NO840993L - Fremgangsmaate for dannelse av en kraftoverfoerende sammenliming av bjelker og lignende og laminatkonstruksjoner - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for festing av bjelker eller lignende gjenstander til laminatkonstruksjoner av den type, hvor en kjerne av konstruksjonscelleplast eller annet høyverdig laminat-kjernemateriale har et dekkskikt av metallplater eller annet høyverdig dekkskiktmateriale, idet gjenstanden anbringes i forbindelse med dekkskiktet, som på side er konstruksjonslimt til kjernen.

Det er i den senere tid blitt stadig mere vanlig å be-nytte laminatkonstruksjoner ("sandwichkonstruksjoner"), hvor en kjerne av konstruksjonscelleplast av høyverdig type på begge sider er omgitt av et metallskikt, ofte av aluminium-platemateriale. De lette og sterke konstruksjoner som derved oppnås har fått stor anvendelse, f.eks. ved bjelker og chassier til militære kjøretøyer, lasteplan til sivile kjøretøyer og også for bordlegging og som dekk på fartøyer og mindre båter. Materialer av denne type har vist seg å ha gode styrkeegenskaper og på grunn av at konstruksjonscelleplastkjernen har lav varmeledningsevne oppnås ekstra fordeler som kan utnyttes for tankkjøretøyer og kjøle-kjøretøyer.

Det har imidlertid vist seg at det ikke er så lett å feste kraftoverførende bjelker og lignende gjenstander til disse laminatkonstruksjoner. F.eks. vil man gjerne ved f.eks. lasteplan kunne oppnå en sikker og varig festing av bærebjelker.

Et annet eksempel er festingen av hjørnekasser i, av laminatmateriale oppbyggede lastbeholdere. Et ytterligere eksempel

er oppsettingen av lastekroker i taket til et kjølefartøy, hvor man vil henge opp f.eks. slakt.

I samtlige av disse tilfeller vil man kunne tilveiebringe en forbindelse som direkte slutter seg til laminatmaterialets dekkskikt og som gjør det mulig å få en god statisk, og frem-for alt dynamisk kraftoverføring mot laminatmaterialet.

Det har tidligere vært forsøkt å lokalt forsterke dekkskiktet ved de steder hvor belastningene forekommer. Man får da naturligvis en fordeling av kreftene som gjør at problemet reduseres, men denne løsning av problemet er ofte dyr, da man helst må dimensjonere for maksimallaster som bare forekommer sjelden eller kortvarig.

Ved nærmere presisering av problemet, som spesielt gjør

seg gjeldene hvis man fester en gjenstand til dekkskiktet på

en laminatkonstruksjon av den her anførte type ved hjelp av konstruksjonsliming, har man funnet et kjernepunkt bestående deri at en limfuge gir en meget stump forbindelse, slik at en dynamisk eller statisk kraft som pålegges umiddelbart opptas av dekkskiktet, og at således enten limfugen mellom gjenstanden og dekkskiktet eller dekkskiktet og dets forbindelse med kjernen deformeres.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en for statisk, og spesielt dynamisk last sikrere, enklere og dermed billigere fremgangsmåte for festing av kraftoverførende gjenstander til laminatkonstruksjoner. Med den oppnådde innsikt av problemets natur som antydet ovenfor tilveiebringes ved hjelp av oppfinnelsen den løsning at det ved en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte type mot dekkskiktet konstruksjonslimes en plate av et materiale som er mer enn 20 ganger tykkere enn limfugen og med lavere E-modul enn limfugens E-modul, samt at gjenstanden konstruksjonslimes til platens motsatte side.

Et egnet valg for platen kan være en PVC-celleplast av høyverdig type. Et eksempel på en slik markedsføres under betegnelsen "Divinycell", som er en konstruksjonscelleplast med forskjellig, spesifiserte styrkeegenskaper og E-moduler. Egnede E-moduler har vist seg å være 80-500 MPa ved limtyper

av normalt forekommende type med E-modul 1000-5000 MPa.

Ved en første utførelse festes gjenstanden på utsiden av dekkskiktet, hvorved platen virker som et mellomlegg. Dette mellomlegg virker slik at det kan oppta en kraft under egen deformasjon, og hvis. f.eks. en PVC-celleplast er blitt benyttet, kan mellomlegget oppta krefter under deformasjon. Med ovenfor angitte konstruksjonscelleplast kan deformasjonen gå opp til 2-3 % uten at det fremkommer en varig deformasjon, det vil si ved bare elastisk deformasjon. Dermed kan f.eks. støtkrefter opptas uten at limfugen brytes - en limfuge av normal type, med f.eks. tykkelse 50 jiva, kan i det vesentlige ikke oppta noen deformasjon i det hele tatt uten brudd. Med tanke på at lami-natkonstruks jonen kan være lastbærende, er det tydelig at man kan ha å gjøre med betydelige treghetskrefter.

Ved et eksempel, som omfatter en slaktekrok, festet i taket til en laminatoppbygget kjølevogn, var kravet for varig belastning 250 kg. Ved praktisk drift måtte man regne med det dobbelte når det gjelder den dynamiske belastning. Problemet ble løst med et mellomlegg i form av en plate med dimensjonen 100 x 100 mm av "Divinycell H200", som har en strekkbrudd-grense 44 kg/cm 2, som var konstruksjonslimt til en laminat-konstruks jon med kjernemateriale av "Divinycell", kvalitet H80 med en strekkbruddverdi 18 kg/cm 2, som medførte en innfest-ningsstyrke på 1800 kg. Med et krav på 10 lastvekslinger kan man regne med halvdelen, dvs. 900 kg, medførende tilnærmet fireganges sikkerhet. Bruddgrensen for limfugene er ca. 100 kg/cm 2 (det gjelder både strekk- og skyvepåkjenning), noe som tydeligvis aldri oppnås. Likeledes skånes laminatkonstruksjonens dekkskikt mot deformerende slagpåkjenninger. Egnet tykkelse for mellomplaten er 4 mm.

Den gjenstand som festes via en plate som har lavere E-modul enn limet, kan også være en metallplate beregnet for på sin side, f.eks. via en gjengeforbindelse, å feste en bjelke, bærer eller lignende, og det er mulig å anbringe denne plate innenfor laminatkonstruksjonens dekkskikt, hvorved mellomplate og dekkskikt hensiktsmessig utstyres med gjennom-gående hull for gjennomføring av f.eks. en bolt.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet ved hjelp av to ikke-begrensende utførelseseksempler som er fremstilt på tegningene, som viser: •Fig. 1 festing av en bjelke til en plan laminatkonstruksjon, og

Fig. 2 festing av en slaktekrok i taket til en kjølevogn.

På fig. 1 består et laminatmateriale, som utgjør en del av et lasteplan, av to dekkskikt 1, 2 som omgir en kjerne 3

av konstruksjonscelleplast. De limskikt som fester dekk-skiktene 1 og 2 til kjernen er av oversiktsgrunner ikke inn-tegnet, da slike laminatkonstruksjoner er tidligere kjent.

En I-bjelke avstøtter planet nedenfra og er i samsvar med oppfinnelsens prinsipp festet via en mellomplate 5. Mellomplaten 5 limes med et limskikt 4 til det nedre dekkskikt 2, og flensen til I-bjelken limes deretter fast ved hjelp av lim- skiktet 6 til mellomplaten 5. Som mellomplate benyttes derved "Divinycell" av type H200 med en tykkelse på f.eks. 4 mm. Foruten de nevnte styrkeegenskaper kan man her legge merke til to tilleggsfordeler, hvis bjelken 7 er av stål og dekkskiktet 2 er av aluminium. For det første sikres en elektrisk isolering slik at galvanisk korrosjon elimineres. For det annet oppnås •en mulighet for opptak av innbyrdes lengdeforandringer på grunn av forskjellig termisk lengdeutvidelse. Sammenlignet med en limfuge uten mellomlegg oppnås større sikkerhet i flere hen-seender (en limfuge kan ha usynlige skader, men i dette til-fellet blir skadene vanligvis synlige) og en betydelig for-bedret reparasjonsmulighet. Muligheten for å løsne en vanlig limforbindelse uten at resten brytes i stykker er ikke stor, men mellomlegget av konstruksjonscelleplast kan uten videre sages i stykker og de gjenstående deler ganske enkelt skjæres eller slipes bort.

På fig. 2 er det vist monteringen av en slaktekrok i taket til et kjølekjøretøy. De detaljer som er felles med fig. 1 har fått de samme henvisningstall. I stedet for flensen til en I-bjelke er det fastlimt en metallplate 8, ved hvilken det er festet en slaktekrok 10 ved sveising 9. I visse til-felle lar man mellomplaten 5 og metallplaten 8 være lang-strakte og erstatter kroken 10 med et rør, på hvilket,med løpetrinser utstyrte kroker kan anordnes,slik at man kan skyve slaktkroppene eller annen last videre.

Ved et utført forsøk festes fire hjørnekasser av standard-type via tre hjørnedannende stålplater med i det vesentlige form av likebenede og rettvinklete triangler til en av laminatmaterialet fremstilt kasse med form som en 40 fots (12,2 m) standard-transportbeholder. Mellom trianglene og den av laminatmaterialet fremstilte kasse anbringes 4 mm "Divinycell H200". Prøvebelastning ble utført med en totalbelastning på 60 tonn, som altså ble fordelt på konvensjonell måte til fire punkter. Dessuten ble det gjennomført trekklasteprøver på et hjørne med 35 tonn, og begge forsøk skjedde uten noen anmerkninger.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for konstruksjonsliming av statisk og dynamisk kraftoverførende bjelker og lignende gjenstander til laminatkonstruksjoner av den type, hvor en kjerne (3) av konstruksjonscelleplast eller annet høyverdig kjernemateriale har et dekkskikt (1, 2) av metallplater eller annet høyverdig dekkskiktmateriale, hvorved gjenstanden (7, 8) anordnes i limforbindelsen med dekkskiktet (2), som på sin side er kon-struks jonslimt til kjernen (3),karakterisertved at det mot dekkskiktet konstruksjonslimes en plate (5) av et materiale med lavere E-modul enn limfugens (4, 6) E-modul, samt at gjenstanden konstruksjonslimes til platens motsatte side.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at platen (5) med lavere E-modul enn limets (4, 6) utgjøres av celleplast.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisertved at det som celleplast benyttes en konstruksjonscelleplast basert på PVC.

4. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foranstående krav,karakterisert vedat platen av materiale med lavere E-modul enn limfugens E-modul fastlimes på den side av dekkskiktet som skal danne innsiden, at gjenstanden, som er en metallplate, fastlimes til denne plate og at laminatkonstruk-sjonen deretter ferdigstilles ved påliming av kjerne og mot-sattliggende dekkskikt, samt at hull anbringes i det først-nevnte dekkskikt, i platen av materiale med lavere E-modul enn limfugens E-modul og i den nevnte metallplaten, som deretter kan benyttes for forankring av, mot utsiden av det førstnevnte dekkskikt, ved hjelp av festemiddel såsom bolter festede organ.