DE4023713C2 - Klebeverbindung zwischen den runden Fügeflächen von Schalenteilen und einzelnen Spanten eines Hohlbauteils - Google Patents
Klebeverbindung zwischen den runden Fügeflächen von Schalenteilen und einzelnen Spanten eines HohlbauteilsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Klebeverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patent
anspruchs 1.
Beim Zusammenbau von aus mehreren Werkstücken gebildeten Bauteilen aus
faserverstärktem, warmhärtenden Kunststoff werden in aller Regel Kleb
verbindungen bevorzugt, weil sie durch den Stoffschluß eine hohe Verbin
dungssicherheit gewährleisten, insbesondere wenn der Klebstoff in
das Fasergefüge eindringt. Eine gute Benetzung der Fügeflächen durch den
Klebstoff setzt natürlich den flüssigen Zustand desselben voraus. Diese
Bedingung macht es bei Verbindungsfugen mit relativ großer Spaltweite
schwierig, die erforderliche Menge Klebstoff im flüssigen Zustand ohne
besondere Vorkehrungen in der Verbindungsfuge zu halten. Das gilt vor
allem für ungleichförmige Verbindungsfugen, z. B. keilförmige Fugenspalte
zwischen zu einem gewölbten Hohlbauteil zusammengesetzten Schalenteilen.
Außerdem stellt sich bei solchen Verbindungsfugen großer Spaltweite das
Problem, daß die Kraftübertragungsfähigkeit des Klebstoffes beim Über
schreiten einer bestimmten Schichtdicke gemindert wird, also dann die
Klebverbindung eine Festigkeitsminderung des betreffenden Bauteils zur
Folge hat.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Klebeverbindung
der eingangs genannten Art die Klebstoffmenge ohne Minderung der
Verbindungssicherheit reduzieren zu können.
Diese Aufgabe ist bei der gattungsgemäßen Klebverbindung durch die kenn
zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Demnach macht die Erfindung von einem Füllstoff in der Verbindungsfuge
Gebrauch, welcher im Stoffschlußverbund mit den Klebstoffschichten die
Festigkeit der Verbindung der Teile steigert, und zwar weitestgehend
unabhängig von der Weite und Form ihrer Verbindungsfuge. Folglich lassen
sich die einzelnen Teile über diesen Füllstoff ohne Paßgenauigkeit
fügen, wobei mit der im Anspruch 2 gekennzeichneten Ausgestaltung es
überhaupt keiner Formgebungsarbeit bedarf. Der Füllstoff "Einlage" kann
durch einfaches Schichten von Prepreglagen, einfache Zuschnitte je nach
Form und Spaltweite der Verbindungsfuge, zwischen den Klebstoffschichten
eingefügt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels weiter
erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung in
Fig. 1 teilweise in Explosionsdarstellung einen Abschnitt eines aus
Einzelteilen zusammengefügten Hohlbauteils;
Fig. 2 einen Ausschnitt der Stirnansicht dieses Hohlbauteils in
größerem Maßstab als Fig. 1.
Das dargestellte Hohlbauteil, beispielsweise ein Heckausleger eines
Drehflügelflugzeugs, besteht aus Faserverbundkunststoff, wie Glas-,
Aramid-, Kohle- o. dgl. fasern in einer Kunstharzmatrix, wobei zwei an
den Längsrändern zusammengefügte Halbschalen 1, 2 durch über deren Länge
verteilte Spante 3 versteift werden. Während die Verbindung der beiden
Halbschalen 1, 2 an ihren geraden Längsrändern einfach durch eine (nicht
dargestellte) Klebstoffschicht möglich ist, z. B. einen Schmelzkleber
auf Epoxydharzbasis in Folienform, ist die Klebverbindung zwischen den
runden Fügeflächen der Halbschalen 1, 2 und einzelnen Spante 3 wegen der
infolge Fertigungstoleranzen ungleichförmigen Spaltweite der Verbindungs
fugen von Spant zu Spant nicht frei von Problemen. So können sich über
die gesamte Baulänge des Hohlbauteils bzw. der Halbschalen 1, 2 den
Spanten 3 gegenüber so große Spaltweiten ergeben, daß sie durch eine
Klebstoffüllung der betreffenden Verbindungsfugen ohne Minderung der
Verbindungssicherheit nicht mehr überbrückbar sind. Deshalb wird bei dem
betreffenden Spant 3 die Verbindung über eine Klebstoffschicht 5 an der
Fügefläche des Spantes 3 und eine Klebstoffschicht 4 an der zugehörigen
Fügefläche der Halbschalen 1, 2 hergestellt, indem dazwischen (Kleb
stoffschichten 4, 5) die Verbindungsfuge mit einer Einlage 6 aus einem
einen warmhärtenden Kunststoff bindenden Faserstoff ausgefüllt wird.
Vorzugsweise ist die Einlage 6 ein beim Einfügen unausgehärtetes
Prepreg, beispielsweise aus Glasfasern in einer Kunstharzmatrix, wobei
je nach Spaltweite und -form die Verbindungsfuge durch Schichten von
Prepreglagen gefüllt werden kann. Der Verbund der Einlage 6 mit den
Fügeflächen des einzelnen Spantes 3 und der Halbschalen 1, 2 wird dann
durch gemeinsames Aushärten mit den Klebstoffschichten 4, 5 erzielt,
welche zunächst vorzugsweise in Form eines Folienschmelzklebers z. B. auf
Epoxydharzbasis eingefügt sind und durch Wärmezufuhr beim Aushärten der
Einlage 6 verflüssigt werden.
Es hat sich gezeigt, daß eine derartige durch einen Faserstoff verstärk
te Klebverbindung die Festigkeitsanforderungen des Bauteils "Heckausle
ger" voll erfüllt im Gegensatz zu Klebverbindungen bloß mit einem
Klebstoff als Fügemittel, bei denen bisher Brüche nicht gänzlich ausge
schlossen werden konnten.
Claims (2)
1. Klebeverbindung zwischen den runden Fügeflächen von Schalenteilen und einzelnen
Spanten eines Hohlbauteils aus faserverstärktem, warmhärtenden
Kunststoff mit realtiv großer und/oder ungleichförmiger Spaltweite,
mittels eines wärmehärtenden Klebstoffs, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen zwei jeweils eine Fügefläche bedeckenden Klebstoffschichten (4,
5) in der Klebeverbindungsfuge ein Füllstoff in Form einer Einlage (6)
aus einem einen wärmehärtenden Kunststoff bindenden Faserstoff
angeordnet ist.
2. Klebeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einlage (6) ein beim Einfügen unausgehärtetes Prepreg und dessen Verbund
mit den Fügeflächen durch gemeinsames Aushärten mit den Klebstoff
schichten (4, 5) hergestellt ist.
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