[发明专利]夹芯板和生产这种板的方法

说明书

本发明涉及由纤维增强塑料材料制成的夹芯板，其特别适合于相对较高的载荷。通过示例例举了这样的夹芯板，其可用于桥的桥面板或者用作自支撑桥结构。在这种应用中，夹芯板必须能够承受道路交通的重载荷。这种载荷采取不同形式。其首先有关于桥上存在的总交通重量，该总交通重量本身表现在处于桥的支撑之间的夹芯板的弯曲和扭转中。此外，必须考虑诸如由重货物交通的轮载荷导致的局部载荷，尤其夹芯板的表面受到该局部载荷的作用。

这种局部载荷可导致桥面板的变形。例如，如果货物从卡车上掉落，则局部载荷可引起对夹芯板表面的永久损坏。在此方面，能够想到如混凝土件、铁轨道(rail tracks)等等的掉落货物。虽然由处于钢梁上的钢板所构成的桥面板因此处产生的高局部载荷而经受呈现为凹进或穿孔的永久变形，但是所关心结构的总完整性未因此受到影响。因而，桥自身的载荷承受能力未被危及。

由于各种原因，寻求由除钢或混凝土以外的其它材料来生产桥面板。通过由纤维增强塑料层压板生产的桥面板来提供这种替代的一个示例。可以用呈各种不同形式的适合模板(template)来生产这种桥面板。凭借可用的强力纤维，这种桥面板与通常弯曲和扭转有关的总抵抗性是优异的，使得以此方式生产的夹芯板可以承受重货物运输的最重载荷。然而纤维增强塑料层压板的缺点是其对局部载荷或点载荷(也就是说静载荷或冲击载荷)的相对较低抵抗性。正是可引起板损坏的这种载荷，导致外层与夹芯板的层离或分离，这种层离或分离在通过的交通的影响下逐渐恶化。

从WO-A-9009880获知一种板，其具有互相避让(averted)的板表面和对板表面的边界进行限定的外周，该板包括一系列平行设置的、长型的芯构件以及材料带，材料带固定于芯构件，并且每个材料带在各自的两个相邻芯构件之间以及沿着两个板表面延伸。通过该已知结构所寻求的唯一目标是使腹板与外层之间的接触面放大。

本发明的目的是提供一种夹芯板，该夹芯板由纤维增强塑料部件构成但却满足与点载荷和冲击载荷有关的要求。该目的是通过以下事实来实现的：材料带沿着板表面延伸的那些部分在多个芯构件之上延伸。一系列平行放置的芯构件意味着并排地设置和/或一个叠一个地设置的多个芯构件，使得如此形成的产品具有相当于芯构件的宽度和/或高度的多倍的宽度和/或高度。

在构造过程中，可以松散地堆叠芯和材料带。这里，也许可以使用胶水或者机械连接来获得临时连接。在完成的结构中，即在树脂的注入和凝固之后，材料带固定于芯构件。

根据本发明的板包括彼此平行且并排延伸的大量芯构件，芯构件通过在芯构件之上、之下和之间延伸的材料带互相连接。在此情况下，重要的是，夹芯板的板表面(外层)和在各自的两个相邻芯构件(腹板)之间延伸的表面由相同的材料带构成。在传统的夹芯板中，在一方面用于腹板的材料带与另一方面用于外层的材料带之间一直可以至少部分地加以区别。首先，根据本发明的这种结构确保芯构件与外层之间特别强健的互相连接。其次，如此形成的外层与在芯构件之间形成的凸条一体地互相连接。由于凸条直接并入外层中，该外层包括一个叠一个地倾斜叠置的材料带在板表面之上延伸的那些部件。因此在凸条与外层之间不存在任何层离风险。因此，如此获得的板可以轻松满足与弯曲、扭转和冲击载荷有关的要求。这里使用的芯构件可具有不同的截面形状，如正方形、矩形，但是三角形截面形状也是可以的。在该最后变型中，包括在夹芯板的横向上观察的，力可被容易地传递。此外，芯构件可具有管状结构，但是还可以使用实心芯构件。如此获得的板的板表面由芯构件以及由各材料带在芯构件之上延伸的那些部分形成。这些材料一个叠一个地叠置；可通过调整宽度，也就是说通过调整材料带横向于芯构件纵向的尺寸来使叠置的数目变化。如果现在向该夹芯板施加诸如由上述掉落货物所引起的大的局部载荷或点载荷，则夹芯板的表面可能被损坏。这意味着材料带被局部损坏，以及芯构件之一或一些可能同样被损坏。

然而，根据本发明的夹芯板的重要优点在于，该损坏具有非常局部的特征且不显示出扩散至结构的剩余部分上的趋势。即使一个或一些材料带和芯构件被局部损坏，但是，由于材料带和芯构件的剩余部分，即材料带和芯构件在损坏以外且在横向上的剩余部分保持完整，因此材料带的在此处被发现的那些部件能够使板在过应力方向上保持完整性。

材料带可相对于芯构件以各种方式延伸。根据第一选项，每个材料带都可包括位于两个相邻芯构件之间的部分、越过一个相邻构件且沿着一个板表面延伸的部分、以及越过另一相邻芯构件且沿着另一板表面延伸的部分。在此情况下，材料带实质上具有Z形状。