DE102005061838A1

DE102005061838A1 - Klimarohr für ein Luftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005061838A1
Application number: DE102005061838A
Authority: DE
Inventors: Mark Erath
Original assignee: XPERION ISOLA COMPOSITES GmbH
Current assignee: XPERION ISOLA COMPOSITES GmbH
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2007-07-05

Abstract

Klimarohr (1) für ein Luftfahrzeug mit einer Rohrwand (3), das in radialer Richtung (5) einen Faserverbundwerkstoff mit mindestens zwei radial versetzten Gewebeschichten (9) aufweist, wobei in dem Faserverbundwerkstoff mindestens eine Schicht (11) aus einer synthetischen Faserstruktur vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Klimarohr für ein Luftfahrzeug mit einer Rohrwand, das in radialer Richtung einen Faserverbundwerkstoff mit mindestens zwei radial versetzten Gewebeschichten aufweist.

Derartige Klimarohre werden in der zivilen wie auch in der militärischen Luftfahrt verwendet. Die Klimarohre verbinden eine Klimaanlage des Luftfahrzeugs mit einer luftdichten Kabine und einem luftdichten Cockpit des Luftfahrzeugs, um in diesen für Menschen angenehme Druck- und Temperaturverhältnisse auch in großen Höhen aufrechtzuerhalten. Das Klimarohr ist daher typischerweise in einem Zwischenraum zwischen der Kabine und dem Cockpit sowie einer äußeren Hülle des Luftfahrzeugs angeordnet, wobei der Zwischenraum durch meh rere Öffnungen mit Umgebungsluft des Luftfahrzeugs in Verbindung steht, so daß ein Luft-, Temperatur- und Druckaustausch mit dieser möglich ist.

Befindet sich das Luftfahrzeug in großen Höhen, so besteht ein erheblicher Druck- und Temperaturunterschied zwischen einem Inneren des Klimarohrs und dem Zwischenraum des Luftfahrzeugs. Da das gattungsgemäße Klimarohr unter diesen Umgebungsverhältnissen nicht vollständig dicht ist, tritt Luft aus dem Inneren des Klimarohrs senkrecht zur Rohrwand heraus, wobei die Feuchtigkeit der austretenden Luft aufgrund der Druck- und Temperaturverhältnisse in großen Höhen sofort an einer äußeren Oberfläche der Rohrwand des Klimarohrs kondensiert und gefriert.

Nach einer Landung des Luftfahrzeugs taut diese gefrorene Feuchtigkeit auf und tropft als Flüssigkeit in den Zwischenraum des Luftfahrzeugs. Diese Flüssigkeit kann aus diesem Zwischenraum nur schwer entweichen und begünstigt eine Korrosion von im Zwischenraum vorhandenen Einrichtungen, wie z. B. einer Hydraulik für das Fahrwerk, wie auch der äußeren Hülle des Luftfahrzeugs selbst.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Klimarohr so weiter zu bilden, daß durch dieses auch in großen Höhen keine Luft aus dem Inneren des Klimarohrs nach außen entweichen kann.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Klimarohr erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Faserverbundwerkstoff mindestens eine Schicht aus einer synthetischen Faserstruktur vorgesehen ist.

Die Gewebeschichten bestehen vorteilhaft aus einem Glasfasergewebe, insbesondere einem E-Glas. Das Glasfasergewebe weist vorteilhaft ein Gewicht von 20–300 g/m², bevorzugt 50–250 g/m² und weiter bevorzugt 100–200 g/m² auf.

Die mindestens eine Schicht aus einer synthetischen Faserstruktur besteht bevorzugt aus einem synthetischen Vlies, das vorteilhaft aus einem thermoplastischen Material, insbesondere aus Fasern aus Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE), besteht.

Eine Matrix zur Imprägnierung der Gewebeschichten und der mindestens einen Schicht aus einer synthetischen Faserstruktur zur Herstellung des Faserverbundwerkstoffes basiert bevorzugt auf einem Epoxy- oder Cyanatesterharz.

Vorteilhaft sind in dem Faserverbundwerkstoff zwei Gewebeschichten und eine Schicht aus einer synthetischen Faserstruktur vorgesehen, bevorzugt sind in dem Faserverbundwerkstoff mindestens zwei Gewebeschichten und mindestens zwei Schichten aus einer synthetischen Faserstruktur vorgesehen. Weiter bevorzugt sind in dem Faserverbundwerkstoff zwei Gewebeschichten und zwei Schichten aus einer synthetischen Faserstruktur vorgesehen.

Die Gewebeschichten und die mindestens eine Schicht aus einer synthetischen Faserstruktur sind in radialer Richtung vorteilhaft alternierend angeordnet. Alternativ können in radialer Richtung zunächst die Gewebeschichten und folgend die mindestens eine Schicht aus einer synthetischen Faserstruktur angeordnet sein oder auch umgekehrt. Allgemein können die Gewebeschichten und die mindestens eine Schicht aus einer synthetischen Faserstruktur in radialer Richtung in jeglicher Reihenfolge angeordnet sein.

Sind in dem Faserverbundwerkstoff zwei Gewebeschichten und zwei Schichten aus einer synthetischen Faserstruktur vorgesehen, so sind die beiden Schichten aus einer synthetischen Faserstruktur in radialer Richtung bevorzugt zwischen den beiden Gewebeschichten angeordnet.

Das erfindungsgemäße Klimarohr kann in ein beliebiges Luftfahrzeug eingebaut sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Klimarohrs und
2 eine Querschnittsansicht einer Rohrwand des Klimarohrs der 1.
Ein erfindungsgemäßes Klimarohr 1 in 1 besitzt in radialer Richtung 5 eine Rohrwand 3. Das Klimarohr 1 weist vorliegend einen kreisförmigen Querschnitt auf, kann allgemein jedoch einen beliebigen Querschnitt aufweisen.
Unter Bezug auf die Figuren wird nachfolgend die Herstellung des Klimarohrs 1 beschrieben.
Zunächst wird eine Gewebeschicht 9 von einer Rolle abgerollt. Die Gewebeschicht 9 besteht aus einem Glasfasergewebe mit Fasern 9F, vorliegend aus einem E-Glas. Das Glasfasergewebe weist ein Gewicht von 100–200 g/m² auf. Die Gewebeschicht 9 kann auf verschiedene Arten gewebt sein.
Ferner wird eine Schicht 11 aus synthetischen Vlies von einer Rolle abgerollt. Die Schicht 11 aus synthetischen Vlies weist Fasern 11F auf, die aus einem thermoplastischen Material bestehen, vorliegend aus Polypropylen (PP).
Die Schicht 11 aus synthetischen Vlies wird auf die Gewebeschicht 9 genäht, so daß diese durch Fäden 13 miteinander verbunden sind. Alternativ kann eine Klebeverbindung zwischen diesen vorgesehen sein.
Die aufeinander genähten Schichten 9, 11 werden folgend zur Imprägnierung durch ein Harzbad (aus einem Duromer) gezogen. Vorliegend wird als eine Matrix 7 für die Imprägnierung ein Cyanatesterharz verwendet. Alternativ kann die Matrix mittels „Hotmelt-Technology" aufgetragen werden.
Nachdem die Schichten 9, 11 das Harzbad passiert haben, werden diese kalandriert.
Nach dem Kalandrieren werden die Schichten 9, 11 durch horizontal oder vertikal gebaute Reaktionsöfen geführt, in denen eine Polymerisation des Cyanatesterharzes angeschoben wird („B-Staging").
Nach Abschluss dieses „B-Staging-Prozesses" werden die imprägnierten Schichten 9, 11 mit Schutz- und Trennfolien aus PE versehen, und auf Kernrohre aus Karton oder Kunstoff aufgerollt. Die nunmehr fertigen Prepregrollen werden anschließend in einem Kühlhaus bei einer Temperatur von –23°C gelagert, bis diese an einen Kunden auszuliefern sind.
Werden die Rollen von einem Kunden angefordert, so werden diese im gefrosteten Zustand an den Kunden geliefert. Die Rollen tauen beim Kunden bis zur Raumtemperatur auf, und die Schichten 9, 11 werden entsprechend dem herzustellenden Klimarohr 1 zugeschnitten.
Der benötigte Zuschnitt zur Herstellung des Klimarohrs 1 wird zweimal aus den Schichten 9, 11 ausgeschnitten, und die beiden Zuschnitte werden derart aufeinander gelegt, daß die Schichten 11 aus synthetischen Vlies aufeinander aufliegen, wie in 2 gezeigt.
Die aufeinander gelegten Schichten 11, 9, 9, 11 werden in ein Werkzeug zur Herstellung des Klimarohrs 1 gelegt und in einen Polymerisationsofen geführt, in dem die Matrix 7 vollständig polymerisiert, wodurch das Klimarohr 1 in seiner endgültigen Konfiguration hergestellt ist.
Das auf diese Weise gefertigte Klimarohr 1 kann nun in einen Zwischenraum beliebiger Luftfahrzeuge eingesetzt werden, um eine Klimaanlage des Luftfahrzeugs mit einer Kabine oder einem Cockpit desselben zu verbinden.

1: Klimarohr
3: Rohrwand
5: radiale Richtung
7: Matrix (des Faserverbundwerkstoffes)
9: Gewebeschicht
9F: Faser des Gewebes der Gewebeschicht 9
11: Schicht aus synthetischen Vlies
11F: Faser des synthetischen Vlies der Schicht 11
13: Faden

Claims

Klimarohr (1) für ein Luftfahrzeug mit einer Rohrwand (3), das in radialer Richtung (5) einen Faserverbundwerkstoff mit mindestens zwei radial versetzten Gewebeschichten (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Faserverbundwerkstoff mindestens eine Schicht (11) aus einer synthetischen Faserstruktur vorgesehen ist.
Klimarohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschichten (9) aus einem Glasfasergewebe bestehen.
Klimarohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasfasergewebe aus einem E-Glas besteht.
Klimarohr nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasfasergewebe ein Gewicht von 20–300 g/m², bevorzugt 50–250 g/m² und weiter bevorzugt 100–200 g/m² aufweist.
Klimarohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Schicht (11) aus einer synthetischen Faserstruktur aus einem synthetischen Vlies gebildet ist.
Klimarohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Vlies aus einem thermoplastischen Material besteht.
Klimarohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Vlies aus Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) besteht.
Klimarohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserverbundwerkstoff eine Matrix aus Epoxy- oder Cyanatesterharz umfaßt.
Klimarohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Faserverbundwerkstoff zwei Gewebeschichten (9) und eine Schicht (11) aus einer synthetischen Faserstruktur vorgesehen ist.
Klimarohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Faserverbundwerkstoff mindestens zwei Gewebeschichten (9) und mindestens zwei Schichten (11) aus einer synthetischen Faserstruktur vorgesehen sind.
Klimarohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Faserverbundwerkstoff zwei Gewebeschichten (9) und zwei Schichten (11) aus einer synthetischen Faserstruktur vorgesehen sind.
Klimarohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschichten (9) und die mindestens eine Schicht (11) aus einer synthetischen Faserstruktur in radialer Richtung (5) alternierend angeordnet sind.
Klimarohr nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schichten (11) aus einer synthetischen Faserstruktur in radialer Richtung (5) zwischen den beiden Gewebeschichten (9) angeordnet sind.
Luftfahrzeug mit einem Klimarohr (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.