KR20020045603A - 고강도 벽과 덮개 조립체를 위한 구조용 샌드위치 패널을 제조하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고강도 벽 및 덮개용 조립체들을 위한 구조용 샌드위치 패널에 관한 것이고, 상기 구조용 샌드위치 패널은 하나 이상의 플레이트 요소 및 플레이트 요소에 아교접합되는 하나 이상의 프레팅된 요소를 구비한다. 본 발명은 또한 구조용 샌드위치 패널들을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며; 상기 방법은, 대응적으로 형상화되는 비팅 요소에 의해 금속 시트 요소를 비팅하므로써 상기 프레팅된 요소를 형성하는 제 1 단계 및 상기 플레이트 요소들을 상기 프레팅된 요소에 아교접합시키는 제 2 단계를 구비한다.

Description

고강도 벽과 덮개 조립체를 위한 구조용 샌드위치 패널, 및 그 제조 방법{Constructional Sandwich Panel for High Strength Wall and Covering Assemblies, and Method for Making Said Panel}
민간 산업 선박, 철도 분야 등에 사용되면서, 서로 평행한 관계로 결합되는 한 쌍의 플레이트형 요소들을 구비하는, 수직방향 분할 패널들 및 수평방향 덮개 패널들이 당 업계에 공지되어 있다.
상기 플레이트형 요소들의 연결은 그 두 개의 플레이트형 요소들의 사이에 다른 구조용 요소를 배열시킴으로써 수행되며, 상기 다른 구조용 요소는 대체로 골이 진 시트 금속 재료로 제조된다.
시트 금속 재료는 특히 상기 플레이트형 요소들의 전체 표면을 가로질러서 연장되는 표면을 갖는다. 또한, 시트 금속 재료는 대체로 사인파형 윤곽의 횡간단면, 즉, 다수의 익렬(cascade) 배열을 이루는 봉우리 및 골짜기 부분들을 포함하는 횡간단면 윤곽을 갖는다.
사인파형 표면을 갖는 요소는 상기 플레이트형 요소 표면들과 접촉 계합되고이 상태에서 예컨대 아교 또는 접착제들에 의해 상기 표면들에 접합된다.
이러한 구성 방법은, 매우 저렴한 것으로 밝혀졌지만, 결점을 갖는다. 즉, 사인파형 표면을 갖는 요소가 그 파동형 또는 골이 진 윤곽의 각각의 봉우리 및 골짜기에서 상기 플레이트형 요소들과 접촉하게 되는 면적이 작아질 수 밖에 없다.
이러한 작은 접촉 면적에 기인하여, 그에 따라 조립되는 패널도 긴 수명 또는 긴 유효 작동 기간을 가질 수 없다.
마찬가지로, 패널의 플레이트형 요소의 표면들과 접촉하는 곡선형 표면들의 존재에 기인하여, 조립된 패널이 비교적 빈약한 기계적 강도를 가질 수 밖에 없다.
본 발명은 고강도 벽과 덮개 조립체를 위한 구조용 샌드위치 패널, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 구조용 샌드위치 패널의 분해 사시도.
도 2는, 피니싱용의 멜라민 라미네이트 코팅물이 제공되는, 도 1에 도시한 구조용 샌드위치 패널의 다른 분해 사시도.
도 3은, 차후에 상술하는 바와 같이 모든 구조용 샌드위치 패널들에 적용될 수 있는 태핑 윤곽체(tapping profile)에 의해 동일한 연결 라인을 따라 서로 결합되는 한 쌍의 구조용 샌드위치 패널들을 나타내는 다른 사시도.
도 4는, 차후에 상술하는 바와 같이 모든 구조용 샌드위치 패널들에 적용될 수 있는 제 2 태핑 윤곽체에 의해 서로 직각 결합되는 두 쌍의 구조용 샌드위치 패널들을 나타내는 사시도.
도 5는, 차후에 상술하는 바와 같이 모든 구조용 샌드위치 패널들에 적용될 수 있는 제 3 태핑 윤곽체에 의해 서로 둔각 결합되는 한 쌍의 구조용 샌드위치 패널들을 나타내는 사시도.
도 6은, 차후에 상술하는 바와 같이 모든 구조용 샌드위치 패널들에 적용될 수 있는 제 3 태핑 윤곽체에 의해 둔각을 이루도록 서로 결합되는 한 쌍의 구조용 샌드위치 패널들을 나타내는 다른 사시도.
도 7은 플래스틱 재료에 의해 각도를 이루도록 연결되는 한 쌍의 패널들을 나타내는 다른 사시도.
도 8은, 연속적인 외부 측면에 의해 특징지워지는 곡선을 벤딩되므로써 제공하기 위해 그 내부 플레이트형 요소상에서 밀링되는(milled) 구조용 샌드위치 패널을 나타내는 다른 사시도.
도 9는 제 1 프레팅된 요소에 수직한 다른 프레팅된 요소 및 다른 플레이트형 요소를 포함하는 구조용 패널을 나타내는 다른 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 패널을 제조하기 위한 방법을 수행하는 장치를 나타내는 개략도.
도 11은 본 발명에 따른 패널 제조 방법에서 사용되는 작업 공구의 제 1 실시예를 나타내는 개략도.
도 12 및 13은 본 발명의 패널 제조 방법을 수행하기 위한 장치 및 본 발명의 방법에서 사용되는 작업 공구의 제 2 실시예를 나타내는 개략도들.
도 14는, 그 일측면상에서만 구조용 표피 코팅물을 가져서 상기 패널이 용이하게 커브되거나 벤딩되도록 하는, 구조용 패널을 나타내는 사시도.
도 15는 외측 벤딩 윤곽체가 부착되는 구조용 패널을 나타내는 사시도.
도 16은 연결각의 내측에서 플래스틱 재료를 사용하므로써 각도를 이루도록 연결되는 한 쌍의 패널들을 나타내는 사시도.
도 17은 제 1 프레팅된 요소에 수직한 다른 프레팅된 요소 및 다른 플레이트형 요소를 포함하는 구조용 패널을 나타내는 사시도.
도 18은 작은 벤딩 반경들로 상기 패널이 벤딩될 수 있도록 하기 위해 다른 크기의 평탄한 부분들을 갖는 구조용 패널을 나타내는 단면도.
도 19는 작은 벤딩 반경을 이루도록 벤딩된 구조용 패널을 나타내는 단면도.
도 20은 큰 벤딩 반경을 이루도록 벤딩된 구조용 패널을 나타내는 다른 단면도.
따라서, 본 발명의 목적은 매우 높은 기계적 강도를 갖는, 민간 산업 선박, 철도 분야 등에 사용되는, 구조용 샌드위치 패널을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일면에 따라, 대리석 요소들, 라미네이트된 요소들, 타일들, 직물 덮개들, 리놀륨 덮개들 등과 같은, 피니싱 요소들을 지지하기 위한 벽들 뿐만아니라 수직방향 분할용 및 수평방향 덮개용 조립체들을 위한, 매우 높은 기계적 강도를 갖는 패널이 제공되며: 상기 패널은, 하나 이상의 플레이트형 요소를 구비하는바, 상기 하나 이상의 플레이트형 요소에 아교접합되는 하나 이상의 프레팅된 요소(fretted element)를 또한 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 패널은 대체로 평행한 관계로 서로 결합되는 두 개의 플레이트형 요소들, 및 상기 플레이트형 요소들의 평행한 표면들을 아교접합시킴으로써 그들을 서로 연결시키기 위해 상기 두 개의 플레이트형 요소들 사이에 배열되는 프레팅된 요소를 구비한다.
상기한 바와 같은 구조용 패널은 특히, 상기 프레팅된 요소를 성형하기 위한 펀치 요소의 구성에 따라 그리고 상기 플레이트형 요소 및 프레팅된 요소 모두를 형성하기 위해 사용되는 재료들에 따라, 다른 두께들을 갖도록 제조될 수 있다.
본 발명은 또한 구조용 샌드위치 패널들을 제조하기 위한 연속적인 형태의 제조방법에 관한 것이고: 상기 방법은, 시트 금속 요소를 대응적인 형상을 갖는 요소에 의해 성형하므로써 상기 프레팅된 요소를 마련하는 제 1 단계, 및 상기 플레이트형 요소들 및 프레팅된 요소들을 서로 아교접합시키는 제 2 작업 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 아교접합 단계는 특히 간단한 냉간 적층 작업에 의해, 또는 구동 로울러들에 의해 구동되는 두 개의 금속 슬라이딩 벨트들을 포함하는 프레스형 오븐내에서 이루어지는 열간 아교접합 작업에 의해 수행될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 한정적인 목적이 아닌 예시적인 목적으로서만 상술하기로 한다.
특히, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 구조용 패널(1)은 제 1 플레이트형 요소(2) 및 제 2 플레이트형 요소(4)를 구비한다.
상기 플레이트형 요소들은 알루미늄 재료, 흑색 또는 아연도금된 금속 시트요소들, 스테인리스강 요소들, 라미네이트된 요소들 또는 특정의 다른 적당한 합금 요소로 제조될 수 있다.
상기 플레이트형 요소들은 대체로 평행한 관계로 서로 결합되고; 알루미늄, 흑색 또는 아연도금된 시트 금속, 스테인리스강, 라미네이트된 재료들, 또는 합금 재료들이 상기 플레이트형 요소들 사이에 배열되어 아교접합된다.
이와 관련하여, 본 발명의 목적 달성을 위해, 용어, "프레팅된 요소"는, 봉우리들 및 골짜기들에 대응하는 다수의 수평 부분들 및 수평 부분들에 관하여 각도를 이루도록 수평 부분들에 결합되어 일련의 사다리꼴 패턴을 형성하는 다수의 부분들을 포함하는 윤곽 또는 외형을 그 횡간단면을 통하여 제공하는 시트 금속 재료로 예컨대 제조되는 요소를 지칭하도록 의도된 것임을 밝혀둔다.
상기 프레팅된 요소(3)는 그 수평 표면들이 상기 플레이트형 요소들(2 및 4)과 접촉하므로써 상기 플레이트형 요소들(2 및 4)을 아교접합시킨다.
특히, 상기 플레이트형 요소들(2)은 결합될 요소들에 따라 결정되는 아교에 의해 상기 프레팅된 요소(3)에 접합된다.
도 2에는 본 발명의 개조된 실시예를 도시하며, 구조용 패널(1)에 멜라민 라미네이트 재료로 제조된 플레이트형 요소(5)가 추가적으로 제공된다.
실제적으로는, 상기 라미네이트된 요소는, 피니싱된 패널에서 얻어져야 하는 기계적인 강도에 따라, 상기 프레팅된 요소에 직접적으로 아교접합되거나 또는 상기 플레이트형 요소들중의 하나에 아교접합된다.
본 발명에 따른 구조용 샌드위치 패널들은 또한, 달성되어야 하는 구조적인요구조건 또는 피니싱 요구조건에 따라 특정의 요구되는 연결각으로 서로 연결될 수 있다.
또한, 상기 구조용 패널들은 그들의 주변 연부 부분들에 윤곽이 형성된 요소를 인가함에 의해 피니싱되어 프레팅된 패턴을 감추므로써 피니싱된 평탄한 표면을 제공할 수 있다.
상기 패널들의 전기한 연결 패턴들의 제 1 형태를 도 3에 도시한다. 도 3에 있어서는, 한 쌍의 구조용 패널들이 제 1 윤곽체 또는 단면 부재(6)에 의해 동일한 연결 라인을 따라 서로 연결된다.
상기 패널들을 연결시키기 위한 제 2 연결 형태는 제 2 윤곽체(7)를 사용하므로써 얻어지는 직각 결합 형태이다.
이러한 연결체들에 있어서, 라미네이트된 요소(5)는, 제공되는 경우, 직각의 내부 또는 외부에 배열될 수 있다.
상기 윤곽체(7)는 각도를 이루는 부분들(16 및 17)을 가지며, 패널들이 이러한 각도를 이루는 부분들(16 및 17)에 계합되므로써 직각을 형성한다.
제 3의 패널 연결 형태는 제 3 윤곽체(8)를 사용하므로써 얻어지는 둔각 패널 연결 형태이다.
이러한 연결체들에 있어서는, 라미네이트된 요소(5)는, 제공되는 경우, 둔각의 내부 또는 외부에 배열될 수 있다.
상기 윤곽체(8)는 각도를 이루는 부분들(18 및 19)을 갖고, 패널들이 도 5 및 6에 도시한 바와같이 요구되는 둔각을 이루도록 상기 각도를 이루는 부분들(18및 19)에 계합된다.
각도를 이루도록 상기 패널들을 연결시키기 위한 다른 연결 패턴은 플래스틱재료(20)를 사용한다. 이러한 플래스틱 재료(20)는 각도를 이루는 부분의 외부 모서리에 인가되므로써 그 경화시 도 7에 도시한 바와 같이 상기 패널들을 상호 연결시킨다.
도 7에 있어서의 각도(도시된 상태 그대로에 있어서의 내부 각도)는 외부 플레이트형 요소를 수직방향으로 절단해내고 내부 플레이트형 요소의 연속성을 유지하면서 패널의 외부측에 개구부를 마련하도록 구조용 패널을 벤딩하므로써 얻어진다.
그리고나서, 플래스틱 재료(20)가 인가되며, 이러한 플래스틱 재료(20)는 공정의 종료시점에서, 높은 강도를 달성하면서 목표로 하는 각도가 얻어질 수 있도록 한다.
도 16에는 외부 플레이트형 요소의 연속성을 유지하면서 내부 플레이트형 요소를 밀링하므로써 얻어지는 외부 각도를 나타내며, 후속적인 벤딩 및 플래스틱 재료(70)의 캐스팅에 의해 상기한 바와 같은 특성들이 도출되도록 각도가 형성된다.
도 8에는 구조용 패널(30)을 구비하는 각도화된 패턴을 도시한다. 이러한 구조용 패널(30)은, 내부 플레이트형 요소를 밀링하고 벤딩하며 특정의 플래스틱 재료들은 캐스팅하지 않은 상태에서 상기 밀링된 요소들을 단순히 인접한 관계로 위치시키는 것에 의해, 중단되지 않는 외부 플레이트를 포함하는 곡선형 요소를 제공한다.
도 9는 본 발명에 따른 구조용 패널의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 구조용 패널은, 큰 두께 및 강도를 제공하기 위한, 다른 프레팅된 요소(3') 및 다른 플레이트형 요소(4')를 추가적으로 구비한다.
마찬가지로, 도 17에는 본 발명에 따른 구조용 패널의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 구조용 패널은 상기 제 1 프레팅된 요소(3)에 수직한 다른 프레팅된 요소(3'), 및 플레이트형 요소(84)에 의해 격리된 다른 플레이트형 요소(4')를 포함한다.
도 14에는, 패널이 용이하게 벤딩되는 것을 허용하기 위해 그 일측면상에서만 플레이트형 요소들(2 및 4)에 의해 형성되는 구조적인 또는 구성적인 표피부를 갖는 구조용 패널을 나타내는 사시도를 도시한다.
이러한 경우에 있어서는, 따라서, 프레팅된 요소(3)는 플레이트형 요소(4)에만 아교접합된다.
도 15에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구조용 패널의 사시도를 도시하고, 이러한 구조용 패널에는 외측 벤딩 윤곽체(80)가 연결된다.
도 18에는, 도 19에 명확하게 도시한 바와 같이 작은 벤딩 반경들을 갖도록 상기 패널이 벤딩되는 것을 허용하기 위해 다른 크기의 평탄한 부분들을 갖는 구조용 패널을 도시한다.
마지막으로, 본 발명에 따른 구조용 샌드위치 패널들을 형성하는 과정에 있어서, 윤곽체들 또는 단면 부재들, 또는 외형의 재형성을 필요로 하지 않으면서 패널이 사용될 수 있도록 하는 재료들을 매립시키는 것도 가능하다.
플레이트형 요소들이 그들에 평행한 프레팅된 요소의 표면들을 이용하여 아교접합되기 때문에, 본 발명에 따른 패널(1)은 매우 긴 수명을 갖는다.
그러므로, 넓은 아교접합 표면, 및 그에 따라, 패널들의 더 큰 안정성과 더 긴 수명이 보장된다.
부가하여, 패널의 플레이트형 요소들에 접촉하는 평탄한 표면들의 형성에 기인하여, 상기 패널은 매우 높은 강도를 갖는다.
본 발명은 또한 상기한 바와 같은 형태의 구조용 샌드위치 패널들을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명에 따른 방법은 대응되는 형상 또는 형태를 갖는 비팅 공구(beating tool)(42)에 의해 시트 금속 요소를 비팅하므로써 상기 프레팅된 요소(3)를 형성하는 제 1 단계를 구비한다.
특히, 도 10을 참조하면, 프레팅된 요소는 로울(40)로부터 풀어내어지며 평탄한 형태(41)로 공구(42)에 공급된다. 공구(42)는 평탄한 시트 금속 요소(41)에 대해 다수의 후속적인 비팅 작업들을 수행하므로써 프레팅된 외형 또는 윤곽(43)을 갖도록 상기 평탄한 시트 금속 요소(41)를 변형시킨다.
성형이 완료된 프레팅된 요소는 로울(44)상에 권취된다.
상기 방법은 완전히 자동화되며, 정렬 및 공급 작업들도 그에 포함된다.
특히, 상기 평탄한 윤곽체(41)는 비팅 공구(42)에 의해 변형되는데, 이러한 비팅 공구(42)는 프레팅된 윤곽 부분(50)을 갖는 제 1 요소 및 이러한 제 1 요소의 상기 프레팅된 윤곽 부분(50)과 설정된 허용오차범위내에서 맞물리는 프레팅된 윤곽 부분(51)이 제공되는 제 2 요소를 구비한다.
상기한 바와 같은 비팅 공구(42)를 사용하므로써, 프레팅된 윤곽(43)이 간단한 비팅 작업들에 의해 용이하게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 구조용 패널은 비팅 또는 펀칭 공구(42)에 따라 다른 두께를 가지도록 제조될 수 있다.
도 11에 도시한 공구의 형상과 다른 형상을 갖는 펀칭 또는 비팅 공구를 도 13에 도시한다.
본 발명에 따른 방법은 또한 상기 플레이트형 요소들(2 및 4)을 상기 프레팅된 요소(3)상에서 아교접합시키는 제 2 아교접합 단계를 구비한다.
이와 관련하여, 본 발명에 따른 방법이 사용되는 재료 또는 아교에 따라 변화될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 방법은 적층된 배열체상에서의 간단한 냉간 압축 작업들에 의해 수행될 수 있으며, 다른 경우에 있어서는, 구동 로울러들에 의해 구동되는 두 개의 금속 벨트들을 포함하는 터널 및 터널의 최상부 부분에 위치되는 압축 장치내에서 수행되는 열간 아교접합 및 압축 작업들에 의해 수행될 수 있다.
전동화된 또는 종동 로울러 벨트는 대향 방향들로 구동될 수 있다.

Claims (10)

  1. 고강도 벽과 덮개 조립체들을 위한 구조용 샌드위치 패널에 있어서,
    상기 패널이 대체로 평행한 관계로 서로 결합되는 한 쌍의 플레이트형 요소들, 및 플레이트형 요소들의 평행한 표면들을 아교접합시킴으로써 플레이트형 요소들을 연결시키기 위해 플레이트형 요소들 사이에 배열되는 프레팅된 요소를 구비하고; 상기 플레이트형 요소들중의 하나와 다른 플레이트형 요소 사이에 배열되는 제 2 프레팅된 요소가, 상기 패널의 일부분을 밀링시키고 경화 플래스틱 재료를 사용하여 상기 패널을 벤딩된 패턴으로 유지시킴으로써, 특정의 요구되는 각도로 연결 및 벤딩될 수 있는 것을 특징으로 하는 구조용 샌드위치 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    패널들의 요구되는 각도에 따라 각도를 이루는 부분들을 갖는 윤곽체를 상기 패널들 사이에 배열시킴으로써 패널들이 연결되는 것을 특징으로 하는 구조용 샌드위치 패널.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플레이트형 요소들중의 하나 이상이 라미네이트된 요소에 아교접합되는 것을 특징으로 하는 구조용 샌드위치 패널.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 프레팅된 요소가 상기 제 1 프레팅된 요소에 수직한 것을 특징으로 하는 구조용 샌드위치 패널.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패널이 알루미늄, 시트 금속, 아연도금된 시트 금속, 스테인리스강 및 특수 합금들을 구비하는 것을 특징으로 하는 구조용 샌드위치 패널.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 따른 고강도의 구조용 샌드위치 패널을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    대응적으로 형상화되는 비팅 공구에 의해 시트 금속 요소를 비팅하므로써 상기 프레팅된 요소를 형성하는 제 1 단계, 및 상기 플레이트형 요소들을 상기 프레팅된 요소상에서 아교접합시키는 제 2 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 구조용 샌드위치 패널을 제조하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 아교접합 단계가 열간 적층 압축 작업에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 상기 제 2 아교접합 단계가, 로울러들에 의해 구동되는 두 개의 금속 벨트들을 가지면서 터널의 최상부 부분을 구동하기 위한 압축 장치를 포함하는 프레스형 오븐내에서 상기 패널을 압축시키고 가열하므로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 상기 로울러에 의해 구동되는 구동 벨트들이 대향되는 방향들에서 구동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 상기 공구가, 프레팅된 윤곽 부분을 포함하는 제 1 요소, 및, 이러한 제 1 요소의 상기 프레팅된 윤곽 부분에 설정된 허용오차범위내에서 맞물려서 상기 프레팅된 요소의 윤곽을 비팅하므로써 사용되는 펀치에 따라 상기 프레팅된 윤곽의 프레팅된 패턴의 높이를 재생성하는, 프레팅된 윤곽 부분이 제공되는 제 2 요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
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