DE10118506A1

DE10118506A1 - Sandwichrohr

Info

Publication number: DE10118506A1
Application number: DE10118506A
Authority: DE
Inventors: Philipp Einfeldt
Original assignee: WEISE REINHARD
Current assignee: WEISE REINHARD
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-17

Abstract

Ein Rohr besteht aus einem Sandwichaufbau mit einer Innenschicht aus einem Fasern enthaltenen Laminat, wenigstens einer Schicht aus einem Füllstoff und mit einer Außenschicht aus einem Fasern enthaltenen Laminat, wobei die Schichten untereinander chemisch verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohr aus einem Sandwichaufbau.

Ein derartiger Rohrsandwichaufbau ist für verschiedene stati sche und dynamische Anwendungsfälle geeignet, bei denen es auf große Festigkeit bei geringem Gewicht ankommt.

Mit der Erfindung soll der Anwendungsbereich bisheriger Sand wichbauweisen auf Rohre erweitert werden, die ein leichtes Ge wicht bei hoher Festigkeit benötigen.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch ein Rohr mit dem Merk malen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 erreicht. Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 sowie verfahrens seitig in dem Anspruch 8 angegeben.

Vorteilhaft macht die Erfindung ein neuartiges Sandwichrohr aus Faserverbundwerkstoffen verfügbar, welches für viele An wendungen geeignet ist. Die für die Herstellung bzw. den Auf bau des Sandwichrohres erforderlichen Materialien bestehen aus einem oder mehreren Faserverbundstoffen, wie beispielsweise Glasfaser, Aramidfaser, Kohlefaser, Kokosfaser, usw., ferner aus marktüblichen Kunststoffharzen, wie etwa Epoxydharze in Verbindung mit diversen Härtersystemen oder auch Polyesterharze mit variablen Härterkonstellationen und schließlich aus Füllstoffen, wie beispielsweise Nomex-Honeycombwaben, Balsa holz oder diverse Arten von Schäumen, wobei Schichten aus Füllstoff auch mehrfach vorhanden sein können.

Ebenso wie massiv gebaute Rohre können Sandwichrohre je nach Materialwahl lebensmittelecht, resistent gegen Säuren oder an dere Chemikalien usw. ausgebildet werden, und es ist möglich, dem Sandwichverbund unterschiedliche physikalische Eigenschaf ten und Festigkeitsstrukturen zu vermitteln. So ist beispiels weise Kohlefaser nicht UV-beständig und wenig schlagzäh, je doch extrem zugfest und ein elektrischer Leiter. Auch die be kannten Eigenschaften von Glas- und Aramidfasern können wir kungsvoll eingesetzt werden, ebenso wie die Eigenschaften von Harzen und Härtern und anderen Komponenten, wie beispielsweise Beschleuniger.

Der Füllstoffschichtaufbau ist bevorzugt mit einer Bienenwa benstruktur gebildet; es sind jedoch auch andere Stützstoffe möglich, solange zwischen den jeweiligen Faserlaminatschichten und den Stützstoffen eine optimale chemische Verbindung herge stellt wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sandwichrohres besteht aus einem Spinnackerbaum, von dem ein Abschnitt im Querschnitt in der beiliegenden Zeichnung darge stellt ist.

Für den Spinnackerbaum 10 ist sowohl eine hohe Biegefestigkeit als auch eine hohe Torsionssteifigkeit erforderlich. Demgemäß wurden auf einem Aluminiumrohr verschiedene Trennmittel aufge tragen und anschließend ein b-direktionaler Kohlefaserschlauch unter 45°C und ein unidirektionaler Faserschlauch laminiert, um die erste Faserlaminatschicht 11 zu bilden. Die gesamte Wandstärke der ersten Faserlaminatschicht beträgt ca. 0,6 mm.

Nach Aushärten der ersten Laminatschicht 11 wird eine weitere Laminatschicht auflaminiert, in welche ein Wabenkern hineinge drückt wird, um eine optimale Haftung und Verbindung des Wa benkerns mit dem Innenlaminat zu erreichen. Die Stärke dieser Füllstoffschicht 12 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel ca. 5 mm.

Anschließend, d. h. nachdem die Innenlaminatschicht und die Füllstoffschicht 12 vollständig ausgehärtet sind, wird vor zugsweise im rotierenden Verfahren die Außenlaminatschicht 13 verklebend mit der Füllstoffschicht 12 aufgebracht. Der weite re Aufbau des Außenlaminats richtet sich nach den Anforderun gen an das Werkstück.

Der Rohrquerschnitt lässt sich in allen möglichen Varianten und Durchmessergrößen gestalten. Nach Bedarf können auch meh rere Füllstoffschichten 12 vorgesehen werden, und vorteilhaft kann ein erfindungsgemäßes Sandwichrohr nicht nur manuell, sondern auch maschinell hergestellt werden.

In der beigefügten Zeichnung mit dem Titel Sandwichrohrkon struktion sind zur Vereinfachung die Innenlaminatschicht 11, die Füllstoff- bzw. Stützstoffschicht 12 und die Außenlaminat schicht 13 vergrößert und beabstandet dargestellt.

Claims

1. Rohr, bestehend aus einem Sandwichaufbau mit einer Innenschicht (11) aus einem fasernenthaltenen Naht, wenigstens einer Schicht (12) aus einem Füllstoff, und mit einer Außenschicht (13) aus einem fasernenthaltenen Lami nat, wobei die Schichten (11, 12, 13) untereinander chemisch verbunden sind.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für je de Laminatschicht (11, 13) eine oder mehrere Faserverbund stoffe, wie Glasfasern, Aramidfasern, Kohlefasern, Kokos fasern, usw. vorgesehen sind.

3. Rohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für je de Laminatschicht (11, 13) ein Kohlefaserschlauch und uni direktionale Kohlefasern vorgesehen sind.

4. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass für jede Laminatschicht (11, 13) Kunst stoffharze mit Härtersystem bzw. variablen Härterkonstel lationen vorgesehen sind.

5. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass für die Füllstoffschicht (12) Nomex- Honeycombwaben, Balsaholz und/oder diverse Schäume vorge sehen sind.

6. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass bei mehreren Füllstoffschichten (12) zwischen benachbarten Füllstoffschichten eine faserenthal tene Laminatschicht angeordnet ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Rohres mit einem Sandwich aufbau, bestehend aus den folgenden Verfahrensschritten:

a) Auftragen von Trennmittel auf einen Rohrinnenkörper;
b) Aufbringen einer Faserlaminatschicht auf den trennmit telbeschichteten Rohrinnenkörper;
c) Aufbringen und chemisches Verbinden einer Füllstoff schicht mit der ersten Faserlaminatschicht;
d) Aufbringen und chemisches Verbinden einer weiteren Fa serlaminatschicht mit der Füllstoffschicht; und
e) Entfernen des Rohrinnenkörpers nach Aushärten der Schichten.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte d) und c) mehrfach nach dem Schritt c) wie derholt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das chemische Verbinden von Schichten mittels eines zusätzlichen Laminatauftrags vorgenommen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, dass jede Schicht auf eine bereits ausgehär tete Schicht aufgebracht wird.