SE533787C2 - Konstruktionselement enligt sandwichprincipen - Google Patents

Abstract

Uppfmningen avser ett konstruktionselement innefattande ett forsta och ett andraskivelement, vilka är anordnade parallellt med varandra, och ett fyllnadselementanordnat mellan det forsta skivelementet och det andra skivelementet.Fyllnadselementet är ett sammanhängande ark med ett arkplan som är i huvudsakparallellt med det forsta och det andra skivelementet och är formgjutet ellervakuumgjutet så att konformade hålrumsstrukturer skjuter ut från arkplanet. Dekonformade hålrumsstrukturerna är anordnade som trunkerade koner med en topp ochen botten som båda har en huvudsakligen cirkulär form. Arkplanets ena sida har enplan yta och de konformade hålrumsstrukturema skjuter ut på arkplanets andra sida. De konformade hålrumsstrukturema har en konvinkel på ca 5-45°.

Description

20 25 30 533 'F87 Känd teknik Det år känt till exempel genom patentdokumentet US2809908 att tillhandahålla en konstruktionspanel fór dörrar som kostar lite att tillverka och är ljud- och värmeisolerande.

Konstruktionspanelen innefattar två parallella skivor av plywood eller liknande skivmaterial, mellan vilka är anordnat ett fyllnadselement av ett fibröst material såsom pappersmassa. Fylhradselernentet är forrngjutet till ett ark med ihåliga strukturer som sträcker sig varannan gång uppåt och varannan gång nedåt från arkets plan. Strukturerna har, i förhållande till arkets plan, lutande väggar; en öppen botten och; en topp med en yta som är parallell med arkets plan. Strukturema är anordnade i förhållande till varandra i parallella och vinkelräta rader.

Genom patentdokumentet SE5l5065 år det känt att tillhandahålla konstruktionselement för möbler, som har två parallella skivformiga element mellan vilka är anordnat distanselement. Distanselementen, som kan vara av olika material, är tubformade eller cylindriska och anordnade så att deras symmetriaxlar är parallella med varandra och så att deras ena kortände faster till det ena skivelementet medan den andra kortänden fäster till det andra skivelementet.

Genom patentdokument WO2005/053946 A2 är det känt att tillhandahålla en panelstruktur som är gjord av två parallella ark fi-ån vilka sträcker sig ihåliga, konformade strukturer mot varandra så att det möts i en fástpunkt som kopplar de båda arken till varandra. Konerna gör att det skapas ett mellanrum mellan arken, och skapar en rad av hålrum med midjeformade stöd i mellanrummet. I hålrummen kan fórstärkningselement med en längdutsträckning föras in för att ge panelen extra stadga.

Det är också känt till exempel genom patentdokumenten US6253530, WO2008/048772, US2003/0l0l 682 och DE29609442U U1 att tillhandahålla paneler med parallella skivformiga element som har ett mellanliggande bikakeformade fyllnadselement i exempelvis papper, med sexkantiga enhetsceller.

Patentdokumenten GB2092l92 A, US3 876492 A, US425l970, US2006/02544205, EPI 365082 och GB2394483 beskriver relaterad teknik. 10 15 20 25 30 533 78? Uppfirmingens sfle Det är ett sytte med och problem som avses lösas med denna uppfinning att åstadkomma ett konstruktionselement som är starkt och hållfast, särskilt böjstyvt och böjhållfast, och som dessutom har låg vikt, kostar lite att tillverka och företrädesvis är miljövänligt och återvinningsbart.

Sammanfattning av uppfinningen Uppfirmingens syfie åstadkoms genom ett konstruktionselement som genom sin konstruktion ger de önskade egenskaperna. Konstruktionselernentet innefattar ett första och ett andra skivelement som är anordnade parallellt med varandra och ett fyllnadselement som är anordnat mellan det första skivelementet och det andra skivelementet.

Fyllnadselernentet är ett sammanhängande ark med ett arkplan som är i huvudsak parallellt med det första och det andra skivelementet och som är formgiutet eller vakuurngjutet så att konformade hålrumsstrukturer skjuter ut från arkplanet. De konformade hålrunisstrukturema är anordnade som trunkerade koner med en topp och en botten som båda har en huvudsakligen cirkulär form. Arkplanets ena sida har en plan yta, medan de konformade hålrumsstrukturerna skjuter ut på arkplanets andra sida. De konforrnade hålrumsstrukturerna har en konvinkel på ca 5-45°, eller företrädesvis på ca 9-25°.

Fyllnadselementets design med de konformade hålrurrisstrukturerna som alla skjuter ut åt samma håll och som har en minimal konvinkel bidrar till konstruktionselementets hällfasthet, böjstyvhet och böjhållfasthet och kan exempelvis tillverkas ur återvurmen cellulosamassa, som också kan återvinnas igen.

De konformade hålrumsstrukturerna är i en utfóringsforrn anordnade i förhållande till varandra i parallella rader med en förskjutning i förhållande till varandra så att det inte uppstår någon öppen brottlinje i skivans tvär- och längdriktning, vilket bidrar ytterligare till konstruktionselernentets hållbarhet och böjstyvhet.

De konformade hålrumsstrukturerna är i en uttöringsform sammanlänkade till intilliggande konforrnade hålrurrisstrukturer av mellanliggande bryggor. 10 15 20 25 30 533 78? De konformade hålrumsstrukturernas toppar har i en utfóringsform en begränsningsyta och i en arman utfóringsform ett urtag.

Fyllnadselementet är i en utfóringsfonn gjort av vakuumgjuten cellulosamassa som kan vara förstärkt med polylactic acid (PLA).

I en annan uttöringsfonn är fyllnadselementet gjort i något av formpressat träsubstitut, komposit, aluminium, plast eller stål.

De första och andra skivelementen är i en utíöringsforrn gjorda i något av materialen trä, träsubstitut, kompo sit, papper, aluminium, plast eller stål, eller i kombinationer därav.

Konstruktionselementet äri en utföringsform anordnat med ett fyllnadselement gjort av vakuumgjuten cellulosamassa och med ett första och ett andra skivelement gjorda i något av materialen trä, träsubstitut, komposit, papper, aluminium, plast eller stål, eller i kombinationer därav.

Kortfattad figurbeskrivning Uppfinningen förklaras närmare i nedanstående beskrivning med hänvisning till bifogade figurer där: Fig. 1 visar ett konstruktionselement enligt en uttöringsforrn av uppfinningen; Fig. 2 visar ett fyllnadselement enligt en uttöringsfonn av uppfirmingen, med konfonnade hålrumsstrukturer som har slutna toppar; Fig. 3 visar ett fyllnadselement enligt en utßringsform av uppfinningen, med konformade hålrumsstrukturer som har öppna toppar; Fig. 4A och B visar fyllnadselement enligt två uttöringsfonner av uppfinningen, med bryggor mellan de hålformade hålrumsstrukturerna och slutna toppar; Fig. 5A och B visar fyllnadselement enligt två ytterligare utfóringsformer av uppfirmingen, med bryggor mellan de hålformade hålrumsstrukturerna och öppna toppar; Fig. 6 illustrerar hur de konformade hålrumsstrukturernas toppdiameter, bottendiameter och höjd påverkar de konforniade hålrumsstrukturernas konvinkel; Fig. 7A och B visar ett fyllnadselement enligt en utfóringsform av uppfinningen från ovansidan respektive undersidan; 10 15 20 25 30 533 787 Fig. 8 visar fyllnadselement enligt olika utfóringsfonner av uppfirmingen fiân sidan; Fig. 9 visar fyllnadselement enligt olika utfóringsforrner av uppfinningen ovanifiån; Fig. 10 visar ett fyllnadselement enligt en utfóringsforrna av uppfirmingen, från sidan och ovanifiån fór att illustrera de konformade hålrumsstruldurernas förskjutning i förhållande till varandra i en uttöringsforrn; Fig. 11A och B visar ett fylhiadselement enligt en uttöringsfornr av uppfirmingen, med slutna kontoppar, från ovan- respektive undersidan, Fig. 11C visar ett konstruktionselement enligt en uttöringsfonn av uppfinningen med fyllnadselementet enligt figur ll A och B; Fig. 12A och B visar ett ryllnadselement enligt en utfóringsforrn av uppfinningen, med öppna kontoppar, från ovan- respektive undersidan, Fig. l2C visar ett konstruktionselement enligt en uttöringsforrn av uppfinningen med fyllnadselementet enligt figur 12 A och B; Fig. 13A och B visar ett fylhiadselement enligt en utföringsform av uppfirmingen, med bryggor och slutna kontoppar, fiån ovan- respektive undersidan, Fig. l3C visar ett konstruktionselement enligt en uttöringsform av uppfinningen med fyllnadselementet enligt figur 13 A och B; Fig. 14A och B visar ett fyllnadselement enligt en utfóringsforrn av uppfinningen, med bryggor och öppna kontoppar, från ovan- respektive undersidan, Fig. 14C visar ett konstruktionselement enligt en utföringsform av uppfinningen med fyllnadselementet enligt figur 14 A och B; F ig. 15 visar en tillverkningsmetod av ett konstruktionselement enligt en uttöringsforma av uppfirmingen; Fig, 16 visar ett konstruktionselement enligt en uttöringsforrn av uppfinningen som är enkelt monterbar till andra konstruktionselement enligt uppfinningen.

Detaljerad beskrivning Konstruktionselementet enligt föreliggande uppfinning tillhandahåller ett material som har hög styrka, hållfasthet, böjhällfasthet och böjstyvhet samtidigt som det är lätt och billigt och kan göras iniljövänligt, återanvändningsbart och ha ett önskat utseende. Dessa egenskaper åstadkoms genom att konstruktionselementet anordnas enligt följande beskrivning och enligt definitionen av uppfinningen, vilken anges i patentkrav 1. Generellt innefattar konstruktionselementet två parallella skivelement, mellan vilka är anordnat ett 10 15 20 25 30 533 78? fyllnadselement innefattande cirkulära hålrumsstrukturer i form av trunkerade koner som står vinkelrätt mot skivelementen.

Materialet i skivelementen och hâlrumsstrukturen kan exempelvis vara trä, aluminium, plast, träsubstitut, kompositmateríal, papper eller stål, med genomgående samma material i samtliga delar eller en vald kombination av material i de olika delarna av konstruktionselementet. Uppfirmingen är i denna beskrivning mestadels exemplifierad med utföringsfonner i vilka fyllnadselementet är av ett cellulosafiberbaserat material och är av låg vikt samtidigt som det är designat att ha ökade styrke- och hållbarhetsegenskaper i förhållande till liknande kända material. Den starka och hållbara designen uppnås genom fyllnadselementets geometriska, tredimensionella struktur enligt föreliggande uppfinning, och kan också förstärkas genom materialval, exempelvis genom förstärkta fiberallianser i cellulosamassan och tillsatser av andra typer av fibrer och biologiska substanser.

Fyllnadselernentet kan med fördel baseras på återanvänd cellulosafiber, såsom återvunnet papper, vilket gör derma utföringsform av konstruktionselementet extra miljövänligt.

Fig l visar ett konstruktionselement l enligt en utföringsform av uppfinningen.

Konstruktionselementet har ett första skivelement 2 och ett andra skivelement 3, vilka är anordnade med ett visst avstånd parallellt med varandra. Mellan skivelementen 2,3 är anordnat ett fyllnadselement 6 av vakuumgjuten cellulosafiber. Skivelementen 2,3 bidrar till konstruktionselements 1 stadga och hållfasthet och kan vara anordnade att ge det dess yttre, estetiska intryck. I alternativa utföringsformer kan det första 2 och/eller det andra 3 skivelementet vara belagt med ett eller fler typer ytskikt 4 av olika material fór att ge det dess önskade utseende och/eller för att ge andra egenskaper såsom ökad böjhållfasthet och böjstyvhet, fiikttålighet, eldtålighet, skraptålighet etc. (se mer detaljerad beskrivning av skivelementen och ytskikt nedan).

Fyllnadselementet 6 är anordnat i konstruktionselementet l för att göra det lättare och starkare samt att en mindre mängd solitt skivmaterial i elementet 6 skall behöva användas, vilket gör att konstruktionselementet l även blir både billigare och miljövänligare än exempelvis massiva träskivor, masonit, spånskivor, massiva metallskivor eller motsvarande med samma dimensioner. Dessutom ökar det konstruktionselementets 1 styrka och hållfasthet. 10 15 20 25 30 533 75? Fyllnadselementet 6 är anordnat i föreliggande uppfinning för ökad styrka och ökad hållfasthet, särskilt ökad böjhållfasthet och böjstyvhet, och för att vara, lätt, enkel och ekonomiskt fördelaktigt att producera I föredragna utiöringsforrner är det också anordnat att vara niiljövänligt, genom att produceras av återvunnet material. Dessa egenskaper uppnås genom materialval, tillverkningsmetod och en tredimensionell struktur som designad för att ge optimala hållfasthetsegenskaper i förhållande till tillverkningstekniska begränsningar och krav.

Fig 2 visar en detaljbild av ett fyllnadselement 6 enligt en utiöringsform av uppfinningen.

Fyllnadselementet 1 är gjort av ett sammanhängande ark av vakuumgjuten cellulosafiber.

Arket har ett arkplan 7 med en undre sida 8 och en övre sida 9. Även om sidorna 8 och 9 i Fig 2 och i kommande exempel benänms som undre 8 respektive övre 9 skall det förstås att fyllnadselementet 6 lika gäma kan vändas så att den undre sidan 8 är vänd uppåt och den över sidan 9 är vänd nedåt. På den övre sidan 9 av arkplanet 7 skjuter cirkulära konformade hålrumsstrukturer 10 upp, dvs. alla konformade hålrumsstrukturer 10 är vända åt samma håll i förhållande till arkplanet 7. Den undre sidan 8 av arkplanet har en plan yta, perforerad av urtag 18 ide konformade hålrurrisstnikturernas basplan 17 (se även nedan och ex. Fig 7B och F ig 11B ). Genom att ha alla konformade hålrumsstrukturer 10 vända åt samma håll får man, i det hopmonterade konstruktionselementet, största möjliga och sammanhängande limyta i kontaktytan mellan den undre sidan av arkplanet 8 och det undre skivelementet 3 och därmed god förankring mellan dessa båda element, samt största möjliga limyta i kontaktytan mellan kontoppama 15 och det övre skivelementet 2.

De konformade hålrurnsstrukturerria 10 (även kallade koner i denna text) är anordnade som trunkerade koner med ett topplan 15 (konens topp 15) och ett basplan 17 (konens botten 17) som båda huvudsakligen har formen av en obruten cirkel. Uttryckt på ett annat sätt utgör topplanet ett kägelsnitt som är parallellt med konens basplan. I föredragna utiöringsformer är de trunkerade konerna så nära cirkelfonn som möjligt eflersom detta ger bästa utbyte av hållfasthet i förhållande till materialåtgång och dimension. Den huvudsakliga cirkelformen i de trunkerade konerna kan också vara oval och man kan disponera orienteringen av de ovala konturerna på lämpligt sätt. Cirkelformen, med rund botten 17 och topp 15 och konväggar 12 däremellan, gör att fyllnadselementet 6 är 10 15 20 25 30 533 TB? betydligt mer hållfast än liknande fyllnadselernent med kantiga, polygona eller pyramídformade hålrumsstrukturer. I grund och botten skulle en fullständig cylinderform på hålrumsstruktureina ge den största hållfastheten i förhållande till materialåtgång, men detta medger i dagsläget inte effektiv produktion. Genom att som i uppfirinirigen approxirnera cylinderfonnen med en trunkerad kon skapar man också möjlighet till effektiv produktion av konstruktionselementet.

Botten 17 har i en produktionstekniskt tördelaktig och íöredragen utíöringsfonn en öppen struktur i form av ett urtag 18.Botten 17 ska alltså förstås som bottenplanet på konen 10, som i detta fall saknar en fast botten. Toppen 15 är parallell med arkplanet 7, så att både undersidan 8 av arkplanet 7 och topparna 15 kommer att ligga dikt an de parallella skivelementen 2,3 då fyllnadselementet är placerat mellan dem. Toppen 15 kan ha en sluten form som ett lock, t.ex. såsom visas i F ig 2, eller en öppen form med ett urtag 16, t.ex. såsom visas i Fig 3. Urtaget 16 kan vara lika stort som innerdiarnetern på konens 10 topp 15 eller mindre. Valet mellan öppen eller sluten topp 15 och storleken på urtaget 16 bestäms bla. av behovet av storlek på kontakt- eller limytan mot det ena av skivelementen 2, 3 och på produktionstekniska avvågningar. En större limyta (mindre eller inget urtag 16) ger starkare vidhäfining mellan fyllnadselementet 6 och det första skívelementet 2, men kan också innebära att mer fukt och gaser bildas inne ikonstruktionselementet 1 då limmet kan avge sådana. För att minska gasbildningen minskar man limytan, och därmed limmängden, genom att minska toppens 15 yta De konformade hålrumsstrukturemas 10 diameter, dvs. toppens 15 och bottnens 17 diametrar, kan varieras beroende på användningsområde, material och önskad prestanda.

Generellt gäller att ju mindre diameter desto högre frekvens av hålrumsstrukturer per ytenhet och därmed högre styrka och hållfasthet. Toppen 15 och botten 17 sammankopplas av konväggar 12, vars lutning i förhållande till arkplanet, motsvarande halva konvinkeln V, bestäms av förhållandet mellan toppens 15 och bottens 17 díametrar dl, d2 samt av konens höjd H, se Fig 6. Ju större skillnaden är mellan toppens 15 diameter dl och bottens 17 diameter d2, desto större blir konvinkeln V och därmed också konvâggens lutning. Fig 6 illustrerar hur konvâggens 12 höjd H har betydelse för konvâggens lutning; om förhållandet mellan toppens 15 och bottent 17 diametrar hålls konstant kommer lutningen V att bli mindre ju längre konvâggens höjd H 10 15 20 25 30 533 737 För högsta styrka och hållbarhet i fyllnadselementet 6 är idealet att toppens 15 och bottens 17 diametrar dl , d2 är så nära varandra som möjligt, dvs. att konväggens lutning (och konvinkeln V) är så liten som möjligt och att de konformade hålrumsstrukturema 10 har en så cylinderlik form som möjligt. En sådan form gör också att hålrumsstrukturema 10 kan placeras tätare, vilket bidrar till ökad hållfasthet, ökad styvhet och större lirnyta mot skivelernenten 2, 3. Med dagens tekniker för vakuumgjutning av till exempel fibermassa är det svårt eller till och med produktionstekniskt omöjligt att framställa formgjutna ark med utskjutande strukturer som har väggar som är vinkelräta mot arkplanet. I enlighet med uppfinningen löses detta problem genom konforrnade hålrumsstrukturer 10 med väggar 12 som är något lutande, dvs. hålrumsstrukturerna 10 är något koniska i formen, snarare än idealet cylindriska. I en töredragen uttöringsforrn har de trunkerade konerna en konvinkel på ca 5-45°, eller ca 9-30°, eller ca 9-25°, eller ca 9-1 5°. I figur 6 visas exempel med toppdiameter dl, bottendiarneter d2, höjd H och konvinke1V med följande värden: I. d1=30; d2=35; H=l4 som ger konvinkel V=20,25°.

II. dl=30, d2=35; H=l9 som ger konvinkel V=l5,43°.

Ill. dl=30, d2=35; H=28 som ger konvinkel V=9,92°.

De konformade hålrumsstrukturemas 10 väggar 12 kan anpassas i höjd H och väggtjocklek 12 efter det 'ändamål som konstruktionselementet l är ärnnat åt och efter önskad tjocklek och prestanda hos konstruktionselementet 1, vilka också är beroende på valda material hos fyllnadselementet samt det första och det andra skivelementet 2, 3. Exempelvis kan höjden H på hålrumsstmlcturerria 10 variera mellan ca 10 mm och ca 250 mm, eller årmu högre beroende på framtida maskintekniska begränsningar. På samma sätt kan godstjockleken hos lyllnadselementet 6 varieras så att tjockleken på arkplanet 7 och de konformade hålrumsstrukturemas 10 väggar 12 samt eventuell topp 15 och eventuella andra delar anpassas beroende på användningsområde och önskad prestanda samt på material och fiberstruktur i fyllnadselementet 6 och i övriga komponenter i konstruktionselementet 1.

Fig 4A-B och SA-B visar uttöringsforrner där fyllnadselementet 6 är ytterligare förstärkt genom bryggor 20 mellan varje konformad hålrumsstruktur 10 och dess närliggande hålrumsstrukturer 10. Bryggoma 20 bidrar till att ytterligare öka fyllnadselementets 6 styrka och dess böjhållfasthet och böjstyvhet. De kan vara anordnande på olika sätt, 10 15 20 25 30 533 78? 10 beroende på hålrunisstrukturernas 10 placering och på önskad prestanda i materialet.

Exempelvis kan varje konforrnad hålrurnsstruktur 10 vara förbunden till två, fyra (se F ig 4A, 5A) eller sex (se Fig 4B, SB) av sina närmaste grarmar, via lika många bryggor 20. _ Bryggorna kan också variera i tjocklek och i att vara solida eller ihåliga dvs. utgöras av två väggar med ett hålrum emellan. Även i utföringsforrnerna med bryggor 20 kan de konformade hålrumsstrulrturema 10 ha en sluten (F ig 4A-B) eller öppen (Fig 5A-B) topp 1 5.

De konformade hålrumsstruktttrerna 10 är företrädesvis placerade i fyllnadselementet 6 i parallella rader som är förskjutna i förhållande till varandra så att det inte uppstår någon öppen brottlinje i skivans tvär- och längdriktning. Med andra ord ska det företrädesvis inte gå att dra en rak linje tvärs över skivan utan att den löper genom minst en av de konformade hålrumsstrukturernas 10 utsträckning. Detta illustreras i olika utföxingsforxner och vyer i Fig 7-10. Fig 7A illustrerar ett fyllnadselementió med slutna toppar 15 och bryggor 20 (se beskrivning nedan) från ovansidan och Fig 7B visar samma fyllnadselement 6 från undersidan. De yttre cirklama visar de konformade hålrumsstrukturemas 10 bottnar 17 och de inre cirklama visar de konformade hålrumsstrukturemas 10 toppar 15. Som synes i figurerna går det inte att dra en rak linje över fyllnadselementet 6 inågon riktning utan att skära över åtminstone någon av bottnarnas 17 utbredning. Detta gör att det inte finns någon öppen brottlinje i fyllnadselementet 6, där fibermassan skulle vara eltergivlig och benägen att böja sig. Fyllnadselementet 6 bli därmed med denna design motståndskraflig mot böjning och därmed extra stark, hållfast och böjstyv.

F ig 8-10 visar liknande designer i olika utföringsformer och från olika perspektiv. Fig 8 visar tre fyllnadselement 6 med olika höjd Hj-H; på konväggen 12 i genomskärning.

Fyllda linjer illustrerar konformade hålrumsstrukturer 10 som ligger i en första rad, närmast betraktaren. Streckade linjer visar konforrnade hålrumsstrukturer 10 som ligger i en rad bortanfór den första raden och alltså är delvis skymda av den första raden.

Klarnrarna visar utbredningen av hålrumsstrukturemas 10 toppar 15 och bottnar 17 i respektive rad. De konfonnade hålrumsstrukturerna 10 ligger omlott med varandra i de intilliggande raderna. Detta visas även i vyer ovanifiån fyllnadselement 6 i olika utföringsformer i Fig 9, där Fig 9A visar ett fyllnadselement 6 med slutna toppar 15, Fig 9B visar ett fyllnadselement 6 med öppna toppar 15 och Fig 9C visar ett fyllnadselement 6 10 15 20 25 30 533 78? 11 med slutna toppar 15 och bryggor 20. Fig 10 illustrerar också, íbåde genomskärning och ovanifrån, en utiöringsform med typiska förhållanden mellan de konforrnade hålrurrisstrukturerrias 10 diameter och deras placering i förhållande till varandra så att de är placerade omlott.

Fig 11-14 visar olika uttöringsfonner av fyllnadselementet 6 enligt föreliggande uppfinning och illustrerar exempel på hur bl. a. limyta och prestanda hos elementet 6 kan varieras. Fig 11 visar ett fyllnadselement 6 med slutna kontoppar 15 och utan bryggor 20, ovanifi-ån '(Fig 11A), underifrån (Fig l1B) och monterat i ett konstruktionselement l (Fig 11C). Fig llB visar att arkplanets 7 undre sida 8 har en sammanhängande och plan limyta vilken är genombruten av de konformade hålrumsstrukturernas 10 öppna bottnar 17. På ovansidan 9 av arkplanet 7 (Fig 11A) utgörs limytan av de plana ytoma som utgörs av de konformade hålrumsstrukturernas 10 toppar 15. Lirnytomas fördelning på ovansidan 9 respektive undersidan 8 av ett liknande fyllnadselernent 6 med slutna toppar 15 och bryggor illustreras även i Fig 7A och B, där limytorna motsvaras av de svarta partierna.

Fig 12 visar ett fyllnadselement 6 med öppna kontoppar 15 och utan bryggor 20, ovanifiån (Fig 12A), underifiån (Fig 12B) och monterat i ett konstruktionselement l (Fig 12C). Fig 12B visar att arkplanets 7 undre sida 8, på liknande sätt som i uttöringsforrnen i Fig 11, har en sammanhängande och plan limyta vilken är genombruten av de konformade hålrurnsstrukturernas 10 öppna bottnar 17. På ovansidan 9 av arkplanet 7 utgörs limytan av de konformade hålrumsstrukturernas 10 toppar 15, som i detta fall är öppna. I exemplet som illustreras i Fig 12 är topparna 15 helt öppna, dvs. urtaget 16 är lika stort som toppens 15 inre diameter, så att limytan endast utgörs av konväggens 12 tvärsnittsyta. I andra uttöringsfonner kan limytan varieras genom att variera storleken på urtaget 16.

Fig 13 visar ett fyllnadselement 6 med slutna kontoppar 15 och med bryggor 20, ovanifrån (Fig 13A), underifrån (Fig 13B) och monterat i ett konstruktionselement 1 (Fig l3C). Fig 13B visar att arkplanets 7 undre sida 8 har en sammanhängande och plan limyta vilken är genombruten av de konformade hålrumsstrukturenias 10 öppna bottnar 17. På ovansidan 9 av arkplanet 7 (Fig 13A) utgörs limytan av den plana sammanhängande yta som utgörs av de konformade hålrumsstrukturemas 10 toppar 15 samt av bryggomas 20 utsträckning. 10 15 20 25 30 533 78? 12 Fig 14 visar ett fyllnadselement 6 med öppna kontoppar 15 och med bryggor 20, ovaniirån (Fig 14A), underifrån (Fig l4B) och monterat i ett konstruktionselement 1 (Fig 14C). F ig 14B visar att arkplanets 7 undre sida 8 har en sammanhängande och plan limyta vilken är genombruten av de konformade hålrumsstrukturemas 10 öppna bottnar 17. På ovansidan 9 av arkplanet 7 utgörs limytan av de konformade hålrumsstrukturernas 10 toppar 15, som i detta fall är öppna samt av bryggornas 20 utsträckning. I exemplet som illustreras i Fig 12 är topparna 15 helt öppna, dvs. urtaget 16 är lika stort som toppens 15 inre diameter, så att limytan utgörs av konväggens 12 tvärsnittsyta samt bryggorna 20. I andra uttöringsforrner kan limytan varieras genom att variera storleken på urtaget 16.

Fyllnadselementet 6 formas exempelvis genom vakuumgiutning av uppblött cellulosamassa (pulp slurry) som sugs in i en perforerad form med en geometri som matchar önskad geometri hos fyllnadseleinentet, dvs. i placering, storlek och höjd på de konformade hålrunisstrukturenia 10. Efler vakuumgjutningen torkas fiberrnassan och vid behov efierpressas den i en forrnpress.

Cellulosamassan kan ha olika sammansättning; i en töredragen och miljövänlig utfóringsform innefattar den återvunnet papper eller en blandning av återvunnet papper och nya fibrer eller återvurmet papper och PLA (polylactic acid, en biologiskt nedbrytbar plast gjord av stärkelse och socker). I en annan utiöringsforrn innefattar cellulosamassan ny cellulosamassa eller en blandning av ny cellulosamassa och PLA.

Cellulosarnassan kan i tillverkningsprocessen eller i en efterbehandling behandlas så att den blir resistent mot t.ex. fukt, brand och/eller skadedjur och annat, beroende på användningsområde.

Konstruktionselementet 1 tillverkas genom sammanfognirig av skivelementen 2,3 med ett mellanliggande fyllnadselement 6 enligt sandwichprincipen, företrädesvis genom limning eller svetsning för material där det är lämpligt. Fig 15 visar hur ett konstruktionselement 1 enligt föreliggande uppfinning kan monteras i en ”allt i en pressoperation”.

Fyllnadselementet 6 läggs mellan det första 2 och det andra 3 skivelementet, som eventuellt i sin tur läggs mellan ett eller fler ytskikt 4. Lim fördelas mellan alla respektive komponenter och sedan pressas hela konstruktionen ihop i en press. Lirntyp anpassas efter 10 15 20 25 30 533 78? 13 materialsannnansättning. I andra uttöringsformer kan konstruktionselernentet 1 monteras stegvis och/eller med metoder som är anpassade efier valda material. Ett konstruktionselement 1 med tvâ skivelement 2, 3 och ett mellanliggande fyllnadselement 6 kan också tillverkas enligt sandwichprincipen, för att i ett senare steg beläggas med olika ytmaterial såsom fanér, papper, plast, laminat, lack etc. Dessutom kan tillkomma kantlistning med olika material.

Konstruktionselementet 1 kan tillverkas i en mängd olika materialkombinationer.

Exempelvis kan skivelernenten 2, 3 och/eller ytskikten vara gjorda i trä, träsubstitut, kompositmaterial, papper, aluminium, plast eller stål. De två skivelementen 2, 3 och de ev. ytskikten kan vara gjorda i samma eller olika material. Fyllnadselementet 6 är i en miljövänlig och ovan beskriven utiöringsforrn gjord i vakuumgjuten cellulosamassa som kan vara återvunnen och/eller förstärkt med andra fibrer eller Lex. PLA. Fyllnadselementet 6 kan också vara gjort i formpressat träsubstitut, komposit, aluminium, plast eller stål. Även fyllnadselementet 6 kan vara gjort i samma eller annorlunda material som skivelementen 2, 3 och/eller ytskikten 4. Konstruktionselementet 1 kan således vara gjort i genomgående samma material eller i olika kombinationer mellan de olika komponenterna 2, 3, 4, 6.

Konstruktionselementet l enligt föreliggande uppfirming kan tillverkas i olika former och dimensioner. För storskalig industriell tillverkning ligger fyllnadselementets storlek på l500x2500mrn, men både större och mindre storlekar är tänkbara och användbara i olika sammanhang. Konstruktionselementet 1 kan också kapas, sågas och fi-äsas till önskade former och ev. kantlistas vid behov.

Fig 16 visar en utföringsform av konstruktionselementet 1 enligt föreliggande uppfinning där positionen av fyllnadselementet 6 mellan skivelementen 1 är schematiskt angiven genom utritning av de konforrnade hålrumsstrukturerria 10. Konstruktionselementet 1 år utformat med utskjutningar 22 och urtag 23 som möjliggör ihopkoppling av ett konstruktionselement 1 med ett annat med motsvarande komplementära utskjutningar 22 och urtag 23, enligt pusselprincipen. Sådana pusselkonstruktionselement 1 kan enkelt monteras ihop fór konstruktion av större konstruktionselement. 533 78? 14 Konstruktionselementet 1 enligt föreliggande uppfinning år en lätt, böjhållfast, böjstyv och företrädesvis niiljövänlig och återvinningsbar konstruktionsskiva som har en mängd olika tillämpningsområden i olika utföringsformer och materialval. BLa. kan konstruktionselernentet 1 användas för möbler och inredning, i byggnadskonstruktioner och för konstruktioner i fordon såsom väggar i lastbilar, bussar, husvagnar, häst- och kreaturssläp, tåg och flygplan.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 533 78? 15 Patentkrav . Ett konstruktionselement (1), innefattande: ett första (2) och ett andra (3) skivelement, vilka är anordnade parallellt med varandra; och ett fyllnadselement (6) anordnat mellan det första skivelementet (2) och det andra skivelementet (3), varvid fyllnadseleinentet (6) är ett sammanhängande ark, med ett arkplan (7) som är i huvudsak parallellt med det första (2) och det andra (3) skiveleinentet, vilket fyllnadselement (6) är formgjutet eller vakuumgjutet så att konfonnade hålrumsstrukturer (10) skjuter ut från arkplanet (7); kännetecknat av att de konforrnade hålrumsstrukttirerna (10) är anordnade som trunkerade koner med en topp (15) och en botten (17) som båda har en huvudsakligen cirkulär form; arkplanets (7) ena sida (8) har en sammanhängande plan yta; de konformade hålrumsstrukturema (10) skjuter ut på arkplanets (7) andra sida (9); och att de konformade hålrumsstrukturerna (10) har en konvinkel (V) på ca 5-45°. . Konstruktionselement enligt föregående krav, varvid konvinkeln är 9-25°. . Konstruktionselement enligt något av föregående krav, varvid de konformade hålrumsstrukttlrerna (10) är anordnade i förhållande till varandra i parallella rader med en förskjutning i förhållande till varandra så att det inte uppstår någon öppen brottlinje i skivans tvär- och längdriktning. . Konstruktionseleinent enligt något av föregående krav, varvid de konfonnade hålrumsstrukturema (10) är sarnmanlärikade till intilliggande konformade hålrumsstrukturer (10) av mellanliggande bryggor (20). . Konstruktionselement enligt något av föregående krav, varvid de konformade hâlrumsstrukturemas (10) toppar (15) har en begränsningsyta. 10 15 20 25 533 787 16 6. Konstruktionselement enligt något av föregående krav, varvid de konformade hålrurnsstruktixrernas (10) toppar (15) har ett urtag. 7. Konstruktionselement enligt något av föregående krav, varvid fyllnadselementet (6) är gjort av vakuurngjuten cellulosamassa. 8. Konstruktionselernent enligt krav 7 , varvid cellulosamassan är förstärkt med polylactic acid (PLA). 9. Konstruktionselement enligt krav 1-6, varvid fyllnadselernentet (6) är gjort i något av formpressat träsubstitut, komposit, aluminium, plast eller stål. 10. Konstruktionselement enligt något av föregående krav, varvid de första (2) och andra (3) skivelementen är gjorda i något av materialen trä, träsubstítut, komposit, papper, aluminium, plast eller stål, eller i kombinationer därav. 11. Konstruktionselement enligt krav 1-8 och 10, varvid fyllnadselementet (6) är gjort av vakuumgjuten cellulosamassa och de första (2) och andra (3) skivelementen är gjorda i något av materialen trä, träsubstitut, komposit, papper, aluminium, plast eller stål, eller i kombinationer därav.