结构元件、包括结构元件的装置、轮式车辆及结构单元的制作方法

本实用新型涉及一种结构元件，该结构元件包括作为主要构成部分的纸板。本实用新型的结构元件可以是平面形或细长的元件，它能够用作板、支柱、梁、框架元件等。

背景技术：

已知由纸板作为主要构成部分而制造的结构元件(参见PCT申请公开WO2014/061012和WO2014/141228)。特别是，WO2014/061012 提供了结构元件，该结构元件包括细长的内部部件和环绕该内部部件的细长外部部件。内部部件是圆形杆，该圆形杆可以由纸板或其它材料来制造；且外部部件可以由纸板板材构成，该纸板板材绕它的中间部分折叠，以便包封内部部件，并形成与内部部件的外表面的紧密连接。这两个部件共同确定了第一芯包封子结构；而板材侧接中间部分的部分共同确定了第二层状子结构。这种结构元件的承载能力明显大于各单独的部件。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种结构元件，该结构元件有作为它的主要构成部分的纸板。以纸板作为它的主要构成部分意味着它包括至少80％的纸板重量/基础重量，有时为85％、90％、甚至95％，有时甚至包括几乎100％的纸板。剩余的非纸板材料包括粘接剂，该粘接剂使得部件相互粘接(如后面将详细说明)，非纸板材料还可以包括外部涂层、漆、清漆、涂料等。本实用新型的结构元件有从形成的边缘部分伸出的平面形部分。在一个实施例(这里称为“单边缘实施例”)中，结构元件有一个这样形成的边缘部分，在另一实施例(“两个边缘的实施例”)中，有两个这样的边缘部分，这两个边缘部分彼此平行，且平面形部分在这两个边缘部分之间延伸。边缘部分通过使得纸板面板中的至少一段(这里称为“边缘形成段”)连接和折叠在细长部件上面而形成，该细长部件可以有多边形或(通常但并不排他)圆形横截面，且平面形部分由面板的、彼此相连的部分来构成，以便形成多层平面结构，如后面面所定义和介绍(这里，各段将称为“平面形段”)。

形成的边缘的总体横截面形状可以大致为细长部件的横截面形状。在一些实施例中，形状变化辅助边缘部件可以装配在形成的边缘上，以便改变它的横截面，例如，从圆形变化成多边形，特别是变成直角形状；即变化成有与元件平面垂直的表面的边缘。

细长部件(后面将确定)尽管优选是由纸板制造，但是在一些实施例中，也可以由其它材料制造，例如塑料(特别是回收塑料)或木材。

细长部件沿轴线延伸，通常有圆角的(例如圆形)横截面。纸板面板有三层，这三层包括第一和第二外部高密度纸板板材，它们之间夹有低密度纸板层。

术语“高密度纸板(或HDC)板材”是指相对实心和均匀(与非 HDC纸板面板相比)的纸板板材，没有肉眼可见的空隙，且通常被压缩。它可能有在至少200克每平方米(g/m²)范围内的空间比重；通常在400-700g/m²的范围内。特殊示例是密度在400-600g/m²范围内的重载纸板。本实用新型中使用的HDC板材可以有在0.5-3mm的范围内的厚度，通常为1-1.5mm。当HDC板材紧密保持成平面构造以避免它弯曲时，如在本实用新型的结构元件中所示(还如后面所示)， HDC板材显示了沿与它的平面平行的方向的抗压性。

术语“低密度纸板(或LDC)层”是指内部结构有多个小室或空隙的纸板层；例如，由波纹状、凹槽状或其它松散填塞的纸板材或条带来形成。包括低密度纸板层的纸板面板的示例是称为“波纹纸板”或“蜂窝纸板”的纸板面板，它们包括夹在两个平的衬板(例如由HDC制造) 之间的凹槽状或波纹状纸块体。

面板的边缘形成段确定在两个平面形段之间，且没有所述第二 HDC板材和所述LDC层；例如已经切除或以其它方式除去。第一HDC 板材的内表面折叠在所述第一部件的外表面上并紧密连接(例如通过粘接)，以便包封它的顶部部分。在这种折叠后，两个平面形段通过附接它们的相应第二HDC板材(例如通过粘接)而相互连接；这确定了结构元件的平面形部分。

所述平面形部分通常形成为延伸细长部件的长度。

通常但并不排他，所述细长部件的最大水平横截面尺寸近似(即在正负10％的范围内)等于三层纸板面板的厚度的两倍。

一旦平面形部分彼此附接，它们相应的第二HDC板材就在平面形部分的大约中间平面处一起形成连接高密度结构。所述高密度结构夹在平面形段的其它层之间，它们一起提供抗弯曲性。这种抗弯曲性的作用是将高密度结构保持在平面结构，其中，它提供沿结构元件的平面的抗压性。

在本实用新型的一个实施例中，所述高密度结构由平面形段的相连高密度层来构成。在另一实施例中，一个或多个第三高密度板材装配在并置的第二高密度层之间。

在本实用新型的实施例中，高密度结构的构成部分通过粘接剂而相互粘接。在另一实施例中，除了或代替使用粘接剂，还通过由增强端部元件施加的压缩力而保持在一起，该增强端部元件将两个侧接段相互夹紧。这种增强端部元件的一个示例(可用于单边缘实施例)是由高密度纸板(该高密度纸板可以是一层、两层或多层)制造的端部元件，该端部元件形成直角凹槽，该直角凹槽套装在平面形段的端部上面，因此(i)将它们夹持在一起，(ii)密封该端部，并增加用于将两个平面形段保持在一起的力，(iii)提供所述结构元件的、直线形和平坦的端部，以及(iv)向所述结构元件提供额外的刚性。另一示例是装配至平面形段内的铆钉(除了粘接剂之外或代替粘接剂)。

两边缘实施例的结构元件大致关于中线对称，该中线平行和在两个边缘之间。这种两边缘结构增加了结构元件的功能性和刚性。

在一个实施例中，所述细长部件由实心物质来制造，例如纸板。在另一实施例中，所述细长部件形成有轴向内腔。所述细长部件的特殊示例为圆柱形，通常为管形。如上所述，所述细长部件通常由纸板制造。

与单独的细长部件的结构元件相比、或与由所述纸板面板制造的两层结构的结构元件相比、或与由所述纸板面板制造的、有布置在相对的第一高密度层之间的一个或多个附加高密度纸板层的两层结构的结构元件相比、或者与由增强底部元件形成的结构元件相比，本实用新型的结构元件有明显更大的承载或抗弯曲特性。所述结构元件的较高承载或抗弯性与单独由它的任意构成部分(即没有所述边缘部分的平面形部分或细长部件)构成的结构元件相比至少大2、3、4、5、6、 7、8、9甚至10倍。

应当知道，本实用新型的结构元件通常有在平面形段之间经过的纵向对称平面。

还应当知道，如上所述，显然，本实用新型的结构元件可以由多种涂层来涂覆，这些涂料提供了耐火性、耐水性等。这可以通过多种涂料、油漆等来实现。

本实用新型的结构元件可以包含在多种结构和框架中。在一个实施例中，它是大致轴向细长的元件，该元件可以用作梁、支柱或其它框架部件。在另一实施例中，所述平面形部分可以确定总体板状构造。

本实用新型还提供了包括一个或多个本实用新型结构元件的装置。该结构元件的特殊用途是作为框架的一部分，例如车辆的框架，例如自行车或轮椅。其它示例是结构元件，例如支柱、梁、面板、搁架、建筑物框架、天花板或墙壁支承框架、车辆框架等。

本实用新型的另一方面涉及包括两个或更多本实用新型元件的结构单元。在一个实施例中，两个或更多元件中的第一元件的边缘形成连接边缘，并与所述两个或更多元件中的第二元件的平面形部分连接；例如形成T形梁。该方面的结构单元可以包括一个或多个所述第一结构元件和一个或多个所述第二结构元件。在一些实施例中，所述两个或更多结构元件中的第一结构元件与所述两个或更多结构元件中的两个第二结构元件的平面形部分连接，因此，所述第一结构元件的两个边缘构成连接边缘。后一个实施例的结构单元可以用作I形梁，作为工程元件，例如在建筑中。

连接边缘可以由边缘表面来确定，例如，与所述第一元件的平面垂直的边缘表面。在一个实施例中，连接边缘可以由形状变化辅助部件来确定。第一和第二结构元件通常相互连接，例如粘接，从而它们通常相互定向。

本实用新型提供了一种结构元件，其具有平面形部分和至少一个整体形成的边缘部分，其中，所述结构元件包括：至少一个细长部件；形成的三层纸板面板，所述三层纸板面板包括第一外部高密度纸板板材、第二外部高密度纸板板材以及夹在第一外部高密度纸板板材和第二外部高密度纸板板材之间的低密度纸板层；至少一个边缘形成段，所述边缘形成段没有所述第二外部高密度纸板板材和所述低密度纸板层；以及平面形段，所述平面形段侧接所述边缘形成段；其中，所述边缘形成段的第一外部高密度纸板板材的内表面折叠并紧密连接在所述细长部件的外表面上，以便包围所述细长部件的顶部部分，从而确定形成的边缘部分；以及平面形段相互固定，以便确定所述平面形部分。

本实用新型提供了一种装置，其包括一个或多个前述的结构元件。

本实用新型提供了一种轮式车辆，其包括前述的结构元件。

本实用新型提供了一种结构单元，其包括两个或更多前述的结构元件。

附图说明

为了更好地理解本实用新型的主题和举例说明它怎样在实践中实施，下面将参考附图通过非限定示例来介绍实施例，附图中：

图1A是根据本实用新型的示例单边缘实施例的结构元件的示意等距视图。

图1B是沿图1A中的线I-I的剖视图。

图2A和2B是本实用新型的两个其它示例单边缘实施例的示意剖视图。

图3A-3C示意说明了构造图1A-1B的结构元件的方式，表示了制造方法中的三个连续步骤。

图4是本实用新型的示例两边缘实施例的侧视透视图。

图5A-5C示意说明了构造图4的结构元件的方式，表示了制造方法中的三个连续步骤。

图6示意说明了根据本实用新型实施例的T形梁。

图7示意说明了根据本实用新型实施例的I形梁。

具体实施方式

附图表示了本实用新型的示例和非限定实施例的示意图。所示实施例是根据本实用新型的结构元件。

作为根据单边缘实施例的元件，细长结构元件100在图1A和1B 中表示。元件100沿轴线102延伸，并由两个纸板构成部分来构成，包括管形部件104和三层纸板面板106。术语“构成部分”(或它的任意语音变化)应当理解为意思是这些是主要结构构成部分。另外的构成部分是粘接剂，该粘接剂用于使得主要结构部件相互粘接。其它元件可以包括：增强销，该增强销横过元件的两个相对面；或者另外的增强底部元件，如图2B中所示。

纸板面板106有第一和第二高密度纸板(HDC)板材110、112，低密度纸板(LDC)层114夹在它们之间。纸板面板106有边缘形成段116，该边缘形成段116只有所述第一HDC层；边缘形成段没有第二HDC板材和LDC层。例如，为了形成边缘形成段116，第二HDC 板材和LDC层的相应部分从面板106中切除，因此在所述段处暴露第一HDC板材的内表面118。边缘形成段116的内表面118与第一部件104的外表面120紧密连接(例如通过粘接)。

边缘形成段116(在图3B中更好可见)确定了两个侧接平面形部分122A、122B，这两个侧接平面形部分122A、122B彼此镜像，并在图1B所示的结构元件中一起确定了多层平面形部分，该多层平面形部分从细长部件104伸出(在图示方位中向下)。在该多层平面形部分中，两个相应的HDC板材部分112A、112B一起形成两层高密度结构124。可以看出，该高密度结构可以补充有至少一个第三HDC板材，如图2A中所示。高密度结构124因此沿结构元件100的中线126形成，其中，一侧是另一侧的镜像。

如在图1A中(以及也在图2A-2B中)可见，边缘形成段的尺寸设置成这样，一旦与所述细长部件组合以便构成结构元件，高密度结构124接触和因此支承所述细长部件的底部部分128。

图2A是本实用新型的结构元件的剖视图，该结构元件类似于图 1A中所示的结构元件，但在相应的第二HDC板材112A和112B之间添加了第三HDC板材130。应当知道，在一些实施例中，可以在板材 112A和112B之间添加多于一个的第三HDC板材。

图2B示出了与图1A类似的实施例，该实施例添加了增强端部元件132，该增强端部元件132由HDC板材构成，该HDC板材形成直角凹槽形状，该直角凹槽形状包围两个平面形段的底部部分。因此，端部元件132用于(i)将平面形段122A和122B相互紧密地保持在一起，(ii)密封平面形段的底端(因此密封结构元件的底端)，(iii) 提供结构元件的平坦和均匀的底表面，和/或(iv)增加所述元件的结构刚性。尽管如图所示，端部元件132由单个HDC板材来制造，但是它可以有两个或多个HDC板材，这些HDC板材固定在一起，以便形成端部元件132。

下面参考图3A-3C，图中表示了形成图1A的结构元件的方式。提供纸板面板106，在图3A中示意表示，该纸板面板106由相应的第一和第二HDC板材110、112构成，LDC层114夹在它们之间。第二HDC板材的一部分和LDC层的相应部分从该纸板面板106的一部分111(在该示例实施例中，该部分111是中间部分)中除去，从而确定了边缘形成段116，该边缘形成段116有第一HDC板材110的暴露内表面118。通过形成边缘形成段116，也确定了两个侧接的平面形段 122A、122B。然后，细长管形部件104纵向布置在所述边缘形成段116 的大约中线处，且两个平面形段122A、122B环绕细长部件104沿由箭头123A、123B表示的方向折叠，以便使得平面形段的相应第二HDC 板材112A、112B相互接触，从而形成结构元件100，如图1A-1B中所示。在第一部件104与中心段116的内表面118连接之前和在折叠之前，可以施加粘接剂。应当注意，在其它实施例中，不是移除部分 111，而是面板可以预先制备成具有边缘形成段116。

下面参考图4，图中表示了本实用新型的示例两边缘结构元件 200。元件200有平面形部分202，该平面形部分202确定于两个圆角边缘部分204之间。该元件由相互平行的两个细长圆柱形部件206A、 206B和形成三层的纸板面板208来构成。面板208是三层面板，具有第一和第二HDC层210、212，该第一和第二HDC层210、212夹住 LDC层214。元件的边缘由细长部件206A、206B和第一HDC层210 来形成，该第一HDC层210紧密连接和包围细长部件206。面板的多个部分一起形成结构元件200的平面形部分202，该平面形部分202 确定于两个边缘部分之间。

图5A-5C示意表示了形成图4的结构元件的方式。从纸板面板208 的两个段205A、205B中除去包括HDC层212和至少一些LDC层214 (通常它的全部)的一些纸板，从而确定了边缘形成段216A、216B，各边缘形成段216A、216B侧接两个平面形部分：段216A侧接段222A、 222C，段216B侧接段222B和222C。然后，圆形细长部件206A、206B 装配至边缘形成段中，然后，通过将边缘形成段的HDC板材折叠在细长部件206A、206B上面，如箭头223A和223B所示，然后使得相对的平面段相互粘接，从而形成结构元件，如图4中所示。段222A、 222B的组合宽度与段222C的宽度相同，因此，所有平面形段一起形成完整的多层纸板结构，该多层纸板结构构成元件的平面形部分。

下面参考图6，图中表示了根据本实用新型实施例的T形梁300。该T形梁由两个平面形元件构成：第一结构元件300A和第二结构元件300B，它们各自有与图4中所示的元件200类似的结构。形状变化辅助部件306装配在边缘部分304的顶部上，该形状变化辅助部件306 有矩形凹槽的总体形状，且将它装配在边缘部分304上将改变边缘的总体截面形状，以便确定边缘表面308，该边缘表面308与由元件300A 确定的平面垂直。这使得元件300A和300B相互垂直。

为了形成这种连接，形状变化部件306可以首先装配在边缘304 的顶部上，或者部件306可以首先粘接在顶部元件300B上，然后，元件300A的边缘304可以装配至其中。

下面参考图7，图7表示了根据本实用新型实施例的I形梁400。I形梁400以与图6的T形梁300类似的方式来构造，由三个平面形结构元件构成：一个第一结构元件400A和两个第二结构元件400B和 400C。元件400A形成有两个边缘变化辅助部件406A、406B，该边缘变化辅助部件406A、406B类似于图6中的元件306。