PL221085B1

PL221085B1 - Sposób otrzymywania lekkich profili konstrukcyjnych o podwyższonej wytrzymałości, zwłaszcza na zginanie

Info

Publication number: PL221085B1
Application number: PL396267A
Authority: PL
Inventors: Leszek Sawicki
Original assignee: Sawicki Leszek Zakład Mechaniczny Progress
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2016-02-29
Also published as: PL396267A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania lekkich profili konstrukcyjnych o podwyższonej wytrzymałości, zwłaszcza na zginanie.

Mała masa kształtowników, przy odpowiednio wysokim wskaźniku ich wytrzymałości na zginanie, gwarantują otrzymanie sztywnej i lekkiej konstrukcji, dlatego stosunek masy do sztywności kształtownika jest podstawowym czynnikiem decydującym o możliwości zastosowania kształtowników, jak na przykład w procesie produkcji maszyn do konserwacji lodu na lodowiskach rekreacyjnych czy pojazdów mechanicznych wykorzystujących poduszkę powietrzną potocznie zwanych poduszkowcami. Nie bez znaczenia jest również fakt, że czynniki te mają znaczący wpływ na koszty eksploatacji takich maszyn. Znanym sposobem otrzymywania lekkich profili konstrukcyjnych o podwyższonej wytrzymałości jest odpowiednie konfigurowanie kształtu ich przekroju poprzecznego, w tym również zmiany grubości jego ścianek. Innym ze znanych sposobów jest wybór odpowiedniego gatunku materiału, z którego wykonywany jest profil.

Celem wynalazku jest rozwiązanie pozwalające na otrzymywanie lekkich profili konstrukcyjnych o podwyższonej wytrzymałości, przy wykorzystaniu powszechnie stosowanego materiału w produkcji profili konstrukcyjnych jakim jest stal.

Istota sposobu otrzymywania lekkich profili konstrukcyjnych o podwyższonej wytrzymałości, zwłaszcza na zginanie, w którym wykorzystuje się profil metalowy, charakteryzuje się tym, że profil metalowy o grubości ścianek mniejszej niż 2,5 do 3 mm tnie się na określone odcinki za pomocą urządzenia realizującego cięcie metodą laserową, a w ściankach profilu metalowego wycina się otwory za pomocą urządzenia realizującego operację wycinania metodą laserową, przy czym średnice i kąty nachylenia wycinanych otworów do powierzchni profilu metalowego dobiera się odpowiednio do kształtu końcówki urządzenia rozprowadzającego piankę, po czym przestrzeń zamkniętą ściankami wewnętrznymi profilu metalowego wypełnia się szczelnie pianką o strukturze zamkniętych komórek, którą wstrzykuje się przez otwory za pomocą urządzenia rozprowadzającego piankę do momentu, w którym w piance o zamkniętych porach ilość zamkniętych komórek przekracza 90%. Według innej, korzystnej cechy wynalazku piankę wytwarza się za pomocą wysokociśnieniowego urządzenia z precyzyjną głowicą dozującą, z komponentów poliuretanowych jakimi są polyol i isocyanate, przy zachowaniu stosunku dozowania wynoszącego 1:1. Według kolejnej, korzystnej cechy wynalazku profil metalowy uzyskuje się z dwóch elementów, które łączy się ze sobą za pomocą połączenia na wcisk, tak aby powierzchnie ścianek elementów szczelnie zamykały przekrój hydrauliczny przestrzeni przeznaczonej do wypełnienia pianką w profilu metalowym. Według następnej, korzystnej cechy wynalazku przed operacją wypełnienia pianką odcinki profilu metalowego łączy się ze sobą za pomocą urządzenia realizującego operację spawania metodą laserową. Według innej, korzystnej cechy wynalazku przed operacją wypełnienia pianką do wnętrza profilu metalowego wprowadza się żebro. Według kolejnej, korzystnej cechy wynalazku jako profil metalowy wykorzystuje się profil aluminiowy. Według innej, korzystnej cechy wynalazku jako profil metalowy wykorzystuje się profil stalowy.

Korzystnym skutkiem stosowania wynalazku jest otrzymywanie lekkich profili konstrukcyjnych o podwyższonej wytrzymałości, przy wykorzystaniu powszechnie stosowanego materiału w produkcji profili konstrukcyjnych jakim jest stal.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej wyjaśniony za pomocą rysunku, na którym fig. 1 stanowi przekrój poprzeczny profilu według przykładu pierwszego, fig. 2 - przekrój wzdłużny profilu według przykładu pierwszego, a fig. 3 jest przekrojem poprzecznym profilu według przykładu drugiego, fig. 4 przekrojem wzdłużnym profilu według przykładu drugiego, natomiast fig. 5 jest przekrojem poprzecznym profilu według przykładu trzeciego, a fig. 6 stanowi przekrój wzdłużny profilu według przykładu trzeciego.

P r z y k ł a d 1

W przykładowym sposobie otrzymywania lekkich profili konstrukcyjnych wykorzystuje się profil stalowy 1 o grubości ścianek wynoszącej 2 mm, który tnie się na określone odcinki za pomocą urządzenia realizującego cięcie metodą laserową. W ściankach profilu stalowego 1 wycina się otwory 2 za pomocą urządzenia realizującego operację wycinania metodą laserową. Średnice i kąty nachylenia wycinanych otworów 2 do powierzchni profilu stalowego 1 dobiera się odpowiednio do kształtu końcówki A urządzenia rozprowadzającego piankę, po czym przestrzeń zamkniętą ściankami wewnętrznymi profilu stalowego 1 wypełnia się szczelnie pianką 3 o strukturze zamkniętych komórek, którą wstrzykuje się przez otwory 2 za pomocą urządzenia rozprowadzającego piankę do momentu, w któPL 221 085 B1 rym w piance 3 o zamkniętych porach ilość zamkniętych komórek przekracza 90%. Piankę 3 wytwarza się za pomocą wysokociśnieniowego urządzenia z precyzyjną głowicą dozującą, z komponentów poliuretanowych jakimi są polyol i isocyanate, przy zachowaniu stosunku dozowania wynoszącego 1:1. Pianka 3 rozprężając się w zamkniętym profilu stalowym 1 wypełnia go szczelnie chcąc „rozerwać” profil stalowy 1. Naprężenia w ten sposób wywołane są nieznaczne dla stalowego kołnierza i wywołują wstępne naprężenie wewnątrz materiału, co już jest korzystne dla wytrzymałości profilu konstrukcyjnego. Jest to pierwszy czynnik wzmacniający profil stalowy 1. Drugim jest sama pianka 3, która po rozprężeniu w wolnej przestrzeni uzyskuje dość twardą strukturę o pewnej wytrzymałości, jednak nie są to parametry wystarczające, aby móc taką piankę wykorzystać jako element konstrukcyjny do maszyn czy urządzeń. Jednak w połączeniu ze stalowym profilem 1, który ogranicza przestrzeń w której pianka 3 może się rozprężyć powoduje, iż ta sama pianka 3 zagęszcza się na tyle, iż jej wytrzymałość wzrasta znacząco w stosunku do rozprężonej w wolnej przestrzeni. Połączenie tych dwóch czynników zdecydowanie podnosi wytrzymałość profili stalowych 1. Przy zastosowaniu sposobu według wynalazku wytrzymałość profili stalowych 1 okrągłych i kwadratowych na zginanie, przy zachowaniu tych samych gabarytów wzrasta nawet do 50%.

P r z y k ł a d 2

W przykładowym sposobie otrzymywan ia lekkich profili konstrukcyjnych wykorzystuje się profil stalowy o grubości ścianek wynoszącej 1,8 mm, przy czym profil stalowy 1 uzyskuje się z dwóch elementów 1a i 1b, które łączy się ze sobą za pomocą połączenia na wcisk, tak aby powierzchnie ścianek elementów 1a i 1b szczelnie zamykały przekrój hydrauliczny profilu stalowego 1, przestrzeni przeznaczonej do wypełnienia pianką 3 profilu stalowego 1. Profil stalowy 1 tnie się na określone odcinki za pomocą urządzenia realizującego cięcie metodą laserową. W ściankach profilu stalowego 1 wycina się otwory 2 za pomocą urządzenia realizującego operację wycinania metodą laserową. Średnice i kąty nachylenia wycinanych otworów 2 do powierzchni profilu stalowego 1 dobiera się odpowiednio do kształtu końcówki A urządzenia rozprowadzającego piankę, po czym przestrzeń zamkniętą ściankami wewnętrznymi profilu stalowego 1 wypełnia się szczelnie pianką 3 o strukturze zamkniętych komórek, którą wstrzykuje się przez otwory 2 za pomocą urządzenia rozprowadzającego piankę do momentu, w którym w piance 3 o zamkniętych porach ilość zamkniętych komórek przekracza 90%. Piankę 3 wytwarza się za pomocą wysokociśnieniowego urządzenia z precyzyjną głowicą dozującą, z komponentów poliuretanowych jakimi są polyol i isocyanate, przy zachowaniu stosunku dozowania wynoszącego 1:1. Przed operacją wypełnienia pianką 3 wnętrza profilu stalowego 1 odcinki profilu stalowego 1 łączy się ze sobą za pomocą urządzenia realizującego operację spawania metodą laserową uzyskując tym samym ramę z profilu o stałym przekroju poprzecznym.

P r z y k ł a d 3

W przykładowym sposobie otrzymywan ia lekkich profili konstrukcyjnych wykorzystuje się profil aluminiowy 1 o grubości ścianek wynoszącej 1,8 mm, który tnie się na określone odcinki za pomocą urządzenia realizującego cięcie metodą laserową. W ściankach profilu stalowego 1 wycina się otwory 2 za pomocą urządzenia realizującego operację wycinania metodą laserową. Średnice i kąty nachylenia wycinanych otworów 2 do powierzchni profilu stalowego 1 dobiera się odpowiednio do kształtu końcówki A urządzenia rozprowadzającego piankę, po czym przestrzeń zamkniętą ściankami wewnętrznymi profilu stalowego 1 wypełnia się szczelnie pianką 3 o strukturze zamkniętych komórek, którą wstrzykuje się przez otwory 2 za pomocą urządzenia rozprowadzającego piankę do momentu, w którym w piance 3 o zamkniętych porach ilość zamkniętych komórek przekracza 90%. Piankę 3 wytwarza się za pomocą wysokociśnieniowego urządzenia z precyzyjną głowicą dozującą, z komponentów poliuretanowych jakimi są polyol i isocyanate, przy zachowaniu stosunku dozowania wynoszącego 1:1. Przed operacją wypełnienia pianką 3 do wnętrza profilu aluminiowego 1 wprowadza się żebro 4, po czym odcinki profilu stalowego 1 łączy się ze sobą za pomocą urządzenia realizującego operację spawania metodą laserową uzyskując tym samym ramę z profilu o stałym przekroju poprzecznym.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób otrzymywania lekkich profili konstrukcyjnych o podwyższonej wytrzymałości, zwłaszcza na zginanie, w którym wykorzystuje się profil metalowy, znamienny tym, że profil metalowy (1) o grubości ścianek mniejszej niż 2,5 do 3 mm tnie się na określone odcinki za pomocą urządzenia

PL 221 085 B1 realizującego cięcie metodą laserową, a w ściankach profilu metalowego (1) wycina się otwory (2) za pomocą urządzenia realizującego operację wycinania metodą laserową, przy czym średnice i kąty nachylenia wycinanych otworów (2) do powierzchni profilu metalowego (1) dobiera się odpowiednio do kształtu końcówki (A) urządzenia rozprowadzającego piankę, po czym przestrzeń zamkniętą ściankami wewnętrznymi profilu metalowego (1) wypełnia się szczelnie pianką (3) o strukturze zamkniętych komórek, którą wstrzykuje się przez otwory (2) za pomocą urządzenia rozprowadzającego piankę do momentu, w którym w piance o zamkniętych porach ilość zamkniętych komórek przekracza 90%.
2. Sposób otrzymywania lekkich profili konstrukcyjnych, według zastrz. 1, znamienny tym, że piankę (3) wytwarza się za pomocą wysokociśnieniowego urządzenia z precyzyjną głowicą dozującą, z komponentów poliuretanowych jakimi są polyol i isocyanate, przy zachowaniu stosunku dozowania wynoszącego 1:1.
3. Sposób otrzymywania lekkich profili konstrukcyjnych, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że profil metalowy (1) uzyskuje się z dwóch elementów (1a i 1b), które łączy się ze sobą za pomocą połączenia na wcisk, tak aby powierzchnie ścianek elementów (1a i 1b) szczelnie zamykały przekrój hydrauliczny przestrzeni przeznaczonej do wypełnienia pianką (3) w profilu metalowym (1).
4. Sposób otrzymywania lekkich profili konstrukcyjnych, według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że przed operacją wypełnienia pianką (3) odcinki profilu metalowego (1) łączy się ze sobą za pomocą urządzenia realizującego operację spawania metodą laserową.
5. Sposób otrzymywania lekkich profili konstrukcyjnych, według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że przed operacją wypełnienia pianką (3) do wnętrza profilu metalowego (1) wprowadza się żebro (4).
6. Sposób otrzymywania lekkich profili konstrukcyjnych, według zastrz. 1, znamienny tym, że jako profil metalowy (1) wykorzystuje się profil aluminiowy.
7. Sposób otrzymywania lekkich profili konstrukcyjnych, według zastrz. 1, znamienny tym, że jako profil metalowy (1) wykorzystuje się profil stalowy.