DE2939432A1

DE2939432A1 - Kernstreifen, insbesondere fuer zusammengesetzte platten, und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2939432A1
Application number: DE19792939432
Authority: DE
Inventors: Roy L Anspach; James R Campbell
Original assignee: HI I Ltd
Current assignee: HI I Ltd
Priority date: 1978-10-02
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1980-04-17
Also published as: JPS5550919A; IT7968898A0; FR2437937A1; AU529389B2; GB2034207B; CA1108938A; NL189825B; NL7907176A; GB2034207A; NL189825C; AU5134379A; SE7908038L; SE437624B; BE879004A; JPS5838244B2; IT1119199B; US4273836A; DE2939432C2; FR2437937B1

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Kernstreifenrohling, einen daraus hergestellten Kernstreifen, insbesondere für zusammengesetzte metallische Platten, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Es ist bereits bekannt, zusammengesetzte Platten herzustellen, die einen mittleren Kernaufbau haben, der mit Flächenblechen auf den gegenüberliegenden Seiten versehen ist (ÜS-PSen 2 930 882, 3 015 715, 3 077 532, 3 598,953, 3 689 73O und 2 983 038).

Bekannt ist dabei die Verwendung eines Kernaufbaus, der aus einer Vielzahl von ineinander geschachtelten Kernstreifen besteht, die fortlaufende Flansche haben, welche vorstehende und einspringende Bereiche, sogenannte Knoten, haben, die ineinander schachtelbar sind, wodurch man einen Kern mit der gewünschten Fläche erhält.

Bekannt sind außerdem Kernkonstruktionen, die eine Vielzahl von Kernstreifen mit einer Reihe von Laschen aufweisen, die von einer Vielzahl von Aussparungen in den gegenüberliegenden Rändern des Kernstreifens gebildet werden (US-PS 2 983 938).

Bei solchen bekannten Platten sind die Scheitel von Wellungen der Kernstreifen mit Aussparungen versehen, um die Verformung der Kernstreifen zu der Wellungsgestalt und das Ineinandersetzen der Kernstreifen zu erleichtern. Wenn solche ausgesparten Kernstreifen verwendet werden, sind an den ausgesparten Abschnitten des Kernstreifens keine Befestigungsflächen zum Anbringen an den Innenflächen der aufgelegten Flächenbleche der Platte vorgesehen. Demzufolge wird der Widerstand der erhaltenen Platte gegen eine Zugspannung

030016/0770

senkrecht zu den Schichten um 15 bis 20 % verringert.

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Kernstreifenrohlingen werden zunächst Bänder oder Streifen aus Metall von relativ breiten Bahnmaterialien geschnitten. Bei dem Schneidprozeß ergeben sich kleine Risse an den gegenüberliegenden Rändern der erhaltenen Streifen oder Bänder sowie Verfestigungen, die einen Glühbehandlungsprozeß nach dem Zuschneiden des Rohlings erforderlich machen.

Auch wenn der Rohling glühbehandelt ist, bleiben in den gegenüberliegenden Rändern von rostfreien Stahlmaterialien (Inco 718, 316, 347, 625, Rene 41, usw.) wie sie bei der Herstellung der Rohlinge verwendet werden, Mikrorisse.

Wenn somit die Rohlinge einer extremen Verformung unterworfen werden, wie sie für das Ineinanderschachteln der vorstehenden und einspringenden Knoten der Kernaufbauten erforderlich ist, werden die Mikrorisse stark vergrößert, was zu einer wesentlichen Reduzierung der Lastaufnahmeeigenschaften des erhaltenen Kernaufbaus führt und ein Reißen bei einer Verformung in Gesenkformen und/oder bei einer darauffolgenden Behandlung ermöglicht.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, Kernstreifenrohlinge aus einem vorher geschnittenen Rohmaterial mit Rändern herzustellen, die verschiedene Fehler habe, wie Mikrorisse, wobei die Ränder umgefaltet werden, um dadurch verdoppelte Flansche oder Randabschnitte zu erhalten.

Wenn die umgefalteteten Ränder einer anschließenden Verformung zu kontinuierlichen oder unterbrochenen Flanschen auf den gegenüberliegenden Seiten des Zwischenstegs zur Bildung eines Kernstreifens unterworfen werden, befinden sich die erwähnten

030016/0770

Fehler nicht mehr an den Rändern der Flansche, sondern innerhalb der Ränder der Flansche neben oder über den Stegen der erhaltenen Kernstreifen.

Wenn deshalb die umgefalteten Flansche einer relativ starken Verformung ausgesetzt werden, wie sie bei der Ausbildung der vorstehenden und einspringenden an sich bekannten Knoten entstehen, sind die Ränder der Flansche, die der Verformung ausgesetzt sind, glatt und weisen keinerlei Sprünge oder Risse auf, die zu einem späteren Defekt der Kernstreifen oder des aus ihnen hergestellten Kerns führen könnten.

Ein Hauptvorteil der Verwendung des erfindungsgemäßen Kernstreifenrohlings zur Herstellung eines Kernstreifens mit verschiedenen Gestalten besteht darin, daß eine Glühbehandlung entfällt, da der verfestigte Rand des Bandes oder Streifens, aus dem der Rohling hergestellt ist, innerhalb des sich ergebenden Kernstreifenrandes liegt, wodurch eine nachteilige Beeinträchtigung der Eigenschaften des Kernstreifens ausgeschlossen ist.

Um eine maximale Güte der Rohlinge zu erhalten, wie sie bei den bekannten Konstruktionen verwendet werden, müssen die zu Kernstreifen verformten Bänder in eine Beizlösung nach dem Abschneiden gebracht werden, um an den gegenüberliegenden Rändern einen Radius auszubilden, wodurch soweit wie möglich Spannungskonzentrationen an dem scharfen eckigen Rand beseitigt werden, der zur Bildung eines vorstehenden Knotenflansches gedehnt wird.

Die Notwendigkeit für eine solche Beizung entfällt erfindungsgemäß, da der abgeschnittene Rand des Bandes zur Bildung des Rohlings und der sich ergebende Kernstreifen nicht länger in der Zone extremer Dehnung liegt und der umgefaltete Rand, der zu dehnen ist, einen natürlichen, durch die Faltung erzeugten

030016/0770

Radius hat.

Der Ausschluß des Einflusses des verfestigten Randes des Bandes, das zur Bildung des Kernrohlings verwendet wird, ist besonders wesentlich bei Titan, da die komplizierte Glühbehandlung in einem Vakuumofen entfällt.

Erfindungsgemäß wird somit ein Kernstreifenrohling geschaffen, bei welchem die gegenüberliegenden Ränder des Rohlings umgefaltet sind, um dem Rohling eine Verdoppelungsstruktur zu geben, die an den Rändern des Rohlings einen Radius ergibt, der aus dem Verfahren zur Erzeugung der Faltränder resultiert, wodurch die anfänglichen Schnittränder des Ausgangsstreifens, aus dem der Rohling hergestellt ist, sich innerhalb des neuen, einen Radius aufweisenden Randes befinden.

Bei einem solchen Rohling werden die Innenränder der umgefalteten oder verdoppelten Abschnitte des Rohlings mit den angrenzenden Abschnitten des Rohlings verschweißt, um sie daran zu befestigen.

Aus diesem Rohling wird erfindungsgemäß ein Kernstreifen hergestellt, wobei die verdoppelten Ränder umgebogen werden, so daß man ein ununterbrochenes Kanalprofil erhält, das von den umgebogenen oder umgefalteten Rändern und dem verbleibenden Steg des Rohlings gebildet wird. Durch Umbiegen oder Falten der verdoppelten Randabschnitte des Rohlings erhält man einen relativ starken massiven Flansch, der an den Innenflächen der Flächenbleche einer Platte durch Schweißen, Diffusionsbindung, Hartlötung, Klebstoffe oder dergleichen befestigt werden kann.

Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Kernstreifens erhält man einen relativ dicken Flansch an den gegenüberliegenden

030016/0770

Rändern des Kernstreifens, der von dem umgefalteten oder verdoppelten Abschnitt des Kernstreifens gebildet wird. Das erhöht die Qualität der Verbindung zwischen dem Kernstreifen und den Flächenblechen hinsichtlich Längszug, Längszugermüdung und Kernscherermüdung.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Kernstreifen der beschriebenen Art geschaffen, bei welchem die anschließende Verformung des Kernstreifens eine gewellte Gestalt mit den bekannten abwechselnden vorstehenden und einspringenden "Knoten" ergibt. Wenn eine Vielzahl solcher Kernstreifen aneinandergesetzt wird, wobei die vorstehenden und einspringenden Knoten in bekannter Weise einander zugeordnet werden, ist die strukturelle Festigkeit der sich ergebenden Platte, welche aus einem Flächenblech oder aus Flächenblechen besteht, die mit den verdoppelten Rändern der Kernstreifen verschweißt oder auf andere Weise befestigt sind, wesentlich erhöht, weil dreifache Materialschichten dort vorhanden sind, wo die Flansche an die Flächenbleche angreifen, während fünffache Materialschichten an den ineinandergesetzten vorstehenden und einspringenden Knoten der Kernstreifen und der darüberliegenden Bleche vorhanden sind. Der erhaltene Aufbau hat einen wesentlich größeren Widerstand gegenüber einem Zug in Flachrichtung bzw. Längsrichtung als die bekannten Konstruktionen.

Um bestimmte physikalische Eigenschaften zu erreichen, verwendet man alternative Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kernstreifens. Wenn die Kernstreifen eine gewellte Gestalt haben, können für bestimmte Anwendungszwecke, beispielsweise öffnungen oder Aussparungen im Kernstreifen an den Knotenabschnitten ausgebildet werden, um die Erzielung der gewellten Gestalt des Kernstreifens zu erleichtern, ohne daß eine massive Verformung bei der Ausbildung der vorstehenden und einspringenden Knoten an dem Kernstreifen, wie sie bisher nötig war, erforderlich ist.

030016/0770

2939A32

Bei den bekannten Konstruktionen, bei denen solche öffnungen oder Aussparungen an den Knotenbereichen der Flansche vorgesehen wurden, verringert die sich ergebende Aufhebung der Flanschkontinuität die Güte der erhaltenen Platte gegenüber Längszug um 15 oder 20 % stark. Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Kernstreifens tritt die Reduzierung der Güte der erhaltenen Platte unter Längsspannung nicht ein, da die Verdoppelungen an den gegenüberliegenden Rändern der Kernstreifen die Güte der erhaltenen Platte in einem Ausmaß erhöhen, das die Nachteile der Aussparungen an den Knotenbereichen der Kernstreifen mehr als beseitigt.

Die Ausbildung von öffnungen oder Aussparungen kann erfolgen, bevor die Kernstreifen zu einem kanalförmigen Profil verfonnt werden, oder auch danach. So kann beispielsweise der Ausgangsmaterialstreifen, aus dem der Rohling geformt wird, mit kreisförmigen öffnungen angrenzend an die Ränder versehen werden, ehe die Ränder zur Erzielung des Verdoppelungseffekts umgefaltet werden.

Bei entsprechender Faltung der Ränder werden die kreisförmigen öffnungen zu halbkreisförmigen Aussparungen in den verdoppelten Rändern reduziert, wobei die Aussparungen dazu dienen können, die Verformung der Kernstreifen in die gewünschte Wellungsgestalt zu erleichtern, was noch erläutert wird.

Einer der Vorteile der Ausbildung der Aussparungen in der beschriebenen Weise besteht darin, daß die kreisförmigen öffnungen durch den Einsatz von starken Stanzwerkzeugen hergestellt werden können, wobei diese Werkzeuge eine längere Lebensdauer haben und genauer arbeiten als Werkzeuge, wie sie gewöhnlich für das Ausschneiden eingesetzt werden, wenn die Aussparungen an den Rändern des Verdoppelungsabschnitts des Kernstreifenrohlings ausgebildet werden, nachdem die Verdoppelungen ausgebildet sind.

030016/0770

Zur Erfindung gehören auch die verschiedenen Verfahrensschritte zur Herstellung der Kernstreifenrohlinge und der Kernstreifen. Erfindungsgemäß wird deshalb ein Verfahren zur Herstellung eines Kernstreifenrohlings geschaffen, bei welchem in einem ersten Faltschritt die gegenüberliegenden Ränder eines Streifens aus geeignetem Material, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, Titan oder dergleichen, nach innen zur Mitte des Materialstreifens umgefaltet werden, um Verdoppelungsstücke an den gegenüberliegenden Rändern des Materialstreifens auszubilden.

Weiterhin werden Kernstreifenrohlinge erzeugt, die Reihen von Aussparungen an den gegenüberliegenden Rändern haben. Dabei werden Längsreihen von öffnungen parallel und angrenzend an die Ränder in geeigneten Materialstreifen ausgebildet. Anschließend wird die Größe der öffnungen reduziert, um Aussparungen in den Rändern der erhaltenen Kernrohlinge zu schaffen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die darauffolgende Reduzierung der Größe der öffnungen zur Bildung der Aussparungen durch den ersten FaItschritt erreicht, wodurch die Verdoppelungsstücke an den gegenüberliegenden Rändern des Kernstreifenrohlings gebildet werden. Bei dieser Faltung erfolgt die Faltung auf einer Linie, welche die fortlaufenden Reihen von öffnungen schneidet, so daß die Aussparungen gebildet werden.

Zusätzlich wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Kernstreifenrohlinge der erste Faltschritt dadurch erreicht, daß ein Streifen aus einem geeigneten Material durch eine Reihe von Rollen geführt wird, wodurch die Verdoppelungen auf den gegenüberliegenden Rändern mit ihren Innenflächen an den angrenzenden Abschnitten des Rohlings

030016/0770

angreifen, und wodurch ein Mittelstegabschnitt zwischen den Rändern der Verdoppelungsstücke beibehalten werden kann.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Kernstreifens werden in einem ersten Faltschritt Verdoppelungsstücke an den gegenüberliegenden Rändern eines geeigneten Materialstreifens geschaffen, während in einem zweiten Faltschritt Verdoppelungsstücke in einem Winkel zu dem _: dazwischenliegenden Steg des erhaltenen Kernstreifens umgefaltet werden, so daß man einen fortlaufenden Kanal zwischen den fortlaufenden Flanschen erhält, die von den Verdoppelungsstücken gebildet werden.

In einem zusätzlichen Schritt kann der kanalförmige Kernstreifen so verformt werden, daß er eine gewellte Gestalt annimmt und abwechselnd vorstehende und einspringende Knoten an den Scheiteln der Wellungen aufweist.

Außerdem können bei dem Verfahren zur Herstellung der Kernstreifen eine fortlaufende Reihe von öffnungen angrenzend an die gegenüberliegenden Ränder eines geeigneten Materialstreifens ausgebildet werden, wobei der Materialstreifen einem ersten Faltschritt längs einer Linie ausgesetzt wird, die durch die Mitten der öffnungen verläuft, wodurch die Größe der öffnungen verringert und Aussparungen in den umgefalteten Abschnitten des Streifens erzeugt werden. Der erhaltene Kernstreifenrohling wird einem zweiten Faltvorgang ausgesetzt, wodurch die umgefalteten Ränder in Ebenen angeordnet werden, die im wesentlichen senkrecht zu der Ebene des mittig angeordneten Stegs des erhaltenen Kernstreifens sind. Schließlich wird der Kernstreifen zu der gewünschten Gestalt verformt, wodurch die genannten Aussparungen abwechselnd verkleinert und aufgeweitet werden.

Zu der Erfindung gehört weiterhin, daß bei dem ersten Faltschritt ein Wulst in dem umgefalteten Rand der Verdoppelungsabschnitte gebildet werden kann, der etwa ein Drittel bis

030016/0770

zwei Drittel der Stärke des Feinblechs beträgt, aus dem der Kernstreifenrohling hergestellt ist. Der Wulst verhindert einen Randbruch, der durch die erste Faltung auftreten könnte, und erleichtert das Einsetzen der Kernbänder in die Plattenanordnungshalterung, indem eine kleine Nut in dem nach innen weisenden Flanschabschnitten für die Aufnahme der Kernstreifeneinbringeinrichtung vorgesehen ist, wodurch die Verwendung eines Vakuum- und/oder Preßsitzes beseitigt wird, um den Kernstreifen in der richtigen Position während des Einbringzyklus des Kernstreifens in die Plattenmontagevorrichtung zu halten.

Erfindungsgemäß wird ein Kernstreifen geschaffen, bei dem die Verdoppelungsabschnitte an den gegenüberliegenden Flanschen vorhanden sind, und der einspringende und vorstehende Knoten an den alternierenden Scheiteln der Wellungen des Kernstreifens hat. Die Flansche an den gegenüberliegenden Rändern des Kernstreifens sind, um die vorstehenden Knoten abwechselnd an dem Streifen auszubilden, reduziert, und schließen Schlitze ein, welche die Verformung der Flansche an den vorstehenden Knoten erleichtern, um darin Unregelmäßigkeiten aufgrund von Stößen des Gesenks beim Verformungsprozeß auszuschließen.

Der Kernstreifen kann in den gegenüberliegenden Rändern des Kernstreifenrohlings abwechselnde Aussparungen aufweisen, was einen Kernstreifen mit den ausgesparten und nicht ausgesparten vorstehenden bzw. einspringenden Knoten ergibt.

Erfindungsgemäß können verschiedene Materialien verwendet werden, die vom einfachsten Material, beispielsweise Papier, bis zum aufwendigsten Material, wie Titan, reichen. Bevorzugt wird, wie auf diesem Gebiet bereits bekannt ist, rostfreier Stahl und Titan, es können jedoch auch Legierungen verwendet werden, die noch in der Entwicklung befindlich sind.

030016/0770

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Kernstreifenrohling, der an seinen gegenüberliegenden Rändern Umfaltungen oder Verdopplungen aufweist. Der erhaltene Kernstreifen hat umgefaltete Ränder, die im wesentlichen senkrecht zum Steg des Kernstreifens verlaufen und die Oberflächen für die Befestigung der Flächenbleche an den gegenüberliegenden umgefalteten Rändern des Kernstreifens bilden. Der erhaltene Kernstreifen kann in eine Vielzahl von Gestalten gebracht werden und öffnungen oder Aussparungen aufweisen, die die Verformung des Kernstreifens in die gewünschte Gestalt erleichtern.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 isometrisch einen Kernstreifenrohling, bei dem nach dem ersten Schritt des Verfahrens Löcher ausgebildet sind;

Fig. 2 den Rohling von Fig. 1 nach der Ausführung des ersten Faltschrittes;

Fig. 3 die Ausbildung des Kernstreifens aus dem

Rohling nach Fig. 1 und 2 durch den zweiten Faltschritt;

Fig. 4 isometrisch einen Abschnitt eines fertigen Kernstreifens, nachdem der Streifen in eine gewellte Gestalt gebracht ist;

Fig. 5 isometrisch einen Teil einer weiteren Ausführungsform eines Kernstreifenrohlings;

Fig. 6 in einer Ansicht wie Fig. 2 den modifizierten Kernstreifenrohling von Fig. 5;

030016/0770

Fig. 7 in einer Ansicht wie Fig. 3 den aus dem

Rohling von Fig. 5 gefertigten Kernstreifen;

Fig. 8 isometrisch wie Fig. 4 den fertigen aus dem

Rohling von Fig. 5 hergestellten Kernstreifen;

Fig. 9 eine dritte Ausfuhrungsform eines Kernstreifenrohlings;

Fig. 1O eine Einzelheit längs der Linie 10 von Fig. 3;

Fig. 11 ein alternatives Verfahren zur Aussparungsbildung;

Fig. 12 isometrisch eine weitere Ausführungsform eines Kernrohlings und Kernstreifens;

Fig. 13 isometrisch das Ineinanderpassen der Kernstreifen von Fig. 12; und

Fig. 14 einen Schnitt längs der Linie 14-14 von Fig.

In den Fig. 1 bis 4 ist ein Kernstreifenrohling 10 gezeigt, der eine Vielzahl von kreisförmigen öffnungen 12 aufweist, die angrenzend an d ie Ränder ausgebildet sind. Die kreisförmigen öffnungen sind längs einer geraden Linie angeordnet und in einem Abstand von den Rändern 14 des Rohlings nach innen angeordnet, um die Durchführung der weiteren Verfahrensschritte zu erleichtern.

Die Größe und Form der öffnungen 12 sind variabel. So können die öffnungen 12 durch gekrümmt ausgebildete öffnungen, beispielsweise durch elliptische öffnungen, ersetzt werden. Außerdem kann der Randabstand zwischen dem Außenumfang der öffnungen 12 und den Rändern 14 des Streifenrohlings 1O geändert werden, um den Außenumfang der öffnungen 12 in gewünschten Abständen von den Rändern 14 des Rohlings vorzusehen.

Da der Umfang der öffnungen 12 fortlaufend ist, können sie durch Verwendung einer oder mehrerer herkömmlicher Stanzwerkzeuge hergestellt werden, die, da sie auf ihrem ganzen Umfangstanzen äußerst langlebig sind und mit einem Minimum an Wartung in optimalem Zustand gehalten werden können.

Es können auch Aussparungen an den gegenüberliegenden Rändern der verdoppelten Flansche des Kernstreifenrohlings durch Ausschneiden oder auf andere Weise ausgebildet werden. Die abschließende Funktion der Aussparungen ist jedoch identisch, d.h. sie dient der Erleichterung der Verformung des Kernstreifens in die gewellte Gestalt.

Das Material, aus dem der Kernstreifenrohling 10 hergestellt wird, kann rostfreier Stahl sein. Die Abmessungen können im Bereich von 0,05 bis 0,13 mm Stärke liegen. Der Kernstreifen kann jedoch auch aus verschiedenen Titanlegierungen für hochbeanspruchte Flugzeuge oder Raumfahrzeuge hergestellt werden.

Für kommerzielle Anwendungszwecke können verschiedene Arten eines geraden Chrom- oder Kohlenstoffstahlblechs anstelle von rostfreiem Stahl und Titanlegierungen verwendet werden.

Wegen der Verwendung verschiedener Verfahrensschritte bei der Herstellung des Kernstreifenrohlings aus dem Kernmaterialvorrat, kann Rohlingsmaterial verwendet werden, das auf eine gewünschte Breite geschnitten ist. Die übliche Toleranz liegt bei etwa - 0,025 mm in der Breite. Demzufolge ist ein aufwendiges präzises Schneiden des Vorratsmaterials, wie es bei der Herstellung des bisher bekannten Bänder erforderlich ist, nicht nötig.

Nach der Ausbildung der öffnungen 12 durch Stanzen in einer fortlaufenden geraden Linie im Abstand zueinander und zu den benachbarten Rändern des Kernstreifenrohlings wird der Rohling

030016/0770

10 einer ersten Faltung unterworfen, wodurch man gefaltete Ränder 16 erhält, die Doppelstücke bilden. Gleichzeitig werden die Abmessungen der öffnungen 12 derart reduziert, daß man halbkreisförmige Aussparungen 18 an den gegenüberliegenden Rändern des Rohlings 10 erhält. Während der Durchführung des ersten Faltvorgangs, dem der Rohling 10 ausgesetzt wird, kann ein leichter Wulst 20 am Rand der Faltung ausgebildet werden, der eine fortlaufende öffnung 22 ergibt, die von dem Wulst 20 umschlossen ist. Die Ausbildung des Wulstes 20 beseitigt die Möglichkeit, daß die Ränder der umgefalteten Abschnitte brechen können, wenn Materialien verwendet werden, die einer übermäßigen Verfestigung oder Vesprödung ausgesetzt worden sind.

Wenn stärker duktile Materialien verwendet werden, kann der Wulst 20 weggelassen werden und eine Faltung mit vollständigem Anliegen beim ersten Faltschritt erzeugt werden.

Danach wird der Rohling 10 einer zweiten Behandlung, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, ausgesetzt, bei welcher die umgefalteten Ränder oder Verdoppelungsstücke einer zweiten Faltung oder Biegung ausgesetzt werden, bei welcher die umgefalteten Ränder in Ebenen angeordnet werden, die im wesentlichen senkrecht zu dem vertikal angeordneten Zwischenabschnitt des Stegs 26 sind.

Die Innenränder 23 der Verdoppelungsstücke liegen, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, auf dem Steg 26. Sie können an dem Steg durch eine Reihe von Verschleißungen 90 festgelegt werden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Die umgefalteten Ränder 16, welche die Verdoppelüngsstücke bilden, können so bemessen sein, daß der Innenrand der Doppe lungsstücke an der Verbindung des Flansches und der Stegwand liegt, d.h. sie liegen nicht auf der Stegwand. Bei diesem Aufbau werden dann die Verdoppelungsstücke nicht an der Stegwand sondern am Flansch angeschweißt, wenn die Ver-

030016/0770

doppelungsstücke zusammengeschweißt werden sollen.

Danach kann der Rohling 10 nach Fig. 3 durch einen darauffolgenden Schritt zu einem Kernstreifen 30 nach Fig. 4 verformt werden, wobei dem Kernstreifen 30 eine sinusförmige oder wellige Gestalt gegeben wird. Dabei werden die halbkreisförmigen Aussparungen 18 an den vorstehenden Knoten 32 des Kernstreifens im wesentlichen geschlossen mit Ausnahme einer relativ kleinen öffnung 34.

Die Abschnitte des vorstehenden Knotens 32 werden verformt, so daß sie in die entsprechenden eingebuchteten Knoten 36 passen. Die Anordnung der Aussparungen 18 erleichtert die Verformung, da OberSchußmaterial nicht in Betracht zu ziehen ist, welches die Oberfläche der verformten Abschnitte beeinträchtigt.

Die Aussparungen 18 an den eingebuchteten Knoten 36 sind wesentlich aufgeweitet, damit die unverformten und nicht reduzierten Abschnitte der vorstehenden Knoten 32 daneben angeordnet werden können.

Trotz des Vorhandenseins der Aussparungen 18 haben die Flansche durch die verdoppelten Ränder 16 eine wesentliche strukturmäßige Ganzheit.

Eine alternative Ausführung des Kernstreifenrohlings 40, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, hat eine Vielzahl von relativ quadratischen oder rechteckigen Offnungen 42, die in dem Rohling 40 in der gleichen Weise und in der gleichen Beziehung wie die kreisförmigen öffnungen 12 des Rohlings ausgebildet sind. Der Rohling 40 wird zunächst so gefaltet, daß man entsprechende Faltungen oder Doppelstücke 44 und eine Verringerung der Abmessungen der rechteckigen oder quadratischen öffnungen 42 erhält, wobei V-förmige Aussparungen 46 in den Rändern des Rohlings 40 gebildet werden. Weiterhin

030016/0770

-2O-

wird ein Wulst 48 mit einer kleinen Bohrung 50 gebildet, wodurch ein Reißen durch Materialverfestigung ausgeschlossen wird.

Danach wird bei dem Rohling 40 die zweite Faltung oder Biegung ausgeführt. Dadurch erhält man umgefaltete Ränder in einer Ebene, die im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Mittelabschnitss 52 des Rohlings 40 liegt. Die Aussparungen 46 sind dann in einer horizontalen Stellung angeordnet.

Der abschließende Schritt zur Erzeugung von Wellungen des Rohlings ergibt einen fertigen Kernstreifen, wie er in Fig. 8 gezeigt ist, wobei ein vollständiges Schließen der Aussparungen 46 an den Scheiteln 64 des gewellten Streifens 60 eintritt, während die Aussparungen 46 an der Basis 62 der Wellungen stark geöffnet werden, wodurch man die vorstehenden Scheitel 64 und die einspringenden Aussparungen 46 an der Basis 62 der Wellungen erhält.

Es sind drei Formen für die öffnungen beschrieben, nämlich der Kreis, das Quadrat oder das Rechteck. Es können jedoch auch anders gestaltete öffnungen verwendet werden, die zu den der Aussparungen an den gegenüberliegenden Rändern des Rohlings und abschließend den gegenüberliegenden Rändern des Kernstreifens umgebogen werden.

Die in Fig. 10 gezeigte Einzelheit dient zur Veranschaulichung der Ausbildung der Bohrung oder öffnung 22 durch Bildung des Wulstes 20 in dem umgefalteten Abschnitt des Rohlings

Es sind natürlich Kernstreifen bekannt, die eine Reihe von einzelnen Lagen, rechtwinkligen Faltungen odejr Laschen an den gegenüberliegenden Rändern der gewellten Streifen haben (US-PS 2 983 038). Wenn man eine solche Kernstreifengestalt siit einer einzigen Materiallage an den gegenüberliegenden umgebogenen Rändern haben will, kann die Folge der beschriebenen Vefahrensschritte dahingehend modifiziert werden, daß

030016/0770

der anfängliche Faltschritt weggelassen wird. Durch Beschneiden des Rohlings 70 auf einer Linie 72 nach Fig. 11 erhält man Aussparungen in den Rändern des Rohlings vor dem Biegen oder Falten um die Ränder zu der vorstehend beschriebenen im wesentlichen senkrechten Form.

Im vorstehenden wurde das Konzept erläutert, eine Vielzahl von Rohlingsstreifen für die anfängliche Ausbildung verschiedener Formen von öffnungen zu schaffen, was die abschließende Aussparungsgestalt der jeweiligen Kernstreifen ergibt. Dabei kann eine große Bahn 80 aus Kernmaterial, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist, verwendet werden, in welcher eine Vielzahl von Linien mit öffnungen 82 durch Mehrfachstanzvorgänge oder dergleichen ausgebildet wird. Danach können die großen Materialbahnen, die aus einem fortlaufenden breiten Streifen aus Kernmaterial bestehen können, der von einem Wickel zugeführt wird, geschnitten werden, so daß man Rohlingsformen nach Fig. 1 und 5 oder Formen erhält, die die gesamte Größe und Form des Rohlings haben.

Die Ausbildung des Kernstreifens kann dann zu dem doppelt gefalteten Kernstreifen 30 bzw. 60 der Fig. 4 bzw. 4 führen oder zu einem Kernstreifen mit der allgemeinen bekannten Gestalt (US-PS 2 983 038).

Die Bildung der Aussparungen durch anfängliches Ausstanzen der öffnungen in der Nähe der Ränder des Rohlings oder längs fortlaufender Linien bei einem größeren Rohlingsvorratsmaterial kann durch eine Ausschneidtechnik beseitigt werden. Die zweifache Faltung ergibt eine dreifache Materiallage an der Trenn·? fläche der Doppelfaltungen der Kernstreifen 30 bzw. 60 nach Fig. 4 bzw. 8, mit einem platten Flächenblech, was zu einer größeren strukturellen Festigkeit und einem höheren Scherwiderstand führt.

030016/0770

Um auszuschließen, daß trotz des Wulstes 20 während des ersten Faltens ein Bruch oder Riß eine Trennung der Faltung von dem übrigen Rohling bewirken könnte, können Heftschweißungen 90, wie dies aus Fig. 2 zu ersehen ist, vorgesehen werden, die eine Befestigung der umgefalteten Ränder an dem übrigen Rohling gewährleisten, bis der fertige Kernstreifen durch Schweißen oder auf andere Weise an dem zugehörigen Flächenblech befestigt ist. Die Heftschweißungen 90 können in den Abschnitten der Faltungen liegen, welche den Steg 26 des erhaltenen Kernstreifens überdecken, wie dies in Fig.3 gezeigt ist, wenn die Faltungen auf der Stegwand liegen.

Anstelle der Herstellung von Kernstreifenrohlingen mit vorher ausgebildeten Löchern oder öffnungen, wie dies der Fall bei den vorstehend beschriebenen Ausführungen und den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten der Fall ist, ist es möglich, den Rohling und den sich daraus ergebenen Kernstreifen mit fortlaufenden Flanschen herzustellen. Die Flansche werden so verformt, daß sie zusammenwirkende vorstehende und eingebuchtete Knoten bzw. Abschnitte bilden, so daß der Kernstreifen die gewünschte gewellte Gestalt erhält. Dafür werden geeignete Gesenke oder andere Werkzeuge verwendet.

Darüber hinaus ist es zweckmäßig, Aussparungen in dem vorgefertigten durchgehenden Kernstreifenflansch durch Ausschneiden herzustellen, was Formwerkzeuge erfordert, welche die Aussparungen in die vorgeformten umgefalteten Ränder des Kernstreifenrohlings schneiden.

um die physikalischen Eigenschaften einer Platte stark zn verbessern, bei welcher die Kernstreifen mit Verdoppeiungsabschnitten verwendet werden, haben die Verdoppelungsabschnitte zahlreiche weitere Vorteile, welche viele zum Stand der Technik gehörende Operationen bei den bekannten Einrichtungen

030016/0770

ausschließen. Während des Schneidvorgangs zur Bildung des an sich bekannten Streifenmaterials vor der Herstellung der Kernstreifenrohlinge werden kleine Risse am Streifenrand ausgebildet, die zu größeren Rissen während der Formung der eingebuchteten Knoten aufgrund der extremen Materialdehnung führen können, die sich bei der Herstellung der ausgebuchteten Knoten ergibt und die in einer Größenordnung von 60 % oder mehr liegen kann. Durch das Schneiden wird der geschnittene Rand auch versteift bzw. härter, was die Neigung des Randes erhöht, während der Verformung zu reißen.

Somit müssen die Kernstreifen nach dem Schneiden im Strang oder im Paket geglüht werden. Ein Titankernstreifenband kann vakuumgeglüht werden, um einen Teil der Mikrorisse zu beseitigen.

Durch Beseitigung dieser Glühbehandlungen und durch den ersten Faltschritt sowie dem daraus resultierenden Doppelstückrand des Kernstreifens werden die Herstellungskosten des Kernstreifens beträchtlich reduziert. Dies ergibt sich darus, daß die Hikrorisse in dem Schnittrand über dem Steg oder eine benachbarte Fläche des erhaltenen Kernstreifens an Stellen angeordnet sind, wo die Dehnung vernachlässigbar ist und die Mikrorisse keinen Einfluß auf die physikalischen Eigenschaften des Kernstreifens und die unter seiner Verwendung hergestellte Platte haben.

Ein anderes erwünschtes Ergebnis der Verwendung der umgefalteten oder verdoppelten Ränder besteht darin, daß man abgerundete Ränder erhält, so daß das Beizen oder Ausschärfen der Schneidränder der bekannten Blechstreifen entfallen kann. Die Doppelstücke an den Rändern der Kernstreifen bilden automatisch eine abgerundete Kante, während sich die scharfen Ränder des Schneidbereichs des Kernstreifens in einem Bereich mit einer Verformung von nahezu Hull befinden, wenn der Kernstreifen die wellige Gestalt erhält.

030016/0770

Der verdoppelte Rand ist zwar kaltverfestigt und hat restliche Zugspannungen an seinen Außenflächen sowie restliche Druckspannungen an seinen Innenflächen. Diese Spannungen sind jedoch hinsichtlich der durch die starke Dehnung erzeugten Zugspannungen nicht additiv, die sich ergeben, wenn der Kernstreifenrohling in die wellige Gestalt gebracht wird. Es ist darauf zurückzuführen, daß die gebildeten Spannungen in einem 90° Winkel zueinanderstehen.

Eine der besonders wertvollen physikalischen Eigenschaften, die mit der Doppelrandkonstruktion des erfindungsgemäßen Kernstreifens erreicht werden, besteht darin, daß die Zugfestigkeit in Flachrichtung bzw. Längsrichtung des Doppelflansches viel größer ist als bei dem bekannten Einfachflansch.

Ein Fehler an der Verbindung zwischen dem Flansch und dem Flächenblech tritt am Rand der Schweißung auf, was zu einem Abscheren des Kernstreifens von der Schweißung führt. Wenn ein aus einer einzigen Lage bestehender Flansch am Kernstreifen vorgesehen ist, wie dies bei den eingangs genannten bekannten Ausführungen der Fall ist, ist der Widerstand gegen die Scherwirkung viel geringer als der Widerstand des Doppelflansches nach der Erfindung, weil die Schweißung sich durch die beiden Schichten des Flanschmaterials erstreckt und dadurch die Festigkeit der Schweißverbindung beträchtlich steigert.

Der Widerstand der Platte mit Kernstreifen mi-t Doppelf lan sehen gegenüber einer Zugerxnüdung in Flachrichtung bzw. Längsrichtung und gegenüber einer Kernscherermüdung wird wegen des Verstärkungseffekts durch den Doppelflansch erheblich gesteigert«

Versuche haben gezeigt, daß mit einem einzigen Flansch üblicher Stärke {Inco €25) von O,O8 mm die Kraft pro Punktschweißung, die erforderlich ist, um den Flansch vertikal von dem Fläehen-

030016/0770

blech abzureißen, etwa 41 bis 54 N beträgt. Bei dem Kern mit Doppelstücken bei sonst gleicher Ausbildung liegt diese Kraft bei 68 bis 91 N.

In den Fig. 12 bis 14 sind alternative Ausbildungen von Kernstreifenrohlingen und Kernstreifen gezeigt. Der in Fig. 12 gezeigte Kernstreifenrohling 102 wird mittels einer kontinuierlichen Gesenkwirkung zum Kernstreifen 104 verformt. Der Kernstreifenrohling 1O2 hat Aussparungen 106 in den Doppellagenrändern 108 des Rohlings, die durch Ausschneiden hergestellt werden. Dabei werden die Aussparungen 106 durch Stanzen in den Doppellagenrändern 1O8 nach der Formung der Doppellagenrander ausgeschnitten. Zusätzlich haben die Aussparungen 1O6 des Rohlings 102 einen größeren Abstand als bei den fortlaufenden Reihen von Aussparungen der vorher beschriebenen Ausführungsformen des Rohlings und des Kernstreifens, so daß sich nur an alternierenden Knoten des erhaltenen Kernstreifens 104 Aussparungen 106 befinden.

Der Kernstreifen 1O4 ist gewellt und hat einen Steg mit verdoppelten Flanschen 112 an seinen gegenüberliegenden Rändern. Der Kernstreifen weist vorstehende Knoten und eingebuchtete Knoten 116 auf. Die vorstehenden Knoten schließen die Aussparungen 106 ein, die auf eine geringe öffnung 118 während der Verformung zu den vorstehenden Knoten 114 reduziert worden sind, so daß sie zwischen die eingebuchteten Knoten 116 passen, wie dies aus Fig. 13 zu ersehen ist. Andererseits sind die eingebuchteten Knoten 116 nicht mit Aussparungen versehen, sondern nehmen nur die in den Fig. 12 bis 14 gezeigte Gestalt während des Wellungsvorgangs an.

Die Aussparungen 106 an den vorstehenden Knoten 116 beseitigt die Rippen und Unregelmäßigkeiten, die sich ergeben würden, wenn die Aussparungen 106 die Materialverformung an den

030016/0770

vorstehenden Knoten nicht aufnehmen würden. Deshalb erhält man ein besseres Inexnanderpassen der vorstehenden und eingebuchteten Knoten 114 und 116.

Die Art und Weise, in welcher die vorstehenden Knoten in die eingebuchteten Knoten 116 passen, ist in den Fig. und 13 gezeigt. Die örtliche Verformung der vorstehenden Knoten 114 und die Beseitigung von Rippen an der Stelle der lokalisierten Verformung durch vorstehende Aussparungen 116 erleichtert das innige Angreifen benachbarter Kernstreifen 1O4. Wie weiterhin aus Fig. 14 zu ersehen ist, befinden sich an der Ineinanderpassung der vorstehenden und eingebuchteten Knoten 114 bzw. 116 vier Materialschichten, die von den Doppelstücken der Flansche 112 für die Aufnahme einer fünften Materiallage gebildet werden, die von den nicht gezeigten Flächenblechen auf jeder Seite der Platte gebildet werden, in welcher der Kern installiert oder eingebaut ist.

Die Innenränder 23 der Doppelstücke liegen auf dem Steg 26, wie bei Fig. 3. Obwohl die Innenränder der Doppelstücke so gezeigt sind, daß sie auf einem relativ kleinen Abschnitt des Stegs liegen, ergibt sich, daß ein größeres Materiallängenstück an den Doppelstücken einen größeren aufliegenden Abschnitt eines jeden Doppelstücks ergeben würde, um den Steg abzudecken.

030016/0770

Claims

Patentansprüche

1. Kernstreifen, insbesondere für eine zusammengesetzte Metallplatte, gekennzeichnet durch einen Rohling in Form eines länglichen Körpers (10, 40, 70, 80, 102) mit Verdoppelungsstücken (16, 44, 112) an den gegenüberliegenden* Rändern (14, 108), die fortlaufend ausgebildet sind und zwischen sich einen Steg (26, 52, 110) aufweisen.

2. Kernstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennze ich net, daß die Doppelungsstücke (16, 44, 112) von in einem Stück umgefalteten Randabschnitten (14, 108) des Körpers (10, 40, 102) gebildet werden.

3. Kernstreifen, insbesondere für zusammengesetzte Metallplatten, gekennzeichnet durch einen Rohling in Form eines langgestreckten Körpers (10, 40, 102), der doppelte Materiallagen (16, 44, 112) an den gegenüberliegenden Rändern (14, 108) aufweist.

4. Kernstreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die doppelten Materiallagen (16, 44, 112) miteinander ein Stück bilden.

0300 16/0770

5. Kernstreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Ränder (14, 108) mit einer Reihe von Aussparungen (18, 46, 106) versehen ist.

6. Kernstreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelten Materiallagen (16, 44, 112) an jedem Rand (14, 108) des Rohlings (10, 40, 102) mit einer fortlaufenden Reihe von Aussparungen (18, 46, 106) versehen sind, wodurch die spätere Verformung des Rohlings erleichtert wird.

7. Kernstreifen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen langgestreckten Körper (10, 40, 70, 80, 102) mit gegenüberliegenden Rändern (14, 108), die fortlaufende Reihen von öffnungen (12, 42, 72, 82) aufweisen, die parallel zu den gegenüberliegenden Rändern (14, 108) und im Abstand nach innen davon angeordnet sind.

8. Kernstreifen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Ränder (14, 108) zur Bildung der doppelten Materiallagen (16, 44, 112) an den Rändern umgefaltet sind, wobei die Faltlinien im wesentlichen durch die Mitte der öffnungen (M, 42, 72, 82) gehen, um die Größe der öffnungen zu verringern und um eine fortlaufende Reihe von Aussparungen (18, 46, 106) an den gegenüberliegenden Rändern (14, 108) des Rohlings (10, 40, 70, 80, 102) auszubilden.

9. Kernstreifen nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen langgestreckten Körper (10, 40, 102) mit fortlaufenden Flanschen (16, 44, 112) an den gegenüberliegenden Rändern Ϊ14, 108) und einem dazwischenliegenden Steg (26, 52, 110), der von den Flanschen begrenzt wird, welche Verdoppelungsstücke aufweisen, so daß sich zwei Materiallagen über die Länge der Flansche erstrecken.

030016/0770

10. Kernstreifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdoppelungsstücke (16, 44, 112) Abschnitte (23) haben, die auf dem Steg (26, 52, 110) liegen.

11. Kernstreifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdoppelungsstücke (16, 44, 112) mit einem bogenförmigen Wulst (90, 48) an ihrem Außenrand versehen sind.

12. Kernstreifen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (23) an dem Steg (26) befestigt sind.

13. Kernstreifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdoppelungsstücke (16, 44, 112) an den Flanschen befestigt sind.

14. Kernstreifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdoppelungsstücke (16, 44, 112) mit einer fortlaufenden Reihe von Aussparungen (18, 46, 106) versehen sind, um die Verformung zu erleichtern.

15. Kernstreifen nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Verformung zu einer gewellten Gestalt durch abwechselndes Aufweiten und Zusammendrücken der Ausspartingen (18, 46, 106) .

16. Verfahren zur Herstellung eines Kernstreifens aus einem Band eines verformbaren Materials, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die gegenüberliegenden Ränder des Bandes umgefaltet werden, um doppelte Materiallagen an den gegenüberliegenden Rändern auszubilden, und daß dann die gegenüberliegenden Ränder in dem Bereich der ersten Faltung gefaltet werden, um durchlaufende Flansche an dem Band zur Bildung eines Kernstreifens mit kanalförmiger Gestalt zu erhalten.

030016/0770

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Faltungsschritt die Ausbildung einer fortlaufenden Reihe von Öffnungen vorausgeht, die innerhalb der gegenüberliegenden Ränder des Bandes parallel dazu liegen.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche mit einer fortlaufenden Reihe von Aussparungen nach der zweiten Faltung versehen werden, um die Verformung der Flansche zu erleichtern.

19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von ausgerichteten Öffnungen in dem Streifen angrenzend an die gegenüberliegenden Ränder ausgebildet werden, daß die Größe der Öffnungen verringert wird, um nach außen offene Aussparungen zu schaffen, die in die gegenüberliegenden Ränder des Streifens eindringen, daß die Ränder des Streifens in Winkeln zu dem Rest des Streifens gefaltet werden, und daß der Streifen verformt wird, wobei jeweils abwechselnd die Aussparungen in ihren Abmessungen vergrößert oder verkleinert werden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleinerung dadurch erreicht wird, daß die Ränder des Streifens umgefaltet werden.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Verkleinerung dadurch erreicht wird, daß die Ränder des Streifens auf einer Längslinie durch die Öffnungen abgeschnitten werden.

22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung in einer Formgebung des Bandes besteht, die eine gewellte Gestalt hat.

030016/0770

23. Verfahren zur Herstellung eines Kernstreifens

zur Verwendung zusammen mit einer Vielzahl identischer Streifen zur Bildung eines Plattenkerns, dadurch gekennze ichnet, daß eine Vielzahl von ausgerichteten Öffnungen parallel zu den gegenüberliegenden Rändern eines Streifens gestanzt werden, daß der Bereich der Öffnungen verkleinert wird, um fluchtende Aussparungen in den gegenüberliegenden Rändern des Streifens zu erhalten, daß die gegenüberliegenden Ränder des Streifens im Winkel zum Rest des Streifens umgefaltet werden, und daß der Streifen zu einer gewünschten Gestalt verformt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduzierungsschritt ein solches vorhergehendes Falten der Ränder des Streifens erfordert, daß sie in Kontakt mit dem Rest des Streifens kommen.

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduzierungsschritt das Beschneiden des Streifens auf durch die Öffnungen gehenden Linien erfordert.

26. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungsschritt die Verformung des Streifens zu entgegengesetzt ausgerichteten Auswölbungen umfaßt.

030016/0770