DE4118354A1

DE4118354A1 - Biegesteife formung schichtfoermiger materialien

Info

Publication number: DE4118354A1
Application number: DE19914118354
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: DOERKEN MALTE DIPL ING
Current assignee: DOERKEN MALTE DIPL ING
Priority date: 1991-06-01
Filing date: 1991-06-01
Publication date: 1992-01-02

Description

Die Erfindung betrifft die versteifende Durchformung schicht förmiger Materialien, insbesondere für Metalle, Kunststoffe und vorwiegend zugfeste Mischwerkstoffe (Faserverbundstoffe).

Durch die Ausformungen kann die gleiche Biegesteifigkeit in jeder Belastungsrichtung erreicht werden. Durch die versteifende Wirkung der Ausformungen kann eine höhere Festigkeit von Konstruk tionen aus diesen Platten und Formteilen erreicht werden. Dadurch kann eine Material- und Gewichtsersparnis erreicht werden.

Wellblech z. B. erfüllt den Anspruch der Biegesteifigkeit nur in einer Richtung. Sickung und Kalottierung von Blech nutzen die Materialmöglichkeiten nur begrenzt. Diese Versteifungen wirken meistens nur in einer Hauptrichtung, so daß für jede Konstruktion besondere Sicken entworfen werden müssen. Für die Versteifung in jeder Beanspruchungsrichtung müssen mehrere Platten kombiniert werden oder die erreichte Steifigkeit, wie z. B. beim Kalotten blech aus rhombenförmig angeordneten Kugeloberflächenabschnitten erscheint im Verhältnis zur Schichthöhe zu gering.
(s. a. Merkblatt 350, Versteifung von Stahlblechteilen, Beratungs stelle für Metallverwendung, Düsseldorf, 1. Auflage 1971)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer Flächen verformung eine optimale Versteifung in jeder Beanspruchungs richtung zu erreichen. Die Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß in sich steife konvexe Rundflächen, (Kugeloberflächen ausschnitten weitgehend ähnlich), durch ihre Anordnung nur ungerade, versteifende Kehlen bilden, so daß in jeder Schnittlinie des schichtförmigen Bauteils keine Knickgerade erscheint. Die Kugeloberflächenauschnitte mit im Mittel 90 Grad messendem Winkel bilden das Optimum der Versteifung sowohl für Torsions-, als auch Druck- und Zugbelastungen.

Die gleichartige Verfaltung benachbarter Rundflächen kann die Schichthöhe des Bauteils verringern, ohne die statischen Eigenschaften zu verschlechtern. Die Faltensegmente bestehen dabei vorzugsweise aus zweiachsig gekrümmten Flächen. Die Falten bilden mit den Falten der benachbarten Fläche wieder versteifende Kanten bzw. Kehlen.

Zur Herstellung von Mehrschichtenplatten und zur Verbindung mit anderen Bauteilen können die oberen und unteren Ausformungen der Schicht z. B. abgeplattet sein.

Bei auf das Material abgestimmter Schichtdicke, Form und Zuschnitt der Rundformen wird eine optimale Biegesteifigkeit in jeder Belastungsrichtung erreicht, so daß sich eine Material- und Gewichtsersparnis ergibt.

Verwendungsvorschläge:
Metall: Bleche, Verkleidungen und tragende Strukturen, Wärmetauscher, Sandwichplatten, individ. Versteifung von Formteilen aller Art, Karosserien, Behälter, Rohre;
Kunststoffe: wie Metalle, (mehrschichtige) Acrylfenster, Verpackungsbehälter, Folien, Isolierplatten;
Holz: Spanplatten, mehrschichtig; Pappe, mehrschichtig.

Sechs Ausführungsbeispiele sind in der Abbildung dargestellt.

Fig. 1 bzw. 1a zeigen die Draufsicht bzw. die Seitenansicht einer Platte aus dreieckigen Rundflächen, Fig. 2 bzw. 2a entsprechend aus quadratischen und Fig. 3 bzw. 3a aus sechs eckigen Rundflächen. Fig. 4 bzw. 4a zeigen die Draufsicht und die Seitenansicht einer verfalteten Schicht, die aus dem Raster der Fig. 2 abgeleitet ist. Durch die Verfaltung entsteht eine geringere Bauteilhöhe. Die Fig. 5 bzw. 6 zeigen Schnitte durch ein konkav bzw. konvex geformtes Rohr.

Der Maßstab bestimmt sich aus der Anwendung.

Vorgeschlagen wird eine Schichtdicke von ¹/₁₀₀ des Rundkörper durchmessers bis zu einem Zehntel der Schichthöhe.

Claims

1. Biegesteife Formung schichtförmiger Materialien, gekennzeichnet dadurch, daß eine Erhöhung insbesondere der Biegesteifigkeit mit Hilfe der Ausformung in regelmäßig und/oder unregelmäßig angeordnete regelmäßig und/oder unregelmäßig konvexe Rundflächen, die zusätzlich in sich konkav verfaltet sein können, und die sich an ihren Kehlen nicht als Gerade berühren bzw. durchdringen, erreicht wird. Benachbarte konvexe Rundflächen bilden also gekrümmte Kehlen, die im Regelfall einen durchschnitt lichen Winkel von 90 Grad aufweisen. Die Ausformungen können mit technisch und ästhetisch begründbaren geringfügigen Änderungen, wie z. B. Abplattungen und daraus entstehende Kanten, versehen sein.

2. Biegesteife Formung schichtförmiger Materialien nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine statisch günstige Ausformung aus regelmäßig angeordneten (ggf. gleichschenkligen und/oder gleich winkligen) Dreiecken und/oder Rechtecken und/oder Sechsecken und/oder Achtecken aus Oberflächenausschnitten idealerweise einer Kugel besteht.

3. Biegesteife Formung schichtförmiger Materialien nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausformungen auch für die Wandungen von dreidimensionalen Körpern, wie z. B. kasten-, rohr- und bauchförmigen, statische Verbesserungen ergeben kann.

4. Biegesteife Formung schichtförmiger Materialien nach Anspruch 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Schicht regelmäßig und/oder unregelmäßig mit Öffnungen (z. B. gestanzten Löchern) versehen ist.