DE102013012611A1

DE102013012611A1 - Form zur Herstellung eines aus miteinander verbindbaren Lagen bestehenden Rohres, damit hergestelltes Rohr und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102013012611A1
Application number: DE201310012611
Authority: DE
Inventors: Uwe Lauschke; Karsten MÜLLER; Christoph Albani
Original assignee: KVB INST fur KONSTRUKTION und VERBUNDBAUWEISEN GEMEINNUETZIGE GmbH; Kvb Institut fur Konstruktion und Verbundbauweisen Gemeinnuetzige GmbH
Current assignee: KVB INST fur KONSTRUKTION und VERBUNDBAUWEISEN GEMEINNUETZIGE GmbH; Kvb Institut fur Konstruktion und Verbundbauweisen Gemeinnuetzige GmbH
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2015-01-29
Anticipated expiration: 2033-07-27
Also published as: DE102013012611B4

Abstract

Die Erfindung betrifft Formen zur Herstellung eines aus miteinander verbindbaren Lagen bestehenden Rohres, mit der Form hergestellte Rohre und Verfahren zur Herstellung aus miteinander verbindbaren Lagen bestehenden Rohren mit der Form. Diese zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass ein stabiles Rohr aus den miteinander verbindbaren Lagen einfach realisierbar ist. Dazu sind für die Form ein erstes und ein zweites Formteil jeweils L-förmig ausgebildet. Die Formteile weisen zur Herstellung U-förmiger Halbrohre jeweils ein lösbares und das jeweilige Formteil zu einer U-Form ergänzendes Schenkelteil auf. Ein Schenkel der Formteile oder das Schenkelteil besitzt in Längsrichtung eingebrachte Stufen, wobei die Höhe einer Stufe der Dicke wenigstens einer Lage entspricht, so dass geschäftete Schenkel vorhanden sind. Die Formteile mit den Halbrohren sind mit entfernten Schenkelteilen zur Ausbildung des Rohres miteinander verbunden, wobei die geschäfteten Schenkel der Halbrohre jeweils Bereiche der Rohrwand bilden. Die Lagen bilden damit die Halbrohre mit den geschäfteten Schenkeln.

Description

Die Erfindung betrifft Formen zur Herstellung eines aus miteinander verbindbaren Lagen bestehenden Rohres, mit der Form hergestellte Rohre aus miteinander verbundenen Lagen und Verfahren zur Herstellung aus miteinander verbindbaren Lagen bestehenden Rohren mit der Form.
Das Schäften ist eine bekannte Möglichkeit, um Teile mit ihren Stirnseiten mit einer relativ großen Kontaktfläche zu verbinden. Eine derartige Lösung ist unter anderem durch die Druckschrift DE 38 18 066 C2 Klebeverbindung von Rohren aus Kohlenstoff oder Graphit bekannt. Die miteinander zu verbindenden Stirnflächen der Rohre sind dazu als Kegelflächen ausgebildet. Die Druckschrift DE 20 2006 011 399 U1 beinhaltet eine Rohrverbindung für Maulprofil-Rohre und deren Böschungsstücke. Die Stumpfrohrenden weisen zum Zusammenfügen Schäftungen auf. Die Rohre werden dabei in Längsrichtung miteinander verbunden.
Durch die Druckschrift DE 1 628 982 A ist eine Vorrichtung zum Verbinden von durch Verleimen miteinander zu verschäftenden Werkstücken bekannt. Die Enden der miteinander zu verbindenden Werkstücke sind keilförmig ausgebildet. Weiterhin sind die zu verbindenden Flächen eben ausgeführt. Das Zusammenfügen der geschäfteten und mit Leim versehenen Flächen erfolgt durch Pressen mit erwärmten Presswerkzeugen. Die Vorrichtungen sind auf das Zusammenfügen von Werkstücken in Längsrichtung beschränkt. Die miteinander zu verbindenden Werkstücke in Form von Platten besitzen die gleiche Dicke.
Der in den Patentansprüchen 1, 5 und 9 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein stabiles Rohr aus miteinander verbindbaren Lagen einfach herzustellen.
Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen 1, 5 und 9 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die Formen zur Herstellung eines aus miteinander verbindbaren Lagen bestehenden Rohres, die mit der Form hergestellte Rohre aus miteinander verbundenen Lagen und die Verfahren zur Herstellung aus miteinander verbindbaren Lagen bestehenden Rohren mit der Form zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass ein stabiles Rohr aus den miteinander verbindbaren Lagen einfach realisierbar ist.
Dazu sind für die Form ein erstes und ein zweites Formteil jeweils L-förmig ausgebildet. Die Formteile weisen zur Herstellung U-förmiger Halbrohre jeweils ein lösbares und das jeweilige Formteil zu einer U-Form ergänzendes Schenkelteil auf. Ein Schenkel der Formteile oder das Schenkelteil besitzt in Längsrichtung eingebrachte Stufen, wobei die Höhe einer Stufe der Dicke wenigstens einer Lage entspricht, so dass geschäftete Schenkel vorhanden sind. Die Formteile mit den Halbrohren sind mit entfernten Schenkelteilen zur Ausbildung des Rohres miteinander verbunden, wobei die geschäfteten Schenkel der Halbrohre jeweils Bereiche der Rohrwand bilden. Die Lagen bilden damit die Halbrohre mit den geschäfteten Schenkeln.
Das damit hergestellte Rohr besteht aus den zwei miteinander verbundenen Halbrohren mit den durch Lagen ausgebildeten geschäfteten Schenkeln.
Zur Herstellung werden Lagen mit der Breite gleich/kleiner dem Teilumfang des Halbrohres in das Formteil gelegt, wobei durch die Stufen des Formteils oder des Schenkelteils geschäftete Schenkel des Halbrohres entstehen. Zwei Formteile mit den Halbrohren werden zusammengefügt, so dass die geschäfteten Schenkel jeweils Bereiche der Rohrwand sind. Die Lagen werden zur Ausbildung des Rohres miteinander verbunden.
Das Rohr zeichnet sich damit dadurch aus, dass es sowohl einfach herstellbar als auch auf Grund der Schäftungen sehr stabil ist. Dazu werden die Lagen einfach in die Formteile gelegt, die vorteilhafterweise die Stufen als Anschläge für die Lagen besitzen. Das gewährleistet eine einfache durch die Anschläge vorbestimmte und damit exakte Realisierung der Halbrohre. Die Stufen und die Breite der Lagen bestimmen dabei die erzielbaren Schäftungen, die sich beim Einlegen der Lagen selbstständig ausbilden.
Die Formteile können vorteilhafetrweise gleich ausgebildet sein, so dass sich gleiche Halbrohre ergeben. Die Ausbildung der gestuften Schenkel der Formteile oder der Schenkelteile in Verbindung mit Lagen gleicher Breite zur Ausbildung des Rohres führen zu exakt ausgebildeten Schäftungen zum Verbindes der Halbrohre zu dem Rohr. Damit bestimmen die Ausbildung der Stufen die Exaktheit der Schäftungen. Vorteilhafterweise dienen dabei die Stufen gleichzeitig als Anschläge für die Lagen, so dass eine ökonomisch günstige Realisierung der Rohre gegeben ist. Beim Verbinden der Formteile bildet sich automatisch das Rohr aus, wobei die gleichgestalteten und gleiche Maße aufweisenden und symmetrischen Schäftungen exakt zusammen gefügt werden können. Das Rohr besitzt eine konstante Wandstärke sowohl in den Bereichen der Schäftungen als auch in den Bereichen ohne den Schäftungen. Die Schäftungen führen dabei aufgrund ihrer exakten Ausführngen zu einer hohen Stabilität des Rohres, die durch die vergrößerten Verbindungsflächen gewährleistet ist.
Das Rohr kann den Querschnitt eines Kegelschnitts oder eines Mehrecks aufweisen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4, 6 bis 8 und 10 angegeben.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 befinden sich die miteinander verbundenen Formteile mit den Halbrohren zur Verbindung der Lagen in einem Vakuumsack. Damit werden die Formteile zusätzlich zu beispielsweise Schraub- und/oder Klemmverbindungen miteinander verbunden. Gleichzeitig dient der Vakuumsack als Schutz gegenüber von Umwelteinflüssen.
Die miteinander verbundenen Formteile mit den Halbrohren sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 zur Verbindung der Lagen in einem doppelwandigen Vakuumschlauch angeordnet, so dass sich die Form mit den Halbrohren zwischen den Wänden des doppelwandigen Vakuumschlauchs befindet. Weiterhin ist der Raum zwischen den Wänden mit der Form mit den Halbrohren mit einer einen Unterdruck erzeugenden Einrichtung verbunden. Bei einer Evakuierung des doppelwandigen Vakuumschlauchs drücken damit die äußere Wand auf die Form mit den Halbrohren und die innere Wand auf die Innenflächen der Halbrohre. Damit können die Formteile zusätzlich zu beispielsweise Schraub- und/oder Klemmverbindungen miteinander verbunden werden. Gleichzeitig dient der Vakuumschlauch als Schutz gegenüber von Umwelteinflüssen. Zur Verhinderung des Eindringens der inneren Wand des doppelwandigen Vakuumschlauchs in eventuell vorhandene nicht aneinandergefügte Lagen können sich zwischen Innenwand des Rohres und innerer Wand des doppelwandigen Vakuumschlauchs plattenförmige Stützen befinden.
An an der Innenwand des Rohres in der Form befindet sich nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 vorteilhafterweise ein entfernbarer Stützkörper.
Die Lage ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 vorteilhafterweise eine ausgehärtete Prepreglage.
Wenigstens eine Lage ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 eine Textilie, ein Gewebe, ein Gewirk, ein Gestrick, ein Geflecht, ein Vliesstoff oder ein Filz sein. Damit wird die Stabilität des Rohres erhöht.
Das Rohr ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 ein unverzweigtes oder ein verzweigtes Rohr.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 bestehen die zu legenden Lagen aus Endlosfasern in einer ungehärteten duroplastischen Kunststoffmatrix und/oder aus Endlosfasern in einer ungehärteten duroplastischen Kunststoffmatrix und wenigstens einer Lage einer Textilie, eines Gewebes, eines Gewirks, eines Gestricks, eines Geflechts, eines Vliesstoffes oder eines Filzes. Weiterhin werden die ungehärtete duroplastische Kunststoffmatrizzen der Lagen ausgehärtet. Das erfolgt beispielsweise in einem bekannten Autoklaven.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 ein Querschnitt eines Formteils mit einem Schenkelteil und einem Halbrohr,
2 ein Querschnitt zweier zusammenzufügender Formteile,
3 ein Querschnitt einer Form aus Formteilen mit einem Rohr und
4 ein Querschnitt eines Halbrohres mit Schäftungen.
Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel werden Formen 4 zur Herstellung eines aus miteinander verbindbaren Lagen bestehenden Rohres 5, mit der Form 4 hergestellte Rohre 5 aus miteinander verbundenen Lagen und Verfahren zur Herstellung aus miteinander verbindbaren Lagen bestehenden Rohren 5 mit der Form 4 zusammen näher erläutert.
Die 1 zeigt einen Querschnitt eines Formteils 1 mit einem Schenkelteil 3 und einem Halbrohr 2 in einer prinzipiellen Darstellung.
Eine Form 4 zur Herstellung eines aus miteinander verbindbaren Lagen bestehenden Rohres 5 besteht im Wesentlichen aus einem ersten und einem zweiten Formteil 1, die jeweils L-förmig ausgebildet sind. Die Formteile 1 weisen zur Herstellung U-förmiger Halbrohre 2 jeweils ein lösbares und das jeweilige Formteil 1 zu einer U-Form ergänzendes Schenkelteil 3 auf.
Das Schenkelteil 3 besitzt in Längsrichtung eingebrachte Stufen. Die Höhe einer Stufe entspricht der Dicke wenigstens einer Lage und die Anzahl der Stufen wenigstens der Anzahl der das Rohr 5 bildenden Lagen. Die Stufen sind gleichzeitig Anschläge für die Lagen. Die Breite der Lage ist gleich/kleiner dem halben Umfang des Rohres 5, so dass sich beim Einlegen der Lagen geschäftete Schenkel ausbilden.
Die 2 zeigt einen Querschnitt zweier zusammenzufügender Formteile 1 in einer prinzipiellen Darstellung.
Die Formteile 1 mit den Halbrohren 2 und mit entfernten Schenkelteilen 3 werden zur Ausbildung des Rohres 5 miteinander verbunden.
Die 3 zeigt einen Querschnitt einer Form 4 aus Formteilen 1 mit einem Rohr 5 in einer prinzipiellen Darstellung.
Die miteinander verbundenen Formteile 1 mit den Halbrohren 2 bilden zusammen die Form 4 mit dem auszubildenden Rohr 5, wobei die geschäfteten Schenkel der Halbrohre 2 jeweils Bereiche der Rohrwand sind.
Zur Ausbildung des Rohres 5 befinden sich die miteinander verbundenen Formteile 1 mit den Halbrohren 2 zur Verbindung der Lagen in einem doppelwandigen Vakuumschlauch, wobei sich die Form mit den Halbrohren 2 zwischen den Wänden des doppelwandigen Vakuumschlauchs befindet. Der Raum zwischen den Wänden mit der Form mit den Halbrohren 2 ist mit einer einen Unterdruck erzeugenden Einrichtung verbunden. Bei einer Evakuierung des doppelwandigen Vakuumschlauchs drücken damit die äußere Wand auf die Form 4 mit den Halbrohren 2 und die innere Wand auf die Innenflächen der Halbrohre 2. Zur Verhinderung des Eindringens der inneren Wand des doppelwandigen Vakuumschlauchs in eventuell vorhandene nicht aneinandergefügte Lagen können sich zwischen Innenwand des Rohres 5 und innerer Wand des doppelwandigen Vakuumschlauchs plattenförmige Stützen befinden.
Das Rohr 5 besteht damit aus miteinander verbundenen Halbrohren 2, wobei die Halbrohre 2 aus Lagen mit der Breite gleich/kleiner dem halben Umfang des Rohres 5 ausgebildet sind. Durch die Stufen, die gleichzeitig als Anschläge dienen, bilden die eingelegten Lagen geschäftete Schenkel aus. Bei den zusammengefügten Halbrohren 2 sind die geschäfteten Schenkel der Halbrohre 2 jeweils Bereiche der Rohrwand.
Die 4 zeigt einen Querschnitt eines Halbrohres 2 mit Schäftungen in einer prinzipiellen Darstellung.
Die Lagen sind Prepregs, so dass das Rohr 5 aus ausgehärteten Prepreglagen besteht. Das Rohr 5 kann dabei sowohl ein unverzweigtes Rohr 5 als auch ein verzweigtes Rohr 5 sein. Der Querschnitt ist mehreckig ausbildbar oder weist die Form eines Kegelschnitts auf. Letztere ist insbesondere eine Kreis oder eine Ellipse. Darüber hinaus können natürlich auch weitere freie ausgestaltbare Formen insbesondere auch Kombinationen der genannten Formen realisiert werden.
In einer Ausführungsform kann wenigstens eine Lage eine Textilie sein. Diese Lage ist dann von Prepreglagen ummantelt. Die Textilie ist dabei bekannterweise ein Gewebe, ein Gewirk, ein Gestrick, ein Geflecht, ein Vliesstoff oder ein Filz.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3818066 C2 [0002]
DE 202006011399 U1 [0002]
DE 1628982 A [0003]

Claims

Form zur Herstellung eines aus miteinander verbindbaren Lagen bestehenden Rohres (5), dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes und ein zweites Formteil (1) jeweils L-förmig ausgebildet sind, dass die Formteile (1) zur Herstellung U-förmiger Halbrohre (2) jeweils ein lösbares und das jeweilige Formteil (1) zu einer U-Form ergänzendes Schenkelteil (3) aufweisen, dass ein Schenkel der Formteile (1) oder das Schenkelteil (3) in Längsrichtung eingebrachte Stufen aufweist, wobei die Höhe einer Stufe der Dicke wenigstens einer Lage entspricht, so dass geschäftete Schenkel vorhanden sind, und dass die Formteile (1) mit den Halbrohren (2) mit entfernten Schenkelteilen (3) zur Ausbildung des Rohres (5) miteinander verbunden sind, wobei die geschäfteten Schenkel der Halbrohre (2) jeweils Bereiche der Rohrwand bilden.
Form nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die miteinander verbundenen Formteile (1) mit den Halbrohren (2) zur Verbindung der Lagen in einem Vakuumsack befinden.
Form nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander verbundenen Formteile (1) mit den Halbrohren (2) zur Verbindung der Lagen in einem doppelwandigen Vakuumschlauch angeordnet sind, so dass sich die Form (4) mit den Halbrohren (2) zwischen den Wänden des doppelwandigen Vakuumschlauchs befindet, und dass der Raum zwischen den Wänden mit der Form (4) mit den Halbrohren (2) mit einer einen Unterdruck erzeugenden Einrichtung verbunden ist.
Form nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich an der Innenwand des Rohres (5) in der Form (4) ein entfernbarer Stützkörper befindet.
Mit der Form nach Patentanspruch 1 hergestelltes Rohr (5) aus miteinander verbundenen Lagen, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (5) aus miteinander verbundenen Halbrohren (2) besteht, wobei die Halbrohre (2) geschäftete Schenkel besitzen und die geschäfteten Schenkel der Halbrohre (2) jeweils Bereiche der Rohrwand sind.
Rohr nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage eine ausgehärtete Prepreglage ist.
Rohr nach Patentanspruchs 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Lage eine Textilie, ein Gewebe, ein Gewirk, ein Gestrick, ein Geflecht, ein Vliesstoff oder ein Filz ist.
Rohr nach Patentanspruchs 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (5) ein unverzweigtes oder ein verzweigtes Rohr ist.
Verfahren zur Herstellung eines aus miteinander verbindbaren Lagen bestehenden Rohres (5) mit einer Form (4) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Formteil (1) Lagen zu einem Halbrohr (2) mit geschäfteten Schenkeln gelegt werden, wobei im Formteil (1) die Höhe einer Stufe der Dicke wenigstens einer Lage und die Anzahl der Stufen maximal der Anzahl der das Rohr (5) bildenden Lagen entspricht, dass zwei Formteile (1) mit den Halbrohren (2) zusammengefügt werden, so dass die geschäfteten Schenkel jeweils Bereiche der Rohrwand sind, dass die Lagen zur Ausbildung des Rohres (5) miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Patentanspruchs 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zu legenden Lagen aus Endlosfasern in einer ungehärteten duroplastischen Kunststoffmatrix und/oder aus Endlosfasern in einer ungehärteten duroplastischen Kunststoffmatrix und wenigstens einer Lage einer Textilie, eines Gewebes, eines Gewirks, eines Gestricks, eines Geflechts, eines Vliesstoffes oder eines Filzes und dass die ungehärteten duroplastischen Kunststoffmatrizen der Lagen ausgehärtet werden.