DK166836B1 - Vaegelement til sikkerhedskonstruktioner og fremgangsmaade til fremstilling af et saadant vaegelement - Google Patents

Description

i DK 166836 B1

Den foreliggende opfindelse angår et vægelelement til sikkerhedskonstruktioner, navnlig til boks-konstruktioner, omfattende to indbyrdes parallelt anordnede stålplader og et mellem disse foreliggende armerings-lag af hårdmateria-5 lekorn, og hvor mellemrummene er udfyldt med slaglodsmateriale, der forbinder hårdmaterialekornene med hinanden og med stålpladerne, og opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde til fremstilling af et sådant vægelement.

Et sådant vægelement skal udvise en ikke blot 10 tilstrækkelig sikkerhed mod omformende, f .eks. ved brug af sønderdeling omformende, og mod ituskiIlende, f.eks. ved brug af skærebrænding og boring ituskiIlende, angreb, men vægelementet må også udvise en så lav egenvægt som muligt for at holde såvel transportproblemer som ved indbygning 15 af vægelementet i bygningskonstruktioner også at holde den statiske belastning, der udøves af vægelementet, på så lille et niveau som muligt.

Ifølge tysk fremlæggelsesskrift nr. 1.584.284 er der forudset en panserplade, som består af en omgivende stål-20 beklædning og et deri anbragt fyldmateriale bestående af tætpakkede, uregelmæssigt formede korn af et mod itugnid-ning sikkert materiale, hvor mellemrummene er opfyldt med et slaglodsmateriale. Som mod itugnidning sikre materialer anvendes der titankarbid, zirkonkarbid, hafniumkarbid, 25 vanadiumkarbid, niobdænkarbid, tantalkarbid, kromkarbid, molybdænkarbid, toriumkarbid, urankarbid, plutoniumkarbid eller wolframkarbid, idet der som slaglodsmateriale anvendes nikkelbronce, der er materialefast forbundet med den omgivende stålbeklædning. Denne panserplade har imid-30 lertid i praksis ikke fundet indpas på markedet, fordi den ikke frembyder tilstrækkelig sikkerhed mod termiske angreb.

Der kendes også en overfor ituskillende, ved brug af slibeskiver eller kronebor ituskillende, angreb sikker panserplade, der er beskrevet i tysk offentliggørelses-35 skrift nr. 3.119.578, og som er bestående af med stål- DK 166836 B1 2 eller jemtråde armeret hårdstøbt plade udformet med et derpå foreliggende lag af i hårdmateriale indlejrede stykker af borkarbid; men den er heller ikke sikker mod termiske angreb. Sluttelig refereres der også til den fra tysk 5 offentliggørelsesskrift nr. 2.730.384 kendte panserplade, hvis ydre lag af austenitisk stål slutter sig til et isolations-lag af asbest, fibermåtte eller keramaikfiberpla-de, et plade- eller tavleformet lag af metal-keramik-materiale, et isolations-lag af formstof, kork eller kera-10 mikfibre, et elastomer lag, hvori der er indlejret små elementer af aluminiumoxid eller af borkarbid, et klæbelag, der forbinder elastomerlaget med det efterfølgende pladeformede lag af aluminium eller glasfiberforstærket formstof, og et gitterstrukturlag af specialprofilstål. Bort-15 set fra, at fremstillingen af en sådan panserplade er forbundet med et betydeligt opbud, modsvarer pladens vægtykkelse på 130 mm, som det er angivet i udformnings-eksemplet, ikke kravene om, at vægtykkelsen skal holdes så lille som muligt.

20 Det er den foreliggende opfindelses opgave at udforme et vægelement af den indledningsvis beskrevne konstruktion således, at der opnås et kompromis mellem tilstrækkelig sikkerhed mod omformende og alle ituskillende angreb og samtidig opnåelse af mindst mulig egenvægt samt af lille 25 vægtykkelse.

Denne opgave er ifølge opfindelsen løst derved, at armerings-laget indtil 30 til 70 vol.% er udformet af en blanding omfattende fra 2 til 4 dele ikke-metallisk og 1 del metallisk hårdmateriale og resten er slaglodsmateria-30 le.

Inden for rammerne af fortrinsvis udformning ifølge opfindelsen af vægelementet er det fordelagtigt, når armerings-laget indtil 30 til 50 vol.% udgøres af den nævnte blanding.

DK 166836 B1 3

Med henblik på opnåelse af en optimal sikkerhed er det ifølge opfindelsen en fordel, såfremt armerings-laget indeholder i det mindste et af de metalliske hårdmaterialer såsom hårdstøbemateriale, karbid, borid, silicid eller 5 andre materialer af samme gruppe og i det mindste et af de ikke-metalliske hårdmaterialer såsom oxider, karbider, keramik, mineraler eller andre materialer af samme gruppe.

Ifølge opfindelsen er det således fordelagtigt, såfremt de ikke-metalliske hårdmaterialer besidder en 10 kornstørrelse på fra 5 til 20 mm, fortrinsvis 5 til 12 mm, og at de metalliske hårdmaterialer har en kornstørrelse på fra 1 til 6 mm, fortrinsvis 3 til 5 mm.

For at tilsikre en materialetast forbindelse mellem slaglodsmaterialet og stålpladerne samt de metalliske 15 hårdmaterialer og tilvejebringe en fast binding af de ikke-metalliske hårdmaterialer i slaglodsmaterialet indrettes det ifølge opfindelsen fordelagtigt således, at armerings-lagets slaglodsmateriale består af i det mindste et slaglodsmateriale, som er på kobber- eller nikkelbasis.

20 Det har således ifølge opfindelsen vist sig som sær lig egnet, såfremt armerings-lagets slaglodsmateriale består af en blanding af i det mindste et på kobberbasis foreliggende slaglodsmateriale og et på nikkelbasis foreliggende slaglodsmateriale. Slaglodsmaterialer på kobber-25 basis omfatter CuZn-, CuNiZn-, CuP-, Cu- og CuSn-slaglods-raaterialer. Slaglodsmaterialer på nikkelbasis sammensættes af NiCrSi-, NiBSi-, NiCrSiB-, NiCrP-, NiP- og NiMnSi-lege-ringer. Den nøjagtige sammensætning af disse slaglodsmaterialer findes beskrevet i DIN 8513 (DIN = Deutsche Indu-30 strie-Norm).

Ved et vægelement udformet på den således beskrevne måde lader der sig i armerings-laget anordne et mellemlag med en tykkelse på 0,5 til 7,0 mm af et højsmeltende og elektrisk ikke-ledende materiale, som f.eks. asbest, gra-35 fit og/eller keramiske materialer, og konstruktionselemen- DK 166836 B1 4 tet lader sig ikke angribe ved hjælp af lysbuesvejsning, idet der ikke kan danne sig nogen lysbue i et sådant væg-element.

Endvidere foreligger der ifølge opfindelsen den mu-5 lighed i vægelementets armerings-lag mellem stålpladerne at anordne i det mindste en stålfolie med en tykkelse på fra 2,0 til 8,0 mm. Stålfolien forbindes fordelagtigt materialefast med slaglodsmaterialet til opnåelse af en forøget modstand mod mekanisk ituskiIlende angreb.

10 Til fremstilling af planparallelle konstruktionsele menter og til opnåelse af en armerende funktion er det i-følge opfindelsen fordelagtigt at anordne afstandholdende organer i armerings-laget.

Disse afstandholdende organer er, når de består af 15 metal, ifølge opfindelsen materialefast ved hjælp slaglodsmaterialet og/eller ved hjælp af svejsning forbundet med stålpladerne respektivt med stålfolien.

Ifølge opfindelsen anvendes der fordelagtigt en udformning, der er karakteriseret ved, at de afstandholdende 20 organer består af som spids-, trapez-, sav- eller rund-gevindformet udformede bånd, plader eller strimler, der i deres profilspidsers område er forbundet med stålpladerne respektivt med stålfolien.

Som afstandholdende organer kan der ifølge opfindel-25 sen også i armerings-laget være anordnet afstandholdende organer, der består af bolte. Sådanne bolte kan være af metallisk eller keramisk materiale.

Som tidligere anført omfatter opfindelsen også en fremgangsmåde til fremstilling af et vægelement af den 30 beskrevne art. Dvs. en fremgangsmåde til fremstilling af et vægelelement til sikkerhedskonstruktioner, navnlig til boks-konstruktioner, omfattende to indbyrdes parallelt anordnede stålplader og et mellem disse foreliggende arme-rings-lag af hårdmaterialekorn, og hvor mellemrummene er 35 udfyldt med slaglodsmateriale, der forbinder hårdmateria- DK 166836 B1 5 lekornene med hinanden og med stålpladerne. Ifølge opfindelsen lader der sig fordelagtigt anvende en fremgangsmåde, der er karakteriseret ved, at hårdmaterialekornene, der udgør 30 til 70 vol.% af armerings-laget og består af 5 en blanding omfattende fra 2 til 4 dele ikke-metallisk og 1 del metallisk hårdmateriale i blanding med slaglodmater-ialet, på hvilke der anbringes en stålplade, at den anden stålplade lægges på blandingen, at vægelementet i 10 til 30 minutter i en ikke-oxiderende atmosfære opvarmes til en 10 temperatur på fra 600 til 900 °C og derpå opvarmes til slaglodsmaterialets smeltetemperatur og i 10 til 30 minutter holdes ved denne temperatur. Herved opnås det, at der tilvejebringes en fastsamlet materialefast forbindelse mellem slaglodsmaterialet og stålpladerne respektivt de 15 metalliske hårdmaterialekorn og en god indvendig bindingsforbindelse til de ikke-metalliske hårdmaterialekorn.

Denne fremgangsmåde lader sig modificere, således at ved fremgangsmåden anbringes en blanding af hårdmaterialekorn og slaglodspulver lagdelt i en form, opvarmes derpå 20 til slaglodsmaterialets smeltetemperatur i ikke-oxiderende atmosfære, holdes i 10 til 30 minutter på denne temperatur, efter afkøling pålægges det opståede armerings-lag under indskydelse af et slaglods-pulverlag på en tykkelse af 0,5 til 2,0 mm på stålpladen, et slaglods-pulverlag med 25 en tykkelse på fra 0,5 til 2,0 mm påføres armerings-lagets overside, den anden stålplade lægges derpå, og det således sammensatte forvarmes i 10 til 30 minutter ved en temperatur på fra 600 til 900 °C i ikke-oxiderende atmosfære, opvarmes derpå til slaglodsmaterialets sméltetemperatur i 30 ikke-oxiderende atmosfære og holdes i 10 til 30 minutter på denne temperatur.

En anden modifikation af fremgangsmåden består eksempelvist fordelagtigt i, at der mellem de i afstand på f. eks. 15 mm fra hinanden anordnede plader, der består af 35 austenitisk stål med en respektiv tykkelse på 4 mm, påfyl- DK 166836 B1 6 des en blanding bestående af 27 vol.% aluminiuraoxid, 8 vol.% wolframkarbid, 35 vol.% kobber og 30 vol.% NiCrBSi-slaglodsmateriale, og det, der er blevet sammensat ved denne forberedelse, opvarmes til 1100 °C og holdes i 15 5 minutter på denne temperatur. Efter afkøling til rumtemperatur fremkommer der en meget fast sammenhængende materialefast forbindelse mellem slaglodsmaterialet og stålpladerne respektivt slaglodsmaterialerne.

Til undgåelse af varmespændinger i vægelementet er 10 det hensigtsmæssigt, såfremt det ved forberedelsen sammensatte først forvarmes til en temperatur på ca. 800 °c og holdes i nogen tid på denne temperatur.

Udførelsesformer ifølge opfindelsen beskrives i nærmere enkeltheder i det følgende under henvisning til teg-15 ningen, hvor:

Fig. 1, 2, 3 og 4 viser tværsnit igennem udførelsesformer for et vægelement ifølge opfindelsen.

I tegningens fig. l er der vist et tværsnit igennem et vægelement, hvor der mellem to i indbyrdes afstand på 20 15 mm anbragte stålplader 1, 2 af respektivt 5 mm tykkelse er indføjet et trapezgevindformet og af stålbånd bestående afstandholdende organ 3, der i området for dets profilspidser og flanker er forsynet med åbninger 4, der tillader gennemføring af smelteflydende slaglodsmateriale. I 25 profilspidernes område er det afstandholdende organ materialefast forbundet med stålpladerne ved hjælp af slaglodsmaterialet .

Som det fremgår af tegningens fig. 2 er der mellem to stålplader 5, 6 anbragt en blanding af 12 vol.% hårdstøbt 30 materiale 7, 30 vol.% keramik 8, 30 vol.% kobber-slaglodsmateriale og 28 vol.% slaglodsmateriale bestående af en NiCrBSi-legering. Slaglodsmaterialet 9 danner, som herved antydet, sammen med de metalliske hårdmaterialer og stålpladerne en materialefast forbindelse og indehyllør 35 fuldstændigt de ikke-metalliske hårdmaterialekorn.

DK 166836 B1 7 I tegningens fig. 3 er der illustreret et vægelement, hvor metalliske, bolteformede afstandholdende organer 10 er forbundne med stålpladerne 11, 12 ved hjælp af punktsvejsning 13. Armerings-laget 14 består af en blanding af 5 30 vol.% aluminiumoxid, 15 vol.% hårdstøbt materiale, 10 vol.% wolframkarbid, 30 vol.% CuNiZn-slaglodsmateriale og 15 vol.% NiBSi-slaglodsmateriale. Slaglodsmaterialet danner en materialefast forbindelse med stålpladerne, de metalliske hårdmaterialekorn, de afstandholdende organer og 10 indeslutter de ikke-metalliske hårdmaterialekorn.

I tegningens fig. 4 er der i et mellem to stålplader 15, 16 foreliggende armerings-lag 17 anbragt en stålplade 18. Armerings-laget 17 består af 25 vol.% aluminiumoxid, 10 vol.% wolframkarbid, 15 vol.% NiCrBSi-slaglodsmateriale 15 og 40 vol.% kobber-slaglodsmateriale.

De ved hjælp af opfindelsen opnåede fordele består navnlig i, at vægelementet er sikkert mod angreb ved hjælp af skærebrænder, skilleslibeskiver, bor og mod sønderdeling. Hårdmaterialerne tilvejebringer en betydelig mod-20 stand mod skilleslibeskiver respektivt bor. Ved hjælp af andelen af ikke-metalliske hårdmaterialer resulterer der navnlig en bestandighed over for skærebrændings-angreb. En særlig fordel består i, at det ifølge opfindelsen udformede vægelement er relativt tyndvægget, dvs. det er problem-25 løst fremstillelig med en tykkelse på fra 20 mm til 50 mm.

Claims (12)

1. Vægelelement til sikkerhedskonstruktioner, navnlig til boks-konstruktioner, omfattende to indbyrdes parallelt anordnede stålplader (1, 2? 5, 6? 11, 12? 15, 16) og et 5 mellem disse foreliggende armerings-lag (7, 8; 14; 17) af hårdmaterialekorn, og hvor mellemrummene er udfyldt med slaglodsmateriale (9), der forbinder hårdmaterialekornene med hinanden og med stålpladerne, kendetegnet ved , at armerings-laget (7, 8? 14; 17) indtil 30 til 10 70 vol.% er udformet af en blanding omfattende fra 2 til 4 dele ikke-metallisk hårdmateriale og 1 del metallisk hårdmateriale og resten er slaglodsmateriale (9).

2. Vægelement ifølge krav 1 kendetegnet ved, at armerings-laget (7, 8; 14? 17) indtil 30 til 15 50 vol.% udgøres af den nævnte blanding.

3. Vægelement ifølge krav 1 eller 2 kendetegnet ved , at armerings-laget (7, 8; 14; 17) indeholder i det mindste et af de metalliske hårdmaterialer såsom hårdstøbemateriale, karbid, borid, silicid eller 20 andre materialer af samme gruppe og i det mindste et af de ikke-metalliske hårdmaterialer såsom oxider, karbider, keramik, mineraler eller andre materialer af samme gruppe.

4. Vægelement ifølge krav 1, 2 eller 3 kendetegnet ved , at de ikke-metalliske hårdmateria- 25 ler besidder en kornstørrelse på fra 5 til 20 mm, fortrinvis 5 til 12 mm, og at de metalliske hårdmaterialer har en kornstørrelse på fra 1 til 6 mm, fortrinsvis 3 til 5 mm.

5. Vægelement ifølge krav 1, 2, 3 eller4 kendetegnet ved , at armerings-lagets (7, 8? 14; 30 17) slaglodsmateriale (9) består af i det mindste et slag lodsmateriale, som er på kobber- eller nikkelbasis.

6. Vægelement ifølge krav 1, 2, 3, 4 eller 5 kendetegnet ved , at armerings-lagets (7, 8; 14? 17. slaglodsmateriale (9) består af en blanding af i det DK 166836 B1 9 mindste et på kobberbasis foreliggende slaglodsmateriale og et på nikkelbasis foreliggende slaglodsmateriale.

7. Vægelement ifølge krav 1, 2, 3, 4, 5 eller 6 kendetegnet ved , at der i armerings- 5 laget (17) mellem stålpladerne (15, 16) er anordnet i det mindste en stålfolie med en tykkelse på fra 2,0 til 8,0 mm

8. Vægelement ifølge krav 1, 2, 3, 4, 5, 6 eller 7 kendetegnet ved , at der er anordnet afstandholdende organer (3, 10) i arraerings-laget (7, 8; 14; 10 17).

9. Vægelement ifølge krav 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 eller 8 kendetegnet ved , at de afstandholdende organer (3, 10) materialefast ved hjælp af slaglodsmaterialet (9) og/eller ved hjælp af svejsning er 15 forbundet med stålpladerne (1, 2; 11, 12) respektivt med stålfolien (18)

10. Vægelement ifølge krav 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 eller 9 kendetegnet ved , at de afstandholdende organer (3, 10) består af som spids-, trapez-, 20 sav- eller rundgevindformet udformede bånd, plader eller strimler, der i deres profilspidsers område er forbundet med stålpladerne (1, 2; 11, 12) respektivt med stålfolien (18).

11. Vægelement ifølge krav 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 25 eller 10 kendetegnet ved , at de afstandholdende organer (10) består af bolte.

12. Fremgangsmåde til fremstilling af et vægelelement til sikkerhedskonstruktioner, navnlig til boks-konstruktioner, omfattende to indbyrdes parallelt anordnede stål- 30 plader (1, 2; 5, 6; 11, 12; 15, 16) og et mellem disse foreliggende armerings-lag (7, 8; 14; 17) af hårdmateriale-korn, og hvor mellemrummene er udfyldt med slaglodsmateriale (9), der forbinder hårdmaterialekornene med hinanden og med stålpladerne, kendetegnet ved , 35 at hårdmaterialekornene, der udgør 30 til 70 vol.% af ar-merings-laget (7, 8; 14; 17) og består af en blanding om DK 166836 B1 10 fattende fra 2 til 4 dele ikke-metallisk og 1 del metallisk hårdmateriale i blanding med slaglodsmaterialet (9) , på hvilke der anbringes en stålplade (1 eller 2 ; 5 eller 6; 11 eller 12; 15 eller 16), at den anden stålplade (2 5 eller 1; 6 eller 5; 12 eller 11; 16 eller 15) lægges på blandingen, at vægelementet i 10 til 30 minutter i en ikke-oxiderende atmosfære opvarmes til en temperatur på fra 600 til 900 °C og derpå opvarmes til slaglodsmaterialets (9) smeltetemperatur og i 10 til 30 minutter holdes 10 ved denne temperatur.