DE102013019355A1

DE102013019355A1 - Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungselements für eine Passagierkabine eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102013019355A1
Application number: DE102013019355.9A
Authority: DE
Inventors: Maik Szarszewski; Matthias Hoffmann
Original assignee: Diehl Aircabin GmbH
Current assignee: Diehl Aviation Laupheim GmbH
Priority date: 2013-06-22
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2033-11-20
Also published as: CA2852566C; CA2852566A1; DE102013019355B4; US9375888B2; US20140374011A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungselements für eine Passagierkabine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugs, mit folgenden Schritten: Einbringen einer mit ersten Fasern versehenen und mit einem Harz imprägnierten ersten Lage (2) in eine Formschale (1), Schichten einer plattenförmigen und mit zweiten Fasern verstärkten Stützschicht (4) auf die ersten Lage (2), so dass sich die erste Lage (2) über zumindest eine Kante der Stützschicht (4) hinaus erstreckt, Schichten eines elastischen Materialstreifens (3) auf den sich über die Stützschicht (4) hinaus erstreckenden Abschnitt auf der ersten Lage (2), so dass der Materialstreifen (3) bündig an der Kante der Stützschicht (4) anliegt, Schichten einer mit den ersten Fasern versehenen und mit dem Harz imprägnierten zweiten Lage (5) auf der Stützschicht (4), so dass sich ein Abschnitt der zweiten Lage (5) über die Kante hinweg erstreckt und den Materialstreifen (3) überlagert, und Schließen der Formschale (1) und Ausüben eines Drucks auf die in der Formschale (1) aufgenommene Schichtanordnung bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 100°C, so dass eine Sandwichstruktur gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungselements für eine Passagierkabine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugs.
Nach dem Stand der Technik sind insbesondere zur Verkleidung von Passagierkabinen von Luftfahrzeugen Verkleidungselemente bekannt, welche aus einem leichtgewichtigen Kompositwerkstoff hergestellt sind. Dabei wird eine Stützschicht zwischen zwei mit Fasern versehenen und mit einem Harz imprägnierten Lagen laminiert. Die Stützschicht hat eine Wabenstruktur. Sie ist üblicherweise aus einem leichtgewichtigen mit Aramidfasern verstärkten Material hergestellt.
Derartige Verkleidungselemente nach dem Stand der Technik werden an der Innenseite der Passagierkabine eines Luftfahrzeugs so montiert, dass zwischen den aufeinanderfolgenden Verkleidungsplatten, einer angrenzenden Querwand oder dgl. ein Bewegungsspalt verbleibt. Der Bewegungsspalt ist dabei so bemessen, dass es im Falle einer elastischen Verformung der Passagierkabine nicht zu einem direkten Kontakt benachbarter Verkleidungselemente oder dgl. kommt. Der Bewegungsspalt wird nach dem Stand der Technik mit einem elastischen Material ausgespritzt oder durch ein eingelegtes Gummiprofil verschlossen. Das Anbringen von Verkleidungsplatten unter Einhaltung eines Bewegungsspalts mit einer vorgegebenen Breite sowie das nachträgliche Verschließen des Bewegungsspalts mit einem elastischen Material verursachen Montage-, Zeit- und Kostenaufwand.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein möglichst einfach und kostengünstig durchführbares Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungselements für eine Passagierkabine eines Fahrzeugs angegeben werden, welches ohne Einhaltung eines Bewegungsspalts montiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 15.
Nach Maßgabe der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungselements für eine Passagierkabine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugs, mit folgenden Schritten vorgeschlagen:
Einbringen einer mit ersten Fasern versehenen und mit einem Harz imprägnierten ersten Lage in eine Formschale,
Schichten einer plattenförmigen und mit zweiten Fasern verstärkten Stützschicht auf die ersten Lage, so dass sich die erste Lage über zumindest eine Kante der Stützschicht hinaus erstreckt,
Schichten eines elastischen Materialstreifens auf den sich über die Stützschicht hinaus erstreckenden Abschnitt der ersten Lage, so dass der Materialstreifen bündig an der Kante der Stützschicht anliegt,
Schichten einer mit den ersten Fasern versehenen und mit dem Harz imprägnierten zweiten Lage auf der Stützschicht, so dass sich ein Abschnitt der zweiten Lage über die Kante hinweg erstreckt und den Materialstreifen überlagert, und
Schließen der Formschale und Ausüben eines Drucks auf die in der Formschale aufgenommene Schichtanordnung bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 100°C, so dass eine Sandwichstruktur gebildet wird.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren gelingt auf einfache und kostengünstige Weise die Herstellung eines Verkleidungselements, bei dem entlang zumindest einer Kante ein elastischer Materialstreifen in die Sandwichstruktur integriert ist. Ein solches Verkleidungselement kann ohne Einhaltung eines Bewegungsspalts in bündiger Anlage mit einem benachbarten Verkleidungselement montiert werden. Das erleichtert die Montage. Es entfällt die Notwendigkeit eines Verfüllens eines Bewegungsspalts mit einem elastischen Material oder einem Dichtungsprofil.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Verkleidungselement in Vakuumverfahren laminiert. Dazu wird die Formschale vorteilhafterweise mittels einer Folie geschlossen und unter Druck ein Vakuum erzeugt.
Als Harz kann Phenolharz verwendet werden, welches beim Pressen bei einer Temperatur von 70 bis 90°C gehärtet wird.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird der Materialstreifen beim Pressen auf eine durch die Formschale vorgegebene Form plastisch verformt. Der Materialstreifen kann eine standardisierte Geometrie aufweisen, beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt haben. Die vorgegebene Form der Formschale kann kantenseitig verjüngend und abgerundet ausgebildet sein, so dass der Materialstreifen beim Pressen eine gerundete und/oder sich verjüngende Form an seiner freien Kante annimmt. Damit ist es möglich, Materialstreifen in standardisierter Geometrie zu verwenden. Einem solchen Materialstreifen kann erst beim Pressen die vorgegebene Form verliehen werden.
Zweckmäßigerweise ist die vorgegebene Form derart, dass eine Dicke des Materialstreifens zu dessen freier Kante hin abnimmt. Das verleiht dem Materialstreifen zu dessen freier Kante hin eine zunehmende Elastizität. Der vorgeschlagene Materialstreifen passt sich dann besonders gut an eine weitere Kante eines benachbarten Verkleidungselements an.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Materialstreifen eine Sollkompressionszone auf, welche durch zumindest eine im Wesentlichen kantenparallel verlaufende Ausnehmung gebildet ist. Die Ausnehmung kann einen U- oder V-förmigen Querschnitt haben. Auch andere Querschnitte sind denkbar. Durch die Ausnehmung weist der Materialstreifen im Bereich der Sollkompressionszone eine geringere Dicke auf. Er kann sich also in der Sollkompressionszone leichter elastisch verformen. Auch das trägt zu einem dichten und bündigen Anschluss an einem benachbarten Verkleidungselement oder dgl. bei.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Materialstreifen aus einem Schaum, vorzugsweise einem geschlossenporigen Schaum, gebildet. Der Schaum ist aus einem elastischen Material hergestellt. Der Materialstreifen ist vorzugsweise aus einem Chloropren-Elastomer hergestellt. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass dieses Material eine besonders feste Verbindung mit der ersten und der zweiten Lage bildet, insbesondere wenn als Harz Phenolharz verwendet wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung sind die ersten Fasern Glas- oder Kohlefasern. Die zweiten Fasern sind vorteilhafterweise Aramid- oder Kohlefasern. Die Stützschicht kann eine Wabenstruktur aufweisen, wobei die Begrenzungswände der Waben etwa senkrecht zu einer Sichtseite des Verkleidungsbauteils gerichtet sind. Eine solche Stützstruktur weist in einer Richtung senkrecht zur Sichtseite des Verkleidungselements eine hervorragende Druckfestigkeit auf.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird in einem weiteren Verfahrensschritt auf die zweite Lage der Sandwichstruktur und den sich davon erstreckenden Materialstreifen eine flexible Schicht aufgeklebt. Die flexible Schicht ist vorteilhafterweise aus einem offenporigen Schaum gebildet. Sie mindert das Verletzungsrisiko und verbessert die Haptik des vorgeschlagenen Verkleidungselements.
Ferner kann in einem weiteren Verfahrensschritt auf die Sandwichstruktur oder auf die flexible Schicht eine die Sichtseite des Verkleidungselements überdeckende Dekorschicht aufgeklebt werden. Die Dekorschicht kann beispielsweise aus Kunstleder oder einer Kunststofffolie gebildet sein. Sie ist zweckmäßigerweise wasserabweisend. Die Dekorschicht verleiht dem Verkleidungselement eine ansprechende Optik.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 Eine schematische Querschnittsansicht bei einem ersten Verfahrensschritt,
2 eine schematische Querschnittsansicht bei einem zweiten Verfahrensschritt,
3 eine schematische Querschnittsansicht bei einem dritten Verfahrensschritt,
4 eine schematische Querschnittsansicht bei einem vierten Verfahrensschritt,
5 eine schematische Querschnittsansicht bei einem fünften Verfahrensschritt und
6 eine schematische Querschnittsansicht bei einem sechsten Verfahrensschritt.
In 1 bis 4 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Werkzeug bzw. eine Formschale bezeichnet, welche die Sichtseite des herzustellenden Verkleidungselements abbildet.
In einem ersten Verfahrensschritt wird zunächst ein erstes Prepreg 2 in die Formschale 1 eingelegt. Das erste Prepreg 2 ist so dimensioniert, dass zwischen einer ersten Kante K1 der Formschale 1 und einem Ende E1 des ersten Prepregs 2 ein erster Abstand A1 verbleibt. Der erste Abstand A1 beträgt beispielsweise 5 bis 50 mm, vorzugsweise 10 bis 30 mm. Sodann wird in die Formschale 1 ein elastischer Materialstreifen 3 eingelegt, und zwar so, dass er an der ersten Kante K1 der Formschale 1 anliegt. Der Materialstreifen 3 ist so dimensioniert, dass er das erste Prepreg 2 abschnittsweise überlagert. Eine von einer zweiten Kante K2 des Materialstreifens 3 bis zum Ende E1 des ersten Prepregs 2 sich erstreckender Überlappungsabschnitt weist eine Breite B auf. Die Breite B des Überlappungsabschnitts kann 5 bis 20 mm, vorzugsweise 10 bis 15 mm, betragen.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird sodann eine Stützplatte 4 auf das erste Prepreg 2 aufgelegt, und zwar so, dass deren dritte Kante bündig an einer der Stützplatte 4 zugewandten zweiten Kante K2 des Materialstreifens 3 anliegt. Der Materialstreifen 3 weist im Bereich der zweiten Kante K2 etwa dieselbe Dicke wie die Stützschicht 4 auf.
Bei dem in 3 gezeigten dritten Verfahrensschritt wird ein zweites Prepreg 5 auf die Stützschicht 4 gelegt. Das zweite Prepreg 5 ist so bemessen, dass es sich – ähnlich wie das erste Prepreg 2 – über den Materialstreifen 3 erstreckt, und zwar vorteilhafterweise über die Breite B.
Bei dem in 4 gezeigten vierten Verfahrensschritt wird auf den Materialstreifen 3 eine Druckbeilage 6 aufgelegt, die sich vom Rand der Formschale 1 über die zweite Kante K2 hinweg bis in den Bereich der Stützplatte 4 erstreckt. Mit dem Bezugszeichen 7 ist eine Vakuumfolie bezeichnet, welche die gesamte Schichtanordnung überlagert.
Die Schichtanordnung wird nunmehr evakuiert, wodurch mittels der Vakuumfolie 7 ein gegen die Schichtanordnung wirkender Druck aufgebaut wird. Gleichzeitig wird die Schichtanordnung auf eine Temperatur im Bereich von 80°C erhitzt. Dabei verfestigt sich ein im ersten 2 und im zweiten Prepreg 5 enthaltenes Phenolharz. Das Phenolharz verbindet sich mit der Stützschicht 4 und vorteilhafterweise gleichzeitig mit dem aus einem Chloropren-Elastomer hergestellten Materialstreifen 3. Es bildet sich insgesamt eine feste Sandwichstruktur, deren freie vierte Kante K4 durch den elastischen Materialstreifen 3 gebildet ist.
Nach dem Entformen wird in einem fünften Verfahrensschritt auf eine aus dem ersten Prepreg 2 gebildete erste Schicht sowie auf eine Oberfläche des sich daran anschließenden Materialstreifens 3 eine flexible Schicht 8 beispielsweise mittels eines Kontaktklebers aufgeklebt. Die flexible Schicht 8 kann beispielsweise aus einem offenporigen Schaum hergestellt sein. Die flexible Schicht 8 kann die vierte Kante K4 des Materialstreifens 3 überlagern.
In einem sechsten Verfahrensschritt wird schließlich eine beispielsweise aus Kunstleder hergestellte Dekorschicht 9, zweckmäßigerweise mittels eines Kontaktklebers, auf die flexible Schicht 8 aufgeklebt. Die Dekorschicht 9 wird vorteilhafterweise um die vierte Kante K4 herumgezogen und auf einer Unterseite des Materialstreifens 3 mittels des Kontaktklebers befestigt. Zwischen einem weiteren Ende E2 der Dekorschicht an der Unterseite des Materialstreifens 3 und dem Ende E1 der aus dem zweiten Prepreg 5 gebildeten zweiten Schicht verbleibt ein zweiter Abstand A2. Der zweite Abstand A2 kann 0,5 bis 30 mm, vorzugsweise 10 bis 20 mm, betragen. Mit dem Bezugszeichen 10 sind an der Unterseite des Materialstreifens 3 vorgesehene Ausnehmungen bezeichnet. Die Dekorschicht 9 ist an der Unterseite so angeordnet, dass damit die Ausnehmungen 10 nicht überlagert werden. Auch die aus dem ersten 2 und dem zweiten Prepreg 5 gebildeten Schichten überlagern die Ausnehmungen 10 nicht.
Durch den elastischen Materialstreifen 3 ist die vierte Kante K4 des so hergestellten Verkleidungselements elastisch. Sie kann insbesondere in Richtung der zweiten Kante K2 komprimiert werden. Im Bereich der Ausnehmungen 10 werden jeweils Sollkompressionszonen gebildet. Dort ist eine Dicke des Materialstreifens 3 verringert. Eine Kompressionstiefe kann durch das Vorsehen der Ausnehmungen 10 erhöht werden.
Das nach dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellte Verkleidungselement ist kantenseitig komprimierbar. Infolgedessen kann auf das Vorsehen eines Bewegungsspalts zu einem benachbarten Verkleidungselement, einer benachbarten Querwand oder dgl. verzichtet werden. Etwaige Bewegungen zwischen einem benachbarten Verkleidungselement, einer benachbarten Querwand oder dgl. werden durch elastische Bewegungen des Materialstreifens 3 ausgeglichen.
Bezugszeichenliste

1: Formschale
2: erstes Prepreg
3: Materialstreifen
4: Stützschicht
5: zweites Prepreg
6: Druckauflage
7: Vakuumfolie
8: flexible Schicht
9: Dekorschicht
10: Ausnehmungen
A1: erster Abstand
A2: zweiter Abstand
B: Breite
E1: Ende
E2: weiteres Ende
K1: erste Kante
K2: zweite Kante
K4: vierte Kante

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungselements für eine Passagierkabine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugs, mit folgenden Schritten: Einbringen einer mit ersten Fasern versehenen und mit einem Harz imprägnierten ersten Lage (2) in eine Formschale (1), Schichten einer plattenförmigen und mit zweiten Fasern verstärkten Stützschicht (4) auf die ersten Lage (2), so dass sich die erste Lage (2) über zumindest eine Kante der Stützschicht (4) hinaus erstreckt, Schichten eines elastischen Materialstreifens (3) auf den sich über die Stützschicht (4) hinaus erstreckenden Abschnitt auf der ersten Lage (2), so dass der Materialstreifen (3) bündig an der Kante der Stützschicht (4) anliegt, Schichten einer mit den ersten Fasern versehenen und mit dem Harz imprägnierten zweiten Lage (5) auf der Stützschicht (4), so dass sich ein Abschnitt der zweiten Lage (5) über die Kante hinweg erstreckt und den Materialstreifen (3) überlagert, und Schließen der Formschale (1) und Ausüben eines Drucks auf die in der Formschale (1) aufgenommene Schichtanordnung bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 100°C, so dass eine Sandwichstruktur gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Formschale (1) mittels einer Folie (7) geschlossen und der Druck durch ein Vakuum erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Harz Phenolharz verwendet wird, welches beim Pressen bei einer Temperatur von 70 bis 90°C gehärtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Materialstreifen (3) bei Pressen auf eine durch die Formschale (1) vorgegebene Form plastisch verformt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Dicke des Materialstreifens (3) zu dessen freier Kante (K4) hin abnimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Materialstreifen (3) eine Sollkompressionszone aufweist, welche durch zumindest eine im Wesentlichen kantenparallel verlaufende Ausnehmung (10) gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Materialstreifen (3) aus einem Schaum, vorzugsweise einem geschlossenporigen Schaum, gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Materialstreifen (3) aus einem Chloropren-Elastomer hergestellt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten Fasern Glas- oder Kohlefasern sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweiten Fasern Aramid- oder Kohlefasern sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stützschicht (4) eine Wabenstruktur aufweist und wobei die Begrenzungswände der Waben etwa senkrecht zu einer Sichtseite des Verkleidungsbauteils gerichtet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf die zweite Lage (5) der Sandwichstruktur und den sich davon ersteckenden Materialstreifen (3) eine flexible Schicht (8) aufgeklebt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die flexible Schicht (8) aus einem offenporigen Schaum gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf die Sandwichstruktur oder auf die flexible Schicht (8) eine die Sichtseite des Verkleidungselements überdeckende Dekorschicht (9) aufgeklebt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dekorschicht (9) aus Kunstleder oder einer Kunststofffolie gebildet ist.