ITMI981444A1 - SANDWICH SHEET WITH PROFILE SOUL - Google Patents
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Description
Titolo: "LASTRA A SANDWICH CON ANIMA PROFILATA ” Title: "SANDWICH SHEET WITH PROFILED CORE"
TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION
L’invenzione riguarda una lastra a sandwich con anima profilata e strato di copertura superiore ed inferiore, in particolare costituita da depositi di fibre, in cui sono previste traverse resistenti al taglio, e un procedimento per la produzione della lastra a sandwich. The invention relates to a sandwich sheet with a profiled core and upper and lower covering layer, in particular consisting of fiber deposits, in which cut resistant crosspieces are provided, and a process for the production of the sandwich sheet.
L’impiego di strutture in compositi di fibra di grande superficie nel campo delle costruzioni aeronautiche, navali e di veicoli ferroviari, assume al giorno d’oggi . un’importanza sempre maggiore. A causa dell’elevata resistenza in unione con un piccolo peso strutturale, si impiegano così spesso strutture a sandwich con anima profilata nelle costruzioni in composito di fibre. A questo riguardo sono note costruzioni con traverse resistenti al taglio diritte, che formano un angolo di circa 45° con lo strato di copertura della struttura a sandwich. Nella vista in sezione con ciò si ottiene tra i due strati di copertura, vale a dire lo strato di copertura superiore e quello inferiore, una linea a zig zag nella quale ogni volta una stretta parte si estende parallelamente ai due strati di copertura, alternatamente a quello superiore e a quello inferiore, e tra queste strette zone ogni volta alternatamente le traverse resistenti al taglio sono disposte circa a 45° rispetto agli strati di copertura. The use of large surface fiber composite structures in the field of aeronautical, naval and railway vehicle construction is assuming today. an ever greater importance. Due to the high strength in conjunction with a small structural weight, sandwich structures with a profiled core are so often used in fiber composite constructions. In this respect, constructions with straight shear-resistant crossbeams are known which form an angle of approximately 45 ° with the covering layer of the sandwich structure. In the sectional view, a zigzag line is obtained between the two roofing layers, i.e. the upper one and the lower one, and between these narrow areas the shear resistant crossbeams are each time alternately arranged at approximately 45 ° with respect to the covering layers.
Una tale costruzione possiede elevata resistenza alla flessione, tuttavia un piccolo potere di assorbimento di energia per esempio con l’azione d’urto sullo strato di copertura della struttura a sandwich. Una tale azione d’urto o carico comprende il fatto che di colpo una forza agisce sulla struttura a sandwich. Ciò avviene mediante un cosiddetto penetratore. Such a construction has high resistance to bending, however a small power of energy absorption, for example with the impact action on the roofing layer of the sandwich structure. Such a shock or load action includes the fact that suddenly a force acts on the sandwich structure. This is done by means of a so-called indenter.
L'invenzione si pone pertanto il problema di creare una lastra a sandwich con anima profilata che presenta una struttura formata secondo le sollecitazioni per un carico d’urto, in cui la struttura a sandwich deve presentare un elevato potere di assorbimento di energia ed elevata resistenza alla flessione e per ragioni tecniche produttive deve il più possibile derivare da una successione di superfici uguali in sezione trasversale. The invention therefore poses the problem of creating a sandwich sheet with a profiled core that has a structure formed according to the stresses for an impact load, in which the sandwich structure must have a high power of energy absorption and high resistance. to bending and for technical production reasons it must derive as much as possible from a succession of equal surfaces in cross section.
Il problema viene risolto mediante una lastra a sandwich secondo, il preambolo della rivendicazione 1 , per il fatto che le traverse resistenti al taglio presentano una forma ad S a doppia curvatura. Il problema viene anche risolto mediante un procedimento per la produzione della lastra a sandwich, in cui anime modulari preformate vengono avvolte con depositi di fibre e formano moduli profilati, i moduli profilati vengono disposti uno accanto all’altro alternatamente per quanto riguarda il loro orientamento e uniti in un’anima profilata, i moduli profilati disposti uno accanto all’altro vengono ricoperti da strati di copertura sul loro lato superiore ed inferiore, i depositi di fibra si induriscono in un composito e le anime modulari dopo l’approntamento della lastra a sandwich vengono rimosse dai moduli profilati. Perfezionamenti dell’invenzione vengono definiti nelle rivendicazioni dipendenti. The problem is solved by means of a sandwich plate according to the preamble of claim 1, due to the fact that the cut resistant cross members have a double curvature S shape. The problem is also solved by a method for the production of the sandwich sheet, in which pre-formed modular cores are wrapped with fiber deposits and form profiled modules, the profiled modules are arranged next to each other alternately as regards their orientation and joined in a profiled core, the profiled modules arranged side by side are covered with covering layers on their upper and lower side, the fiber deposits harden into a composite and the modular cores after the preparation of the sandwich sheet are removed from the profiled modules. Refinements of the invention are defined in the dependent claims.
Con ciò si crea una lastra a sandwich con anima profilata in cui in modo particolarmente preferito nella zona centrale della forma ad S delle traverse resistenti al taglio è previsto un angolo γ da circa 45° fino a circa 135° rispetto allo strato di copertura. Il legamento delle traverse resistenti al taglio stesse avviene preferibilmente mediante un legamento a 90° agli strati di copertura. Con ciò si possono introdurre particolarmente bene nella struttura carichi d’urto che colpiscono perpendicolarmente allo strato di copertura. L’angolo γ può essere scelto a volontà, ogni volta in dipendenza del risultato strutturale desiderato. In un caso la lastra a sandwich presenta la maggiore resistenza al taglio, in un altro caso una maggiore rigidità o resistenza alla flessione. Si è dimostrato particolarmente vantaggioso il fatto che singoli moduli dell’anima profilata siano formati separati l’uno dall’altro. Con ciò si produce in effetti una separazione dei depositi o dei tessuti dei moduli profilati tra di loro malgrado l’unione dei singoli moduli profilati in ùn composito. Anche con la distruzione, di un modulo per carico d’urto quelli disposti accanto ad esso rimangono ulteriormente solidi. This creates a sandwich sheet with a profiled core in which an angle γ of approximately 45 ° to approximately 135 ° with respect to the cover layer is particularly preferably provided in the central area of the S-shape of the shear-resistant cross members. The bonding of the shear-resistant crossbeams themselves preferably takes place by means of a 90 ° bonding to the covering layers. With this, shock loads that strike perpendicularly to the roofing layer can be introduced particularly well into the structure. The angle γ can be chosen at will, each time depending on the desired structural result. In one case the sandwich sheet has the greatest shear strength, in another case a higher stiffness or flexural strength. The fact that individual modules of the profiled core are formed separate from each other has proved particularly advantageous. This effectively produces a separation of the deposits or fabrics of the profiled modules from each other despite the union of the individual composite profiled modules. Even with the destruction of a shock load module, those placed next to it remain further solid.
A causa del legamento a 90° particolarmente preferito delle traverse resistenti al taglio agli strati di copertura, si ottiene per un carico d’urto sullo strato di copertura nella zona dell’introduzione del carico, un'ulteriore deformazione per flessione nelle traverse resistenti al taglio. Due to the particularly preferred 90 ° connection of the shear-resistant crossbeams to the cover layers, an additional bending deformation in the shear-resistant crossbeams is achieved for an impact load on the cover layer in the load introduction area .
In modo particolarmente preferito la rigidezza elastica dell’anima profilata della lastra a sandwich è variabile e regolabile mediante scelta dell’altezza dell’anima profilata e della disposizione delle traverse resistenti al taglio all'interno dell’anima profilata. La rigidezza elastica è quindi dimensionabile. Con ciò con una deformazione elastica delle traverse resistenti al taglio si verifica una diminuzione locale reversibile dello spessore delle lastre a sandwich. Con una piccola energia d’urto del penetratore è pertanto possibile un processo a colpi privo di danni per la lastra a sandwich come struttura. Per una energia d’urto più elevata tuttavia, l'urto del penetratore sullo strato di copertura viene fortemente ammortizzato a causa dell'elevata capacità di assorbimento di energia della struttura delle lastra a sandwich. Il penetratore perfora pertanto con minore potenza residua la lastra a sandwich in questa zona. In a particularly preferred way, the elastic stiffness of the profiled core of the sandwich sheet is variable and adjustable by choosing the height of the profiled core and the arrangement of the cut resistant crosspieces inside the profiled core. The elastic stiffness is therefore dimensionable. Thus, with an elastic deformation of the shear-resistant crossbars, there is a local reversible decrease in the thickness of the sandwich sheets. With a small impact energy of the indenter, a damage-free blow process is therefore possible for the sandwich sheet as a structure. For a higher impact energy, however, the impact of the indenter on the roofing layer is strongly cushioned due to the high energy absorption capacity of the sandwich sheet structure. The indenter therefore perforates the sandwich sheet in this area with less residual power.
Nella zona del legamento delle traverse resistenti al taglio con gli strati di copertura può rimanere una corrispondente cavità tra i singoli moduli dell'anima profilata dopo la congiunzione in un composito. La parte componente di volume di fibra della cavità può essere preferibilmente il più possibile piccola, particolarmente tendere sostanzialmente a zero. Alternativamente a ciò si è dimostrato in determinati casi di impiego molto vantaggioso riempire le cavjtà che rimangono nella zona di piegatura dei depositi di fibra del modulo profilato, con singole fibre particolarmente quelle secche. Per esempio si possono impiegare vantaggiosamente fibre unidirezionali per poter assorbire le forze in direzione longitudinale delle fibre. Le cavità che rimangono per ragioni tecniche produttive possono con ciò servire vantaggiosamente come volume utile e gli strati di copertura vengono prodotti più sottili. A corresponding cavity between the individual modules of the profiled core can remain in the area of the connection of the shear-resistant cross members with the cover layers after joining in a composite. The fiber volume component part of the cavity may preferably be as small as possible, particularly tend substantially to zero. As an alternative to this, it has proved very advantageous in certain cases of use to fill the cavities which remain in the folding zone of the fiber deposits of the profiled module, with single fibers, particularly the dry ones. For example, unidirectional fibers can be used advantageously in order to be able to absorb the forces in the longitudinal direction of the fibers. The cavities which remain for production technical reasons can thereby advantageously serve as a useful volume and the cover layers are produced thinner.
Per la produzione della lastra a sandwich o per la formazione dei moduli profilati all’interno della lastra a sandwich, che formano l’anima profilata della lastra a sandwich, sono previste preferibilmente anime modulari. Queste presentano preferibilmente la forma dei moduli profilati da ottenere successivamente. In modo particolarmente preferito esse sono prodotte da un materiale che non si unisce durante la produzione dei moduli profilati con i depositi di fibra che vengono avviluppati attorno alle anime modulari. Esse sono costituite particolarmente da silicone o sono formate come profilati tubolari o sacchetti laminari riempitoli con un mezzo che si trova sotto pressione. Per la rimozione dopo l'indurimento dei moduli profilati prodotti o della lastra a sandwich, le anime modulari vengono preferibilemente rimosse dai moduli. For the production of the sandwich sheet or for the formation of the profiled modules inside the sandwich sheet, which form the profiled core of the sandwich sheet, modular cores are preferably provided. These preferably have the shape of the profiled modules to be obtained subsequently. Particularly preferably they are produced from a material which does not join during the production of the profiled modules with the fiber deposits which are wrapped around the modular cores. They consist particularly of silicone or are formed as tubular sections or laminar bags filled with a medium which is under pressure. For removal after hardening of the produced profiled modules or the sandwich sheet, the modular cores are preferably removed from the modules.
I depositi di fibra che vengono avvolti attorno alle anime modulari, presentano preferibilmente strati di deposito resistenti al taglio, resistenti alla trazione, resistenti alla compressione e/ o anche acusticamente smorzanti, quindi strati di depositi con orientamento del tessuto a ± 45°, 0°, 90° e/o ± 30°. Si dimostra a questo riguardo come particolarmente vantaggioso il fatto che moduli profilati disposti uno accanto all'altro possano essere disposti con orientamenti e pertanto proprietà diverse degli strati di deposito. Con ciò all'interno della struttura monolitica della lastra a sandwich possono essere soddisfatti i compiti più diversi in punti voluti. The fiber deposits that are wrapped around the modular cores preferably have shear-resistant, tensile-resistant, compression-resistant and / or even acoustically damping deposit layers, then deposit layers with fabric orientation at ± 45 °, 0 ° , 90 ° and / or ± 30 °. In this respect, it is shown that it is particularly advantageous that profiled modules arranged next to each other can be arranged with different orientations and thus properties of the deposition layers. Thus within the monolithic structure of the sandwich sheet the most diverse tasks can be fulfilled at desired points.
Come materiale per i depositi di fibra vengono impiegate preferibilmente una materia plastica rinforzata con fibra al carbonio oppure una materia plastica rinforzata con fibra di vetro o anche fibre aramidiche. As a material for the fiber deposits, a carbon fiber reinforced plastic or a glass fiber reinforced plastic or even aramid fibers are preferably used.
Accanto al materiale preferito composito in fibra, la lastra a sandwich secondo la presente invenzione è tuttavia anche adatta mediante la sua forma ad essere realizzata con alluminio ed in particolare con profilato a colata continua di alluminio. Entrano in considerazione anche materiale composti. Per una illustrazione più dettagliata dell’invenzione qui appresso si descrive un esempio di realizzazione dell’invenzione con riferimento ai disegni annessi. Essi mostrano: In addition to the preferred fiber composite material, the sandwich sheet according to the present invention is however also suitable by virtue of its shape to be made of aluminum and in particular with continuous cast aluminum section. Composite materials also come into consideration. For a more detailed illustration of the invention, an example of embodiment of the invention is described below with reference to the attached drawings. They show:
La Figura 1 una vista prospettica di una lastra a sandwich secondo l’invenzione, Figure 1 is a perspective view of a sandwich plate according to the invention,
La Figura 2 una vista laterale della lastra a sandwich secondo la Fig. 1 e La Figura 3 una vista di dettaglio del dettaglio contrassegnato con X in Fig. Figure 2 is a side view of the sandwich plate according to Fig. 1 and Figure 3 a detail view of the detail marked with X in Fig.
2. 2.
La Figura 1 mostra una vista prospettica di una lastra a sandwich 1 secondo la presente invenzione. La lastra a sandwich 1 presenta uno strato di copertura superiore 2 e uno strato di copertura inferiore 3. Tra questi due strati di copertura 2 e 3 è disposta un’anima profilata. L’anima profilata 10 presenta singoli moduli profilati 11. Figure 1 shows a perspective view of a sandwich plate 1 according to the present invention. The sandwich plate 1 has an upper covering layer 2 and a lower covering layer 3. A profiled core is arranged between these two covering layers 2 and 3. The profiled core 10 has individual profiled modules 11.
I moduli profilati 11 sono strutturati da traverse 20 resistenti al taglio a forma di S a doppia curvatura. Inoltre esse presentano ogni volta una parte modulare superiore 12 parallela allo strato di copertura e una parte modulare inferiore 13 parallela allo strato di copertura. I singoli moduli profilati 11 dell’anima profilata 10 sono disposti uno accanto all’altro, adiacenti uno all'altro ogni volta con orientamento alternato tra i due strati di copertura 2 e 3. I moduli sono separati l’uno dall’altro in quanto ciascuno viene formato in modo di per sé indipendente. Con ciò non può avvenire alcuna trasmissione delle forze longitudinali tra i singoli moduli. Ciò si dimostra a tale riguardo vantaggioso quando un modulo viene distrutto. I moduli disposti accanto ad esso sono malgrado ciò ancora attivi. The profile modules 11 are structured by S-shaped double-curved cut-resistant crossbeams 20. Furthermore, they each have an upper modular part 12 parallel to the covering layer and a lower modular part 13 parallel to the covering layer. The individual profiled modules 11 of the profiled core 10 are arranged next to each other, adjacent to each other each time with alternating orientation between the two covering layers 2 and 3. The modules are separated from each other since each is formed in an independent way. As a result, no transmission of longitudinal forces between the individual modules can take place. This proves advantageous in this respect when a module is destroyed. However, the modules placed next to it are still active.
Nella zona dei moduli profilati 11 limitrofi e dello strato di copertura corrispondente adiacente alle parti di modulo parallele allo strato di copertura dei moduli stessi, per ragioni tecniche produttive rimane per lo più una cavità. La cavità 30 viene ugualmente riempita mediante bagnatura della struttura a sandwich con resina sintetica, tuttavia la resina sintetica a causa della sua fragilità non è adatta per trasmettere le forze, poiché essa si rompe facilmente. La parte di volume di fibra contenuta nella cavità 30 è in questa variante veramente piccola e tende sostanzialmente a zero. Alternativamente tuttavia nella cavità si possono introdurre fibre secche, in particolare fibre unidirezionali che sono particolarmente adatte per la trasmissione delle forze in direzione longitudinale. In the area of the adjacent profiled modules 11 and of the corresponding covering layer adjacent to the module parts parallel to the covering layer of the modules themselves, a cavity generally remains for production technical reasons. The cavity 30 is also filled by wetting the sandwich structure with synthetic resin, however the synthetic resin due to its brittleness is not suitable for transmitting forces, since it breaks easily. The volume part of the fiber contained in the cavity 30 is in this variant very small and tends substantially to zero. Alternatively, however, dry fibers can be introduced into the cavity, in particular unidirectional fibers which are particularly suitable for the transmission of forces in the longitudinal direction.
In Figura 1 viene indicato mediante una freccia 4 il caso di carico per un carico d'urto, quindi un carico intermittente mediante un penetratore, la quale freccia indica la direzione dell’energia d’urto del penetratore. Nel caso rappresentato l’introduzione della forza in direzione della freccia per una deformazione di flessione produrrebbe una deformazione di flessione dapprima nello strato di copertura superiore 2, quindi nella parte modulare 12 disposta sotto ad esso e parallela allo strato di copertura e mediante la trasmissione della forza nelle traverse resistenti al taglio 20 a forma di S a doppia curvatura. L’altezza dell’anima profilata 10 e pertanto della lastra a sandwich 1 in un tal caso di carico viene diminuita localmente, poiché le traverse resistenti al taglio 20 si deformano elasticamente. Con una piccola energia d’urto la deformazione elastica delle traverse 20 resistenti al taglio viene resa regressiva, non appena non si verifica più un’introduzione di carico. Per un'energia d’urto elevata in effetti dapprima vengono deformate elasticamente le traverse resistenti al taglio, per cui si verifica una ammortizzazione dell'urto del penetratore. La lastra a sandwich assorbe quindi lavoro. Per una elevata energia d’urto tuttavia avviene che né lo strato superiore di copertura 2 né la parte modulare 12 parallela allo strato di copertura disposta al di sotto di esso possono resistere al penetratore urtante dal punto di vista tecnico dei materiali. Essi vengono pertanto · perforati. In dipendenza della quantità di energia d’urto successivamente vengono sfondati anche la parte modulare inferiore 13 parallela allo strato di copertura e lo strato di copertura inferiore 3. In Figure 1 an arrow 4 indicates the load case for an impact load, then an intermittent load using an indenter, which arrow indicates the direction of the impact energy of the indenter. In the case shown, the introduction of the force in the direction of the arrow for a bending deformation would produce a bending deformation first in the upper cover layer 2, then in the modular part 12 arranged under it and parallel to the cover layer and by means of the transmission of the strength in the double-curved S-shaped 20 cut-resistant crossbars. The height of the profiled core 10 and therefore of the sandwich plate 1 in such a load case is locally decreased, since the shear resistant crosspieces 20 are elastically deformed. With a small impact energy, the elastic deformation of the shear-resistant crosspieces 20 is made regressive, as soon as a load is no longer introduced. For a high impact energy, in fact, the shear-resistant crossbeams are first elastically deformed, resulting in a cushioning of the impact of the indenter. The sandwich sheet then absorbs work. For a high impact energy, however, it happens that neither the upper covering layer 2 nor the modular part 12 parallel to the covering layer arranged below it can resist the impacting penetrator from the technical point of view of the materials. They are therefore · perforated. Depending on the amount of impact energy, the lower modular part 13 parallel to the cover layer and the lower cover layer 3 are also broken through.
Questo danneggiamento della lastra a sandwich 1 si verifica tuttavia soltanto nella piccola zona che è stata sfondata dal penetratore. La zona priva di danni disposta attorno a quest'area presenta inoltre ancora le proprietà vantaggiose della struttura della lastra a sandwich 1 secondo la presente invenzione. However, this damage to the sandwich sheet 1 only occurs in the small area which has been broken through by the indenter. The damage-free zone arranged around this area furthermore exhibits the advantageous properties of the structure of the sandwich plate 1 according to the present invention.
In Figura 2 viene rappresentata una vista laterale della lastra a sandwich 1 secondo la Figura 1. Nel modulo profilato centrale 11 a questo riguardo si introduce un'anima modulare 15. Una tale anima modulare 15 viene impiegata per la produzione dei moduli profilati. L'anima modulare 15 presenta pertanto una tale forma esterna che deve più tardi presentare il modulo profilato 11. , La produzione del modulo profilato 11 avviene per il fatto che l’anima modulare corrispondentemente formata viene avvolta con per esempio depositi di fibra di materia plastica rinforzata con fibra al carbonio, materia plastica rinforzata con fibra di vetro o anche fibre aramidiche. I depositi di fibra a più strati o tessuti monostrato sono previsti sotto forma di fibre secche. Una bagnatura con resina per l’unione tra di loro dei singoli moduli profilati 11 e con gli strati di copertura 2, 3 avviene dopo la riunione completa in un composito. Alternativamente a ciò si possono impiegare anche preimpregnati che sono previsti come depositi di fibre bagnati con resina e induriscono successivamente in corrispondenti dispositivi circondando l'anima modulare, nuovamente preferibilmente come composito completo. Figure 2 shows a side view of the sandwich plate 1 according to Figure 1. In this regard, a modular core 15 is introduced into the central profiled module 11. Such a modular core 15 is used for the production of the profiled modules. The modular core 15 therefore has such an external shape which must later present the profiled module 11. The production of the profiled module 11 takes place due to the fact that the correspondingly formed modular core is wound with, for example, plastic fiber deposits. reinforced with carbon fiber, plastic reinforced with glass fiber or even aramid fibers. Multi-layer fiber deposits or single-layer fabrics are provided in the form of dry fibers. A wetting with resin for the joining together of the individual profiled modules 11 and with the covering layers 2, 3 takes place after the complete assembly in a composite. Alternatively to this, prepregs can also be used which are provided as resin-wetted fiber deposits and subsequently harden in corresponding devices surrounding the modular core, again preferably as a complete composite.
I singoli moduli profilati 11 vengono dapprima disposti uno accanto all'altro a formare un’anima profilata tuttavia alternatamente per quanto riguarda il loro orientamento. Successivamente essi vengono ricoperti mediante i due strati di copertura, vale a dire lo strato di copertura superiore e quello inferiore. The individual profiled modules 11 are first arranged one next to the other to form a profiled core, however alternately as regards their orientation. They are then covered by the two cover layers, i.e. the upper and lower cover layers.
Dopo l’approntamento ed indurimento completo della lastra a sandwich con anima profilata e strati di copertura, le anime modulari possono quindi essere rimosse dai moduli profilati. Preferibilmente a causa di ciò le anime modulari vengono prodotte in un materiale che non si unisce durante la produzione dei moduli profilati con i depositi di fibra. Per esempio essi vengono pertanto prodotti in silicone oppure come profilati tubolari o sacchetti laminari espandibili profilati. Preferibilmente questi ultimi vengono espansi mediante un gas. After the preparation and complete hardening of the sandwich sheet with profiled core and covering layers, the modular cores can then be removed from the profiled modules. Preferably due to this the modular cores are produced in a material which does not join during the production of the profiled modules with the fiber deposits. For example, they are therefore produced in silicone or as tubular profiles or profiled expandable laminar bags. Preferably the latter are expanded by means of a gas.
Le anime modulari possono quindi, dopo la sformatura e quindi. la rimozione dalla lastra a sandwich, essere impiegate nuovamente per la successiva produzione di un'altra lastra a sandwich. In dipendenza della grandezza della lastra a sandwich può essere opportuno lasciare dopo l'indurimento dei moduli profilati e simili, i profilati tubolari entro di essi, poiché essi potrebbero essere distrutti durante la rimozione a causa della loro pellicola esterna sottile e pertanto non potrebbero essere comunque nuovamente impiegati. Modular cores can therefore, after demoulding and therefore. removal from the sandwich sheet, be used again for the subsequent production of another sandwich sheet. Depending on the size of the sandwich plate, it may be advisable to leave the tubular profiles within them after the hardening of the profiled modules and the like, since they could be destroyed during removal due to their thin outer film and therefore could not be in any case again employed.
Come è visibile dalla Figura 2, le traverse 20 resistenti al taglio a forma di S a doppia curvatura presentano un pezzo centrale diritto 21 che è disposto ad un angolo a rispetto alle parti modulari 12, 13 parallele agli strati di copertura o agli strati di copertura 2, 3 stessi. Preferibilmente l’angolo ammonta a circa α = 45°. L'angolo α = 45° è anche proprio particolarmente adatto per l’assorbimento delle forze di taglio. Al posto di un angolo α = 45° si può prevedere anche per specifici impieghi un angolo α = 0° oppure un angolo a con un valore intermedio tra di essi. L’angolo α può persino assumere valori al di sotto di 0°, per esempio un valore α =- 45°. L’elasticità resiliente della lastra aumenta pertanto ma la sua rigidezza complessiva diminuisce. As can be seen from Figure 2, the double-curved S-shaped cut-resistant crossbeams 20 have a straight central piece 21 which is arranged at an angle a with respect to the modular parts 12, 13 parallel to the roofing layers or the roofing layers 2, 3 themselves. Preferably the angle amounts to about α = 45 °. The angle α = 45 ° is also particularly suitable for the absorption of cutting forces. Instead of an angle α = 45 °, an angle α = 0 ° or an angle a with an intermediate value between them can also be provided for specific uses. The angle α can even assume values below 0 °, for example a value α = - 45 °. The resilient elasticity of the sheet therefore increases but its overall stiffness decreases.
Poiché i due moduli profilati adiacenti presentano traverse resistenti al taglio disposte parallele l’una rispetto all’altra, non si possono verificare torsioni o sfregamento reciproco dei pezzi diritti 21 adiacenti l’uno all'altro. Oltre a ciò le traverse resistenti al taglio adiacenti l’una all’altra sono collegate tra di loro mediante resina o altro materiale adatto. Since the two adjacent profiled modules have shear resistant crossbeams arranged parallel to each other, there can be no twisting or mutual rubbing of the straight pieces 21 adjacent to each other. In addition to this, the cut-resistant crossbars adjacent to each other are connected to each other by resin or other suitable material.
La forma ad S a doppia curvatura delle traverse 20 resistenti al taglio è riconoscibile meglio dalla vista di dettaglio in Figura 3 del dettaglio X secondo la Figura 2. Le corrispondenti parti modulari 13 parallele agli strati di copertura sono piegate verso l’alto con un angolo β dallo strato di copertura 3. L’angolo β è preferibilmente un angolo di circa 90°. Con ciò diventa possibile un assorbimento ottimale delle forze del carico d’urto che colpisce perpendicolarmente sugli strati di copertura. The double-curved S-shape of the cut-resistant crossbeams 20 is best recognized from the detail view in Figure 3 of the detail X according to Figure 2. The corresponding modular parts 13 parallel to the cover layers are bent upwards at an angle β from the cover layer 3. The angle β is preferably an angle of about 90 °. With this it becomes possible an optimal absorption of the forces of the impact load that hits perpendicularly on the roofing layers.
Questo pezzo di legamento 22 a 90° delle traverse 20 resistenti al taglio presenta una dimensione relativamente piccola, per esempio questa zona è dimensionata a 1,5 mm, con uno spessore di deposito di fibra della traversa resistente al taglio ugualmente di 1,5 mm. Esso tuttavia può anche essere molto più lungo, in particolare se l’angolo a (Figura 2) non ammonta a 45°: This piece of ligament 22 at 90 ° of the shear resistant crossbeams 20 has a relatively small size, for example this zone is dimensioned to 1.5mm, with a fiber deposit thickness of the shear resistant crossbeam equally of 1.5mm . However, it can also be much longer, in particular if the angle a (Figure 2) does not amount to 45 °:
Il pezzo di legamento 22 a 90° si piega ad un angolo y nel pezzo 21 della traversa 20 resistente al taglio. Quest’angolo γ ammonta preferibilmente a circa 45°. Come già menzionato sopra, questo è l’angolo ottimale per l’assorbimento delle forze di taglio. La componente della forza di taglio che colpisce la struttura a sandwich a causa del carico d’urto, viene con ciò trasmessa in modo ottimale all’interno della struttura, poiché per un legamento a 90° del pezzo 22 delle traverse 20 resistenti al taglio l'angolo γ corrisponde all’angolo a, vale per esso quanto detto per l’angolo a per cui y può assumere valori da 0° fino a 90° e oltre 90°, per esempio un valore di 135°. The 90 ° hitch piece 22 bends at an angle y into the piece 21 of the cut resistant cross member 20. This angle γ preferably amounts to about 45 °. As already mentioned above, this is the optimal angle for absorbing the cutting forces. The component of the shear force that affects the sandwich structure due to the impact load is thereby optimally transmitted within the structure, since for a 90 ° hitching of the workpiece 22 of the shear-resistant crossbeams 20 l The angle γ corresponds to the angle a, what has been said for the angle a is valid for it, for which y can assume values from 0 ° up to 90 ° and over 90 °, for example a value of 135 °.
Il pezzo diritto 21 si piega in un ulteriore pezzo 22 a 90° con un angolo γ che è qui di circa 45°. Anche il pezzo 22 a 90° si piega nuovamente in un angolo β, cioè un angolo di 90°, nella parte modulare 12 superiore parallela allo strato di copertura. The straight piece 21 bends into a further piece 22 at 90 ° with an angle γ which is here about 45 °. Also the piece 22 at 90 ° folds again in an angle β, that is an angle of 90 °, in the upper modular part 12 parallel to the covering layer.
La trasmissione delle forze all’interno del modulo profilato avviene con ciò in maniera normale. Mediante la struttura a strati dei depositi di fibra dei moduli profilati, questa struttura geometrica ottimale delle traverse resistenti al taglio viene ancora migliorata ulteriormente. Si prevedono pertanto preferibilmente strati a /- 45° e ugualmente strati a 0° e 90°, ma anche preferibilmente strati a 30°. Gli strati con un orientamento a ± 45° sono resistenti al taglio; strati, di deposito resistenti alla trazione ed alla compressione presentano corrispondentemente l'orientamento a 0° o 90° dello strato; gli strati con un orientamento a ± 30° possono per esempio ammortizzare meccanicamente onde sonore, e quindi rappresentano una possibilità di smorzamento acustico. I singoli strati dei depositi presentano vantaggiosamente orientamenti diversi. Per esempio nell’anima è previsto un orientamento di ± 30°, sopra di essa un orientamento di ± 45° ed esternamente un orientamento di 0° o 90°. La composizione può ancora variare da modulo profilato a modulo profilato, per cui quindi anche lì si trovano uno accanto all’altro orientamenti diversi. The transmission of forces within the profiled module thus occurs in a normal manner. By means of the layered structure of the fiber deposits of the profiled modules, this optimum geometric structure of the cut-resistant cross members is further improved. Therefore, there are preferably layers at / - 45 ° and equally layers at 0 ° and 90 °, but also preferably layers at 30 °. Layers with an orientation of ± 45 ° are cut resistant; deposition layers resistant to traction and compression correspondingly have the orientation at 0 ° or 90 ° of the layer; layers with an orientation at ± 30 ° can for example mechanically dampen sound waves, and thus represent a possibility of acoustic damping. The individual layers of the deposits advantageously have different orientations. For example, an orientation of ± 30 ° is provided in the core, above it an orientation of ± 45 ° and externally an orientation of 0 ° or 90 °. The composition can still vary from profiled module to profiled module, so there are also different orientations next to each other.
Una tale lastra a sandwich può presentare per esempio un’altezza complessiva di 50 mm, in cui i due strati di copertura assieme sono spessi soltanto 3 mm. L’altezza interna dei moduli profilati ammonta quindi per esempio a 44 mm. La larghezza di un modulo complessivo può essere scelta a 72 mm, in cui la larghezza di parte modulare rappresentata sopra in Figura 2, più stretta e parallela allo strato di copertura ammonta a 40 mm. Calcolata partendo dal centro di un modulo profilato, la distanza del punto di intersezione di una linea virtuale die riproduce l’andamento dei pezzi diritti 21 con la linea di demarcazione dello strato di copertura disposto sopra di essi e della parte modulare parallela allo strato di copertura ammonterebbe a 12,5 mm. Questa linea e rappresentata in Fig. 2 per tracciare l'angolo α. Il punto di intersezione è indicato con S. Se nelle cavità 30 sono previste fibre unidirezionali, lo spessore degli strati di copertura può essere ancora diminuito per esempio ad un valore di 0,2 mm per ciascuno strato. Such a sandwich sheet can have, for example, an overall height of 50 mm, in which the two covering layers together are only 3 mm thick. The internal height of the profiled modules therefore amounts to, for example, 44 mm. The width of an overall module can be chosen at 72 mm, where the width of the modular part represented above in Figure 2, narrower and parallel to the covering layer, amounts to 40 mm. Calculated starting from the center of a profiled module, the distance of the intersection point of a virtual line reproduces the trend of the straight pieces 21 with the demarcation line of the covering layer placed above them and of the modular part parallel to the covering layer would amount to 12.5 mm. This line is represented in Fig. 2 to trace the angle α. The point of intersection is indicated by S. If unidirectional fibers are provided in the cavities 30, the thickness of the covering layers can be further decreased, for example, to a value of 0.2 mm for each layer.
ELENCO DEI NUMERI DI RIFERIMENTO LIST OF REFERENCE NUMBERS
1. Lastra a sandwich 1. Sandwich plate
2. Strato di copertura superiore 2. Top cover layer
3. Strato di copertura inferiore 3. Bottom cover layer
4. Freccia (direzione dell’energia d’urto) 4. Arrow (direction of impact energy)
10. Anima profilata 10. Profiled soul
11. Modulo profilato 11. Profiled module
12. Parte modulare parallela allo strato di copertura superiore 12. Modular part parallel to the top cover layer
13. Parte modulare parallela allo strato di copertura inferiore 13. Modular part parallel to the lower covering layer
15. Anima modulare 15. Modular core
20. Traversa resistente al taglio 20. Cut resistant cross member
21. Pezzo diritto 21. Straight piece
22. Pezzo di legamento a 90° 22. Piece of ligament at 90 °
30. Cavità 30. Cavity
X. Dettaglio X. Detail
5. Punto di intersezione 5. Point of intersection
a. Angolo to. Angle
β. Angolo γ. Angolo β. Angle γ. Angle
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