DE1704459C - Process for the production of a composite component made of glass fiber reinforced plastic - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine weitere vorteilhafte Schubsteifigkeit in mehreren Beanspruchunjjsricbtun-Ausgestaltung der im Hauptpiitent I 275 27¹J ge- gen erzielt wird, besteht die zwischen den Deckschützten Erfindung. schichten liegende Glasfasergewebe-ZwischenschichtThe invention relates to a further advantageous shear stiffness in several stress-resistant configurations, which is achieved in the main component I 275 27 ¹ J against, the invention exists between the deck protectors. layers of glass fiber fabric intermediate layer

Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Verfahren aus:The subject of the main patent is a process consisting of:

zum Herstellen eines Verbundbauteils, insbesondere 5 , . , .. . _. . . , _Ut .. „ ■ .for producing a composite component, in particular 5,. , ... _. . . , _Ut .. "■ .

von rohr- oder kastenförmigen Bauteilen, wie Trag- ^a> ^{C|ner B}»^f.^d» ^In"^ere Deckschicht mit Zwischennügel, Flugzeugrümpfe, hohlzylinderförmige Behäl- ™^{m zwische}" ^de" einzelnen Schlauchen auf-of tubular or box-shaped components, such as support ^a > ^{C | ner B} » ^f . ^{d "in" ere} topcoat with Zwischennügel, fuselages, hollow cylindrical Behäl- ™ ^{m betwee "de"} individual hoses up

ter, bei dem auf einen der inneren Form des Bauteils «e «gten ersten Lage von Glastasergewebe-ter, in which on one of the inner shape of the component the first layer of glass fiber

entsprechenden Kern und die äußere Kontur fest- schlauchen,hose the corresponding core and the outer contour firmly,

legende Formmulden ein mit Kunstharz getränktes io b) einer die erste Lage kreuzenden zweiten Lage Glasfaserlaminat aufgelegt und zwischen die so vor- von Glasfasergewebeschläuchen undlaying mold hollows an io b) impregnated with synthetic resin of a second layer crossing the first layer Glass fiber laminate laid on and between the so in front of fiberglass tubes and

bereiteten Teile ein Leichtkern eingelegt wird. Die _{c) einer driu den Lücken zwiscnen den SchlHu}.A lightweight core is inserted into the prepared parts. The _{c) one third of the gaps between the SchlHu} .

Formteile warden zusammengebracht, und das Kunst- _{chen der crsten L entsprech}enden· und inMoldings are brought together, and the art of _{the crst L} ends accordingly · and in

harz wird unter Druck und Warme ausgehartet. _{ldcher Richtung} verlaufenden Lage von Glas-Resin is hardened under pressure and heat. _{in the direction of the} position of glass

Nach dem Hauptpatent wird als Leichtkern ein 15 fasergewebeschläuchen, wobei die quer zur erpiit einem kunstharzgetrankten Glas asergewebe- _sten ^B _{und dritten L verlaufend}^ SchlicheAfter the main patent, a fiber fabric hoses 15 as a lightweight core, said transversely to erpiit a kunstharzgetrankten glass asergewebe- _most ^B _{and third L Gradient} ^ tricks

schlauch umgebener, unter Innendruck stehender _def . _{L m die Lücken der ersten u} hose surrounded by internal pressure _def . _{L m the gaps in the first u}

gasdichter Stutzsoilauch schraubenförmig dicht an- gedrückt werdengas-tight soak must also be pressed tightly in a screw-like manner

einanderliegend um den Kern gewickelt, wobei nachwound around the core lying on top of one another, whereby after

Beendigung des Wickelvorganges der Innendruck des ao Diese sogenannte »Kreuzbindung« hat den VorfStützschlauches verringert und nach dem Einlegen teil, daß sie gegenüber der verflochtenen »Leinendes Kerns in die Formmulden und Schließen dersel- bindung« in einfacheren Arbeitsgängen hergestellt ben der Innendruck des Stützschlauches wieder er- werden kann.Completion of the winding process the internal pressure of the ao This so-called "cross tie" has the front support hose reduced and after the insertion part that they are opposite the interwoven »linen end Kerns in the mold cavities and closing the self-binding «produced in simpler operations ben the internal pressure of the support hose can be determined again.

höht und bis zum Aushärten dec Kunstharzes auf- In den nachfolgend beschriebenen Zeichnungenincreases and until the resin hardens - In the drawings described below

rechterhalten wird. 35 sind einige nach Jer Erfindung ausgestaltete Ver-is preserved. 35 are some designs designed according to Jer

Somit ist ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen bundteile dargestellt Es zeigtThus, sufficient resistance to collar parts is shown. It shows

Biege- und Stoßkräfte bei einem solchen GFK-Bau- Fig. 1 einen Wickelhohlkörper ohne äußere Deckteil unabhängig "in dessen äußerer Gestalt u.a. schale, in perspektivischer Darstellung, mit Glasfaser · durch die innige Verbindung der Deckschalen mit gewebeschläuchen in Kreuzbindung,
den die Querkraitstege bhdende.. Glasfasergewebe- 30 F i g. 2 ein ebenes Bauteil mit geflochtenen Glasschläuchen gegeben, erhöhte Schubsteifigkeit dagegen fasugewebeschlsuchen in teilweise geschnittener in den Beanspruchungsrichtungen fohlt, perspektivischer Darstellung,Bending and impact forces in such a GRP structure - Fig. 1 a hollow wound body without an outer cover part independently "in its external shape including shell, in a perspective view, with glass fiber · through the intimate connection of the cover shells with fabric tubes in a cross weave,
the end of the transverse webs. Glass fiber fabric- 30 F i g. 2 a flat component with braided glass tubes, increased shear stiffness, on the other hand, fibrous tissue tubes in a partially sectioned shape in the directions of stress, perspective illustration,

Auch bei dem bekannten Verfahren (österreichi- Fig. 3 einen Hohlkörper mit geflochtenen Ge-Even with the known method (Austria- Fig. 3 a hollow body with braided fabric

scl. · Patentschrift 229 014), bei welchem aus Schlau- webeschläuchen und mit einer äußeren Deckschale chen bestehende Hohlkerne parallel nebeneinander, 35 in teilweise abgebrochener perspektivischer Darstelübereinander oder kreuzweise in eine Form gelegt lung,scl. · Patent specification 229 014), which consists of flexible tubes and an outer cover shell chen existing hollow cores parallel to one another, 35 in a partially broken perspective view one above the other or placed crosswise in a mold,

werden, entstehen zwar in Schlauchrichtung verlau- F i g. 4 einen weiteren Hohlkörper mit eng gefloch-are created, although they run in the direction of the hose. 4 another hollow body with a tightly

fende Verstärkungsrippen oder Zwischenwände, aber tenen Gewebeschläuchen und ohne äußere Deckeine Erhöhung der Schubsteifigkeit des GFK-Bauteüs schale,There are reinforcing ribs or partitions, but woven tubes and no outer cover Increasing the shear stiffness of the GRP structural shell,

wird nicht erzielt. Das Formteil hält vielmehr einer 40 Fig. 5 einen Hohlkörper mit locker gewickelten, Schubbeanspruchung nur im Rahmen der normalen gekreuzt übereinanderliegenden Gewebeschläuchen Festigkeitsprenze der Querkraftstege stand. ohne äußere Deckschale.is not achieved. Rather, the molded part holds a hollow body with loosely wound, Shear stress only within the framework of the normal crossed fabric hoses Strength limit of the transverse force bars stood. without outer cover shell.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein GFK- Auf einem sich in Richtung des Pfeiles α drehen-The object of the invention is therefore to provide a GRP on a rotating in the direction of arrow α

Bautcil nach dem Hauptpatent so weiterzubilden, den Wickelkern 1 gemäß Fig. 1 ist ein mit Kunstdaß es außer einer hohen Beul- und Biegesteifigkeit 45 harz getränktes Glasfaserlaminat 2 aufgebracht. Dieauch eine erhöhte Schubsteifigkeit in mehreren Bean- ses bildet die innere Deckschicht des Formteils; die spruchungsrichtungen besitzt. äußere Deckschicht ist nicht dargestellt. Der gleich-To further develop Bautcil according to the main patent, the winding core 1 according to FIG. 1 is a with Kunstdaß In addition to high buckling and flexural strength, resin-impregnated glass fiber laminate 2 is applied. The also The inner cover layer of the molded part forms an increased shear stiffness in a number of conditions; the has directions. outer cover layer is not shown. The same-

Eine 1-ösung dieser Aufgabe ist gemäß der F.rtin- falls harzgetränkte Glasfasergewebeschlauch 3 mit dung darin zu sehen, daß die in mindestens zwei sich einem nicht näher gezeigten gasdichten Innenschlauch kreuzenden Hauptheanspruchungsrichtungen ange- so ist um den Kern 1 gewickelt, wobei die Steigung der ordneten Glasfascrgewcbeschläuche miteinander ver- schraubenförmigen Windungen so gewählt ist, daß flochten sind, wobei die jeweils in einer Richtung zwischen den Schläuchen Abstände von einer etwa verlaufenden Schläuche parallel zueinander liegen. dem Schlauchdurchmesser entsprechenden Breite ent-One solution to this problem is, according to the rule, resin-impregnated glass fiber fabric hose 3 with tion can be seen in the fact that the in at least two are a gas-tight inner tube, not shown in detail intersecting main directions of stress is wound around the core 1, the slope of the arranged glass fiber fabric hoses with one another screw-shaped turns is chosen so that are braided, each in one direction between the hoses spacing of about one running hoses are parallel to each other. the width corresponding to the hose diameter

Die Schubsteifigkeit der Verbindung der beiden stehen. Diese Wicklung ist über die ganze Länge des Deckschalcn ist dadurch in den beiden Richtungen 55 Wickelkörpers durchgeführt. Anschließend sind der kreuzweise gelegten Schlauchlagen wirksam. Bei Schläuche 4 in einer Richtung, die etwa rechtwinklig dieter sogenannten »LeinenMndtmg« lind (Kt einzel- zur Wickelrichttuig der ersten Lage und parallel zur nen Schlauche zur übertragung der Quer· und Langs- Wickelachse verläuft, locker aufgelegt. Die Lücken kräfte so miteinander verwoben, daB die Schlauche zwischen den zuerst gewickelten Schlauchwlndttngen 3 Jeweils an benachbarten Kreuzungsstellen der oberen to werden durch eine zweite Wicklung 13 geschlossen, und der unteren Deckschale wechselweise anliegen. wobei die Schlauche 4 in dk Zwischnr der Je nach den zu erwartenden Schubbetastungen und ersten Schlauchlage und gegen den Kern I gepreßt Schubrichtungen kann somit bei einem nach der werden, so daO sie abwechselnd das die innere Deck-Erflndung autgebildeten Bauteil auch die gewünschte schicht darstellende Glasfasergewebe 2 and die nicht und erforderliche SchubstciftgkeH herbeigeführt wer· «f dargestellte äußere Deckschale des Hohlkörpers fladtn. chenhaft berühren. The shear stiffness of the connection between the two is related. This winding is carried out over the entire length of the cover shell in the two directions 55 of the winding body. Then the hose layers laid crosswise are effective. In the case of hoses 4, loosely laid in a direction that runs approximately at right angles to the so-called "linen mouth" (Kt individual to the winding direction of the first layer and parallel to the hose for transferring the transverse and longitudinal winding axis. The gap forces are thus interwoven , that the hoses between the hose coils 3 wound first are closed by a second coil 13 and alternately lie against the lower cover shell at adjacent intersections of the upper to The thrust directions can thus be pressed against the core I one after the other, so that they alternately flatten the component forming the inner cover invention, also the glass fiber fabric 2, which is the desired layer, and the unnecessary and unnecessary shear pin .touch like a little.

Bei einer abgewandelten Abbildung eines Ver- Diese vorbeschriebene »Kreuzhindung«, bei der &il nach der Erfindung, bei der ebenfalls die in zwei Winkeltagen in bezug auf die LBng^echseIn a modified illustration of a “cross binding” described above, in the & il according to the invention, in which also the two angular days with respect to the LBng ^ lizard

des Wickelkörpers verlaufenden Schläuche »η den Kreuzungsstellen in jeder Wiekcllage gleichartig Ubercjnandergelegt sind, ist nicht nur bei der Herstellung von Wickelkörpern, sondern auch bei der Herstellung ebener oder gewölbter Platten anwendbar. Sie ist fertigungstechnisch einfacher als die in F ί g. 2 un einem tafelförmigen Bauteil dargestellte »Leinenbindung«. Hier werden von den beiden Deckschichten 5 und 6 die etwa rechtwinklig zueinander verlaufenden Schläuche 7, 9 bzw, 8, 10 abgedeckt. Der Schlauch 7 überkrciizt von rechts nach links den Schlauch 8, während er bei der folgenden Kreuzungsslelle unter dem nächsten querlaufenden Schlauch IO hindurchführt. Bei dem danebenliegciiden Schlauch 9 ist die Kreuzungsfolge umgekehrt, d.h., der Schlauch 9 führt bei der ersten Kreuzung unter dem Schlauch 8 hindurch, während er bei der zweiten Kreuzung über den Schlauch 10 hinwegführt. Es findet eine Verfechtung der sich kreuzenden Schläuche statt, bei der die Gestaltung der Kreuzungen von derjenigen ao bei der oben beschriebenen Kreuzbindung verschieden ist.of the bobbin running hoses »η den Crossing points overlapped in the same way in every inclined position are not just in the making of wound bodies, but can also be used in the manufacture of flat or curved plates. she is simpler in terms of production technology than the one in F ί g. 2 "linen weave" shown on a panel-shaped component. Here are of the two cover layers 5 and 6 which run approximately at right angles to one another Hoses 7, 9 or 8, 10 covered. The hose 7 overkrciizt from right to left Tube 8, while at the next crossing point under the next transverse tube IO leads through. In the case of the hose 9 lying next to it, the sequence of intersections is reversed, i.e. hose 9 leads under the tube 8 at the first intersection, while it passes over at the second intersection the hose 10 leads away. There is a contestation of the intersecting hoses the design of the crossings is different from that of the cross weave described above is.

Bei nur mäßig beanspruchten'Bauteilen können in den einzelnen Lagen Zwischenräume zwischen den längs- bzw. querlaufenden Schläuchen? bis 10 vor- «5 gesehen sein, während die Schläuche bei hoch beanspruchten Teilen dicht nebeneinandergelegt sind.In the case of only moderately stressed components, there may be spaces between the individual layers longitudinal or transverse hoses? up to 10 before- «5 be seen, while the hoses are placed close to each other in highly stressed parts.

Der in F i g. 3 dargestellte gewickelte Hohlkörper ist in gleichartiger Flechtung wie das plattenförmige Bauteil nach Fig. 2 aufgebaut, wobei jeweils ein in Längsrichtung des Bauteils verlaufender Schlauch U eine gewickelte Schlauchwindung 12 überkreuzt, während der benachbarte Schlauch unter dieser Schlauchwindung hinwegführt.The in F i g. 3 shown wound hollow body is in the same braiding as the plate-shaped Component constructed according to FIG. 2, with a tube U running in the longitudinal direction of the component in each case a coiled hose turn 12 crosses, while the adjacent hose under this hose turn leads away.

In Fi g. 4 ist ein aus Schläuchen geflochtener konischer Hohlzylinder dargestellt, bei dem die jeweils unter eirem Winkel von etwa 45° zur Längsachse des Hohlkörpers gewickelten und etwa rechtwinklig zueinander verlaufenden Schlauchlagen eng miteinander verflochten sind.In Fi g. 4 shows a conical hollow cylinder braided from hoses, in which the respective at an angle of about 45 ° to the longitudinal axis of the hollow body wound and approximately at right angles to each other tube layers close to each other are intertwined.

Der in Fig. 5 dargestellte konische Wickelkörper ähnelt dem der Fig. 4. Aus Gründen besserer Anschaulichkeit sind die Wickellagen hier locker und die Windungen auseinandergezogen. Auch hier wurde auf Darstellung der äußeren Deckschicht ver-Eichtet. The conical winding body shown in FIG. 5 is similar to that of FIG. 4. For reasons of clarity the wraps are loose here and the turns are pulled apart. Here too was made to represent the outer top layer.

Die nach vorliegender Erfindung hergestellten GFK-Bauteile weisen in Leinen- oder in Kreuzbindung eine höhere Schubsteiflgkeit auf als die Bauteile nach dem Hauptpatent.The GRP components produced according to the present invention have a linen or cross weave a higher shear rigidity than the components according to the main patent.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: I. Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils, insbesondere von rohr- oder kastenförmigen Bauteilen, wie Tragflügel, Flugzeugrümpfe, hohlzylinderförmige Behälter, bei dem auf einen der inneren Form des Bauteils entsprechenden Kern and die laßere Konter festlegende Formmulden ein mit Kitnsiluir/- getriinktes Glasfiiserlaminnt aufgelegt wird, /.wischen die so vorbereiteten Teile ein Leiehtkcrn eingelugt wird, die Formteile zusammengebracht werden und ilns Kunstharz unter Druck und Wärme nusgehiirtet wird, wobei als Leichikern ein mit einem kunsiharzgctrünkten Glnsfasergewehesehlnueh umgebener, unter Innendruck stehender gasdichter Stützschlauch schraubenförmig dicht uneinunderliegend um den Kern gewickelt wird und wobei ferner nach Beendigung des Wickelvorganges der innendruck des Stützschlauches verringert und nach dem Einlegen der Kerns in die Formmulden und Schließen derselben der Innendruck de:» StUtzschlauches wieder erhöht und bis zum Aushärten des Kunstharze;·/ aufrechterhalten wird, nach Patent 1275279, dadurch gekennzeichnet, daß die in mindestens zwei sich kreuzenden Hauptbeanspruc; iingsrithtungen angeordneten Glasfasergewebeschleuche (3, 4; 7. 8; 11. 12) miteinander verflochten sind, wobei die jeweils in einer Richtung verlaufenden Schläuche parallel zueinander liegen.I. A method for producing a composite component, in particular tubular or box-shaped components, such as wings, aircraft fuselages, hollow cylindrical containers, in which a mold cavity with a kitniluir / -drinked glass fiber laminate is placed on a core corresponding to the inner shape of the component and the outer counter-defining mold cavity A light piece is inserted between the parts prepared in this way, the molded parts are brought together and the synthetic resin is nut-wrapped under pressure and heat Furthermore, after the winding process has ended, the internal pressure of the support tube is reduced and, after the core has been placed in the mold cavities and closed, the internal pressure of the support tube is increased again and maintained until the synthetic resin has cured; · / n is, according to patent 1275279, characterized in that the in at least two intersecting main claims; Glass fiber fabric tubes (3, 4; 7. 8; 11. 12) arranged in a single arrangement are interwoven, the tubes each running in one direction being parallel to one another. 2. Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils, insbesondere von rohr- oder kastenförmigen Bauteilen, wie Tragflügel, Flugzeugrümpfe, hohlzylinderförmige Behälter, bei dem. auf einen der inneren Form des Bauteils entsprechenden Kern und die äußere Kontur festlegende Formmulden ein mit Kunstharz getränktes Glasfaserlaminat aufgelegt wird, zwischen die so vorbereiteten Teile ein Leichtkern eingelegt wird, die Formteile zusammengebracht werden und das Kunstharz unter Druck und Wärme ausgehärtet wird, wobei als Leichtkern ein mit einem kunstharzgetränkten Glasfasergewebescjlauch umgebener, unter Innendruck stehender gasdichter StUtzschlauch schraubenförmig dicht aneinanderliegend um den Kern gewickelt wird und wobei ferner nach Beendigung des Wickclvorganges der Innendruck des Stützschlauches verringert und nach dem Einlegen des Kerns in die Formmulden und Schließen derselben der Innendruck des Stützschlauches wieder erhöht und bis zum Aushärten des Kunstharzes aufrechterhalten wird, nach Patent I 275 279, dadurch gekennzeichnet, daß auf die innere Deckschicht (2) mit Zwischenraum zwischen den einzelnen Schläuchen eine erste Läge von Glasfasergewebeschläuchen (3) aufgelegt wird sowie eine die erste Lage kreuzende zweite Lage von Glasfascrgewebeschläuchen (4) und schließlich eine dritte, den Lücken zwischen den Schläuchen (3) der ersten Lage entsprechende, in gleicher Richtung verlaufende Lage ν. η Glasfasergewebeschläuchen (13). wobei die quer zur ersten und dritten Lage verlaufenden Schläuche (4) der zweiten Loge in die LUkken der ersten Lage gedrückt werden. 2. A method for producing a composite component, in particular tubular or box-shaped components, such as wings, aircraft fuselages, hollow cylindrical containers, in which. A glass fiber laminate impregnated with synthetic resin is placed on a core corresponding to the inner shape of the component and the outer contour defining the outer contour, a lightweight core is inserted between the parts prepared in this way, the molded parts are brought together and the synthetic resin is cured under pressure and heat, with a lightweight core a gas-tight support hose surrounded by a synthetic resin-soaked fiberglass fabric hose and under internal pressure is wrapped helically close to one another around the core and furthermore the internal pressure of the support hose is reduced after the winding process has ended and the internal pressure of the support hose is increased again after the core is inserted into the mold cavities and closed and is maintained until the synthetic resin has hardened, according to Patent I 275 279, characterized in that a first layer of glass fiber fabric hoses is placed on the inner cover layer (2) with a space between the individual hoses (3) and a second layer of glass fiber fabric tubes (4) crossing the first layer and finally a third layer ν corresponding to the gaps between the tubes (3) of the first layer and running in the same direction. η fiberglass hoses (13). the tubes (4) of the second box, which run transversely to the first and third layer, are pressed into the hatches of the first layer. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings