DE102004013146A1

DE102004013146A1 - Verfahren zur Verstärkung von Kernstrukturen zur Bildung von beidseitig mit Deckschichten versehenen Kernverbunden sowie lokal verstärkter Kernverbund

Info

Publication number: DE102004013146A1
Application number: DE102004013146A
Authority: DE
Inventors: Gregor Christian Endres; Hans-Jürgen WEBER
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-18
Also published as: DE102004013146B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verstärkung von Kernstrukturen 1, 13, 26 zur Bildung von beidseitig mit Deckschichten 11, 24, 31 versehenen Kernverbunden 12, 25, 32, wobei die Kernstruktur 1, 13, 26 eine offene dreidimensionale Struktur, insbesondere eine Faltwabenstruktur, aufweist. Erfindungsgemäß wird im Bereich der Kernstruktur 1, 13, 26 mindestens eine lokale Verstärkungszone 7, 21, 29 gebildet. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich insbesondere offene Kernstrukturen 1, 13, 26 auf einfache Art und Weise verstärken. DOLLAR A Weiterhin kann im Bedarfsfall mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens mindestens ein Befestigungselement 9, 23 im Bereich der lokalen Verstärkungszone 7, 21, 29 integriert werden. Hierdurch wird eine Befestigung von mit offenen Kernstrukturen 1, 13, 26 gebildeten Kernverbunden 12, 25, 32 an Tragkonstruktionen sowie eine Verbindung von derartigen Kernverbunden 12, 25, 32 untereinander ermöglicht. DOLLAR A Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen, insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten, mit einer lokalen Verstärkungszone 36 versehenen Kernverbund 33.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verstärkung von Kernstrukturen zur Bildung von beidseitig mit Deckschichten versehenen Kernverbunden, wobei die Kernstruktur eine offene dreidimensionale Struktur, insbesondere eine Faltwabenstruktur aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen, insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten, lokal verstärkten Kernverbund.
Aufgrund ihres außerordentlich guten Verhältnisses von Steifigkeit bzw. Festigkeit zu Dichte finden Kernverbunde insbesondere im Bereich des Flugzeugbaus einen breiten Anwendungsbereich.

Kernverbunde werden im Allgemeinen aus einer oberen und einer unteren Deckschicht bzw. Decklage gebildet, zwischen denen sich zur Erhöhung der Steifigkeit beispielsweise eine aus vertikal verlaufenden Zellen mit hexagonalen Querschnitt gebildete, honigwabenartige Kernstruktur befindet.

Zur Bildung der Kernstruktur werden beispielsweise metallische, korrosionsgeschützte Aluminiumfolien verwendet oder auch nicht metallische Materialien, wie zum Beispiel Nomex^®- oder Kevlar^®/N636-Papier. Sowohl das Nomex^®-Papier als auch das Kevlar^®/N636-Papier werden zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit in einem Tauchverfahren mit Phenolharz beschichtet.

Die lokale Versteifung einer Kernstruktur, wie sie die oben beschriebene Honigwabenstruktur darstellt, ist unproblematisch. Durch die kleinvolumigen Wiederholungseinheiten kann lokal in die Verstärkungszone Material zur Versteifung eingefüllt, eingepresst, eingeschäumt oder eingegossen werden. Bei dem versteifenden Werkstoff kann es sich beispielsweise um ein aushärtendes Kunststoffmaterial, zum Beispiel in Form eines Kunstharzes und/oder Kunststoffschaums handeln. Um eine Verbindung des Kernverbundes zu anderen Bauteilen zu ermöglichen, kann der Kernverbund im Bereich der lokalen Verstärkungszone gebohrt werden.

Erforderlichenfalls kann mit Hilfe einschlägig bekannter Verfahren ein Befestigungselement, beispielsweise eine Einsetzmutter oder ein Insert in den Kernverbund eingebracht werden. Alternativ kann das Befestigungselement auch ohne vorherige Versteifung des Kernverbundes nach einschlägig bekannten Verfahren eingebracht werden.

Neuartige, insbesondere aus dreidimensionalen Faltwabenstrukturen gebildete Kernverbunde weisen im Unterschied zu den oben beschriebenen Kernverbunden, bei denen eine räumliche Begrenzung immer vorhanden ist, eine offene bzw. drainagefähige Struktur auf. Hierdurch wird beispielsweise eine Führung von Leitungen durch den Kernverbund ermöglicht, ohne vorher eine Durchführung, unter Einbußen zum Beispiel bei den mechanischen Eigenschaften, schaffen zu müssen.

Wird zur Verstärkung oben beschriebener drainagefähiger Kernstrukturen ein pastöses oder viskoses härtendes Material in den Kern eingebracht, so kann es sich je nach Viskosität mehr oder weniger unkontrolliert über die offene Kernstruktur ausbreiten.

Für in den fertigen Kernverbund eingebrachte Bohrungen gilt vergleichbares. Im Gegensatz zu Honigwabenstrukturen, bei denen mit einer Bohrung grundsätzlich nur eine begrenzte Anzahl von Struktureinheiten geöffnet werden und so eingebrachte Substanzen immer räumlich begrenzt sind, können sich viskose oder pastöse Substanzen bei Verwendung offener drainagefähiger Kernstrukturen über größere Distanzen unkontrollierbar ausbreiten.

Damit sind die Standardverfahren nach dem Stand der Technik zur Schaffung räumlich begrenzter Versteifungen und Integration von Befestigungselementen in offenen drainagefähigen Kernstrukturen nicht anwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verstärkung von offenen Kernstrukturen, insbesondere Faltwabenkernen, gedacht zur Bildung von beidseitig mit Deckschichten versehenen Kernverbunden sowie einen derartig lokal verstärkten Kernverbund bereitzustellen.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 sowie einen lokal verstärkten Kernverbund gemäß dem Patentanspruch 20 gelöst.

Dadurch, dass nach Maßgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens im Bereich der Kernstruktur mindestens eine lokale Verstärkungszone gebildet wird, ist die gezielte Verstärkung offener bzw. drainagefähiger Kernstrukturen, gedacht zur Bildung von beidseitig mit Deckschichten versehenen Kernverbunden, schnell und einfach möglich. Dadurch, dass nach Maßgabe des erfindungsgemäßen Kernverbundes im Bereich der Kernstruktur mindestens eine lokale Verstärkungszone gebildet ist, ist die Einbringung von Verstärkungen in offene bzw. drainagefähige Kernstrukturen möglich.

Gemäß einer Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens ein Befestigungselement oder eine Bohrung im Bereich der lokalen Verstärkungszone eingebracht. Hierdurch wird eine Befestigung des Kernverbundes an vorhandenen Tragkonstruktionen sowie eine Verbindung von Kernverbunden untereinander ermöglicht. Die Verstärkungszone wird dabei zur räumlichen Begrenzung für die zum Anbinden des Befestigungselementes am Kernverbund verwendeten pastösen und viskosen Substanzen.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen niedergelegt. Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung der Erfindung.
In der Zeichnung zeigen:
1 Perspektivische Ansicht einer offenen Kernstruktur eines Kernverbundes, die als Faltwabenstruktur ausgebildet ist,
2 Bildung einer lokalen Verstärkungszone in einer offenen Kernstruktur gemäß einer ersten Verfahrensvariante,
3–5 Integration eines Befestigungselementes in eine gemäß der ersten Verfahrensvariante gebildete lokale Verstärkungszone,
6–9 Bildung einer lokalen Verstärkungszone in einer offenen Kernstruktur gemäß einer zweiten Verfahrensvariante,
10–11 Integration eines Befestigungselementes in eine gemäß der zweiten Verfahrensvariante gebildete lokale Verstärkungszone,
12–14 Bildung einer lokalen Verstärkungszone in einer offenen Kernstruktur gemäß einer dritten Verfahrensvariante, und
15 einen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gebildeten Kernverbund.
Die 1 zeigt ein Beispiel einer offenen bzw. drainagefähigen dreidimensionalen Kernstruktur 1 zur Bildung eines Kernverbundes. Die Kernstruktur 1 ist hier als Faltwabe ausgebildet. An einer Unterseite 2 und einer Oberseite 3 der Kernstruktur 1 sind durchgängige Kanäle 4 erkennbar. Die Kanäle 4 können beispielsweise zur Durchführung von Leitungen aller Art durch die Kernstruktur 1 genutzt werden, wobei keine Bohrungen oder Durchbrüche, die Verluste bei den mechanischen Eigenschaften des Kernverbundes bedeuten, eingebracht werden müssen.
Die Kernstruktur 1 wird beispielsweise aus metallischen und korrosionsgeschützten Aluminiumfolien gebildet. Weiterhin kann zum Beispiel Nomex^®- oder Kevlar^®/N636-Papier, das beispielsweise in einem Tauchverfahren mit Phenolharz beschichtet wird, zur Bildung der Kernstruktur 1 Verwendung finden.
Die 2 zeigt die Bildung einer lokalen Verstärkungszone in einer offenen Kernstruktur gemäß einer beispielhaften ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Kernstruktur 1 weist die Unterseite 2 und die Oberseite 3 auf. In dem Bereich, in dem eine lokale Verstärkungszone gebildet werden soll, wird zunächst ein unterer Formkörper 5 auf die Unterseite 2 der Kernstruktur 1 und ein oberer Formkörper 6 auf die Oberseite 3 der Kernstruktur 1 aufgebracht. Zu diesem Zweck sind die Formkörper 5, 6 mit der Unter- sowie der Oberseite 2, 3 der Kernstruktur 1 zumindest bereichsweise formschlüssig ausgebildet. Die Formkörper 5, 6 werden zur Bildung einer lokalen Verstärkungszone 7 beispielsweise auf die Kernstruktur 1 aufgeklebt oder anderweitig mit dieser kraftschlüssig verbunden.
Eine beispielhafte Möglichkeit zur Schaffung der Formkörper 5, 6 wird nachfolgend beschrieben. Zur Herstellung der Formkörper 5, 6 werden von den Bereichen der Ober- und/oder der Unterseite 2, 3 der Kernstruktur 1, in denen lokale Verstärkungszonen 7 geschaffen werden sollen, Kernabdrücke genommen. Zur Anfertigung der Kernabdrücke eignen sich aufgrund ihrer guten Trennwirkung beispielsweise Silikonmaterialien, insbesondere Silikonelastomere, wie beispielsweise die Formmasse Aircast3700^®. Mittels dieser Kernabdrücke werden in einem Zwischenschritt die Formkörper 5 und 6 erstellt. Hierzu wird beispielsweise ein geeignetes Kunststoffmaterial, insbesondere ein aushärtendes Kunstharz und/oder ein aushärtender Kunststoffschaum in die Kernabdrücke eingegeben. Neben der Möglichkeit die verwendeten Formen aus Werkstoffen zu fertigen, die bereits über eine ausreichende Trennwirkung verfügen, können Formen, beispielsweise aus Aluminium oder Stahl, die eine unzureichende Trennwirkung beim Abformen der Formkörper aufweisen, mit trennenden Schichten, beispielsweise aus PTFE beschichtet werden: Die Formkörper 5, 6 können damit schnell, einfach und mit der erforderlichen Genauigkeit zur Herstellung des Formschlusses zwischen der Kernstruktur 1 und den Formkörpern 5, 6 durch Einbringen eines geeigneten 5, 6 durch Einbringen eines geeigneten Materials in die geschaffenen Formen gebildet werden.
Als Material für die Formkörper 5, 6 können beispielsweise Kunststoffmaterialien, insbesondere aushärtbare Kunstharze und/oder aushärtbare Kunststoffschäume eingesetzt werden. Bei der Materialwahl für die Formkörper 5, 6 kommt es insbesondere darauf an, dass bei deren Verbindung mit der Kernstruktur 1 zur Bildung der lokalen Verstärkungszone 7 eine kraftschlüssige Verbindung herstellbar ist.
Anschließend werden, in 2 nicht näher dargestellte Deckschichten beidseitig auf die Kernstruktur 1 zur Bildung des fertigen Kernverbundes aufgebracht. Durch die Einbringung der lokalen Verstärkungszone 7 ergibt sich zum einen eine Erhöhung der Druckfestigkeit des Kernverbundes in diesem Bereich. Darüber hinaus ermöglicht die lokale Verstärkungszone 7 auf einfache Art und Weise die Integration von Befestigungselementen in die Kernstruktur 1 bzw. den Kernverbund.
Die 3 bis 5 zeigen die beispielhafte Integration eines Befestigungselementes in die nach der ersten Verfahrensvariante gebildete lokale Verstärkungszone 7.
Die 3 und 4 zeigen exemplarisch das Einbringen einer Bohrung 8 in die lokale Verstärkungszone 7 in die aus den Formkörpern 5 und 6 sowie dem betreffenden Abschnitt der Kernstruktur 1 gebildete lokale Verstärkungszone 7. Hierbei ist es nicht zwingend erforderlich, eine rotationssymmetrische Bohrung in die lokale Verstärkungszone 7 einzubringen. Statt einer Bohrung können beliebige Aussparungen innerhalb der lokalen Verstärkungszone 7 vorgesehen werden. Alternativ kann eine Bohrung nach Applikation der Decklagen bzw. der Deckschichten vorgenommen werden. Dient die Versteifung als Vorbereitung zur Integration eines Befestigungselementes, so erfüllt das nach Einbringen der Aussparung verbleibende Material in der lokalen Verstärkungszone 7 den Zweck einer Barriere, um zu verhindern, dass zur Befestigung der Einsetzmutter verwendete pastöse oder viskose Substanzen sich über den Kernverbund unkontrolliert ausbreiten können.
Die 5 zeigt das Einbringen eines Befestigungselementes 9 in die aus den Formkörpern 5, 6 gebildete lokale Verstärkungszone 7. Zu diesem Zweck wird das Befestigungselement 9 in die Bohrung 8 eingebracht und insbesondere mit einer Kernfüllmasse 10 oder mit einem speziellen Klebstoff eingeklebt, eingeschäumt oder eingegossen.
Als Kernfüllmasse 10 kann beispielsweise ein Kunststoffmaterial, insbesondere ein aushärtbares Kunstharz und/oder ein aushärtbarer Kunststoffschaum, eingesetzt werden. Besonders bevorzugt finden beispielsweise aushärtbare Epoxydharze oder Polyesterharze sowie zu Hartschäumen aushärtbare Kunststoffschäume Verwendung.
In weiteren, in den 3 bis 5 nicht näher dargestellten Verfahrensschritten wird die Höhe der Formkörper 5, 6 nach deren Verbindung mit der Kernstruktur 1 der Höhe der Kernstruktur 1 durch eine mechanische Bearbeitung angepasst. Abschließend werden beide Deckschichten 11 in bekannter Weise auf die Kernstruktur 1 zur Bildung des Kernverbundes 12 aufgebracht.
In einer nicht näher in der Zeichnung dargestellten Variante des Verfahrens können die Formkörper 5, 6 bereits während oder nach deren Herstellung mit Bohrungen versehen werden. In diesem Fall braucht dann nur noch eine Bohrung in die Kernstruktur 1 im betreffenden Bereich eingebracht werden. Wählt man den Durchmesser der Bohrung in der Kernstruktur 1 kleiner als den Durchmesser der Bohrungen in den Formkörpern 5, 6 wird bei einer Integration eines Befestigungselementes in die Bohrung 8 eine zusätzliche mechanische Fixierung der Kernstruktur 1 erreicht.
Die 6 bis 9 zeigen den beispielhaften Ablauf einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildung einer lokalen Verstärkungszone 21 in einer offenen bzw. drainagefähigen Kernstruktur 13.
Die 6 und 7 zeigen eine offene Kernstruktur 13 in einer schematischen Querschnittsdarstellung mit der Unterseite 14 sowie der Oberseite 15. Zunächst werden in einem ersten Verfahrensschritt ein unterer und ein oberer Kernabdruck 16, 17 auf entsprechende Seiten der Kernstruktur 13 aufgelegt. Die Kernabdrücke 16, 17 liegen vorzugsweise zumindest bereichsweise formschlüssig auf der Kernstruktur 13 auf.
Die Kernabdrücke 16, 17 werden mittels vorbekannter Verfahren von der Kernstruktur 13 abgenommen. Die Kernabdrücke 16, 17 sind hierbei vorzugsweise zumindest teilweise aus einem Material gebildet, das gut von der Kernstruktur 13 ablösbar ist. Die Kernabdrücke 16, 17 können beispielsweise zumindest teilweise aus einem Silikonelastomer, einem Silikonkautschuk oder dergleichen gefertigt werden. Alternativ ist, insbesondere aus Haltbarkeitsgründen, ein metallisches Material für die Bildung der Kernabdrücke 16, 17 denkbar, welches dann mit einer Antihaftbeschichtung versehen wird. Schließlich können die Kernabdrücke 16, 17 zumindest bereichsweise auch mit einem Trennlack überzogen werden. In die Kernabdrücke 16, 17 werden Formbohrungen 18 eingebracht, die zur Bildung einer Raumbegrenzung 19 dienen.
In der 8 ist dargestellt, wie in einem weiteren Verfahrensschritt in die Raumbegrenzung 19 eine Kernfüllmasse 20 zur Bildung einer lokalen Verstärkungszone 21 eingebracht wird. Als Kernfüllmasse 20 kann wiederum ein Kunststoffmaterial Verwendung finden. Anschließend wird die so gebildete lokale Verstärkungszone 21 durch das Abheben der Kernabdrücke 16, 17 entformt (vgl. 9). Durch die lokale Verstärkungszone 21 wird wiederum eine Erhöhung der lokalen Druckfestigkeit in diesem Bereich der Kernstruktur 13 erreicht, wodurch sich die mechanische Festigkeit eines unter Verwendung der verstärkten Kernstruktur gebildeten Kernverbundes erhöht.
Die 10 bis 11 zeigen beispielhaft die Integration eines Befestigungselements in eine gemäß der zweiten Verfahrensvariante gebildeten lokalen Verstärkungszone 21. Die Verstärkungszone 21 wird, wie die 10 exemplarisch zeigt, mit einer Aussparung, insbesondere einer Bohrung 22, zur Integration eines Befestigungselementes 23 versehen. Alternativ kann die Bohrung 22 auch nach der Decklagen- bzw. Deckschichtapplikation eingebracht werden.
Dient die lokale Verstärkungszone 21 bzw. die Versteifung als Vorbereitung zur Integration eines Befestigungselementes 23, so erfüllt das nach Einbringen der Aussparung verbleibende Material, d.h. die mit der Bohrung 22 versehene lokale Verstärkungszone 21, den Zweck einer Barriere, um zu verhindern, dass zur Befestigung der Einsetzmutter verwendete pastöse oder viskose Substanzen sich über den Kernverbund unkontrolliert ausbreiten können. In den Bereich der lokalen Verstärkungszone 21 kann mit den bekannten Methoden das Befestigungselement 23 integriert werden (vgl. 11). Abschließend werden beidseitig Deckschichten 24 auf die Kernstruktur 13 zur Bildung des Kernverbundes 25 aufgebracht.
Die 12 bis 14 zeigen beispielhaft die Bildung einer lokalen Verstärkungszone in einer offenen Kernstruktur gemäß einer dritten Verfahrensvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In den 12 bis 14 ist wiederum eine Kernstruktur 26 dargestellt. In die Kernstruktur 26 wird im Bereich einer Symmetrielinie zunächst eine Bohrung 27 eingebracht (vgl. 12). Die Bohrung 27 dient im gezeigten Ausführungsbeispiel ausweislich der 13 zur Aufnahme einer Hülse 28, die eine Raumbegrenzung zur Bildung einer lokalen Verstärkungszone 29 darstellt. Die Hülse 28 kann innerhalb der Bohrung 27 der Kernstruktur 26 eingeklebt, eingeschäumt, eingegossen, eingeschweißt, eingepresst, eingeschraubt oder eingeschlagen werden.
Zur Bildung der lokalen Verstärkungszone 29 wird nach Maßgabe der 14 eine Kernfüllmasse 30 oder eine andere Füllmasse in die Hülse 28 eingebracht. Bei der Kernfüllmasse 30 kann es sich beispielsweise um ein aushärtendes Kunstharz und/oder einen Kunststoffschaum handeln. Nach dem Einbringen der Kernfüllmasse 30 werden die Deckschichten 31 aufgebracht.
Wie vorstehend im Rahmen der Erläuterungen der beiden ersten Verfahrensvarianten beschrieben wurde, kann in die lokale Verstärkungszone 29 ein Befestigungselement 9, 23 integriert werden. Die dritte Verfahrensvariante weist dabei den Vorteil auf, dass durch die Hülse 28 von Anfang an eine Raumbegrenzung vorliegt, die Klebestoffe zur Verbindung von Befestigungselement und Kernverbund 32 am Ausbreiten hindert.
Die 15 zeigt einen nach Maßgabe des vorstehend beschriebenen Verfahrens hergestellten erfindungsgemäßen Kernverbund 33 mit einer Kernstruktur 34. Die Kernstruktur 34 ist beidseitig mit Deckschichten 35 versehen. Die Kernstruktur 34 ist hierbei als eine offene, dreidimensionale Faltwabenstruktur ausgebildet. Der Kernverbund 33 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der 15 erfindungsgemäß mit einer lokalen Verstärkungszone 36 versehen. Durch die lokale Verstärkungszone 36 wird unter anderem die Druckfestigkeit des so gebildeten Kernverbundes 33 in diesem Bereich verbessert. Der Kernverbund 33 kann im Bedarfsfall mit einer beliebigen Anzahl von lokalen Verstärkungszonen 36 versehen werden, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften des hieraus gebildeten Kernverbundes 33 zu erreichen.
In die lokale Verstärkungszone 36 können ein oder mehrere, in der Darstellung der 15 nicht näher dargestellte Befestigungselemente integriert werden. Als Befestigungselemente können beispielsweise Bohrungen, Einsetzmuttern, Inserts oder dergleichen verwendet werden. Die Bildung der lokalen Verstärkungszone 36 kann hierbei nach Maßgabe einer der vorstehend geschilderten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens geschaffen werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 15 ist die lokale Verstärkungszone 36 beispielsweise durch einen unteren Formkörper 37 sowie einen oberen Formkörper 38 gebildet. Die Formkörper 37, 38 sind formschlüssig zur Oberflächenstruktur der Kernstruktur 34 ausgebildet und werden sowohl mit der Kernstruktur 34, als auch den Deckschichten 35 verbunden, insbesondere verklebt, verschweißt, eingeschäumt, eingegossen etc.. Weiterhin ist es erforderlich, die Höhe der Formkörper 37, 38 nach dem Verbinden mit der Kernstruktur 34 der Höhe der Kernstruktur 34 anzupassen, damit die Deckschichten 35 auf die Kernstruktur 34 aufgebracht werden können.
Die Formkörper 37, 38 können beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere einer Kernfüllmasse, gebildet werden. Als Kernfüllmasse kommen insbesondere ein aushärtbares Kunstharz und/oder ein aushärtbarer Kunststoffschaum in Betracht.

1: Kernstruktur
2: Unterseite
3: Oberseite
4: Kanal
5: Formkörper
6: Formkörper
7: lokale Verstärkungszone
8: Bohrung
9: Befestigungselement
10: Kernfüllmasse
11: Deckschicht
12: Kernverbund
13: Kernstruktur
14: Unterseite
15: Oberseite
16: Kernabdruck
17: Kernabdruck
18: Formbohrung
19: Raumbegrenzung
20: Kernfüllmasse
21: lokale Verstärkungszone
22: Bohrung
23: Befestigungselement
24: Deckschicht
25: Kernverbund
26: Kernstruktur
27: Bohrung
28: Hülse
29: lokale Verstärkungszone
30: Kernfüllmasse
31: Deckschicht
32: Kernverbund
33: Kernverbund
34: Kernstruktur
35: Deckschicht
36: lokale Verstärkungszone
37: Formkörper
38: Formkörper

Claims

Verfahren zur Verstärkung von Kernstrukturen (1, 13, 26) zur Bildung von beidseitig mit Deckschichten (11, 24, 31) versehenen Kernverbunden (12, 25, 32), wobei die Kernstruktur (1, 13, 26) eine offene dreidimensionale Struktur, insbesondere eine Faltwabenstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Kernstruktur (1, 13, 26) mindestens eine lokale Verstärkungszone (7, 21, 29) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Befestigungselement (9, 23) oder eine Bohrung (8) im Bereich der lokalen Verstärkungszone (7, 21, 29) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Verstärkungszone (7) durch insbesondere formschlüssig zur Kernstruktur (1) ausgebildete Formkörper (5, 6) gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Formkörper (5, 6) in eine Oberseite (3) der Kernstruktur (1) und/oder mindestens ein Formkörper (5, 6) in eine Unterseite (2) der Kernstruktur (1) an gegenüberliegenden Seiten der Kernstruktur (1) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper (5, 6) mit der Kernstruktur (1) verbunden, insbesondere eingeklebt, eingeschäumt, eingegossen oder eingeschweißt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper (5, 6) nach dem Einbringen in die Kernstruktur (1) gleichzeitig mit der Kernstruktur (1) mit der Bohrung (8) versehen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper (5, 6) vor dem Einbringen in die Kernstruktur (1) mit der Bohrung (8) versehen werden und nach dem Einbringen nur die Kernstruktur (1) durchbohrt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (9), insbesondere ein Insert oder eine Einsetzmutter, mit der Bohrung (8) verbunden, insbesondere in diese eingeklebt, eingeschäumt, eingegossen, eingeschweißt, eingepresst, eingeschraubt oder eingeschlagen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Formkörper (5, 6) zunächst Kernabdrücke hergestellt werden und anschließend mittels der Kernabdrücke eine Form zur Herstellung der Formkörper (5, 6) gebildet wird, und schließlich ein Kunststoffmaterial, insbesondere eine Kernfüllmasse (10), in die Form eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Kernfüllmasse (10) ein Kunststoffmaterial, insbesondere ein aushärtendes Kunstharz und/oder ein aushärtender Kunststoffschaum, verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kernstruktur (13) eine Raumbegrenzung (19) zur örtlichen Beschränkung des Eintrags einer Kernfüllmasse (20) eingebracht und in die Raumbegrenzung (19) die Kernfüllmasse (20) zur Bildung der lokalen Verstärkungszone (21) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbegrenzung (19) durch mindestens einen Kernabdruck (16, 17) von der Kernstruktur (13) gebildet wird, wobei in den Kernabdruck (16, 17) oder die Kernabdrücke (16, 17) eine durchgehende Formbohrung (18) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Kernfüllmasse (20) ein Kunststoffmaterial, insbesondere ein aushärtbares Kunstharz und/oder ein aushärtbarer Kunststoffschaum, verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in die ausgehärtete Kernfüllmasse (20) und die Kernstruktur (13) eine Bohrung (22) zur Befestigung eines Befestigungselementes (23) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (23), insbesondere ein Insert oder eine Einsetzmutter, mit der Bohrung (22) verbunden, insbesondere in diese eingeklebt, eingeschäumt, eingegossen, eingeschweißt, eingepresst, eingeschraubt oder eingeschlagen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kernstruktur (26) eine Ausnehmung eingebracht und in die Ausnehmung eine Hülse (28) zur Bildung einer Raumbegrenzung eingebracht wird, wobei in die Raumbegrenzung eine Kernfüllmasse (30) zur Bildung der lokalen Verstärkungszone (29) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung als eine Bohrung (27) und die Hülse (28) als ein Hohlzylinder ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder mit der Bohrung (27) verbunden, insbesondere in diese eingeklebt, eingeschäumt, eingegossen, eingeschweißt, eingepresst, eingeschraubt oder eingeschlagen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Befestigungselement (23), insbesondere ein Insert oder eine Einsetzmutter, mit dem Hohlzylinder verbunden, insbesondere eingeklebt, eingeschäumt, eingegossen, eingeschweißt, eingepresst, eingeschraubt oder eingeschlagen wird.
Kernverbund (33) mit einer beidseitig mit Deckschichten (35) versehenen Kernstruktur (34), wobei die Kernstruktur (34) eine offene dreidimensionale Struktur, insbesondere eine Faltwabenstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Kernstruktur (34) mindestens eine lokale Verstärkungszone (36) gebildet ist.
Kernverbund (33) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die loka le Verstärkungszone (36) mit einem Formkörper (37) und einem Formkörper (38) gebildet wird, wobei die Formkörper (37, 38) zumindest bereichsweise formschlüssig zur Kernstruktur (34) ausgebildet werden.
Kernverbund (33) nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper (37, 38) mit einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem aushärtbaren Kunstharz und/oder einem aushärtbaren Kunststoffschaum gebildet sind.
Kernverbund (33) nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Deckschicht (35) im Bereich der lokalen Verstärkungszone (36) mit einer Markierung versehen ist.
Kernverbund (33) nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der lokalen Verstärkungszone (36) ein Befestigungselement eingebracht ist.