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Die Erfindung betrifft ein Druckschott, das insbesondere zum druckdichten axialen Abschluss eines bedruckbaren Flugzeugrumpfbereichs geeignet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Druckschotts.
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Im Flugzeugbau gibt es Bestrebungen, als lasttragende Strukturbauteile zunehmend Bauteile einzusetzen, die vollständig oder teilweise aus faserverstärkten Verbundmaterialien, beispielsweise kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) bestehen. Beispielsweise beschreibt die
DE 195 03 939 C1 ein kalottenförmiges Druckschott, das durch Wickeln eines in Prepreg- oder Nasstechnik vorimprägniertes faden- oder bandförmigen Halbzeugs auf einen Formkörper hergestellt wird. Das Halbzeug kann als Hauptbestandteil Kohlenstofffasern, Glasfasern oder Aramidfasern enthalten. Während des Wickelvorgangs wird der Wickelwinkel kontinuierlich variiert, um eine gewünschte Orientierung des Halbzeugs und eine gewünschte Wandstärke des resultierenden Laminats zu erhalten.
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Aus der
US 7 900 405 B1 ist ein kreisförmiger Dom bekannt, der eine Mehrzahl von prismatischen Elementen umfasst, die entlang von kreisbogenförmiges Elementen in drei Schichten, einer äußeren Schicht, einer mittleren Schicht und einer inneren Schicht angeordnet sind. Die Elemente der drei Schichten formen ein Gitter, das an Spitzen sphärischer Dreiecke liegende Kreuzungspunkte aufweist. An jeder Dreiecksspitze sind drei Elemente – eines aus jeder Schicht – miteinander verbunden.
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Die
US 2014/0 370 227 A1 beschreibt ein Druckschott mit einer kalottenförmigen Wand, die einen radial innen liegenden Abschnitt, einen integriert mit dem radial innen liegenden Abschnitt ausgebildeten radial außen liegenden Kompressionsring sowie sich in radialer Richtung erstreckende Versteifungselemente umfasst.
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Die Erfindung ist auf die Aufgabe gerichtet, ein aus einem Faserverbundwerkstoff hergestelltes Druckschott bereitzustellen, das hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften die an ein zum Einsatz in einem Flugzeug geeignetes Durchschott gestellten Anforderungen erfüllt und gleichzeitig ein geringes Gewicht aufweist. Ferner ist die Erfindung auf die Aufgabe gerichtet, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Druckschotts anzugeben Diese Aufgaben werden durch ein Druckschott mit den Merkmalen des Anspruchs 1, und ein Verfahren zur Herstellung eines Druckschotts mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
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Beim Einsatz in einem Flugzeug dient ein Druckschott dazu, einen bedruckbaren Flugzeugrumpfbereich von einem in Richtung einer Längsachse des Flugzeugs zu dem bedruckbaren Flugzeugrumpfbereich benachbarten Flugzeugrumpfbereich, der auch im Flugbetrieb des Flugzeugs mit dem Umgebungsdruck beaufschlagt ist, abdichtend zu trennen. Zur Optimierung der Lastaufnahme kann das Druckschott kalottenförmig ausgebildet sein, d. h. eine Oberfläche des Druckschotts, die in einem in einem Flugzeug verbauten Zustand des Druckschotts dem bedruckbaren Flugzeugrumpfbereich zugewandt ist, kann mit einer konkaven Krümmung versehen sein, während eine von dem bedruckbaren Flugzeugrumpfbereich abgewandte Oberfläche des Druckschotts eine entsprechende konvexe Krümmung aufweisen kann. Bei einer Bedruckung des bedruckbaren Flugzeugrumpfbereichs wird dann die mit einer konkaven Krümmung versehene Oberfläche des Druckschotts mit Druck beaufschlagt. Das Druckschott kann jedoch auch eine flache Geometrie aufweisen oder nur geringfügig gekrümmt ausgebildet sein. Im Bereich seines Umfangsrands ist das Druckschott vorzugsweise mit der Primärstruktur des Flugzeugs verbunden. Bei einer Druckbeaufschlagung des Druckschotts wird das Druckschott demzufolge hauptsächlich durch radial gerichtete Zugspannungen belastet.
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Das Druckschott umfasst eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Materiallagen, wobei jede Materiallage in ein Matrixmaterial eingebettete Verstärkungsfasern enthält. Bei den Verstärkungsfasern kann es sich um Kohlenstofffasern, aber auch um Glasfasern oder Aramidfasern handelt. Als Matrixmaterial kann in dem zur Herstellung des Druckschotts verwendeten Faserverbundmaterial ein aushärtbares Kunststoffmaterial, beispielsweise ein Harz, insbesondere ein Epoxidharz zum Einsatz kommen. Die Matrix des Faserverbundmaterials kann durch Aushärten einer auf die Oberflächen der Verstärkungsfasern aufgebrachten Imprägnierung aus dem Matrixmaterial und/oder durch Einbringen des Matrixmaterials im flüssigen Zustand in eine Form, in die Verstärkungsfasern eingelegt sind, gebildet werden.
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In mindestens einer ersten Materiallage sind die Verstärkungsfasern so orientiert sind, dass ihre Längsachsen in einem Winkelbereich von ±2° um eine radiale Richtung des Druckschotts liegen. Mit anderen Worten, das Druckschott enthält in der mindestens einen ersten Materiallage Verstärkungsfasern, die so ausrichtet sind, dass die Orientierung ihrer Längsachsen der radialen Richtung des Druckschotts und damit der Hauptbelastungsrichtung des Druckschotts mit Zugspannungen entspricht. Die Verstärkungsfasern sind daher besonders gut geeignet, diese Zugspannungen aufzunehmen. Folglich kann das Druckschott, das hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften alle an ein zum Einsatz in einem Flugzeug geeignetes Durchschott gestellten Anforderungen erfüllt, mit weniger Material und folglich einem geringen Gewicht realisiert werden.
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Vorzugsweise umfasst die mindestens eine erste Materiallage eine Mehrzahl von Flächenelementen, die jeweils aus parallel zueinander angeordneten streifenförmigen Segmenten bestehen. Jedes streifenförmige Segment kann so orientiert sein, dass seine Längsachse in einem Winkelbereich von ±2° um die radiale Richtung des Druckschotts liegt. Die Herstellung der mindestens einen ersten Materiallage aus Flächenelementen, die jeweils aus parallel zueinander angeordneten streifenförmigen Segmenten bestehen, ist relativ einfach und kostengünstig mit bestehenden Maschinen realisierbar.
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Die Länge der ein Flächenelement bildenden streifenförmigen Segmente nimmt vorzugsweise ausgehend von einer durch die radiale Richtung des Druckschotts definierten Zentralachse des Flächenelements in Umfangsrichtung des Druckschotts ab. Durch eine derartige Gestaltung der streifenförmigen Segmente kann eine zumindest weitgehend flächendeckende erste Materiallage hergestellt werden.
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Ferner kann die mindestens eine erste Materiallage eine Mehrzahl von kreissegmentförmigen Flächenelementen umfassen. Die erste Materiallage kann ausschließlich aus parallel zueinander angeordneten streifenförmigen Segmenten bestehende Flächenelemente oder ausschließlich kreissegmentförmige Flächenelemente umfassen. Es ist jedoch auch denkbar, das Druckschott mit mindestens einer ersten Materiallage auszubilden, die sowohl aus streifenförmigen Segmenten bestehende Flächenelemente als auch kreissegmentförmige Flächenelemente umfasst.
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Vorzugsweise weisen die aus parallel zueinander angeordneten streifenförmigen Segmenten bestehenden Flächenelemente der ersten Materiallage und/oder die kreissegmentförmigen Flächenelemente der ersten Materiallage in Umfangsrichtung des Druckschotts überlappende Randbereiche auf. Überlappenden Randbereiche können durch in Umfangsrichtung des Druckschotts zueinander benachbarte aus streifenförmigen Segmenten bestehende Flächenelemente oder durch in Umfangsrichtung des Druckschotts zueinander benachbarte kreissegmentförmige Flächenelemente gebildet werden. Falls die erste Materiallage sowohl aus streifenförmigen Segmenten bestehende Flächenelemente als auch kreissegmentförmige Flächenelemente umfasst, können überlappende Randbereiche auch durch in Umfangsrichtung des Druckschotts zueinander benachbarte aus streifenförmigen Segmenten bestehe Flächenelemente und kreissegmentförmige Flächenelemente gebildet werden.
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Das Druckschott kann ferner mindestens eine zweite Materiallage umfassen. Beispielsweise können in dem Druckschott abwechselnd erste und zweite Materiallagen übereinander gestapelt sein. Ist jedoch auch denkbar, eine zweite Materiallage zwischen zwei jeweils aus mehreren ersten Materiallagen bestehenden Materiallagenstapeln anzuordnen, oder einen aus mehreren zweiten Materiallagen bestehenden Materiallagenstapel zwischen zwei einzelnen ersten Materiallagen zu positionieren. Die Stapelfolge der ersten und zweiten Materiallagen kann insbesondere in Abhängigkeit der spezifischen an das Druckschott gestellten mechanischen Anforderungen gestaltet werden. In der mindestens einen zweiten Materiallage sind die Verstärkungsfasern vorzugsweise so orientiert, dass ihre Längsachsen in einem Winkelbereich von 88 bis 92° zur radialen Richtung des Druckschotts liegen. Die zweite Materiallage enthält demzufolge Verstärkungsfasern, die so ausrichtet sind, dass sich ihre Längsachsen im Wesentlichen senkrecht zur radialen Richtung des Druckschotts und damit senkrecht zur Hauptbelastungsrichtung des Druckschotts mit Zugspannungen erstrecken. Die mindestens eine zweite Materiallage ist daher nicht so gut zur Aufnahme der radial gerichteten Zugspannungen geeignet, wie die erste Materiallage. Die zweite Materiallage erfährt dadurch aber auch eine geringere Dehnung als die erste Materiallage und ist daher besonders gut geeignet, um infolge der auf die erste Materiallage wirkenden Zugspannung in der ersten Materiallage entstehende Materialdehnungen zu kompensieren.
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Die mindestens eine zweite Materiallage kann eine Mehrzahl von bandförmigen Flächenelementen umfassen, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Die bandförmigen Flächenelemente können in Form von konzentrischen Kreisbändern ausgebildet sein oder sich über lediglich ein Kreissegment in Umfangsrichtung des Druckschotts erstrecken.
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Ferner kann die mindestens eine zweite Materiallage eine Mehrzahl von kreissegmentförmigen Flächenelementen umfassen. Die zweite Materiallage kann ausschließlich bandförmige Flächenelemente oder ausschließlich kreissegmentförmige Flächenelemente umfassen. Es ist jedoch auch denkbar, das Druckschott mit mindestens einer zweiten Materiallage auszubilden, die sowohl bandförmige Flächenelemente, die sich über lediglich ein Kreissegment in Umfangsrichtung des Druckschotts erstrecken, als auch kreissegmentförmige Flächenelemente umfasst.
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Vorzugsweise weisen die bandförmigen Flächenelementen der zweiten Materiallage in radialer Richtung des Druckschotts überlappende Randbereiche auf. Die in radialer Richtung des Druckschotts überlappenden Randbereiche können durch in radialer Richtung des Druckschotts zueinander benachbarte bandförmige Flächenelemente gebildet werden. Zusätzlich oder alternativ dazu können die kreissegmentförmigen Flächenelemente der zweiten Materiallage in Umfangsrichtung des Druckschotts überlappende Randbereiche aufweisen.
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Das Druckschott kann ferner mindestens eine dritte Materiallage umfassen, die in einer gewünschten Stapelfolge mit ersten und ggf. auch zweiten Materiallagen gestapelt sein kann. In der mindestens einen dritten Materiallage sind die Verstärkungsfasern vorzugsweise so orientiert, dass ihre Längsachsen in einem Winkelbereich von 15 bis 75° zur radialen Richtung des Druckschotts liegen. Die dritte Materiallage enthält demzufolge Verstärkungsfasern, die so ausrichtet sind, dass sich ihre Längsachsen in einem Winkel von 15 bis 75° zur radialen Richtung des Druckschotts und damit in einem Winkel von 15 bis 75° zur Hauptbelastungsrichtung des Druckschotts mit Zugspannungen erstrecken. Die mindestens eine dritte Materiallage ist daher nicht so gut zur Aufnahme der radial gerichteten Zugspannungen geeignet, wie die erste Materiallage, aber besser als die zweite Materiallage. Allerdings ist die dritte Materiallage weniger gut dazu geeignet, in der ersten Materiallage entstehende Materialdehnungen zu kompensieren, als die zweite Materiallage. Die Anzahl der in dem Druckschott enthaltenen ersten, zweiten und dritten Materiallagen sowie deren Stapelfolge können in Abhängigkeit der spezifischen an das Druckschott gestellten mechanischen Anforderungen gewählt werden.
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Die mindestens eine dritte Materiallage kann eine Mehrzahl von streifenförmigen Flächenelementen umfassen. Zueinander benachbarte streifenförmige Flächenelemente bilden vorzugsweise unterschiedliche Winkel mit der radialen Richtung des Druckschotts. Bei einer derartigen Positionierung der streifenförmigen Flächenelemente überlagern sich die streifenförmigen Flächenelemente im Bereich eines Zentrums des Druckschotts, wodurch der zentrumsnahe Bereich des Druckschotts verstärkt und versteift wird.
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Ferner kann die mindestens eine dritte Materiallage eine Mehrzahl von kreissegmentförmigen Flächenelementen umfassen. Die zweite Materiallage kann ausschließlich streifenförmige Flächenelemente oder ausschließlich kreissegmentförmige Flächenelemente umfassen. Es ist jedoch auch denkbar, das Druckschott mit mindestens einer dritten Materiallage auszubilden, die sowohl streifenförmige Flächenelemente als auch kreissegmentförmige Flächenelemente umfasst.
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Vorzugsweise weisen die streifenförmigen Flächenelemente der dritten Materiallage und/oder die kreissegmentförmigen Flächenelemente der dritten Materiallage in Umfangsrichtung des Druckschotts überlappende Randbereiche auf. Überlappenden Randbereiche können durch in Umfangsrichtung des Druckschotts zueinander benachbarte streifenförmige Flächenelemente oder durch in Umfangsrichtung des Druckschotts zueinander benachbarte kreissegmentförmige Flächenelemente gebildet werden. Falls die dritte Materiallage sowohl streifenförmige Flächenelemente als auch kreissegmentförmige Flächenelemente umfasst, können überlappende Randbereiche auch durch in Umfangsrichtung des Druckschotts zueinander benachbarte streifenförmige Flächenelemente und kreissegmentförmige Flächenelemente gebildet werden.
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Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Druckschotts wird eine Mehrzahl von Materiallagen übereinander angeordnet. Jede Materiallage enthält in ein Matrixmaterial eingebettete Verstärkungsfasern. Die Verstärkungsfasern sind in mindestens einer ersten Materiallage so orientiert, dass ihre Längsachsen in einem Winkelbereich von ±2° um eine radiale Richtung des Druckschotts liegen.
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In mindestens einer zweiten Materiallage können die Verstärkungsfasern so orientiert sein, dass ihre Längsachsen in einem Winkelbereich von 88 bis 92° zur radialen Richtung des Druckschotts liegen. Zusätzlich oder alternativ dazu können die Verstärkungsfasern in mindestens einer dritten Materiallage so orientiert sein, dass ihre Längsachsen in einem Winkelbereich von 15 bis 75° zur radialen Richtung des Druckschotts liegen. Die erste, die zweite und/oder die dritte Materiallage kann/können, wie oben beschrieben, ausgebildet sein.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert, von denen:
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1 eine schematische Darstellung eines kalottenförmig ausgebildeten Druckschotts zeigt,
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2a und 2b zwei Varianten einer zur Herstellung eines Druckschotts gemäß 1 geeigneten ersten Materiallage zeigen,
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3a und 3b zwei Varianten einer zur Herstellung eines Druckschotts gemäß 1 geeigneten zweiten Materiallage zeigen und
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4a und 4b zwei Varianten einer zur Herstellung eines Druckschotts gemäß 1 geeigneten dritten Materiallage zeigen.
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Ein in 1 gezeigtes Druckschott 10 dient dazu, einen bedruckbaren Flugzeugrumpfbereich 12 von einem in Richtung einer Längsachse LF des Flugzeugs zu dem bedruckbaren Flugzeugrumpfbereich 12 benachbarten Flugzeugrumpfbereich 14, der auch im Flugbetrieb des Flugzeugs mit dem Umgebungsdruck beaufschlagt ist, abdichtend zu trennen. Wenn sich das Flugzeug in Reiseflughöhe befindet und folglich in dem bedruckbaren Flugzeugrumpfbereich 12 ein höherer Druck vorherrscht als in dem mit dem Umgebungsdruck beaufschlagten Flugzeugrumpfbereich 14, wirkt auf eine dem bedruckbaren Flugzeugrumpfbereich 12 zugewandte Oberfläche des Druckschotts eine durch die Differenz zwischen dem Druck in dem bedruckbaren Flugzeugrumpfbereich 12 und dem Druck in dem mit dem Umgebungsdruck beaufschlagten Flugzeugrumpfbereich 14 bestimmte Druckkraft D. In der in 1 gezeigten Ausführungsform weist das Druckschott 10 eine Kalottenform auf, wobei die dem bedruckbaren Flugzeugrumpfbereich 12 zugewandte Oberfläche des Druckschotts 10 konkav gekrümmt ist. Im Bereich seines Umfangsrands ist das Druckschott 10 mit der in 1 nicht näher veranschaulichten Primärstruktur des Flugzeugs verbunden. Bei einer Beaufschlagung des Druckschotts 10 mit der Druckkraft D wird das Druckschott demzufolge hauptsächlich durch radial gerichtete Zugspannungen belastet.
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Das Druckschott 10 umfasst eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Materiallagen. Insbesondere umfasst das Druckschott 10 eine Mehrzahl von in den 2a und 2b gezeigten ersten Materiallagen 16, eine Mehrzahl von in den 3a und 3b gezeigten zweiten Materiallagen 18 und eine Mehrzahl von in den 4a und 4b gezeigten dritten Materiallagen 20. Die Anzahl und die Stapelfolge der ersten, zweiten und dritten Materiallagen 16, 18, 20 in dem Druckschott 10 ist an die spezifischen an das Druckschott 10 gestellten mechanischen Anforderungen angepasst und kann, je nach Bedarf und spezifischem Anforderungsprofil variiert werden.
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Jede der Materiallagen 16, 18, 20 enthält in ein Matrixmaterial eingebettete Verstärkungsfasern. Bei den Verstärkungsfasern kann es sich um Kohlenstofffasern, aber auch um Glasfasern oder Aramidfasern handelt. Als Matrixmaterial kann ein aushärtbares Kunststoffmaterial, beispielsweise ein Harz, insbesondere ein Epoxidharz zum Einsatz kommen. Die Matrix des Faserverbundmaterials kann durch Aushärten einer auf die Oberflächen der Verstärkungsfasern aufgebrachten Imprägnierung aus dem Matrixmaterial und/oder durch Einbringen des Matrixmaterials im flüssigen Zustand in eine Form, in die Verstärkungsfasern eingelegt sind, gebildet werden.
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In der in den 2a und 2b veranschaulichten ersten Materiallage 16 sind die Verstärkungsfasern so orientiert, dass ihre Längsachsen in einem Winkelbereich von ±2° um eine radiale Richtung R des Druckschotts liegen. Die erste Materiallage 16 enthält also Verstärkungsfasern, die so ausrichtet sind, dass die Orientierung ihrer Längsachsen der radialen Richtung R des Druckschotts 10 und damit der Hauptbelastungsrichtung des Druckschotts 10 mit Zugspannungen entspricht. Die Verstärkungsfasern sind daher besonders gut geeignet, diese Zugspannungen aufzunehmen.
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In der Anordnung gemäß 2a umfasst die erste Materiallage 16 eine Mehrzahl von Flächenelementen 22, die jeweils aus parallel zueinander angeordneten streifenförmigen Segmenten 24 bestehen. Jedes streifenförmige Segment 24 ist so orientiert, dass seine Längsachse in einem Winkelbereich von ±2° um die radiale Richtung R des Druckschotts 10 liegt, wobei die Länge der ein Flächenelement 22 bildenden streifenförmigen Segmente 24 ausgehend von einer durch die radiale Richtung R des Druckschotts 10 definierten Zentralachse Z des Flächenelements 22 in Umfangsrichtung des Druckschotts 10 abnimmt. Die Flächenelemente 22 der ersten Materiallage 16 weisen in Umfangsrichtung des Druckschotts 10 überlappende Randbereiche 26 auf, die durch entsprechende Abschnitte von zueinander benachbarten Flächenelementen 22 gebildet werden.
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In der Anordnung gemäß 2b umfasst die erste Materiallage 16 eine Mehrzahl von kreissegmentförmigen Flächenelementen 22. Auch in der Variante gemäß 2b weisen die Flächenelemente 22 der ersten Materiallage 16 in Umfangsrichtung des Druckschotts 10 überlappende Randbereiche 26 auf, die durch entsprechende Abschnitte von zueinander benachbarten Flächenelementen 22 gebildet werden.
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Zusätzlich zu den in den 2a und 2b veranschaulichten Anordnungen ist auch eine Gestaltung der ersten Materiallage 16 mit sowohl aus parallel zueinander angeordneten streifenförmigen Segmenten 24 bestehenden Flächenelementen 22 als auch kreissegmentförmigen Flächenelementen 22 denkbar.
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In der in den 3a und b veranschaulichten zweiten Materiallage 18 sind die Verstärkungsfasern so orientiert, dass ihre Längsachsen in einem Winkelbereich von 88 bis 92° zur radialen Richtung R des Druckschotts 10 liegen. Die zweite Materiallage 18 enthält demzufolge Verstärkungsfasern, die so ausrichtet sind, dass sich ihre Längsachsen im Wesentlichen senkrecht zur radialen Richtung R des Druckschotts 10 und damit senkrecht zur Hauptbelastungsrichtung des Druckschotts 10 mit Zugspannungen erstrecken. Die zweite Materiallage 18 ist daher nicht so gut zur Aufnahme der radial gerichteten Zugspannungen geeignet, wie die erste Materiallage 16. Sie kann jedoch Materialdehnungen, die in der ersten Materiallage 16 infolge der auf die erste Materiallage 16 wirkenden Zugspannung entstehen, kompensieren.
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In der Anordnung gemäß 3a umfasst die zweite Materiallage 18 eine Mehrzahl von bandförmigen Flächenelementen 28, die konzentrisch zueinander angeordnet und in Form von konzentrischen Kreisbändern ausgebildet sind. Die bandförmigen Flächenelemente 28 der zweiten Materiallage 18 weisen in radialer Richtung R des Druckschotts 10 überlappende Randbereiche 30 auf, die durch in radialer Richtung R des Druckschotts 10 zueinander benachbarte bandförmige Flächenelemente 28 gebildet werden.
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In der Anordnung gemäß 3b umfasst die zweite Materiallage 18 eine Mehrzahl von kreissegmentförmigen Flächenelementen 28. In der Variante gemäß 3b weisen die Flächenelemente 28 der zweiten Materiallage 16 in Umfangsrichtung des Druckschotts 10 überlappende Randbereiche 32 auf, die durch entsprechende Abschnitte von zueinander benachbarten Flächenelementen 28 gebildet werden.
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Zusätzlich zu den in den 3a und b veranschaulichten Anordnungen ist auch eine Gestaltung der zweiten Materiallage 18 mit sowohl bandförmigen Flächenelementen 28, die sich über lediglich ein Kreissegment in Umfangsrichtung des Druckschotts 10 erstrecken, als auch kreissegmentförmigen Flächenelementen 28 denkbar.
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In der in den 4a und b veranschaulichten dritten Materiallage 20 sind die Verstärkungsfasern so orientiert, dass ihre Längsachsen in einem Winkelbereich von 15 bis 75° zur radialen Richtung R des Druckschotts 10 liegen. Die dritte Materiallage 20 enthält demzufolge Verstärkungsfasern, die so ausrichtet sind, dass sich ihre Längsachsen in einem Winkel von 15 bis 75° zur radialen Richtung R des Druckschotts 10 und damit in einem Winkel von 15 bis 75° zur Hauptbelastungsrichtung des Druckschotts 10 mit Zugspannungen erstrecken. Die dritte Materiallage 20 ist daher nicht so gut zur Aufnahme der radial gerichteten Zugspannungen geeignet, wie die erste Materiallage 16, aber besser als die zweite Materiallage 18. Allerdings ist die dritte Materiallage 20 weniger gut dazu geeignet, in der ersten Materiallage 16 entstehende Materialdehnungen zu kompensieren, als die zweite Materiallage 18.
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In der Anordnung gemäß 3a umfasst die dritte Materiallage 20 eine Mehrzahl von streifenförmigen Flächenelementen 34. Zueinander benachbarte streifenförmige Flächenelemente 34 bilden unterschiedliche Winkel mit der radialen Richtung R des Druckschotts 10, so dass sich die streifenförmigen Flächenelemente 34 im Bereich eines Zentrums des Druckschotts 10 überlagern, wodurch der zentrumsnahe Bereich des Druckschotts 10 verstärkt und versteift wird. Ferner weisen die streifenförmigen Flächenelemente 34 der dritten Materiallage 20 in Umfangsrichtung des Druckschotts 10 überlappende Randbereiche 36 auf, die durch in Umfangsrichtung des Druckschotts 10 zueinander benachbarte streifenförmige Flächenelemente 34 gebildet werden.
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In der Anordnung gemäß 4b umfasst die dritte Materiallage 20 eine Mehrzahl von kreissegmentförmigen Flächenelementen 34. In der Variante gemäß 4b weisen die Flächenelemente 34 der dritten Materiallage 20 in Umfangsrichtung des Druckschotts 10 überlappende Randbereiche 36 auf, die durch entsprechende Abschnitte von zueinander benachbarten Flächenelementen 34 gebildet werden.
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Zusätzlich zu den in den 4a und b veranschaulichten Anordnungen ist auch eine Gestaltung der dritten Materiallage 20 mit sowohl streifenförmigen Flächenelementen 34 als auch kreissegmentförmigen Flächenelementen 34 denkbar.
