Elemento de sándwich.

Elemento de sándwich, que comprende al menos dos capas de cubierta y al menos una capa central,

dispuestaentre las capas de cubierta, en forma de un armazón de cáscaras curvado dos veces que se repite periódicamentecon curvaturas principales en sentido opuesto.

Elemento de sándwich

La presente invención se refiere a un elemento de sándwich con rigidez excelente, capacidad de soporte y peso extremadamente bajo, a un procedimiento para su fabricación y a su utilización en obras de construcción, edificación, en construcciones prefabricadas, en construcciones adicionales, en construcciones interiores, para la protección acústica y térmica para instalaciones interiores, muebles, para puertas y rellenos de puertas, decoraciones, en la construcción de vehículos, construcción de caravanas, construcciones interiores de buques, ampliaciones interiores de vehículos, agricultura y en la técnica de embalaje.

Se conocen en el estado de la técnica construcciones de sándwich con núcleo homogéneo, por ejemplo a partir de materiales espumosos, y núcleo estructurado, por ejemplo con estructura del tipo de panal de abejas, en forma de nervadura, en forma de chapa ondulada o en forma de tubo. Para la ilustración de los materiales conocidos hasta ahora, se remite a las figuras 1 a 4.

Se designa como construcción de sándwich, en general, una estructura de varias capas conectadas entre sí con diferentes propiedades. Las construcciones de sándwich en forma de placa están constituidas normalmente por tres capas con dos revestimientos exteriores o bien capas decorativas y con un núcleo que se encuentra en medio (o bien capa central) . El objetivo de estas construcciones es conseguir, ahorrando material y peso, una capacidad de soporte mejorada frente a los materiales de partida. Tanto las capas de cubierta como también la capa de núcleo deben absorber en este caso diferentes fuerzas y solicitaciones y deben estar adaptadas entre sí de una manera adecuada. Con otras palabras, el núcleo tiene el cometido principal de mantener ambas capas de cubierta a distancia y en este caso absorber fuerzas correspondientes. Además, el núcleo tiene el cometido de asegurar una transmisión del empuje entre las capas de cubiertas así como de estabilizar las capas de cubierta contra pandeo y traqueteo.

La resistencia a la deformación de una placa de sándwich se incrementa a medida que se eleva la resistencia al empuje del núcleo. Las capas de cubierta tienen el cometido de absorber el par de flexión en forma de una pareja de fuerzas, es decir, tanto fuerzas de tracción como también fuerzas de compresión.

Se conocen en el estado de la técnica una serie de construcciones con núcleo estructurado, que han sido construidas desde puntos de vista técnicos de fabricación (y económicos) . Además, se conocen una serie de construcciones con núcleo estructurado, en las que se ha intentado reproducir los ejes de la tensión principal que aparecen en el caso de una carga (que aparecen, sin embargo, en esta forma solamente en capas de núcleo homogéneas) a través de la geometría de la capa de núcleo, para conseguir de esta manera una buena capacidad de soporte del compuesto general. El inconveniente de estas construcciones conocidas en el estado de la técnica es que en algunas de estas construcciones de sándwich existen secciones estáticas, en las que toda la fuerza transversal debe transmitirse a través de las capas de cubierta y, por lo tanto, no cumplen la teoría de sándwich. Además, existen una serie de problemas técnicos de fabricación que hacen poco interesante desde el punto de vista económico o limitan el empleo de estos materiales ligeros.

En el caso de elementos de sándwich con capas centrales en forma de cáscaras con curvatura sencilla, es decir, las capas medias, que presentan una forma ondulada (ver la figura 2) existen secciones estáticas en dirección longitudinal, en las que las fuerzas transversales de las placas no pueden ser disipadas por la capa central. Tales placas infringen el principio de la acción de soporte de sándwich. La capa del núcleo en esta estructura está interrumpida de tal manera que toda la fuerza transversal debe ser disipada en determinadas secciones en dirección longitudinal a través de la capa de cubierta- Por lo tanto, en estas construcciones es necesario el diseño de las capas de cubierta para una solicitación adicional a fuerza transversal, Esto condiciona soluciones más fuertes, más pesadas y más caras para las capas de cubierta. Además, tienen el inconveniente de que presentan una acción de soporte en función de la dirección. La rigidez y la capacidad de soporte de la construcción son claramente más altas en dirección longitudinal que en dirección transversal.

En el caso de elementos de sándwich con capas centrales en forma de cáscara curvadas dos veces, es decir, con elevaciones exclusivamente en forma de cúpulas o bien de motas, o bien en el caso de elementos de sándwich con capas centrales curvadas de forma sencilla en forma de elevaciones cilíndricas (ver la figura 4) , existen tanto en la dirección longitudinal como también en dirección transversal unas secciones estáticas, en las que las fuerzas transversales de las placas no pueden ser disipadas por la capa central. Tales placas infringen igualmente el principio de la acción de soporte de sándwich. La capa de núcleo en estas estructuras está interrumpida de tal manera que toda la fuerza transversal debe ser disipada en determinadas secciones a través de las capas de cubierta. Si se corta la placa exactamente entre las elevaciones, por ejemplo en forma de cúpula, la placa solamente está constituida exactamente en esta capa por las capas de cubierta. Por lo tanto, el desarrollo de la fuerza transversal en el núcleo está interrumpido y, por consiguiente, debe aplicarse por las capas de cubierta. Esta carga debe aplicarse adicionalmente a las solicitaciones de tracción y de compresión y no contribuye negativamente a la capacidad de soporte de la construcción o bien requiere soluciones más fuertes, más pesadas y más caras para las

capas de cubierta.

Las capas medias conocidas hasta ahora, que pueden absorber fuerzas perpendicularmente al plano de las placas en cada punto o bien en cada sección, presentan una estructura de panal de abejas (ver la figura 3) o un núcleo macizo.

Las construcciones de panal de abejas se basan en el principio de la acción de soporte de discos. Las fuerzas pueden ser disiparse casi idealmente en el núcleo a través de los discos que están verticalmente (seis discos forman un panal de abejas) . Las construcciones de panal de abejas se caracterizan por un peso reducido y por una alta resistencia a la compresión, con lo que podrían imponerse frente a otras construcciones de peso ligero. Pero los elementos de sándwich con estructuras de panel de abejas en la capa central presentan con frecuencia también el problema de que presentan resistencias insuficientes a la tracción transversal en virtud de la superficie adhesiva reducida entre la capa de cubierta y la capa central, que pueden conducir a problemas técnicos de fabricación en otras etapas de mejora. Para la mejora de la resistencia a la tracción transversal y por razones de estabilidad se introducen al mismo tiempo en la construcción, en el caso de construcciones de panal de abejas de papel para la construcción de muebles, unos bastidores de madera macizos y pesados. A través de la utilización de los bastidores de madera, la producción se realiza la mayoría de las veces en un procedimiento de sincronización costoso de tiempo y no en un procedimiento continuo. Una fabricación económica o bien automática de las placas de panal de abejas requiere un gasto mecánico considerable.

Los elementos de sándwich con un núcleo macizo presentan, incluso en el caso de utilización de materiales relativamente ligeros para el núcleo, con frecuencia un peso total demasiado alto o muestran, por ejemplo en el caso de utilización de materiales de espuma, un comportamiento insuficiente de protección contra incendios.

El documento US-A-3.963.813 describe una capa con motas en punta, en forma de agujas, que no son adecuadas para disipar fuerzas transversales, así como un procedimiento para la fabricación de una banda de motas de este tipo utilizando agujas.

El cometido técnico en el que se basa la presente invención consiste en preparar un elemento de sándwich con un núcleo estructurado, que debe presentar una rigidez y una capacidad de soporte excelentes a pesar del peso muy reducido así como una acción de soporte independiente de la dirección.

Este cometido se soluciona a través de las formas de realización caracterizadas en las reivindicaciones.

En particular, la presente invención prepara... [Seguir leyendo]

1. Elemento de sándwich, que comprende al menos dos capas de cubierta y al menos una capa central, dispuesta entre las capas de cubierta, en forma de un armazón de cáscaras curvado dos veces que se repite periódicamente con curvaturas principales en sentido opuesto.

2. Elemento de sándwich de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las capas de cubierta están constituidas de otro material que la capa central, especialmente de un material de placas.

3. Elemento de sándwich de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa central está constituida de una chapa, una chapa perforada, un plástico, un material a base de madera o a base de celulosa, un material minera, un tejido o un tejido con una estructura de red o rejilla.

4. Elemento de sándwich de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que las capas de cubierta están conectadas con la (s) capa (s) central (es) de forma puntual o superficial.

5. Elemento de sándwich de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que las capas de cubierta están conectadas con la (s) capa (s) central (es) por medio de encolado, soldadura, estañado, remaches y/o tornillos.

6. Elemento de sándwich de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 ó 5, en el que al menos una capa de cubierta presenta cavidades del tipo de bandejas, que presentan con preferencia una forma esencialmente hemisférica, en las que están recibidas unas elevaciones de la capa central.

7. Elemento de sándwich de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6, en el que las elevaciones del tipo de cúpula de la capa central están aplanadas en la superficie de contacto con la capa de cubierta.

8. Elemento de sándwich de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 7, en el que en la zona de contacto entre la capa de cubierta y la capa central está prevista una unión adhesiva, que presenta con preferencia una forma del tipo de menisco, que contacta tanto con la capa de cubierta como también con una zona mayor de las elevaciones de la capa central.

9. Elemento de sándwich de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que una o varias capas de cubierta están estructuradas y/o perforadas.

10. Elemento de sándwich de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que las elevaciones del tipo de cúpula de la capa central están rellenas al menos parcialmente con un material, por ejemplo con una resina sintética.

11. Elemento de sándwich de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que los espacios intermedios entre la o las capas de cubiertas y la al menos una capa central están rellenos en un lado o en ambos lados totalmente con un material adecuado, por ejemplo con un material espumoso.

12. Elemento de sándwich de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que las capas de cubierta presentan una forma plana o curvada.

13. Elemento de sándwich de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de sándwich comprende en la secuencia siguiente una capa de cubierta, una capa central, una capa central y una capa de cubierta.

14. Elemento de sándwich de acuerdo con la reivindicación 13, en el que entre las dos capas centrales está dispuesta otra capa de cubierta.

15. Elemento de sándwich de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la otra capa de cubierta, dispuesta entre las dos capas centrales, es una capa de cubierta interrumpida o bien cortada por secciones con escotaduras.