Металлический элемент сотового заполнителя и способ его изготовления

-2 лканоинахузла ендикул и на ве размещенн офр соеди полосе ельными а и впадми, очто, сэлемен лич ися ужбы опро ям тивления ра в направлен правлению п ивающим напряжени на ены женлками ельные учас верхней и к ас олки ижне ые под со еди ельные узлы выпо ены в вио на верых и овоетапличес ителя для множеств размнах и использования вместе с ментов и еичных л д м и вно еэдов еет ф зготовлении товои офрир. форме о узла нели, выполненныи анлубле ОСУДАРСТВЕННЦЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. ИСАНИЕ ИЗОБ Бюл. У 38митед(Щ Кемпбелл и Рой Л,Энс(72) Р.пач(Щ,(54) МЕТАШП 4 ЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ СОТОВОГЗАПОЛНИТЕЛЯ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ,(57) 1. М кий элемент сотго заполк 621.981, 1(088.8)1. Патент США Р 2983038,9-471.1, опублик, 15.06,61 (нро ой полосы с верхней и, расположенными п целью повышения срока слта за счет повышения его и, перпендикулярно лок, на полках вып щенных соответствен впадинах гофр встав х узлов, каждый вст рму, соответствующую ия каждого гнездово118 б 075 2, Элемент по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что дополнительные участки полок образованы согнутыми концевыми участками полосы.3. Элемент по п, 2, о т л и ч аю щ и й с я 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 щ и й с я тем, что дополнительные участки и полки скреплены друг с другом,5, Способ изготовления металличес.кого элемента сотового заполнителя для использования вместе со множеством идентичных элементов при изготовлении сотовой панели, включающий отгибку на полосе верхней и нижней полок и гофрпрование полосы с образованием на вершинах и впадинах гофр чере-, дующихся соедипительных узлов, о тИзобретение относится к обработке металлов давлением. в частности к изготовлению металлических элементов сотового заполнителя для использования вместе со множеством идентичных элементов при изготовлениисотовой панели,Известен металлический элементсотового заполнителя., выполненныйв виде гофрированной полосы с верхней и нижней полками, равположеннымиперпендикулярно и с размещенными навершинах и впадинах гофр соединигельными узлами, в которой вершины гофримеют прорези для облегчения деформации лент сердечника в гофрированную конфигурацию и наслоения лентсердечника друг на друга а такжеспособ изготовления металлическогоэлемента, заключающийся в отгибкена полосе верхней и нижней полок игофрировании полосы с образованиемна вершинах и впадинах гофр чередующихся соединительных узлов 11,При использовании таких лент сердечника с прорезями нет поверхностей соединения на прорезанных участ- ках ленты сердечника для присоедине 5 1 О 15 20 25 л и ч а ю щ и й с я тем, что передотгибкой полок противоположные кром"ки полосы перегибают с образованиемдвойных слоев материала, а соедини-.тельные узлы выполнены в виде выступов и углублений, Форма которых соответствует друг другу.б, Способ по и, 5, о т л и ч аю щ и й с я тем, что на полках идополнительных участках в местахсоединения элементов сотового заполнителя выполняют прорези,7, Способ по п, б, о т л и ч аю щ и й с я тем, что перед перегибом кромок полосы на линиях перегиба выполняют два ряда отверстий,образующих после перегиба прорези,8Способ по и, 6, о т л и ч аю щ и й с я тем, что прорези на полках и дополнительных участках образуют перед отгибкой полок,2ния к внутренним поверхностям наложенных облицовочных листов панели Следовательно, сопротивление получаемой в результате панели к натяжению в направлении плоскости уменьшается на 15-207Традиционный 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 55 3 1186ти растрескивания ее при деформациив формовочных штампах и/или последующей обработке,Цель изобретения - повышение срока службы элемента за счет повышенияего сопротивления растягивающим напряжениям в направлении, перпендикулярном направлению полок,С этой целью в металлическом элементе сотового заполнителя для использования вместе со множеством иден.тичных элементов при изготовлении сотовой панели, выполненном в виде гофрированной полосы с верхней и нижней полками, расположенными перпендикулярно полосе, и с размещенными навершинах и впадинах гофр соединительными узлами, на полках выполнены дополнительные участки, расположенные.под верхней и над нижней полками,а соединительные узлы выполнены ввиде размещенных соответственно навершинах и впадинах гофр вставных игнездовых узлов, каждый вставнойузел имеет углубления каждого гнездового узла,Дополнительные участки полок образованы согнутыми концевыми участками полосы.Дополнительные участки выполненыс краями, расположенными на прилегающих к полкам частям гофрированнойполосы,Дополнительные участки и полкискреплены 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 нижней40 полок и гофрирование полосы с образованием на вершинах и впадинах гофр чередующихся соединительных узлов, перед отгибкой полок противоположные кромки полосы перегибают с образовани. ем двойных слоев материала, а соединительные узлы выполняют в виде выступов и углублений, форма которых соответствует друг другу;50 На полках и дополнительных участках в .местах соединения элементов сотового заполнителя выполняют прорези,Перед перегибом кромок полосы налиниях перегиба выполняют два ряда отверстий, образующих после переги- ба прорези. Прорези на полках и дополнительных участках образуют перед отгибко 1полок,На фиг, 1 представлен металлическийэлемент ленты сердечника, над которойпроизведена первая операция образования отверстий в соответствии со способом; на фиг, 2 - металлический элемент после первой операции сгибания;на фиг, 3 - получение металлическогоэлемента ленты сЕрдечника на второйоперации сгибания иэ заготовок, изображенных на фиг, 1 и 2; на фиг, 4часть готовой,ленты сердечника послеформирования ленты в гофрированнуюконфигурацию; на фиг, .5 - часть варианта заготовки элемента ленты сердечника; на фиг, 6 - модифицированнаязаготовка ленты сердечника, изображенная на фиг 5; на фиг, 7 - лентасердечника, полученная из заготовки,изображенной на фиг. 5; на фиг, 8завершенная лента сердечника, полученная из заготовки, изображеннойна фиг. 5; на фиг. 9 - вариант заготовки ленты сердечника; на фиг. 10 -увеличенный частичный вид по линии10 на фиг, 3; на фиг, .11 - вариантспособа получения прорезей; нафиг. 12 - вариант заготовки сердеч ника и ленты сердечника; на фиг, 13сцепление лент сердечников, изображенных на фиг. 12; на фиг, 14 - видс вертикальным разрезом А-А на фиг. 13.Металлический элемент сотовогозаполнителя изготавливают из заготовки 1 ленты сердечника, имеющеймножество 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 формаотверстий 2 могут быть различными,так как вместо отверстий 2 можнополучить отверстия не только круглые, но и эллиптические. Кроме того, краевое расстояние между внешними периметрами отверстий 2 икраями 3 заготовки 1 ленты можетвыбираться различным для того, чтобы отнести внешние периметры отверстий 2 на необходимое расстояние откраев 3 заготовки,Поскольку периметры отверстий 2непрерывны, они могут быть получены.при помощи одного или несколькихвесь наружный край, долговечны и могут поддерживаться в оптимальном состоянии с минимальными трудозатратами па обслуживаниюПрорези могут быть образованыв противоположных краях удвоенных фланцев заготовки ленты сердечника прорезанием или другими способами Однако функция прорезей остается той же - облегчение образования иэ ленты сердечника гофрированной конфигурации,После получения отверстий 2 перфорацией их в непрерывной прямойлинии на расстоянии друг от дРугавблизи краев заготовки ленты сердечника заготовку ленты сердечника подвергают первой операции сгибания, .в результате получаются сложенныекран 4, чта одновременна привоцит куменьшению размеров отверстий 2 иони превращаются в полукруглые прорези 5 на противоположных краях заготовки 1. Ва время первой операциисгибания, которой подвергают заготовку 1, может образоваться небольшой буртик 6 на краю сгиба, в результате получается непрерывное отверстие 7, окруженное буртиком 6,Образование буртика 6 исключает30возможность повреждения краев сложенных частей при использовании ма -териалов, которые приобретают твердость или ломкость,При применении более вязких материалов буртика может нЕ быть ипосле первой операции сгибания можетполучиться сгиб с полным контактом.Затем заготовку 1 подвергают вто-рой операции, как показано на фиг,3,при которой сложенные края подвергаются второй операции сгибания,.в которой отогнутые края располагают в плоскостях, практически перпендикулярных вертикально расположеннойпромежуточной части полотна 8 45Кроме того, ,внутренние края удвоений ложатся поверх полотна 8, Онимогут бьггь прикреплены к полотнусерией сварных соединений 9 (рис.2),Сложенные кран 4 образующие 5 Оудвоения, могут иметь такие размеры,чта внутренний край удвоения лежитна соединении фланца и стенкипалотна и не ложится на стенку полотна.В э гой конструкции удвоение может 55быть 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 илигофрированной формы ленте 10 сердеч.ника, полукруглые прорези 5 на выступающих узлах 11 ленты сердечникабудут практически закрыты за исключением сравнительно малого отверстия 12,Участки выступающих узлов 11 деформированы, чтобы можно было вставлять их в соответствующие ответныеузлы 13. Создание прорезей 5 облегчает деформацию, так как нет избыткаматериала, нарушающего поверхность,цефорглированных частей,Прорези 5 на ответных узлах 13 существенно Расширены, чтобы можно было вставить в них недеформированные и неуменьшенные выступающие узлы 11,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 отверстий 15, образованных в заготовке 14 таким же способом и в таком же расположении, что и круглые отверстия 2 в заготовке 1Заготовку 14 подвергают первоначальной операции сгибания, в результате получаются соответствующие сгибы, или удвоения, 16 и уменьшаются размеры прямоугольньгх или круглых отверстий 15, и получаются Ч-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 оснований 24 гофр, в результате получаетсявыступающая часть вершин 25 и ответная часть прорезей 17 у оснований 24гофр.Хотя описано получение трех конфигураций отверстий (круглых, квадратных и прямоугольных), очевидно,что могут использоваться другие конфигурации для придания формы прорезипротивоположными краям заготовки и 10ленты сердечника,На фиг, 10 изображен увеличенныйэлемент, иллюстрирующий образованиеотверстия путем получения буртика 26в сложенной части заготовки 1. 15Известны ленты сердечников, в которых на противоположных краях гофрированных лент расположена серияоднослойных согнутых под прямым углом сгибов или лепестков, Если необходима такая конфигурация ленты сердечника с одним слоем материала напротивоположных согнутых краях, последовательность операций способаможет быть изменена исключением первой операции сгибания. и разрезаниемзаготовки 27 по продольным линиям 28.(фиг, 11) для получения прорезейв краях заготовки перед сгибанием,или складыванием краев практически30перпендикулярно.Хотя возможно получение множества полосок заготовки для первоначальногоформирования 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 множествалиний30 отверстий могут быть получены мно 40гократными операциями перфорированияили аналогично. После этого большиелисты материала сердечника, которыйможет представлять собой непрерывную45широкую ленту материала сердечника,подаваемую с рулона, могут быть разрезаны на заготовки типа изображенных на фиг. 1 и 5, или на заготовкис необходимыми размерами и конфигурацией отверстия.Не смотря на получение бур тика 26во 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 остальнойчасти 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 расположены 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,Лента сердечника 32 имеет гофрированную конфигурацию и полотно 35 сосдвоенными фланцами 36 на ее противоположных краях, Лента сердечникаимеет выступающие узлы 37 и ответные38, Выступающие узлы 37 имеют прорези 33, которые уменьшаются до оченьмалого отверстия 39 при деформациивыступающих узлов 37, что позволяетим входить в ответные узлы 38, какпоказано на фиг. 13. Ответные узлы38 не имеют прорезей, у них конфигурация, изображенная на фиг12-14при гофрировании,Наличие прорезей 33 в выступающих узлах 37 исключает образованиескладок и нерегулярностей, которыепоявляются, если прорези 33 не способствуют деформации материала навыступающих узлах, Следовательно,достигается лучшее вхождение другв друга выступающих и ответных узлов 37 и 38.На Фиг. 13 и 1 ц показано, каквыступающие узлы 37 входят в ответные узлы 38, Локализованная деформация выступающих узлов 37 и исключение складок в точке локализованной деформации путем создания проречеи 33 обеспечивает плотное сцепление наложенных друг на друга лентсердечника 32, Кроме того, как показано на фиг, 14, соединение выступающих и. ответных узлов 37 и 38 даетчетыре слоя материала, состоящегоиз удвоений Фланцев 36 для. вхождения пятого слоя материала, состоящего из облицовочных листов (не показаны) на каждой стороне панели, вкоторой установлен или сконструировансердечник,Вместо изготовления заготовокленты сердечника с заранее полученны.29ми отверстиями можно изготовить заготовку и из нее ленту сердечника снепрерывными фланцами, Фланцы деформируют дпя получения взаимодействующих выступающих и отчетных узлов 25и для придания гофрированной конфигурации ленте сердечника путем использования соответствующих штамповили другого инструмента,Кроме того, можно также сделатьпрорези в заранее полученном непрерывном Фланце ленты с;:р,.;ечника путем вырезания, что связано с использованием штампов прорубающих прорезив заранее образованных сложенных35краях заготовки ленты сердечника,Кроме того, что сдвоенные участки улучшают механические характеристики панели, в которой используетсялента сердечника со сдвоеннымиучастками, они позволяют исключитьоперации, использовавшиеся в иэест-ных способах для таких устройств.После разрезания лент сердечника они должны быть отожжены поточно или 45 пачками. Полоса ленты сердечника может быть отожжена в вакууме для устранения части микротрещинБлагодаря исключению операций отжига первая операция сгибания и получающаяся в результате конструкция со сдвоенным краем значительно уменьшает затраты на изготовление ленты сердечника. Зто объясняется тем, что ьякротрещипы 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 сердечникаи получающейся панели,В результате использования сложенных или сдвоенных кра.ев нет необходимости в закругленных краях, которые необходимо создавать травлениеми/или огневой чисткой на краях срезаранее известных лент сердечника, таккак удвоения на краях ленты заготовкиавтоматически дают закругленный край,и острые края участков срезов лентысердечника расположены в зоне почтинулевой деформации, когда ленте сердечника придается гофрированная конфигурация.Сдвоенный край получает наклепи имеет остаточные растягивающиенапряжения, создаваемые при деформации заготовки ленты сердечника сприобретением гофрированной конфигурации, Зто объясняется тем, что привозникновении напряжений, он л расположены под углом 90 друг к другу.Сдвоенный край ленты сердечникаобуславливает то, что прочность наразрыв плоскости сдвоенного фланцанамного больше, чем у известнойоднофланцевой конструкции,Разрушение соединения между Фланцем и облицовочным листом происходитна краю сварного соединения, в результате отрыва ленты сердечника от сварного соединения, Если создан однослойный фланец на ленте сердечника,сопротивление сразу намного меньшесопротивления двойного фланца вследствие того, что сварной шов проходитчерез 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 срезсердечника нампого повышается вследствие усиливающего эффекта сдвоенного фланца,Преимущество в использовании металлического элемента ленты сердечника при изготовлении ленты сердечника различных конфигураций состоитв исключении операции отжига, поскольку край с наклепом полосы илиленты, из которой Формируется заготовка, расположен внутри получившегося края ленты сердечника и, следовательно., не работает и не влияет разрушительным образом на физическуюработу ленты сердечника,Для обеспечения максимальной эффективности заготовок, используемыхв известных конструкциях, полосы, изкоторых изготовили ленты сердечника,помещали в травильный раствор послеразрезания, чтобы получить радиусна ее противоположных краях и чтобыпо возможности устранить в них концентрации напряжений, присутствующиев острой квадратной кромке, удлиненной при формировании фланца приемного узла,Необходимость в такой операциитравления исключена благодаря тому,что кромка разреза ленты, используемой для формирования заготовки, и получающаяся лента сердечника уже не расположены в зоне больщого удли нения, и сложенный край, которыйудлиняется, имеет естественный радиус, получающийся при сгибе,Устранение значительной части10 края с наклепом полосы, используемой,для формирования заготовки сердечника, особенно важно в случае титана,поскольку устраняется сложная операция отжига в вакуумной печи,