KR101520211B1

KR101520211B1 - 구조적인 패널 유닛 및 이를 조립하는 방법

Info

Publication number: KR101520211B1
Application number: KR1020137028071A
Authority: KR
Inventors: 크리스토퍼 헨드리쿠스 요하네스 게리첸
Original assignee: 아르셀러미탈 인베스티가시온 와이 데살롤로 에스엘
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2015-05-13
Also published as: EP2691584B1; EP2691584A1; US20140154522A1; US9051735B2; KR20140037067A; WO2012130321A1

Abstract

구조적인 패널 유닛(10)은 제1 플레이트(11) 및 플레이트(11)를 지지하도록 교차하는 방향들을 따라 연장하는 연속적인 웹 부재들(13, 14)을 포함하고, 웹 부재들(13, 14)은 서로 안으로 끼워지도록 그것들의 교차점들에서 일부 관통하여 각각 슬롯되고(141, 131), 웹 부재들은 제1 웹 부재들(13) 및 제2 웹 부재들(14)을 포함하고, 제1 웹 부재들(13)은 슬롯들(131)이 제2 웹 부재들(14)에 끼워지는 제1 플레이트(11)를 향해 개방된 슬롯들(131)을 구비하도록 배치되며, 제1 웹 부재들(13)은 제1 플레이트(11)에 결합되어 제2 웹 부재들(14)와 연동하고, 제2 웹 부재들(14)은 제1 부재들(13)과 연동하는 것 이외의 다른 수단이 아닌 것에 의해 제1 플레이트(11)에 연결된다. 다른 측면에 따라, 상기 교차하는 방향들 중의 하나를 따라 연장하는 웹 부재들은 일 측을 향해 개방된 제1 일부 관통 슬롯들 및 반대되는 측을 향해 개방된 제2 일부 관통 슬롯들을 임의적으로 포함할 수 있고, 제1 및 제2 슬롯들은 교차하는 웹 부재들 안으로 끼워진다. 후자의 측면에 따른 구조적인 패널 유닛을 조립하는 방법 또한 제공된다.

Description

구조적인 패널 유닛 및 이를 조립하는 방법{STRUCTURAL PANEL UNIT AND METHOD OF ASSEMBLING SAME}

본 발명은 하중 운송 구조들의 구조 및 건축에서 같은, 구조적인 이용을 위한 패널 유닛에 관한 것이다. 패널 유닛은 웹(web)-형 방식으로 배치된 부재들에 의해 강화된 적어도 하나의 플레이트를 포함한다.

전술된 유형의 구조적인 패널 유닛들이 GB 467671에서 공지되고, 그것은 멀리 이격된 금속의 상부 및 바닥 플레이트들을 포함하는 금속 바닥 요소를 공지하고, 교차하는 라인들 상에 배치된 플레이트 웹-부재들의 시스템에 의해 함께 결합된다. 유사한 패널 유닛은 연동을 제공하기 위해 일부 관통하여 슬롯되는(slotted) 웹-부재들을 구비하는, DE 201 06 495에 개시된다. 그러한 패널 유닛들의 이점은 웹-부재들의 교차-연결에 의해, 전단 응력이 패널의 종방향 및 횡방향 모두에 전달될 수 있다는 것이다. 그러므로 전술된 패널 유닛들은 감소된 중량을 구비하는 우수한 강성 특성값들을 결합시키고 매우 큰 하중들을 운송하도록 설계될 수 있다.

특히 일반적으로 맞춤식의 해결책들을 요구하는, 큰-크기의 구조들의 제조를 위한 적용들이 존재한다. 전술된 유형의 패널 유닛들의 단점은 그것들의 제조가 노동 집약적이고 전용되는 클램핑/툴링(climping/tooling) 장비를 요구한다는 것이다. 그러므로, 제조는 표준 설계들 및 치수들에 국한되고, 최적의, 맞춤식의 패널들의 이용을 방해한다. 본 발명의 측면들은 전술된 문제들에 대한 해결책을 위한 것이다.

게다가 그러한 패널 유닛들을 조립하는 가장 비용 효율적인 방법은 용접에 의한 것이라는 것은 명백하질 것이다. 이러한 관점에서, DE 201 06 495 및 EP 0754815는 상부 및 바닥 플레이들에 웹-부재들을 용접하는 방법들을 특히 개시한다.

강도/중량 최적화에 대한 지속적인 요구를 만족시키기 위해, GB 467671 및 DE 201 06 495는 가벼운 합금 또는 알루미늄으로 전제 구조를 생산하는 것을 개시한다. 그러나, 특히, 전반적인 패널 특성들을 개선하기 위해 및/또는 물질 비용들을 감소시키기 위해, 하나의 외피(skin)가 특별한 특성들을 요구하는 적용들에서, 유사하지 않은, 가능한 호환 불가능한 물질들로 구성된 패널 유닛들을 제조하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 용접에 의해서와 같이 호환 불가능한 물질들이 쉽게 결합될 수 없으므로, 문제가 발생한다. 본 발명의 측면들은 이러한 문제점에 대한 해결책을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 제1 측면에 따라, 첨부된 청구항들에서 설명되는 것과 같이, 예를 들어 구조적인 적용들을 위해, 패널 유닛이 제공된다. 패널 유닛은 제1 플레이트 및 플레이트를 지지하기 위해 교차하는 방향들을 따라 연장하는 연속적인 웹 부재들을 포함한다. 웹 부재들은 그것들이 서로 안으로 끼워지도록 교차점들에서 일부 관통하여 각각 슬롯된다. 제1 플레이트는 제1 물질로 이루어진다.

본 발명의 본 측면에 따라, 웹 부재들은 제1 웹 부재들 및 제2 웹 부재들을 포함한다. 제1 플레이트에 제1 및 제2 웹 부재들을 연결하기 위해, 제1 웹 부재들은 그것들이 제1 플레이트를 향해 개방된 슬롯들을 구비하도록 배치된다. 후자에서 슬롯들은 제2 웹 부재들을 끼운다. 제1 웹 부재들은 바람직하게 용접에 의해, 제1 플레이트에 결합되어, 제2 부재들을 연동시킨다.

그러므로, 제2 웹 부재들은 플레이트로부터 멀리 향하는 슬롯들을 구비하는 플레이트에 대항하여 배치된다. 제1 웹 부재들은 플레이트를 향해 개방된 후자의 슬롯들에 내려오는, 전술된 제2 웹 부재들의 슬롯들 안으로 끼워지는 슬롯들을 구비하여 배치된다.

본 발명의 본 측면에 따라, 제2 웹 부재들은 제1 부재들과 연동하는 것과 다른 수단에 의하지 않고 제1 플레이트에 결합된다. 예를 들어, 제2 웹 부재들은 바람직하게 제1 플레이트에 용접되지 않는다.

그러므로, 전체의 유닛을 조립하기 위해, 플레이트에 대해 제1 웹 부재들만이 (예를 들어, 용접에 의해) 결합될 필요가 있다. 그 결과, 제2 웹 부재들은 플레이트에 대한 추가적인 접합의 필요성 없이 연동되어, 제1 플레이트 및 제1 웹 부재들에 대한 제2 웹 부재들의 접합/결합은 수행될 필요가 없다. 제1 플레이트에 대하여 제1 웹 부재들을 용접할 때 제2 웹 부재들의 결합을 방지하기 위해, 제2 웹 부재들은 슬롯들에 반대되는 노치들이 제공될 수 있다.

제2 플레이트는 이중-외피 패널을 제공하기 위해 제1 플레이트에 대해 반대되는 측에 제공될 수 있으며, 웹 부재들은 제1 및 제2 플레이트들 사이에 개재된다. 바람직하게, 제2 웹 부재들은 제2 플레이트를 향해 개방된 슬롯들을 구비하도록 배치되고, 슬롯들은 제1 웹 부재들을 끼운다. 바람직하게, 제1 웹 부재들은 제2 웹 부재들과 연동하는 것과 다른 수단에 의하지 않고 제2 플레이트에 결합된다.

본 발명의 본 측면은 다른, 그리고 가능한 호환 불가능한 (용접과 같이, 물질들의 용융을 수반하는 하나 이상의 결합 기술들에 대하여 호환 불가능한) 물질들로 이루어진 (강화) 웹 부재들을 구비하는 패널을 제공하도록 허용된다. 제2 웹 부재들은 그러므로 제1 플레이트를 이루는 제1 물질과 다르고 가능한 호환 불가능한 제2 물질로 (전체적으로 또는 부분적으로) 이루어질 수 있다. 제1 웹 부재들은 제1 물질, 또는 제1 물질과 유사하고 바람직하게 호환 가능한 물질로 (전체적으로 또는 부분적으로) 마련될 수 있다.

제2 플레이트가 전술된 것과 같이 제1 플레이트에 반대되게 존재하는 경우, 제2 플레이트는 제2 물질, 또는 제2 물질과 유사하고 바람직하게 호환 가능한 물질로 마련될 수 있다.

제1 웹 부재들은 제1 방향(들)을 따라 배치될 수 있으며 제2 웹 부재들은 제1 것(들)과 교차하는 제2 방향(들)을 따라 배치될 수 있다. 그 대신에, 제1 및/또는 제2 웹 부재들은 제1 방향(들) 및 제2 방향(들) 모두를 따라 배치될 수 있다.

바람직하게, 교차하는 방향들 중의 하나를 따라 연장하는 웹 부재들은 웹 부재를 일부 관통하고 일 측을 향해 개방된 단부의 제1 슬롯들 및 웹 부재를 일부 관통하고 반대되는 측을 향해 개방된 단부의 제2 슬롯들을 포함한다. 제1 슬롯들 및 제2 슬롯들 모두는 교차하는 웹 부재들의 슬롯들 안으로 끼워진다. 설명되는 바와 같이, 반대되는 측을 향해 개방된 단부들을 구비하는 일부의 슬롯들을 배치하는 것은 웹 구조를 생성하기 위해 이후에 위로 채워질 수 있는 초기의 자립형(self-standing) 골격(framework)을 세우게 할 수 있어, 비싼 연장 작업의 필요성 및 수작업의 양을 감소시킬 수 있다. 이는 본 발명에 따라 비용 효율적인 맞춤식 패널 유닛들을 만들게 한다.

본 발명의 제2 측면에 따라, 첨부된 청구항들에서 설명된 것과 같이 구조적인 패널 유닛을 조립하는 방법이 제공된다. 적어도 하나의 제1 연속적인 웹 부재 및 제2 연속적인 웹 부재들이 제공되고, 제1 웹 부재 및 제2 웹 부재들이 서로 안으로 끼워질 수 있도록 일부 관통하여 각각 슬롯된다. 각각의 제2 웹 부재의 적어도 하나의 슬롯은 일 측을 향해 개방된 단부로 되고 다른 슬롯들은 반대되는 측을 향해 개방된 단부로 된다.

본 방법에 따라, 적어도 하나의 제1 웹 부재는 위로 향하는 슬롯들을 구비하도록 배치된다. 제2 웹 부재들은 제1 웹 부재의 슬롯들 안으로 일 측을 향해 개방된 단부로 되는 제2 웹 부재들의 슬롯들을 끼우는 것에 의해 함께 연동하도록 그리고 제1 웹 부재를 교차하도록 배치된다. 이와 같이 함으로써, 웹 부재들의 자립형 골격이 웹 부재들의 올바른 위치 및 방향을 구비하여 획득된다.

웹 구조를 획득하기 위해, 골격은 상기 반대되는 측을 향해 개방된 단부로 된 제2 웹 부재들의 슬롯들 안으로 그것들을 슬롯-끼움하는 것에 의해 추가적인 웹 부재들을 구비하여 완성된다.

자립형 골격은 연장 작업 비용 및 수작업을 감소시켜, 제조 비용을 감소시킬 수 있다.

추가적인 웹 부재들은 제1 웹 부재들과 동일할 수 있다. 바람직하게, 제2 플레이트는 웹에 결합될 수 있고 웹 아래에 배치될 수 있다.

웹 부재들은 동일한 물질, 또는 호환 불가능한 물질들과 같이, 두 개 이상의 다른 물질들로 마련될 수 있다. 그 대신에, 또는 추가적으로, 추가적인 웹 부재들은 상부 상에 배치된 플레이트의 물질과 호환 불가능한 물질로 마련될 수 있다. 후자의 경우에, 오직 제1 및/또는 제2 웹 부재들은 상부 상에 플레이트에 결합될 수 있다. 추가적인 웹 부재들은 제2 측면에 가리켜진 것과 동일한 방식으로 연결될 수 있으며 플레이트에 결합된 제1 및/또는 제2 웹 부재들과 연동하는 것과 다른 수단에 의하지 않고 바람직하게 상부 상에 플레이트에 결합된다.

본 발명의 제3 측면에 따라, 전술된 방법에 의해 획득될 수 있는 구조적인 유형의 패널 유닛이 제공된다. 그러므로 패널 유닛은 플레이트를 지지하도록 교차하는 방향들을 따라 연장하는 연속적인 웹 부재들 및 제1 플레이트를 포함한다. 웹 부재들은 그것들이 서로 안으로 끼워지도록 교차점들에서 일부 관통하여 각각 슬롯된다. 교차하는 방향들 중의 하나를 따라 연장하는 웹 부재들은 웹 부재를 일부 관통하고 일 측을 향해 개방된 단부로 되는 제1 슬롯들 및 웹 부재를 일부 관통하고 반대되는 측을 향해 개방된 단부로 되는 제2 슬롯들을 포함한다. 제1 슬롯들 및 제2 슬롯들 모두는 교차하는 웹 부재들의 슬롯들 안에 끼워진다.

제2 플레이트는 이중-외피 패널을 제공하기 위해 제1 플레이트에 대해 반대되는 측에 제공될 수 있으며, 웹 부재들은 제1 및 제2 플레이트들 사이에 개재된다. 제3 측면에 따른 패널 유닛은 제1 측면에 대해 설명된 것과 같은 하나 이상의 특징들을 포함할 수 있다.

본 명세서 내에 포함되어 있음.

도 1 및 2는 본 발명에 따른 패널 유닛을 분해 사시도 및 조립된 도면으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제2 및 제3 측면들에 따라 웹 구조를 조립하는 방법을 나타낸다.
도 4는 웹 부재의 상세도이다.
도 5는 본 발명에 따른 특별한 웹 부재를 나타낸다.

도 1을 참조하여, 패널 유닛(panel unit; 10)은 상부 플레이트(11) 및 바닥 플레이트(12)를 포함하고, 그것들은 교차 라인들(intersecting lines)을 따라 배치된 웹 부재들(web members; 13 및 14)에 의해 떨어져 이격된다. 웹 부재들(13 및 14)은 연속적이고 바람직하게 상부 및 바닥 플레이트들의 폭 및 길이를 따라 연장한다. 교차점들에서, 웹 부재들(13 및 14)은 그것의 높이를 일부(partway) 관통하여 연장하는 개방된 단부로 된(open-ended) 슬롯들(slots; 131 개별적으로(resp.) 141)을 포함한다. 슬롯들은 웹 부재들(13 및 14)이 서로 안으로 끼우게 할 수 있는 길이를 구비한다.

다른 구조에 직접적으로 웹 부재들(14)을 결합할 수 있으므로, 바닥 플레이트(12)는 임의적일 수 있다.

웹 부재들(13 및 14)은 중공의 직사각형 튜브들, I-빔들, L-빔들, T-빔들 같은 형태로 될 수 있으나, 그것들은 바람직하게 상부 및 바닥 플레이트들 사이에서 직립 위치(upright position) 내에 배치된 플레이트들이다. 그러한 웹 부재 플레이트들은 바람직한 형태로 시트(sheet)에서 쉽게 레이저-절단될 수 있다(laser-cut).

본 발명의 측면에 따라, 상부 플레이트(11)는 제1 물질, 바람직하게 금속 또는 금속 합금으로 이루어질 수 있으나, 본 발명은 금속 물질들에 한정되지 않고, 폴리머 물질들, 특히 용접 가능한 폴리머 물질들, 및 섬유 강화 합성물들(fibre reinforced composites), 특히 탄소 섬유 강화 합성물들 같은 합성물들을 포함할 수 있다.

웹 부재들(14)은 제1 물질과 다르고 호환 불가능한(incompatible), 제2 물질로 마련될 수 있다.

웹 부재들(13)은 제1 물질, 또는 제2 물질과 다르고 바람직하게 호환 불가능하고 제1 물질과 호환 가능하고 가능한 유사한 물질로 될 수 있다.

유사하게, 그러나 필수적이지 않게, 바닥 플레이트(12)는 제2 물질, 또는 제2 물질과 호환 가능하고 가능한 유사한 물질로 마련될 수 있다.

호환 불가능한 물질들은 접합(bonding), 특히 용접과 같은 물질들의 용융을 수반하는 적어도 하나의 결합(joining) 기술에 대하여 상호 간의 화학적 또는 서로 물리적 유사성이 없는 물질들을 언급한다. 호환 불가능한 물질들은 그것들의 접합이 의도된 사용의 관점에서 적합한 기계적 또는 부식 성능을 제공할 수 없는 물질들을 언급할 수 있다. 호환 불가능한 물질들은 중간층 물질의 사용을 통해 오직 용접될 수 있는 그러한 물질들을 포함한다. 그러므로 접합, 융합(fusion) 및 용접(welding)이라는 용어들은 물질들의 직접적인 결합을 언급하며, 물질들 사이에 물리적 접촉 및/또는 얽힘(entanglement)이 존재한다.

특히 금속들의 경우에, 그리고 전술된 참조들의 관점에서, 호환 불가능한 금속들은 야금으로(metallurgically) 호환 불가능한 금속들을 언급할 수 있다. 호환 불가능성(incompatibility )은 금속들 사이에서 가능성이 있으며, 그것들의 용융점들이 너무 다르기 때문이다.

폴리머 물질들의 경우에, 호환 불가능성은 유리 변이 온도들(glass transition temperatures) 또는 용융점들에서의 큰 차이를 구비하는 폴리머들 사이에서, 또는 비결정(amorphous) 및 반-결정의(semi-crystalline) 폴리머들 사이에서 가능성이 있다.

구체적으로, 웹 부재들 및 플레이트의 결합이 용접에 의해 이루어질 때, 호환 가능한 물질들은 사용 가능한 산업적인 파라미터들의 관점에서 정의된, 적어도 하나의 용접성 윈도우(weldability window)가 존재하는 물질들을 언급할 수 있다. 예를 들어, 레이저 용접에서 용접성 윈도우를 정의하는 일반적인 파라미터들은 용접 파워(welding power; P) 및 용접 속도(v)이다. 이러한 용접성 윈도우 내에서, 용접은 기하학적 기준(geometrical criteria)(예를 들어, 용접의 충분한 폭 및 관통), 건전성 기준(soundness criteria)(예를 들어, 정의된 기준점 이하의 체적 측정의 또는 크랙 결합들), 마이크로구조적(microstructural) 기준(예를 들어, 미리 정해진 기준점 이하의 허용 불가능한 합금 상들(intermetallic phases)을 포함), 및 기계적 기준을 충족시켜야 하며, 이러한 기준들은 모두 용접에 대하여 목표로 되는 특성값들을 획득하는 것을 목적으로 한다. 따라서, 레이저 용접에 대한 유사한(호환 가능한) 물질들은 중간층들 또는 충진제들(fillers)을 형성하기 위한 추가적인 물질들에 대한 의지 없이 그리고 의도된 이용을 위해 올바른 기하학, 건전성, 마이크로구조 및 만족스러운 기계적 특성값들을 획득하게 하는 적어도 하나의 쌍(couple)(P,v)을 위한 것이다.

예시에 의해, 제1 및 제2 물질들 중의 하나는 스틸이고, 다른 것은 알루미늄일 수 있다. 그 대신에, 그것들 중 하나는 스테인리스 스틸이고, 다른 것은 카본 스틸일 수 있다.

다른 호환 불가능한 물질들은 예를 들어 마그네슘 합금들, 티타늄 합금들 및 구리 합금들의 결합으로 형성될 수 있다.

웹 부재들(13)이 상부 플레이트(11)를 향해 개방된 적어도 하나의 슬롯(131)을 구비하도록 배치된 때 그리고 웹 부재들(14)이 슬롯들(131) 안으로 끼워진 슬롯들(141)을 구비하여 배치된 때, 하나는 상부 플레이트(11)에 웹 부재들(13)을 결합하는 것에 의해 획득되고, 웹 부재들(14)은 슬롯들(131)에 의해 연동되고(interlocked) 또한 상부 플레이트에 웹 부재들(14)이 결합될 필요가 없다. 그러므로 웹 부재들(14)은 웹 부재들(13)과 연동하는 것에 의해서만 상부 플레이트(11)에 연결된다. 이는 웹 부재들(14)이 예를 들어 상부 플레이트(11)의 물질 그리고 또한 가능한 웹 부재(13)의 물질과 호환 불가능한 물질로 이루어질 수 있다는 이점이 있다.

그러므로, 호환 불가능한 물질들을 결합할 필요가 없다. 웹 부재들(13) 및 상부 플레이트(11)는 호환 가능한 물질들로 마련될 수 있으므로, 결합은 예를 들어 용접에 의해, 바람직하게 레이저-용접, 또는 물질들의 용융을 수반하는 다른 접합 기술에 의해 쉽게 수행될 수 있다.

바닥 플레이트(12) 및 웹 부재들(14)은 다른 물질들로 마련될 수 있으며, 특히 하나의 물질이 (쉽게) 용접 가능하지 않을 때, 두 개는 접착(gluing), 리벳팅(riveting), 볼팅(bolting) 등 같은 다른 기술들에 의해 결합될 수 있다. 예를 들어, L-형상의 또는 T-형상의 웹 부재들을 제공하는 것에 의해, 접촉 표면은 접착을 위해 바닥 플레이트(12)와 생성될 수 있다. 그러나, 이것은 바닥 플레이트(12) 및 웹 부재들(14)이 결합을 쉽게 하기 위해, 동일한(또는 호환 가능한) 물질들로 마련될 때 바람직할 것이다.

본 발명의 문맥에서, 상부 및 바닥 플레이트들의 물질들이 다를 수 있다는 것은 명백할 것이다.

그것은 두 개의 물질들 사이에 접합(용접)의 필요성 없이 다른 물질의 측면 외피들 중의 하나에 구비하여 패널 유닛이 획득될 수 있다는 것을 수반한다.

도 1은 서로에 대해 평행하고, 직각으로(at right angles) 웹 부재들(14)을 교차하는 웹 부재들(13)을 도시한다. 따라서, 상부 플레이트(11)는 웹 부재들(13)을 따라 나아가는 평행하는 라인들(111)을 따라 (웹 부재들(13, 14)에 의해 형성된) 웹 구조에 결합된다. 결합 라인들(111)은 예를 들어, 용접 심들(weld seams)일 수 있다. 이러한 구성은 그러나 이러한 라인들에 대해 비스듬히(crosswise) 전단 응력들의 전달을 위해 최선은 아니다. 후자가 비판적일 때, 일부 웹 부재들(13)은 도 2에 도시된 바와 같이 웹 부재들(14)의 일부 대신에 그리고 그것에 평행하게 배치될 수 있다. 후자의 경우에, 상부 플레이트(11)는 직각의 (용접) 라인들(111 및 112)을 따라, 웹 구조(13)에 결합될 수 있다. 동일한 이유는 웹 부재들(14) 및 바닥 플레이트(12)에 적용될 수 있다.

라인들(111 및 112)이 연속적인 것으로 도시되었으나, 이것은 필수적이지 않다. 예를 들어, 결합은 라인들(111 및 112)을 따라 단속적인 용접 스폿들을 생성하는, 스폿(spot) 용접에 의해 수행될 수 있다.

웹 부재들이 서로에 대해 직각으로 배치되는 것은 필수적이지 않고, 그러한 배치는 제조의 용이를 위해 선호될 수 있다. 그것들은 예를 들어, 다른 각도들, 예를 들어 마름모꼴 셀들(rhomboidal cells)을 형성하기 위해, 다른 각도들로 교차할 수 있다. 게다가,삼각형 셀들을 형성하기 위해, 교차 라인들의 두 개 이상의 세트들이 고려될 수 있다. 또 다른 대안은 거기에(예를 들어 원형 부재들)

접선으로 그리고 방사상으로 웹 부재들을 배치하는 것이다. 후자의 배치는 원형의 패널 유닛들을 위하여 바람직할 수 있다.

평행하게 배치된 웹 부재들 사이의 간격은 일정할 필요가 없으며 변화할 수 있다. 중량을 더 줄이기 위해, 유닛 거리당 더 많은 웹 부재들이 다른 위치들이 밀집하여 웹되는(webbed) 것을 완화시키기 위해, 하중들을 향하게(point) 하기 쉬운 위치들 또는 하중이 더 큰 곳에 제공될 수 있다.

모든 웹 부재들은 동일한 높이로 될 수 있다. 특히, 웹 부재들은 바람직하게 상부 및 바닥 플레이트 사이에 거리 상에 연장한다. 그 대신에, 추가적인 부재들이 다른 웹 부재들 사이에 제공될 수 있으며, 예를 들어, 상부 플레이트의 덴트 저항(dent resistance)을 개선하기 위해, 전자는 더 작은 높이를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 패널 유닛들에서의 플레이트 요소들은 평면일 필요가 없으며 구부러지거나 단계로 된(graded) 두께를 구비할 수 있다.

본 발명의 다른 측면은 제조에서 개선점들 그리고 특히 전술된 유형의 패널 유닛들의 조립에 관한 것이다. 사실, 맞춤식 해결책들(tailored solutions)은 웹 부재 배치 및 간격이 거의 매번 변화되는 것을 요구하여, 웹 구조를 만드는 것은 매번 새로 전용되는 값비싼, 클램핑(clamping)/연장 작업(tooling) 및 장비를 요구할 수 있다. 이러한 문제점은 도 3을 참조하여 설명되어 제거된다.

웹 구조를 조립하기 위해, 웹 부재들의 자립형 골격(self-standing framework)이 우선 세워진다. 골격은 제1 방향(35)을 따라 배치되고 웹 부재(34)가 위로 향하는 개방된 단부들을 구비하는 슬롯들(341)을 구비하도록 배치되는 적어도 하나의(도 3에서는 두 개가 도시된다) 웹 부재(34)를 포함한다.

제2 교차 방향(36)을 따라, 일 측을 향하는 개방된 단부로 된 슬롯들(331) 및 반대되는 측을 향하는 (골격 내에서 웹 부재들(34)의 수에 대응하는) 많은 개방된 단부로 된 슬롯들(334)을 구비하는, 적어도 두 개의 웹 부재들(33)이 배치된다. 자립형 골격을 획득하기 위해, 웹 부재들(33)은 슬롯들(341) 내에 끼워지는 슬롯들(332)을 구비하여 방향(36)을 따라 배치된다.

일단 골격이 조립되면, 전술된 것과 동일한 방식으로 웹 부재들(33)의 나머지(remainder)와 추가적으로 채워질 수 있다. 마지막으로, 거꾸로 돌려진 웹 부재들(34)과 동일할 수 있는, 웹 부재들(37)은 웹 부재들(33)의 슬롯들(331) 안으로 끼워지도록 배치되고 웹 구조가 획득된다.

골격은 웹 구조를 세울 때 웹 부재들을 위치시키거나 정렬하는 데 값비싼 클램핑/연장 작업 및 장비에 대한 필요성 및 노동의 개입을 감소시켜 조립을 용이하게 한다. 사실, 골격은 웹을 위한 연장 장비로서의 기능을 한다.

웹 구조는 이어서 웹 부재들(33) 및 또한 가능한 웹 부재들(34)에 결합될 수 있는, 상부 플레이트로 덮인다.

골격은 바닥 플레이트 상에 조립될 수 있어, 일단 웹 구조가 완성되면, 웹 부재들(37) 및/또는 웹 부재들(33)은 바닥 플레이트에 전부 또는 일부 결합될 수 있다.

이미 언급된 바와 같이, 상부 및 바닥 플레이트들 및 웹 부재들은 다른, 호환 불가능한 물질들로 마련될 수 있다. 그러나, 전술된 조립 방법은 또한 동일한 물질 또는 유사하거나, 호환 가능한 물질들로 마련된 웹 부재들 및 상부 및 바닥 플레이트들로 이루어진 패널 유닛들에 대하여 이로울 수 있다.

도 4는 본 발명의 웹 부재들과 조합하여 또는 단독으로 포함될 수 있는, 몇몇의 임의적인 가능성들을 포함하는 웹 부재(43)를 도시한다. 예를 들어, 웹 부재(43)는 조립을 용이하기 위해 그것들의 개방된 단부들(432)에서 모서리 따진(chamfered) 슬롯들(431)을 구비한다. 슬롯의 블라인드 단부들(slot's blind ends; 433)은 피로 저항을 개선하기 위해 구부러지거나/둥글게 될 수 있다. 웹 부재(43)에는 중량 감소를 위해 홀들 또는 개구들(435)이 제공될 수 있다. 그러한 홀들은 또한 냉각/가열을 위해 액체들 또는 가스들을 위한 강제 흐름 경로들을 생성하기 위해 이용될 수 있다. 그 대신에, 또는 게다가, 케이블 덕트들(cable ducts)이 홀들을 통해 제공될 수 있다.

웬 구조에 대한 상부 및/또는 바닥 플레이트들의 위치를 개선하기 위해, 하나 이상의 웹 부재들이 상부 또는 바닥 플레이트 내의 대응하는 슬롯들에 끼워지도록 돌출 탭들(projecting tabs; 434)을 포함할 수 있다. 탭들(434)은 예를 들어, 통합된 리프팅 러그들(lifting lugs) 또는 부착 구멍들(attachment eyelets)을 생성하기 위해, 상부 또는 바닥 플레이트에서 돌출하도록 크기를 구비할 수 있다.

그 대신에, 또는 게다가, 더 큰 높이를 구비하는 웹 부재들은 높아진 융기 들(elevated ridges)을 형성하기 위해 패널 유닛의 가장자리들을 따라 배치될 수 있다. 웹 구조 상에 상부 또는 바닥 플레이트를 제공할 때, 융기들은 플레이트를 위한 측면 교대들(lateral abutments)을 형성하고 플레이트는 쉽게 중앙에 놓일 수 있다.

웹 부재들(43), 특히 상부 또는 바닥 플레이트의 물질과 호환 불가능한 물질로 이루어지는 웹 부재들에는 상부 또는 바닥 플레이트에 (호환 가능한 물질로 마련되는) 다른 웹 부재들을 용접하는 동안 상부 또는 바닥 플레이트에 웹 부재(43)가 결합되는 것을 방지하기 위해 슬롯들(431)에 반대되는 노치들(notches; 436)이 제공될 수 있다.

결합이 용접에 의해 수행될 때, 웹의 측면으로부터 웹 구조에 하나의 플레이트를 용접할 수 있다. 그러한 경우에, 다른 플레이트는, 만약에 있다면, 외부로부터의 용접, 또는 다른 결합 또는 체결 기술을 요구할 것이다. 그러므로, 이것은 용접 심들이 없고 패널 유닛의 적어도 하나의 외부 표면을 매끄럽게 유지할 수 있어, 화장용의 외관(cosmetic appearance) 뿐만 아니라 화학 또는 식품 가공 적용들을 위해 유익할 수 있다.

웹 부재들 및 대응하는 플레이트들 사이의 용접은 반드시 연속적이지 않다. 이로운 가능성은 교차점들 사이에 또는 교차하는 영역들 내에만 웹들을 용접한다는 것이다.

더 큰 구조적인 요소들을 형성하기 위해 함께 옆으로 다른 구조적 패널 유닛들을 결합할 수 있다. 그것에 하기 위한 선택은 도 5에 도시된 바와 같이, 많은 웹 부재들(53)이 상부 및/또는 바닥 플레이트들(51, 개별적으로 52)의 가장자리들을 지나 돌출하게 하는 것이다. 돌출 구역들이 다른 패널 유닛들 안으로 삽입되어 그것들이 상부 및 바닥 플레이트들 사이에 끼워질 때, 패널 유닛들은 일체의 구조를 생성하기 위해 서로에 대해 쉽게 결합될 수 있다.

도 5는 탱크 또는 컨테이너 구조들을 형성하기 위해 패널 유닛(50)에 대해 경사진 외측으로 돌출된 구역들(outwardly projecting sections; 535)을 구비하는 웹 부재(53)를 도시한다.

본 발명의 측면에 따라, 슬롯들은 교차하여 놓인(cross-laid) 웹 부재들 사이에 연동이 획득되도록 배치되므로, 접합/결합의 다른 수단들은 웹 부재들이 서로 안으로 그것들의 슬롯들과 끼워지는 교차점들에 제공될 필요가 없다. 그 결과, 호환 불가능한 물질들은 접합하는 호환 불가능한 물질들의 요구 없이 패널 유닛 안에 포함될 수 있다.

고무 요소들, 또는 다른 탄성 또는 점-탄성 물질이 소음 및/또는 진동 완충을 위해 웹 부재들의 교차점들에 제공될 수 있다.

본 발명의 측면들에 따른 패널 유닛들은 또한 비-구조적 적용들에서의 이용을 제공할 수 있다.

10: 구조적인 패널 유닛
11: 제1 플레이트
12: 제2 플레이트
13, 14: 웹 부재
131, 141: 슬롯

Claims

제1 플레이트(11, 51) 및 상기 플레이트(11, 51)를 지지하도록 교차하는 방향들을 따라 연장하는 연속적인 웹 부재들(13, 14, 33, 43)을 포함하는 구조적인 패널 유닛(10, 50)에 있어서,
각각의 상기 웹 부재들(13, 14, 33, 34, 37, 43)은 상기 웹 부재들의 교차점들에서 개방된-단부로 된 슬롯들(open-ended slots; 131, 141; 331, 341; 431)을 포함하고, 상기 웹 부재들이 서로 안으로 끼워지도록 상기 슬롯들은 상기 웹 부재들의 높이를 일부 관통하여 연장하며,
상기 웹 부재들은 제1 웹 부재들(13) 및 제2 웹 부재들(14)을 포함하고, 상기 제1 웹 부재들(13)은 슬롯들(131)이 상기 제2 웹 부재들(14)에 끼워지는 상기 제1 플레이트(11, 51)를 향해 개방된 슬롯들(131)을 구비하도록 배치되고, 상기 제1 웹 부재들(13)은 상기 제1 플레이트(11, 51)에 결합되어 상기 제2 웹 부재들(14)과 연동하고, 상기 제2 웹 부재들(14)은 상기 제1 웹 부재들(13)과 연동하는 것에 의해서만 상기 제1 플레이트(11, 51)에 연결되는, 구조적인 패널 유닛(10).
제1항에 있어서,
상기 제1 플레이트(11, 51)는 제1 물질로 이루어지고 상기 제2 웹 부재들(14)은 상기 제1 물질과 다른, 제2 물질로 이루어지는 구조적인 패널 유닛.
제2항에 있어서,
상기 제1 웹 부재들(13)은 용접에 의해 상기 제1 플레이트(11, 51)에 결합되고 상기 제1 및 제2 물질들은 용접에 대하여 호환 불가능한 물질들인 구조적인 패널 유닛.
제3항에 있어서,
상기 제1 웹 부재들(13)은 상기 제1 물질 또는 상기 제1 물질과 호환 가능한 물질로 이루어지는 구조적인 패널 유닛.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 제1 물질은 제1 금속 또는 금속 합금이고 상기 제2 물질은 제2 금속 또는 금속 합금인 구조적인 패널 유닛.
제1항에 있어서,
제2 플레이트(12, 52)를 포함하고 상기 제1 및 제2 플레이트들은 떨어져 이격되고 사이에 개재되는 상기 웹 부재들(13, 14, 33, 34, 37, 43)에 의해 함께 결합되고 구조적인 패널 유닛.
제6항에 있어서,
상기 제2 웹 부재들(14)은 상기 제2 플레이트(12, 52)를 향해 개방된 슬롯들(141)을 구비하도록 배치되고 거기에 결합되어 상기 제1 웹 부재들(13)과 연동하며, 상기 제1 웹 부재들(13)은 상기 제2 부재들(14)과 연동하는 것에 의해서만 상기 제2 플레이트(12, 52)에 연결되는 구조적인 패널 유닛.
제1항에 있어서,
상기 제1 웹 부재들(13)은 제1 방향을 따라 연장하고 제2 웹 부재들(14)은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장하는 구조적인 패널 유닛.
제1항에 있어서,
상기 제1 웹 부재들(13)은 제1 방향을 따라 연장하는 웹 부재들 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장하는 웹 부재들을 포함하는 구조적인 패널 유닛.
제9항에 있어서,
상기 제2 웹 부재들(14)은 상기 제1 및 제2 방향들 중의 하나를 따라 연장하는 구조적인 패널 유닛.
제1항에 있어서,
상기 웹 부재들(43)은 측들에 측면들 및 슬롯들(431)에 반대되는 위치들에 노치들(436)을 포함하는 구조적인 패널 유닛.
제1항에 있어서,
웹 부재들(43)의 슬롯들(431)은 그것들의 개방된 단부들(432)에 모서리 따지는 구조적인 패널 유닛.
제1항에 있어서,
상기 교차하는 방향들 중의 적어도 하나를 따라 연장하는 웹 부재들은 변화하는 간격으로 떨어져 이격되는 구조적인 패널 유닛.
제1항에 있어서,
상기 교차하는 방향들 중의 하나를 따라 연장하는 웹 부재들(33)은 일 측을 향해 개방된 제1 일부 관통 슬롯들(331) 및 반대되는 측을 향해 개방된 제2 일부 관통 슬롯들(332)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 슬롯들은 교차하는 웹 부재들 안으로 끼워지는 구조적인 패널 유닛.
제6항에 있어서,
상기 제1 및 제2 플레이트들 중의 하나 또는 모두가 측면으로 인접하는 높아진 융기를 형성하기 위한 높이를 구비하는 상기 패널 유닛의 가장자리들을 따라 연장하는 웹 부재들을 포함하는 구조적인 패널 유닛.
제6항에 있어서,
상기 교차하는 방향들 중의 적어도 하나를 따라 연장하는 적어도 일부의 웹 부재들(53)은 상기 제1 플레이트(51) 및/또는 제2 플레이트(52)의 가장자리들의 외측으로 연장하는 구역들(535)을 포함하는 구조적인 패널 유닛(50).
제1항에 있어서,
교차하는 웹 부재들 사이에 배치된 점-탄성 물질을 포함하는 구조적인 패널 유닛.
제1 플레이트 및 상기 플레이트를 지지하도록 교차하는 방향들(35, 36)을 따라 연장하는 연속적인 웹 부재들(33, 34, 37)을 포함하고, 상기 웹 부재들은 서로 안으로 끼워지도록 그것들의 교차점들에서 일부 관통하여 각각 슬롯되고, 상기 교차하는 방향들(36) 중의 하나를 따라 연장하는 웹 부재들(33)은 일 측을 향해 개방된 제1 일부 관통 슬롯들(331) 및 반대되는 측을 향해 개방된 제2 일부 관통 슬롯들(332)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 슬롯들은 교차하는 웹 부재들(34, 37)의 슬롯들 안으로 끼워지는 구조적인 패널 유닛.
제18항에 있어서,
적어도 일부의 웹 부재들(33, 34)은 상기 제1 플레이트를 향해 개방된 단부로 되는 슬롯들(331, 341)을 구비하고 상기 제1 플레이트에 결합되어 상기 웹 부재들(37)의 나머지와 연동되는 구조적인 패널 유닛.
제1 웹 부재 및 제2 웹 부재들이 서로 안으로 끼워지도록 일부 관통하여 각각 슬롯되는 적어도 하나의 제1 연속적인 웹 부재(34) 및 제2 연속적인 웹 부재들(33)을 제공하는 단계, 상기 제2 웹 부재들(33)은 일 측을 향해 개방된 단부로 되는 슬롯들(332) 및 반대되는 측을 향해 개방된 단부로 되는 다른 슬롯들(331)을 포함함;
위로 향하는 슬롯들(341)을 구비하도록 적어도 하나의 제1 웹 부재(34)를 배치하는 단계;
상기 제1 웹 부재를 교차하도록 그리고 상기 제1 웹 부재(34)의 슬롯들(341)과 상기 일 측을 향해 개방된 단부로 되는 슬롯들(332)에 슬롯-끼움하는 것에 의해 그것과 연동하도록 상기 제2 웹 부재들(33)을 배치하는 단계;
상기 반대되는 측을 향해 개방된 단부로 되는 상기 제2 웹 부재들(33)의 슬롯들(331) 안으로 슬롯-끼움하는 것에 의해 추가적인 웹 부재들(37)을 배치하여, 웹을 획득하는 단계; 및
상기 웹의 상부 상에 플레이트를 배치하고 패널 유닛을 획득하기 위해 상기 웹에 상기 플레이트를 결합하는 단계;
를 포함하는 구조적인 패널 유닛을 조립하는 방법.
제20항에 있어서,
상기 플레이트는 제1 물질로 이루어지고 상기 추가적인 웹 부재들은 상기 제1 물질과 호환 불가능한 제2 물질로 이루어지고, 상기 플레이트는 상기 제1(34) 및/또는 제2 웹 부재들(33)에 결합되어 상기 추가적인 웹 부재들(37)을 연동시키는 방법.
제20항 또는 제21항에 있어서,
결합은 용접에 의해 수행되는 방법.