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CN102502042A - 用于货运托盘装置的结构件及形成方法 - Google Patents

用于货运托盘装置的结构件及形成方法 Download PDF

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CN102502042A
CN102502042A CN2011103105336A CN201110310533A CN102502042A CN 102502042 A CN102502042 A CN 102502042A CN 2011103105336 A CN2011103105336 A CN 2011103105336A CN 201110310533 A CN201110310533 A CN 201110310533A CN 102502042 A CN102502042 A CN 102502042A
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KW Kyle
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Abstract

本发明涉及一种结构件(100)，包括：内芯(20)，所述内芯(20)由多个槽纹纤维板片(40)层压限定且具有上表面(26)和下表面(27)，其特征在于，所述纤维板片的凹槽(70)限定承载柱体(86)；板片材料(60，60a，60b)，所述板片材料(60，60a，60b)在张力下覆盖固定到所述内芯(20)的上表面(26)和下表面(27)中的至少一个，所述内芯(20)的上表面(26)和下表面(27)和所述板片材料(60，60a，60b)是纤维素基材料，且在张力(Tf，Tf1-Tf4)下粘合施用于所述内芯(20)的上表面(26)和所述内芯下表面(27)中的至少一个。

Description

用于货运托盘装置的结构件及形成方法
本申请是于2007年1月29日提交的名称为“货运托盘装置和方法”的发明专利申请200780033274.9的分案申请。
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2006年7月13日提交的美国临时申请60/830,274的优先权和权益，该临时申请全文以引用的方式全部纳入本说明书。
技术领域
本发明涉及货运托盘，更具体而言，涉及至少部分由纸和纸制产品制成的货运托盘。
背景技术
传统的木质结构件已在各种应用中被广泛地使用。例如，货运托盘由不同尺寸的以板条和/或导板(runner)或纵梁为形式的木质结构件构成。此类木质货运托盘即使用质量相对较差的木材制成也相对昂贵。粗糙的组装和劣质的木材质量导致货运托盘会很快受损到不能使用的程度。此外，此类货运托盘相对较重，导致由于托盘的重量和体积而使托运人需要另行增加运输成本。受损乃至不能使用的货运托盘会存在安置问题。
因此，已经开发了由其它材料制成的货运托盘，例如包含由纤维板片制成的结构件的货运托盘。此类货运托盘可以至少部分地可回收。然而，由纤维板片制成的结构件在强度、耐用性方面存在缺陷，并且易于弯曲，从而造成由此类结构件制成的货运托盘会存在性能缺陷。
因此，存在需要强度高、耐用且至少部分可回收的货运托盘。
发明内容
本领域技术人员在阅读本公开内容后将认识到：根据本发明的装置和方法可以解决上文提到的多项需求和缺陷，并能够提供进一步的改进和优点。
根据本发明的多个方面的装置可以被构造成货运托盘。所述货运托盘包括上层板以及一个或多个导板。在某些构造中，所述货运托盘还可包括下层板。所述货运托盘可由一个或多个结构件构成。具有内芯和包装物(wrapper)的结构件可包含在上层板中或至少一个导板中。所述内芯可至少限定第一内芯表面、第二内芯表面、内芯下表面和内芯上表面。所述包装物可在张力下覆盖固定到内芯的第一内芯表面、第二内芯表面、内芯下表面和内芯上表面中的至少一个的至少一部分。
根据本发明的多个方面的方法可用来形成货运托盘。所述方法可包括提供一个或多个纤维板片以及包装物。通过将所述一个或多个纤维板片层压而形成内芯。所述方法可包括对包装物施加张力并且通过将包装物固定到内芯而形成一个或多个结构件。然后可连接结构件从而形成货运托盘的至少一部分。
本发明的其它特征和优点将在下文的详细说明和权利要求中变得清晰。
附图说明
图1A示出了根据本发明多个方面的货运托盘的一个示例性实施方案的立体图；
图1B示出了根据本发明多个方面的货运托盘的另一示例性实施方案的立体图；
图2A示出了根据本发明多个方面的结构件的一个示例性实施方案的透视图；
图2B示出了根据本发明多个方面的内芯的一个示例性实施方案的立体图；
图2C示出了根据本发明多个方面的结构件的一个示例性实施方案的端视图；
图3A示出了根据本发明多个方面的单面纤维板片的一个示例性实施方案的立体图；
图3B示出了根据本发明多个方面的单壁纤维板片的一个示例性实施方案的立体图；
图3C示出了根据本发明多个方面的双壁纤维板片的一个示例性实施方案的立体图；
图3D示出了根据本发明多个方面的三壁纤维板片的一个示例性实施方案的立体图；
图3E示出了根据本发明多个方面的单面纤维板片的一个示例性实施方案的端视图；
图4A示出了根据本发明多个方面的货运托盘的一个示例性实施方案的分解侧视图；
图4B示出了根据本发明多个方面的货运托盘的一个示例性实施方案的分解正视图；
图4C示出了根据本发明多个方面的货运托盘的一个示例性实施方案的分解俯视图；
图5A示出了根据本发明多个方面的结构件的一个示例性实施方案的立体图；
图5B示出了根据本发明多个方面的结构件的另一示例性实施方案的立体图；
图5C示出了根据本发明多个方面的结构件的多个方面的另一示例性实施方案的多个部分的截面图；
图6示出了根据本发明多个方面的内芯的一个示例性实施方案的立体图；
图7a示出了根据本发明多个方面的货运托盘的一个示例性实施方案的分解正视图；以及
图7B示出了根据本发明多个方面的货运托盘的多个方面的一个示例性实施方案的正视图。
所有附图仅意在易于阐释本发明的基本教导而被图示；为形成优选实施方案而关于部件的数量、位置、关系和尺寸而对附图所作的拓展将得到阐释，或将在阅读和理解以下描述后落在本领域技术人员可认知的范围内。此外，遵循针对各种应用的具体的力、重量、强度及类似要求的精确尺寸和尺寸比例，将同样落在本领域技术人员在阅读和理解以下描述后可认知的范围内。
当在附图中使用各图时，相同的附图标记代表相同或相似的部件。另外，当使用术语“上”、“下”、“右”、“左”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“里”、“外”以及类似术语时，这些术语应被理解成仅仅参考图示结构并仅仅意在易于描述图示的实施方案。
具体实施方式
附图主要示出了包括本发明的多个方面的货运托盘10的示例性实施方案。为了易于阐释和理解本发明的各个方面，已经选择货运托盘10的特别图示的实施方案。这些图示的实施方案并不意味着限制所涵盖的范围，而是相反地，是为了帮助理解说明书及所附权利要求书中所使用的语言的语境。因此，所附权利要求书可涵盖与图示实施方案不同的货运托盘10及其部件的各种变体。
本发明提供了货运托盘10和相关的方法，用来运输和储存各种不同的货品。货运托盘10通常可被构造为支撑可由各种不同货品构成的负载。在一些方面，货运托盘10可被构造为被叉式升降机提升，在另一些方面，货运托盘10可被构造为放置在诸如储物架、货舱、存储库、火车车厢及货车拖车中。货运托盘10可包括上层板16和固定于上层板16的一个或多个导板14。负载可放置于上层板16上。导板14支撑上层板16。导板14在上层板16的下方例如为叉式升降机的叉齿或为托盘搬运车提供通路，以便能够提升或搬运货运托盘10。一方面，还设置下层板17，所述一个或多个导板14固定在上层板16和下层板17之间。一方面，货运托盘10完全地或主要地由诸如纸和纸制品的可回收材料制成。
上层板16、下层板17以及一个或多个导板14可由至少一个结构件100形成。一方面，两个或更多个结构件100可被构造为彼此可压缩互锁以形成货运托盘10的多个部分。另一方面，两个或更多个结构件100可以通过粘合剂，通过各种紧固件，或通过压力、粘合剂及紧固件的组合固定在一起以形成货运托盘10的多个部分。
结构件100包括内芯20和在张力下与内芯20固定的包装物60。内芯20典型地由一个或多个纤维板片40层压形成。内芯20为结构件100提供内支撑结构。包装物60也典型地由纸或其它纤维素基材料形成，从而使结构件100在很大程度上为纸基。在形成结构件100时，包装物60置于使其弹性拉紧的张力下。在包装物60在张力下拉紧的同时，包装物60被固定于内芯20的表面的多个部分，从而使包装物60中的张力挤压内芯20。包装物60中的张力作为压力传递到内芯20上。在包装物60处于张力下的同时将该包装物60固定到内芯20的表面，可在最终形成的结构件100中产生预张紧或其它希望的特性。
包装物60典型地由能在张力条件下覆盖内芯20而固定的材料制成。一方面，包装物60被构造成纸。包装物60可被构造成具有希望的特性，例如抗张强度、韧性、耐撕裂性和弹性。一方面，包装物60可在张力条件下覆盖内芯20固定从而为结构件100提供理想的结构特性。
组成内芯20的一个或多个纤维板片40可为诸如槽纹纸板(flutedcardboard)的材料。如下文所述，用于内芯20的纤维板片40的特定实施方案可基于具体的设计要求来选择，设计要求包括由内芯20所抵抗的力。另外，如下文所述，内芯20中纤维板片40的朝向以及纤维板片40和内芯20的几何构造也可基于具体的设计要求来选择。
纤维板片40可包括至少一个挂面纸板44和至少一个介质42。所述一个或多个挂面纸板44插入有一个或多个介质42以形成纤维板片40。挂面纸板44通常为平纸板。所述纸可以是抗穿刺纸。一方面，这种纸可以由软木或其它具有相对较长纤维的材料的纸浆制成，纤维相对较长就使纸具有高抗张强度、抗穿刺及抗撕裂能力，并且趋向于保持其形状。介质42可为纸质材料，其构造为一系列呈拱形皱褶的凹槽70，以形成槽纹介质85。凹槽70限定一系列凹槽尖端72。一方面，介质42可由硬木或具有相对短纤维的其它材料的纸浆制成，纤维相对短就导致纸具有良好的抗压强度并且易于在湿热下模压成形。
凹槽70可限定凹槽轴线76，因此，在槽纹介质85中的一系列的凹槽70形成一系列平行的凹槽轴线76。每个凹槽70均典型地构造为沿着各自凹槽轴线76的柱体82，凹槽轴线76大致沿着柱体82的柱长84穿过。其中构造有槽纹介质85的一系列的柱体82于是可限定纤维板片40的承载轴线90，从而使纤维板片40可以更能抵抗沿着承载轴线90所施加的张力或压力。对于带有槽纹介质85的纤维板片40，承载轴线90可与凹槽轴线76大致平行。
标准凹槽70的标记，诸如A、B、C、E和F，通过每单位长度的凹槽70的具体数量，以及具体弦高78进行区分。可以认识到，槽纹介质85沿承载轴线90的强度随凹槽密度增大而增大。凹槽密度以及介质42和挂面纸板44材料的选择，以及纤维板片40中所含粘合剂的选择，将取决于具体的设计要求，包括要抵抗的负载。
作为槽纹介质85的替代，介质42可以构造成多边形介质86，其具有一系列多边形单元从而形成类似蜂巢结构。多边形介质86可限定纤维板片40中的至少一个承载轴线90。
纤维板片40可通过由各种粘合剂将一个或多个介质42固定到一个或多个挂面纸板44而形成。在具有槽纹介质85的实施方案中，介质42的凹槽尖端72通常固定到挂面纸板44。可用于将挂面纸板44固定到介质42并且可另行用在根据本发明的货运托盘10中的粘合剂包括酪蛋白、聚次亚乙烯或间苯二酚胶或环氧聚酯树脂，淀粉基粘合剂，以及根据此公开内容本领域技术人员容易得到的其它粘合剂和黏结剂。淀粉基粘合剂可回收，因此，可有利于本发明。
纤维板片40可具有介质42和挂面纸板44的各种不同构造中的任一种。例如，纤维板片40可以是单面46、单壁47、双壁48或三壁49。一方面，纤维板片40可具有挂面纸板44、槽纹介质85、挂面纸板44、槽纹介质85的组合。凹槽尺寸可以不同，挂面纸板的重量可以相异。纤维板片40可以具有本领域技术人员在浏览本公开内容时易于认识到的其它构造的介质42和挂面纸板44。
在其他构造中，纤维板片40可以具有构造为作为非槽纹实心单元的实心介质87的介质42。在此类实施方案中，纤维板片40可以只由介质42组成，或可具有层压结构，在所述层压结构中，层压可具有带指定朝向的纤维，从而使纤维板片40可具有至少一个承载轴线90。
纤维板片40可以限定第一表面52和第二表面53。纤维板片40也可以限定上表面56和下表面57以及第一端54和第二端55。当为了进行描述而对纤维板片40进行x、y、z坐标系定向时，第一表面52和第二表面53可为与x轴大致正交的平面。第一表面52可包括介质42或挂面纸板44，第二表面53也可包括介质42或挂面纸板44。
当如此定向时，纤维板片40的上表面56和下表面57可既包括介质42也包括挂面纸板44，并且可以被定向为与z轴大致正交。z轴可以大致平行于纤维板片40的承载轴线90。更具体地，在具有槽纹介质85的纤维板片40的实施方案中，z轴大致平行于凹槽轴线76，并且上表面56和下表面57包括凹槽70的开口端73。
纤维板片40的第一端54和第二端55可为与y轴大致正交的平坦表面，并且可既包括介质42也包括挂面纸板44。在具有构造为一系列凹槽70的介质42的纤维板片40的实施方案中，第一端54和第二端55可限定大致平行于凹槽轴线76的平坦表面。
纤维板片40的第一长度62和第二长度64可限定为如下情况，即，第一长度62为在第一端54和第二端55之间的距离，第二长度64为在上表面56和下表面57之间的距离。
内芯20可为处于层压状态的多个纤维板片40。为形成内芯20，纤维板片40可被设置为使得第一表面52和第二表面53以间隔开的平行朝向取向。纤维板片40可被定向而使第一端54被类似定向，第二端55被类似定向，上表面56被类似定向，并且下表面57被类似定向。每个纤维板片40被偏置而紧靠相邻的一个或多个纤维板片40。例如，第一纤维板片40的第二表面53被偏置紧靠第二纤维板片40的第一表面52。第二纤维板片40的第二表面53被偏置紧靠第三纤维板片40的第一表面52，以此类推。可以采用粘合剂而使得第一纤维板片40的第二表面53粘合到第二纤维板片40的第一表面52，以此类推，从而将纤维板片40层压进内芯20。
第一纤维板片40的第一表面52和最后一个纤维板片40的第二表面53各自限定第一内芯表面22和第二内芯表面23，并且为了便于说明，这两个表面可被定向为与x轴大致正交。为了便于说明，内芯上表面26和内芯下表面27可被定向为与z轴大致正交。内芯上表面26和内芯下表面27可以分别由层压的纤维板片40的上表面56和下表面57限定。第一内芯端24和第二内芯端25可以被定向为与y轴大致正交。第一内芯端24和第二内芯端25可以分别由层压的纤维板片40的第一端54和第二端55限定。
应该认识到，内芯20可以由具有介质42和挂面纸板44相同构造的纤维板片40构成，或者可以由具有介质42和挂面纸板44各种组合的纤维板片40的组合构成。例如，内芯20可以完全由具有C尺寸凹槽的槽纹介质85的单壁47纤维板片40构成。作为另一实例，内芯20可以被构造为具有A凹槽的单壁47槽纹介质85和具有F凹槽的槽纹介质85的双壁48的组合。还应该认识到，内芯20中的纤维板片40并无必要具有相同朝向。为了获得不同的机械特性，纤维板片40也可呈不同朝向。例如，内芯20可由一些具有槽纹介质85的纤维板片40层压而成。一些纤维板片40可被定向而使凹槽轴线76与z轴大致对准，同时可插入其他纤维板片40，其被定向而使凹槽轴线76与y轴大致对准。
在一些实施方案中，每个纤维板片40可具有大致类似的尺寸和几何形状。纤维板片40可被对齐而使第一纤维板片40的第一端54与第二纤维板片40的第一端54匹配，以此类推而接续。第二端55也类似地对齐。因此，在层压结构中，第一端54的接续限定了被构造为平坦表面的内芯第一端24，第二端55的接续限定了被构造为平坦表面的内芯第二端25。
在其他实施方案中，层压而构成内芯20的纤维板片40可具有不同的第一长度62。因此，在层压结构中的第一端54的接续可限定构造为曲面表面或其它表面构造的内芯第一端24，在层压结构中的第二端55的接续限定构造为曲面表面或其它表面构造的内芯第二端25。
第一纤维板片40的上表面56可以与第二纤维板片40的上表面56平行对齐，以此类推而接续，从而使多个纤维板片40的上表面56限定构造为平坦表面的内芯上表面26。在一些实施方案中，多个纤维板片40的下表面57可被类似地对齐，以限定构造为平坦表面的内芯下表面27。
在其他实施方案中，层压在一起形成内芯20的纤维板片40的第二长度64可针对第一长度62而改变，从而使下表面57弯曲抑或非平坦。例如，第一纤维板片40的上表面56可与第二纤维板片40的上表面56平行对齐，以此类推而接续，从而使多个纤维板片40的上表面56限定构造为平坦表面的内芯上表面26，同时下表面57的接续限定构造为拱形或其它不同形状的内芯下表面27，这些形状在某些应用中尤其具有结构优势。本领域技术人员在浏览本公开内容时也可易于明了其他实施方案。此外，纤维板片40的第一长度62、第二长度64和其它特性以及层压形成内芯20的纤维板片40的布置的选择是一个设计选择的问题，这种设计选择可取决于具体的设计要求，包括最终形成的结构件100要抵抗的力。由对纤维板片40进行层压而形成的内芯第一端24、内芯第二端25、内芯上表面26和内芯下表面27的构造也是设计选择的问题，这种设计选择取决于具体的设计要求。
内芯20也可以由单一纤维板片40通过将其围绕自身卷绕或缠绕而层压形成。替代地，接续的纤维板片40可将第二端55抵靠到第一端54。第二端55可通过粘合剂固定到第一端54。接续的纤维板片40然后可通过被卷绕或缠绕而被层压以形成内芯20。可以使用粘合剂将连续缠绕的层压结构相互固定。
然后包装物60被至少固定到内芯20的多个部分，从而至少封闭内芯20的多个部分以形成结构件100。包装物60可以由挂面纸板44、牛皮纸、或者如本领域技术人员在浏览本公开内容时将认识到的其它薄片材料制成。在包装物60中使用软木纸是有利的，因为软木纸往往具有高抗拉强度。包装物60可具有承载轴线90，其例如可对应于在包装物60中的纤维的方向定向，从而使包装物60在承载轴线90的方向上更能抵抗拉伸。多个包装物60可用于封闭内芯的多个部分以形成结构件100。在具有多于一个包装物60的结构件100的实施方案中，包装物60可由不同材料制成，或被以其他方式进行不同构造。
张力Tf可施加到包装物60。通过制动器或者由本领域技术人员在浏览本公开内容后所认知到的其它机械装置，包装物60被张力Tf拉紧而就位，然后在拉紧的同时固定到内芯20。如果包装物60具有关于张力Tf的承载轴线90，则包装物60可以沿着承载轴线90拉紧。张力Tf可大于例如由于将包装物从滚筒拉出而通常可呈现的张力。张力Tf可特别设计为，当包装物60固定于内芯20时，在内芯20中产生对应的压力。
然后在承受张力Tf的同时，包装物被固定到内芯。包装物60可以在张紧情况下采用一种或多种粘合剂固定于内芯20，包装物60可以在张紧情况下自身围绕内芯20用粘合剂固定，或者二者皆可。包装物60然后可保持处于张力Tf拉紧的状态，直到粘合剂有效固定或固化而使包装物在张紧情况下固定于内芯20。当固定于内芯20时，包装物60中的张力可使内芯20在对应的压力下就位，从而形成预加应力的结构件100。内芯20与包装物60组合而形成结构件100，该结构件100可以承受和传递应力与力矩。
结构件100包括内芯20和包装物60。结构件100可限定第一结构件表面102、第二结构件表面103、结构件第一端104、结构件第二端105、结构件上表面106以及结构件下表面107。为了便于说明，在矩形结构件100的情况下，x轴于是可正交于第一结构件表面102和第二结构件表面103，y轴可正交于结构件第一端和结构件第二端。第一结构件表面102、第二结构件表面103、结构件第一端104、结构件第二端105、结构件上表面106以及结构件下表面107，可各自大致对应于第一内芯表面22、第二内芯表面23、内芯第一端24、内芯第二端、内芯上表面26以及内芯下表面27。
包装物60可处于针对x轴、y轴、z轴或它们的组合而定向的张力Tf下。在包装物60上施加张力Tf会使包装物拉伸。在张力Tf下拉伸的包装物60可固定到内芯20的不同表面或表面组合。在包装物60固定于内芯20后，被拉伸的包装物60可挤压内芯20的至少一部分，从而在内芯20的至少一部分中产生压力。这就可以对内芯20的至少一部分预加应力。
可以将具有不同张力Tf的多个包装物60固定到内芯20。可以根据不同的结构和其他设计要求，选择在一个或多个包装物60中的张力Tf的朝向，以及一个或多个包装物60在张力Tf下所固定到的内芯20的表面，以在最终形成的结构件100中提供预应力。
在内芯20和包装物60内的至少部分中可以使用再生材料和可再生材料。在使用后，根据本发明的结构件100可以至少部分地可再生。结构件100可以具有另外的有用性能。例如，结构件100可以具有绝缘性能，可以具有吸音性能，可以比其它材料重量轻，还可以提供缓冲、减振及其它吸收冲击的性能。
结构件100可以进一步设计具有附加性能。例如，内芯20所用或包装物60所用或两者皆用的材料，可以至少部分地利用以下药剂进行处理，包括但不限于阻燃剂、杀虫剂、杀虫害剂、杀菌剂、以及用以抑制腐化的防水物质。具有此类特性的材料可以并入内芯20、包装物60，或并入两者。其他材料，如金属薄片、塑料、树脂浸渍纸、以及诸如纤维玻璃材料之类的其它纤维性材料，可以并入根据本发明的货运托盘10的多个方面，包括结构件100。
操作中，货运托盘10可用于以与标准木质托盘相同的方式来运输和储存材料。货运托盘10至少部分地可由结构件100构成。当货运托盘10使用寿命终结时，货运托盘10可以至少部分地进行回收处理。本领域技术人员在浏览本公开内容时可认知到的其他装置，可以至少部分地由根据本发明的结构件100制造。
现在转向附图，图1A和1B中图示了本发明的包括至少部分由结构件100构成的货运托盘10的多个方面。图1A中图示的货运托盘10的实施方案具有被导板14隔开的上层板16和下层板17。上层板16由单一结构件100构成。下层板17也由单一结构件100构成。由根据本发明的结构件100形成的导板14介于上层板16和下层板17之间，并且将上层板16固定到下层板17。设计导板14的尺寸以适于例如使叉式升降机的叉齿可以穿过货运托盘10的上层板16与下层板17之间。负载可置于上层板16上，在货运托盘10上运输，且在货运托盘10上储存。在该实施方案中，货运托盘10由结构件100制成，结构件100可主要由可以再生的从而使货运托盘10可进行回收处理的材料制成。
在图1B中，图示了由结构件100形成的货运托盘10的实施方案。该实施方案中的货运托盘10具有固定到导板14的上层板16。上层板16由附接到纵梁122的多个结构件100形成。纵梁122接着固定于导板14。在该实施方案中，纵梁122和导板14由结构件100形成。在图1A和1B的实施方案中的结构件100，通过粘合剂压迫地，或通过各种紧固件，或通过上述组合互相固定而形成货运托盘10，如本领域技术人员在浏览本公开内容后认知到的。此外，基于本公开内容，本领域技术人员将认识到用于货运托盘10的各种其它构造，并且还将认识到木材、钢铁及其它材料可以代替用于所示实施方案中的一个或多个结构件100。例如，导板14可以由木材制成，上层板16由结构件100制成。
结构件100大致示于图2A中。为了便于说明，结构件100与所示的x，y，z坐标系大致对齐。如图所示，结构件100具有大致矩形形状以及矩形横截面，并且限定第一结构件表面102、第二结构件表面103、结构件第一端104、结构件第二端105、结构件上表面106、以及结构件下表面107。结构件100包括以包装物60包裹的内芯20。在结构件100的实施方案中，内芯第一端24和内芯第二端25不被包装物60覆盖，尽管在其它实施方案中内芯第一端24和内芯第二端25可被包装物60覆盖。在图示包装物60中的接缝66处包装物60接合于自身。在该图示中，包装物60的一部分被“剥开”以使内芯20的一部分显露出来，所显露的部分包括凹槽70在带有槽纹介质85的纤维板片40中的朝向，该实施方案中的内芯20由纤维板片40制成。
图2A所示的内芯20由多个具有槽纹介质85的单壁47纤维板片40构成，纤维板片40被设置为使得挂面纸板44以间隔开的平行朝向布置，且使介质42以间隔开的平行朝向布置。内芯20内的每个纤维板片40均偏置紧靠层压结构中相邻的一个或多个纤维板片40，如图所示。纤维板片40的上表面56被对齐以限定大致平坦的内芯上表面26，如图所示。纤维板片40的上表面与包装物60组合，限定结构件上表面106，在该实施方案中结构件上表面106也大致平坦。
内芯20的结构细节示于图2B中。如图所示，内芯20由一系列具有槽纹介质85的单壁47纤维板片40形成。本领域技术人员在浏览本公开内容后将理解，纤维板片40的其它构造，诸如例如单面46、双壁48和三壁49，以及具有介质42的各种或单独或组合的构造，均可用于构造内芯20。如图所示，第一纤维板片40的第二表面53固定于第二纤维板片40的第一表面52，以此类推，从而形成内芯20。槽纹介质85被定向，使得槽纹介质85的开口端73形成内芯上表面26和内芯下表面27，并且位于结构件上表面106和结构件下表面107下方。
如图2B所示，每个纤维板片40中的介质42被构造为槽纹介质85，槽纹介质85中的每个凹槽70均限定凹槽轴线76，因此，介质42中一系列的凹槽70限定一系列平行的凹槽轴线76。每个凹槽70被构造为围绕凹槽轴线76的柱体82，凹槽轴线76大致沿柱体82的长度穿过。在该实施方案中纤维板片40被定位使得在相应纤维板片中的凹槽70形成或多或少规则的图案。在附图中，凹槽轴线76形成大致线性且平行的连续系列，使得柱体82形成大致线性且平行的连续系列。由凹槽70形成的柱体82从内芯上表面26延伸至内芯下表面27，从而使施加到结构件上表面106并因此施加到内芯上表面26的负载可以被这些柱体82至少部分地支撑。因此，在该实施方案中，结构件上表面106和结构件下表面107或多或少正交于形成内芯20的纤维板片40的承载轴线90，使得例如施加到结构件上表面106的法向力将沿着该承载轴线90作用。
图2C中示出结构件100的截面，包括包装物60和内芯20。包装物60固定到内芯20以形成图示的结构件100。接着，内芯20成为一系列纤维板片40的层压结构，每个纤维板片包括至少一个固定到介质42的挂面纸板44。介质42形成一系列凹槽70。在该实施方案中，在纤维板片40的层压结构中的凹槽70形成从第一内芯表面22到第二内芯表面23横跨内芯20的大致规则的柱体82的连续系列，其可以支撑负载。
在图3A中示出单面46纤维板片40。在单面46纤维板片40的该实施方案中，挂面纸板44固定到构造为槽纹介质85的介质42的凹槽尖端72a、72c、72e。在图3B中示出单壁47纤维板片40。通过将槽纹介质85固定在第一挂面纸板44a和第二挂面纸板44b之间形成单壁47纤维板片40。凹槽70的凹槽尖端72a、72c固定到第一挂面纸板44a，凹槽70的凹槽尖端72b、72d固定到第二挂面纸板44b，呈交替图案，如图所示。双壁48纤维板片40具有固定在第一挂面纸板44a和第二挂面纸板44b之间的第一介质42a，以及固定在第二挂面纸板44b和第三挂面纸板44c之间的第二介质42b，如图3C所示。三壁49纤维板片40具有固定在第一挂面纸板44a和第二挂面纸板44b之间的第一介质42a、固定在第二挂面纸板44b和第三挂面纸板44c之间的第二介质42b、以及固定在第三挂面纸板44c和第四挂面纸板44d之间的第三介质42c，如图3D所示。上述纤维板片40的结构可以以各种方式组合以形成具有介质42和挂面纸板44的不同结构的纤维板片40。例如，纤维板片40可为两个单面46的组合，使得纤维板片40具有挂面纸板44、介质42、挂面纸板44、介质42的结构。在这样的纤维板片中，介质可以类似也可以相异，并且挂面纸板同样可以类似也可以相异。如本领域技术人员在浏览本公开内容后将认识到的，针对纤维板片的其它构造也可用于本发明中。
图3E示出了具有槽纹介质85的单壁47纤维板片40的一个实施方案的视图，该视图从凹槽70a、70b、70c的开口端73观察。如图所示，凹槽70a、70b、70c在挂面纸板44a、44b之间形成连续的拱形结构。介质42大致在凹槽尖端72a、72b、72c处固定于挂面纸板44，而凹槽尖端72a、72b、72c交替地依次固定到挂面纸板44a并固定到挂面纸板44b。挂面纸板44a和挂面纸板44b之间的间隙大致对应于凹槽70的弦高78。
图4A、4B和4C主要示出了根据本发明的结构件100的实施方案，所述实施方案包括结构件100的形成。图4A图示结构件100形成的分解图，如图所示，第一包装物60a和第二包装物60b施用于内芯20。在该实施方案中，内芯20是多个具有槽纹介质85的纤维板片40的层压结构。在此图示中为了便于说明凹槽轴线76被定向为与z轴大致平行。第二包装物60b在图示大致沿y轴的方向上的第二张力Tf2的作用下粘合施用于内芯上表面26。第一包装物60a在图示大致沿y轴的方向上的第一张力Tf1的作用下粘合施用于内芯下表面27。在该实施方案中，第一张力Tf1充分小于第二张力Tf2，并且第一张力Tf1事实上可忽略或大致为零。在其它实施方案中，第一张力Tf1和第二张力Tf2可以大致相等。在另一些实施方案中，第一张力Tf1可以充分大于第二张力Tf2，并且第二张力Tf2可忽略或大致为零。当包装物60a、60b在张力下固定到内芯20时，在第一包装物60a中的第一张力Tf1和在第二包装物60b中的第二张力Tf2会将下方的内芯20置于受压状态，从而对结构件100预加应力。在第一包装物60a中的第一张力Tf1与在第二包装物60b中的第二张力Tf2之间的差异会对最终形成的结构件100预加不同的应力，从而使最终形成的结构件100可以在某些朝向上更为有效地承载负载。
包装物60a、60b可以在连续的流动过程中施用于内芯20，如图所示，其上固定有包装物60a、60b的内芯20然后被切成预定长度。施用过程期间，第一张力Tf1和第二张力Tf2可以例如通过在纸幅上的制动行为来产生于包装物60a、60b上。
在一些实施方案中，第一包装物60a和第二包装物60b在被固定到内芯20之前，可以具有大致沿着x轴以及z轴或这两个方向的组合而朝向的张力Tf，该张力也可以沿着图4A所示的y轴而朝向，以便在最终形成的结构件100中产生不同的预应力。
图4B示出施用于内芯20的包装物60a、60b的俯视图。在此视图中，第二包装物60的一部分被去掉，以露出内芯20的包括凹槽70的开口端73的部分。该图示出了第一包装物60a中的第一张力Tf1和第二包装物60b中的第二张力Tf2关于形成内芯20的层压纤维板片40的朝向。在该实施方案中，第一包装物60a中的第一张力Tf1和第二包装物60b中的第二张力Tf2被定向为大致平行于构成内芯20的纤维板片40的第一长度62。与张力Tf1和Tf2各自正交的第三张力Tf3和第四张力Tf4也可以施加到包装物60a、60b，如图4B所示。在图示中第三张力Tf3和第四张力Tf4大致沿着x坐标方向朝向。当包装物60a、60b固定到内芯20时，包装物60a中的第三张力Tf3和包装物60b中的第四张力Tf4可沿着x坐标方向压迫内芯20，以防止槽纹介质85中柱体82屈曲失效。此外，当包装物60a、60b固定到内芯20时，第三张力Tf3可以具有在包装物60a的多个部分中大致沿着z坐标方向的朝向，第四张力Tf4也可以具有在包装物60b的多个部分中大致沿着z坐标方向的分量。因此，当包装物60a、60b固定到内芯20时，分别在包装物60a、60b中的第三张力Tf3和第四张力Tf4会沿着z坐标方向压缩内芯20。这就在结构件100中提供了z坐标方向分量的预应力。
在各实施方案中，如本领域技术人员在浏览本公开内容后可以认知到的，第一包装物60a和第二包装物60b可以受到不同张力Tf以及张力Tf组合的作用，并且可以使用具有处于不同方向上的张力Tf的附加包装物60c、60d，以便将应力施加于结构件100中。当固定到内芯20时，在包装物60或包装物60a、60b中的张力Tf可以具有在x、y和z方向上的分量，并且在内芯上产生相应的具有x、y和z方向分量的压力，从而在x、y和z方向上对结构件100预加应力。通过以不同方式张紧包装物60或包装物60a、60b，并将包装物60或包装物60a、60b在张力下固定到内芯20，从而使张力Tf作为对应的压力施加到内芯20上，就可以获得其它优势。
图4C示出了以第一包装物60a和第二包装物60b包裹的内芯20的正视分解图。在该实施方案中，第二包装物60b固定到内芯上表面26，且第二包装物60b的多个部分折叠并固定到第一内芯表面22且固定到第二内芯表面23。第一包装物60a覆盖第二包装物60b进行折叠，并粘接固定到内芯20和第二包装物60b，如图所示。在此特定的实施方案中，内芯20的一部分于是被覆盖以两层包装物60，并且在最终形成的结构件100中可形成两条接缝66。在其它实施方案中，如本领域技术人员在浏览本公开内容后将认知到的，内芯20可被包装物60以不同方式包裹，并且可具有多层包装物60和/或多层包装物60a、60b、60c。
根据本发明用于货运托盘10中的结构件100的其它形状示于图5A和5B中。在图5A中，包装物60的一部分被去掉，使得结构件100的在内芯20下方的一部分可见。形成内芯20的纤维板片40的槽纹介质85的开口端73面向结构件上表面106和结构件下表面107。在该实施方案中，形成内芯20的纤维板片40具有不同的第一长度62。连续的第一端54限定构造为曲面或其它表面构造的内芯第一端24，连续的第二端55限定构造为曲面或其它表面构造的内芯第二端25，内芯第一端24、第二端25与包装物60结合形成具有弯曲结构件第一端104和弯曲结构件第二端105的结构件100。结构件100的实施方案可例如用作货运托盘10中的导板14。
图5B示出了结构件100的另一实施方案。在图5B中，包装物60的一部分被去掉，使得结构件100的在内芯20下方的一部分可见。形成内芯20的纤维板片40的槽纹介质85的开口端73面向结构件上表面106和结构件下表面107。在该实施方案中，结构件的内芯20由多个纤维板片40层压构成，其中纤维板片40的第二长度64沿着纤维板片40的第一长度62的方向变化，以在纤维板片40中形成弯曲的下表面57。由这些纤维板片40层压而成的内芯20具有拱形内芯下表面27。不同的张力Tf可施加到包装物60，并且包装物60在张力下固定到内芯20，以便对最终形成的结构件100预加应力。如图所示最终形成拱形的被预加应力的结构件100。
可以在结构件100中加入额外的元件，以便增强结构件100的性能。例如，图5C示出了包含木片132的结构件100的一个实施方案的截面图。在该实施方案中，内芯20由具有槽纹介质85的一系列纤维板片40层压而成。包装物60a和60b在张力下分别在内芯上表面26和内芯下表面27固定于内芯20。木片132然后固定到包装物60a，木片132可以是木质板或一系列木质板、胶合板、饰面板、粗纸板或其它类似材料。在结构件100的该实施方案中木片132的加入可以增加结构件100的强度。结构件100的该实施方案可特别地用于导板14。构造有此导板14的托盘10可以用于轨道传送(racking)。
图6示出将单纤维板片40通过使其围绕自身卷绕或缠绕而层压形成的内芯20的实施方案。在该特定的实施方案中带有槽纹介质85的单面46纤维板片40用于构造内芯20。凹槽70的开口端73限定内芯上表面26。诸如在内芯第一端24和内芯第二端25处的弯曲表面，和诸如在内芯第一表面22和内芯第二表面23处的平坦表面可以通过将纤维板片围绕自身卷绕形成，如图所示。一个或多个在张力下的包装物60然后固定到根据此实施方案的内芯20，以形成结构件100。
图7A和7B示出了根据本发明的多个方面的货运托盘10，所述货运托盘10包括上层板16、下层板17、以及导板14a、14b这些方面。如图7A的分解正视图中所示，导板14a、14b可以由一些结构件100形成。在该实施方案中，结构件100a、100e固定到上层板16。包装物60a固定到上层板16的多个部分，并固定到结构件100a、100e的多个部分，如图所示。包装物60a可以将结构件100a、100e至少局部地固定到上层板16。结构件100b、110f固定到下层板17。包装物60b固定到下层板17的多个部分并固定到结构件100a、100e的多个部分，如图所示。包装物60b可以将结构件100b、100f至少局部地固定到下层板17。包装物60a、60b介于上层板16和下层板17之间，并且可在上层板16和下层板17之间形成隔板。结构件100a、100b通过插入的包装物60a、60b相互固定，如图所示，并且结构件100c、100d通过插入的包装物60a、60b固定到结构件100a、100b，以形成导板14a。类似地，结构件100e、100f通过插入的包装物60a、60b相互固定，如图所示，并且结构件100g、100h通过插入的包装物60a、60b固定到结构件100e、100f，以形成导板14b，如图所示。
图7B示出了根据本发明多个方面的货运托盘10的正视图，所述货运托盘包括上层板16、下层板17、和导板14a、14b。如图所示，导板14a可为结构件100a、100b、100c、100d和包装物60a、60b的组合。包装物60a、60b与结构件100a、100b的组合可被施加压力或通过粘合剂或各种紧固件或二者结合，固定于结构件100c、100d之间。类似地，导板14b可为结构件100e、100f、100g、100h和包装物60a、60b的组合。包装物60a、60b与结构件100e、100f的组合可被施加压力或通过粘合剂或各种紧固件或二者结合，固定于结构件100g、100h之间。
本发明还提供了主要由纸和纸制品来形成货运托盘10的方法。此方法包括提供一个或多个纤维板片40和包装物50。然后通过层压一个或多个纤维板片40而由该一个或多个纤维板片40形成内芯20。然后将张力Tf施加于包装物60，将包装物60在张力下固定于内芯20的至少一部分，以形成结构件100。在一些方法中，张力Tf可施加到多个包装物60，随后将包装物60在承受张力Tf的同时固定到内芯20的不同的多个部分。彼此正交朝向的多个张力Tf可施加到一个或多个包装物60上，所述一个或多个包装物60在张力下固定于内芯20。最终形成的结构件100然后用来形成货运托盘20的至少一部分。
以上论述仅公开和说明了本发明的一些示例性的实施方案。在浏览本说明书后，本领域技术人员将易于从此论述、附图及权利要求中获知，在不偏离如下文权利要求中所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种变化、修改和变型。

Claims (19)

1.一种结构件(100)，包括：
内芯(20)，所述内芯(20)由多个槽纹纤维板片(40)层压限定且具有上表面(26)和下表面(27)，其特征在于，所述纤维板片的凹槽(70)限定承载柱体(86)；
板片材料(60，60a，60b)，所述板片材料(60，60a，60b)在张力下覆盖固定到所述内芯(20)的上表面(26)和下表面(27)中的至少一个，所述内芯(20)的上表面(26)和下表面(27)和所述板片材料(60，60a，60b)是纤维素基材料，且在张力(Tf，Tf1-Tf4)下粘合施用于所述内芯(20)的上表面(26)和所述内芯下表面(27)中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的结构件(100)，其中所述纤维板片(40)具有至少一个挂面纸板(44)以及至少一个槽纹介质(42)，所述槽纹介质的凹槽轴线(76)大致垂直于所述内芯下表面(27)和所述内芯上表面(26)。
3.根据权利要求1或2所述的结构件(100)，其中所述纤维板片(40)包括由软木纸浆形成的挂面纸板(44)以及由硬木纸浆形成的槽纹介质(42)。
4.根据前述任一项权利要求所述的结构件(100)，其中所述纤维板片(40)粘合在一起。
5.根据前述任一项权利要求所述的结构件(100)，其中所述板片材料(60，60a，60b)包含有第一板片和第二板片，所述第一板片(60a)在张力下固定于所述内芯下表面，所述第二板片(60b)在张力下固定于所述内芯上表面。
6.根据权利要求5所述的结构件(100)，其中所述第一和第二板片(60a，60b)具有沿不同轴线(x，y；图4B)方向的张力(Tf1，Tf2；Tf3，Tf4)。
7.根据权利要求5所述的结构件(100)，其中所述第一和第二板片(60a，60b)被双向地张紧。
8.根据前述任一项权利要求所述的结构件(100)，其中所述板片材料(60)是纸。
9.根据前述任一项权利要求所述的结构件(100)，包括矩形平行面体的形状。
10.根据前述任一项权利要求所述的结构件(100)，其被形成为货运托盘的上层板(16)和导板(100)中的至少一个的一部分，其中所述上层板(16)包括板片材料(60，60a，60b)和如前述任一项权利要求所述的、由多个槽纹纤维板片(40)层压限定的内芯(20)。
11.根据前述任一项权利要求所述的结构件(100)，其中所述内芯(20)包含防水物质。
12.根据前述任一项权利要求所述的结构件(100)，其中所述板片材料(60，60a，60b)包含防水物质。
13.根据前述任一项权利要求所述的结构件(100)，其中板片材料(60，60a，60b)在张力(Tf，Tf1-Tf4)下粘性地施用至所述内芯(20)的上表面(26)和下表面(27)中的至少一个。
14.一种形成结构件(100)的方法，包括：
通过层压槽纹纤维板片(40)而形成内芯(20)，该内芯具有包括凹槽的开口端(73)的上表面(26)和下表面(27)；
对至少一个纤维素基材料板片(60，60a，60b)施加张力；以及
通过将所述板片或板片(60，60a，60b)在张力下至少固定于所述于内芯(20)而形成结构件(100)。
15.根据权利要求14所述的方法，包括在所述内芯(20)的上表面(26)和下表面(27)中的至少一个上将所述板片(60)在张力下固定至所述内芯(20)。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述至少一个板片包括第一和第二板片(60a，60b)，所述第一板片(60a)在张力下被固定至所述内芯(20)的下表面(27)，所述第二板片(60b)在张力下被固定至所述内芯(20)的上表面(26)。
17.根据权利要求14、15或16的方法，其中所述纤维板片具有至少一个挂面纸板(44)以及至少一个槽纹介质(42)，所述槽纹介质的凹槽轴线(76)大致垂直于所述内芯下表面(27)和所述内芯上表面(26)。
18.根据权利要求14、15、16或17的方法，其中所述结构件(100)是托盘的上层板(16)的至少一部分。
19.一种结构件，包括：
内芯，限定至少第一内芯表面、第二内芯表面、内芯下表面和内芯上表面，以及
包装物，包括纤维素基材料，且在张力下覆盖固定到所述内芯的第一内芯表面、第二内芯表面、内芯下表面或内芯上表面中的至少一个的至少一部分。
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