NL8300719A

NL8300719A - Werkwijze voor het vervaardigen van een dubbelwandig konstruktie-element en volgens die werkwijze verkregen konstruktie-element.

Info

Publication number: NL8300719A
Application number: NL8300719A
Authority: NL
Original assignee: Johan Josef Magdalena Elisabet
Priority date: 1983-02-25
Filing date: 1983-02-25
Publication date: 1984-09-17
Also published as: ES8505758A1; EP0117597A2; EP0117597A3; ES530026A0; US4680069A

Description

« Η

Hw/Mv/1 Weyts

Werkwijze voor het vervaardigen van een dubbelwandig konstruktie-element en volgens die werkwijze verkregen konstruktie-element

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een dubbelwandig konstruktie-element, uitgaande van een hol langwerpig binnen- respectievelijk ruim daaromheen passend buitenlichaam en een in die 5 ruimte op te nemen celstruktuur.

Het maken van dubbelwandige konstrukties met een daartussen opgenomen celstruktuur, zogenaamde sandwich-strukturen is onder velerlei technieken bekend. Problematischer is het om holle lichamen zoals buisvormige elementen 10 samen te stellen met een honingraatstruktuur, omdat een honingraat in principe moeilijk is te hanteren respectievelijk te bewerken vanwege de gevoeligheid voor beschadigingen daaraan.

De uitvinding beoogt een werkwijze te ver-15 schaffen, waarmee het mogelijk is om een konstruktie-element met een honingraatstruktuur te vervaardigen zonder bovenvermelde problematiek.

De werkwijze volgens de uitvinding onderscheidt zich door het volgens bepaalde maten voorbewerken van 20 een tot een honingraatstruktuur expandeerbaar massief blok, zodanig dat tenminste een ene zijde en de tegenoverliggende andere zijde daarvan in geëxpandeerde toestand qua afmeting overeenkomt met die van het buitenvlak van het binnenlichaam respectievelijk binnenvlak van het buitenlichaam, 25 - het expanderen van het voorbewerkte blok, - het hechten van de ene zijde van het blok op het binnenlichaam, - het kalibreren van de andere zijde, - het over de andere zijde schuiven van het 30 buitenlichaam, - en het hechten van de andere zijde van de honingraatstruktuur aan het buitenlichaam.

8300719 -2- V ΐ

Het met de werkwijze verkregen voordeel is dat de honingraat in geëxpandeerde vorm, waaRin het het meest gevoelig is voor beschadigingen, niet tot nauwelijks bewerkt wordt, omdat ervan wordt uitgegaan dat het massieve blok 5 nauwkeurig wordt voorbewerkt. Een dergelijk massief blok kan door de normale produktiemachines, zoals boor-, schaaf-, freesmachines worden behandeld. Zodra het massief'blok is geëxpandeerd wordt het onmiddellijk gehecht op het steunende binnenlichaam, zodat ook hier de honingraat snel tot een 10 relatief stijf tussenprodukt wordt gebracht, waardoor het nabewerken, bijvoorbeeld kalibreren gemakkelijker kan plaatsvinden zonder dat beschadigingen aan de honingraatstruktuur optreden.

Volgens de uitvinding kan het hechten van de 15 honingraatstruktuur aan de lichamen tot stand worden gebracht met het aanbrengen van een hechtmiddel, zoals lijm, soldeer, enzovoort op de ene respectievelijk andere zijde van de honingraatstruktuur respectievelijk buiten- of binnenvlak van de-lichamen. Afhankelijk-van het gekozen hechtmiddel kan 20 hierbij een passende bewerking plaatsvinden, zoals bijvoorbeeld temperatuurverhoging in het geval van een thermoharden-de lijm respectievelijk soldeer.

Volgens een andere uitvoering van de werkwijze kan het hechten van het tot honingraatstruktuur geëxpandeerde 25 blok op het binnenlichaam tot stand worden gebracht door middel van een om het samenstel van binnenlichaam en geëxpandeerd blok sluitende luchtdichte folie, waarin een vacuüm wordt aangebracht. De folie drukt alzijdig tegen de kopzijde van de celwanden, die gelijkmatig op het binnenlichaam worden 30 gedrukt, waardoor een innige hechting is gewaarborgd.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een konstruktie-element vervaardigd volgens de hierboven genoemde werkwijze.

Bij voorkeur is het binnen- en buitenlichaam 35 buisvormig uitgevoerd. Een dergelijke buisstruktuur biedt verschillende voordelen.

Zo heeft een dubbelwandige buis met een honingraatstruktuur tussen de binnen- en buitenbuis een bijzonder 8300719 j 5r -3- grote weerstand tegen doorbuiging, torsie, druk, en knik er-kregen. Bovendien heeft het element een grote Weerstand tegen vermoeiingsbreuk onder dynamische belastingen, omdat de honingraat een grote krachtspreidende werking heeft.

5 Zoals gezegd paart het konstruktie-element een laag gewicht met een grote sterkte, zodat het voor vele dynamisch belaste toepassingen uitermate geschikt is.

Bovendien heeft het konstruktie-element de eigenschap dat bij beschadigingen ten gevolge van een momen-10 tale hoge belasting toch een grote weerstand tegen sterkte ^geh^ndlia^d-^ïijftr^an1czi3^ë~genoemde eigenschap dat de honingraatstruktuur een krachtspreidende werking heeft. Dit is voornamelijk te danken aan het feit dat de wanden van de honingraatcellen loodrecht of nagenoeg loodrecht op beide 15 lichamen staat, zodat er een optimale krachtdoorvoer is gewaarborgd.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de hieronderstaande figuurbeschrijving van een aantal uitvoeringsvoorbeelden en toepassingsmogelijkheden.

20 In de tekening toont:

Fig. 1 een schematisch overzicht van de te volgen werkwijze voor het vervaardigen van een konstruktie-element volgens de uitvinding,

Fig. 2 een aanzicht van een tot een honingraat 25 te expanderen blok,

Fig. 3 a en b een aanzicht van een normaal respectievelijk over-geëxpandeerde honingraatstruktuur,

Fig. 4 een perspektivisch aanzicht van een mogelijke toepassingswijze voor een buisvormig konstruktie-30 element,

Fig. 5 een detail van een konstruktie-element aangegeven met V in fig. 4,

Fig. 6 een met fig. 5 overeenkomend perspektivisch aanzicht van een andere uitvoeringsvorm van het buis-35 vormig konstruktie-element,

Fig. 7a en b, elk een aanzicht van een ongeëxpandeerd respectievelijk geëxpandeerd honingraatblak voor toepassing bij de buisstruktuur volgens fig. 6.

8300719 * » -4-

Fig. 8 een halve doorsnede van een alternatieve uitvoeringsvorm van een konstruktie-element,

Fig. 9 een axiale doorsnede van weer een andere uitvoeringsvorm.

5 Aan de hand van de fig. 1, 2 en 3 wordt de basiswerkwijze volgens de uitvinding nader toegelicht.

Het te maken konstruktie-element bestaat in de getoonde uitvoeringsvorm uit een binnenbuis 1, een buitenbuis 2, die een zodanig grotere afmeting heeft dat tussen beide 10 buizen voldoende ruimte is voor het opnemen van een honing-raatstruktuur 3.

De honingraatstruktuur· 3 kan verschillende afmetingen hebben, maar volgens de uitvinding wordt uitgegaan van een blok 4, zie fig. 2, dat is opgebouwd uit op elkaar 15 gestapelde platen materiaal, waarbij telkens opeenvolgende lagen op regelmatig van elkaar liggende plaatsen aan elkaar zijn gehecht door een willekeurig hechtmiddel 5. De hecht-plaatsen verspringen telkens per opvolgende laag, zodanig dat door het uitstrekken van de lagen in de richting van de pijl 20 P1, P2 een honingraatstruktuur volgens fig. 3a of 3b ontstaat. Het zal duidelijk zijn dat de lengte-afmeting 1 derhalve groter wordt, terwijl de breedte-afmeting b kleiner is zodra de gewenste honingraatstruktuur is bereikt. De mate van expansie of rekken in de richting van de pijl P1, P2 is bepa-25 lend voor de vorm, zeskant.of rechthoekig, van de verkregen cel 6 óf de maat b respectievelijk 1.

Volgens een kenmerk van de werkwijze kan de voor- respectievelijk achterzijde van het blok in fig. 2 worden voorbewerkt, omdat de op elkaar gedrukte lagen 4 voldoen-30 de steun onderling hebben om het blok als een massief blok materiaal te behandelen. Hieronder wordt een mogelijk voorbewerking nog nader toegelicht.

Nadat de geëxpandeerde honingraatstruktuur volgens fig. 3a of 3b is bereikt wordt een laag honingraat-35 struktuur 3 van vooraf bepaalde dikte om de binnenbuis 1 gewenteld volgens de pijl P3, nadat hetzij op het buitenvlak van de binnenbuis 1 respectievelijk ene zijde van de honingraatstruktuur een hechtmiddel van willekeurige soort is aangebracht. Dit hechtmiddel kan een thermohardende kunststof zijn.

8300719 * «r -5- of ook wel een laag tin of andere materialen met gepaste smelttemperatuur, in welk laatste geval de hechting plaatsvindt door het toevoeren van warmte, bijvoorbeeld in een oven 7, zie fig. 1.

5 Het zal duidelijk zijn dat dankzij het omwik kelen van de honingraatstruktuur 3 om de binnenbuis 1 de cel-wanden loodrecht of nagenoeg loodrecht op het buitenvlak van de buis 1 blijven staan.

Na het hechten kan het samenstel, dat hier is 10 gevormd door de binnenbuis 1 en de honingraatstruktuur 3 worden gekalibreerd door een passend werktuig 8, zodanig dat de buitendiameter van de honingraatstruktuur de juiste maat heeft, teneinde de buitenbuis 2 over het samenstel heen te kunnen schuiven. Het kalibreren van dit halfprodukt is goed 15 mogelijk omdat de honingraatstruktuur 3 voldoende stevigheid heeft gekregen door de voorgaande hechting aan de binnenbuis

De buitenbuis 2 wordt aan de buitenzijde van de honingraatstruktuur 3 gehecht op overeenkomstige wijze als dat is gebeurd met de binnenbuis 1. Hiertoe wordt het verkre-20 gen konstruktie-element nogmaals door een oven 9 gevoerd indien warmtetoevoer noodzakelijk is.

Fig. 1 a laat een mogelijke andere werking voor het hechten van de honingraatstruktuur op de buis 1 zien al of niet' ter gekombineerd met de oven 7. Hierbij wordt ge-25 bruik gemaakt van een flexibele huls 10, die over het samenstel binnenbuis 1 en honingraatstruktuur 3 wordt geschoven, aan de zijde 11 wordt afgedicht, waarna de huls 10 door middel van een pomp 12 vacuüm wordt gezogen. De flexibele huls 10 zorgt voor een gelijkmatige druk op de honingraatstruktuur 30 welke druk in de richting van de celwanden is gericht, zodat een optimale aandrukking op de binnenbuis 1 wordt bewerkstelligd. Een dergelijke methode is geschikt voor het toepassen van een hechtmiddel waarbij een homogene druk gewenst is, al dan niet gebruikmakend van thermohardende produkten.

35 Het met de hierboven werkwijze verkregen kon struktie-element is voor velerlei toepassingsmogelijkheden geschikt.

Fig. 4 laat een mogelijkheid zien in de vorm 8300719 -6- + w van een vakwerkkonstruktie, waarbij het konstruktie-element wordt gekenmerkt door een licht gewicht en een grote sterkte waardoor grote overspanningen mogelijk zijn. Bijvoorbeeld kunnen thans zonder middenondersteuningen spanten voor han-5 gars van grote vliegtuigen worden gemaakt.

Fig. 5 laat een konstruktie-element zien waarbij de binnenbuis respectievelijk buitenbuis een cirkelvormig dwarsdoorsnede profiel vertonen. Duidelijk is zichtbaar dat de honingraatstruktuur 3 cellen vertoont waarvan de celwanden 10 loodrecht op beide vlakken van de buizen 1 respectievelijk 2 staan.

Fig. 6 laat zien dat de binnenbuis 1 weer een cirkelvormig dwarsprofiel heeft, terwijl daarentegen de buitenbuis 2 een rechthoekige of vierkante gestalte toont. Dit 15 vraagt een aanpassing van de honingraatstruktuur 3' teneinde ervoor te zorgen dat de wanden van de cellen zowel de binnenbuis 1 als de buitenbuis 2 in alle posities blijven steunen.

Daartoe kan een pakket 4, opgebouwd uit lagen 5 zodanig worden voorbewerkt dat de ten opzichte van de pla-20 ten 5 kopse zijde van het blok 4 op passende wijze worden voorbewerkt. Zo is de zijde 13 in fig. 7a door'middel van bijvoorbeeld een freesbank plaatselijk uitgehold, waarbij de uithollingen 14 zodanig zijn van afmeting dat na het expanderen tot de honingraatstruktuur in fig. 7b en na het omwikke-25 len van de zijde 15 op het binnenste buiselement 1 de punten A precies uitkomen in de hoeken van de rechthoekige buis 2.

Fig. 8 toont een dwarsdoorsnede waarbij de binnenbuis 1 is uitgevoerd met een gat 16, waarop een stomp 17 is gelast. De lengte van de stomp 17 is zodanig dat deze 30 na montage strookt met een gat 18 in de buitenbuis 2. Het aanbrengen van een honingraatstruktuur 3 vormt hier evenmin een probleem indien in de geëxpandeerde struktuur 3 vooraf op de juiste plaats een gat wordt aangebracht corresponderend met de stomp 17 op het binnenelement 1. Met deze konstruktie 35 is het dus mogelijk om doorvoeren door de buiskonstruktie mogelijk te maken.

Fig. 9 toont een uitvoeringsvorm, waarbij de binnenbuis 1 aansluit op een conisch deel 1', die zich voortzet in een vernauwd deel 111. De buitenbuis 2 heeft over de 8300719 * -7- ï » getoonde doorsnede een konstante diameter. Het aanbrengen van een honingraatstruktuur 3 kan op bovengenoemde wijze plaatsvinden waarbij telkens bij de overgangen B een aangepast element vooraf om de binnenbuis 1 kan worden gewikkeld.

5 De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen waarbij wordt opgemerkt dat de buisvormige struktuur van de elementen ook anders kan zijn. Hierbij is te denken aan een buitenelement in de vorm van een massief knooppunt voor een vakwerkkonstruktie. Ook kan het 10 binnenelement 1 naast de getoonde kegelvorm in fig. 9 ton- of kogelvormig zijn.

8300719

Claims

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een dubbelwandig konstruktie-element uitgaande van een hol langwerpig binnen- respectievelijk ruim daaromheen passend buitenlichaam en een in die ruimte op te nemen celstruktuur, g e 5 kenmerkt door het volgens bepaalde maten voorbewerken van een tot een honingraatstruktuur expandeerbaar massief blok, zodanig dat tenminste een ene zijde en de tegenoverliggende andere zijde daarvan in geëxpandeerde toestand qua afmeting overeenkomt met die van het buitenvlak van het binnen-10 lichaam respectievelijk binnenvlak van het buitenlichaam, - het expanderen van het voorbewerkte blok, - het hechten van de ene zijde van het blok op het binnenlichaam, - het kalibreren van de andere zijde, 15. het over de andere zijde schuiven van het buitenlichaam, - en het hechten van de andere zijde van de honingraatstruktuur aan het buitenlichaam.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het 20 kenmerk, dat het hechten al of niet met toevoer van warmte tot stand wordt gebracht met een op de ene respectievelijk andere zijde aan te brengen hechtmiddel, zoals lijm, soldeer, enzovoort.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 en 2, met het 25 kenmerk, dat het hechten van het geëxpandeerde blok op het binnenlichaam door middel van een om het samenstel, binnenlichaam en honingraatstruktuur, sluitende luchtdichte folie en het vervolgens aanbrengen van een vacuüm daarin, tot stand wordt gebracht.

4. Konstruktie-element vervaardigd volgens de werkwijze volgens één der voorgaande conclusies.

5. Konstruktie-element volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het binnen- en buitenlichaam elk buisvormig van gestalte zijn. 8300719 -9-

6. Konstruktie-element volgens conclusie 4 en 5, met het kenmerk, dat het dwarsdoorsnedeprofiel van het binnenelement qua vorm afwijkt van dat van het buitenelement.

7. Konstruktie-element volgens één der voor gaande conclusies 4 t/m 6, met het kenmerk, dat het dwarsdoorsnedeprofiel van het binnen- en/of buitenelement in langsrichting sprongsgewijs of geleidelijk verandert.

83 Q 0 7 1 9