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Tragflügel für Modellflugzeuge und Verfahren zur Her-
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stellung derartiger Tragflügel Beschreibung Die vorliegende Erfindung
betrifft einen Tragflügel für Modellflugzeuge mit einem Kern aus Schaumstoff, vorzugsweise
Polystyrol-Schaumstoff, und einer dünnwandigen Beplankung aus Holz, vorzugsweise
Balsaholz, die auf den Schaumstoffkern aufgeklebt und deren dem Kern abgewandte
Oberfläche kunststoffbeschichtet ist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines
derartigen Tragflügels.
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Es ist im Flugmodellbau allgemein bekannt, Tragflügel aus einem Schaumstoff,
vorzugsweise P4Mstyrol-Schaumstoff, herzustellen, wobei zur Erhöhung der Festigkeit
bei größeren Spannweiten eine Holzbeplankung vorgesehen wird. Der Schaumstoff bildet
dann den Kern des Tragflügels. Zur Herstellung eines derartigen Tragflügels wird
dabei wie folgt vorgegangen:
Zunächst wird mittels einer Schaumstoffsäge
(Bügel mit Heizdraht) und einer Schablone aus einem Schaumstoffblock Unter- und
Oberseite des Flügelkerns herausgeschnitten.
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Auf diesen Kern wird dann furnier-dünnes Balsaholz oder dgl. aufgeklebt,
vorzugsweise mittels eines Zweikomponentenklebers (Epoxydharz).
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Nach der beidseitigen Beplankung des Schaumstoffkerns erfolgt das
Finish der dem Schaumstoffkern abgewandten Oberflächen der Holzbeplankung, z.B.
durch Schleifen mit feinem Sandpapier. Um eine höhere Festigkeit - ohne großes Gewicht
- zu erreichen, ist es auch bekannt, die äußere Oberfläche der Holzbeplankung mit
einer dünnen Glasseide zu beschichten, auf die verdünntes Epoxydharz aufgetragen
wird. Nach dem Aushärten des Epoxydharzes erfolgt ein Verputzen mit feinem Sandpapier,
um eine glatte Tragflügeloberfläche zu erhalten.
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Die Beschichtung der äußeren Oberfläche der Holzbeplankung kann auch
mittels einer aufgeklebten Kunststoff-Folie erfolgen. Diese Art der Beschichtung
erfordert jedoch eine gewisse Geschicklichkeit und hat sich daher in der Praxis
nicht durchsetzen können. Der Vorteil der Folienbeschichtung ist eine extrem glatte
und damit aerodynamisch günstige Oberfläche. Die Folienbeschichtung hat jedoch andererseits
den Nachteil einer geringeren Festigkeit der Tragflügeloberfläche.
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Wie die obige Beschreibung deutlich erkennen läßt, ist die Herstellung
der bekannten Tragflügel relativ aufwendig und erfordert ein großes Maß an Geschicklichkeit.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, genannten
einen Tragflügel für Modellflugzeuge der eingangg/Art zu schaffen, der in einfacher
Weise auch von weniger geübten
Modellbauern hergestellt werden kann
und der sich durch eine besonders widerstandsfähige, hochbelastbare sowie gleichzeitig
äußerst windschlüpfrige Oberfläche auszeichnet.
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Es ist auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur
Herstellung eines derartigen Flügels zu schaffen.
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Hinsichtlich des Tragflügels wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Beplankung ein vorgefertigtes Laminat ist, bestehend aus
einer mit dem Kern verklebbaren Holzschicht, einer auf diese aufgetragenen Verstärkungsschicht
aus Glasfasern oder dgl. und einer äußeren Hochglanzschicht.
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Verfahrensmäßig wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß a)
zunächst ein Laminat bestehend aus einer mit dem Kern verklebbaren Holzschicht,
einer auf diese aufgetragenen Glasfaserschicht und einer äußeren Hochglanzschicht
für die Beplankung des Kern vorgefertigt wird, indem man - auf einer ebenen, glatten
und porenfreien Unterlage (Glasplatte, Acrylglasplat£e oder Chromnickelplatte) eine
dünne Schicht Epoxydharz oder Polyesterharz aufträgt und gleichmäßig verteilt, -
diese Schicht sodann eine vorbestimmte Zeit gelieren läßt, - anschließend ein Glasfasergewebe
auflegt, und zwar so, daß keine Lufteinschlüsse entstehen, - auf dieses dann furnier-dünnes
Holz, vorzugsweise Balsaholzstreifen aufklebt, und - schließlich diese Schichten
für eine vorbestimmte Zeit zusammenpresst, und
b) anschließend das
derart vorgefertigte Laminat zuschneidet und auf den Schaumstoffkern aufklebt.
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Es ist augenscheinlich, daß sich durch das vorgefertigte Laminat die
Herstellung eines Tragflügels mit Schaumstoffkern erheblich vereinfacht. Die Verstärkungsschicht
aus Glasfasern oder dgl. gewährleistet eine hohe Widerstandsfähigkeit und auch Belastbarkeit
des Tragflügels, so daß Tragflügel mit zum Teil über 6 m Spannweite hergestellt
werden können. Die äußere Hochglanzschicht stellt schließlich gieichzeitig sicher,
daß die Oberfläche des Tragflügels windschlüpfrig und deshalb auch aerodynamisch
günstig ist.
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Das vorgefertigte Laminat kann, da maschinell hergestellt, vergleichsweise
dünn gestaltet werden. Es zeichnet sich auch durch eine erhöhte Gleichmäßigkeit
bezüglich der Festigkeit und glatten Oberfläche aus, die bei der herkömmlichen Methode
nicht erzielt werden kann (Pinselstriche und/oder Schleifspuren).
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Wie dargelegt, lassen sich durch die Erfindung relativ dünne Einzel
schichten herstellen. So genügt es für die Herstellung der äußeren Hochglanzschicht,
das dafür verwendefe Epoxydharz oder Polyesterharz auf der glatten Unterlage so
fein zu verteilen, daß die Werkstoffverteilung nur etwa 75g/qm beträgt. Die Glasfaserschicht
wird durch ein Glasfasergewebe der Stärke 40g/qm gebildet. Auch diese Schichtdicke
ist extrem gering. Trotz der geringen Schichtdicken, die auch eine erhebliche Gewichtsersparnis
bringen, lassen sich wegen der hohen Gleichmäßigkeit der Verarbeitung bzw. des Aufbaus
des Laminats die oben erwähnten Vorteile, nämlich hohe Festigkeit und extrem glatte
Oberfläche des Tragflügels, erzielen.
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Bevorzugte konstruktive Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Tragflügels
sind in den den Tragflügel betreffenden Unteransprüchen näher beschrieben.
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Bei der Herstellung des Laminats hat es sich gezeigt, daß der auf
die glatte, porenfreie Unterlage aufgetragene Film Epoxydharz oder Polyesterharz
vorzugsweise dünner als 1 mm ist. Dieser Film soll dabei je nach Raumtemperatur
und Luftfeuchtigkeit etwa 1 Stunde gelieren.
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Um Lufteinschlüsse zwischen dem Epoxydharz-Film und dem aufgelegten
Verstärkungsgewebe aus Glasfasern wegzudrücken, wird dieses vorzugsweise durch Rollen
mit elastischer Oberfläche angedrückt. Man verwendet zweckmäßigerweise Schaumstoffrol
len.
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Nachdem das Verstärkungsgewebe aus Glasfasern oder dgl.
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auf den Epoxydharz-Film oder Polyesterharz-Film aufgebracht worden
ist, wird ein Harzkleber handelsüblicher Zusammensetzung angerührt und in dünner
Schicht auf das Verstärkungsgewebe bzw.
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Glasfasergewebe aufgerollt, wobei die Kleberverteilung etwa 50g/qm
beträgt. Unmittelbar danach erfolgt die Aufbringung des furnierdünnen Holzes auf
den Kleber. Die Holzschicht wird vorzugsweise aus Balsaholz-Streifen zusammengesetzt.
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Sodann bringt man die zusammengesetzten Schichten in eine Presse,
z.B. Tischlerpresse. In dieser wird das Laminat über einen Zeitraum von 1,5 - 6
Stunden zusammengepreßt, je nachdem, wie die Temperaturverhältnisse sind.
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Vorzugsweise ist eine Beheizung der Pressplatten auf etwa 40-50°C
vorgesehen. Dadurch läßt sich die Preßzeit erheblich verkürzen. Sinn der relativ
langen Preßzeiten ist die Beseitigung von evtl. Lufteinschlüssen.
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Das großflächige Laminat wird nach der Pressung von der Unterlage
abgehoben und entsprechend den Tragflügelabmessungen zugeschnitten. Die zugeschnittenen
Laminatteile werden sodann
gleichzeitig an der Ober- und Unterseite
des Tragflügelkerns unter Verwendung eines Epoxyd-Klebers angeklebt.
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Das Anbringen der Beplankung erfolgt derart, daß diese seitlich übersteht.
Die exakte Anpassung an die Umrisse des Schaumstoffkerns erfolgt durch anschließendes
Schleifen.
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An der Rückseite des Tragflügels werden die einander zugekehrten Ränder
des Laminats angeschärft, so daß sie spitzwinklig bzw. scharfkantig zusammenlaufen.
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Die Profilnase des Tragflügels wird vorzugsweise durch eine massive
Nasenleiste aus relativ stoßfestem Material, wie Holz, Kunststoff oder dgl., gebildet,
an die die Beplankung an Ober- und Unterseite des Tragflügels jeweils bündig anschließt.
Der äußere Seitenrand des Tragflügels kann ebenfalls durch einen massiven.Randbogen
aus relativ stoßfestem Material, wie Holz, Kunststoff, oder dgl., gebildet werden,
an den die Beplankung an Ober- und Unterseite des Tragflügels wiederum jeweils bündig
anschließt.
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Falls ein bündiger Anschluß nicht ohne weiteres möglich ist, muß das
Laminat an der Oberseite entsprechend zurechtgeschliffen werden.
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Anhand der anliegenden Zeichnung wird nun der Aufbau eines erfindungsgemäßen
Tragflügels näher erläutert. Dieser besteht aus einem Schaumstoffkern, z.B. Polystyrol-Schaumstoff-Kern
II, der an Ober- und Unterseite mit einer Beplankung 10 versehen ist. Die Beplankung
10 ist auf den Schaumstoffkern 11 aufgeklebt. Die obere Beplankung 10 ist explosionsartig
dargestellt, um die einzelnen Schichten erkennen zu können. Die Beplankung 10 besteht
demnach aus drei Schichten, nämlich einer mit dem Kern 11 verklebbaren Holzschicht
12, einer auf diese aufgetragenen Glasfaserschicht 13 und einer äußeren Hochglanzschicht
14 aus Epoxydharz. Die BeplankunglO besteht, wie oben dargelegt,
aus
einem entsprechend der Kontur des Schaumstoffkerns 11 zugeschnittenem Laminat, das
nachträglich auf den Kern 11 unten und oben aufgeklebt wird. Rückseitig sind die
einander zugekehrten Ränder der oberen und unteren Beplankung angeschärfe, so daß
sie spitzwinklig bzw. scharfkantig zusammenlaufen. Es wird dadurch eine spitzwinklige
Hinterkante erhalten.
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Die Profilnase wird durch eine gesonderte Nasenleiste 15 aus massivem,
stoßfestem Material, wie z.B. Balsaholz, Kunststoff oder dgl. gebildet. Dabei sind
die Abmessungen der Nasenleiste, des Schaumstoffkerns und der oberen und unteren
Beplankung so, daß letztere bündig an Ober-und Unterseite des Tragflügels an die
Nasenleiste anschließt.
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Entsprechend wird der äußere Seitenrand 17 durch einen Randbogen aus
massivem, stoßfestem Material gebildet.
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Der Randbogen erstreckt sich dabei über die gesamte Breite des Tragflügels
am äußeren Seitenrand. Auch beim Randbogen wird ein bündiger Anschluß der oberen
und unteren Beplankung 10 verlangt.
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An der Hinterkante des Tragflügels kann noch ein Querruder 18 und
an der Oberseite eine Störklappe 19 vorgesehen sein.
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Auch kann die spitzwinklige Hinterkante des Tragflügels durch eine
entsprechende Profilleiste gebildet sein, um die Widerstandsfähigkeit dieser Kante
zu erhöhen.
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An der Oberseite des Schaumstoffkerns 11 ist in ans ich bekanter Weise
ein sich in Flügellängsrichtung erstreckender Druckholm 16 vorgesehen.
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Wie die anliegende Zeichnung deutlich zu erkennen gibt, besteht die
Holzschicht 12 aus aneinandergefügten Holzstreifen, vorzugsweise Balsaholz-Streifen.
Die Dicke dieser Streifen
beträgt etwa 1 mm.
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Das Laminat-für die Beplankung 10 eignet sich auch zur Verkleidung
von Modellflugzeug-Rümpfen, Schiff srümpfen oder dgl., wobei die Hochglanzschicht
absolute Wasserdichtigkeit gewährleistet.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß bei größeren Nasenradien die Nasenleiste
15 entfallen kann.
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Die Beplankung 10 wird dann um den Schaumstoff-Kern 11 im Nasenbereich
herumgezogen. Dadurch vereinfacht sich die Tragflügelkonstruktion zusätzlich.
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Sämtliche in den Unterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik
neu sind.