<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze voor het vervaardigen van een dubbelwandig konstruktie-element en volgens die werkwijze verkregen
EMI1.1
konstruktie-element konstruktie-element
De uitvinding heeft betrekking op een werkwij- - ze voor het vervaardigen van een dubbelwandig konstruktie-
EMI1.2
element, uitgaande van een hol langwerpig binnen- velijk ruim daaromheen passend buitenlichaam en een in die ruimte op te nemen celstruktuur.
Het maken van dubbelwandige konstrukties met een daartussen opgenomen celstruktuur, zogenaamde sandwichstrukturen is onder velerlei technieken bekend. Problematischer is het om holle lichamen zoals buisvormige elementen 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 verschaffen, 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 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, - 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 buitenlichaam, - en het hechten van de andere zijde van de honingraatstruktuur aan het buitenlichaam.
<Desc/Clms Page number 2>
Het me, de werkwijze yerkregen 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 nauwkeurig wordt voorbewerkt. Een dergelijk massief blok kan door de normale produktiemachines, zoals boor-, schaaf-, freesmachines worden behandeld. Zodra het massiez block is geëxpandeerd wordt het onmiddellijk gehecht op het steunende binnenlichaam, zodat ook hier de honingraat snel tot een 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 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 hierbij een passende bewerking plaatsvinden, zoals bijvoorbeeld temperatuurverhoging in het geval van een thermohardende lijm respectievelijk soldeer.
Volgens een andere uitvoering van de werkwijze kan het hechten van het tot honingraatstruktuur geëxpandeerde blok op het binnenlichaam tot stand worden gebracht door middel van een om het samenstel van binnenlichaam en geëxpan- deerd 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 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 buisvormig uitgevoerd. Een dergelijke buisstruktuur biedt verschillende voordelen.
Zo heeft een dubbelwandige buis met een honingraatstruktuur tussen de binnen-en buitenbuis een bijzonder
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
. 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 krachtspreidehde werking heeft.
Zoals gezegd paart het konstruktie-element een laag gewicht met een grote sterkte, zodat het voor vele dyna- misch belaste toepassingen uitermate geschikt is.
Bovendien heeft het konstruktie-element de eigenschap dat bij beschadigingen ten gevolge van een momen- tale hoge belasting toch een grote weerstand tegen sterkte gehandhaafd blijft dankzij de 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 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.
In de tekening toont :
Fig. 1 een schematisch overzicht van de te volgen werkwijze voor het vervaardigen van een konstruktieelement volgens de uitvinding, Fig.. 2 een aanzicht van een tot een honingraat 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 konstruktieelement,
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 buisvormig konstruktie-element,
Fig. 7a en b, elk een aanzicht van een ongeëx- pandeerd respectievelijk geëxpandeerd honingraatblak voor toepassing bij de buisstruktuur volgens fig. 6.
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
Fig.
8 een halve aoorsnede van een alternal. tieve uitvoeringsvorm van een konstruktie-element,
Fig. 9 een axiale doorsnede van weer een ande- re uitvoeringsvorm. uitvoeringsvorm.
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 buizen voldoende ruimte is voor het'opnemen van een honingraatstruktuur 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 gestapelde platen materiaal, waarbij telkens opeenvolgende lagen op regelmatig van elkaar liggende plaatsen aan elkaar zijn gehecht door een willekeurig hechtmiddel 5. De hechtplaatsen verspringen telkens per opvolgende laag, zodanig dat door het uitstrekken van de lagen in de richting van de pijl Pl, 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 Pl, P2 is bepalend voor de vorm, zeskant of rechthoekig, van de verkregen cel 6 of de maat b respectievelijk 1.
EMI4.2
Volgens een kenmerk van de werkwijze kan de . , voor- achterzijde van het blok in fig. 2 wor- den voorbewerkt, omdat de op elkaar gedrukte lagen 4 voldoende 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 honingraatstruktuur 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.
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
;, 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.
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 hei samenstel, dat hier is gevormd dopr de binnenbuis 1 en de honingraatstruktuur 3 wor- den 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 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 verkregen 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 gebruik 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 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.
Het met de hierboven werkwijze verkregen konstruktie-element is voor velerlei toepassingsmogelijkheden geschikt.
Fig-4 laat een mogelijkheid zien in de vorm
<Desc/Clms Page number 6>
van een vakwerkkonsrruktie, 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. hangars van grote vliegtuigen worden gemaakt.
Fig. 5 laat een konstruktie-element zien waar- bij de binnenbuis respectievelijk buitenbuis een cirkelvormig dwarsdoorsnede profiel vertonen. Duidelijk is zichtbaar dat de honingraatstruktuur 3 cellen vertoont waarvan de celwanden ) loodrecht op beide vlakken van de butzen 1 respectievelijk 2 staan.
Fig. 6 laat zien dat de binnenbuis 1 weer een cirkelvormig dwarsprofiel heeft, terwijl daarentegen de bui- tenbuis 2 een rechthoekige of vierkante gestalte toont. Dit I vraagt een aanpassing van de honingraatstruktuur 3'teneinde ervoor te zorgen dat de wanden van de cellen zowel de binnen- buis 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- 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 expande- ren tot de honingraatstruktuur in fig. 7b en na het omwikke- 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 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 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 voort- zet in een vernauwd deel l''. De buitenbuis 2 heeft over de
<Desc/Clms Page number 7>
< getoonde doorsnede een konstante diameter. Het aanbrengen van een honingraatstruktuur 3 kan op bovengenoemde wijze plaats- vinden waarbij telkens bij de overgangen B een aangepast ele- ment vooraf om de binnenbuis 1 kan worden gewikkeld.
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 denkenaan een buitenelement in de vorm van een massief knooppunt voor een vakwerkkonstruktie. Ook kan het binnenelement 1 naast de getoonde kegelvorm in fig. 9 ton-of kogelvormig zijn.