KR20010040903A - 경량의 적층 강화 웨브 - Google Patents

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KR20010040903A
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조셉 에스. 위세크
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웨인 씨. 제쉬크
헨켈 코포레이션
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Abstract

경량의 구조물 조립체(12)는 구조물 부재(10)의 공간에 걸쳐있다. 상기 강화재는 웨브로서 기능하게 되고, 강화재(12)의 중간부에 선택적으로 위치되는 포옴 및 얇은 금속 강화재(24)의 층, 금속판을 구비한다. 상기 판의 단부에서 팽창되지 않는 포옴은 강화되는 구조적인 부재(10)에 강화재를 부착하기 위한 부착재로서 작용한다.

Description

경량의 적층 강화 웨브 {LIGHTWEIGHT LAMINATE REINFORCING WEB}
차량 산업에서는, 경량인 고강도의 구조물 부재를 필요로 한다. 통상적으로, 레일, 필러등과 같은 차량의 구조물들은 고강도를 제공하면서 저중량을 유지하는 중공형태로 구성된다. 비록, 바람직한 특징을 갖는 구조물 부재들이 다수의 특이한 금속 합금들을 사용하여 용이하게 얻어지더라도, 고강도의 합금들은 통상적으로 고가이므로 차량산업에 그 적용을 꺼리는 실정이다.
플라스틱 포옴을 갖는 섹션의 전체를 채우는 것이 섹션의 강도(적어도 고 밀도의 포옴을 이용할때)를 상당히 증가할지라도, 이 기술은 질량을 상당히 증가시키겨, 결국 부분적인 중량을 증가시킨다. 즉, 대부분의 적용에서 바람직하지 않은 특징을 갖게 된다. 또한, 섹션을 포옴으로 전체 채우는 것은 비용에 상당히 영향을 주며, 종종 원하지 않는 열침하(heat sink)를 발생한다. 비록, 섹션의 금속 게이지의 증가 또는 국부적인 금속 강화재의 추가가 강도를 증가하더라도, 금속 두께가 증가하듯이 금속 성형기의 한계로 인하여 부분을 형성하기 매우 어렵게 된다.
고가의 합금, 두꺼운 게이지 금속 및 대형 포옴의 코어들을 선택하듯이, 벌킹 부하(buckling load)를 받게 되는 강화 중공섹션의 문제를 처리하는 방법들이 제안되고 있다. 예를들어, 프리캐스트(precast)강화재를 구성하는 구조적인 부재를 위한 강화 삽입부가 제안되었으며, 상기 강화재는 열경화성 주지 및 발포제를 포함하는 다수의 펠렛을 형성한다. 상기 프리캐스트 부재는 구조적인 부재에서 팽창되어 제위치에서 졍화된다. 튜브의 중간부에서 국부화되는 합성 포옴코어로 강화되는 혼합 튜브형의 도어 빔은 종래 기술에 기술되어 있다. 수지-게 코어는 튜브의 보어의 1/3보다 적은 부분을 점유한다.
높은 강도-대-질량비를 갖는 튜브-대-튜브의 구조물이 제안되어 있으며, 상기 2 둥지형 튜브들이 튜브사이의 환형에 배치된 포옴층을 구비한다. 드롭-인 캐리어(drop-in carrier)상에 배치된 포옴형 성질에서의 국부 강화재가 기술되어 있다. 캐리어는 중공의 구조물 부재의 채널에 위치되며, 수지는 팽창된다.
따라서, 상당히 증가하는 질량 없이 중공 섹션을 강화하는 저 비용의 기술은 상당히 바람직하다. 더욱이, 부재에 대한 임의의 기초적인 설계변경 없이 현재의 중공 섹션을 강화하는 방법을 제공하는 것은 바람직한 일이다. 본 발명은 값비싼 수지의 대형 체적을 사용하지 않고 적당한 중량증가를 갖는 고강도의 중공 섹션을 제공한다. 또한, 본 발명은 내측 벽에 적층을 추가하거나, 일부분의 기하하적인 형상의 재설계없이 현 구조물 부분을 강화하는 방법을 제공한다.
본 발명은 강화 부재를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세히 기술하면 중공의 구조부재를 위한 강화 웨브(reinforcement webs)에 관한 것이다.
도 1 은 부분적으로 웨브를 갖춘 차량 구조 부재의 단면도.
도 2 및 도 3 은 도 1의 라인 2-2 및 라인 3-3을 따라 취해진 단면도.
도 4 는 본 발명에 따른 강화 적층 웨브 삽입부의 일부를 절취한 단면도.
도 5 는 도 4에서 라인 5-5를 따라 취한 단면도.
도 6 은 강화 유닛이 제 위치에 장착된 모습을 나타내는, 도 4와 유사한 측면도.
도 7 은 도 6에 나타난 구조의 평면도.
도 8 은 도 6에서 라인 8-8를 따라 취한 단면도.
도 9 는 포옴(foam)이 팽창된 상태를 나타내는 도 8과 유사한 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는, 도 9와 유사한 도면.
본 발명의 목적은 구조물 부재를 위한 강화 웨브를 제공하는데 있다. 강화 웨브는 중간부 및 한쌍의 단부를 갖는 사각형상의 판을 구비한다. 팽창하지 않는 팽창성 포옴은 중간부의 한 측면과 단부의 한 측면상에 배치된다. 얇은 금속 시트는 사각형상 판의 중간부에 위로 적층하는 포옴층상에 배열된다. 한 측면상에 중간부는 사각형상의 판의 표면으로 부터 멀리 돌출하는 플랜지를 갖는 한쌍의 대향 에지들을 구비한다.
본 발명의 또다른 목적은 강화 중공 부재를 제공하는데 있다. 중공 부재는 공간에 의해서 분리되는 한쌍의 부분적인 웨브들을 구비한다. 부분적인 웨브의 각각은 강화 웨브-수용면을 구비한다. 강화 웨브들은 공간을 걸치게 되고, 강화 웨브 수용면에 부분적인 웨브에 부착된다. 강화 웨브는 한쌍의 단부 및 중간부를 갖는 사각형상으로 구성된다. 팽창성 포옴의 층은 단부 및 중간부의 한 표면에 배치된다. 얇은 금속 시트는 사각형상 판의 중간부위로 놓인 금속 시트로 중간부위에 놓인 포옴층상에 배열된다. 중간부는 판의 표면으로부터 약 45정도의 각도에서 사각형상 판의 표면으로 부터 멀리 돌출하는 플랜지를 갖는 한쌍의 에지를 구비한다.
본 발명의 또다른 목적은 한 쌍의 이격된 부분적인 웨브 섹션을 구비하는 구조적인 부재를 강화하는 방법을 제공하는데 있다. 상기 방법은 구조적인 부재를 위한 강화 웨브를 제공하는 단계를 포함한다. 강화 웨브는 한쌍의 단부 와 중간부를 갖는 사각형상의 판을 구비한다. 팽창성 포옴의 층은 단부들의 한 표면 및 중간부의 표면상에 위치된다. 얇은 금속 판은 중간부위에 놓인 포옴층상에 위치된다. 강화 웨브는 단부들의 팽창성 포옴 층들을 갖는 구조적인 부재의 부분적인 웨브들 사이에 공간 또는 간극에 놓여진다. 상기 단부들은 부분적인 웨브 섹션과 접촉하여 접착된다. 구조물은 포옴을 팽창하고 구조물 강화재를 형성하기 위해 가열된다.
본 발명의 또 다른 목적 및 다른 특징은 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술된다.
본 발명은 경량의 적층형 보강 웨브 스티프너를 제공하는 것이며, 상기 스티프너는 삽입부(insert)내의 드롭(drop)을 제공하므로서 중공의 설정 횡단부를 보강 및 강화시키며, 상기 삽입부는 특히 자동차 산업에 사용될때 도료 경화부분(paint bake cured part)으로 구성될수도 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 적층(laminate)은 알류미늄과 같은 얇은 금속 시트로 구성되며, 상기 금속 시트는 삽입부에서 드롭을 구성하도록 팽창성 폴리머 층을 구비한다. 한번 경화된 시트 및 폴리머는 적용받는 부하(load)로 인한 그 형상의 변형을 방지하는 경량의 강화 웨브를 형성한다. 경량의 강화 삽입부에서의 드롭은 팽창성 폴리머로 인하여 용접이 필요 없게 되며, 상기 폴리머는 구조물의 부착제로서 기능하고, 적용되는 부하를 받아 휘어지는 얇은 금속 웨브보다 강하다.
도 1 내지 도 3은 적층의 강화 웨브(12)로 강화되는 두 부분의 구조물의 부재(10,10)를 나타낸다. 적층 강화 웨브(12)는 도 4 내지 도 5에 잘 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된바와 같이, 한쌍의 부분적인 웨브 또는 웨브 섹션(34)은 구조물의 부재(10)에 의해서 형성되는 중공 공간속으로 연장된다. 구조물 부재들의 여러 구성성분들은 구조물 부재의 플랜지(32,32)에 함께 고정된다. 상기 웨브 섹션(34)들은 갭(35)을 형성하기 위해 이격되어 있다. 후술되는 바와 같이, 강화 웨브 또는 삽입부(12)는 강화재를 제공하는 동안 함께 여러 구성요소들을 함께 효율적으로 고정시키며, 갭을 브리지하도록 위치된다. 또한, 하기에 기술되는 바와 같이 구멍(30)들은 구조물의 부재에서 강화 웨브(12)의 적절한 위치선정을 확실히 하기 위해 웨브 섹션(34)에 제공된다.
도 4 및 도 5에 도시된바와 같이, 적층의 강화 웨브(12)는 베이스 또는 캐리어 부재 웨브(14)를 갖춘 삽입부에서의 다수의 드롭형태로 구성되며, 상기 웨브(14)는 중간부(16) 및 두 단부(18,18)로 구성된다. 두 단부(18,18)들은 노치(20)들에 의해서 중간부(14)로 부터 분리될수도 있다. 구조물의 포옴층(22)은 웨브(14)의 표면을 커버하는 3개로 분리된 층들 또는 연속적인 층중의 하나에 의해 각 부분위로 제공된다. 상기 폴리머 구조의 포옴층(22)위로 커버층(24)이 제공된다. 바람직하게도, 커버층(24)은 중간부분에만 위치된다. 중간 부분(16)의 측면들은 플랜지(26)를 형성하기 위해 중간부분(16)의 주요표면으로부터 멀리 굽혀지는 반면에, 커버링 부재(24)는 플랜지(28)를 형성하기 위해 반대방향으로 굽혀진다. 노치(20)들은 플랜지(26)의 굽힘(bending)을 용이하게 한다.
도 4에 도시된바와 같이, 개구(31)는 웨브 섹션(34)에서 개구(30)와의 추후 정렬을 위해 단부(18)에서와 같이 웨브(14)에서 적절한 위치에 제공될수도 있다. 구멍 또는 개구(30,31)들은 도 7에 도시된바와 같이, 초기에 구성요소의 적절한 위치 선정을 보장하기 위해 핀(36)의 통로를 수용하도록 위치설정된다.
도 6 내지 도 9 는 구조적인 부재(10)내에 장착되는 삽입부 또는 강화 웨브(12)에서의 드롭을 설명한다. 여기에 도시된바와 같이, 단부(18)들은 부분적인 웨브(34)에서 구멍(30) 및 단부(18)에서 대응구멍들과 포옴층(22)을 통해 푸쉬 핀(36)들을 삽입하므로서 웨브 섹션(34,34)들에 대항하여 장착하기 위해 이용된다. 웨브(12)의 중간부(16)는 개방 공간 또는 갭(35)에 걸치게 된다. 커버 판(24)은 개방 영역에서 추가의 강화부재를 제공하기 위해 기능한다. 포옴층(22)이 부분적인 웨브(34)와 직접 접촉해야 하기 때문에, 커버 부재(24)는 단부(18)에 제공되지 않는다. 삽입부(12)의 중간부에서 플랜지(26,26 및 28,28)들은 구조적인 부재(10,10)의 내부표면에 중첩되도록 위치된다.
실제에서는, 삽입부 또는 강화 웨브(12)에서의 드롭이 구조적인 부재(10)의 중공공간속으로 삽입된다. 상기 웨브(12)는 이전에 기술된 바와 같이, 구멍(30,31)들을 정렬시키고 푸쉬 핀(36)을 삽입하므로서 정확하게 위치 설정된다. 팽창되지 않는 포옴층의 접착 속성으로 인하여, 삽입부에서 드롭은 부분적인 웨브(34)의 상부 또는 하부의 어느 한곳에 배치된다. 웨브가 하나의 구조적인 부재내에 위치된후에, 다른 구조적인 부재가 제 위치에 장착되며, 구조적인 부재들은 플랜지(32,32)들에 함께 고정된다. 폴리머 포옴 층(22)은 구조적인 포옴을 형성하고, 다양한 구성요소를 함께 기밀하게 접착시키기 위해 팽창된다.
도 8 은 포옴 층(22)이 팽창된후 최종 조립체를 나타낸다. 도 8에 도시된바와 같이, 경사진 플랜지(26,26 및 28,28)들은 구조적인 부재(10)의 내부면과 접촉하게 된다. 포옴 층(22)이 열 팽창성 포옴으로 형성되며, 상기 포옴은 자동 조립체 라인에서 통상 사용되는 종래의 도장에서와 같이 구조적인 부재의 정상적인 조립체 라인 공정처리중에 팽창하게 된다. 그래서, 상기 열 팽창성 포옴은 외측으로 작동되어 팽창되며, 캐리어(14), 커버 부재(24) 및 플랜지(26,28)들, 구조적인 부재(10,10)들의 내부면과 접촉하게 될뿐만아니라, 부분적인 웨브(34,34)들과도 접촉하게 된다. 그래서, 플랜지들은 포옴을 팽창시켜 구조적인 부재와 접촉하도록 하기 위해 안내 표면으로서 기능하게 된다. 이때, 이것을 접촉하는 모든 부재와 초기에 접촉하게 된다. 결국, 포옴은 강화재로서의 기능뿐만아니라, 모든 구성요소들을 함께 묶는 기능을 갖는다. 즉, 두 구조적인 부재(10,10) 및 부분적인 웨브(34,34)와, 삽입부에서 드롭의 캐리어(14) 및 커버 부재(24)들을 묶는 기능을 갖게 된다.
다양한 재료 및 치수들이 의도한바에 따라 본발명에서 사용될수 있다. 캐리어 부재(14)는 바람직하게는 얇은 금속 시트로 구성되며, 보다 바람직하게는 예를들어 0.010인치 두께인 알류미늄 시트로 구성된다. 비록, 도면들은 단부(18,18)들을 동일한 크기로 도시하였지만, 한 단부가 다른 단부보다 더 길게 형성되어 있다. 본 발명의 실시예에서 한 단부는 8인치의 길이를 갖지만, 다른 단부는 4인치의 길이를 갖게 된다. 예를들어, 캐리어(14)는 4인치 너비를 갖고, 중간부(16)는 9인치의 길이를 갖지만, 캐리어는 전체 길이가 21인치를 갖는다. 상술된 가출원은 참고적인 것이며, 보다 구체적인 것은 본원에 기술된다. 상기 가출원에는 본 발명과 함께 사용되는 특정한 치수, 형상 및 재료들이 기술되어 있다. 그래서, 본원에 기술된바와 같이, 팽창되지 않은 상태에서의 포옴층(22)은 3/16인치 두께로 구성될수도 있다. 플랜지(26,28)들은 약 30°내지 60°사이의 각도로, 바람직하게는 45°의 각도로 배열될수도 있다. 푸쉬 핀들을 위한 구멍(30,31)들은 3/16인치의 치수를 갖을수도 있다. 캐리어 부재(14) 및 커버 부재(24)는 약 0.003 내지 0.050인치 두께 또는 0.005 또는 0.028인치 두께를 갖는 알류미늄 또는 스틸과 같은 얇은 게이지로 구성될수도 있다.
구조적인 부재는 예를들어 스틸 또는 알류미늄으로 통상적으로 형성되는 차량 레일일수도 있다. 상기 구조적인 부재는 자동차의 도어 아래에 위치되는 벌크헤드 캐리어 또는 윈드실드 필러로 구성될수도 있다. 이것들은 본발명을 실시하는 바람직한 실시예에 불과하다. 캐리어(14)는 중간부(16)와 단부(18,18)로 형성된 사각형상의 판형상의 판으로 구성된다. 강화할 구조물에 끼워맞추어질수 있는 크기를 갖지만, 약 10인치 내지 약 30인치의 길이와 약 3 내지 6인치의 너비를 갖게 된다. 플랜지(26,28)들은 추가의 구조적인 강도를 제공하며, 구조 부재(10,10)로 부터 섹션의 상부 및 하부속으로 팽창되도록 폴리머를 위해 설계된 장소를 생산한다.
도 7에 도시된바와 같이, 폴리머 층(22)은 캐리어(14)가 중간부(16) 및 단부(18,18)의 교차점에서 폴리머로 부터 자유로운 불연속 층으로 구성된다. 선택적으로, 단일의 연속층(22)은 전체 캐리어(14)를 커버할수 있다. 캐리어(14)의 또다른 부분에서, 종축 에지들은 폴리머층으로 부터 자유롭다. 포옴 또는 폴리머 층(22)은 약 0.125인치 내지 0.25인치의 두께가 바람직하며, 밀도를 줄이기 위해 중공 글라스의 마이크로스피어(microspheres)와 관련된 수지-계 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 물질의 밀도는 중량을 최소화하기 위해 약 20 내지 파운드/ft3를 갖는 것이 바람직하다. 화학적인 분열이 일어나는 온도 및 용융 포인트 가열 왜곡 온도가 충분히 높게되어 포옴(22)은 도장 오븐등에서 통상적으로 직면하게 되는 높은 온도로 그 구조물을 유지한다. 그러므로, 포옴층(22)은 짧은 시간동안 125℃ 이상, 바람직하게는 160 ℃의 온도를 지탱하여야 한다. 미국 특허 제 5,575,526호를 참고하면, 상술한 기술내용이 상세히 기술되어 있으며, 열적으로 팽창가능한 포옴 또는 열을 포함하는 적당한 폴리머 물질이 기술되어 있다. 1997년 8월 19일자 출원된 미국 특허출원 제 08/914,481호를 참고하면, 이것에 대하여 상세히 기술되어 있다. 이 출원은 본 발명의 실시예에 사용된 적절한 물질이 기술되어 있다. 비록, 화학적인 활성 포옴들이 사용되더라도, 열 팽창성 포옴들은 그 팽창이 차량제조에 사용되는 통상의 도장 공정에 의해 오븐(oven)에서 가열되도록 삽입부(12)상에 포옴을 갖춘 구조적인 부재로부터 나온 결과이기 때문에 차량 조립체에서 특히 장점을 갖게 된다. 그래서, 각각의 가열단계는 포옴을 팽창하기 위해 필요없게 된다. 그러나, 열 팽창성 포옴이 바람직할지라도, 본 발명은 화학적인 작동 포옴들과 같은 다양한 형식의 포옴으로 처리될수도 있다. 그래서, 임의의 적절한 팽창성 포옴 물질 또는 수지 포옴은 본 발명의 넓은 실습에서 사용될수도 있다.
포옴 층(22)은 캐리어(14)와, 커버(24) 및 부분적인 웨브(34)에 접착가능하게 부착되도록 충분한 점성을 갖는 시트로서 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 시트들은 절단되거나 압출된다. 단부(18,18)들을 덮는 시트들은 푸쉬 핀등의 이용을 통해 구조적인 부재(10)에서 판(14)을 위치설정하기 위해 위치설정 구멍으로서 이용되는 구멍(30,31)들과 정렬되도록 구멍들을 구비한다.
최소의 중량에 최대의 강도를 제공하기 위해, 본 발명은 포옴과 경량의 금속을 결합시킨다. 이러한 개념은 중간부(16)위로 얇은 금속 시트(24) 또는 커버(24)을 제공하고, 특히 중간부에서 팽창되지 않는 포옴(22)위로 상기 금속 시트를 제공하므로서 웨브 강화가 이루어지는 것이다. 얇은 금속 시트(24)는 약 0.0028 및 0.050인치 사이의 게이지를 갖는 고강도 스틸 또는 알류미늄으로 구성되는 것이 바람직하다. 이렇게 얇은 금속 시트로 구성되는 것은 약 0.003 내지 0.015인치들의 두께를 구비하는 것이 바람직하며, 일반적으로 중간부(16)의 주요부를 덮는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 구조적인 부재(10)는 부분적인 웨브들 사이의 개방 간극(35)을 갖는 부분적인 웨브(34,34)들을 포함한다. 삽입부(12)에서 드롭은 부분적인 웨브(34,34)들 사이에 있는 간극을 가로질러 위치된다. 단부(18,18)들은 부분적인 웨브(34,34)들에 대해 안착되며, 푸쉬 핀(35,36)에 의해서 제 위치에 설정된다. 그래서, 삽입부(12)에서 드롭의 중간부(16)는 간극에 걸쳐진다. 포옴 층(22)은 도 7에 선명히 도시된바와 같이 단부(18) 및 부분적인 웨브(34)들 사이에 위치된다. 그래서, 삽입부(12)에서 드롭은 구조적인 부재(10)를 걸치는 전체 웨브를 형성하기 위해 부분적인 웨브(34,34)들 사이의 스플라이스로서 기능하는 강화재로 작용한다. 구조적인 부재(10)가 가열될때, 예를들어, 모터 차량이 도장 오븐을 통해 이동할때, 포옴층(22)은 발포제의 작용으로 팽창된다. 이러한 팽창은 단일의 얇은 금속판보다 강한 경량의 웨브를 형성하고, 포옴층(22)으로 조인트에서 공극을 채운다.
본 발명은 특히 한쌍의 웨브들 사이의 연결부를 제공하는데 특별히 효율적으로 이용되며, 상기 한쌍의 웨브들은 웨브들을 갖는 구조적인 부재를 효율적으로 강화하기 위해 웨브들을 걸치므로서 서로에 대해 이격되어 있다.
본 발명은 자동차의 구성요소인 구조적인 부재들에 대하여 특히 상술하였지만, 본 발명은 중공의 구조적인 부재의 부분적인 웨브들을 걸치고 횡단부의 벽들을 안정화시키기 위해 바람직하게 제공되는 다른 구조적인 부재들로 실행된다.
도 10 내지 도 12는 다수의 적층 웨브들 또는 벌크헤드가 포옴의 팽창후에 본 발명의 실습에 사용되는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 도 10에 도시된바와 같이, 개방 상부를 갖는 중공의 구조적인 부재(50)는 삽입부(52)의 드롭을 구비하며, 상기 삽입부(52)는 종래 실시예에서 캐리어(14) 및 커버 부재(24)에 대해 아날로그가 고려될수도 있는 한쌍의 이격된 금속 U-자형 판(54,56)을 구비한다. 상기 판(54,56)들은 평행한 중간부 및 미러 이미지 플랜지(55,57)들을 구비한다. 포옴(58)의 층은 그것의 양단부(60,62)에 노출된 층으로 지지부재(54,56)들사이에 적용된다. 단부(60)는 구조적인 부재(50)의 중간 벽(64)에 대해 직접 위치된다. 삽입부(52)내의 드롭이 구조적인 부재(50)에 위치설정된후에, 캡 또는 다른 구조적인 부재(66)는 구조적인 부재(60)에 의해서 형성된 채널을 가로 질러 장착되며 상기 채널을 밀폐시킨다. 상기 캡(66)은 포옴이 팽창될때, 포옴(58)의 섹션(62)과 직접 접촉하게 된다. 팽창중에, 포옴은 구조적인 부재을 위한 강화재를 제공하는 동안에 캡(66)을 구조적인 부재(50)에 기밀히 접착시킨다. 바람직하게도, 용접물과 같은 고정 구조물(68)은 구조물 부재(50) 및 캡(66)의 외측 연장 플랜지(70,72)에 제공된다.
도 11에는 종래 기술된 지지 부재(540가 판형상의 지지 부재(74)에 의해서 대체되는 도 10에 도시된 실시예와 실시예가 도시되어 있다.
도 12에 도시된 실시예에서, 지지 부재(76,78)들이 일반적으로 판형상으로 구성되지만 외측으로 연장되는 미러 이미지 플랜지(80,82)를 구비하므로, 상기 포옴(58)은 지지판(76,78) 및 플랜지(80,82)사이에 위치된다.
그래서, 도 10 내지 도 12의 실시예는 공통적으로 캐리어가 포옴층의 한 측면상에 제공되며, 상기 캐리어는 중간부의 주표면상으로 부터 먼 단부 오프셋을 구비한다. 커버 부재는 캐리어의 양측면상에 제공되므로, 그 사이에 포옴층을 한정한다. 결합은 캐리어의 단부밖으로 두 대향 단부 표면상에서 포옴층을 노출시킨다. 그래서, 도 10에서, 단부는 수직벽(55,57)으로 구성된다. 도 11에서, 단부는 수직벽(57)으로 구성된다. 도 12는 단부벽들은 플랜지(80,82)로 구성될수도 있다.
그래서, 도 10 내지 도 12의 실시예는 부분적인 웨브들을 포함하지 않는 구조물 부재를 강화하기 위한 본 발명의 실시예를 나타낸다.

Claims (29)

  1. 중공 구조물 부재용 강화 웨브에 있어서,
    한쌍의 단부를 갖는 판과; 상기 단부들중의 각각의 주요표면상에 배치된 팽창성 포옴의 층과; 중간부의 주요표면상에 배치된 팽창성 포옴의 층과; 상기 중간부위에 놓인 포옴 층상에 배치된 얇은 커버시트로 구성되며,
    상기 판은 단부들사이에 배치된 중간부를 구비하며, 상기 판의 중간부 및 단부들은 각각 주요표면을 구비하며, 상기 주요표면들이 동일평면상에 형성되는 중공 구조물 부재용 강화 웨브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 중간부는 한쌍의 대향 에지들을 구비하며, 상기 에지들의 각각은 주요표면으로 부터 멀리 돌출하는 플랜지를 구비하는 중공 구조물 부재용 강화 웨브.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 주요 표면의 대부분이 팽창성 포옴층으로 덮혀지는 중공 구조물 부재용 강화 웨브.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 플랜지들은 중간부들의 주요표면을 따라 축선에 대한 약 45도 각도로 돌출하는 중공 구조물 부재용 강화 웨브.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 판 및 얇은 판들은 금속으로 구성되는 중공 구조물 부재용 강화 웨브.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 팽창성 포옴은 발포제를 포함하는 수지-계 물질로 구성되는 중공 구조물 부재용 강화 웨브.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 단부 및 상기 단부들상의 팽창성 포옴층은 패스너들을 수용하기 위한 구멍들을 구비하는 중공 구조물 부재용 강화 웨브.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 판은 직사각형으로 구성되며, 상기 포옴은 판위로 불연속적인 것으로 구성되며, 중간부 및 단부의 교차점에는 포옴이 없는 중공 구조물 부재용 강화 웨브.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 커버 시트는 주요 표면으로 부터 멀리 돌출한 플랜지에 종결되는 대향 에지를 구비하는 중공 구조물 부재용 강화 웨브.
  10. 강화된 중공 부재에 있어서,
    강화 웨브 수용 표면을 각각 구비하며, 공간으로 분리되어 있는 한쌍의 부분적인 웨브를 구비한 중공부재와; 상기 강화 웨브 수용 표면의 부분적인 웨브들의 각각에 부착되며, 상기 공간에 걸쳐있는 강화웨브와; 상기 부분적인 웨브들의 강화 웨브 수용표면들과 접촉하게 되는 단부의 구조적인 포옴과 단부들의 주요표면상에배치된 구조적인 포옴의 층과; 상기 중간부의 주요표면상에 배치된 구조적인 층과; 상기 중간부위에 놓인 구조적인 포옴층상에 배치된 얇은 시트로 구성되며,
    상기 강화 웨브는 한쌍의 단부를 갖는 판으로 구성되며, 상기 판은 단부사이에 배열된 중간부를 구비하며, 상기 판의 중간부 및 단부들은 각각 직사각형의 주요표면을 구비하는 강화된 중공 부재.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 중간부는 한쌍의 대향 에지들을 구비하며, 상기 에지들의 각각은 주요표면으로 부터 멀리 돌출하는 플랜지를 구비하는 구조물 부재용 강화 웨브.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 플랜지들은 중간부들의 주요표면을 따라 축선에 대한 약 45도 각도로 돌출하는 구조물 부재용 강화 웨브.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 주요 표면의 전체가 팽창성 포옴 층으로 구성되는 구조물 부재용 강화 웨브.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 판 및 얇은 시트는 금속으로 구성되며, 상기 판은 직사각형으로 구성되는 구조물 부재용 강화 웨브.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 팽창성 포옴은 발포제를 포함하는 수지-계 물질로 구성되는 중공 구조물 부재용 강화 웨브.
  16. 제 8 항에 있어서, 상기 단부 및 상기 단부들상의 팽창성 포옴층은 패스너들을 수용하기 위한 구멍들을 구비하는 구조물 부재용 강화 웨브.
  17. 이격된 한쌍의 부분적인 웨브 섹션을 구비하는 구조적인 부재를 강화하는 방법에 있어서,
    (a) 구조벅인 부재를 위한 강화 웨브와; 상기 단부들중의 각각의 주요표면상에 배치된 팽창성 포옴의 층과; 중간부의 주요표면상에 배치된 팽창성 포옴의 층과; 상기 중간부위에 놓인 포옴 층상에 배치된 얇은 커버시트를 제공하는 단계와,
    (b) 상기 부분적인 웨브 섹션과 접촉하여 부착되는 단부들의 팽창성 포옴층들을 갖는 공간에서 강화 웨브를 위치시키는 단계와,
    (c) 상기 구조적인 포옴을 형성하기 위해 팽창성 포옴을 가열하는 단계로 구성되며,
    상기 (a) 단계에서, 상기 강화 웨브는 한쌍의 단부를 갖는 판으로 구성되며, 상기 판은 단부사이에 배열된 중간부를 구비하며, 상기 판의 중간부 및 단부들은 각각 직사각형의 주요표면을 구비하는, 구조적인 부재를 강화하는 방법.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 중간부는 한쌍의 대향 에지들을 구비하며, 상기 에지들의 각각은 주요표면으로 부터 멀리 돌출하는 플랜지를 구비하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 판은 한쌍의 대향 에지들을 구비하며, 상기 에지들중의 각각은 중간부의 플랜지에 대향하는 방향으로 주요표면으로 부터 멀리 돌출되는 플랜지를 구비하는 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 주요표면들의 전체가 팽창성 포옴 층으로 덮혀지는 방법.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 플랜지들은 중간부의 주요표면을 따라 축선에 대해 약 45도 각도로 돌출하는 방법.
  22. 제 17 항에 있어서, 상기 판 및 상기 얇은 시트는 금속이며, 상기 판은 직사각형으로 구성되는 방법.
  23. 제 17 항에 있어서, 상기 팽창성 포옴은 발포제를 포함하는 수지-계 금속으로 구성되는 방법.
  24. 제 17 항에 있어서, 상기 단부 및 상기 단부들상의 팽창성 포옴층은 패스너들을 수용하기 위한 구멍들을 구비하는 방법.
  25. 강화 구조물 조립체에 있어서,
    개방형 상부와, 상기 개방형 상부로 부터 멀리 그리고 대향하게 배치된 대향단부를 갖는 채널형상으로 구성되는 중공 구조물 부재와, 상기 구조물 부재의 채널에서의 강화 삽입부와, 캐리어의 단부 및 주요 표면상의 팽창성 구조적인 포옴층과, 주요표면에 평행하게 포옴의 층에 배열된 커버 부재와, 상기 채널의 개방 단부위의 캡으로 구성되며,
    상기 강화 삽입부는 주요 표면을 갖는 캐리어를 구비하며, 상기 캐리어는 주요 표면의 대향 에지에서 주요표면으로 부터 배열되며 단부 오프셋을 구비하며,
    상기 포옴은 팽창될때 구조적인 부재의 먼 단부 및 캡과 긴밀히 접촉하게 되도록 위치설정되며, 그러므로서 상기 포옴은 강화재를 제공하기 위해 커버 부재 및 캐리어 및, 상기 구조물 부재와 캡에 긴밀히 접착되는 구조물 조립체.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 커버 부재는 단부들을 포함하며, 상기 단부들은 캐리어의 단부들의 미러 이미지로서 캐리어의 단부들에 대향하는 방향으로 주요표면으로 부터 멀리 연장되며, 상기 포옴은 커버 부재의 단부상에 있는 구조물 조립체.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 커버 부재 및 캐리어의 단부들은 주요표면에 통상 직각으로 형성되는 구조물 조립체.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 커버 부재 및 캐리어의 단부들은 주요표면에 대해 약 30도 내지 60도사이의 각도로 배치되는 구조물 조립체.
  29. 제 25 항에 있어서, 상기 캐리어의 단부들은 주요표면에 통상 직각으로 구성되며, 상기 커버부재는 주요표면에 평행한 평면에만 놓여지는 구조물 조립체.
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