DE202022000922U1 - CFS wings, rotor blades, turbines, fins and propellers - Google Patents

Abstract

Flügel oder Rotorblätter, Schiffsschrauben oder Wasserturbinen, welche aus einer Schale oder äußeren Flügelform, einem stabilisierenden und die Gesamtstruktur aussteifenden Holm, wobei der Holm seinerseits mit stabilisierendem Druckholm-Gurt und Zugholm-Gurt ausgesteift ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckholmgurt oder Zugholmgurt oder die Schalen oder jeweils zwei Bauteile oder alle drei Bauteile aus einem Streifen oder einer Platte aus Schichten von Carbonfasern und Steingut besteht.

Wings or rotor blades, ship propellers or water turbines, which consist of a shell or outer wing shape, a stabilizing spar that stiffens the overall structure, the spar in turn being reinforced with a stabilizing pressure spar chord and tension spar chord, characterized in that the pressure spar chord or tension spar chord or the Shells, or any two components, or all three components, consists of a strip or plate of layers of carbon fiber and earthenware.

Description

Die Stabilisierung von aus Gewichts- und Kostengründen immer dünner und leichter werdenden Flügeln und Rotorblättern von Windkraftwerken oder auch Flugzeugen bekommt immer größere Bedeutung. Auch entsprechend leichtere Materialien wie Carbonfasern werden für diese Anwendungen immer attraktiver.The stabilization of wings and rotor blades of wind power plants or airplanes, which are becoming thinner and lighter for weight and cost reasons, is becoming increasingly important. Correspondingly lighter materials such as carbon fibers are also becoming increasingly attractive for these applications.

Carbon hat aber auch zwei entscheidende Nachteile. Der eine Nachteil ist in der hohen Energie begründet, die für die Herstellung von einer guten Carbonqualität benötigt wird. Der andere Nachteil ist die mangelhafte Standfestigkeit unter Druck, weil die Faser so steif ist - was ihr Vorteil unter Zugbelastung ist - gereicht zum Nachteil unter Druck und äußert sich in Beulen und Knicken und Abschälen der obersten Carbon-Schicht von den weiter unten liegenden Carbonlagen, was schnell zur vollständigen Zerstörung des gesamten Carbongefüges führt.However, carbon also has two major disadvantages. One disadvantage is the high energy required to produce good quality carbon. The other disadvantage is the lack of stability under pressure because the fiber is so stiff - which is its advantage under tension - to the detriment under pressure and manifests itself in buckling and buckling and peeling of the top layer of carbon from the layers of carbon below, which quickly leads to the complete destruction of the entire carbon structure.

Unbekannt in diesen Anwendungsfällen ist das Material Naturstein, Kunststein oder Keramik oder sogar Glas - im Folgenden Steingut genannt - in einem von Leichtbauaspekten getriebenen Markt, der die technische Optimierung der Leistungsfähigkeit vorurteilslos zu schätzen weiß, da Stein im Bau von Rotorblättern unbekannt ist. Aus anderen Anwendungen bekannt sind Stäbe aus Carbonfaser- oder Steinfaser-ummanteltem Stein, die in DE 20 2006 008 100 .3 für die Stabilisierung von Steinplatten beschrieben sind. Solche Träger aus ummanteltem Stein oder Carbon-Vollmaterial werden unter oder in Steinplatten unterhalb der Ränder eingebracht, wie in der DE 20 2006 008 100 .3 beschrieben. Auf diese Weise wird eine komplette Steinplatte flexibilisiert, ohne dass sie vollflächig beschichtetet werden müsste. Das Material wird als CarbonFaserStein bezeichnet.Unknown in these applications is the material natural stone, artificial stone or ceramic or even glass - hereinafter referred to as earthenware - in a market driven by lightweight aspects, which appreciates the technical optimization of performance without prejudice, since stone is unknown in the construction of rotor blades. Known from other applications are rods made of carbon fiber or rock fiber coated stone, which are DE 20 2006 008 100 .3 are described for the stabilization of stone slabs. Such carriers made of coated stone or solid carbon material are placed under or in stone slabs below the edges, as in DE 20 2006 008 100 .3 described. In this way, a complete stone slab is made more flexible without having to be coated over its entire surface. The material is called carbon fiber brick.

Dass ganze Granitplatten vorgespannt und vorgebogen werden können wird in der EP2739471 beschrieben, wobei Stein das gleiche spezifische Gewicht hat wie Alu.The fact that entire granite slabs can be pre-stressed and pre-bent is shown in the EP2739471 described, with stone having the same specific weight as aluminum.

Eine weitere Entwicklung dieser Erfindung geht nunmehr in das Detail der Anwendung solcher Holm-Gurte in ganz neuen Anwendungsfeldern, da der Stein trotz geringen Gewichts eine vergleichsweise hohe Druckstabilität und ein ausgezeichnetes Dämpfungsverhalten im Fall von Druckbelastung mitbringt, welches in seiner porösen Struktur begründet und bei Metallen und Verbundwerkstoffen in der Form nicht bekannt ist.A further development of this invention now goes into the detail of the use of such spar belts in completely new fields of application, since the stone, despite its low weight, has a comparatively high pressure stability and excellent damping behavior in the event of pressure loading, which is due to its porous structure and metals and composite materials in the form is not known.

Carbonfasern können im Verbund mit Hartgestein - welches unter Druck auch eine Flexibilität wie Aluminium aufweist - sehr gezielt und optimiert eingesetzt werden, zum Beispiel als druckbelasteter Gurt auf einem Holm eines Flügels oder Rotorblattes, man spricht von einem sogenannten Druckholmgurt.Carbon fibers can be used in a very targeted and optimized manner in combination with hard rock - which also exhibits flexibility under pressure like aluminum - for example as a pressure-loaded belt on a spar of a wing or rotor blade, this is referred to as a so-called pressure spar belt.

Druckholmgurte aus Carbon zeigen das bereits erwähnte Abschälen und Knicken der äußeren Carbonschichten, was durch diese Erfindung gelöst wird. Aus diesem Grund finden Carbonfasern in Anwendungen von Rotorblättern noch keine verbreitete Anwendung, bisher kann das Material nur im Zugholmgurt eingesetzt werden, weil es hier unter reiner Zugbelastung ist. Grundsätzlich kann an dieser Stelle gesagt werden, dass Carbonfasern generell nicht auf Druckbelastung auszulegen sind und wenn diese, zum Beispiel temporär, ins Spiel kommt und sich nicht vermeiden lässt, dann muss das Carbon-Material durch ein weicheres Material gestützt werden, welches Druckkräfte dynamischer abfedern kann, als das die Carbonfaser selber in der Lage ist zu tun. Hier bietet sich Hartgestein ein, das in Grenzen volumenkomprimierbar ist, Druck gleichmäßig abfedern und verteilen kann und damit Druck-Spannungsspitzen im Carbon vermindert und dämpft. In diesem Fall wird ein Beulen der Faser dadurch unterstützend verhindert, dass die Faserrichtung schräg zur Druckrichtung verläuft, zum Beispiel in einem 45°-Winkel. Ist Vorbiegung oder Vorspannung bereits vorhanden, dann kann es solche Verhältnisse geben, dass der Druckholmgurt selbst durch Biegung auf der einen Seite eine Druckspannung und auf der anderen Seite eine Zugspannung erfährt. In dieser Erfindung werden die verwendeten Faserschichten an den unterschiedlichen Seiten solcher Stäbe durch den Einsatz von Stein und je nach Belastungsprofil durch die Carbon-Faserrichtung in Bezug auf die Druckrichtung und die Wahl des Geleges (UD oder coaxial) optimiert und eine neue Lehre für den Einbau solcher Stäbe als Druckgurt in Flügeln und Rotorblättern und auch Schiffsschrauben oder Propellern oder Rotorblättern von Hubschraubern offenbart. Die stabilisierenden Gurte werden bezüglich der oberen Seite und der unteren Seite dabei genauer betrachtet. An der außen liegenden Seite des Gurtes werden hauptsächlich Fasern benötigt, welche hauptsächlich Druckkräfte in Biege-Längsrichtung aufnehmen, während aus der innen liegenden Seite des Druckholmgurtes hauptsächlich Zugbelastung anfällt, wenn der Gurt konvex vorgebogen, vorgespannt oder beides ist. An dieser Seite wird man eher Fasergelege verwenden, die 0° Gelege in Bezug auf die Holmachse haben, welche so steif wie möglich ausgelegt sind. An der Innenseite des Druckholgurtes sollten also je nach Vorbiegung des Holms idealerweise auch UD-Fasergelege eingesetzt werden, welche reine Zugkräfte in Biege-Längsrichtung aufnehmen müssen. An der gegenüberliegenden an Steinseite, die gestaucht wird, kommen je nach Auslegung der Gesamtgeometrie eher weniger steife 45° oder 0/90° Carbonfasergelege zur Anwendung. Da der Stein hauptsächlich die Druckkräfte aufnimmt, kann die Aussenseite des Druckholmgurtes, also die Seite, die komprimiert wird, mit dem +45°/-45° oder 0/90° Gelege auch deutlich schwächer ausgelegt werden, als eine relativ steifer und auch stärker ausgelegte Innenseite des Druckholmgurtes mit UD-Gelege. Die benötigten kostenintensiven Faserschichten werden dadurch auf ein Minimum reduziert und dadurch, dass der hauptsächliche Teil des Querschnitts des stabilisierenden Stabes, der den Holm und seine Druckstabilität ausmacht, aus billigem Steinmaterial besteht, zum Beispiel Granit als preiswertes Hartgestein.Carbon compression spar straps exhibit the aforementioned peeling and buckling of the outer layers of carbon, which this invention solves. For this reason, carbon fibers are not yet widely used in rotor blade applications. So far, the material can only be used in the tie bar belt because it is under pure tensile stress here. Basically, it can be said at this point that carbon fibers are generally not designed for pressure loads and if this comes into play, for example temporarily, and cannot be avoided, then the carbon material must be supported by a softer material that absorbs pressure forces more dynamically can do than the carbon fiber itself is able to do. This is where hard rock comes in handy, which is volume compressible within limits, can absorb and distribute pressure evenly and thus reduces and dampens pressure-stress peaks in the carbon. In this case, buckling of the fiber is prevented by the fact that the direction of the fiber runs obliquely to the direction of pressure, for example at a 45° angle. If pre-bending or pre-stressing is already present, then such conditions can arise that the compression spar flange itself experiences compressive stress on one side and tensile stress on the other side as a result of bending. In this invention, the fiber layers used on the different sides of such rods are optimized through the use of stone and, depending on the load profile, through the carbon fiber direction in relation to the direction of pressure and the choice of scrim (UD or coaxial) and a new teaching for installation such rods as a compression belt in wings and rotor blades and also ship propellers or propellers or rotor blades of helicopters. The stabilizing straps are examined more closely with regard to the upper side and the lower side. On the outer side of the belt, fibers are mainly required, which mainly absorb compressive forces in the longitudinal bending direction, while the inner side of the compression spar belt mainly produces tensile loads if the belt is convexly pre-bent, pretensioned or both. On this side you will rather use scrims that have 0° scrims in relation to the spar axis, which are designed to be as stiff as possible. Depending on the pre-bending of the spar, UD fiber fabrics should ideally also be used on the inside of the compression belt, which must absorb pure tensile forces in the longitudinal bending direction. Depending on the design of the overall geometry, less stiff 45° or 0/90° carbon fiber fabrics are used on the opposite stone side, which is compressed. Since the stone mainly absorbs the compressive forces, the outside of the Pressure spar flange, i.e. the side that is compressed, with which the +45°/-45° or 0/90° fabric is also designed to be significantly weaker than a relatively stiffer and also stronger inside of the pressure spar flange with UD fabric. The required expensive fiber layers are reduced to a minimum by this and by the fact that the main part of the cross-section of the stabilizing bar, which makes up the spar and its pressure stability, consists of cheap stone material, for example granite as cheap hard rock.

Die vorliegende Erfindung optimiert den Materialeinsatz der teuren Faser und damit die Kosten und versetzt lange und mehr oder weniger dünne Steinplatten in die Lage als Druckholmgurt zu fungieren.The present invention optimizes the material use of the expensive fiber and thus the costs and enables long and more or less thin stone slabs to function as a compression spar cap.

So gesehen bildet der Stein-Carbon-Verbund ein ideales Hybrid für diese Anwendung. Betrachtet werden können außer Hartgestein wie Granit aus Basaltgestein und Keramik, die eine noch höhere Druckbelastbarkeit hat als der Naturstein, jedoch teurer und energieintensiver hergestellt wird. Aussichtreich ist eventuell auch der Einsatz von Glas, wenn die Biegebelastung nicht überschritten wird und eine Lösung für die unterschiedlichen TemperaturAusdehnungskoeffizienten gefunden wird. Ohne Bruch in beide Biegerichtungen konvex und konkav biegsam zu sein, bedeutet für das Handling und den bruchfreien Einbau solcher Rotorblätter eine vorzügliche neue Eigenschaft und senkt die Kosten der Herstellung von dünneren und leichteren Rotoren.Seen in this way, the stone-carbon composite forms an ideal hybrid for this application. In addition to hard rock such as granite, basalt rock and ceramics can be considered, which have an even higher compressive strength than natural stone, but are more expensive and energy-intensive to produce. The use of glass may also be promising if the bending load is not exceeded and a solution can be found for the different temperature expansion coefficients. Being convex and concavely flexible in both bending directions without breaking means an excellent new property for the handling and the break-free installation of such rotor blades and lowers the costs of manufacturing thinner and lighter rotors.

Der erstaunliche Effekt, der sich durch carbonstabilisierte Stein-Platten ergibt ist der, dass die hohe Steifigkeit der Carbonfaser voll genutzt werden kann, ohne zu versagen, was einen neuen Markt für die Anwendung von Carbonfasern in einem klimarelevanten Anwendungsfeld eröffnet.The amazing effect of carbon-stabilized stone panels is that the high stiffness of the carbon fiber can be fully utilized without failing, opening up a new market for the use of carbon fibers in a climate-related field of application.

Durch die Stabilisierung des mit einem Elastizitätsmodul von ca. 60GPa ausgestatteten, also in Relation zur Carbonfaser „weichen“ Stein-Materials führt in Verbindung mit der extrem steifen Faser mit mehr als 200GPa an den beiden Steinaussenseiten des Druckholmgurtes - unter Einsatz unterschiedlicher Gelegearten auf der jeweiligen Seite - zu einem Ergebnis, welches Gewicht spart und die Leistung der Rotorblätter um wenigstens ein paar Prozentpunkte steigert. Der Unterschied der Steinfigkeiten führt zu einer entsprechenden Flexibiliät der Gesamtstruktur, da das Steingut entwerder selbst flexibe ist, oder unter Druck volumenkomprimierbar ist.By stabilizing the stone material, which has a modulus of elasticity of approx. 60GPa, i.e. it is “soft” in relation to the carbon fiber, in connection with the extremely stiff fiber with more than 200GPa on the two stone outsides of the pressure beam belt - using different types of scrims on the respective side - to a result that saves weight and increases the performance of the rotor blades by at least a few percentage points. The difference in stone strength leads to a corresponding flexibility of the overall structure, since the stoneware is either flexible itself or is volume-compressible under pressure.

Die Erfindung wird gemäß beispielsweise so ausgeführt, dass ein Rotorblatt im Wesentlichen aus einer Oberschale (10) besteht und einer Unterschale besteht. Die Schalenform bestimmt die Strömungsmechanik des Rotorblattes und zum Teil deren Effizienz. Der andere Teil der Effizienz wird bestimmt durch die Dynamik der Biegung des Holms (7) unter Last. Der relativ schmale Holm wird gestützt durch die Holmgurte (5) und (6), wobei der obere Gurt (5) die Zugkräfte aufnimmt und deshalb Zugholmgurt genannt wird, während der untere Gurt (6) die Druckkräfte aufnimmt und deshalb Druckholmgurt genannt wird. Der Holm kann als Doppel-T-Träger oder auch als rechteckiges oder rundes oder ovales Rohr ausgeführt sein. Jedes der Teile kann aus Carbon und Stein oder je nach Ausführung auch nur aus Carbon bestehen. In besteht der Zuholmgurt (5) nur aus Carbon in Längsrichtung (4) und der Druckholmgurt aus einer Schicht Carbon in Längsrichtung (4), einer Schicht Carbon in Querrichtung (3) und einer Steinschicht (1). Beide Schalen bestehen aus Stein (1) und auf jeder Seite der Steinschicht eine dünne Carbonschicht (2).The invention is according designed, for example, in such a way that a rotor blade consists essentially of an upper shell (10) and a lower shell. The shape of the shell determines the flow mechanics of the rotor blade and to some extent its efficiency. The other part of the efficiency is determined by the dynamics of the bending of the spar (7) under load. The relatively narrow spar is supported by the spar chords (5) and (6), with the upper chord (5) absorbing the tensile forces and is therefore called tension spar chord, while the lower chord (6) absorbs the compressive forces and is therefore called compression spar chord. The beam can be designed as a double T-beam or as a rectangular, round or oval tube. Each of the parts can be made of carbon and stone or just carbon, depending on the design. In the Zuholmgurt (5) consists only of carbon in the longitudinal direction (4) and the compression beam consists of a layer of carbon in the longitudinal direction (4), a layer of carbon in the transverse direction (3) and a stone layer (1). Both shells are made of stone (1) and on each side of the stone layer a thin layer of carbon (2).

Jeder der Gurte muss je nach Belastungsart beim Transport, Stillstand des Windrades oder Betrieb des Windrades unterschiedliche Belastungen aufnehmen, der Zugholmgurt nimmt jedoch im Betrieb hauptsächlich Zugkräfte auf, während der Druckholmgurt hauptsächlich Druckbelastung, was im Einzelfall jedoch auch umgekehrt sein kann, zum Beispiel, wenn der Flügel transportiert oder installiert wird und unter dem Eigengewicht in die andere Richtung gebogen wird. Dann kann es vorkommen, dass zum Beispiel der Zugholmgurt auch Druckkräfte aufnehmen muss und umgekehrt. Für den Fall, dass die Rotorblätter selbst um ihre Längsachse rotieren, wird die Struktur symmetrisch ausgeführt. Im Fall von Windböen kann sich die Belastungsrichtung auch dynamisch gestalten und die Belastungsrichtung kurzzeitig ändern. In den meisten Fällen werden die Gurte im Betrieb immer in einer Biege-Richtung beansprucht.Depending on the type of load during transport, standstill of the wind turbine or operation of the wind turbine, each of the belts must absorb different loads, but the tension beam belt mainly absorbs tensile forces during operation, while the pressure beam belt mainly absorbs compressive loads, which can also be the other way around in individual cases, for example if the wing is transported or installed and is bent in the other direction under its own weight. Then it can happen that, for example, the tension beam belt also has to absorb compressive forces and vice versa. In the event that the rotor blades themselves rotate around their longitudinal axis, the structure is designed symmetrically. In the case of gusts of wind, the direction of the load can also be dynamic and change the direction of the load for a short time. In most cases, the belts are always stressed in one bending direction during operation.

Ein typischer Versagensfall des Rotorblattes tritt dann ein, wenn der Druckholmgurt aus reinem Carbon hergestellt wird und die äußeren Carbonschichten sich unter Druck und den interlaminaren Kräften ausbeulen und aufgrund der Steifigkeit der aufgespleisten Carbonfaserschicht durch Knicken brechen. Ein solches Auf- oder Ausbeulen und Knicken der jeweils obersten Faserschicht kann dazu führen, dass sich der gesamte Faserverbund schichtweise bricht und schließlich zum völligen Versagen des Druckholgurtes führt.A typical failure of the rotor blade occurs when the pressure spar flange is made of pure carbon and the outer carbon layers buckle under pressure and the interlaminar forces and break due to buckling due to the stiffness of the fanned carbon fiber layer. Such a buckling or buckling and buckling of the respective uppermost fiber layer can lead to the entire fiber composite breaking in layers and finally to the complete failure of the compression belt.

In wird gezeigt, dass die Schalen (10) und (11) auch mit der Steinschicht an der Oberfläche ausgefüht sein kann. Alternativ kann aussen an der Oberfläche umgekehrt die Carbobschicht außen angebacht sein und die Carbonschicht aussen.In it is shown that the shells (10) and (11) can also be made with the stone layer on the surface. Alternatively, the carbob layer can be attached to the outside on the outside and the carbon layer to the outside.

Im Unterschied zu bestehen beide Gurte (5) und (6) aus einem symmetrischen Aufbau aus zwei UD-Carbonschichten längs (4) und quer (3) zur Längsachse des Rotorblatts.In contrast to both belts (5) and (6) consist of a symmetrical structure made of two UD carbon layers longitudinal (4) and transverse (3) to the longitudinal axis of the rotor blade.

Alternativ können auch 45° Gelege Verwendung finden, die weniger steif als UD-Gelege sind.Alternatively, 45° non-crimp fabrics can also be used, which are less stiff than UD non-crimp fabrics.

In beiden Abbildungen besteht der Holm (7) aus einer innen liegenden Steinplatte (1) und je einer Lage Carbonfasern (2) auf beiden Seien des Holms.In both figures, the spar (7) consists of an internal stone slab (1) and a layer of carbon fibers (2) on both sides of the spar.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

• DE 202006008100 [0003]DE 202006008100 [0003]
• EP 2739471 [0004]EP 2739471 [0004]

Claims (9)

Flügel oder Rotorblätter, Schiffsschrauben oder Wasserturbinen, welche aus einer Schale oder äußeren Flügelform, einem stabilisierenden und die Gesamtstruktur aussteifenden Holm, wobei der Holm seinerseits mit stabilisierendem Druckholm-Gurt und Zugholm-Gurt ausgesteift ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckholmgurt oder Zugholmgurt oder die Schalen oder jeweils zwei Bauteile oder alle drei Bauteile aus einem Streifen oder einer Platte aus Schichten von Carbonfasern und Steingut besteht.Wings or rotor blades, ship propellers or water turbines, which consist of a shell or outer wing shape, a stabilizing spar that stiffens the overall structure, the spar in turn being reinforced with a stabilizing pressure spar chord and tension spar chord, characterized in that the pressure spar chord or tension spar chord or the Shells, or any two components, or all three components, consists of a strip or plate of layers of carbon fiber and earthenware. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zugholmgurt hauptsächlich Carbonfasern in 0°- Längsrichtung unidirektional angeordnet sind.arrangement according to claim 1 , characterized in that mainly carbon fibers are arranged unidirectionally in the 0° longitudinal direction in the tension beam belt. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckholmgurt hauptsächlich Steingut verwendet wird und die Carbonfaser teilweise in Querrichtung und auch in Längsrichtung mit UD-Gelegen ausgeführt sind.arrangement according to claim 1 and 2 , characterized in that stoneware is mainly used in the pressure spar flange and the carbon fibers are partly designed with UD scrims in the transverse direction and also in the longitudinal direction. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserschichten in beiden Gurten in einer Schicht ausschließlich in Querrichtung angeordnet sind und in einer weiteren Schicht ausschließlich in Längsrichtung ausgerichtet sind.arrangement according to claim 1 until 3 , characterized in that the layers of fibers in both belts are arranged exclusively in the transverse direction in one layer and in another layer exclusively in the longitudinal direction. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserschichten den Stein unter einer durch Vorspannung oder Vor-Formung erzeugten Biegung halten.arrangement according to claim 1 until 4 , characterized in that the fibrous layers hold the stone under a flexure created by prestressing or preforming. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die CarbonFaser-Schicht im Zugholmgurt ausschließlich in Längsrichtung angeordnet ist.arrangement according to claim 1 until 5 , characterized in that the carbon fiber layer in the tie beam is arranged exclusively in the longitudinal direction. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserschicht auf der Druckseite des Druckholmgurtes aus in Bezug auf die Längsrichtung des Holms schrägliegenden Carbonfasern, Glasfasern oder Steinfasern bzw. einem Gemisch aus diesen Fasern ggfls. in unterschiedlichen Lagen besteht.arrangement according to claim 1 until 6 , characterized in that the fiber layer on the pressure side of Druckholmgurtes from in relation to the longitudinal direction of the spar inclined carbon fibers, glass fibers or stone fibers or a mixture of these fibers if necessary. exists in different layers. Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mieneralischen Steingut-Kern aus Naturstein, Basalt, Granit, Marmor, Keramik, Glaskeramik, Kunststein, Beton, Glas oder anderen mineralischen Materialien besteht.arrangement according to claim 1 until 7 , characterized in that the mineral earthenware core consists of natural stone, basalt, granite, marble, ceramics, glass ceramics, artificial stone, concrete, glass or other mineral materials. Anordnung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen aus Schichten von Carbon und mineralischem Material bestehen, wobei die Carbonschicht sich entweder an der äußeren Oberfläche befindet oder an der inneren Oberfläche oder auf der inneren und äußeren Oberfläche befindet.arrangement according to claim 1 until 8th , characterized in that the shells consist of layers of carbon and mineral material, the carbon layer being either on the outer surface or on the inner surface or on both the inner and outer surfaces.

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