夹芯结构的制作方法
【专利说明】夹芯结构
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求了 2013年12月13日提交申请系列号为14/105989的美国实用新型的权益，其通过引用被纳入本文。
【背景技术】
[0003]本发明通常涉及夹芯结构，更具体的涉及包括具有交替高峰和低谷的芯体的夹芯结构。
[0004]具有外层和芯体层的金属夹芯结构在工业中是公知的。例如，参考以下美国专利:专利号为7752729，名称为“成型金属扁平材料的方法，制造复合材料的方法和实施这些方法的装置”，2010年7月13日授权给Faehrrolfes等；专利号为7648058，名称为“成型的金属芯体夹芯结构及其制造方法和系统”，2010年I月19日授权给Straza，并且其共同拥有此专利；和专利号为3525663，名称为“具有双轴直线桁架模式的互反曲面蜂窝芯体结构”，1970年8月25日授权给Hale，通过引用它们全部被纳入本文。然而，Hale的专利教导使用竖直操作冲压模以在加热的芯板中成型节点，目的是在所有平面中获得相同的弯曲和剪切应力。以这种方式冲压的芯体在节点成型和节点模式对称期间易于开裂。此外，Faehrrolfes的专利不利的在其伸长波动芯体的成型期间要求润滑以降低开裂，其产生后面的问题是外板需要粘结接合。还值得注意的是FaehrroIfes需要复杂机构以在每个工件成型期间连续调整成型辊位置，这导致公差精度顾虑和单个部件内以及部件和部件刚度不一致。Faehrrolfes波动模式在所有方向均是对称的。
[0005]
【发明内容】
根据本发明，夹芯结构使用其中包括交替高峰和低谷的芯板。另一个方面，夹芯结构包括至少一个金属芯体和至少一个粘结接合外部面板。另一个方面，夹芯结构在相邻高峰之间具有沿一个方向但不沿垂直方向的突起的梁脊桥接，从而在不同的板的方向上达到不同性能。另一方面使用至少三个层叠芯体。此外，弧形弯曲和/或基本垂直折叠外表面与本芯体和外板结构的其他方面一起完成。仍然在另一方面中，泡沫位于芯板和相邻外板之间。又一方面包括具有外围凸缘的夹芯结构，外围凸缘可以被镶边或角偏移。此外，又一方面提供制造芯体结构的方法，包括在成型期间、粘结应用之后加热期间张紧芯板，和/或预切通过成型辊供给的料坯。
[0006]本夹芯结构和方法优于先前的构造。例如，本夹芯结构和方法优点是不需要在芯体材料上的、用于其中高峰和低谷的成型的润滑剂，从而允许粘结剂轻易地被应用到芯体，而不需要移除不需要的润滑剂或昂贵的粘结制剂。此外，本夹芯结构和方法允许高峰和低谷以非常迅速、重复和低成本的方式被成型在芯体中，没有Hale和Faehrrolfes专利的开裂顾虑。此外，本夹芯结构和方法有利于增强并且抵抗厚度压缩，还有利于存在非对称弹性、剪切刚度、剪切强度和长度收缩因素性能，这增强了夹芯结构产品成型和易于制造。通常，本夹芯结构的垂直折叠、弧形弯曲和泡沫填充提供了额外的强度优势，并且本发明的特征可以从以下说明和所附权利要求，以及附图中确定。
【附图说明】
[0007]图1是表示夹芯结构的分解示意图；
[0008]图2是沿着图1的线2-2的截面图，表示夹芯结构；
[0009]图3是表示用于夹芯结构中的成型芯板的真实立体图；
[0010]图4A是沿着图3的线4A-4A的截面图，表不芯板；
[0011]图4B是沿着图3的线4B-4B的截面图，表示芯板；
[0012]图5A和5B是表示芯板特征的曲线图；
[0013]图6A是表示用于产生夹芯结构的第一实施方式制造过程的概略图；
[0014]图6B和6C是表示在制造过程中使用不同张紧结构的概略侧视图；
[0015]图7是表示在制造过程中使用的压纹辊上的销的放大侧视图；
[0016]图8是表示图7的压纹辊上的销的真实视图；
[0017]图9是表示销的相互关系的局部前视图，销从用于制造过程的协作压纹辊伸出；
[0018]图10是表示压纹辊销之一的放大侧视图；
[0019]图11是表示用于产生夹芯结构的第二实施方式制造过程的概略图；
[0020]图12A-12D是表示制造具有可选的外围凸缘的夹芯结构的过程的系列截面图；
[0021]图13A和13B是表示具有可选镶边凸缘的夹芯结构的系列截面图；
[0022]图14A和14B是表示具有内锁榫槽凸缘的夹芯结构的系列截面图；
[0023]图15是表不弧形弯曲夹芯结构的截面图；
[0024]图16是表示层叠芯体夹芯结构的构造的截面图；
[0025]图17是表示层叠芯体夹芯结构的另一构造的截面图；
[0026]图18A和18B是表示在夹芯结构中使用的泡沫的系列截面图；
[0027]图19是表示泡沫填充夹芯结构的变体的截面图；
[0028]图20是表示夹芯结构的的折叠构造的截面图；
[0029]图21是表示图20的夹芯结构的折叠构造的转角的局部放大视图；
[0030]图22是表示图20的折叠夹芯结构的泡沫填充变体的截面图；
[0031]图23是表示图20的折叠夹芯结构的不同的泡沫填充构造的截面图；
[0032]图24表不用于弯曲图15的夹芯结构的模具；
[0033]图25表示圆柱构造的夹芯结构；
[0034]图26是表示使用夹芯结构的卡车和拖车的侧视图；
[0035]图27是表不使用夹芯结构的建筑物墙体和楼层的不意图；和
[0036]图28是表示使用夹芯结构的可移动车库门的真实示意图。
【具体实施方式】
[0037]从图1-4B中可以观察到夹芯结构31。夹芯结构31包括第一大致平坦的外部面板33、中间芯板35和相对的第二大致平坦的外部面板37。此外，芯板35包括交替的高峰39和低谷41，每个高峰39和低谷41的外表面由大致平坦的面43限定。此外，突起梁脊45沿着第一宽度方向W但不沿垂直长度方向L桥接或横跨在相邻高峰39之间，那里形成更陡峭和陡斜的凹陷47。由于当芯板从初始平坦的工件板被成型为所需轮廓时，凹陷产生在梁脊的背面，凹陷47沿着第二方向L位于相邻高峰39之间，然而每个凹陷平行于梁脊45延长。每个梁脊45稍微低于相邻高峰39的大致平坦面43。板33、35和37优选是金属的，例如低碳钢或铝，但是任何或者全部的这些板可以交替地为不锈钢或其他金属材料，尽管一些优选制造步骤和最终产品性能可能不同并且不太令人满意。在芯板35的乳制/进给方向L的金属晶粒结构相比在横向乳制/横向进给方向W的金属晶粒结构也是不同的。
[0038]在芯板35的交替的高峰和低谷之间的梁脊45和凹陷47的定位在成型期间和之后赋予芯板对称性能或特征。例如，长度收缩系数fs，它是初始芯板长度与成型的最终板长度之比，相比于在横向乳制/横向进给方向W的大约1.0为收缩系数fs，在乳制方向L为至少1.08，更优选的为至少1.10。此外，相比于乳制/进给方向L，芯板35在横向乳制/横向进给方向W的平面外剪切刚度为至少1.3倍，更优选的至少1.4倍:
[0039][L]-Gwt/Glt^ 1.3ο
[0040]此外，相比于乳制/进给方向L，芯板35在横向乳制/横向进给方向W的平面外剪切强度为至少1.05倍，更优选的至少1.1倍:
[0041][L]_ τ WT/τ LT> 1.05。
[0042]这些特征展示为显示在图5Β