JP3305337B2 - 複合材およびこの複合材の製造方法 - Google Patents

複合材およびこの複合材の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項1および3の上位概念による、複合
材およびこの複合材の製造方法に関する。
サンドイッチ構造様式による構造は、一方にあっては
重量が僅かであるほかに、高い曲げ強度を有している点
で優れている。この理由からこの構造体の搬送領域にお
ける−特に鉄道技術における−使用はますます高い評価
を得ている。高い荷重を受ける構造体にとって、金属材
料から成るこのサンドイッチ複合材を製造することは有
意義なことである。
他の構造要素をサンドイッチ構造体に枢着するため、
或いは異なるサンドイッチ構造体を相互に任意の角度で
互いに結合するため、合体されて力導入部および結合点
の形成のため形材がまとめられる。大型のサンドイッチ
構造体の構築は、多数のサンドイッチ構造体−以下に基
本構造体と称する−が要件に応じて大型のサンドイッチ
構造体に結合されることにより得られる。
ヨーロッパ特許第0 544 498号明細書から、形材
が、それらの端部において突合わせ接合されている基本
構造体間で、サンドイッチ構造体の被覆層に対して垂直
方向で起立しているウエッブと溶接されている様式の、
サンドイッチ構造体と力導入のための形材とから成る複
合材が知られている。この場合、形材を取付けるため補
強部が利用されている。この補強部の特徴は、サンドイ
ッチ構造体も基本構造体もそれらの終端領域内で通常の
様式で、U字形の、その開いている領域が外方を指向し
ておりかつ心の位置で接合されている補強形材によって
閉鎖されて補強されていることにある。この取付け様式
にあっては、溶接は被覆面と形材との接触位置に沿って
行なわれる。
ヨーロッパ特許第0 644 096号による複合材にあっ
ては、形材は結合面と縁部における二つの基本構造体の
U字形の補強形材で補強されている結合領域上で溶接さ
れているか、或いは中空の補強形材で支持されている被
覆層の上で鋲止めされている。
公知のすべての複合材にあっては、形材はサンドイッ
チ構造体に溶接されているか鋲止めされており、これに
より形材からサンドイッチ構造体への点状の或いは線状
の力伝達が行われる。しかし、このことには、サンドイ
ッチ構造体が溶接領域内において補強されていることが
前提である。補強は金属心の位置において余分に取付け
られた中空の補強形材により、或いは二つの基本構造体
の突合わせ領域内のU字形の補強形材によって行われ
る。
このような複合材にあっては、大きな構造部分が動力
導入のための、多数の形材により構築されると言う欠点
を有している。例えば車両のサンドイッチ壁のような大
きな構造体が、力導入のための形材に突合わせ位置に貼
付する(platieren)ために、小さな多数の複合材から
構築しなければならないか、或いはサンドイッチ構造体
を予め相応する位置において心の代わりに補強形材を備
えていなければならない。すべての場合にあって、この
位置に補強形材が取付けられていない場合、後になって
力導入のための形材を設けることはもはや不可能であ
る。その上、比較的大きな構造体を多数の小さな複合材
から構築することは経費と時間とを著しく要する。
更に、溶接継ぎ目或いは鋲止め結合部に、構造体の寿
命に著しく影響を与える間隙腐食もしくは接触腐食が発
生する問題が生じる。
更に、国際特許出願公開第95/18014号明細書、特開平
3−90468号明細書、および特開平7−189419号明細書
から、複合材およびこの複合材の製造方法は、公知であ
る。
従って、本発明の根底をなす課題は、構造において簡
単であり、且つ最低限の費用でもって仕上げられ得る複
合構造材およびこの複合構造材の製造方法を提示するこ
とである。
この課題の解決策は、本発明により、請求項1または
2の典型的な特徴によって実現される。
本発明による構造の場合、複合材は、同時の結合手段
に基づいて、個別の構造材の間で、同一の機械的な特性
を有し、その際、有利には、サンドイッチ構造体および
形材の接合の同時の形成によって、第2の作業ステップ
が節約されるという結果を生む。この形材は、同様にそ
れら領域において、心部の蜂の巣構造に対する所定の方
向の補強形材および顧慮無しに接合され得るので、複合
材を、任意に整向された形材と共に仕上げることも可能
である。
サンドイッチ構造体を製造している間、形材のサンド
イッチ構造体への接合のためにこのプロセスのパラメー
タが利用される。特に、被覆層を心部上に半田付けする
ために、半田材で被覆された被覆層を使用するのが有利
である。半田材で被覆された側面が金属の心部と接触し
た際、成分が空気遮断の下で、特に真空中で、半田の融
点以上の温度に加熱された場合、半田付け工程が行われ
る。半田は液化し、被覆層と心部の蜂の巣構造のウエッ
ブとの接触位置に集まり、従って冷却された際半田付け
されたサンドイッチ構造体が形成される。その際に生じ
る温度は同時に、形材を同時の作業ステップにおいて、
サンドイッチ構造体に半田によって接合することのため
に利用される。従って、形材に面している側面に半田材
が被覆されている被覆層を使用するのが有利であり、従
って製造プロセスの際の温度により被覆層のこの側面の
半田が同様に融解し、空気遮断の下で形材と被覆層の接
触位置に集まる。これにより複合材の冷却の際形材が偏
平にサンドイッチ構造体上に接合される。
以下に本発明を添付した図面に図示した実施例につき
詳細に説明する。
図面はサンドイッチ構造体と力導入のための形材とか
ら成る複合材の図である。
図示した実施例は、サンドイッチ構造体10と力導入の
ための接合された形材20とを備えている複合材1の実施
例である。サンドイッチ構造体は上方の被覆層11、下方
の被覆層12と金属の心部13とから構築されている。心部
は被覆層11,12間に設けられており、多数の互いに接合
された蜂の巣構造13aにより形成されている。この構造
により、サンドイッチ構造体は重量が僅かであるにもか
かわらず高い曲げ強度を有している。
金属心部13に面した側面で半田材が被覆された側面11
a,12aを備えている上方および下方の被覆層11,12を使用
することにより、サンドイッチ構造体と複合構造体の製
造が容易となる。何故なら、このようにまとめられた堆
積体を真空下で半田の溶解温度以上の温度に加熱し、こ
れにより半田が蜂の巣構造13aと上方の被覆層11と下方
の被覆層12との接触位置に集まり、冷却により半田付け
工程が終了するからである。
サンドイッチ構造体の製造を同時にするために、この
工程を経て、形材20も結合面21と上方の被覆層11の外側
面11bにおいて半田付けされる。この際、上方の被覆層1
1の外側面11bも半田材が被覆されており、形材20は相応
する位置で貼付される。上方の被覆層11上での結合面21
との形材20の接合のための工程は、サンドイッチ構造体
10の製造プロセスと同時に進行している。半田温度をそ
の融解温度以上に加熱した際、半田材が被覆された側面
11bの半田が結合面21に集まり、冷却の際形材20がサン
ドイッチ構造体10に接合される。しかし、後に形材と接
触する上方の被覆層11の外側面11bの領域のみを貼付す
ることも可能である。
形材20は、選択された実施例にあっては、結合面21以
外に、更に二つの顎部22,23を備えており、これらの顎
部はT字状の領域を区画しており、この領域は平坦な構
造部分をサンドイッチ構造体に対して垂直方向で保持し
ているか、或いはこの領域内においてT字状の領域内に
存在している、頭部を備えている多数のねじが担持体或
いは類似物を設けられるために存在している。もちろ
ん、この目的のために、本発明による複合材内への力導
入の異なる様式を達するため、結合面21以外に異なる立
体形状を有している形状に適用することが可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュテークシュースター・ラインホルト ドイツ連邦共和国、D―85399 ハルベ ルクモース、マクシミーリアーンストラ ーセ、31 (56)参考文献 特開 平3−90468(JP,A) 特開 平7−189419(JP,A) 国際公開95/18014(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04C 2/00 - 2/54 B32B 1/00 - 35/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複合材(1)であって、この複合材が、 上方(11)および下方(12)の金属被覆層と、蜂の巣構
    造で構築された金属心部(13)とを備えている、これら
    被覆層(11,12)およびこの心部(13)が半田によって
    互いに接合されているサンドイッチ構造体(10)から成
    り、且つ、 このサンドイッチ構造体(10)内に力を導入するための
    結合面(21)を備えている少なくとも一つの、平坦な被
    覆層(11,12)上に偏平状に接合されている金属形材(2
    0)を有する様式の、上記の複合材(1)において、 被覆層(11,12)の平坦な外側面(11b)は、半田材が被
    覆されていること、および、この側面(11b)に、形材
    (20)が、偏平状に半田によって半田付けされているこ
    とを特徴とする複合材。
  2. 【請求項2】複合材(1)を製造するための方法であっ
    て、 上方および下方の金属被覆層、並びにそれらの間に設け
    られた、蜂の巣構造で構築された金属心部から成り、こ
    れらが互いにサンドイッチ構造体として強固に半田付け
    され、および、 付加的に、被覆層の平坦な外側面上に結合面を備えてい
    る少なくとも一つの金属形材が偏平状に接合される、上
    記の方法において、 被覆層の半田付けの間に、心部と同時に形材が半田付け
    されることを特徴とする方法。
  3. 【請求項3】空気の遮断の下で半田付け工程を行うこと
    を特徴とする請求項2に記載の方法。
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