Металлический элемент сотового заполнителя и способ его изготовления

 

1. Металлически элемент сотового заполнителя для использования I вместе со множеством идентичных элементов при изготовлении сотовой панели , выполненный в виде гофрированной полосы с верхней и нижней полками , расположенными перпендикулярно полосе, и с размещенными на вершинах и впадинах гофр соединительными узлами , отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы элемента за счет повышения его сопротивления растягивающим напряжениям . в направлении, перпендикулярном направлению полок, на полках выполнены дополнительные участки, расположенные под верхней и над нижней полками, а соединительные узлы выполнены в виде размещенных соответственно на вершинах и впадинах гофр вставных и гнездовых узлов, каждый вставной узел о имеет форму, соответствующую, форме О) углубления каждого гнездового узла.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А (19) (111 (б1) 4 В 21 D 13/00 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И IlATEHTY (21) 2845235 25-27 (22) 12, 10.79 (46) 15. 10,85. Бюл. № 38 (7 1 ) Хай-Ай-Лимитед (US) (72) Джеймс P.Êåèïáåëë и Рой Л,Энспач (Щ (53) 621.981. 1(088.8) (56) 1. Патент CIA ¹ 2983038, кл. 29-471.1, опублик. 15.06.- -1 (про. тотип). ,(54) МЕТАШП4ЧЕСКИИ ЭЛЕМЕНТ СОТОВОГО

ЗАПОЛНИТЕЛЯ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕ НИЯ, (57) t. Метаплический элемент сотово- го заполнителя для использования ! вместе со множеством идентичных элементов при изготовлении сотовой панели, выполненный в виде гофрированной полосы с верхней и нижней полками, расположенными перпендикулярно полосе, и с размещенными на вершинах и впадинах гофр соединительными узлами, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы элемента за счет повышения его сопротивления растягивающим напряжениям в направлении, перпендикулярном на." правлению полок, на полках выполнены дополнительные участки, расположенные под верхней и над нижней полками, а соединительные узлы выполнены в виде размещенных соответственно на вершинах и впадинах гофр вставных и гнездовых узлов, каждый вставной узел я имеет форму, соответствующую. форме углубления каждого гнеэдового узла.

1186075

2, Элемент по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что дополнительные участки полок образованы согнутыми концевыми участками полосы.

3. Элемент по п, 2, о т л и ч аю шийся тем, что дополнительные участки выполнены с краями, расположенными на прилегающих к полкам частях гофрированной полосы, 4, Элемент по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что дополнительные участки и полки скреплены друг с другом, S, Способ изготовления металлического элемента сотового заполнителя для использования вместе со множеством идент»чных элементов при изготовлении сотовой панели, включающий отгибку на полосе верхней и нижней полок и гофрпрование полосы с образов;.нием »а верши»ах и впадинах гофр чере-, дующихся соедипительных узлов, о тИзобретение относится к обработке металлов давлением. . частности к изготовлению металлических элементов сотового заполнителя для использования вместе со множеством идентичных злемеьггов при изготовлении сотовой панели, Известен металлический элемент сотового заполнителя., выполненный в виде гофрированной полосы с верхней и нижней полками, равположенными перпендикулярно и с размещенными на вершинах и впадинах гофр соединигельными узлами, в которой вершины гофр имеют прорези для облегчения деформации лент сердечника в гофрированную конфигурацию и наслоения лент сердечника друг на друга„ а также способ изготовления металлического элемента, заключающийся в отгибке на полосе верхней и нижней полок и гофрировании полосы с образованием на вершинах и впадинах гофр чередующихся соединительных узлов j1) .

При использовании таких лент сердечника с прорезями нет поверхностей соединения на прорезанных участ- ках ленты сердечника для присоедине5

1Î

25 л и ч а ю шийся тем, что перед отгибкой полок противоположные кром" ки полосы перегибают с образованием (двойных слоев материала, а соедини-. тельные узлы выполнены в виде выступов и углублений, форма которых соответствует друг другу, 6, Способ по и. 5, о т л и ч аю шийся тем, что на полках и дополнительных участках в местах соединения элементов сотового заполнителя выполняют прорези, 7, Способ по п, 6, о т л и ч аю шийся тем, что перед перегибом кромок полосы на линиях перегиба выполняют два ряда отверстий, образующих после перегиба прорези, 8 ° Способ по и, 6, о т л и ч аю шийся тем, что прорези на полках и дополнительных участках образуют перед отгибкой полок, 2 ния к внутренним поверхностям наложенных облицовочньгх листов панели„

Следовательно, сопротивление получаемой в результате панели к натяжению в направлении плоскости уменьшается на 15-2C7..

Традиционный процесс формирования заготовок ленты сердечника Предполагает нарезание лент или полосок металла из сравнительно широких листов материала. 3 результате нарезки образуются микротрещины на противополож-. ных краях ленты или полосы, а также ее наклеп и,в результате необходимость отжига после нарезания заготовки, Однако даже на отожженной заготовке остаются микротрещины на противоположных краях материалов из нержавеющей стали, используемых при производстве заготовок. Следовательно, когда заготовки подвергаются исключительно высокой деформации, воз-, никающей в результате взаимного вставления выступающих и ответных узлов, характерных для известных структур сердечников, микротрещины сильно увеличиваются, приводя к значительному ослаблению нагрузочных характеристик структуры сердечника и возможнос075

3 1186 ти растрескивания ее при деформации в формовочных штампах и/или последующей обработке.

Цель изобретения — повышение срока службы элемента за счет повышения его сопротивления растягивающим напряжениям в направлении, перпендикулярном направлению полок, С этой целью в металлическом элементе сотового заполнителя для ис- 10 пользования вместе со множеством идентичных элементов при изготовлении сотовой панели, выполненном в виде гофрированной полосы- с верхней и нижней полками, расположенными перпенди- 1 кулярно полосе, и с размещенными на вершинах и впадинах гофр соединительными узлами, на полках выполнены дополнительные участки, расположенные .под верхней и над нижней полками, а соединительные узлы выполнены в виде размещенных соответственно на вершинах и впадинах гофр вставных и гнездовых узлов, каждый вставной узел имеет углубления каждого гнездового узла.

Дополнительные участки полок образованы согнутыми концевыми участками полосы.

Дополнительные участки выполнены с краями, расположенными на прилегающих к полкам частям гофрированной полосы, Дополнительные участки и полки скреплены друг с другом.

В способе изготовления металлического элемента сотового заполнителя для использования вместе со множеством идентичных элементов при изготовлении сотовой панели, включающем отгибку на полосе верхней и нижней

40 полок и гофрирование полосы с образованием на вершинах и впадинах гофр чередующихся соединительных узлов, перед отгибкой полок противоположные кромки полосы перегибают с образованием двойных слоев материала, а соединительные узлы выполняют в виде выступов и углублений, форма которых соответствует друг другу;

На полках и дополнительных участках в .местах соединения элементов сотового заполнителя выполняют прорези.

Перед перегибом кромок полосы на линиях перегиба выполняют два ряда отверстий, образующих после переги- ба прорези.

Прорези на полках и дополнительных участках образуют перед отгибко1 полок, На фиг. 1 представлен металлический элемент ленты сердечника, над которой произведена первая операция образования отверстий в соответствии со способом; на фиг, 2 — металлический элемент после первой операции сгибания; на фиг, 3 — получение металлического элемента ленты сердечника на второй операции сгибания иэ заготовок, изображенных на фиг, 1 и 2; на фиг, 4 часть готовой. ленты сердечника после формирования ленты в гофрированную конфигурацию; на фиг, .5 — часть варианта заготовки элемента ленты сердечника; на фиг. 6 — модифицированная заготовка ленты сердечника, изображенная на фиг, 5; на фиг. 7 — лента сердечника, полученная из заготовки, изображенной на фиг. 5; на фиг, 8 завершенная лента сердечника, полученная из заготовки, изображенной на фиг. 5; на фиг. 9 — вариант заготовки ленты сердечника; на фиг. 10 — увеличенный частичный вид по линии

10 на фиг, 3; на фиг..11 — вариант способа получения прорезей; на фиг. 12 — вариант заготовки сердеч ника и ленты сердечника; на фиг. 13-сцепление лент сердечников, изображенных на фиг. 12; на фиг. 14 — вид с вертикальным разрезом А-А на фиг. 13.

Металлический элемент сотового заполнителя изготавливают из заготовки 1 ленты сердечника, имеющей множество круглых отверстий 2, образованных в ней вблизи краев и расположенных по прямой линии на расстоянии от краев 3 внутрь заготовки для облегчения выполнения дополнительных операций. Размеры и форма отверстий 2 могут быть различными, так как вместо отверстий 2 можно получить отверстия не только круглые, но и эллиптические. Кроме того, краевое расстояние между внешними. периметрами отверстий 2 и краями 3 заготовки 1 ленты может выбираться различным для того, чтобы отнести внешние периметры отверстий 2 на необходимое расстояние от краев 3 заготовки.

Поскольку периметры отверстий 2 непрерывны, они могут быть полученыпри помощи одного или нескольких .обьп ыых пуансонов, которые пробивают

1186075 весь наружный край, долговечны и могут поддерживаться в оптимальном состоянии с минимальными трудозатратами па обслуживанию„

Прорези могут быть образованы в противоположных краях удвоенных фланцев заготовки ленты сердечника прорезанием или другими способами

Однако функция прорезей остается тай же — облегчение образования иэ ленты сердечника гофрированной конфигурации, |

После получения отверстий 2 перфорацией их в непрерывной прямой линии на расстоянии друг от друга вблизи краев заготовки ленты сердечника заготовку ленты сердечника подвергают первой операции сгибания, . в результате получаются сложенные кран 4, что одновременно привоцит к уменьшению размеров отверстий 2 и они превращаются в полукруглые прорези 5 на пративопаложньгх краях заготовки 1. Ва время первой операции сгибания, которой подвергают заготовку 1, может образоваться небольшой буртик 6 на краю сгиба, в резуль. тате получается непрерывное отверстие 7, окруженное буртиком 6.

Образование буртика 6 исключает

30 возможность повреждения краев сложенных частей при использовании ма— териалов, которые приобретают твердость или ломкость.

При применении более вязких материалов буртика может нЕ быть и после первой операции сгибания может получиться сгиб с полным контактом.

Затем заготовку 1 подвергают вто- рой операции, как показано на фиг.3, при которой слаженные края подвер- 40 гаются второй операции сгибания, .в которой отогнутые края располага— ют B плоскостях, практически перпендикулярных вертикально расположенной промежуточной части полотна 8. 45

Кроме того, .внутренние края удвоений ложатся поверх полотна 8, Они

I могут бьггь прикреплены к полотну серией сварных соединений 9 (рис. 2), Сложенные кран 4 „образующие 5О удвоения, могут иметь такие размеры, что внутренний край удвоения лежит на соединении фланца и стенкиполотна и не ложится на стенку полотна.

В э гой конструкции удвоение может быть приварена к первичному фланцу, а не к стенке полотна, если необходимо приварить удвоение.

После этого заготовку 1 (фиг.3). можно превратить в последующей операции в ленту 10 сердечника (рис,4) путем придания синусодиальной или гофрированной формы ленте 10 сердечника, полукруглые прорези 5 на выступающих узлах li ленты сердечника будут практически закрыты за исключением сравнительно малого отверстия 12, Участки выступающих узлов 11 деформированы, чтобы можно было вставлять их в соответствующие ответные узлы 13. Создание прорезей 5 облегчает деформацию, так как нет избытка материала, нарушающего поверхность ,цефорглированных частей, Прорези 5 на ответных узлах 13 су— щественно расширены, чтобы можно было вставить в них недеформированные и неуменьшенные выступающие узлы l1.

Следовательно, несмотря на наличие прорезей 5 во фланцах, образованных сдвоенными краями 4, имеется практически конструктивная непрерывность.

Другой вариант заготовки 14 ленты сердечника представлен на фиг. 5, где имеется множество сравнительных квадратных или прямоугольных отв"рстий 15, образованных в заготовке 14 таким же способом и в таком же расположении, что и круглые отверстия 2 в заготовке 1 ° Заготовку 14 подвергают первоначальной операции сгибания, в результате получаются соответствующие сгибы, или удвоения, 16 и уменьшаются размеры прямоугольньгх или круглых отверстий 15, и получаются

V-образные прорези 17 на краях 18 заготовки 14. Имеется также буртик 19 с очень малым отверстием 20, предотвращающим растрескивание приобретшего твердость материала.

Затем асуществчяется вторая операция сгибания, в результате сложенные края располагаются в плоскости, практически перпендикулярной центральной части 21 заготовки 14. Тогда прорези 17 располагаются горизонтальНо.

Конечная операция состоит в гофрировании заготовки, в результате получается готовая лента сердечника, аналогичная изображенной на фиг. 8, в которой полное закрывание прорезей 17 происходит на вершинах 22 гофрированной паласы 23 и существенное закрывание прорезей 17 происходит у основаi 186075 ний 24 гофр, в результате получается выступающая часть вершин 25 и ответная часть прорезей 17 у оснований 24 гофр.

Хотя описано получение трех конфигураций отверстий (круглых, квадратных и прямоугольных), очевидно, что могут использоваться другие конфигурации для придания формы прорези противоположными краям заготовки и 10 ленты сердечника, На фиг. 10 изображен увеличенный элемент, иллюстрирующий образование отверстия путем получения буртика 26 в сложенной части заготовки 1. 15

Известны ленты сердечников, в которых на противоположных краях гофрированных лент расположена серия однослойных согнутых под прямым углом сгибов или лепестков, Если необ- >0 ходима такая конфигурация ленты сердечника с одним слоем материала на противоположных согнутых краях, последовательность операций способа может быть изменена исключением пер- 25 в вой операции сгибания. и разрезанием заготовки 27 по продольным линиям 28 .(фиг, 11) для получения прорезей в краях заготовки перед сгибанием .,или складыванием краев практически перпендикулярно.

Хотя возможно получение множества полосок заготовки для первоначального формирования различных форм отверстий, которые превращаются в окончательном виде в прорези соответствующих лент сердечника, можно использовать большой лист материала сердечника, как показано на фиг. 9 (поз.29), в котором множества линий

30 отверстий могут быть получены мно40 гократными операциями перфорирования или аналогично. После этого большие листы материала сердечника, который может представлять собой непрерывную

45 широкую ленту материала сердечника, подаваемую с рулона, могут быть разрезаны на заготовки типа изображенных на фиг. 1 и 5, или на заготовки с необходимыми размерами и конфигурацией отверстия.

Несмотря на получение буртика 26 во время первой операции сгиба разрыв может вызвать отделение сгиба от остальной части заготовки. Для 55 предотвращения этого могут быть сделаны прихваточные сварные соединения 9, показанные на фиг. 2, которые гарантируют, что физическое прикрепление сложенных краев к остальной части заготовки сохранится до тех пор, пока получившаяся лента сердечника будет надежно прикреплена сваркой или другими средствами в рабочем состоянии к соседнему облицовочному листу. Желательно, чтобы прихваточные сварные соединения 9 были расположены на участках сгибов, которые лежат поверх полотна 8 получившейся ленты сердечника, что показано на фиг. 3, когда сгибы лежат поверх стенки полотна. . Другие конфигурации металлического элемента ленты сердечника показаны на фиг. 12, на которых заготовка ленты сердечника 31 выполнена при помощи непрерывного прессования в ленту сердечника 32 (фиг. 12). Лента сердечника 31 отличается тем, что прорези 33 создаются в сдвоенных краях 34 заготовки вырезанием, при котором прорези 33 прорубаются пуансонами в сдвоенных краях 34 после образования сдвоенных краев, Кроме того, заготовка ленты сердечника 31 отличается тем, что прорези 33 распбложены на большем расстоянии от непрерывной серии прорезей, или в указанных заготовке и ленте сердечника, в результате прорези 33 будут только на каждом втором узле получающейся ленты сердечника 32.

I.Лента сердечника 32 имеет гофрированную конфигурацию и полотно 35 со сдвоенными фланцами 36 на ее противоположных краях, Лента сердечника имеет выступающие узлы 37 и ответные

38. Выступающие узлы 37 имеют прорези 33, которые уменьшаются до очень малого отверстия 39 при деформации выступающих узлов 37, что позволяет им входить в ответные узлы 38, как показано на фиг. 13. Ответные узлы

38 не имеют прорезей, у них конфигурация, изображенная на фиг ° 12-14 при гофрировании.

Наличие прорезей 33 в выступающих узлах 37 исключает образование складок и нерегулярностей, которые появляются, если прорези 33 не способствуют деформации материала на выступающих узлах, Следовательно, достигается лучшее вхождение друг в друга выступающих и ответных узлов 37 и 38.

1186075

На фиг. 13 и 14 показано, как выступаюшие узлы 37 входят в ответные узлы 38, Локализованная деформация выступающих узлов 37 и исключение складок в точке локализован- 5 ной -деформации путем создания прорезеи 33 обеспечивает плотное сцепление наложенных друг на друга лент сердечника 32. Кроме того, как показано на фиг, 14, соединение выступа- 10 ющих и. ответных узлов 37 и 38 дает четыре слоя материала, состоящего из удвоений фланцев 36 для. вхождения пятого слоя материала, состоящего из облицовочных листов (не пока- 15 заны) на каждой стороне панели, в которой установлен или сконструирован сердечник, Вместо изготовления заготовок ленты серде-шика с заранее полученны-29 ми отверстиями можно изготовить заготовку и из нее ленту сердечника с непрерывными фланцами, Фланцы деформируют дня получения взаимодействующих выступающих EI oTHPTHbIx Qэлох) 25 и для придания Год)р))рованной конфи гурации ленте сердечника путем использования соответствующих штампов или другого инструмента, Кроме того, можно также сделать прорези в заранее полученном непрерывном фланце ленты с;:р,. ечника путем вырезания, что связано с использованием штампов, прорубающих прорези в зара;1ее образованных сложенных

35 краях заготовки ленты сердечника, Кроме того, что сдвоенные участки улучшают механические характеристики панели, в которой используется лента сердечника со сдвоенными участками, oil>I позволяют исключить операции, использовавшиеся в изест- ных способах для таких устройств.

После разрезания лент сердечника они должны быть ото)>-.жены поточно или 45 пачками. Полоса ленты сердечника может быть отожжена в вакууме для устранения части микротрещин

Благодаря исключению операций отжига первая операция сгибания и полу-50 чающаяся в результате конструкция со сдвоенным краем значительно умень шает затраты на изготовление ленты сердечника. Зто объясняется тем, что ж1кротрещины в крае среза располагают-)5 ся поверх"полотна или прилегающей области получившейся ленты сердечника в местах„ где удлинение ничтожно и микротрещины не влияют на механические характеристики ленты сердечника и получающейся панели.

В результате использования сложенных или сдвоенных кра.ев нет необходимости в закругленных краях, которые необходимо создавать травлением и/или огневой чисткой на краях среза ранее известных лент сердечника, так как удвоения на краях ленты заготовки автоматически дают закругленный край, и острые края участков срезов ленты сердечника расположены в зоне почти нулевой деформации, когда ленте сер.дечника придается гофрированная конфигурация.

Сдвоенный край получает наклеп и имеет остаточные растягивающие напряжения, создаваемые при деформации заготовки ленты сердечника с приобретением гофрированной конфигурации, Зто объясняется тем, что при возникновении напряжений, он 1 расположены под углом 90 друг к другу.

Сдвоенный край ленты сердечника обуславливает ro, что прочность на разрыв плоскости сдвоенного фланца намного больше, чем у известной однофланцевой конструкции, Разрушение соединения между фланцем и облицовочным листом происходит на краю сварного соединения, в результате отрыва ленты сердечника от сварного соединения, Если создан однослойный фланец на ленте сердечника, сопротивление сразу намного меньше сопротивления двойного фланца вследствие того, что сварной шов проходит через два слоя материала фланца, повышая прочность сварного соединения.

Кроме тога, сопротивление панели, содержащей ленты сердечника, имеющие. сдвоенные фланцы, усталости к плоскому натяжению и усталости на срез сердечника нампого повышается вследствие усиливающего эффекта сдвоенного фланца, Преимущество в использовании металлического элемента ленты сердечника при изготовлении ленты сердечника различных конфигураций состоит в исключении операции отжига, поскольку край с наклепом полосы или ленты, из которой формируется заготовка, расположен внутри получившегося края ленты сердечника и, следовательно., не работает и не влияет разрушительным образом на физическую работу. ленты сердечника, 1186075

Для обеспечения максимальной эффективности заготовок, используемых в известных конструкциях, полосы, из которых изготовили ленты сердечника, помещали в травильный раствор после разрезания, чтобы получить радиус на ее противоположных краях и чтобы по возможности устранить в них концентрации напряжений, присутствующие в острой квадратной кромке, удлиненной при формировании фланца приемного узла.

Необходимость в такой операции травления исключена благодаря тому, что кромка разреза ленты, используемой для формирования заготовки, и получающаяся лента сердечника уже не расположены в зоне больщого удлинения, и сложенный край, который удлиняется, имеет естественный радиус, получающийся при сгибе.

Устранение значительной части края с наклепом полосы, используемой. для формирования заготовки сердечника, особенно важно в случае титана, поскольку устраняется сложная операция отжига в вакуумной печи.

1i86075

118б075 о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о

0 о о о о о о о о о о о оо о оо о оо о оо о о о о о о о о о о о о о о о о о оо о оо о оо

Ф о оо о о, о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о. о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о, о о о о о о о о о о, о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о оо о оо .о оо о

o,о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о, о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о

1 о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о оо о о о о о о о о о о о о о о о о

of о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о

4 4

Я 37 И Л

ВНИИПИ Заказ 6443 /62 Тираж 774 Подлисиое

Фнлиал HGII "Патеит", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4