φ increases. In addition, as in 18 For example, in one embodiment of the present invention, the maximum shear force per unit width increases as S increases. However, the maximum shear force per unit width increases only slightly as S is increased, as opposed to the drastic increase in maximum shear force per unit width as φ is increased. For this reason, changes in φ have a greater effect on the maximum shear force per unit area of the sandwich structure as compared to changes in S. In one embodiment, a sandwich structure having an anticlastic core structure capable of withstanding a shear force per unit width of 18 N / mm is produced. before delamination occurs. The shear force per unit width that can withstand the sandwich structure before delamination occurs is the load bearing capacity of the structure.

19 ist ein Diagramm der Schersteifigkeit einer Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur in Abhängigkeit von ϕ und S. Wie in 19 gezeigt, nimmt in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Schersteifigkeit zu, wenn S abnimmt und ϕ zunimmt. Die Schersteifigkeit reicht von 2000 N/mm bis 5500 N/mm. Darüber hinaus existiert eine Schersteifigkeit von 3000 N/mm für Sandwichstrukturen mit antiklastischen Kernstrukturen, die durch verschiedene Stiftstrukturen erzeugt werden, die einen großen Bereich von S-Werten zwischen 10 mm und 50 mm und ϕ-Werten zwischen 0,1 und 0,4 haben. 19 is a diagram of the shear stiffness of a sandwich structure with an anticlastic core structure as a function of φ and S. As in 19 In one embodiment of the invention, shear stiffness increases as S decreases and φ increases. The shear stiffness ranges from 2000 N / mm to 5500 N / mm. In addition, a shear stiffness of 3000 N / mm exists for sandwich structures having anticlastic core structures produced by various pin structures having a wide range of S values between 10 mm and 50 mm and φ values between 0.1 and 0.4 ,

20 ist ein Diagramm des kritischen Biegemoments einer Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur in Abhängigkeit von ϕ und S. Das kritische Biegemoment entspricht der Gesamtkraft, die auf die Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur aufgebracht werden kann, ehe eine Ausbeulung auftritt oder die Streckgrenze erreicht ist. Wie in 20 gezeigt, erhöht sich in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung das kritische Biegemoment für die Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur, wenn S abnimmt. 20 is a critical bending moment graph of a sandwich structure having an anticlastic core structure as a function of φ and S. The critical bending moment is the total force that can be applied to the sandwich structure having an anticlastic core structure before buckling occurs or the yield point is reached. As in 20 1, in one embodiment of the invention, the critical bending moment for the sandwich structure having an anticlastic core structure increases as S decreases.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Parameter ϕ und S, die die Stiftanordnung in der Stiftstruktur definieren, optimiert sein. Insbesondere sind die Parameter in Bezug auf ein Kernscherversagen, ein Delaminationsversagen, ein Ausbeulversagen und das Erreichen der Streckgrenze optimiert. Die Parameter sind ferner entsprechend den Normen im Metallbau (z. B. DIN-18.800 ) optimiert, die maximale Durchbiegung soll b/200 nicht überschreiten.In one embodiment of the invention, the parameters φ and S defining the pin arrangement in the pin structure may be optimized. In particular, the parameters are optimized for core shear failure, delamination failure, buckling failure, and yield strength attainment. The parameters are also in accordance with the standards in metal construction (eg DIN 18800 ), the maximum deflection should not exceed b / 200.

21 ist ein Diagramm des Anschlussbereichsparameters in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit von dem Längen-Breiten-Verhältnis (λ) einer Tafel der Sandwichstruktur für unterschiedliche Tafellängen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Länge und die Breite sind die Größen der Strecken irgendwelcher der entsprechenden Seiten der Tafel, die sich in zueinander orthogonalen Richtungen erstrecken. Die optimierte ϕ ist für Tafellängen von 0,5 m, 1 m, 2 m und 3 m gezeigt. Die optimierte ϕ ist für ein Längen-Breiten-Verhältnis (λ) von 1 bis 4 gezeigt. Wie in 21 gezeigt, beträgt in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Tafellänge von 0,5 m die optimierte ϕ für eine Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur 0,18 und erhöht sich auf über 0,3, wenn sich λ erhöht. Die optimierte ϕ für eine Tafellänge von 0,5 m nimmt dann bei einem λ von etwa 3,2 ab und pendelt sich bei 0,3 ein. 21 FIG. 12 is a graph of the port area parameter in one embodiment of the present invention versus the aspect ratio (λ) of a panel of the sandwich structure for different panel lengths according to one embodiment of the invention. FIG. The length and width are the magnitudes of the distances of any of the corresponding sides of the panel that extend in mutually orthogonal directions. The optimized φ is shown for panel lengths of 0.5 m, 1 m, 2 m and 3 m. The optimized φ is shown for a length-to-width ratio (λ) of 1 to 4. As in 21 shown in one embodiment of the invention for a panel length of 0.5 m the optimized φ for a sandwich structure with an anticlastic core structure 0.18 and increases to over 0.3 as λ increases. The optimized φ for a panel length of 0.5 m then decreases at a λ of about 3.2 and settles at 0.3.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt die optimierte ϕ für eine Tafellänge von 1 m bei 0,1 bei einem λ von 1 und erhöht sich in etwa linear auf 0,22 bei einem λ von 4. In einem Ausführungsbeispiel liegt die optimierte ϕ für eine Tafellänge von 2 m bei 0,1 für ein λ zwischen 1 und 3,3 und fängt an, sich bei einem λ zwischen 3,3 und 3,5 linear auf einen Wert von 0,12 zu erhöhen. Die optimierte ϕ für eine Tafellänge von 3 m beträgt in etwa 0,13 für ein λ von 1 und erhöht sich leicht auf 0,14 ehe sie bei einem λ von 4 nahezu linear auf einen Wert von 0,11 absinkt.In one embodiment of the invention, the optimized φ for a tabular length of 1 m is 0.1 for a λ of 1 and increases approximately linearly to 0.22 for a λ of 4. In one embodiment, the optimized φ is for a tabular length of 2 m at 0.1 for a λ between 1 and 3.3 and begins to increase linearly to a value of 0.12 at a λ between 3.3 and 3.5. The optimized φ for a plate length of 3 m is approximately 0.13 for a λ of 1 and slightly increases to 0.14 before it decreases almost linearly to a value of 0.11 at a λ of 4.

22 ist ein Diagramm des optimierten Abstandes zwischen benachbarten Stiften in Abhängigkeit von einem λ einer Tafel der Sandwichstruktur für unterschiedliche Tafellängen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der optimierte S ist für Tafellängen von 0,5 m, 1 m, 2 m und 3 m gezeigt. Der optimierte S für eine Tafellänge von 0,5 m ist 30 mm für ein λ von 1, nimmt leicht ab auf 28 mm und erhöht sich dann nahezu linear auf 32 mm für ein λ zwischen 3,3 und 3,5, ehe er sich bei 32 mm einpendelt. Der optimierte S für eine Tafellänge von 1 m ist 36 mm für ein λ von 1 und verringert sich auf 30 mm für ein λ von 4. Der optimierte S für eine Tafellänge von 2 m ist 45 mm für ein λ von 1 und verringert sich auf 36 mm für ein λ von 4. Der optimierte S für eine Tafellänge von 3 m ist 52 mm für ein λ von 1 und verringert sich auf etwa 37 mm für ein λ von 4. 22 Figure 3 is a graph of the optimized spacing between adjacent pins versus λ of a panel of the sandwich structure for different panel lengths according to an embodiment of the invention. The optimized S is shown for panel lengths of 0.5 m, 1 m, 2 m and 3 m. The optimized S for a panel length of 0.5 m is 30 mm for a λ of 1, decreases slightly to 28 mm and then increases almost linearly to 32 mm for a λ between 3.3 and 3.5 before it does stabilized at 32 mm. The optimized S for a panel length of 1 m is 36 mm for a λ of 1 and decreases to 30 mm for a λ of 4. The optimized S for a panel length of 2 m is 45 mm for a λ of 1 and decreases to 36 mm for a λ of 4. The optimized S for a panel length of 3 m is 52 mm for a λ of 1 and decreases to about 37 mm for a λ of 4.

23 ist ein Diagramm der optimierten Kerndicke in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einer antiklastischen Kernstruktur einer Sandwichstruktur in Abhängigkeit von einem λ einer Tafel der Sandwichstruktur für unterschiedliche Tafellängen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die optimierte Kerndicke ist für Tafellängen von 0,5 m, 1 m, 2 m und 3 m gezeigt. Die optimierte Kerndicke für eine Tafellänge von 0,5 m ist 12 mm für ein λ von 1 und verringert sich auf 8 mm für ein λ von etwa 3.3, ehe sie sich für ein λ von 4 auf 10 mm erhöht. Die optimierte Kerndicke für eine Tafellänge von 1 m beträgt 14 mm für ein λ von 1 und verringert sich auf 10 mm für ein λ von 4. Die optimierte Kerndicke für eine Tafellänge von 2 m ist 17,5 mm für ein λ von 1 und verringert sich auf 13 mm für ein λ von 4. Die optimierte Kerndicke für eine Tafellänge von 3 m ist 20 mm für ein λ von 1 und verringert sich auf 14 mm für ein λ von 4. 23 FIG. 12 is a graph of optimized core thickness in one embodiment of the present invention of an anticlastic core structure of a sandwich structure versus a λ of a panel of the sandwich structure for different panel lengths according to an embodiment of the present invention. FIG. The optimized core thickness is shown for panel lengths of 0.5 m, 1 m, 2 m and 3 m. The optimized core thickness for a panel length of 0.5 m is 12 mm for a λ of 1 and decreases to 8 mm for a λ of about 3.3 before increasing for a λ from 4 to 10 mm. The optimized core thickness for a panel length of 1 m is 14 mm for a λ of 1 and decreases to 10 mm for a λ of 4. The optimized core thickness for a panel length of 2 m is 17.5 mm for a λ of 1 and reduced to 13 mm for a λ of 4. The optimized core thickness for a panel length of 3 m is 20 mm for a λ of 1 and decreases to 14 mm for a λ of 4.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Stahlsandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur erzeugt. Bei dieser beispielhaften Stahl-Sandwichstruktur erzeugt man eine Gesamttafeldicke von 7,2 mm mit 0,4 mm starken 80ksi Stirnplatten aus Stahl, zwischen denen eine antiklastische Kernstruktur angeordnet ist. Die antiklastische Kernstruktur wurde unter Verwendung einer Stiftstruktur hergestellt, mit einem Stiftabstand von etwa S ≅ 18,5 mm und einem Verbindungsbereichsparameter von ϕ ≅ 0,26. Die Stirnplatten werden mit der antiklastischen Kernstruktur unter Verwendung eines Hochleistungs-Epoxidklebers verbunden. Vor dem Verbinden wird das Epoxid zu 0,3 mm dicken Platten gepresst. Die festen Epoxidplatten werden dann zwischen dem Kern und den Stirnplatten platziert, ehe der gesamte Stapel in einer Plattenpresse erwärmt und ausgehärtet wird, um die Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur zu erzeugen. Das gemessene Flächengewicht dieser beispielhaften Stahlstruktur beträgt 10,4 kg/m2 mit einer Gewichtsaufschlüsselung von 60% für die Stirnplatten, 27% für die Kernstruktur und 13% für den Klebstoff.In one embodiment of the invention, a steel sandwich structure having an anticlastic core structure is produced. In this exemplary steel sandwich structure, a total panel thickness of 7.2 mm is produced with 0.4 mm thick 80ksi steel faceplates, between which an anticlastic core structure is placed. The anticlastic core structure was fabricated using a pin structure with a pin spacing of about S ≅ 18.5 mm and a connection area parameter of φ ≅ 0.26. The faceplates are bonded to the anticlastic core structure using a high performance epoxy adhesive. Before bonding, the epoxy is pressed into 0.3 mm thick plates. The solid epoxy panels are then placed between the core and the end panels before the entire stack is heated and cured in a platen press to produce the sandwich structure with an anticlastic core structure. The measured basis weight of this exemplary steel structure is 10.4 kg / m 2 with a weight breakdown of 60% for the end panels, 27% for the core structure and 13% for the adhesive.

Bei der im vorigen Abschnitt beschriebenen beispielhaften Stahlsandwichstruktur wird eine Tragkraft von 95,5 N/mm erreicht. Die Tragkraft von 95,5 N/mm entspricht einer Scherspannung von 4,5 MPa. Darüber hinaus beträgt die Schersteifigkeit einer solchen beispielhaften Struktur 5440 N/mm.In the exemplary steel sandwich structure described in the previous section, a load capacity of 95.5 N / mm is achieved. The load capacity of 95.5 N / mm corresponds to a shear stress of 4.5 MPa. In addition, the shear stiffness of such an exemplary structure is 5440 N / mm.

In der Leichtstahl-Industrie wurden Anstrengungen unternommen, um leichtgewichtige Strukturen zu entwickeln, indem eine Sandwichstruktur mit Schaumstoffkern aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) verwendet wurde. Eine beispielhafte Sandwichstruktur mit einem HDPE-Kern hat eine Gesamtdicke von 7,3 mm. Die Stirnplatten der beispielhaften HDPE-Kernstruktur sind jeweils aus 80ksi Strukturstahl mit einer Dicke von 0,4 mm. Der HDPE-Schaumstoffkern der beispielhaften Struktur hat eine Dichte von 0,84 g/cm3 und die beispielhafte Sandwichstruktur mit einer HDPE-Kernstruktur hat ein Flächengewicht von 11,7 kg/m2.In the light steel industry, efforts have been made to develop lightweight structures by using a high density polyethylene (HDPE) foam core sandwich structure. An exemplary sandwich structure with a HDPE core has a total thickness of 7.3 mm. The faceplates of the exemplary HDPE core structure are each made from 80ksi of structural steel having a thickness of 0.4 mm. The HDPE-foam core of the exemplary structure has a density of 0.84 g / cm 3 and the exemplary sandwich structure with a HDPE core structure has a basis weight of 11.7 kg / m 2.

Das Flächengewicht der Sandwichstruktur mit einer HDPE-Kernstruktur ist höher als das Flächengewicht der zuvor beschriebenen beispielhaften Sandwichstruktur mit einer antiklastischen Kernstruktur. Trotz des höheren Flächengewichts hat die Sandwichstruktur mit einer HDPE-Kernstruktur eine niedrigere maximale Tragkraft als die beschriebene beispielhafte Sandwichstruktur mit antiklastischer Kernstruktur. Insbesondere beträgt die maximale Tragkraft der Sandwichstruktur bei Verwendung einer HDPE-Kernstruktur 45 N/mm. Diese Tragkraft ist mehr als die Hälfte der maximalen Tragkraft von 95,5 N/mm der beispielhaften Struktur mit antiklastischer Kernstruktur.The basis weight of the sandwich structure having an HDPE core structure is higher than the basis weight of the exemplary sandwich structure having an anticlastic core structure described above. Despite the higher basis weight, the sandwich structure with a HDPE core structure has a lower maximum load capacity than the described exemplary sandwich structure with anticlastic core structure. In particular, the maximum load capacity of the sandwich structure when using a HDPE core structure is 45 N / mm. This load capacity is more than half the maximum load capacity of 95.5 N / mm of the exemplary anticlastic core structure.

Ein weiterer wichtiger Parameter bei der Entwicklung von Leichtstahl-Sandwichstrukturen ist die Durchstoßfestigkeit der Strukturen. Durchstoßfestigkeit ist die durch einen halbkugelförmigen Stoß aufgebrachte Last, bei der sich erste Risse in dem Material zu bilden beginnen. Die Durchstoßfestigkeit der Sandwichstruktur bei Verwendung der antiklastischen Kernstruktur hängt von dem Stiftabstand S und der ϕ in der Struktur ab, die zum Bilden der antiklastischen Kernstruktur verwendet wird. Die Durchstoßfestigkeit hängt ferner von der Höhe (C) der antiklastischen Kernstruktur ab.Another important parameter in the development of lightweight steel sandwich structures is the puncture resistance of the structures. Puncture resistance is the load applied by a hemispherical shock at which first cracks begin to form in the material. The puncture resistance of the sandwich structure using the anticlastic core structure depends on the pin spacing S and the φ in the structure used to form the anticlastic core structure. The puncture resistance also depends on the height (C) of the anticlastic core structure.

24 zeigt die Durchstoßfestigkeit von Sandwichstahlstrukturen mit unterschiedlichen Stirnplattenmaterialien bei Verwendung von antiklastischen Kernstrukturen in Abhängigkeit von dem Stiftabstand S und der antiklastischen Kernstruktur-Höhe C. Die Durchstoßfestigkeiten, die in 24 gezeigt sind, sind für Sandwichstrukturen mit antiklastischen Kernstrukturen erzeugt worden, die durch eine Stiftstruktur mit einer ϕ von 0,2 erzeugt wurden. Insbesondere ist die Durchstoßfestigkeit in verschiedenen Ausführungsbeispielen in 24 für Sandwichstrukturen unter Verwendung von Stirnplattenschichten gezeigt, die aus Handelsbaustahl (CS-B), Zweiphasen-Stahl (DP) und martensitischem Stahl (MS) 22MnB5 hergestellt sind. Wie in 24 gezeigt, nimmt in einem Ausführungsbeispiel die Durchstoßfestigkeit der Sandwichstrukturen ab, wenn sich S und C erhöhen. Die Sandwichstrukturen unter Verwendung von DP- und MS-Stirnplattenschichten haben Durchstoßfestigkeiten von 20 kN bei einem S von 5 mm und einer C von 2 mm. Die Durchstoßfestigkeit der Sandwichstrukturen unter Verwendung von DP sinkt auf 9 kN, während die Durchstoßfestigkeit der Sandwichstruktur unter Verwendung von MS auf 10 kN für einen S von 20 mm und eine C von 8 mm sinkt. Die Sandwichstruktur mit CS-B-Stirnplatten hat eine Durchstoßfestigkeit von 8 kN bei einem S von 5 mm und einer C von 2 mm und verringert sich auf 4 kN bei einem S von 20 mm und einer C von 7 mm. 24 shows the puncture resistance of sandwich steel structures with different face plate materials using anticlastic core structures as a function of the pin spacing S and the anticlastic core structure height C. The puncture strengths shown in FIG 24 have been produced for sandwich structures with anticlastic core structures created by a pin structure with a φ of 0.2. In particular, the puncture resistance in various embodiments is in 24 for sandwich structures using faceplate layers made of commercial structural steel (CS-B), two-phase steel (DP) and martensitic steel (MS) 22MnB5. As in 24 In one embodiment, as the S and C increase, the puncture resistance of the sandwich structures decreases. The sandwich structures using DP and MS faceplate layers have puncture strengths of 20 kN at 5 mm S and 2 mm C, respectively. The puncture resistance of the sandwich structures using DP drops to 9 kN, while the puncture resistance of the sandwich structure using MS decreases to 10 kN for an S of 20 mm and a C of 8 mm. The sandwich structure with CS-B face plates has a puncture resistance of 8 kN with a S of 5 mm and a C of 2 mm and decreases to 4 kN with an S of 20 mm and a C of 7 mm.

In zwei weiteren beispielhaften Sandwichstrukturen A und B sind die Stirnplattenschichten aus einem 0,37 mm dicken HS80-Material und die antiklastische Kernstruktur ist aus einem 0,3 mm dicken CS-B-Material hergestellt. Im Beispiel A der Sandwichstruktur hat die antiklastische Kernstruktur eine C von 4,1 mm und ist mit einer Stiftstruktur mit einem S von 13,5 mm hergestellt. Beim Beispiel B der Sandwichstruktur hat die antiklastische Kernstruktur eine C von 2,8 mm und ist mit einer Stiftstruktur mit einem S von 13,5 mm hergestellt. Die Durchstoßfestigkeit beim Beispiel A beträgt 3 kN, während die Durchstoßfestigkeit beim Beispiel B 4,2 kN beträgt. Der Unterschied in der Durchstoßfestigkeit zwischen Beispiel A und Beispiel B wird auf die kleinere C im Beispiel B zurückgeführt.In two other exemplary sandwich structures A and B, the faceplate layers are made from a 0.37 mm thick HS80 material and the anticlastic core structure is made from a 0.3 mm thick CS-B material. In example A of the sandwich structure, the anticlastic core structure has a C of 4.1 mm and is made with a pin structure with an S of 13.5 mm. In Example B of the sandwich structure, the anticlastic core structure has a C of 2.8 mm and is made with a pin structure with an S of 13.5 mm. The puncture resistance in Example A is 3 kN, while the puncture resistance in Example B is 4.2 kN. The difference in puncture resistance between Example A and Example B is attributed to the smaller C in Example B.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kernschicht 12 einer Sandwichstruktur ist in 25 gezeigt. Der Kern 12 umfasst abgeflachte Höcker 16, die jeweils Verbindungsbereiche haben, sowie Täler. Erhabene Rippen 60 bilden eine Brücke zwischen benachbarten Höckern 16 und erstrecken sich im Wesentlichen parallel zur Richtung A. Darüber hinaus ist eine abrupte Vertiefung 62 zwischen jedem benachbarten Paar von Höckern 16 in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung zu A angeordnet. Somit hat der Kern 12 in einer Richtung eine andere Steifigkeit und Biegeeigenschaft als in einer senkrecht zu dieser verlaufenden Richtung.Another embodiment of a core layer 12 a sandwich structure is in 25 shown. The core 12 includes flattened cusps 16 , which each have connecting areas, as well as valleys. Sublime ribs 60 form a bridge between neighboring humps 16 and extend substantially parallel to direction A. In addition, there is an abrupt depression 62 between each adjacent pair of humps 16 arranged in a substantially perpendicular direction to A. Thus, the core has 12 in one direction a different rigidity and bending property than in a direction perpendicular to this direction.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden für einen Fachmann auf diesem Gebiet beim Studium der Beschreibung und bei der Umsetzung der hier offenbarten Erfindung offensichtlich werden. Die Beschreibung und die Beispiele sollen als rein beispielhaft angesehen werden, wobei der wahre Schutzumfang und der Erfindungsgedanke in den folgenden Ansprüchen angegeben ist.Other embodiments of the invention will become apparent to those skilled in the art upon a study of the specification and upon implementation of the invention disclosed herein. It is intended that the specification and examples be considered as exemplary only, with a true scope and spirit being given in the following claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5851342 [0053] US 5851342 [0053]
  • US 7997114 [0053] US 7997114 [0053]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DIN-18.800 [0066] DIN-18.800 [0066]

Claims (42)

Sandwichstruktur (10), umfassend: (a) eine Kernschicht (12), die abgeflachte Höcker (16) und abgeflachte Täler (18) umfasst, wobei die Höcker in alle Richtungen zueinander beabstandet sind, wobei jeder Höcker eine im Wesentlichen flache und peripher kreisförmige Verbindungsfläche (A1) hat und wobei jedes abgeflachte Tal eine im Wesentlichen flache Fläche (A2) hat, wobei die Kernschicht eine Anfangsdicke (t) hat und Mittelpunkte der benachbarten Täler um einen Abstand (SL) in L-Richtung und (SW) in W-Richtung, senkrecht zur L-Richtung, beabstandet sind, (b) eine erste äußere Schicht (20), die an den Höckern auf einer Seite der Kernschicht befestigt ist und sich zwischen den Höckern erstreckt, (c) eine zweite äußere Schicht (24), die an den Höckern auf einer entgegengesetzten Seite der Kernschicht befestigt ist und sich zwischen den Höckern erstreckt, (d) wobei eine Gesamtkernschichthöhe nach Bildung der Sandwichstruktur C ist, und ein Verhältnis von t/C kleiner oder gleich 0,15 und größer als 0,02 ist, und (e) wobei der Raum zwischen den Sandwichschichten keine Wabenmuster definiert.Sandwich structure ( 10 ), comprising: (a) a core layer ( 12 ), the flattened cusps ( 16 ) and flattened valleys ( 18 ), wherein the bumps are spaced apart in all directions, each bump having a substantially flat and peripherally circular bonding surface (A1) and each flattened valley having a substantially flat surface (A2), the core layer having an initial thickness (t ) and centers of the adjacent valleys are spaced by a distance (S L ) in the L direction and (S W ) in the W direction, perpendicular to the L direction, (b) a first outer layer ( 20 ) attached to the bumps on one side of the core layer and extending between the bumps, (c) a second outer layer (FIG. 24 ) attached to the bumps on an opposite side of the core layer and extending between the bumps, (d) wherein a total core layer height after formation of the sandwich structure is C, and a ratio of t / C is less than or equal to 0.15 and greater than 0.02, and (e) wherein the space between the sandwich layers does not define honeycomb patterns. Struktur nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis von A1/A2 kleiner als 2 und größer als 0,5 ist.The structure of claim 1, wherein a ratio of A1 / A2 is less than 2 and greater than 0.5. Struktur nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis von SL/SW kleiner oder gleich 2 und größer oder gleich 0,5 ist.The structure of claim 1, wherein a ratio of S L / S W is less than or equal to 2 and greater than or equal to 0.5. Struktur nach Anspruch 1, wobei ein kleinerer Abstand Smin = min{SL, SW} kleiner oder gleich 200 mm ist.The structure of claim 1, wherein a smaller distance S min = min {S L , S W } is less than or equal to 200 mm. Struktur nach Anspruch 1, wobei ein größerer Abstand Smax = max{SL, SW} größer oder gleich 5 mm ist.Structure according to claim 1, wherein a greater distance S max = max {S L , S W } is greater than or equal to 5 mm. Struktur nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis von A1/Smin 2 größer als 0,02 ist.The structure of claim 1, wherein a ratio of A1 / S min 2 is greater than 0.02. Struktur nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis von A1/Smax 2 kleiner als 0,5 ist.The structure of claim 1, wherein a ratio of A1 / S max 2 is less than 0.5. Struktur nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis von C/Smin kleiner als 1,0 und größer als 0,2 ist.The structure of claim 1, wherein a ratio of C / S min is less than 1.0 and greater than 0.2. Struktur nach Anspruch 1, wobei die Kernschicht kontinuierlich zwischen Prägewalzen (38) vorgeschoben wird, die jeweils längliche vorstehende Stifte enthalten, um in der Kernschicht die Höcker und Täler zu erzeugen.Structure according to claim 1, wherein the core layer is continuous between embossing rolls ( 38 ), each containing elongated protruding pins to produce in the core layer the bumps and valleys. Struktur nach Anspruch 1, wobei ein Abstand zwischen Mittelpunkten benachbarter Paare der Höcker 30–52 mm beträgt.The structure of claim 1, wherein a distance between centers of adjacent pairs of bumps is 30-52 mm. Struktur nach Anspruch 1, wobei ein Abstand zwischen Mittelpunkten benachbarter Paare der Höcker 10–20 mm beträgt.The structure of claim 1, wherein a distance between centers of adjacent pairs of the bumps is 10-20 mm. Struktur nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Schaumstoff, der zwischen der ersten und der zweiten äußeren Schicht angeordnet ist.The structure of claim 1, further comprising a foam disposed between the first and second outer layers. Struktur nach Anspruch 1, wobei es sich bei den verbundenen Platten um eine flache Tafel in Verbindung mit einem Lastkraftwagen handelt.The structure of claim 1, wherein the bonded panels are a flat panel associated with a truck. Sandwichstruktur (10) umfassend, eine Kernschicht (12), die abgeflachte Höcker (16) und abgeflachte Täler (18) umfasst, wobei jeder abgeflachte Höcker und jedes abgeflachte Tal einen im Wesentlichen kreisförmigen äußeren Verbindungsbereich (22; 26) hat, der zu benachbarten Höckern beabstandet ist, wobei die Kernschicht aus einer ursprünglich flachen Platte mit einer Dicke (t) unter Verwendung von Prägewalzen (38) mit vorstehenden Stiften hergestellt ist, wobei Mittelpunkte von benachbarten Stiften um einen Abstand S von 10–50 mm getrennt sind, und Ecken der Stifte, die mit der Platte in Kontakt kommen, abgerundet sind, eine erste Schicht (20), die mit den Verbindungsbereichen der abgeflachten Höcker durch einen Klebstoff verbunden ist, eine zweite Schicht (24), die mit den Verbindungsbereichen der abgeflachten Täler durch den Klebstoff verbunden ist, und wobei die Kernschicht der Stiftstruktur kontinuierlich von einer Rolle (34) zugeführt wird.Sandwich structure ( 10 ), a core layer ( 12 ), the flattened cusps ( 16 ) and flattened valleys ( 18 ), wherein each flattened bump and flattened valley has a substantially circular outer joint region (FIG. 22 ; 26 ) which is spaced from adjacent bumps, the core layer being formed from an originally flat plate having a thickness (t) using embossing rollers ( 38 ) with protruding pins, with centers separated from adjacent pins by a distance S of 10-50 mm, and corners of the pins coming into contact with the plate being rounded, a first layer (Fig. 20 ), which is connected to the connecting portions of the flattened cusps by an adhesive, a second layer ( 24 ), which is connected to the connecting portions of the flattened valleys by the adhesive, and wherein the core layer of the pin structure continuously from a roll ( 34 ) is supplied. Struktur nach Anspruch 14, wobei die Stiftstruktur einen Verbindungsbereichsparameter hat, der größer oder gleich 0,05 und kleiner als 0,4 ist, wobei der Verbindungsbereichsparameter das Verhältnis eines Durchmessers einer flachen Fläche der Stifte zum Abstand S ist.The structure of claim 14, wherein the pin structure has a joint region parameter greater than or equal to 0.05 and less than 0.4, wherein the joint region parameter is the ratio of a diameter of a flat surface of the pins to the distance S. Struktur nach Anspruch 14, mit einer Scherfestigkeit von 0,59–6,813 MPa.Structure according to claim 14, having a shear strength of 0.59-6.813 MPa. Struktur nach Anspruch 14, die einer Scherkraft pro Breiteneinheit von 18 N/mm standhält, ehe eine Delamination eintritt.A structure according to claim 14, which withstands a shear force per unit width of 18 N / mm before delamination occurs. Struktur nach Anspruch 14, mit einer Schersteifigkeit zwischen 2000–5500 N/mm.Structure according to claim 14, having a shear stiffness between 2000-5500 N / mm. Struktur nach Anspruch 14, ferner umfassend erhabene Rippen, die zwischen benachbarten Höckern in einer ersten Richtung Brücken bilden, und abrupte Vertiefungen, die zwischen benachbarten Höckern in einer zweiten Richtung angeordnet sind, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Richtung ist.The structure of claim 14, further comprising raised ribs forming bridges between adjacent bumps in a first direction, and abrupt pits disposed between adjacent bumps in a second direction that is substantially perpendicular to the first direction. Struktur nach Anspruch 14, mit einer Durchstoßfestigkeit zwischen 4 und 20 kN. Structure according to claim 14, having a puncture resistance between 4 and 20 kN. Sandwichstruktur (10), umfassend: eine Kernschicht (12), die abgeflachte Höcker (16) und abgeflachte Täler (18) umfasst, sowie im Wesentlichen flache und peripher kreisförmige Bereiche (22; 26), die an äußeren Oberflächen der Höcker und Täler angeordnet sind, mit gekrümmten Schnittflächen zwischen den Höckern und Seitenwänden, die sich zwischen den Höckern und Tälern erstrecken, eine im Wesentlichen flache äußere Schicht (20), die an wenigstens einigen der benachbarten Bereiche auf den äußeren Flächen auf einer Seite der Kernschicht angebracht ist, eine weitere im Wesentlichen flache äußere Schicht (24), die an wenigstens einigen der benachbarten Bereiche auf den äußeren Flächen auf einer entgegengesetzten Seite der Kernschicht angebracht ist, und erhabene Rippen der Kernschicht, die zwischen benachbarten Höckern in einer ersten Richtung Brücken bilden, und abrupte Vertiefungen, die zwischen benachbarten Höckern in einer zweiten Richtung angeordnet sind, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Richtung ist, wobei die gesamte Sandwichstruktur eine Durchstoßfestigkeit von nicht weniger als 4 kN hat, und wobei die gesamte Sandwichstruktur eine Schersteifigkeit von wenigstens 2000 N/mm an mindestens einer Stelle in Dickenrichtung hat.Sandwich structure ( 10 ), comprising: a core layer ( 12 ), the flattened cusps ( 16 ) and flattened valleys ( 18 ) and substantially flat and peripherally circular regions ( 22 ; 26 ), which are arranged on outer surfaces of the bumps and valleys, with curved cut surfaces between the bumps and side walls, which extend between the bumps and valleys, a substantially flat outer layer (FIG. 20 ) mounted on at least some of the adjacent regions on the outer surfaces on one side of the core layer, another substantially flat outer layer (FIG. 24 ) disposed on at least some of the adjacent regions on the outer surfaces on an opposite side of the core layer, and raised ribs of the core layer which form bridges between adjacent bumps in a first direction, and abrupt depressions formed between adjacent bumps in a second Direction are arranged, which is substantially perpendicular to the first direction, wherein the entire sandwich structure has a puncture resistance of not less than 4 kN, and wherein the entire sandwich structure has a shear stiffness of at least 2000 N / mm at least one location in the thickness direction. Struktur nach Anspruch 21, wobei die Kernschicht eine einzelne Platte aus Aluminium ist und die Sandwichstruktur nur aus den drei Schichten mit Klebstoff zwischen denselben besteht.The structure of claim 21, wherein the core layer is a single plate of aluminum and the sandwich structure consists of only the three layers of adhesive therebetween. Struktur nach Anspruch 22, wobei die Aluminiumkernplatte eine Dicke von 0,05–1,5 mm hat.The structure of claim 22, wherein the aluminum core plate has a thickness of 0.05-1.5 mm. Struktur nach Anspruch 21, wobei die Kernschicht eine einzige Stahlplatte ist und die Sandwichstruktur nur aus den drei Schichten mit Klebstoff zwischen denselben besteht.The structure of claim 21 wherein the core layer is a single steel plate and the sandwich structure consists of only the three layers of adhesive therebetween. Struktur nach Anspruch 24, wobei die Stahlplatte eine Dicke von größer als 0,1 mm und von kleiner als 0,6 mm hat.The structure of claim 24, wherein the steel plate has a thickness of greater than 0.1 mm and less than 0.6 mm. Struktur nach Anspruch 21, ferner umfassend ein Zusammenkleben der Schichten an den Verbindungsbereichen mittels Klebstoff, und wobei die Kernschicht in der ersten Richtung andere Festigkeitsmerkmale als in der zweiten Richtung hat.The structure of claim 21 further comprising adhering the layers to the bond regions by means of adhesive, and wherein the core layer has strength properties in the first direction other than in the second direction. Struktur nach Anspruch 21, wobei: eine Fläche A1 jedes der Bereiche, die mit den Höckern in Verbindung stehen, eine Spannung zwischen mindestens einem der Höcker der Kernschicht und einer benachbarten der Platten überträgt, eine Fläche A2 jedes der Bereiche, die mit den Tälern in Verbindung stehen, eine Spannung zwischen mindestens einem der Täler der Kernschicht und der anderen der Platten überträgt, und ein Verhältnis von A1/A2 kleiner als 2 und größer als 0,5 ist.The structure of claim 21, wherein: a surface A1 of each of the regions communicating with the bumps transmits a stress between at least one of the bumps of the core layer and an adjacent one of the plates, a surface A2 of each of the regions communicating with the valleys transmits a stress between at least one of the valleys of the core layer and the other of the plates, and a ratio of A1 / A2 is less than 2 and greater than 0.5. Sandwichstruktur (10), umfassend: mindestens eine Kernplatte (12), die abgeflachte Höcker (16) und abgeflachte Täler (18) umfasst, wobei jeder abgeflachte Höcker eine im Wesentlichen kreisförmige obere Ansicht und einen im Wesentlichen flachen äußeren Verbindungsbereich (22) mit einer Fläche A1 hat, wobei jedes abgeflachte Tal einen äußeren Verbindungsbereich (26) mit einer Fläche A2 hat, wobei eine ausgebildete Tiefe zwischen einem benachbarten Paar der Höcker und Täler zwischen 2,87–19,66 mm liegt und ein Abstand S zwischen Mittelpunkten von benachbarten Höckern 10 bis 52 mm beträgt, die Kernplatte aus einer ursprünglich flachen Metallplatte hergestellt ist, eine erste Platte (20), die an die Verbindungsbereiche der abgeflachten Höcker geklebt ist, und eine zweite Platte (24), die an die Verbindungsbereiche der abgeflachten Täler geklebt ist, wobei die verbundenen Platten eine Durchstoßfestigkeit von mindestens 3 kN und eine Tragkraft von mindestens 95,5 N/mm haben.Sandwich structure ( 10 ), comprising: at least one core plate ( 12 ), the flattened cusps ( 16 ) and flattened valleys ( 18 ), each flattened bump having a substantially circular upper view and a substantially flat outer connecting region (FIG. 22 ) with an area A1, each flattened valley having an outer connecting area ( 26 ) having an area A2, wherein a formed depth between an adjacent pair of the bumps and valleys is between 2.87-19.66 mm and a distance S between centers of adjacent bumps is 10 to 52 mm, the core plate is originally flat Metal plate is made, a first plate ( 20 ) glued to the connecting portions of the flattened protuberances, and a second plate (FIG. 24 ) adhered to the joint portions of the flattened valleys, the bonded plates having a puncture resistance of at least 3 kN and a bearing force of at least 95.5 N / mm. Struktur nach Anspruch 28, wobei D ein Abstand zwischen den benachbarten Höckern ist und ein Verhältnis von A1/D2 kleiner als 0,7 und größer als 0,02 ist.The structure of claim 28, wherein D is a distance between the adjacent bumps and a ratio of A1 / D 2 is less than 0.7 and greater than 0.02. Struktur nach Anspruch 29, wobei ein Verhältnis von A2/D2 kleiner als 0,7 und größer als 0,02 ist.The structure of claim 29, wherein a ratio of A2 / D 2 is less than 0.7 and greater than 0.02. Struktur nach Anspruch 30, wobei die Kernplatte aus Stahl ist, mit einer vorgeformten Dicke von größer als 0,1 mm und kleiner als 0,6 mm.The structure of claim 30 wherein the core plate is steel having a preformed thickness greater than 0.1 mm and less than 0.6 mm. Struktur nach Anspruch 28, wobei die Kernplatte aus Aluminium ist, mit einer vorgeformten Dicke von größer als 0,05 mm und kleiner als 1,5 mm.The structure of claim 28, wherein the core plate is aluminum, with a preformed thickness greater than 0.05 mm and less than 1.5 mm. Struktur nach Anspruch 28, wobei die Verbindungsbereichsfläche A1 eine Spannung zwischen mindestens einem der Höcker der Kernplatte und der ersten Platte überträgt, derart, dass die Scherfestigkeit größer oder gleich 0,59 MPa ist.The structure of claim 28, wherein the joint area A1 transmits a stress between at least one of the bumps of the core plate and the first plate such that the shear strength is greater than or equal to 0.59 MPa. Struktur nach Anspruch 28, wobei die Verbindungsbereichsfläche A2 eine Spannung zwischen mindestens einem der Täler der Kernplatte und der zweiten Platte überträgt, derart, dass die Struktur eine Scherkraft pro Breiteneinheit von mindestsens 18 N/mm hat, ehe eine Delamination eintritt.The structure of claim 28, wherein the joint area A2 transmits tension between at least one of the valleys of the core plate and the second plate such that the structure has a shear force per unit width of at least 18 N / mm before delamination occurs. Struktur nach Anspruch 28, wobei der Abstand S 30–52 mm beträgt. The structure of claim 28, wherein the distance S is 30-52 mm. Struktur nach Anspruch 28, wobei der Abstand S 10–30 mm beträgt.The structure of claim 28, wherein the distance S is 10-30 mm. Struktur nach Anspruch 28, ferner umfassend einen Schaumstoff, der zwischen der ersten und der zweiten Platte angeordnet ist.The structure of claim 28, further comprising a foam disposed between the first and second plates. Struktur nach Anspruch 28, wobei es sich bei den verbundenen Platten um eine flache Tafel handelt, die mit einem Lastkraftwagen in Verbindung steht.The structure of claim 28, wherein the bonded panels is a flat panel communicating with a truck. Sandwichstruktur (10) zur Verwendung mit einem Lastkraftwagen, wobei die Struktur umfasst: mindestens eine Stahlkernplatte (12), die aus abgeflachten Höckern (16) und abgeflachten Tälern (18) hergestellt ist, wobei die Höcker in alle Richtungen zueinander beabstandet sind, wobei der Kern aus einer ursprünglich flachen Platte hergestellt ist, und jeder Höcker eine im Allgemeinen kreisförmige obere Ansicht und eine gekrümmte Schnittfläche mit der benachbarten Seitenwand einschließt, eine erste äußere Stahlplatte (20), die an den abgeflachten Höckern mit einem Epoxidkleber angebracht ist, und eine zweite äußere Stahlplatte (24), die an den abgeflachten Höckern auf einer zur ersten äußeren Platte entgegengesetzten Seite der Kernplatte mit einem Epoxidkleber angebracht ist, wobei die angebrachten Platten eine Scherkraft pro Breiteneinheit von mindestens 18 N/mm haben, ehe eine Delamination eintritt, wobei das Flächengewicht der angebrachten Platten nicht größer als 11,7 kg/m2 ist, wobei eine Tragkraft der angebrachten Platten mindestens 45 N/mm beträgt, und ein Raum zwischen den Platten frei von einem Wabenmuster ist.Sandwich structure ( 10 ) for use with a truck, the structure comprising: at least one steel core plate ( 12 ), which consist of flattened humps ( 16 ) and flattened valleys ( 18 with the bumps spaced apart in all directions, the core being made from an originally flat plate, and each bump including a generally circular top view and a curved cutting surface with the adjacent side wall, a first outer steel plate (U.S. 20 ), which is attached to the flattened humps with an epoxy adhesive, and a second outer steel plate ( 24 ) attached to the flattened bumps on an opposite side of the core plate to the first outer plate with an epoxy adhesive, the attached plates having a shear force per unit width of at least 18 N / mm before delamination occurs, the basis weight of the attached plates is not greater than 11.7 kg / m 2 , wherein a load capacity of the attached plates is at least 45 N / mm, and a space between the plates is free from a honeycomb pattern. Struktur nach Anspruch 39, wobei die Kernplatte und die äußeren Platten aneinandergefügt eine Tragkraft von mindestens 95,5 N/mm haben.The structure of claim 39, wherein the core plate and the outer plates joined together have a load capacity of at least 95.5 N / mm. Struktur nach Anspruch 39, wobei die Kernplatte und die äußeren Platten aneinandergefügt eine Schersteifigkeit von mindestens 5440 N/mm haben.The structure of claim 39, wherein the core plate and the outer plates joined together have a shear stiffness of at least 5440 N / mm. Struktur nach Anspruch 39, ferner umfassend einen Schaumstoff, der zwischen den äußeren Platten angeordnet ist.The structure of claim 39, further comprising a foam disposed between the outer plates.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US7997114B2 (en) 2007-04-05 2011-08-16 Material Sciences Corporation Method of stamping multilayer sheets

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5851342A (en) 1996-11-14 1998-12-22 Material Sciences Corporation Method and apparatus for forming a laminate
US7997114B2 (en) 2007-04-05 2011-08-16 Material Sciences Corporation Method of stamping multilayer sheets

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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