DE69410104T2 - Kanalabdeckung zur führung der flüssigkeit und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Kanalabdeckung zur führung der flüssigkeit und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kanalabdeckung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer Kanalabdeckung gemäß dem Oberbegriffs des Anspruchs 20.
- Fahrzeuge, z. B. Starrflügelflugzeuge und Drehflügelflugzeuge, weisen eine Vielzahl von Einlaß- und Abgasöffnungen auf, die an der Außenhaut der Rumpfkonstruktion für Eintreten und Ausstoßen von Fluiden ausgebildet sind. Diese Öffnungen sind in typischer Weise so ausgestaltet, um die Menge des Fluidstroms, welcher in das Innere des Fahrzeugs hineingelassen oder aus dem Inneren des Fahrzeugs ausgestoßen wird, zu maximieren, wohingegen der Druckverlust oder der Gegendruck minimiert werden. Die Gestalt, die Abmessung und die Anordnung der Öffnung spielen sämtlich eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Fluidstromeffizienz.
- Für den Zweck der Vereinfachung ist das Fahrzeug, auf welches hierin Bezug genommen wird, ein Hubschrauber, jedoch versteht es sich, daß die Erfindung bei irgendeinem Fahrzeug, z. B. einem Kraftfahrzeug, anderen Arten von Flugzeugen usw., verwendet werden kann.
- Die Öffnungen werden im allgemeinen in Kombination mit einem Kanal verwendet, welcher funktioniert, um das Fluid von oder zu einem speziellen Bereich innerhalb des Flugzeugs zu lenken oder zu führen. Ein häufiger Gebrauch derartiger Öffnungen besteht darin, heiße Gase, welche durch einen oder mehrere innere Mechanismen, z. B. Ölkühler erzeugt werden, auszustoßen.
- Einer der am meisten effizienten Wege zum Lenken eines Fliudstroms in oder aus einem Flugzeug besteht darin, die Öffnung auf direkter Sichtlinie bezüglich der inneren Komponente anzuordnen und die beiden, d. h. Öffnung und innere Komponente, unter Verwendung eines geraden Kanals zu verbinden. Beispielsweise wird ein Ölkühler unmittelbar vor einer Abgasöffnung angeordnet, um es so den Abgasen zu ermöglichen, unmittelbar aus dem Flugzeug herauszuströmen. Eine derartige Konstruktion erfordert das geringste Ausmaß der Kanalführung zum Lenken des Fluids. Darüberhinaus minimiert die gerade Ausgestaltung der Kanalführung die Wahrscheinlichkeit, daß der Strom unterbrochen, d.h. turbulent wird.
- Es ist jedoch oftmals wünschenswert, die Öffnung so auszugestalten, um das Fluid in einer anderen Richtung als derjenigen des Anfangsstroms zu lenken. Beispielsweise ist die Triebwerkabgasöffnung bei einem Hubschrauber mit einem gerichteten Gegendrehmomentsystem so konstruiert, um die Abgase zur Seite des Flugzeugs zu lenken, um einen Schub zum Reagieren auf das Drehmoment zu ergeben, welches durch das Hauptrotorsystem in das Flugzeug eingeleitet wird. Handlingqualitäten können ebenfalls die Konstruktion des Kanals beeinflussen. Beispielsweise können Abgase von Bereichen an dem Flugzeug weg gerichtet werden, an denen Bodenpersonal wahrscheinlich Wartungsarbeiten ausführt. Darüberhinaus kann die Flugzeugaerodynamik die erwünschte Richtung des Einlasses oder des Ausstoßes beeinflussen, z. B. kann das Ausstoßen eines Gases von dem Rotorabwind weg gerichtet werden.
- Ein allgemein üblicher Weg zum Vorsehen einer gerichteten Steuerung des Einlasses und des Ausstoßes von Fluiden besteht darin, den Kanal in bezug auf die Außenhaut in der Weise winklig zu orientieren, daß die Wände des Kanals das Fluid in der bevorzugten Richtung lenken. Es gibt zwei primäre Mängel bei dieser Art von Anordnung. Erstens kann der Bereich innerhalb des Flugzeugs, wobei in diesem Bereich der Kanal anzuordnen ist, hinsichtlich der Abmessung begrenzt sein und daher können die Abmessung und die Gestalt des Kanals entsprechend begrenzt sein. Zweitens erhöht die zusätzliche Kanalwandstruktur, die notwendig ist, um den Kanal in der bevorzugten Richtung winklig zu machen, das Gesamtgewicht des Kanals.
- Ein anderes Verfahren zum Richten eines Fluidstroms involviert die Anordnung von Leitschaufeln innerhalb der Öffnung, wie in Fig. 1 dargestellt. Die Leitschaufeln sind im allgemeinen kleine flügelförmige Konstruktionen, welche innerhalb des hindurchgehenden Fluidstroms angeordnet und so orientiert sind, um den hindurchgehenden Fluidstrom in der bevorzugten Richtung zu lenken. Die Schaufeln sind in typischer Weise an der Kanalwand oder der die Öffnung umgebenden Konstruktion befestigt. Während Leitschaufeln ausreichende Richtungssteuerung bezüglich des Fluidstroms ergeben, so erfordern sie eine zusätzliche strukturelle Unterstützung, um ihre erwünschte Gestalt und Orientierung aufrechtzuerhalten. Dies führt zu einer verhältnismäßig schweren Kanalkonstruktion.
- In Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zeigt die DE- A-1525969 eine Einrichtung zum Richten eines hindurchgehenden Fluidstroms. Die Einrichtung weist einen Wabenkern auf, der unter einem Winkel gegenüber der Anfangsrichtung des strömenden Fluids angeordnet ist. Die FR-A-2 658 116 zeigt ein Wabenkernmaterial, welches um seinen Umfang mit Lagen aus Verbundwerkstoff versteift ist.
- Verfolgende und abtastende Radarverfolgungssysteme verwenden einen Sender, um ein Radarsigal, d. h. elektromagnetische Energie, in Richtung zu einem Flugzeug auszusenden, und einen Empfänger, um die reflektierte elektromagnetische Energie zu erfassen. Die zu der Radarquelle zurückgekehrte elektromagnetische Energie stellt die Radarsignatur des Flugzeugs dar. Je stärker die Radarsignatur des Flugzeugs ist, umso wahrscheinlicher ist es, daß das Flugzeug entdeckt und durch die Radarquelle verfolgt werden kann. Viele der inneren Komponenten, z. B. Kompressoren, Getriebe, Ölkühler usw., von modernen Militärflugzeugen werden aus metallischen Materialien, z. B. Stahl hergestellt, welche dazu neigen, elektromagnetische Energie zu reflektieren.
- Um die Radarsignatur eines Flugzeugs zu reduzieren, werden, wenn möglich, die inneren metallischen Komponenten außerhalb der direkten Sichtlinie bezüglich einer Öffnung angeordnet, wie in Fig. 2 gezeigt. Eine geformte Kanalführung wird dazu verwendet, um den Fluidstrom zu oder von der Komponente zu lenken. Diese Art von Konstruktion minimiert die Wahrscheinlichkeit eines Rücksignals insofern, als das Signal von den Kanalwänden weg reflektiert werden muß, um die innere Komponente zu erreichen, und sodann zurück reflektiert werden muß, um durch die Öffnung auszutreten. Ein Beispiel einer derartigen geformten Kanaiwand ist in der US-A-5,016,015 beschrieben. Ein mit einer geformten Kanalkonfiguration verbundener Nachteil besteht darin, daß dem Flugzeug ein wesentlicher Betrag an Gewicht hinzugefügt wird.
- Ein anderes Verfahren zum Reduzieren des Radarsignalechos besteht darin, die Kanalwandfläche mit einem radarabsorbierenden Material (RAM) zu beschichten. Die RAM-Beschichtung wirkt dahingehend, um die Radarenergie zu absorbieren, wenn diese auf die Kanalwand auftrifft. Somit kann eine Kanalwand mit kürzerer Länge verwendet werden, während eine niedrige Radarsignatur aufrechterhalten wird. Die RAM-Beschichtung erhöht jedoch das Gewicht der Gesamtkanalkonstruktion insofern, als der gesamte Kanal beschichtet werden muß.
- Um Fremdkörperteile (FOD) daran zu hindern, in eine Abgas- oder Einlaßöffnung einzudringen, werden oftmals Drahtschirme an dieser Öffnung befestigt. Während die Schirme eine wirksame Einrichtung ergeben, um relativ große Fremdteile daran zu hindern, in die Öffnung einzudringen, ergeben die Schirme keine Einrichtung zum Richten des Fluidstroms. Darüberhinaus können die Schirme ebenfalls mit RAM beschichtet werden, um das Radarecho zu reduzieren, das ansonsten erzeugt würde.
- Es liegt daher eine Notwendigkeit flir eine verbesserte Kanalabdeckung vor, welche eine Richtungssteuerung bezüglich eines Fluidstroms ergibt, welcher durch den Kanal verläuft, während eine direkte Sichtlinie bezüglich irgendeiner innerhalb des Fahrzeugs enthaltenen Konstruktion minimiert wird.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kanalabdeckung zur Verwendung in Kombination mit einem Kanal innerhalb eines Fahrzeugs zu schaffen, wobei die Kanalabdeckung hinsichtlich des Richtens eines durch ihn verlaufenden Fluidstroms wirksam ist und wobei die Kanalabdeckung einen einen Fluidstrom richtenden Bereich und einen versteifenden Bereich aufweist.
- Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.
- Die vorliegende Erfindung schafft eine Kanalabdeckung zur Verwendung in Kombination mit einem Kanal innerhalb eines Fahrzeugs, wobei der den Fluidstrom richtende Bereich eine winklig oder schräg angeordnete Wabe aufweist, welche betriebsfähig ist, um einen Fluidstrom hierdurch zu richten.
- Die vorliegende Erfindung schafft ebenfalls eine Kanalabdeckung zur Verwendung in Kombination mit einem Kanal innerhalb eines Fahrzeugs, wobei die Kanalabdeckung eine Klebemittelverbindung zwischen einem Wabenkernmaterial und einer stromrichtenden Wabe aufweist.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kanalabdeckung ein radarabsorbierendes Material auf, das an einer stromrichtenden Wabe angeordnet ist.
- Die Kanalabdeckung gemäß der vorliegenden Erfindung ist betriebsfähig, um einen Fluidstrom zu richten. Der Fluidstrom weist eine Anfangsrichtung und eine Endrichtung des Stroms auf. Die Kanalabdeckung weist eine stromrichtende Wabe auf. Die Wabe weist eine Anordnung von Zellen auf, welche durch eine zugeordnete Mehrzahl von Zellwänden definiert sind. Die Zellen sind betriebsfähig, um einen Fluidstrom durch sie zu leiten und weisen eine Länge auf, die ausreichend ist, um eine Änderung in der Fluidstromrichtung zu bewirken. Die Zellen sind in bezug auf die Anfangsrichtung des Fluidstroms schräg, um den Fluidstrom von der Anfangsrichtung in die Endrichtung zu lenken.
- Ein dreieckförmiges Rahmenelement ist um den Umfang der stromrichtenden Wabe herum ausgebildet und funktioniert, um die stromrichtende Wabe zu versteifen. Das dreieckförmige Rahmenelement weist drei versteifte Seiten und ein Kernmaterial auf, das zwischen den versteiften Seiten angeordnet und an den versteiften Seiten angebracht ist. Zwei der versteiften Seiten weisen Hautstrukturen auf. Eine der versteiften Seiten bildet eine Umfangsseite der stromrichtenden Wabe.
- Ein Verfahren zum Herstellen einer Kanalabdeckung ist in Anspruch 20 definiert.
- Das Verfahren involviert das Vorsehen einer Form, wobei die Form eine an ihr ausgebildete Kontur aufweist. Eine erste Schicht aus wenigstens einer Lage aus einem Verbundmaterial aus einer faserverstärkten Harzmatrix wird an der Formkontur plaziert. Eine stromrichtende Wabe wird an der ersten Schicht angeordnet. Die Wabe weist eine Anordnung von Zellen auf, die durch eine zugeordnete Mehrzahl von Zellwänden defmiert sind. Die Zellen weisen eine Länge auf, die ausreichend ist, um eine Änderung in der Fluidstromrichtung zu bewirken. Ein Wabenkernmaterial wird um den Umfang der stromrichtenden Wabe herum und an der ersten Schicht angeordnet. Das Wabenkernmaterial weist eine Anordnung von Zellen auf, die durch eine zugeordnete Mehrzahl von Zellwänden definiert sind. Als nächstes wird zwischen der stromrichtenden Wabe und dem Wabenkernmaterial eine Klebemittelverbindung gebildet. Eine zweite Schicht aus wenigstens einer Lage aus Verbundmaterial aus einer faserverstärkten Harzmatrix wird an dem Wabenkernmaterial plaziert, um eine Anordnung zu bilden. Die Kanalabdeckung wird durch Aushärten der Anordnung fertiggestellt.
- Die vorhergehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Lichte der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung offensichtlicher, wie diese in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind.
- Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und der zugehörigen Merkmale und Vorteile kann nunmehr unter Bezugnahme auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung der Erfindung erhalten werden, wenn diese Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen berücksichtigt wird, in welchen zeigen:
- Fig. 1 eine Schnittansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Abgaskanals für eine innen angeordnete Komponente, wobei in dem Kanal richtende Leitschaufeln angebracht sind;
- Fig. 2 eine Schnittansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Einlaßkanals für eine innen angeordnete Komponente, welcher das von der Komponente erzeugte Radarecho minimiert;
- Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Kanalabdeckung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Kanalabdeckung in einem Hubschrauber-Hauptrotorbock eingebaut ist;
- Fig. 4 eine Schnittansicht der vorliegenden Erfindung längs der Linie 4-4 nach Fig. 3;
- Fig. 5 eine detaillierte Schnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung;
- Fig. 6 eine detaillierte Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- Fig. 7a,b jeweils Beispiele eines Verbindungsverfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 8a,b jeweils Beispiele eines anderen bevorzugten Verbindungsverfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 9 eine detaillierte Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 10 eine Teil-Schnittansicht der strornrichtenden Wabe nach Fig. 9, wobei das radarabsorbierende Material veranschaulicht ist, welches an den Zellwänden angeordnet ist; und
- Fig. 11 eine Schnittansicht einer Kanalabdeckung bei Herstellung in Übereinstimmung mit dem Verfahren zum Ausführen der vorliegenden Erfindung.
- Wenn nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen gleiche Bezugsziffern entsprechende oder gleiche Strukturen kennzeichnen, so zeigt Fig. 3 eine Ausführungsform der vorliegenden
- Erfindung, wobei diese Ausführungsform in einem Hubschrauberhauptrotorbock 2 angeordnet ist. Der Bock ist um die Hauptrotorantriebswelle eines Hubschraubers herum angeordnet. Wenn nunmehr auf Fig. 4 Bezug genommen wird, so wird erläutert, daß in dem Bock eine Getriebeölkühleranordnung eingebaut ist, die aus einer (nicht gezeigten) Ölkühlereinheit und einem Abgaskanal 4 besteht. Die Ölkühlereinheit, welche dazu verwendet wird, um das Getriebeöl zu kühlen, erzeugt eine bedeutende Menge an Abgasen, welche aus dem Hauptrotorbock entleert werden müssen. Der Abgaskanal 4 weist ein Ende auf, das an der Ölkühlereinheit angebracht ist, und das gegenüberliegende Ende 8 erstreckt sich zu einer Öffnung, die in dem Hauptrotorbock 2 ausgebildet ist. Der Abgaskanal ergibt eine Leitung zu dem Äußeren des Flugzeugs, durch welche die Ölkühlerabgase strömen. Der Strom der Abgase folgt im allgemeinen einem Weg, welcher parallel zu der Mittellinle 10 des Kanals 4 ist. Eine Kanalabdeckung 12 ist oberhalb des äußeren Endes 8 angeordnet und an dem äußeren Ende 8 des Abgaskanals 4 mit Hilfe eines Kanalbefestigungselements 13 angebracht. Die Kanalabdeckung 12 ist weiterhin an dem Hauptrotorbock 2 mit Hilfe von inneren Befestigungselementen 14 angebracht, z. B. Schrauben oder Bolzen. Die Kanalabdeckung 12 weist eine stromrichtende Wabe 16 auf, welche betriebsfähig ist, um den Strom hindurchgehender Gase in einer bevorzugten Richtung zu führen. Die stromrichtende Wabe 16 ist um ihren Umfang 17 herum versteift, um dieselbe zur Minimierung von Verlagerungen der Wabe 16 zu versteifen. Die Versteifung des Umfangs ergibt ferner eine verbesserte Befestigungsstelle zum Anbringen der Kanalabdeckung 12 an der umgebenden Struktur.
- Eine Ausführungsform der Kanalabdeckung 12 ist in näheren Einzelheiten in Fig. 5 veranschaulicht. Die stromrichtende Wabe 16 der Kanalabdeckung ist oberhalb des Kanals 4 angeordnet gezeigt. Die stromrichtende Wabe weist eine Anordnung von kontinuierlichen, polygonförmigen, offenen Zellen 20 auf, welche durch eine zugeordnete Anzahl von Zellwänden 20w definiert sind. Die Richtungssteuerung bezüglich des hindurchgehenden Fluidstromes ist durch eine winklige Stellung oder Schrägung 21 der Wabenzellen 20 in bezug auf die Anfangsstromrichtung 22 des Fluids vor dem Eintreten in die stromrichtende Wabe 16 vorgesehen. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Anordnung der Kanalabdeckung 12, welche sich in ziemlicher Nähe zu den (nicht gezeigten) Hauptrotorblättern befindet, eine von mehreren Faktoren, die dazu verwendet werden, um den Grad der Schrägung 21 der Zellen 20 zu bestimmen. Zusatzfaktoren für die Auwahl der bevorzugten Schrägung 21 sind der Grad des Gegendrucks, welchen die Schrägung 21 erzeugt (beispielsweise erzeugen Null Grad Schrägung das geringste Ausmaß an Gegendruck), die angenommene Richtung des Verlaufs der elektromagnetischen Energie, die örtliche Festlegung der inneren Komponenten, welche wahrscheinlich irgendwelche auftreffende elektromagnetische Energie reflektieren, und die bevorzugte Abgasstromrichtung. Ein Bereich der Schrägung 21 zwischen etwa 20º und etwa 70º ergibt eine angemessene Richtungssteuerung bezüglich des hindurchgehenden Fluids. Bei der bevorzugten Ausführungsform weisen die Zellen 20 eine Schrägung 21 von 45º in bezug auf die Fluidstrom- Anfangsrichtung 22 auf. Darüberhinaus sind die Zellen 20 in der Richtung hinterwärts schräg, um die Abgase in Richtung zu dem hinteren Bereich des Flugzeugs in einer solchen Art und Weise zu führen, daß sie den Luftstrom über das Flugzeug nicht stören. Die Dicke 24 der stromrichtenden Wabe 16 ist so bestimmt, um eine Zelle 20 mit einer Länge 26 zu ergeben, welche ausreichend ist, um eine Änderung in dem Fluidstrom von der Anfangsrichtung 22 zu der Endrichtung 23 zu bewirken. Die minimale Zellenlänge 26, die ausreichend ist, um eine Änderung in der Fluidstromrichtung zu bewirken, ist etwa 0,635 cm (0,25 Inch). Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Zellenlänge 26 etwa 3,0 cm (1,18 Inch).
- Der Umfang der stromrichtenden Wabe 16 ist mit Hilfe eines Versteifungsbereichs 17, der um die Wabe 16 herum ausgebildet ist, versteift. Der Versteifungsbereich weist eine äußere Hautstruktur 28 und eine innere Hautstruktur 29 auf, wobei diese Hautstrukturen 28 und 29 oberhalb eines Kernmaterials 30 angeordnet und an dieses Kernmaterial 30 gebunden sind. Die äußere Hautstruktur 28, die innere Hautstruktur 29 und das Kernmaterial 30 ergeben Steifigkeit für die stromrichtende Wabe 16, welche, wenn sie nicht unterstützt ist, zum Reagieren auf Biegelasten wenig geeignet ist. Um das Gewicht der Kanalabdeckung zu minimieren, wohingegen eine ausreichende Steifigkeit vorgesehen ist, ist es vorzuziehen, ein Kernmaterial zu verwenden, das aus einer Wabe hergestellt wird, welche eine Anordnung von polygonförmigen Zellen 32 aufweist, die durch eine zugeordnete Anzahl von Zellwänden 32w definiert sind. Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist das Wabenkernmaterial 30 eine einstückige Verlängerung der stromrichtenden Wabe 16. Eine weitere Steifigkeit wird durch Füllen einer Mehrzahl der Zellen 32 des Wabenkernmaterials 30 zwischen der äußeren Hautstruktur 28 und der inneren Hautstruktur 29 mit einem Versteifungsmaterial 34 vorgesehen, welches, wenn ausgehärtet, eine steife Befestigung zwischen der äußeren Hautstruktur 28 und der inneren Hautstruktur 29 ergibt. Die Kombination der äußeren Hautstruktur 28, der inneren Hautstruktur 29 und des Versteifungsmaterials 34 führt zu einem dreieckförmigen Rahmenelement Es ist vorzuziehen, ein Epoxyharz oder einen syntaktischen Schaumstoff hoher Dichte, z. B. EPOCAST (EPOCAST ist eine Marke von Ciba-Furane in Los Angeles, CA) als das Versteifungsmaterial 24 zu verwenden und zumindest zwei Reihen der Zellen 32 des Kernmaterials 30 gemäß einem ringförmigen Muster um den Umfang der stromrichtenden Wabe 16 herum zu füllen. Darüberhinaus sind bei der gezeigten Ausführungsform die stromrichtende Wabe 16 und das Kernmaterial 30 aus Glasfasermaterial hergestellt. Glasfaser ist das bevorzugte Material insofern, als Glasfaser verhältnismäßig leicht im Gewicht im Vergleich mit metallischem Material, z. B. Aluminium ist. Zusätzlich ist Glasfaser mit Rücksicht auf Umgebungsbedingungen stabil, d. h., es absorbiert verhältnismäßig wenig Feuchtigkeit, wenn es mit einem Phenolharzmaterial verglichen wird, z. B. NOMEX (NOMEX ist eine Marke der E. I. Du Pont De Nemours and Company, Wilmington, DE). Ferner ist Glasfaser ein dielektrisches Material, d. h. es ist ein Elektrizitätsleiter, und es ist daher ein wünschenswertes Material, um es bei einer Struktur mit schlechter Beobachtbarkeit zu verwenden, insofern, als lediglich ein minimaler Betrag an elektromagnetischer Energie von diesem Material reflektiert wird. Darüberhinaus ist es vorzuziehen, die Glasfaserwabe weiter zu bearbeiten, um ihre Fähigkeit zu erhöhen, die hindurchgehende elektromagnetische Energie zu dämpfen. Das bevorzugte Verfahren zum Bearbeiten der Wabe besteht darin, dieselbe mit einem radarabsorbierenden Material zu beschichten, wobei dieses Verfahren in näheren Einzelheiten weiter unten beschrieben wird. Während Glasfaser das bevorzugte Wabenmaterial ist, so versteht es sich, daß metallisches Material verwendet werden kann, wenn Gewicht und schlechte Beobachtbarkeit keine kritischen Konstruktionskriterien sind. Zusätzlich kann, wenn die Temperatur des Fluidstroms übermäßig ist, keramisches Wabenmaterial anstelle von Glasfasermaterial verwendet werden. Die stromrichtende Wabe 16 ist vorzugsweise etwa 3,05 cm (1,2 Inch) dick, und zwar bei einer Dichte von 72 Kilogramm pro Kubikmeter (4,5 pounds per cubic foot). Eine Wabe mit höherer Dichte, wobei diese Wabe für kleinere Zellenabmessungen kennzeichnend ist, ergibt eine zusätzliche Steifigkeit, führt jedoch zu den Nachteilen eines höheren Gewichts. Es ist vorzuziehen, eine Wabe mit höherer Dichte als in struktureller Hinsicht erforderlich zu verwenden, um eine erhöhte Fähigkeit der Schadensunempfindlichkeit gegenüber Aufschlägen mit geringer Intensität zu ergeben. Zusätzlich sind die kleineren Zellen beim Minimieren des Eintritts von Fremdkörperteilen (FOD) in den Kanal hilfreich.
- Um eine feste, leichgewichtige Struktur zu erhalten, ist es vorzuziehen, die äußere Hautstruktur 28 und die innere Hautstruktur 29 aus einem Hochfestigkeits-Verbundmaterial aus einer faserverstärkten Harzmatrix zu bilden, z. B. Graphit, Glasfaser, Quarz oder ein aromatisches Polyamidmaterial, z. B. KEVLAR (KEVLAR ist eine Marke der E. I. Dupont De Nemours), welches mit einem Harz vorimprägniert ist, vorzugsweise einem Epoxy. Wenn eine niedrige Radarsignatur ein wichtiges Konstruktionsziel ist, dann ist das bevorzugte Material ein dielektrisches Material, z. B. Quarz/Epoxy, KEVLAR/Epoxy oder Glafaser/Epoxy, welches die Reflexion der elektromagnetischen Energie minimiert. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden zwei Lagen aus gewebtem KEVLAR/Epoxymaterial sowohl bei der äußeren Hautstruktur 28 als auch bei der inneren Hautstruktur 29 verwendet. KEVLAR/Epoxymaterial wird gegenüber Quarz/Epoxy- und Glasfaser/Epoxy-Material insofern gewählt, als KEVLAR/Epoxymaterial leichter ist und einen besseren ballistischen Schutz ergibt.
- Eine alternative Kanalabdeckungskonstruktion ist in Fig. 6 gezeigt, bei welcher das Kernmaterial 30 des versteifenden Bereichs 17 der Kanalabdeckung durch Klebemittel mit der stromrichtenden Wabe 16 verbunden ist. Die Klebemittelverbindung weist eine Schaumkleberschicht 36, z. B. FM-410, hergestellt von American Cyanamid Company in Havre Degrace, MD, etwa 0,127 cm (0,050 Inch) dick, und ein Sperrelement 38 auf. Schaumkleber ist dazu bestinnnt, zu expandieren, wenn er einer erhöhten Temperatur ausgesetzt wird. Wenn die Schaumkleberschicht expandiert, füllt sie alle benachbarten Leerräume Figuren 7a,b zeigen die Wirkung einer Schaumkleberschicht 100 an einer schräg geschnittenen Wabe. Fig. 7a ist eine Schnittansicht zur Veranschaulichung der schräg geschnittenen Wabe 101, welche einer nicht schrägen Wabe 102 benachbart ist. Eine Schicht aus ungehärtetem Schaumkleber 100ungehärtet ist zwischen zwei Waben 101, 102 angeordnet. Fig. 7b ist eine Schnittansicht der Struktur zur Veranschaulichung der expandierten Schaumkleberschicht 100gehärtet, nachdem sie einer erhöhten Temperatur ausgesetzt ist. Die expandierte Schaumkleberschicht 100gehärtet füllt verschiedene Zellen 103 der schräg geschnittenen Wabe 101. Während dies zusätzliche Steifigkeit bei der schräg geschnittenen Wabe 101 ergibt, führt dies ebenfalls zu einer Reduktion der mechanischen Eigenschaften der Schaumkleberschicht 100 und fügt einen wesentlichen Betrag an Gewicht hinzu. Die expandierte Schaumkleberschicht 100 weist ferner eine ungünstige Auswirkung auf die Schlechtbeobachtbarkeits-Ausbildung der Struktur auf. Wenn nunmehr auf Fig. 8a,b Bezug genommen wird, so wird erläutert, daß, um die Expansion der Schaumkleberschicht 100 während des Aushärtens zu minimieren, ein Sperrelement 104 zwischen der ungehärteten Schaumkleberschicht 100ungehärtet und der schräg geschnittenen Wabe 101 angeordnet ist. Das Sperrelement 104 minimiert die Expansion der Schaumkleberschicht 100gehärtet in die offenen Zellen der schräg geschnittenen Wabe 101, wodurch eine leichtere Platte mit verbesserten Schlechtbeobachtbarkeits-Eigenschaften erzielt wird.
- Wenn erneut auf Fig. 6 Bezug genommen wird, so wird erläutert, daß das Sperrelement 38 dazu verwendet wird, um die Schaumkleberschicht 36 an einem Eindringen in die offenen Zellen der stromrichtenden Wabe 16 und das Kernmaterial 30 zu hindern. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Sperrelement eine Schicht aus einem Montage-Filrnkleber, z. B. M1146, hergestellt von BASF in Anaheim, CA.
- Eine alternative und vorzuziehende Konstruktionsausgestaltung zum Versteifen der Kanalabdeckung, während ein Sperrelement 38 vorgesehen wird, ist in Fig. 9 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform weist das Sperrelement 38 eine Klebfilmschicht 40 und zumindest eine Lage aus einem Verbundmaterial 42 aus faserverstärkter Harzmatrix auf, z. B. Graphit, Glasfaser, Quarz oder ein aromatisches Polyamidmaterial, das mit einem Harz vorimprägniert ist, vorzugsweise einem Epoxy. Das Verbundmaterial 42 versteift ferner die stromrichtende Wabe 16 dadurch, daß eine mechanische Verbindung/Verstrebung zwischen der äußeren Hautstruktur 28 und der inneren Hautstruktur 29 vorgesehen wird. Die Kombination der äußeren Hautstruktur 28, der inneren Hautstruktur 29 und des Verbundmaterials 42 führt zu einem steifen Rahmenelement mit dreieckförmigem Querschnitt. Darüberhinaus unterstützt das Verbundmaterial 42 die Übertragung der Lasten, welche auf die Kanalabdeckung 12 aufgebracht werden. Zusätzlich ergibt das mit der Klebfilmschicht 40 wirkende Verbundmaterial 42 eine Sperre zum Minimieren der Expansion des Schaumklebers in die offenen Zellen der stromrichtenden Wabe 16 und des Kernmaterials 30. Um die Reflexion der elektromagnetischen Energie zu minimieren, ist es vorzuziehen, Fasern, die entweder aus aromatischem Polyamid, Quarz oder Glasfasermaterial hergestellt sind, in dem Verbundmaterial 42 zu verwenden. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Verbundmaterial 42 aus KEVLAR/Epoxymaterial hergestellt, welches eine leichtgewichtige, ballistisch tolerante Struktur ergibt. Die resultierende Konfiguration ist eine verhältnismäßig steife Kanalabdeckung, welche eine Richtungssteuerung in bezug auf den Strom der Abgase ergibt, wohingegen die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung aufgrund schwacher Aufschläge minimiert wird. Zusätzliche Steifigkeit kann durch Verwendung eines Wabenkernmaterials 30 geschaffen werden, welches eine höhere Dichte als die stromrichtende Wabe 16 aufweist, jedoch wurde bei der bevorzugten Ausführungsform ein Wabenkernmaterial 30 mit einer geringeren Dichte als die stromrichtende Wabe 16 verwendet.
- Unter Bezugnahme auf Fig. 10 wird erläutert, daß, um die Schlechtbeobachtbarkeits-Ausbildung der Struktur weiter zu verbessern, es vorzuziehen ist, die stromrichtende Wabe 16 mit einem radarabsorbierenden Material (RAM) 60, z. B. Kohlenstoff, zu behandeln oder zu beschichten. Die RAM-Schicht 60 erhöht die Menge der Radarenergie, welche durch die Struktur absorbiert wird, wodurch die Energie minimiert wird, welche reflektiert wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform variieren die Dicke 62 oder die wesentlichen elektrischen Eigenschaften der RAM-Schicht 60, welche an der stromrichtenden Wabe 16 angeordnet ist, entlang der Länge 26 der Zellwände 20w. Dieses Variieren oder Abstufen der RAM-Schicht 60 ergibt eine Änderung im Widerstand, um die Reflexion der elektromagnetischen Energie zu reduzieren. Beispielsweise weist der Bereich der Zellwand, welcher der Quelle der elektromagnetischen Energie am nächsten ist, eine minimale Menge an der hieran angeordneten RAM-Schicht 60 auf, während der Bereich der Zellwand, der von der Quelle der elektromagnetischen Energie am weitesten weg ist, eine große Menge der an ihr angeordneten RAM-Schicht 60 aufweist, wobei die verbleibende Zeliwand entsprechend abgestuft ist. Die Dämpfung der elektromagnetischen Energie wird daher entlang der Länge 26 der Zellwand 20w variieren, wodurch ein Radarecho mit einer reduzierten Größe erzielt wird. Während die Zeichnung eine lineare Variation in der Dicke darstellt, kann irgendeine geeignete Variation verwendet werden, welche die erwünschte Dämpfung erzielt.
- Die bevorzugte Ausführungsform der Kanalabdeckung, die oben beschrieben ist, kann dadurch hergestellt werden, daß zuerst die zwei Lagen aus Verbundmaterial 28 aus faserverstärkter Harzmatrix, z. B. gewebtes KEVLAR/Epoxy-Material, ausgehärtet werden. Dies gewährleistet, daß die Außenseite der Struktur verhältnismäßig gleichmäßig bleiben wird, wenn die äußere Hautstruktur 28 mit dem Kernmaterial 30 gehärtet wird. Wenn die Qualität der Außenseite für die Konstruktion nicht kritisch ist, dann kann die äußere Hautstruktur 28 mit dem Kernmaterial 30 und der inneren Hautstruktur 29 zusammen gehärtet werden, jedoch erfahren die resultierenden Hautstrukturen 28 und 29 eine gewisse Vertiefungsbildung während des Härteprozesses. Die Verbundlagen werden an einer Form plaziert, welche eine Kontur aufweist, welche die Außenseite der Kanalabdeckung 12 definiert. Es wird ein Vakuumsack hieran angeordnet und es wird ein Vakuum an den Verbundlagen gezogen. Die Anordnung wird einer erhöhten Temperatur von etwa 177ºC (350ºF) und einem Druck von etwa 689 kPa (100 psi) für etwa 2 Stunden ausgesetzt, um die Verbundlagen zu härten. Die gehärtete äußere Hautstruktur 28 wird sodann zu den geeigneten Abmessungen getrimmt.
- Eine geeignet winklige Wabe wird zu der erwünschten Abmessung zur Verwendung als die stromrichtende Wabe 16 geschnitten. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden die Zellen 20 der stromrichtenden Wabe 16 mit RAM beschichtet. Es ist dem Fachmann auf dem Gebiet der schlecht beobachtbaren Strukturen wohl bekannt, eine RAM- Beschichtung auf eine Wabenstruktur aufzubringen, und es kann eine Anzahl von wohlbekannten Verfahren dazu verwendet werden, um die stromrichtenden Wabe 16 wird durch Härten einer Schicht aus Schaumkleber hieran erreicht. Um den Schaumkleber daran zu hindern, in die offenen Zellen der stromrichtenden Wabe 16 zu expandieren, wird eine Schicht aus Klebfilm, z. B. FM-410, verwendet. Die stromrichtende Wabe 16 mit der an ihr angeordneten Schaumkleberschicht wird in einen Vakuumsack eingebracht und für zwei Stunden bei 127ºC (260ºF) gehärtet.
- Das Kerninaterial 30 wird zu einer geeigneten Abmessung zur Verwendung bei der Versteifung des Umfangs der stromrichtenden Wabe 16 geschnitten. Vorzugsweise wird ein Zellen mit 0,3175 cm (1/8 Inch) aufweisender NOMEX-Wabenkern mit einer Dichte von 64 Kilogramm pro Kubikmeter (4,0 pounds per cubic foot) verwendet. Das Kernmaterial 30, die stromrichtende Wabe 16 und die gehärtete äußere Hautstruktur 28 werden mit Alkohohl abgewischt, sodann in sauberes, braunes Packpapier eingewickelt und in einem Ofen plaziert, um bei 66ºC (150ºF) für zwei Stunden zu trocknen.
- Unter Bezugnahme auf Fig. 11 wird erläutert, daß die äußere Hautstruktur 28 in einer Form 52 plaziert wird, wobei die Form eine an ihr ausgebildete Formstruktur aufweist, welche die Oberfläche der Kanalabdeckung definiert. Es wird eine metallische Scheibe 54 in der Region plaziert, welche die stromrichtende Wabe 16 definiert. Die metallische Scheibe 54 hindert Harz des Verbundmaterials daran, die offenen Zellen der stromrichtenden Wabe 16 während des Härtens zu füllen. Es wird bevorzugt, die Scheibe und die Form aus einer Metalllegierung mit geringen Ausdehnungseigenschaften herzustellen. Insbesondere ist es vorzuziehen, eine Legierung, z. B. INVAR (INVAR ist eine Marke von Imphy, S.A. Frankreich) zu verwenden, welche einen Wärmeausdehnungskoeffizienten ähnlich zu demjenigen von Graphit und KEVLAR besitzt. Stahl und Stahilegierungen, welche Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen, welche wesentlich verschieden von Graphit und KEVLAR sind, werden insofern nicht bevorzugt, als die Divergenz zwischen den Ausdehnungskoeffizienten zu einer während des Aushärtungsprozesses auftretenden Störung führen könnte. Eine (nicht gezeigte) Klebfilmschicht wird an der Oberseite der äußeren Hautstruktur 28 plaziert und die Anordnung wird in einen Vakuumsack eingebracht und entgast.
- Es wird eine Schicht aus einem Klebfilm 40 auf eine Lage eines faserverstärkten Verbundmaterials 42, z. B. einem gewebten KEVLAR/Epoxy, aufgebracht, um ein Sperrelement 38 zu bilden. Das Sperrelement 38 wird sodann um den Umfang der stromrichtenden Wabe 16 herum angeordnet, wobei das Verbundmaterial nach auswärts weist. Die stromrichtende Wabe 16 wird anschließend in der Form 52 an der Oberseite der äußeren Hautstruktur 28 plaziert.
- Eine Schicht aus Schaumkleber 36 wird als nächstes auf das Kernmaterial 30 aufgebracht. Um die Schaumkleberschicht daran zu hindern, in die offenen Zellen des Kernmaterials hinein zu expandieren, wird eine Schicht aus Klebfilm dazwischen angeordnet. Nachdem die Schaumkleberschicht auf das Kernmaterial 30 aufgebracht ist, wird eine zweite Schicht aus Klebfilm auf die Schaumkleberschicht aufgebracht. Das Kernmaterial 30 wird sodann in der Form um den Umfang der stromrichtenden Wabe 16 herum plaziert. Eine Schicht aus Klebfilm wird als nächstes an sämtlichen freiliegenden Zellen der stromrichtenden Wabe 16 und des Kernmaterials 30 plaziert.
- Zwei Lagen aus Verbundmaterial aus faserverstärkter Harzmatrix werden zu den geeigneten Abmessungen geschnitten, um die innere Hautstruktur 29 zu bilden. Die Lagen werden vorzugsweise aus gewebtem KEVLAR/Epoxy-Material gebildet. Die inneren Hautstrukturen 29 werden oberhalb des Kernmaterials 30 um den Umfang der freigelegten, stromrichtenden Wabe 16 herum angeordnet. Ein Dorn 56 zur Verwendung beim Bilden des Kanalbefestigungselements 13 wird an der Oberseite der stromrichtenden Wabe 16 plaziert und die inneren Hautstrukturen 29 werden um den Dorn 56 gewickelt. Ein Vakuumsack wird über der gesamten Anordnung angeordnet und es wird ein Vakuum gezogen. Die Anordnung wird sodann dadurch gehärtet, daß dieselbe einer erhöhten Temperatur von etwa 177ºC (350ºF) und einem Druck von etwa 172 kPa (25 psi) für etwa zwei Stunden ausgesetzt wird. Nach dem Härten wird die Kanalabdeckung 12 aus der Form 52 entnommen und an dem Abgaskanal 4 angebracht.
- Während das Verfahren zum Herstellen der bevorzugten Ausführungsform oben offenbart ist, so versteht es sich, daß die oben offenbarten, zusätzlichen Ausführungsformen durch ähnliche Verfahren hergestellt werden können. Darüberhinaus versteht es sich, daß, während die vorliegende Erfindung als eine Kanalabdeckung für Abgase beschrieben worden ist, die Erfindung zur Richtungssteuerung irgendeines Fluidstroms verwendet werden kann und nicht darauf beschränkt ist, außen angeordnet zu werden.
- Eine Vielzahl von Abänderungen und Abwandlungen der vorliegenden Erfindung sind im Lichte der obigen Lehren möglich. Es versteht sich daher, daß innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche die vorliegende Erfindung auch anderweitig ausgeführt werden könnte, als dies im vorangehenden speziell beschrieben worden ist.
Claims (26)
1. Eine Kanalabdeckung (12), welche betriebsfähig ist, um einen
Fluidstrom zu richten, wobei die Kanalabdeckung (12) zur
Verwendung in Kombination mit einem Kanal (4) innerhalb eines
Fahrzeugs dient, wobei der Fluidstrom eine Anfangsrichtung (22)
und eine Endrichtung (23) aufweist und wobei die Kanalabdeckung
(12) aufweist:
eine stromrichtende Wabe (16) mit einer Anordnung von Zellen
(20), die durch eine zugeordnete Mehrzahl von Zellwänden (20w)
zum Leiten des Fluidstroms durch die Kanalabdeckung (12) definiert
sind, wobei die Zellen (20) eine Länge aufweisen, die ausreichend
ist, um eine Änderung in der Fluidstromrichtung zu bewirken, und
in bezug auf die Anfangsrichtung (22) des Fluidstroms schräg sind,
um den Fluidstrom von der Anfangsrichtung (22) in die Endrichtung
(23) zu lenken;
gekennzeichnet durch
ein dreieckförmiges Rahmenelement (17) zum Versteifen der
stromrichtenden Wabe (16), wobei das dreieckförmige
Rahmenelement (17) drei versteifte Seiten (28; 29; 34 oder 36, 38)
und ein Kernmaterial (30) aufweist, das zwischen den versteiften
Seiten (28; 29; 34 oder 36, 38) angeordnet und an den versteiften
Seiten (28, 29; 34 oder 36, 38) angebracht ist;
und wobei zwei der versteiften Seiten (28; 29; 34 oder 36, 38)
Hautstrukturen (28; 29) aufweisen und die andere (34 oder 36, 38)
der versteiften Seiten (28; 29; 34 oder 36, 38) eine Umfangsseite
der stromrichtenden Wabe (16) bildet.
2. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest ein Bereich der Zellwände (20w),
welche die Zellen (20) der stromrichtenden Wabe (16) definieren,
mit einem radarabsorbierenden Material (60) beschichtet ist.
3. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schrägung (21) der Zellen (20) in einem
Bereich zwischen etwa 20º und etwa 70º ist.
4. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schrägung (21) der Zellen (20) etwa 45º
ist.
5. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kernmaterial (30) des dreieckförmigen
Rahmenelements (17) eine Wabe mit einer Anordnung von Zellen
(32) ist und die Hautstrukturen (28, 29) aus wenigstens einer Lage
aus einem Verbundmaterial aus einer faserverstärkten Harzmatrix
gebildet sind.
6. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Wabenkernmaterial (30) des
dreieckförmigen Rahmenelements (17) eine einstückige
Verlängerung der stromrichtenden Wabe (16) ist.
7. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Zellen (32) des
Wabenkernmaterials (30) des dreieckförmigen Rahmenelements (17)
mit einem Versteifungsmaterial (34) gefüllt ist, um die
Umfangsseite der stromrichtenden Wabe (16) zu bilden.
8. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Wabenkernmaterial (30) des
dreieckförmigen Rahmenelements (17) durch Klebung mit der
stromrichtenden Wabe (16) verbunden ist.
9. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Klebeverbindung eine Schaumkleberschicht
(36) und ein Sperrelement (38) aufweist, welche in Kombination die
Umfangsseite der strornrichtenden Wabe (16) bilden, wobei das
Sperrelement (38) betriebsfähig ist, um eine Expansion der
Schaumkleberschicht (36) zu minimieren.
10. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Sperrelement (38) zwischen der
Schaumkleberschicht (36) und der stromrichtenden Wabe (16)
angeordnet ist, um die Expansion der Schaumkleberschicht (36) in
die Zellen (20) der stromrichtenden Wabe (16) zu minimieren.
11. Die Kanalabdeckung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Sperrelement (38) zwischen der Schaumkleberschicht (36) und
dem Wabenkernmaterial (30) angeordnet ist, um die Expansion der
Schaumkleberschicht (36) in die Zellen (32) des
Wabenkernmaterials (30) zu minimieren.
12. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Sperrelement (38) eine Schicht eines
Klebfilms ist.
13. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Sperrelement (38) eine Schicht eines
Klebfilms (40) und wenigstens eine Lage aus einem Material (42)
aus einer faserverstärkten Harzmatrix aufweist, wobei die
Klebfilmschicht (40) an dem Material (42) aus faserverstärkter
Harzmatrix angeordnet ist.
14. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fasern der wenigstens einen Lage aus
Material (42) aus faserverstärkter Harzmatrix ein aromatisches
Polyamid sind.
15. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die stromrichtende Wabe (16) ein
Fiberglasmaterial ist.
16. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die stromrichtende Wabe (16) ein
Fiberglasmaterial ist und das Wabenkemamaterial (30) ein
Phenolharz ist.
17. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fasern des aus faserverstärkter Harzmatrix
bestehenden Verbundmaterials der Hautstrukturen (28, 29) ein
aromatisches Polyamid sind.
18. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beschichtung (60) aus radarabsorbierendem
Material eine Dicke (62) aufweist, welche entlang der Länge (26)
der Zellwände (20w) variiert, wobei die wesentlichen elektrischen
Eigenschaften der Beschichtung (60) aus radarabsorbierendem
Material entlang der Länge (26) der Zellwände (20w) variieren.
19. Die Kanalabdeckung (12) nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beschichtung (60) aus radarabsorbierendem
Material Kohlenstoff ist.
20. Ein Verfahren zum Herstellen einer Kanalabdeckung (12), welche
betriebsfähig ist, um einen Fluidstrom zu richten, wobei die
Kanalabdeckung (12) zur Verwendung in Kombination mit einem
Kanal (4) innerhalb eines Fahrzeugs dient, wobei der Fluidstrom
eine Anfangsrichtung (22) und eine Endrichtung (23) aufweist und
wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Vorsehen einer Form (52) mit einer Formkontur, welche die
Oberfläche der Kanalabdeckung (12) definiert;
Anordnen von wenigstens einer Lage aus Verbundmaterial (28) aus
einer faserverstärkten Harzmatrix an der Formkontur; und
Anordnen einer stromrichtenden Wabe (16) an der wenigstens einen
Lage (28), wobei die stromrichtende Wabe (16) eine Anordnung
von Zellen (20) aufweist, die durch eine zugeordnete Mehrzahl von
Zellwänden (20w) mit einer Länge definiert sind, die ausreichend
ist, um eine Änderung in dem Fluidstrom von der Anfangsrichtung
(22) in die Endrichtung (23) zu bewirken;
gekennzeichnet durch
Anordnen eines dreieckförmigen Wabenkernmaterials (30) an der
wenigstens einen Lage (28) um den Umfang der stromrichtenden
Wabe (16), wobei das dreieckförmige Wabenkernmaterial (30) eine
Anordnung von Zellen (32) aufweist, die durch eine zugeordnete
Mehrzahl von Zellwänden (32w) definiert sind;
Anordnen eines Versteifungsmaterials (34 oder 36, 38) zwischen der
stromrichtenden Wabe (16) und dem dreieckförmigen
Wabenkernmaterial (30), wobei dieses Versteifungsmaterial (34 oder
36, 38) nach Aushärtung eine Umfangsseite der stromrichtenden
Wabe (16) definiert;
Plazieren von wenigstens einer Lage aus einem Verbundmaterial
(29) aus einer faserverstärkten Harzmatrix an dem dreieckförmigen
Wabenkernmaterial (30), um eine Anordnung zu bilden; und
Aushärten der Anordnung, um die Kanalabdeckung (12) zu bilden,
wobei die ausgehärteten Lagen aus Verbundmaterial (28, 29) aus
der faserverstärkten Harzmatrix, das ausgehärtete
Versteifungsmaterial (34 oder 36, 38) und das ausgehärtete,
dreieckförmige Wabenkernmaterial (30) in Kombination ein
dreieckförmiges Rahmenelement (17) zum Versteifen der
stromrichtenden Wabe (16) der Kanalabdeckung (12) definieren.
21. Das Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das
dreieckförmige Wabenkernmaterial (30), das an der wenigstens
einen Lage (28) angeordnet ist, eine einstückige Verlängerung der
stromrichtenden Wabe (16) ist und das Versteifungsmaterial (34)
wenigstens zwei Reihen von Zellen (32) des dreieckförmigen
Wabenkernmaterials (30) in einem ringförmigen Muster um den
Umfang der stromrichtenden Wabe (16) herum füllt.
22. Das Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das
Versteifungsmaterial (36, 38), das zwischen der stromrichtenden
Wabe (16) und dem dreieckförmigen Wabenkernmaterial (30)
angeordnet ist, einen Schaumkleber (36) und ein Sperrelement (38)
aufweist, welche das dreieckförmige Wabenkernmaterial (30) mit
der stromrichtenden Wabe (16) durch Klebung verbinden.
23. Das Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das
Sperrelement (38), das zwischen der stromrichtenden Wabe (16) und
dem dreieckförmigen Wabenkernmaterial (30) angeordnet ist, eine
Schicht eines Strukturklebfilms ist.
24. Das Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das
Sperrelement (38), das zwischen der stromrichtenden Wabe (16) und
dem dreieckförmigen Wabenkernmaterial (30) angeordnet ist, eine
Klebfilmschicht (40) und wenigstens eine Lage aus einem
Verbundmaterial (42) aus einer faserverstärkten Harzmatrix
aufweist.
25. Das Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen
Schritt des Beschichtens der Zellwände (20w) der stromrichtenden
Wabe (16) mit einem radarabsorbierenden Material (60).
26. Das Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen
Schritt des Plazierens eines Dornes (56) an der Oberseite der
stromrichtenden Wabe (16), wobei die wenigstens eine Lage aus
Verbundmaterial (29) aus einer faserverstärkten Harzmatrix um den
Dorn (56) derart herumgewickelt wird, daß nach Aushärten der
Anordnung die herumgewickelte, wenigstens eine Lage aus
Verbundmaterial (29) aus faserverstärkter Harzmatrix ein Element
(13) zum Anbringen der Kanalabdeckung (12) an einem Kanal
bildet.
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