NL1002449C2 - Sandwich-structuur. - Google Patents

Description

Sandwich-structuur

Sandwich-structuren zijn in vele uitvoeringen bekend en kunnen bijvoorbeeld zijn ingericht om te dienen als wandpaneel.

Het is een doel van de uitvinding, een sandwich-5 structuur te verschaffen, die een sterk vergrote buigstijfheid in een hoofdvlak bezit. Een dergelijke buigstijve structuur kan zijn ingericht om als buigstijf wandpaneel of zelfs als balk te fungeren. Onder "balk" wordt in dit verband een structuur beschouwd die een algemeen 10 langwerpige vorm bezit. Een dergelijke balk dient voor zekere toepassingen een relatief grote buigstijfheid in zijn verticale hoofdvlakte bezitten. Gewezen wordt in dit verband op bekende balkstructuren zoals I-balken, waar het lijf van de I het verticale hoofdvlak van de balk bepaalt. Bij 15 oplegging van de balk op twee eindzones wordt bij belasting in de middenzone het onderste gedeelte van de balk op trek belast. De bovenzijde van de balk wordt op druk belast.

De uitvinding verschaft nu een sandwich-structuur, bijvoorbeeld een wandpaneel of een balk, welke structuur 20 omvat: een plaatvormige kern; twee zich ter weerszijden over de hoofdvlakken van de kern uitstrekkende en daaraan over in hoofdzaak de gehele oppervlakken door middel van lijm gehechte huidplaten; 25 althans twee tegenover elkaar gelegen vrije randen van de kern bedekkende, onderling en ten opzichte van de huidplaten afdichtende randelementen, die door middel van lijm aan de kernranden en de huidplaten gehecht zijn, zodanig dat de huidplaten en de randelementen een de kern 30 omhullende structuur vormen; en tenminste één treksterke draad, die strak, bijvoorbeeld onder een zekere voorspanning, in de lijm tussen de kernrand en een randelement is ingebed en aldus aan beide is gehecht. De treksterke draad dient in de 1002449 2 bedrijfstoestand van de balk aan de onderzijde daarvan aanwezig te zijn. Hij verhindert in vergaande mate door trekspanning in de onderste zone ontstane rek en vergroot aldus de buigstijfheid van de balk.

5 Afhankelijk van de gewenste toeneming van de buigstijfheid kunnen de relevante parameters van de draad worden gekozen. Bijvoorbeeld kan een draad van een materiaal met een bepaalde elasticiteitsmodulus en treksterkte worden gekozen. Ook kan het aantal draden naar wens worden gekozen. 10 Een voorkeursuitvoering vertoont de bijzonderheid dat de draad in een in de kernrand aanwezige groef is geaccomodeerd.

Een zeer geschikte variant vertoont de bijzonderheid dat de draad in hoofdzaak uit hoog-treksterke 15 vezels, zoals aramid-vezels, bestaat.

Om te vermijden dat bij temperatuur verhoging van de structuur, bijvoorbeeld in het geval van intensieve zonnestraling in de structuur een substantiële drukverhoging optreedt waardoor de plaatvormige kern wordt gescheiden van 20 de huidplaten vertoond een variant de bijzonderheid dat de lijm overal in hoofdzaak vrij van luchtinsluitingen is.

In vergelijkbaar verband wordt er de voorkeur aan gegeven dat de lijm vrij van oplosmiddel is.

Om dezelfde reden kan een specifieke uitvoering de 25 structuur de bijzonderheid vertonen dat de draad hoofdzakelijk vrij van lucht is.

In dit geval zou staal voor de treksterke draad wellicht een minder geschikt materiaal zijn.

Voor zover dit inderdaad het geval is, kan een 30 variant de bijzonderheid vertonen dat de draad is omhuld door een luchtdichte mantel die zelf vrij van lucht is.

In weer een andere uitvoering vertoont de structuur de bijzonderheid dat de kern dampdicht is.

Een zeer eenvoudige en niettemin betrouwbare 35 uitvoering vertoont de bijzonderheid dat de kern uit hoofdzaak uit polystyreenschuim bestaat.

1002449 3

Bij voorkeur is de structuur zodanig uitgevoerd dat de huidplaten in hoofdzaak uit Sendzimir-verzinkte staalplaat bestaan.

Een variant vertoont het kenmerk de randelementen 5 in hoofdzaak uit Sendzimir-verzinkte staalplaat bestaan.

Opgemerkt wordt, dat de huidplaten en/of randelementen kunnen zijn afgedekt met geschikte deklagen. Een dergelijke deklaag kan zijn aangebracht op de metalen oppervlakken door tussenkomst van een voorbehandelingslaag, 10 een corrosie-werende primer, en een eventueel gekleurde buitenlaag. Een dergelijke laag kan tevens een voldoend hoge temperatuurbestendigheid bezitten om bij opwarming in intensieve zonnestraling intact te blijven.

Zoals hiervoor reeds opgemerkt, is het van belang, 15 luchtinsluistels te vermijden. In verband daarmee vertoont de specifieke uitvoering van de sandwich-structuur volgens de uitvinding de bijzonderheid dat het door middel van lijm aan elkaar hechten van oppervlakken van schuimkern en huidplaten en/of randelementen plaatsvindt door een 20 geleidelijke verplaatsing van een aandrukzone, bijvoorbeeld door rollen of strijken.

De sandwich-structuur volgens de uitvinding vertoont verder bij voorkeur dat een randelement een algemene rechthoekige U-vorm vertoont, waarvan de benen 25 passen in prismatische verdiepingen met een diepte ter grootte van de dikte van het randelement en de huidplaten elk door middel van één vlakke lijmlaag aan de in één plat vlak gelegen buitenvlakken van de kern en de benen van het randelement zijn gehecht.

30 De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen.

In de tekening tonen: figuur 1 een als balk uitgevoerde sandwich-structuur volgens de uitvinding in plof-aanzicht; 35 figuur 2 een weggebroken perspectivisch aanzicht van de balk volgens figuur 1; 1002449 4 figuur 3 een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht van een als paneel uitgevoerde sandwich-structuur; en een schematisch gedeeltelijk weggebroken 5 perspectivisch aanzicht van een inrichting voor het vervaardigen van een balk volgens de uitvinding.

De figuren 1 en 2 tonen een balk 1, omvattende een althans min of meer plaatvormige kern 2 van polystyreen schuim met een in hoofdzaak verticaal hoofdvlak. Verder 10 omvat de balk twee zich ter weerszijden over de zijvlakken van de kern 2 uitstrekkende en daaraan over in hoofdzaak de gehele oppervlakken door middel van lijm gehechte huidplaten 3, 4. Alsmede twee tegenover elkaar gelegen vrije randen van de kern 3 bedekkende onderling en ten opzichte van de 15 huidplaten 3, 4 afdichtende randelementen 5, 6, die door middel van lijm aan de kernranden en de huidplaten 3, 4 gehecht zijn, zodanig dat de huidplaten en de randelementen een de kern 2 dicht omhullende structuur vormen.

Tenslotte omvat de balk 1 twee stellen van drie 20 hoog-treksterke aramid-draden 7, 8, 9; 10, 11, 12, die onder een zekere voorspanning in de lijm tussen respectievelijk de bovenste kernrand en het bovenste randelement 5 en de onderste kernrand en het onderste randelement 6 zijn ingebed en aldus aan beide zijn gehecht. Gewezen wordt in het 25 bijzonder op figuur 2, waaruit blijkt, dat de draden 7-12 zijn ingebed in de betreffende kernranden aangebrachte longitudinale groeven.

De eindzones van de balk vertonen afdekkingen 13, 14, die door lijm met de kern 2, de huidplaten 3, 4 en de 30 randelementen 5, 6 verbonden zijn. Deze genoemde elementen 3, 4, 5, 6, 13, 14 zijn alle uitgevoerd in Sendzimir-verzinkte staalplaat.

Met onderbroken lijnen is de balk 1' aangeduid in een toestand van belasting in het geval, waarin de onderste 35 draden 10, 11, 12 ontbreken.

De aandacht wordt erop gevestigd, dat de doosstructuur van de balk 1 ook zonder de aanwezigheid van de ‘draden 7-12 al een substantiële buigstijfheid vertoont. De 1002449 5 stellen draden 7, 8, 9; 10, 11, 12 dienen zodanig gedimensioneerd te zijn, dat er een substantiële verhoging van de buigstijfheid optreedt.

De aandacht wordt erop gevestigd, dat de draden 5 ook ten doel kunnen hebben, de buigstijfheid van de structuur ongeveer op een bekende en geaccepteerde waarde te handhaven, waar bijvoorbeeld van dunnere huidplaten en randelementen gebruik te maken. Ook kan van eenvoudiger constructiematerialen dan staalplaat gebruik worden gemaakt. 10 Figuur 3 toont een paneel 15, omvattende een plaatvormige kern 16, twee zich ter weerszijden over de hoofdvlakken van de kern 16 uitstrekkende en daaraan over in hoofdzaak de gehele oppervlakken door middel van lijm gehechte huidplaten 17, 18, vier de vrije randen van de kern 15 16 bedekkende, onderlinge ten opzichte van de huidplaten 17, 18 afdichtende randelementen 19, 20, 21, 22, die door middel van lijm aan de kernranden en de huidplaten 17, 18 gehecht zijn, zodanig dat de huidplaten 17, 18 en de randelementen 19-22 een de kern dicht omhullende structuurvormen. In de 20 lijmlagen tussen de hoofdvlakken van de kern 2 en de huidplaten 17, 18 zijn respectieve stellen treksterke draden 23 en 24 ingebed en aldus aan beide gehecht. De aandacht wordt er in dit verband op gevestigd, dat de draden daar dienen te worden aangebracht, waar een verhoogde 25 buigstijfheid is gewenst. Ook kunnen bijvoorbeeld draden kruisend zijn aangebracht, waardoor de buigstijfheid in twee verschillende richtingen is vergroot. De aandacht wordt erop gevestigd, dat in de uitvoering volgens figuur 3 de zijvlakken van de kern 16 functioneel overeenkomen met de 30 zones, die in de beschrijving van de figuren 21 zijn aangeduid met "kernranden". Het begrip "randelement" dat aldaar is gebezigd, correspondeert in de uitvoering volgens figuur 3 met een huidplaat. Aldus zal duidelijk zijn, dat afhankelijk van de gewenste verhoging van de buigstijfheid 35 de diverse elementen andere relatieve dimensies kunnen bezitten.

Figuur 4 toont, op welke wijze een balk volgens de uitvinding kan worden vervaardigd. In deze uitvoering wordt 1002449 6 vooraf een huis 25 met van Sendzimir verzinkte plaatstaal vervaardigd. Dit huis 25 vertoont een algemene blokvorm waarbij een opening 26 aan de bovenzijde is vrij gelaten om later met eindelement 27 te worden afgedekt. Vanuit 5 voorraadvaten 28, 29 wordt aan een toevoerleiding 30 een expandeerbaar twee componenten mengsel in de door het huis 25 omsloten ruimte gespoten. De twee componenten mengsel kan opschuimen voor bijvoorbeeld vorming van polystyreen schuim.

Vooraf zijn bij de vervaardiging van het huis 25 10 zich in langsrichting uitstrekkende draden 31 tegen de wanden aangebracht. Aan de onderzijde zijn deze draden vastgezet en aan de bovenzijde zijn ze bevestigd aan een flens 32 die bij het aanbrengen van eindelement of deksel 27 volgens pijlen 33 omlaag wordt bewogen om de draden 31 onder 15 een zekere voorspanning te brengen. Na het vullen van huis 25 via leiding 30, die tijdens dat vullen geleidelijk omhoog wordt bewogen, wordt eindelement 27 op zijn plaats gebracht, voordat de expanderende massa is uitgehard. Na uitharding is de balk gereed.

20 Uit figuur 4 en de daarbij behorende beschrijving zal duidelijk zijn, dat de hiervoor beschreven lijm, waarin de of elke treksterke draad dient te zijn ingebed, tevens het materiaal van de kern zelf kan zijn.

1002449

Claims (13)

1. Sandwich-structuur, bijvoorbeeld een wandpaneel of een balk, welke structuur omvat: een plaatvormige kern; twee zich ter weerszijden over de hoofdvlakken van 5 de kern uitstrekkende en daaraan over in hoofdzaak de gehele oppervlakken door middel van lijm gehechte huidplaten; althans twee tegenover elkaar gelegen vrije randen van de kern bedekkende, onderling en ten opzichte van de huidplaten afdichtende randelementen, die door middel van 10 lijm aan de kernranden en de huidplaten gehecht zijn, zodanig dat de huidplaten en de randelementen een de kern omhullende structuur vormen; en tenminste één treksterke draad, die strak, bijvoorbeeld onder een zekere voorspanning, in de lijm 15 tussen de kernrand en een randelement is ingebed en aldus aan beide is gehecht

2. Sandwich-structuur volgens conclusie 1, waarin de draad in een in de kernrand aanwezige groef is geaccomodeerd.

3. Sandwich-structuur volgens conclusie 1, waarin de draad in hoofdzaak uit hoog-treksterke vezels, zoals aramid-vezels, bestaat.

4. Sandwich-structuur volgens conclusie 1, waarin de lijm overal in hoofdzaak vrij van luchtinsluitingen is.

5. Sandwich-structuur volgens conclusie 1, waarin de lijm vrij van oplosmiddel is.

6. Sandwich-structuur volgens conclusie 1, waarin de draad hoofdzakelijk vrij van lucht is.

7. Sandwich-structuur volgens conclusie 1, waarin 30 de draad is omhuld door een luchtdichte mantel die zelf vrij van lucht is.

8. Sandwich-structuur volgens conclusie 1, waarin de kern dampdicht is. 1002449

9. Sandwich-structuur volgens conclusie 1, waarin de kern uit hoofdzaak uit polystyreenschuim bestaat.

10. Sandwich-structuur volgens conclusie 1, waarin de huidplaten in hoofdzaak uit Sendzimir-verzinkte 5 staalplaat bestaan.

11. Sandwich-structuur volgens conclusie 1, waarin de randelementen in hoofdzaak uit Sendzimir-verzinkte staalplaat bestaan.

12. Sandwich-structuur volgens conclusie 4, waarin 10 het door middel· van lijm aan elkaar hechten van oppervlakken van schuimkërn en huidplaten en/of randelementen plaatsvindt door een geleidelijke verplaatsing van een aandrukzone, bijvoorbeeld door rollen of strijken.

13. Sandwich-structuur volgens conclusie 1, waarin 15 een randelement een algemene rechthoekige U-vorm vertoont, waarvan de benen passen in prismatische verdiepingen met een diepte ter grootte van de dikte van het randelement en de huidplaten elk door middel van één vlakke lijmlaag aan de in één plat vlak gelegen buitenvlakken van de kern en de benen 20 van het randelement zijn gehecht. 1002449