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WO2009025536A1 - Estructura en forma de panal de abeja con tapas de superficie - Google Patents

Estructura en forma de panal de abeja con tapas de superficie Download PDF

Info

Publication number
WO2009025536A1
WO2009025536A1 PCT/MX2007/000097 MX2007000097W WO2009025536A1 WO 2009025536 A1 WO2009025536 A1 WO 2009025536A1 MX 2007000097 W MX2007000097 W MX 2007000097W WO 2009025536 A1 WO2009025536 A1 WO 2009025536A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bases
edges
sandwich structure
walls
ceilings
Prior art date
Application number
PCT/MX2007/000097
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rafael Jorge Abella
Original Assignee
Verdes Ameigeiras De Abella, Dinorah Nilda
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Verdes Ameigeiras De Abella, Dinorah Nilda filed Critical Verdes Ameigeiras De Abella, Dinorah Nilda
Priority to PCT/MX2007/000097 priority Critical patent/WO2009025536A1/es
Publication of WO2009025536A1 publication Critical patent/WO2009025536A1/es

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/10—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
    • B32B3/12—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a layer of regularly- arranged cells, e.g. a honeycomb structure

Definitions

  • the present application is located in the field of rolled products, more particularly in the field of honeycomb structure products used in sandwich structures.
  • An important number of lightweight structures consists of panels formed by two sheets separated from each other and leaving spaces inside. To maintain the integrity of the panel and to give it adequate resistance to its use, a filling structure is located in the space between the sheets, which originates the so-called sandwich structures.
  • the filling structures that are located between the sheets can be several.
  • balsa wood or hollow cylindrical tubes coated with a polyamide veil (Plascore ®) that are located between the sheets can be used so that their circular section is directed towards each sheet.
  • a polyamide veil Plascore ®
  • honeycomb structure which is generally formed by a folded paper embedded in a resin, such that the paper serves as a support for the resin, which is the one that Finally it will support the sheets.
  • the open part of the honeycomb consists of hexagons and the panels of the panel rest on that hexagonal structure, which is generally attached to the sheets.
  • Honeycomb structures have been used in panels for a long time. As an example, one can cite application GB803065, published in 1958, which refers to panels that contain inside structures of honeycomb. Also by way of example, the application DE2125463, which shows a panel containing a honeycomb-shaped structure supporting the outer sheets can be cited.
  • Patent DE102005004345 refers to a sandwich structure in the form of honeycomb, for airplane wings, consisting of ribs that fit together in the form of a profile between the sheets that form the surface of the wing.
  • honeycomb structures used in racing boat hulls DE2125463 and FR2867747 can be cited, which show the traditional honeycomb structure located inside the hull.
  • honeycomb structures that are traditionally used, then share a common feature: they are all open structures at their hexagonal ends. This makes that the contact surface of the honeycomb structure with the surface that rests on it and to which it is attached, is greatly reduced, since it is limited to the edges of the hexagonal sections.
  • the honeycomb structure fulfills its function very well.
  • forces appear that tend to deform or break the honeycomb structure or separate it from the surface by breaking the adhesive.
  • compression forces appear on the surface that forms the upper part of the wing, while on the lower surface there are tensile forces and those compression and traction forces. they are transmitted to the adhesive that joins the surfaces with the honeycomb structure, transversely to the mentioned structure.
  • the honeycomb structure can be wrapped in a layer of polymeric material in the form of a film, said polymeric material being adhered to the structure on one side and the surface on the other.
  • the manufacturing costs are increased and there are still considerable transversal efforts between the surface of the honeycomb structure and the polymeric material when the wing of the plane or the hull of the boat flexes.
  • the structure that constitutes the main object of the invention then allows to avoid the problems generated by the transverse efforts to the honeycomb-shaped structures that are used as filling in a sandwich structure and that occur when the sandwich structure is flexed.
  • a first object of the invention is a folded sheet, suitable for the construction of a honeycomb structure, which has hexagonal surfaces at its ends, adapted to serve as caps in the honeycomb structure.
  • a second object of the invention is a material configured as a honeycomb structure that has at its ends caps that cover the hexagonal section of the structure.
  • a third object of the invention is a process for the preparation of the material configured as a honeycomb structure, with covers covering the hexagonal section of the structure.
  • a fourth object of the invention is a sandwich structure that has as a filling the honeycomb structure with covers that cover the hexagonal section of the structure.
  • honeycomb structure of the invention can be used as a filling in any sandwich structure, not only in airplane wings and boat hulls but also in any other structure that requires high strength with a minimum weight .
  • Particularly preferred are those structures that must withstand significant compression and tensile stress due to flexion.
  • Figure 1 is a perspective of the folded sheet of the invention.
  • Figure 2 is another perspective of the folded sheet of the invention, which allows to better appreciate the arrangement of the surfaces that will constitute the tops of the honeycomb structure.
  • Figure 3 is a perspective of the honeycomb structure formed from the sheets of the invention.
  • the honeycomb structure of the invention consists essentially of a conventional honeycomb structure, which has covers that close each of the hexagonal sections of the ends.
  • the honeycomb structure is then formed by a plurality of folded sheets that adhere to each other so as to leave between them a hollow space in the form of a prism of hexagonal section. Each sheet has a "repetitive" structure.
  • each sheet has a first plurality of rectangular or trapezoidal surfaces in the same plane that we will call bases, a second plurality of rectangular or trapezoidal surfaces in a second plane, parallel to that of the bases, which we will call ceilings, said ceilings of the same width as said bases, each of said bases being separated from each other by spaces, each of said ceilings being separated from each other by spaces, said spaces between the bases being of width greater than the width of the ceilings, each of the ceilings located on the spaces that separate each of the bases and with each of its lateral edges equidistant from the nearest lateral edge of the nearest base, the closest lateral edges between bases and ceilings being joined by surfaces of rectangular or trapezoidal we will call walls, the lateral edge of each one of said walls that joins the base, being the same length as the edge l the base of the base and the lateral edge of each of said walls that joins the ceiling, being the same length as the edge of the ceiling.
  • the walls will form an obtuse angle with both the bases and the ceilings. Given that walls and ceilings are in parallel planes and that each of the lateral edges of the ceilings is equidistant from the nearest lateral edge of the nearest base, the width of each wall will be the same.
  • the ceilings and / or the walls can be all rectangular, all trapezoidal or any combination of both.
  • a first hexagonal surface At one end of each base a first hexagonal surface will be located, said hexagon joined by one of its edges to the edge that constitutes one of the ends of the base and by each of the other two edges to the edge that constitutes one of the ends of the walls, the other three edges being free, so that the half of the hexagon defined by the three free edges is symmetrical to the half of the hexagon defined by the three edges attached to the base ends and walls.
  • a second hexagonal shaped surface of similar construction to the first hexagonal surface At the end of each roof opposite the ends of the base containing the hexagons, a second hexagonal shaped surface of similar construction to the first hexagonal surface will also be located.
  • edges of the end of each base and the edges of the end of each wall attached to it must form a plane, so that a surface of hexagonal shape can be attached to those edges; The same goes for the edges of the end of each roof and the edges of the end of the walls attached to it.
  • trapezoidal a figure in the form of a trapezoid, either isosceles or scalene, should be understood.
  • “Side edges” should be understood as the edges of bases and / or walls and / or ceilings that are perpendicular to hexagonal surfaces in case the base and / or the wall and / or ceiling are rectangular or the edges that constitute the major and minor bases of the trapezoid, in case the base and / or wall and / or the ceiling are trapezoidal.
  • width a dimension that runs perpendicular to the side edges of bases, walls or ceilings should be understood.
  • a “length” should be understood as a dimension that runs parallel to the side edges of bases, walls or ceilings. It is evident that if the shape of said surfaces is trapezoidal, there will be a length corresponding to the major base and a length corresponding to the minor base, as well as intermediate lengths between both bases.
  • both the bases and the ceilings will be rectangular in shape.
  • both the bases and the ceilings will be of rectangular section and the hexagons will be regular hexagons.
  • each constituent sheet of the structure it is enough to make a mold of the appropriate size and shape to the sandwich structure, in a metallic material, in a conventional manner and fill it with a polymeric material.
  • a resin containing a support can also be molded.
  • Particularly preferred is a phenolic resin with paper as a support.
  • the manufacturing methods of composite materials containing a support and a resin are known to the expert.
  • the molding method is preferred using pre-impregnated supports in the resin.
  • resin impregnated fibers When resin impregnated fibers are used, the fibers of the walls and / or ceilings will extend into the hexagonal surfaces that join them; the fibers of walls and / or bases, will extend in the hexagonal surfaces that are attached to them.
  • Ceramic materials or aluminum can also be used, in the latter case to be molded by appropriate dies.
  • each of the roofs of a sheet adheres a base of the adjacent sheet, in a conventional manner for the honeycomb structures. The procedure is repeated for all the necessary sheets, which will depend on the size of the sandwich structure.
  • the construction of the honeycomb structure of the invention may include a coating of a polymeric film, although this is not essential with this type of structures.
  • the honeycomb structure already constructed with the appropriate size and shape to the structure adheres to one of the surfaces and then the second surface adheres to the other end of the honeycomb structure. They could also adhere the honeycomb structures to each other and to one of the surfaces while the sandwich structure is being constructed; once the adhesion to one of the surfaces is completed, the other surface will adhere to the other end of the honeycomb structure.
  • Figure 1 shows a diagram of an individual "folded" sheet 1, of which one of its repetitive sections consisting of a base 2, roof 3, walls 4, 5 and hexagonal surfaces 6, 7 is described in detail.
  • the bases 2, ceilings 3 and walls 4, 5 are rectangular in this embodiment, although as indicated, they could be trapezoidal in other embodiments.
  • Each of the bases 2 is defined by an upper edge 21, a lower edge 22, and two lateral edges 23, 24, the upper edge being considered to be the one in the perspective of the figure facing up and the lower edge opposite.
  • Each of the roofs 3 is defined by an upper edge 31, a lower edge 32 and two lateral edges 34, 35.
  • Each of the walls 4, 5 is defined by an upper edge 41, 51, a lower edge 42, 52 and two lateral edges 24, 34, 35, 53. If the surfaces were trapezoidal, the lateral edges would constitute the bases of the trapezoids.
  • the edges 34, 35 are equidistant from the edges 24, 53, respectively.
  • the width of the bases is given by the length of the edge 21
  • the width of the ceiling is given by the length of the edge 31
  • the width of each of the walls 4 is given by the length of the edges 42, 52, respectively.
  • the length is given by the length of any of the lateral edges.
  • the anterior surface 6 is defined by six sides 31, 41, 51, 61, 62, 63;
  • the rear surface 7 is defined by six sides 22, 27, 42, 71, 72, 73.
  • the surface 6 is attached to the ceiling 3 through the edge 31 and to the walls 4, 5, through the edges 41, 51 , respectively, leaving the edges 61, 62, 63, free;
  • the surface 7 is attached to the base 2 through the edge 22, to the wall 4 through the edge 42, to the wall facing the 4 through the edge 27, the edges 71, 72, 73 being clear.
  • the hexagon 6 that is attached to the roof 3 and the walls 4 and 5 and that is defined by the edges 31, 41, 51 is symmetrical to the half of the hexagon 6 that is free and defined by the edges 61, 62, 63;
  • the hexagon 7 has a similar construction, that is, the half that is defined by the base and edge joining edges 22, 27, 42 is symmetrical to the half that is free and that is defined by the edges 71, 72, 73 Since the bases and ceilings are rectangular, surfaces 6 and 7 are in parallel planes.
  • each of the sides 21, 31, 41, 51 will be the same and the hexagons 6 and 7 will be regular hexagons.
  • the fibers of the walls 4 and 5 and of the roof 3 extend on the surface 6; the fibers of the walls 4 and the one that faces the 4 and of the base 2, extend on the surface 7.
  • Figure 3 allows visualizing the arrangement of a honeycomb structure section formed by the folded sheets of the invention.
  • the first two sheets have been offset in the figure to better show the union between the sheets.
  • the sheet 1 is located conventionally on the sheet 10, so that the base 2 of the sheet 1 is adhered by a conventional adhesive to the roof 8 of the sheet 10. In the same way, all the bases of the sheet 1 adhere to the roofs of the sheet 10; In short, the bases of each sheet adhere to the roofs of the adjacent sheet to form the honeycomb structure, in a conventional manner.
  • the hexagons of the ends are not hollow, but have the hexagonal surfaces that act as covers and said covers will then adhere to the surface of the sandwich structure, which will greatly increase the contact surface and the transversal effort that the honeycomb structure of the invention can withstand.
  • the sheets may be formed in polymeric, cellulosic, metallic or composite materials.
  • thermoplastic materials preferably PVC
  • metal materials any metal or light alloy, preferably aluminum, aluminum alloys or magnesium alloys can be used.
  • metal materials any metal or light alloy, preferably aluminum, aluminum alloys or magnesium alloys can be used.
  • the preferred composite materials are carbon fibers, aramid fibers or glass fibers, any of them impregnated with resins, preferably phenolic resins, epoxy or polyester. More preferably, the glass fiber impregnated with polyester resins, the carbon fiber impregnated with epoxy resins or the aramid fiber (Kevlar) impregnated with epoxy resins can be used. Ceramic materials can also be used.
  • the most preferred construction material is the carbon fiber coated with epoxy resins.
  • the sheets can be molded in any size and shape suitable to the sandwich structure in which they will be used or can be stamped, in cases where they are constructed in metallic materials.
  • the sheets can adhere to each other and to the surface of the sandwich structure through any conventional adhesive used in other sandwich structures.
  • the honeycomb structure can be covered with a polymeric film or have a filling inside, although these options are not essential in these structures.
  • the honeycomb structures according to the invention may comprise sheets according to the invention for areas of the sandwich structure that are subjected to great stress and / or compression stresses and conventional sheets (that is without the hexagonal surfaces of the ends) for the areas of the sandwich structure that are not subject to excessive stress.
  • honeycomb structures according to the invention are particularly useful when the sandwich structure experiences intense tensile and / or compression forces, allowing the sandwich structure to withstand greater bending stresses and therefore greater bending than sandwich structures with padding.
  • Conventional honeycomb since the bending moment of the sandwich structure is substantially increased while the weight is similar to that of the sandwich structure with open honeycomb filling structure.

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Una lámina plegada para formar una estructura de panal de abejas con tapas hexagonales en sus extremos, Ia estructura formada, un procedimiento de preparación de Ia misma y una estructura sandwich que incluya dicha estructura.

Description

ESTRUCTURA EN FORMA DE PANAL DE ABEJA CON TAPAS DE SUPERFICIE
Campo de Ia invención
La presente solicitud se ubica en el campo de los productos laminados, más particularmente en el campo de los productos con estructura de panal de abeja utilizados en estructuras sandwich.
Antecedentes del invento
Un número importante de estructuras livianas consiste en paneles formados por dos láminas separadas entre sí y que dejan espacios en su interior. Para mantener Ia integridad del panel y para otorgarle al mismo una resistencia adecuada a su uso, se ubica una estructura de relleno en el espacio entre las láminas, Io que origina las llamadas estructuras sandwich. Las estructuras de relleno que se ubican entre las láminas pueden ser varias.
Así puede usarse madera balsa o tubos cilindricos huecos recubiertos con un velo de poliamida (Plascore ®) que se ubican entre las láminas de modo que su sección circular se dirige hacia cada lámina.
Sin embargo, una de las estructuras de relleno más usadas es Ia estructura de panal de abeja, el cual generalmente está formado por un papel plegado embebido en una resina, de tal manera que el papel sirve de soporte a Ia resina, que es Ia que finalmente soportará las láminas. La parte abierta del panal consiste en hexágonos y las láminas del panel apoyan sobre esa estructura hexagonal, Ia cual generalmente se encuentra adherida a las láminas. Las estructuras en forma de panal de abeja han sido utilizadas en paneles desde largo tiempo atrás. A título de ejemplo, puede citarse Ia solicitud GB803065, publicada en 1958, que refiere a paneles que contienen en su interior estructuras de panal de abeja. También a título de ejemplo puede citarse Ia solicitud DE2125463, que muestra un panel que contiene como relleno una estructura en forma de panal de abeja sosteniendo las láminas exteriores.
En Ia patente US5445861 se hace referencia a una estructura de panal de abeja que puede ser utilizada en naves aerospaciales, así como en alas de aviones y que tiene Ia característica que mejora Ia resistencia de Ia estructura al calor.
Los rellenos en forma de panal de abeja más comunes y probablemente más importantes son los que se utilizan en alas de avión y en cascos de botes de competición, debido a que permiten estructuras livianas y de aceptable resistencia. La patente DE102005004345 refiere a una estructura sandwich en forma de panal de abejas, para alas de avión, consistente en forma de nervaduras que encajan juntas en forma de perfil entre las láminas que forman Ia superficie del ala.
Como ejemplos de estructuras en panal de abeja utilizadas en cascos de barcos de competición, pueden citarse DE2125463 y FR2867747, los cuales muestran Ia estructura tradicional en panal de abeja ubicada en el interior del casco.
Las estructuras en panal de abeja que se usan tradicionalmente, comparten entonces una característica común: son todas estructuras abiertas en sus extremos de sección hexagonal. Esto hace que Ia superficie de contacto de Ia estructura en panal de abeja con Ia superficie que apoya sobre ella y a Ia cual se encuentra adherida, sea sumamente reducida, ya que se limita a los bordes de las secciones hexagonales.
Cuando las superficies soportadas por Ia estructura en panal de abeja no se flexionan, Ia estructura en panal cumple muy bien su función. Sin embargo cuando Ia estructura se flexiona, aparecen fuerzas que tienden a deformar o a romper Ia estructura en panal de abeja o a separarla de Ia superficie por rotura del adhesivo. Por ejemplo, cuando el ala de un avión se flexiona por efecto del viento hacia arriba, sobre Ia superficie que forma Ia parte superior del ala aparecen fuerzas de compresión, mientras que sobre Ia superficie inferior aparecen fuerzas de tracción y esas fuerzas de compresión y tracción se transmiten al adhesivo que une las superficies con Ia estructura en panal, en forma transversal a Ia estructura citada.
Dado que el área total adherida a las superficies del ala es muy reducida, existe Ia tendencia a Ia separación de Ia superficie con relación Ia estructura de panal de abeja.
Para resolver el problema citado anteriormente, se puede envolver Ia estructura en forma de panal en una capa de material polimérico en forma de film, dicho material polimérico estando adherido a Ia estructura por un lado y a Ia superficie por el otro. Sin embargo, los costos de fabricación se incrementan y siguen existiendo esfuerzos transversales considerables entre Ia superficie de Ia estructura en forma de panal y el material polimérico cuando el ala del avión o el casco de Ia embarcación se flexionan.
Por consiguiente, existe Ia necesidad de crear un relleno en forma de panal de abeja, que evite los problemas generados por las flexiones en las estructuras sandwich.
Descripción resumida de Ia invención
La estructura que constituye el objeto principal de Ia invención, permite entonces evitar los problemas generados por los esfuerzos transversales a Ia estructuras en forma de panal de abeja que se emplean como relleno en una estructura sandwich y que se producen cuando se flexiona Ia estructura sandwich.
Así, un primer objeto de Ia invención es una lámina plegada, adecuada para Ia construcción de una estructura en panal de abejas, Ia cual presenta superficies hexagonales en sus extremos, adaptadas para servir de tapas en Ia estructura en panal de abejas.
Un segundo objeto de Ia invención un material configurado como estructura en panal de abejas que presenta en sus extremos tapas que cubren Ia sección hexagonal de Ia estructura. Un tercer objeto de Ia invención es un procedimiento para Ia preparación del material configurado como estructura en forma de panal de abejas, con tapas que cubren Ia sección hexagonal de Ia estructura.
Un cuarto objeto de Ia invención es una estructura sandwich que posee como relleno Ia estructura en forma de panal de abeja con tapas que cubren Ia sección hexagonal de Ia estructura.
El experto podrá fácilmente apreciar que Ia estructura en panal de abejas de Ia invención puede utilizarse como relleno en cualquier estructura tipo sandwich, no sólo en alas de avión y cascos de embarcaciones sino también en cualquier otra estructura que requieran una alta resistencia con un peso mínimo. Particularmente preferidas son aquellas estructuras que deban soportar importantes esfuerzos de compresión y tracción debido a Ia flexión.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una perspectiva de Ia lámina plegada de Ia invención. La figura 2 es otra perspectiva de Ia lámina plegada de Ia invención, que permite apreciar mejor Ia disposición de las superficies que constituirán las tapas de Ia estructura en panal de abejas.
La figura 3 es una perspectiva de Ia estructura en panal de abejas formada a partir de las láminas de Ia invención.
Descripción detallada de Ia invención
La estructura en panal de abejas de Ia invención consiste en esencia en una estructura en panal de abejas convencional, que posee tapas que cierran cada una de las secciones hexagonales de los extremos. La estructura en panal de abejas está entonces formada por una pluralidad de láminas plegadas que se adhieren unas a otras de forma de dejar entre ellas un espacio hueco en forma de prisma de sección hexagonal. Cada lámina tiene una estructura "repetitiva". Concretamente, cada lámina tiene una primera pluralidad de superficies de forma rectangular o trapezoidal en el mismo plano que llamaremos bases, una segunda pluralidad de superficies de forma rectangular o trapezoidal en un segundo plano, paralelo al de las bases, que llamaremos techos, dichos techos del mismo ancho que dichas bases, cada una de dichas bases estando separadas entre sí por espacios, cada uno de dichos techos estando separados entre sí por espacios, dichos espacios entre las bases siendo de ancho mayor que el ancho de los techos, cada uno de los techos ubicados sobre los espacios que separan cada una de las bases y con cada uno de sus bordes laterales equidistante del borde lateral más cercano de Ia base más cercana, los bordes laterales más cercanos entre bases y techos estando unidos por superficies de forma rectangular o trapezoidal que llamaremos paredes, el borde lateral de cada una de dichas paredes que se une a Ia base, siendo del mismo largo que el borde lateral de Ia base y el borde lateral de cada una de dichas paredes que se une al techo, siendo del mismo largo que el borde del techo. Dado que el espacio entre bases es mayor que el ancho de los techos, las paredes formarán un ángulo obtuso tanto con las bases como con los techos. Dado que paredes y techos se encuentran en planos paralelos y que cada uno de los bordes laterales de los techos es equidistante del borde lateral más cercano de Ia base más cercana, el ancho de cada pared será igual. Los techos y/o las paredes pueden ser todos rectangulares, todos trapezoidales o cualquier combinación de ambos. En uno de los extremos de cada base se ubicará una primera superficie de forma hexagonal, dicho hexágono unido por uno de sus bordes al borde que constituye uno de los extremos de Ia base y por cada uno de los otros dos bordes al borde que constituye uno de los extremos de las paredes, quedando los otros tres bordes libres, de modo que Ia mitad del hexágono definida por los tres bordes libres sea simétrica a Ia mitad del hexágono definida por los tres bordes unidos a los extremos de base y paredes. En el extremo de cada techo opuesto a los extremos de Ia base que contienen los hexágonos se ubicará también una segunda superficie de forma hexagonal de similar construcción a Ia primera superficie hexagonal.
Es claro que los bordes del extremo de cada base y los bordes del extremo de cada pared a ella unida, deben formar un plano, para que pueda unirse a esos bordes una superficie de forma hexagonal; Io mismo ocurre con los bordes del extremo de cada techo y los bordes del extremo de las paredes a él unidas.
Por "pluralidad", debe entenderse al menos dos unidades.
Por "trapezoidal", debe entenderse una figura en forma de trapecio, ya sea isósceles o escaleno.
Por "bordes laterales" debe entenderse los bordes de bases y/o paredes y/o techos que son perpendiculares a las superficies hexagonales en caso de que Ia base y/o Ia pared y/o el techo sean rectangulares o los bordes que constituyen las bases mayor y menor del trapecio, en caso de que Ia base y/o pared y/o el techo sean trapezoidales.
Por "ancho", debe entenderse una dimensión que corre perpendicular a los bordes laterales de bases, paredes o techos.
Por "largo" debe entenderse una dimensión que corre paralela a los bordes laterales de bases, paredes o techos. Es evidente que si Ia forma de dichas superficies es trapezoidal, habrá un largo correspondiente a Ia base mayor y un largo correspondiente a Ia base menor, así como largos intermedios entre ambas bases.
Por estructura "repetitiva", se hace referencia a que las características generales de Ia estructura se repiten, pero su forma puede variar ligeramente, según las bases y/o techos sean rectangulares o trapezoidales. En una realización preferida de Ia invención, tanto las bases como los techos serán de forma rectangular. En una realización aún más preferida, tanto las bases como los techos serán de sección rectangular y los hexágonos serán hexágonos regulares.
Para formar cada lámina constituyente de Ia estructura, basta con realizar un molde del tamaño y forma adecuada a Ia estructura sandwich, en un material metálico, en forma convencional y rellenar el mismo con un material polimérico.
También puede moldearse una resina que contenga un soporte. Se prefiere particularmente una resina fenólica con papel como soporte.
Resulta evidente que otros materiales pueden ser utilizados para moldear las láminas de Ia invención, como ser fibra de vidrio impregnada con resinas poliéster o epoxi, fibras de poliamida aromática (aramida; Kevlar) impergnadas con resinas epoxi, fibra de carbono impregnada con resinas epoxi. También son apropiados los materiales compuestos que utilicen como soporte combinaciones de las fibras citadas, como por ejemplo, combinaciones de fibra de carbono y aramida.
Los métodos de fabricación de los materiales compuestos conteniendo un soporte y una resina son conocidos por el experto. Se prefiere el método de moldeo utilizando soportes preimpregnados en Ia resina. Cuando se utilizan fibras impregnadas en resina, las fibras de las paredes y/o techos se prolongarán en las superficies hexagonales que se unen a ellas; las fibras de paredes y/o bases, se prolongarán en las superficies hexagonales que se unen a ellas.
También puede utilizarse materiales cerámicos o aluminio, en este último caso caso para ser moldeado mediante matrices apropiadas.
Para formar Ia estructura en panal de abeja, cada uno de los techos de una lámina se adhiere una base de Ia lámina adyacente, en forma convencional para las estructuras de panal de abeja. El procedimiento se repite para Ia totalidad de láminas necesarias, Ia cual dependerá del tamaño de Ia estructura sandwich. La construcción de Ia estructura en panal de abeja de Ia invención puede incluir un recubrimiento de un film polimérico, aunque esto no es imprescindible con este tipo de estructuras.
Para formar Ia estructura sandwich, Ia estructura en panal de abeja ya construida con el tamaño y forma adecuada a Ia estructura se adhiere a una de las superficies y luego Ia segunda superficie se adhiere al otro extremo de Ia estructura en panal de abeja. También podrían irse adhiriendo las estructuras en panal de abeja entre sí y a una de las superficies mientras se construye Ia estructura sandwich; una vez completada Ia adhesión a una de las superficies, se adherirá Ia otra superficie al otro extremo de Ia estructura en panal de abejas.
Haremos referencia ahora a las figuras, las cuales deben ser consideradas como realizaciones preferidas de Ia invención y en modo alguno limitantes de Ia misma.
La figura 1 muestra un esquema de una lámina "plegada" individual 1 , de Ia cual se describe detalladamente una de sus secciones repetitivas constituida por una base 2, techo 3, paredes 4, 5 y superficies hexagonales 6, 7. Las bases 2, los techos 3 y las paredes 4, 5 son de forma rectangular en esta realización, aunque como se indicó, podrían ser de forma trapezoidal en otras realizaciones.
Cada una de las bases 2 está definida por un borde superior 21, un borde inferior 22, y dos bordes laterales 23, 24, considerándose como borde superior el que en Ia perspectiva de Ia figura se encuentra hacia arriba y el borde inferior su opuesto. Cada uno de los techos 3 está definido por un borde superior 31 , un borde inferior 32 y dos bordes laterales 34, 35. Cada una de las paredes 4, 5, está definida por un borde superior 41, 51, un borde inferior 42, 52 y dos bordes laterales 24, 34, 35, 53. Si las superficies fueran trapezoidales, los bordes laterales constituirían las bases de los trapecios. Los bordes 34, 35 se encuentran equidistantes de los bordes 24, 53, respectivamente. Dado que en Ia realización, las bases, paredes y techos son rectangulares, el ancho de las bases viene dado por Ia longitud del borde 21, el ancho del techo viene dado por Ia longitud del borde 31 y el ancho de cada una de las paredes 4, 5 viene dado por Ia longitud de los bordes 42, 52, respectivamente. Por otra parte, el largo viene dado por Ia longitud de cualquiera de los bordes laterales.
La figura 2 permite apreciar en forma más clara cada una de las superficies hexagonales de Ia invención. La superficie anterior 6 está definida por seis lados 31, 41, 51 , 61 , 62, 63; Ia superficie posterior 7 está definida por seis lados 22, 27, 42, 71, 72, 73. La superficie 6 se encuentra unida al techo 3 a través del borde 31 y a las paredes 4, 5, a través de los bordes 41, 51, respectivamente, quedando los bordes 61 , 62, 63, libres; Ia superficie 7 está unida a Ia base 2 a través del borde 22, a Ia pared 4 a través del borde 42, a Ia pared enfrentada a Ia 4 a través del borde 27, quedando íibres los bordes 71, 72, 73. La mitad del hexágono 6 que se encuentra unida al techo 3 y las paredes 4 y 5 y que viene definida por los bordes 31 , 41, 51 es simétrica a Ia mitad del hexágono 6 que queda libre y que viene definida por los bordes 61, 62, 63; el hexágono 7 tiene una construcción similar, esto es que Ia mitad que viene definida por los bordes de unión a base y paredes 22, 27, 42 es simétrica a Ia mitad que queda libre y que viene definida por los bordes 71, 72, 73. Dado que las bases y techos son rectangulares, las superficies 6 y 7 se encuentran en planos paralelos.
En una realización aún más preferida de Ia invención, cada uno de los lados 21, 31 , 41 , 51 será igual y los hexágonos 6 y 7 serán hexágonos regulares.
Las fibras de las paredes 4 y 5 y del techo 3 se prolongan en Ia superficie 6; las fibras de las paredes 4 y Ia que se enfrenta a Ia 4 y de Ia base 2, se prolongan en Ia superficie 7.
La figura 3 permite visualizar Ia disposición de una sección de estructura en panal de abejas formada por las láminas plegadas de Ia invención. Las dos primeras láminas se han ubicado desfasadas en Ia figura para mostrar mejor Ia unión entre las láminas. La lámina 1 se ubica en forma convencional sobre Ia lámina 10, de forma tal que Ia base 2 de Ia lámina 1, se adhiere mediante un adhesivo convencional al techo 8 de Ia lámina 10. De Ia misma manera, todas las bases de Ia lámina 1 se adhieren a los techos de Ia lámina 10; en definitiva las bases de cada lámina se adhieren a los techos de Ia lámina adyacente para formar Ia estructura en panal de abejas, en forma convencional. La diferencia es que en Ia estructura de Ia invención, los hexágonos de los extremos no son huecos, sino que tienen las superficies hexagonales que actúan como tapas y dichas tapas se adherirán luego a Ia superficie de Ia estructura sandwich, con Io cual aumentará enormemente Ia superficie de contacto y el esfuerzo transversal que puede soportar Ia estructura en panal de abejas de Ia invención.
Cualquier material liviano puede ser utilizado para las láminas plegadas de Ia invención. Por ejemplo, las láminas pueden estar formadas en materiales poliméricos, celulósicos, metálicos o compuestos. Entre los materiales poliméricos posibles puede utilizarse materiales termoplásticos, preferentemente PVC. Como materiales metálicos puede utilizarse cualquier metal o aleación liviana, preferentemente aluminio, aleaciones de aluminio o aleaciones de magnesio. Entre los materiales compuestos preferidos se encuentran las fibras de carbono, fibras de aramida o fibras de vidrio, cualquiera de ellas impregnadas con resinas, preferentemente resinas fenólicas, epoxi o poliéster. Más preferentemente pueden utilizarse Ia fibra de vidrio impregnada con resinas poliéster, Ia fibra de carbono impregnada con resinas epoxi o Ia fibra de aramida (Kevlar) impregnada con resinas epoxi. También pueden utilizarse materiales cerámicos.
El material de construcción más preferido es Ia fibra de carbono recubierta con resinas epoxi.
Las láminas pueden ser moldeadas en cualquier tamaño y forma adecuadas a Ia estructura sandwich en Ia cual se emplearán o pueden ser estampadas, en los casos en que se construyan en materiales metálicos. Las láminas pueden adherirse entre sí y a Ia superficie de Ia estructura sandwich a través de cualquier adhesivo convencional utilizado en otras estructuras en sandwich. La estructura en panal de abeja puede ser recubierta con un film polimérico o poseer un relleno en su interior, aunque estas opciones no son imprescindibles en estas estructuras. Las estructuras en panal de abeja según Ia invención pueden comprender láminas de acuerdo a Ia invención para zonas de Ia estructura sandwich que estén sometidas a grandes esfuerzos de tensión y/o compresión y láminas convencionales (es decir sin las superficies hexagonales de los extremos) para las zonas de Ia estructura sandwich que no se encuentren sometidas a esfuerzos excesivos.
Las estructuras en panal de abeja según Ia invención son particularmente útiles cuando Ia estructura sandwich experimenta intensas fuerzas de tensión y/o compresión, permitiendo a Ia estructura sandwich resistir mayores esfuerzos de flexión y por Io tanto una mayor flexión que las estructuras sandwich con relleno en panal de abeja convencional, ya que se incrementa sensiblemente el momento flector de Ia estructura sandwich mientras el peso es similar al de las estructrura sandwich con relleno en panal de abeja de estructura abierta.

Claims

REIVINDICACIONES
- Una lámina plegada caracterizada porque comprende: a- una pluralidad de bases de forma rectangular o trapezoidal ubicadas en el mismo plano, una pluralidad de techos de forma rectangular o trapezoidal en un segundo plano, paralelo al de las bases, dichos techos del mismo ancho que dichas bases, cada una de dichas bases estando separadas entre sí por espacios, cada uno de dichos techos estando separados entre sí por espacios, dichos espacios entre las bases siendo de ancho mayor que el ancho de los techos, cada uno de los techos ubicados sobre los espacios que separan cada una de las bases y con cada uno de sus bordes laterales equidistante del borde lateral más cercano de Ia base más cercana, b- paredes de forma rectangular o trapezoidal que unen los bordes laterales más cercanos entre bases y techos, el borde lateral de cada una de dichas paredes que se une a Ia base siendo del mismo largo que el borde lateral de Ia base y el borde lateral de cada una de dichas paredes que se une al techo, siendo del mismo largo que el borde del techo. c- una superficie de forma hexagonal en uno de los extremos de cada base, dicho hexágono unido por uno de sus bordes al borde que constituye uno de los extremos de Ia base y por cada uno de los otros dos bordes al borde que constituye uno de los extremos de las paredes, quedando los otros tres bordes libres, de modo que Ia mitad del hexágono definida por los tres bordes libres sea simétrica a Ia mitad del hexágono definida por los tres bordes unidos a los extremos de base y paredes. d- una superficie de forma hexagonal en uno de los extremos de cada techo, dicho hexágono unido por uno de sus bordes al borde que constituye uno de los extremos del techo y por cada uno de los otros dos bordes al borde que constituye uno de los extremos de las paredes, quedando los otros tres bordes libres, de modo que Ia mitad del hexágono definida por los tres bordes libres sea simétrica a Ia mitad del hexágono definida por los tres bordes unidos a los extremos de techo y paredes.
2- La lámina de Ia reivindicación 1 , caracterizada porque bases, paredes y techos son de forma rectangular.
3- La lámina de Ia reivindicación 2 caracterizada porque las superficies hexagonales tienen Ia forma de hexágonos regulares.
4- Una lámina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque está construida con fibra de carbono recubierta en resinas epoxi.
5- Un material configurado como estructura en forma de panal de abejas, caracterizada porque comprende al menos una lámina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
6- Un material configurado como estructura en forma de panal de abejas, caracterizada porque comprende al menos una lámina según Ia reivindicación 4.
7- Un material configurado como estructura en forma de panal de abejas, caracterizada porque todas sus láminas tienen las características mencionadas en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
8- Un material configurado como estructura en forma de panal de abejas, caracterizada porque todas sus láminas tienen las características mencionadas en Ia reivindicación 4.
9- Un procedimiento de fabricación del material según Ia reivindicación 5 caracterizado porque cada una de las bases de una de las láminas adhiere a cada uno de los techos de Ia lámina adyacente. 10- Un procedimiento de fabricación de un material según Ia reivindicación 6 caracterizado porque cada una de las bases de una de las láminas se adhiere cada uno de los techos de Ia lámina adyacente.
11- Un procedimiento de fabricación del material según Ia reivindicación 7 caracterizado porque cada una de las bases de una de las láminas adhiere a cada uno de los techos de Ia lámina adyacente.
12- Un procedimiento de fabricación de un material según Ia reivindicación 8 caracterizado porque cada una de las bases de una de las láminas se adhiere cada uno de los techos de Ia lámina adyacente.
13- Una estructura sandwich caracterizada porque comprende el material de Ia reivindicación 5 dispuesto entre dos superficies.
14- Una estructura sandwich caracterizada porque comprende el material de Ia reivindicación 6 dispuesto entre dos superficies.
15- Una estructura sandwich caracterizada porque comprende el material de Ia reivindicación 7 dispuesto entre dos superficies.
16- Una estructura sandwich caracterizada porque comprende el material de Ia reivindicación 8 dispuesto entre dos superficies.
17- La estructura sandwich de Ia reivindicación 13 caracterizada porque es el ala de un avión.
18- La estructura sandwich de Ia reivindicación 13 caracterizada porque es el casco de una embarcación.
19- La estructura sandwich de Ia reivindicación 14 caracterizada porque es el ala de un avión. 20- La estructura sandwich de Ia reivindicación 14 caracterizada porque es el casco de una embarcación.
21- La estructura sandwich de Ia reivindicación 15 caracterizada porque es el ala de un avión.
22- La estructura sandwich de Ia reivindicación 15 caracterizada porque es el casco de una embarcación.
23- La estructura sandwich de Ia reivindicación 16 caracterizada porque es el ala de un avión.
24- La estructura sandwich de Ia reivindicación 16 caracterizada porque es el casco de una embarcación.
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