DE20312981U1 - Structure plate made of lightweight material - Google Patents
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Description
G 22605 - rvdls 11. August 2003G 22605 - rvdls August 11, 2003
WF Wabenfabrik GmbH, 09114 Chemnitz Strukturplatte aus LeichtbaumaterialWF Wabenfabrik GmbH, 09114 Chemnitz Structural panel made of lightweight material
Die Erfindung betrifft eine Strukturplatte aus Leichtbaumaterial, mit einer Vielzahl aneinander angrenzender Trennwände, die eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden, sich zwischen der Platten-Oberseite und der Platten-Unterseite erstreckenden, hohlen Strukturzellen definieren.The invention relates to a structural panel made of lightweight material, with a plurality of adjacent partition walls which define a plurality of adjacent hollow structural cells extending between the top and bottom of the panel.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der US 6,372,322 Bl, sind Strukturplatten mit wabenartiger Struktur bekannt, die aus Wellpappe hergestellt werden. Sie haben einerseits ein relativ geringes Gewicht und sind andererseits aufgrund der Vielzahl in Dickenrichtung der Strukturplatte offenen Strukturzellen druckstabil, sodass derartige Wabenplatten vor allem im Automobilbau gewichtssparend verbaut werden können.From the state of the art, for example from US 6,372,322 Bl, structural panels with a honeycomb structure made of corrugated cardboard are known. On the one hand, they are relatively light and, on the other hand, they are pressure-stable due to the large number of open structural cells in the thickness direction of the structural panel, so that such honeycomb panels can be installed in a weight-saving manner, especially in automobile construction.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strukturplatte der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die im Vergleich zu herkömmlichen Strukturplatten universeller einsetzbar ist.The object of the invention is to create a structural plate of the type mentioned at the beginning, which can be used more universally than conventional structural plates.
Diese Aufgabe wird durch eine Strukturplatte mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.This object is achieved by a structural plate having the features of independent claim 1. Further developments of the invention are presented in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Strukturplatte ist gekennzeichnet durch wenigstens zwei Bereiche, die aus voneinander verschiedenem Material hergestellt sind und/oder verschiedene Dicken und/oder verschiedene Grammaturen und/oder verschiedene Strukturarten aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich bei den wenigstens zwei Bereichen um solche, die in der Fläche aneinandergesetzt sindThe structural plate according to the invention is characterized by at least two areas which are made of different materials and/or have different thicknesses and/or different grammages and/or different types of structure. The at least two areas are preferably those which are placed together in the surface
Dadurch ist es möglich, verschiedene Bereiche der Strukturplatte an verschiedene Anforderungen eines die Strukturplatte enthaltenden End- bzw. Fertigteils anzupassen. Es lassen sich also Steifigkeit, Festigkeit und Verformbarkeit in Teilbereichen der Strukturplatte gezielt einstellen. Es ist beispielsweise möglich, die Kanten der Strukturplatte mit einem Material höherer Grammatur auszubilden, sodass in diesem Bereich eine höhere Festigkeit erzielt wird, was beispielsweise eine Befestigung an peripheren Bauteilen ermöglicht.This makes it possible to adapt different areas of the structural plate to different requirements of a final or finished part containing the structural plate. This means that the rigidity, strength and deformability of certain areas of the structural plate can be specifically adjusted. For example, it is possible to form the edges of the structural plate with a material of higher grammage so that greater strength is achieved in this area, which enables attachment to peripheral components, for example.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung handelt es sich bei dem Leichtbaumaterial um Pappe, insbesondere Wellpappe und/oder Papier und/oder Kunststoff. Es ist also beispielsweise eine Strukturplatte mit wenigstens einem Bereich aus Pappe und mindestens einem Bereich aus Kunststoff denkbar, wobei dieIn a further development of the invention, the lightweight material is cardboard, in particular corrugated cardboard and/or paper and/or plastic. For example, a structural plate with at least one area made of cardboard and at least one area made of plastic is conceivable, whereby the
sich im Material unterscheidenden Bereiche ganz unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Biegeelastizität oder dergleichen aufweisen können. Es sind jedoch auch andere Leichtbaumaterialien einsetzbar, beispielsweise Magnesium und/oder Aluminium und/oder Legierungen hiervon.areas of different materials can have very different properties in terms of strength, flexural elasticity or the like. However, other lightweight materials can also be used, for example magnesium and/or aluminum and/or alloys thereof.
Bei der Strukturart der Strukturplatte handelt es sich vorzugsweise um eine Wabenstruktur und/oder um eine Wellenstruktur, das heißt, die durch die Trennwände definierten, hohlen Strukturzellen haben die Form von Waben und/oder je nach Betrachtungsweise Wellenbergen oder -tälern. Eine Wellenstruktur kann beispielsweise durch linear verlaufende Trennwände bzw. Materialstränge gebildet werden, zwischen denen wenigstens eine wellenartig verlaufende Trennwand angeordnet ist. Es sind beispielsweise Strukturplatten einsetzbar, die wenigstens einen Bereich mit Wabenstruktur und wenigstens einen anderen Bereich mit Wellenstruktur aufweisen. Es ist auch möglich, zwei oder mehr Bereiche mit unterschiedlich ausgerichteten Wellenrichtungen vorzusehen, beispielsweise wenigstens einen Bereich mit in Platten-Querrichtung und wenigstens einen Bereich mit in Platten-Längsrichtung ausgerichteten Wellen. Es sind auch andere Strukturarten möglich, beispielsweise Strukturzellen in Form von Rechtecken, Quadraten, Rauten oder dergleichen.The type of structure of the structural plate is preferably a honeycomb structure and/or a wave structure, i.e. the hollow structural cells defined by the partition walls have the shape of honeycombs and/or, depending on the point of view, wave crests or valleys. A wave structure can be formed, for example, by linear partition walls or material strands, between which at least one wave-like partition wall is arranged. For example, structural plates can be used which have at least one area with a honeycomb structure and at least one other area with a wave structure. It is also possible to provide two or more areas with differently aligned wave directions, for example at least one area with waves aligned in the transverse direction of the plate and at least one area with waves aligned in the longitudinal direction of the plate. Other types of structure are also possible, for example structural cells in the form of rectangles, squares, diamonds or the like.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist im Leichtbaumaterial der Strukturplatte ein Verstärkungsmaterial eingelagert,In a further development of the invention, a reinforcing material is embedded in the lightweight material of the structural plate,
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vorzugsweise in Form von Metalleinlagerungen. Bei den Metalleinlagerungen kann es sich um Metallfäden und/oder -fasern handeln. Durch die Metalleinlagerungen lässt sich die Festigkeit, insbesondere die Druckstabilität der Strukturplatte weiter erhöhen. Es sind jedoch auch andere, metallfremde Einlagerungen einsetzbar, beispielsweise Verstärkungsmaterial in Form von Kohlefasern oder dergleichen.preferably in the form of metal inclusions. The metal inclusions can be metal threads and/or fibers. The metal inclusions can further increase the strength, in particular the pressure stability of the structural plate. However, other non-metal inclusions can also be used, for example reinforcing material in the form of carbon fibers or the like.
Das Leichtbaumaterial der Strukturplatte kann eine Grammatur aufweisen, die im Bereich von 30 g/m2 bis 400 g/m2, insbesondere im Bereich von 50 g/m2 bis 300 g/m2, liegt. Es kann also beispielsweise ein Strukturplatte mit einem Bereich hoher Grammatur und einem Bereich niederer Grammatur eingesetzt werden, wobei im Bereich hoher Grammatur eine relativ hohe Druckstabilität und relativ große Biegesteifigkeit und im Bereich niederer Grammatur eine bessere Verformbarkeit gegeben ist. Zur Erzielung höherer oder niedererer Grammaturen kann beispielsweise der Querschnitt der Strukturzellen vergrößert oder verkleinert werden, beispielsweise in der Art, dass die Wellengröße vergrößert oder verkleinert wird. Bei einer wellenartigen Strukturplatte kann die Wellengröße im Bereich von 0,3 bis 6 mm, insbesondere im Bereich von 0,4 bis 5 mm, liegen. The lightweight material of the structural plate can have a grammage in the range from 30 g/m 2 to 400 g/m 2 , in particular in the range from 50 g/m 2 to 300 g/m 2 . For example, a structural plate with a high grammage area and a low grammage area can be used, with the high grammage area providing relatively high pressure stability and relatively high flexural rigidity and the low grammage area providing better deformability. To achieve higher or lower grammages, the cross-section of the structural cells can be increased or decreased, for example by increasing or decreasing the corrugation size. In the case of a corrugated structural plate, the corrugation size can be in the range from 0.3 to 6 mm, in particular in the range from 0.4 to 5 mm.
Besonders bevorzugt ist es, verschiedene Bereiche der Strukturplatte mit verschiedenen Stärken bzw. Dicken auszubilden. Es sind beispielsweise Strukturplatten einsetzbar, die eineIt is particularly preferred to form different areas of the structural plate with different strengths or thicknesses. For example, structural plates can be used that have a
Stärke im Bereich von 3 mm bis 80 mm, insbesondere im Bereich von 4 mm bis 65 mm, haben.Thickness in the range of 3 mm to 80 mm, in particular in the range of 4 mm to 65 mm.
Die Strukturplatte kann wenigstens einen Abschnitt aus relativ stark verformbarem Material aufweisen, das zur Anpassung bzw. Anformung an die Kontur eines wenigstens teilweise umzuformenden Körpers vorgesehen ist. Es kann beispielsweise an den Verformungsstellen ein gegenüber dem Rest der Strukturplatte weicheres, biegeelastischeres Material eingesetzt werden, so dass eine Anpassung an die Kontur des aufzunehmenden Körpers möglich ist.The structural plate can have at least one section made of a relatively highly deformable material that is intended to adapt or mold to the contour of a body that is to be at least partially reshaped. For example, a softer, more flexible material can be used at the deformation points than the rest of the structural plate, so that adaptation to the contour of the body to be accommodated is possible.
Besonders bevorzugt ist es, die Strukturplatte als Kraftfahrzeugbauteil auszugestalten, beispielsweise als Innenraumbauteil, insbesondere als Teil einer Hutablage oder als Kofferraumbauteil, insbesondere als Teil eines Unterbodens für ein Ersatzrad. Alternativ ist es möglich, die Strukturplatte als Teil eines Innenfutters einer Fahrzeugtür vorzusehen.It is particularly preferred to design the structural plate as a motor vehicle component, for example as an interior component, in particular as part of a parcel shelf or as a trunk component, in particular as part of an underbody for a spare wheel. Alternatively, it is possible to provide the structural plate as part of an inner lining of a vehicle door.
Bevorzugt ist die Strukturplatte Teil eines Verbundes, wobei sich auf der Platten-Oberseite und/oder Unterseite noch wenigstens eine, insbesondere geschlossene Deckschicht befindet, beispielsweise ein textiles Deckmaterial.Preferably, the structural plate is part of a composite, wherein at least one, in particular closed, cover layer, for example a textile cover material, is located on the top and/or bottom of the plate.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:Preferred embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail below. The drawings show:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strukturplatte, Fig. 1 is a perspective view of a first embodiment of the structural plate according to the invention,
Fig. la eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X von Fig. l, wobei eine Strukturzelle der Strukturplatte gezeigt ist,Fig. la is an enlarged view of detail X of Fig. l, showing a structural cell of the structural plate,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Strukturplatte in schematischer Darstellung undFig. 2 shows a second embodiment of the structural plate in a schematic representation and
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Strukturplatte in schematischer Darstellung.Fig. 3 shows a third embodiment of the structural plate in a schematic representation.
Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strukturplatte 11. Die Strukturplatte 11 besitzt eine Vielzahl aneinander angrenzender Trennwände 12, 13, die eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden, sich zwischen der Platten-Oberseite 14 und der Platten-Unterseite 15 erstreckenden, hohlen Strukturzellen 16 definieren. Beim ersten Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von linear und parallel zueinander verlaufenden Trennwänden 12 vorgesehen, wobei zwischen jeweils zwei linear verlaufenden Trennwänden 12 eine wellenartig verlaufende Trennwand 13 angeordnet ist. Eine solche Struktur kann auch als "stehende Welle" bezeichnet werden.Fig. 1 shows a preferred embodiment of the structural plate 11 according to the invention. The structural plate 11 has a plurality of adjacent partition walls 12, 13, which define a plurality of adjacent hollow structural cells 16 extending between the plate top 14 and the plate bottom 15. In the first embodiment, a plurality of linear and parallel partition walls 12 are provided, with a wave-like partition wall 13 being arranged between each two linear partition walls 12. Such a structure can also be referred to as a "standing wave".
Wie in Fig. la dargestellt, wird eine Strukturzelle 16 von jeweils zwei Trennwandabschnitten 13a, 13b der wellenartigAs shown in Fig. la, a structural cell 16 is formed by two partition wall sections 13a, 13b of the wave-like
verlaufenden Trennwand 13 und einem Trennwandabschnitt 12a der linear verlaufenden Trennwand 12 gebildet.extending partition wall 13 and a partition wall section 12a of the linearly extending partition wall 12.
Die Strukturplatte Il besitzt wenigstens zwei Bereiche 17, 18 mit voneinander verschiedenen Eigenschaften. Dies ist im ersten Ausführungsbeispiel beispielhaft dadurch dargestellt, dass zwei Bereiche 17, 18 unterschiedlicher Grammatur und Dicke dargestellt sind. Während der in Fig. 1 in der linken Bildhälfte dargestellte Bereich 17 relativ weit voneinander beabstandete, linear verlaufende Trennwände 12 und dazwischen liegende, relativ weit geschwungene wellenartige Trennwände 13 aufweist, besitzt der in Fig. 1 in der rechten Bildhälfte dargestellte Bereich 18 lineare Trennwände 12, die eng beieinander liegen, und wellenartige Trennwände 13, bei denen der Abstand zwischen zwei Wellenbergen relativ klein ist. Dies bewirkt, dass der weitgewellte Bereich 17 eine niedrige und der enggewellte Bereich 18 eine hohe Grammatur bzw. ein hohes Flächengewicht aufweist. Der Bereich 18 mit hoher Grammatur hat gegenüber dem Bereich 17 mit relativ niedriger Grammatur eine größere Steifigkeit oder Festigkeit, jedoch eine geringere Verformbarkeit, insbesondere Biegeelastizität. Der enggewellte Bereich 18 kann beispielsweise zur Verstärkung der Kanten der Strukturplatte 11 eingesetzt werden, während der weitgewellte Bereich 17 zur Anpassung an einen aufzunehmenden Körper verformt werden kann. Beispielsweise ist es möglich, im Bereich 17 mit niedriger Grammatur eine Mulde einzuformen, die an die Form eines Ersatzrades angepasst ist.The structural plate II has at least two areas 17, 18 with different properties. This is shown by way of example in the first embodiment by showing two areas 17, 18 of different grammage and thickness. While the area 17 shown in the left half of the image in Fig. 1 has relatively widely spaced, linear partition walls 12 and relatively widely curved, wave-like partition walls 13 between them, the area 18 shown in the right half of the image in Fig. 1 has linear partition walls 12 that are close together and wave-like partition walls 13 in which the distance between two wave crests is relatively small. This means that the widely corrugated area 17 has a low grammage and the narrowly corrugated area 18 has a high grammage or a high basis weight. The area 18 with a high grammage has greater rigidity or strength than the area 17 with a relatively low grammage, but less deformability, in particular bending elasticity. The tightly corrugated area 18 can be used, for example, to reinforce the edges of the structural plate 11, while the wide corrugated area 17 can be deformed to adapt to a body to be accommodated. For example, it is possible to form a recess in the low grammage area 17 that is adapted to the shape of a spare wheel.
Es ist natürlich auch möglich, den enggewellten Bereich 18 zu verformen, dies ist jedoch auf Grund dessen höherer Biegesteifigkeit schwieriger als beim weitgewellten Bereich 17. Die einzelnen Bereiche 17,18 der Strukturplatte 11 können mit einem Klebemittel miteinander verbunden werden.It is of course also possible to deform the tightly corrugated area 18, but this is more difficult than the wide corrugated area 17 due to its higher bending stiffness. The individual areas 17, 18 of the structural plate 11 can be connected to one another with an adhesive.
Die Fig. 2 und 3 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Strukturplatte 11. Gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es möglich, Bereiche mit verschiedenen Strukturarten miteinander zu kombinieren, beispielsweise wenigstens einen wellenartig ausgebildeten und wenigstens einen wabenartig ausgebildeten Bereich 17, 18. Es ist auch, wie in Fig. 3 gezeigt, möglich, verschiedene Bereiche miteinander zu kombinieren, bei denen die Strukturen unterschiedlich ausgerichtet sind, beispielsweise die Wellen einmal in die Längsund einmal in die Querrichtung der Strukturplatte 11 verlaufen. 2 and 3 show further embodiments of the structural plate 11. According to the embodiment shown in Fig. 2, it is possible to combine regions with different types of structure with one another, for example at least one wave-like region and at least one honeycomb-like region 17, 18. It is also possible, as shown in Fig. 3, to combine different regions with one another in which the structures are aligned differently, for example the waves run once in the longitudinal direction and once in the transverse direction of the structural plate 11.
Zusätzlich sind noch andere, nicht dargestellte Ausführungsbeispiele der Strukturplatte 11 denkbar, beispielsweise Bereiche mit voneinander verschiedenen Materialien vorzusehen. Beispielsweise könnte ein Bereich aus Pappe und ein anderer Bereich aus Kunststoff sein.In addition, other embodiments of the structural plate 11, not shown, are conceivable, for example providing areas with different materials. For example, one area could be made of cardboard and another area of plastic.
Es ist auch möglich in das Leichtbaumaterial der Strukturplatte 11 ein Verstärkungsmaterial einzulagern, beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt, in Form von Metallfäden 19. Da-It is also possible to incorporate a reinforcing material into the lightweight material of the structural plate 11, for example as shown in Fig. 1, in the form of metal threads 19.
durch kann die Festigkeit bzw. Biegesteifigkeit erhöht werden. The strength or flexural rigidity can be increased.
Grundsätzlich besitzt die Strukturplatte 11 also Bereiche,
die ganz unterschiedliche Eigenschaften besitzen, so dass eine einzelne Strukturplatte 11 ganz unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden kann. Dies macht die Strukturplatte 11 zu einem Multifunktionsbauteil.Basically, the structural plate 11 has areas
which have very different properties, so that a single structural plate 11 can meet very different requirements. This makes the structural plate 11 a multifunctional component.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20031211 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20060926 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20090924 |
|
| R158 | Lapse of ip right after 8 years |
Effective date: 20120301 |