ЗАПОЛНИТЕЛЬ МНОГОСЛОЙНОЙ ПАНЕЛИ

Полезная модель относится к многослойным панелям с легким заполнителем из гофрированного листового материала и предназначена для использования в качестве средненагруженных строительных элементов конструкций со свойством звукопоглощения, применяемых в домостроении, производстве мебели, дорожном строительстве.
К ряду элементов инженерных конструкций, помимо функции восприятия статических и динамических нагрузок (например, столешницы и некоторые элементы предметов мебели), предъявляются требования по защите от бытового или производственного шума. В частности, это - панели дверных полотен, межкомнатные и иные перегородки, подвесные потолки, шумозащитные экраны и др.
Известен складчатый заполнитель для многослойной панели со структурой зигзагообразного гофра (Халиулин В.И. Технологические схемы изготовления многослойных конструкций. Казань: Издательство Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева, 1999, 186 с.). Он выполнен из листового материала, имеет рельефную поверхность, составленную плоскими гранями и разворачивающуюся на плоскость без разрывов и наложений. Недостатком такого заполнителя является его низкая жесткость ввиду малого сопротивления граней потере устойчивости при сжатии и сдвиге.
7
Известен складчатый заполнитель многослойной панели, образованный плоскими гранями, сопрягающимися по ребрам, в котором, с целью увеличения жесткости, по периметру и диагоналям граней выполнены валики, образованные прошивающими грани швами нитей, совмещенных со связующим («Складчатый заполнитель многослойных панелей». Пат. РФ №87117, МПК: B64C 3/26, B29L 16).
Недостатком такого технического решения является существенное усложнение технологии изготовления заполнителя введением операций прошивки и пропитки связующим. Если материалом заготовки являются различные типы бумаг, то всю ее пропитывают связующим вместе с валиками, так как при отсутствии пропитки наличие проколов материала от прошивки снижает жесткость граней.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является заполнитель многослойной панели («Заполнитель повышенной жесткости и способ моделирования расположения элементов жесткости заполнителя». Патент RU №2307739, МПК B32B 3/30, B64C 3/26, B29L 16/00, опубл. 10.10.2007 г., Бюл. №28), принятый за прототип. Заполнитель преимущественно представляет собой складываемую конструкцию в виде системы зигзагообразных гофров, разнонаправленных гранями по отношению к плоскости пилообразных линий структуры, с образованием чередующихся впадин и выступов, по которым он соединен с обшивками панели. При этом грани гофров содержат элементы жесткости в виде рифтов.
Его недостатком является низкая технологичность изготовления, а также недостаточно высокая жесткость вследствие его конструктивно-технологических особенностей. Рифты образованы вытяжкой материала и располагаются ассиметрично относительно плоскостей граней. В результате при некоторых видах нагружения, например, сдвиге, вместо увеличения жесткости рифты могут инициировать потерю устойчивости граней. Кроме того, панель, в состав которой входит этот заполнитель, имеет низкую эффективность шумоглушения. Эффект звукопоглощения обеспечивается только камерами Гельмгольца, образованными гранями заполнителя, примыкающими непосредственно к обшивке, что сужает диапазон частот эффективного звукопоглощения, а в целом все эти недостатки снижают эффективность многослойной панели.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение высокоэффективного заполнителя многослойной панели за счет повышения прочности и звукоизоляции.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении эффективности заполнителя многослойной панели за счет повышения прочности путем увеличения жесткости заполнителя с сохранением удельных массовых характеристик и повышении звукоизоляции путем шумоглушения за счет увеличения количества резонансных объемов без снижения технологичности изготовления заполнителя.
Технический результат достигается тем, что в заполнителе многослойной панели, преимущественно представляющем собой складываемую конструкцию в виде системы зигзагообразных гофров, с разнонаправленными гранями по отношению к плоскости пилообразных линий структуры, с образованием чередующихся выступов и впадин, согласно которому, в качестве материала заполнителя использован гофрокартон, по меньшей мере, трехслойный, с ориентацией гофров его волнистого слоя в направлении пилообразных линий структуры заполнителя, а по зигзагообразным линиям выступов с обеих сторон в его плоском состоянии выполнены разрезы, заданной глубины, определяемой толщиной одного наружного плоского слоя и высотой волнистого слоя гофрокартона, обеспечивающие в трансформированном состоянии заполнителя раскрытие внутренней полости гофрокартона, при котором его волнистым и плоскими слоями образовано множество каналов, которые расположены под углом наклона граней заполнителя к плоскости расположения зигзагообразных линий структуры, при этом образованы двойные линии контакта каждого зигзагообразного выступа с обшивками панели.
Угол α наклона граней заполнителя к плоскости расположения зигзагообразных линий структуры выбран из условия
, где
H - высота складчатой структуры заполнителя;
в.с.
h - высота структуры волнистого слоя гофрокартона;
L - длина ребра структуры заполнителя по пилообразной линии.
Для обеспечения биоогнезащиты заполнитель обработан известными жидкими препаратами для пропитки целлюлозы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг. 1 - общий вид заполнителя из гофрокартона в составе многослойной панели;
На фиг. 2 - местный вид А по фиг. 1;
На фиг. 3 - разрез заполнителя Б-Б по фиг. 1.
Здесь цифрами обозначены: 1 - заполнитель из гофрокартона, 2 - пилообразные линии складчатой структуры заполнителя, 3 - зигзагообразные линии выступов складчатой структуры заполнителя, 4 - воздухопроницаемая обшивка панели, 5 - сплошная обшивка панели;.
d - глубина разреза;
п.с
t - толщина плоского слоя гофрокартона;
в.с.
h - высота структуры волнистого слоя гофрокартона;
в.с
t - толщина материала волнистого слоя гофрокартона;
α - угол наклона граней;
H - высота складчатой структуры заполнителя;
в.с.
h - высота структуры волнистого слоя гофрокартона;
L - длина ребра структуры заполнителя по пилообразной линии.
Выполнение заполнителя 1 из материала трехслойного гофрокартона позволяет при сохранении удельных массовых характеристик повысить прочность конструкции за счет наличия в гофрокартоне волнистого конструктивного элемента, имеющего большие жесткость и момент инерции сечения, чем гладкая пластина, что является определяющим при сопротивлении потере устойчивости. При этом, с целью обеспечения одинаковых условий работы граней, гофры волнистого слоя гофрокартона ориентированы параллельно пилообразным линиям 2 структуры заполнителя. Благодаря складчатой структуре заполнителя, в качестве материала которого использован гофрокартон (3-слойный), выполняют указанные разрезы по зигзагообразным линиям выступов 3 и производят в его плоской заготовке. Глубина разрезов d определяется соотношением:
, где
п.с
t - толщина плоского слоя гофрокартона;
в.с.
h - высота структуры волнистого слоя гофрокартона;
в.с
t - толщина материала волнистого слоя гофрокартона;
Эта операция исключает, таким образом, необходимость биговки по этим линиям, которая выполнялась бы преимущественно для снижения жесткости листовой заготовки по линиям сгиба и облегчения условий складывания, что снижало бы прочность и эффективность заполнителя. При трансформировании заготовки в объемную (3-х слойную) конструкцию на этих участках (по зигзагообразным линиям выступов) производят раскрытие внутренних полостей гофрокартона, при котором образовано множество каналов, его волнистыми и плоскими слоями, при этом также образованы двойные линии контактов (соединения) каждого зигзагообразного выступа с обшивками 4 и 5, что также повышает прочность и эффективность заполнителя многослойной панели в целом.
Повышение звукоизоляционных (акустических) характеристик панели с таким заполнителем достигается за счет того, что, в дополнение к имеющимся, посредством выполнения разрезов по зигзагообразным линиям выступов образовано множество дополнительных резонансных (объемов) каналов, которыми являются воздушные каналы, образованные волнистым и плоскими слоями объемной структуры материала заполнителя - гофрокартона. Наклонным расположением этих каналов обеспечивается дополнительная потеря энергии на трение при многократном прохождении звука последовательно через все слои заполнителя, то есть при переходе из среды с высокой плотностью (материал заполнителя) в среду с малой плотностью (воздушные объемы заполнителя) и при обратном переходе.
Угол α наклона граней заполнителя к плоскости расположения зигзагообразных линий структуры может быть выбран из условия:
, где
H - высота складчатой структуры заполнителя;
в.с.
h - высота структуры волнистого слоя гофрокартона;
L - длина ребра структуры заполнителя по пилообразной линии.
С целью обеспечения биоогнезащиты заполнитель может быть обработан известными жидкими препаратами для пропитки целлюлозы.
По своим технико-экономическим преимуществам, по сравнению с известными аналогами, заявляемый заполнитель многослойной панели является высокоэффективным за счет повышения прочностных и звукоизоляционных характеристик.