DE2419999B2 - Beulfestes Bauelement geringen Gewichtes und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Beulfestes Bauelement geringen Gewichtes und Verfahren zu dessen Herstellung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs I sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2. Ein Bauelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I ist Gegenstand der auf einer älteren Anmeldung beruhenden DE-OS 23 34 645.
Bei Strukturen aus faserverstärkten Materialien, insbesondere faserverstärkten Kunststoffen, treten oft Schwierigkeiten im Ausnützen der extremen Eigenschaften dieses Werkstoffes auf. Die theoretisch auszubildenden Wandstärken können teilweise so gering sein, daß sie nur unter großem Aufwand herstellbar und, was sich im Betriebe besonders nachteilig auswirkt, gegenüber Beanspruchung auf Bculung (Beulversagen) sehr anfällig sind. Bei dem nach der DE-OS 23 34 645 vorgeschlagenen Bauelement werden Verstärkungsfasern verwendet, die entsprechend den Hauptbeanspruchungsrichtungen angeordnet und dicht nebeneinander geführt sind, so daß der Stützkern des Bauelementes eine Vollstruktur aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I zu schaffen, das bei gleichem Materialgcwicht eine höhere Beulfestigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen Merkmale gelöst.
Statt der bisher üblichen Vollstruktur von extrem dünnen Wänden wird der Stützkern des Bauelementes nach der Erfindung in Netz- oder Gitterstruktur mit im Querschnitt relativ starken Stegen und materialfreien Gitterfeldern hergestellt, wodurch bei gleichem Gewicht seine Beulfestigkeit erhöht wird. Da faserverstärkte Kunststoffe gegenüber den bisher zur Herstellung beulfester Strukturen verwendeten Werkstoffen, z. B. Metallen, überlegene Festigkeit aufweisen, und dies insbesondere in Richtung des Faserverlaufs, kann durch die Erfindung in vorteilhafter Weise erreicht werden, daß abhängig von der Wahl der Maschenweile bzw. vom Querschnitt der Stege eines Netzes oder Gitters d'o effektive Wanddicke des Stützkernes um ein
is Mehrfaches erhöht wird, obwohl ein geringerer Gewichts- und Fertigungsaufwand notwendig ist ils bisher. Bei Anwendung der Erfindung gelingt es, Schwierigkeiten des Herstellungsprozeßes und Anfälligkeit gegenüber vorzeitigem Beulversagen zu verringern.
Das Bauelement gemäß der Erfindung ist besonders vorteilhaft nach der im Anspruch 2 gekennzeichneten Lehre herzustellen. Ausgestaltungen des Verfahrens nach Anspruch 2 sind Gegenstand der Ansprüche 3 und
In der Zeichnung sind in perspektivischer Ansicht zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 ein Bauelement mit einem Stützkern, der die
jo Form eines geschlossenen Kastens hat und
Fig. 2 ein Bauelement mit einem Stülzkern in Doppel-T-Form.
Grundsätzlich ergibt sich die Maschenweite des gewickelten netz- oder gitterförmigen Stützkerns i, 4
Vi aus der Anzahl der Dornumdrehungen in der Zeiteinheit ins Verhälntis gesetzt zur Geschwindigkeit der hin- und hergehenden Fadenführungsvorrichtung. Es ist also jede gewünschte Maschenweitc und Stc^dkke durch entsprechende Einstellung der Wickelmaschine zu fertigen.
Die Querschnittsform des Domes kann dabei abhängig von der Funktion bzw. dem späteren Einsatz des gewickelten Stüt/.kcrnes I, 4 frei gewählt werden. Sie ist aber vorzugsweise als Rechteck oder Kreis gestaltet, weil diese Formen gcwichlsmäßig die günstigsten Eigenschaften ergeben. Der Faserrichlungswinkcl beträgt vorzugsweise clwa 45" zur Dornlangsachse.
Nach F i g. I wird der Stüt/.kcrn 1 auf einem rechteckigen, zeichnerisch nicht dargestellten Dorn
V) gewickelt, angehen und /wischen die Deckplatten 2 und 3 eingebracht, worauf die Verklebung und endgültige Aushärtung erfolgt.
In Fig. 2 hat der Stützkern 4 doppcl-T-förmigc Querschnittsform. Seine Herstellung geht von einem Wickelkörper mit quadratischer Qucrschnittsforin aus. Dieser wird nach dem Wickeln durch Trcnnschniltc auf der Ober- und Unterseite in Längsrichtung des nicht dargestellten Domes in zwei Teile zerlegt, die in der auf der Zeichnung dargestellten Weise zusammengefügt werden. Durch Verklebung mit den Deckplatten S und 6 erhält das Bauelement seine endgültige Form.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Beulfestes Bauelement geringen Gewichtes mit einem zwischen äußeren Deckplatten eingeschlossenen im Wickelverfahren hergestellten Stützkern, der von sich kreuzenden, mit aushärtbarem Kunststoff getränkten Verstärkungsfasern gebildet ist, insbesondere zur Verwendung in der Luft- und Raumfahrt, gekennzeichnet durch einen netz- oder gitterartig ausgebildeten Stützkern (I1 4), der von netz- oder gitterartig angeordnetem, faserverstärktem Werkstoff gebildet ist, wobei die Netzoder Gitterfelder materialfrei sind.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärkungsfaden nach Tränkung mit dem aushärtbaren Kunststoff, vorzugsweise in einem Kunstharzbad oder dergleichen, auf eimern der Querscfcrittsform des zu erzeugenden Stützkernes (1, 4) enssprechenden Dorn in mindestens zwei Schichten mit unterschiedlichem Fadenverlauf gewickelt, der sich im Stadium der Aushärtung befindliche Stülzkern (1, 4) zwischen die Deckplatten (2, 3, 5, 6) eingebracht und der Dorn entfernt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur des Domes konisch verläuft.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3, gekennzcichnrt durch die Verwendung von Rovings.
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