DE2316061A1 - SANDWICH PANEL AND METHOD OF MANUFACTURING IT - Google Patents
SANDWICH PANEL AND METHOD OF MANUFACTURING ITInfo
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Description
Dipl. Ing. H. Hauck - Did! Phys. W. Schmitz *■ ° l Dipl. Ing. H. Hauck - Did! Phys. W. Schmitz * ■ ° l
Dipl. Ing. E. Graalfs - Dipl. Ing. W. Wehnert t München 2, Mozartstraße 23 Telefon 5380586 Dipl. Ing. E. Graalfs - Dipl. Ing. W. Wehnert t Munich 2, Mozartstraße 23 Telephone 5380586
Avions Marcel Dassault-Breguet
AviationAvions Marcel Dassault-Breguet
Aviation
46, Avenue Kleber 30. März 197346, Avenue Kleber March 30, 1973
75 Paris, Frankreich . Anwaltsakte M-2590 75 Paris, France . Attorney File M-2590
Sandwichplatte und Verfahren zu deren HerstellungSandwich panel and process for its manufacture
Die Erfindung betrifft Sandwichkonstruktionsplatten mit einer j zellenförmigen Einlage nach Bienenwabenart, auf deren beiden Seiten Verkleidungstafeln oder Blätter haften, die senkrecht zur j Trennwand der zellenförmigen Struktur stehen.The invention relates to sandwich construction panels with a cell-shaped insert in the honeycomb type on both sides Cladding panels or sheets adhere perpendicular to the j partition of the cellular structure stand.
Die Erfindung sieht insbesondere Platten dieser Art vor, die zur > Herstellung von leichten und widerstandsfähigen Tafeln und Trenn-The invention particularly provides plates of this type that are used for> Production of light and resistant boards and dividers
; wänden, insbesondere bei der Konstruktion von Lufttransporteini
richtungen, bestimmt sind. Bekanntlich besteht bei diesen Platten die Zellenstruktur nach Bienenwabenart im allgemeinen aus einer
Leichtmetallegierung, während die Verkleidungstafeln oder -blatte^
aus Plastikmaterial bestehen und auf der Scheibe der zellenför- ' migen Trennwand befestigt sind.; walls, especially in the construction of air transport units
directions, are determined. It is known that in these plates, the cell structure according to Bienenwabenart generally made of a light metal alloy while the cladding panels or -blatte ^ consist of plastic material and are fixed on a pulley of zellenför- '-shaped partition wall.
Zur Befestigung derartiger Platten auf dem Traggerüst verwendet man bis heute Metallösen, die häufig Einsätze genannt werden,Metal eyelets, which are often called inserts, are still used today to attach such panels to the shoring.
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deren beide, von beiden Seiten der Platte berührte Teile in einem vorher mit einem· Werkzeug in diese eingearbeiteten Loch dazwischen durch Druck vernietet werden', wonach Plastikmaterial in die Platte um die öse herum eingespritzt" wird, um den beim Durchbohren des zum Einsetzen der .öse bestimmten Lochs freigelassenen Hohlraum auszufüllen. the two parts of which touched from both sides of the plate in a hole previously machined into the plate with a tool are riveted in between by pressure ', after which plastic material is injected into the plate around the eyelet around the at Drill through the hollow space left free for the insertion of the .öse to be filled.
Dieses Vorgehen ergibt verschiedene Nachteile. Die ösen sind verhältnismäßig teuer und erhöhen den Verkaufspreis der Platte bedeutend. Sie erzeugen auf jeder Seite der Platte einen VorsprungThere are several disadvantages to this approach. The eyes are proportionate expensive and significantly increase the selling price of the panel. They create a protrusion on each side of the plate
j von der Art, daß die Platten nur örtlich mit den Ösen auf demj of the kind that the plates only locally with the eyelets on the
! Gerüst aufliegen, indem sie auf diese Weise bei der Biegung zwischen den Platten bei Belastung arbeiten. Andererseits beschleunigt der Vorsprung der öse auf der Oberseite der Platten den Verschleiß des Spannteppichs, mit dem der Fußboden im allgemeinen bedeckt ist. Schließlich ist der Abreißwiderstand der am Ende der Platte angeordneten ösen nicht immer ausreichend. Die Platten werden hierdurch zerstört und müssen ersetzt werden.! Scaffold rest by doing this at the bend between the plates work under load. On the other hand, the protrusion of the eyelet on the top of the plates accelerates wear the fitted carpet with which the floor is generally covered. After all, the pull-off resistance is the one at the end The eyelets arranged on the plate are not always sufficient. This will destroy the plates and will have to be replaced.
Die Erfindung gestattet diese Nachteile zu vermeiden und insbesondere für einen minimalen Preis eine gute Festigkeit der Plat- j tenbefestigungspunkte zu erhalten. ; The invention makes it possible to avoid these disadvantages and, in particular, to obtain good strength of the plate fastening points for a minimal price. ;
Die Erfindung hat in erster Linie zum Ziel ein Verfahren für die Herstellung von Platten in den zu ihrer Befestigung bestimmten,The invention primarily aims at a method for Manufacture of panels in the areas intended for their fastening,
verteilt angeordneten Zonen, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß man in dfesen Zonen über einem gewissen Durchmesser eine aushärt-distributed zones, characterized in that one cures in these zones over a certain diameter
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bare Zusammensetzung in die Zellen der zellenförmigen Struktur gießt, solange diese Struktur noch nicht vollständig von den Verkleidungstafeln bedeckt ist. Dann bohrt man nach der Befestigung der Tafeln und nach dem Aushärten der in die Befestigungszonen eingeführten Zusammensetzung in die Mitte jeder Zone ein Loch mit genau der Form und genau dem Durchmesser, die für den Durchgang einer Senkkopfschraube oder für ein anderes Befestigungs- ; element der Platte auf dem Gerüst notwendig sind.Pour bare composition into the cells of the cellular structure as long as this structure is not yet completely covered by the facing panels. Then, after the panels have been fastened and the composition introduced into the fastening zones has hardened, a hole is drilled in the center of each zone of exactly the shape and diameter required for the passage of a countersunk screw or other fastening ; element of the plate on the scaffolding are necessary.
i Die aushärtbare Zusammensetzung besteht vorzugsweise aus einem ji The curable composition preferably consists of a j
Plastikgrundmaterial.Plastic base material.
Die Erfindung erstreckt sich in gleicher Weise auf Platten mit auf diese Weise hergestellten Befestigungsknoten. ''■ The invention extends in the same way to panels with fastening nodes produced in this way. '' ■
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt:Further features, details and advantages of the invention result from the following description of an exemplary embodiment with reference to the drawing. It shows:
Fig. 1 eine schematische Schrägansicht der Herstellung einer Sandwichplatte;1 shows a schematic oblique view of the production of a sandwich panel;
Fig. 2 ein begrenztes Teil einer Platte;Fig. 2 shows a limited part of a plate;
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie HI-III;3 shows a section along the line HI-III;
Fig. 4,5,6 teilweise Schnitte entlang der Linie IV-IV und die aufeinanderfolgenden Herstellungsphasen einesFig. 4,5,6 partial sections along the line IV-IV and the successive manufacturing phases of a
Befestigungsknotens. -4-Fastening knot. -4-
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" 4 "■ 231606V" 4 " ■ 231606V
Zum Herstellen einer Sandwichplatte der in Betracht gezogenen Art nimmt, man. nach Fig. 1 eine zellenförmige Struktur 1 nach Bienenwabenart ganz allgemein aus einer Legierung auf Aluminiumbasis, z.B. die unter der Bezeichnung AG1- bekannte Legierung,deren sechseckige oder andersartige Zellen einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt in der Größenordnung von einigen Quadratmillimetern haben. In Fig. 1 sind in Schrägansicht einige Zellen der Struktur 1 mit für die Klarheit der Zeichnung vergrößertem Querschnitt dargestellt. Beiderseits dieser Struktur werden senkrecht zu den Trennwänden der Zellen ebene Verkleidungen 3, 4 angeklebt. Man erhält auf diese Weise die in Fig. 2 und 3 gezeigte Platte. To produce a sandwich panel of the type under consideration, one takes. 1 shows a cellular structure 1 of the honeycomb type in general made of an aluminum-based alloy, for example the alloy known under the designation AG 1 , the hexagonal or other cells of which have a relatively small cross-section on the order of a few square millimeters. In Fig. 1, some cells of the structure 1 are shown in an oblique view with an enlarged cross-section for the clarity of the drawing. Flat panels 3, 4 are glued on both sides of this structure perpendicular to the dividing walls of the cells. The plate shown in FIGS. 2 and 3 is obtained in this way.
Um mit derartigen Platten einen Fußboden oder eine Zwischenwand zu bilden, müssen die Platten mit ihren Rändern auf einem zumeist metallischen Gerüst befestigt werden» Das Problem besteht darin, entlang den Plattenrändern und in einem geringen Abstand von diesen Rändern geeignet verteilte Punkte 5 sowie gegebenenfalls an anderen Stellen der Platte Löcher für den Durchtritt I von Schrauben oder anderen Elementen vorzusehen, die die Platte ; an dem Gerüst befestigen. .To create a floor or a partition with such panels To form, the plates have to be attached with their edges to a mostly metallic framework »The problem exists in it, along the plate edges and at a small distance from these edges suitably distributed points 5 as well as optionally holes for passage I at other points on the plate to provide screws or other elements that secure the plate; attach to the scaffolding. .
Wie oben erwähnt, verfügt man bis heute bei den Punkten 5, über ! zweiteilige,im allgemeinen metallische ösen, die man beiderseitsAs mentioned above, points 5 are still available today! two-part, generally metallic eyelets, one on both sides
j \j \
der Platte in Löcher einsetzt,die vorher mit einem Werkzeug in. ί diese eingearbeitet wurde und die man dazwischen durch Druck ver-jthe plate is inserted into holes previously made with a tool. ί this was incorporated and which one ver-j
f nietet.Anschließend daran wird das Plastikmaterial ganz um dief then rivets the plastic all around the
der Platte zwischen de-n beiden Verkleidungs tafeln/gegossen s um zwischenthe plate between two panels de-n Panel / s between cast around
den Tafeln die Zellenwände zu ersetzend die wegen desto replace the cell walls of the panels because of the
. ■ " 309841/1091. ■ "309841/1091
Bohrens des Lochs zerstört wurden. Die bekannten ösen haben zu diesem Zweck an einem ihrer Ränder Löcher, die den Durchtritt einer Injektionsnadel zulassen.Drilling of the hole were destroyed. The known eyelets are closed For this purpose there are holes on one of its edges, which allow the passage of an injection needle.
Dieses Vorgehen hat die angegebenen Nachteile.This approach has the stated disadvantages.
Nach der Erfindung verfährt man in völlig anderer Weise, indem man die Verwendung von Metallösen vermeidet.According to the invention one proceeds in a completely different way by avoiding the use of metal eyelets.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung nimmt man die noch nicht mit Verkleidungen 3, 4 versehene, zellenförmige Struktur 1, stellt diese Struktur auf einen Gießtisch (Fig. 4) und legt auf die Struktur eine Tafel oder eine Schablone 7 von gleicher Abmessung wie die herzustellende Platte. Die Schablone 7 ist durch öffnungen 8 durchbohrt, deren Achsen mit denen der Löcher 5 fluchten, die für den Durchtritt von Befestigungsschrauben in die Platte eingearbeitet werden müssen.According to an exemplary embodiment of the invention, the cell-shaped structure 1, which has not yet been provided with cladding 3, 4, is used. place this structure on a casting table (Fig. 4) and place on the structure a board or template 7 of the same size like the plate to be produced. The template 7 is pierced through openings 8, the axes of which are aligned with those of the holes 5, which must be worked into the plate for the passage of fastening screws.
Diese öffnungen 8 der Schablone haben einen Durchmesser, der viel größer ist als derjenige der Löcher, mit denen die Platte am Ende versehen werden muß, z.B. einen Durchmesser von etwa 20 mm für einen Lochdurchmesser von 3-5 mm. Mit Hilfe einer Injektionsdruckpistole 9 mit beweglichem Kolben, deren Mundstück 10 den gleichen Durchmesser wie die öffnung 8 hat, spritzt man durch jede dieser öffnungen eine Zusammensetzung aus Plastikmaterial, die durch die öffnung 8 die unbedeckten Zellen vollständig ausfüllt, sogar wenn die Zellen teilweise vom Rand der öffnung bedeckt bleiben. > _6_ These openings 8 of the template have a diameter which is much larger than that of the holes with which the plate must be provided at the end, for example a diameter of about 20 mm for a hole diameter of 3-5 mm. With the help of an injection pressure gun 9 with a movable piston, the mouthpiece 10 of which has the same diameter as the opening 8, a composition of plastic material is injected through each of these openings, which completely fills the uncovered cells through the opening 8, even if the cells are partially from the edge the opening remain covered. > _ 6 _
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Diese Zusammensetzung ist so beschaffen, daßsie gute Hafteigenschaften auf den Verkleidungen 3, 4 hat, die am Schluß auf der zellenförmigen Struktur befestigt werden.This composition is such that it has good adhesive properties on the linings 3, 4, which is finally on the cellular structure to be attached.
Die Zusammensetzung ist darüber hinaus von der Art, daß sie thixotrope Eigenschaften hat und in der zellenförmigen Struktur ohne daraus auszutreten in ihrer Lage bleibt, wenn man sie vom Gießtisch 6 wegnimmt, um sie vorzugsweise durch einen heißen Preßvorgang mit den Verkleidungen 3 und 4 zu versehen.The composition is moreover of the kind that they has thixotropic properties and remains in its position in the cellular structure without leaving it when it is removed from the Casting table 6 removes in order to provide them with the panels 3 and 4, preferably by a hot pressing process.
Bei diesem Vorgang härtet die in die Zellen gegossene Zusammeni Setzung aus. Die endgültige Platte enthält auf diese Weise um ι die geometrischen Achse der .noch zu bohrenden Löcher Knoten1-" i arten, bei denen die Zellen zwischen den Verkleidungen 3, 4 mit ,During this process, the compound poured into the cells hardens. The final plate contains in this way around ι the geometric axis of the .nochenden holes to be drilled nodes 1 - "i types, in which the cells between the panels 3, 4 with,
! einem harten Plastikmaterial gefüllt sind. Diese Zonen sind in i . ' ■ ■! are filled with a hard plastic material. These zones are in i. '■ ■
j Fig. 2 bei 11 gepunktet dargestellt.j Fig. 2 shown at 11 dotted.
Nun nimmt man die Platte, legt sie von neuem auf einen GießtischNow you take the plate and place it again on a pouring table
6a (Fig. 5) und legt auf sie eine Schablone 7, deren Öffnungen 8 j wiederum in Richtung der Knoten 11 verlaufen. Anschließend daran I- bohrt man mit Hilfe einer Bohrbuchse 12, die man aufeinanderfol- ! gend auf jedes Loch 8 stellt, und mit Hilfe eines in die Buchse ι eingeführten Diamantbohrers 13 in der Mitte jedes Knotens 11 das6a (Fig. 5) and places a template 7 on it, the openings 8 j again run in the direction of the node 11. Then I- you drill with the help of a drill bushing 12, which you successively ! gend on each hole 8, and with the help of one in the socket ι introduced diamond drill 13 in the middle of each node 11 the
i .i.
I Durchgangsloch 5 der Befestigungsschraube. Dieses Loch kann am ι einen oder anderen Ende angefräst werden.I through hole 5 of the fastening screw. This hole can be on ι be milled at one end or the other.
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Der Gießtisch 6a hat .vorzugsweise.eine Ausnehmung 6b, die die Bohrerspitze die Platte vollständig durchbohren läßt. Im Verlauf des Vorgangs verschiebt man die aus der Platte und der Schablone 7The casting table 6a has .vorvors.ein recess 6b, which the drill tip lets the plate pierce completely. In the course of the process, the plates and the template 7 are moved
man
bestehende Anordnung, nachdem/die Buchse 12 senkrecht angehoben hat, in der Art, daß unter diese Buchse jedes Loch 8 der Schablone
und jeder Befestigungsknoten 11 zu liegen kommt.man
existing arrangement after / has raised the socket 12 vertically, in such a way that each hole 8 of the template and each fastening node 11 comes to lie under this socket.
Die Fig. 6 zeigt einen der von einem Loch 5 durchbohrten Knoten der Platte.6 shows one of the nodes of the plate pierced by a hole 5.
Beim Bohrvorgang für das Loch 5 werden nur die Zellenwandteile innerhalb des LochquerSchnitts zerstört, während ganz um diese Löcher herum die Wand der mit der ausgehärteten Zusammensetzung angefüllten Zellen stehen bleiben. Dies erklärt die bemerkenswerte Festigkeit der auf diese Weise hergestellten Befestigungsknoten. During the drilling process for the hole 5, only the cell wall parts within the hole cross section are destroyed, while completely around them Holes around the wall of the cells filled with the cured composition remain. This explains the remarkable Strength of the fastening nodes produced in this way.
Man erhält auf diese Weise ohne Hinzufügen von metallischen EIe- ; menten eine Zelle oder einen Befestigungsknoten mit bemerkens- iOne obtains in this way without adding metallic EIe-; a cell or a fastening node with remarkable i
werten Eigenschaften, und zwar alles bei einer billigen Herstellung und unter Vermeidung jeglichen Vorsprungs auf den völlig j eben bleibenden Plattenseiten.value properties, all of which are inexpensive to manufacture and avoiding any protrusion on the completely flat sides of the plate.
Als Beispiel für eine geeignete Zusammensetzung zum Gießen in die Zellen für die Bildung der Knoten kann man eine Mischung aus einem flüssigen, seinen Katalysator enthaltenden Kunstharz und jAs an example of a suitable composition for pouring into the cells for the formation of the nodes, one can use a mixture of a liquid synthetic resin containing its catalyst and j
aus einem sehr großen Anteil an fein gemahlenem Siliziumoxyd an- ■ geben (etwa 250 Gewichtsteile Siliziumoxyd auf 100 Gewichts -from a very large proportion of finely ground silicon oxide give (about 250 parts by weight of silicon oxide to 100 parts by weight -
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teile Kunstharz). Das gemahlene Siliziumoxyd wandelt das flüssige Kunstharz in ein thixotropes Erzeugnis um und verleiht ihm nach dem Aushärten eine außergewöhnliche Härte und Zugfestigkeit. Das Kunstharz ist vorteilhaft eine'Epoxydharz für den Fall, daß die Verkleidungen 3, 4 selbst ein Kunstharz dieser Art enthalten.parts synthetic resin). The ground silicon oxide converts the liquid Synthetic resin into a thixotropic product and gives it an extraordinary hardness and tensile strength after hardening. That Synthetic resin is advantageous an'Epoxydharz in the event that the Linings 3, 4 themselves contain a synthetic resin of this type.
Es ist zu bemerken, daß eine derartige Zusammensetzung auf Epoxyd harzbasis bei Umgebungstemperatur aushärten kann, was eine Anwendung für Reparaturen rechtfertigt. Dieses Erzeugnis ist nach der Polymerisation selbst löschend.It should be noted that such an epoxy resin-based composition can cure at ambient temperature, which is an application justifies repairs. This product is self-extinguishing after polymerisation.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann selbstverständlich in verschiedenen Arten abgewandelt werden.The exemplary embodiment described can of course be modified in various ways.
Somit könnte z.B. in der Phase der Fig. 4 die Anwendung einer speziellen, thixotropen Zusammensetzung vermieden werden, indem man mit dem Kleben einer der Verkleidüngstafeln, z.B. der Tafel auf "eine der Seiten der zellenförmigen Struktur in der Weise beginnt, daß diese Tafel als Boden für das Gießen des Plastikmaterials in die Zellen der Bienenwaben dient.Thus, for example, in the phase of Fig. 4, the application of a special, thixotropic composition can be avoided by by gluing one of the paneling panels, e.g. the panel on "one of the sides of the cellular structure begins in such a way that this panel serves as the bottom for the pouring of the plastic material in the cells of the honeycomb.
Wenn die Platte fertiggestellt ist, schreitet ,man vorteilhaft zur Verstärkung ihrer Ränder, indem man die zellenförmige Struktur in einem Abstand von einigen Millimetern zwischen den -Tafeln 3, 4 einfräst und dann den auf diese Weise ausgehöhlten Teil,, der links in Fig. 3 schraffiert dargestellt ist, mit einer thixotropen, geeignet aushärtbaren Zusammensetzung ausfüllt, z.B. mit einer Zusammensetzung, die der oben-angegebenen entspricht.When the plate is finished, one advances to reinforce their edges by placing the cellular structure a few millimeters apart between the panels 3, 4 milled in and then the part hollowed out in this way, which is shown hatched on the left in Fig. 3, with a thixotropic, suitable curable composition, e.g. with a composition corresponding to that given above.
- 3 0 9 8 41/10 9 3- 3 0 9 8 41/10 9 3
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