DE1815392B - Leichtbauteil mit einem Bienenwaben kern und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Leichtbauteile, insbesondere in ί ιίπη von Wänden oder Platten, und deren Herstellungsverfahren.

[ > ist bekannt, daß Bauteile mit einer Bienenlvaivnkonstruktion sehr leicht und zugleich wideri.tü;;iUfähig sind, so daß derartige Teile, die vorzugsweise einen zwischengelagerten Bienenwabenkern uin!:;ssen, sich besonders zur Verwendung im Flugzeugbau oder anderen Gebieten eignen, wo Leicht- b invalide oder -überzüge erforderlich sind. Solche I ciehtbautcilc haben eine glatte, aerodynamisch nuiMige Oberfläche und finden als nichttragerde 1 !üsv-cugteilc Verwendung.

Es ist jedoch fan unmöglich, Bienenwabenplatten 7ii bearbeiten oder sie Druckbeanspruchungen aus-/ usi'tzcn, da die Bienenwaben zusammengedrückt ν erden, wenn z. B. ein Verbindungsbolzen durch dieselben hindurch angebracht wird. Es ist daher üblich, die Bienenwaben dort, wo größere Lasten jiufzunelv.Mcn sind und wo Druckbeanspruchungen entstehen, z. B. an Drehpunkten oder an Punkten, wo ein Durchgangr.bolzen vorzusehen ist, zu verstärken.

Es ist bekannt, die Bienenwaben mit Wasser aufzufüllen, das dann abgekühlt wird, bis es gefriert, um die Bienenwaben bearbeiten zu können, wie in den USA.-PatciKschriften 2 855 664 und 2 7317L3 beschrieben ist. Ein Zusammendrücken de^r Bienenwabcnzellen wuiclc durch Paraffin verhindert, wie Hus der USA.-Pateiitschrift 3 196 533 hervorgeht, lind Verstärkungsmittel aller Arten wurden verwendet, um die Bienenwabenkerne widerstandsfähiger zu machen, wie die USA.-Patentschriften 3 173 520 und 2 988 809 zeigen.

Diese Verfahren dienen bekanntermaßen zum Verstärken von Bienenwabenmaterial, sie haben jedoch Wesentliche Nachteile. So ist z. B. die Verwendung von Eis sehr unpraktisch, da es nur die Bearbeitung der Bienenwaben während einer sehr kurzen Zeitspanne erlaubt; infolge der kurzen Dauer des festen Zustandes bei Raumtemperaturen kann dieses Verfahren nicht zur Herstellung von Flugzeugteilen verwendet werden, da durch das schnelle Schmelzen des Eises die Bienenwaben ihre Aussteifung nach kurzer Zeit verlieren. P.araffin kann andererseits die Bienenwabenzellen nicht ausreichend versteifen, da es selbst aus den Bienenwabenzellen herausgequetscht werden kann. Das Paraffin beeinträchtigt auch die Verbindung zwischen den Bienenwabenzellen aufzubringenden Glasfaserplatten oder anderen Materialien, die in der Konstruktion Verwendung finden. Da das Paraffin vor det weiteren Verwendung der Bienenwabenzellen entfernt werden muß, müssen die Bienemvabenzellen erwärmt werden. Dies bedeutet eine wesentliche Erhöhung der Kosten und einen zusätzlichen Bearbeitungsgang beim Herstellen des Leichtbauteils. Das Paraffin kann nicht mit den Wänden der Bienenwaben fest verbunden werden. Wenn das Paraffin im Innern der Bienenwaben belassen wird, kann es wegen seines verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunktes bei den Betriebstemperaturen z. B.

ίο des Flugzeuges schmelzen, und somit möglicherweise eine Zerstörung der Anordnung hervorrufen.

Andere Versteifungsmittel sind verhältnismäßig schwer und wiegen 500 bis 640 kg/m³. Diese Versteifungsmittel müssen sorgfältig nach Rezeptur zusammengemischt und aus drei Komponenten bereitet werden, nämlich dem Härter, dem Grundmaterial und dem Beschleuniger. Außerdem müssen die Bienenwabenzellen vor dem £infüllen des flüssigen Versteifungsmittels abgedeckt werden. Des weiteren ist unter bestimmten Bedingungen eine Drueksprkze erforderlich, um das flüssige Versteifungsmittel in die Bienenwabenzellen einzuführen. Die Mischung, Abdeckung und Einfüllung des Versteifungsmittels sind sehr zeitraubend, und hierzu kommt noch die Schwierigkeit, daß das Versteifungsmittel, nachdem es in flüssigem Zustand in die Bienenwabcnzcllen eingefüllt wurde, sich absetzen muß, so daß Luftblasen von selbst aus dem Versteifungsmittel aufsteigen. Das Versteifungsmittel wird dann bei einer Temperatur von ungefähr 60° C während mindestens einer Stunde gehärtet, wodurch eine Schrumpfung des Versteifungsmittels auftritt. Somit muß der gesamte Vorgang wiederholt werden, um die durch das Schrumpfen des Versteifungsmittels hervorgerufenen Hohlräume aufzufüllen. Nachdem das \4jrstcifu11gsmittel erhärtet ist, muß es ausgeglichen werden, se daß es genau gleiche Höhe wie die Bienenwabenzellen erhält, um einen ÜberbrückungscfTekt in bezug auf das Glasfasergewebe zu verhindern, welches an einander gegenüberliegenden Seiten der Bienenwabenzcllen verwendet wird und mit denselben zi verkleben ist, um eine Mehrlagenbauweise zu bilden Wenn die Bicnenwabenzellen nicht genau dieselbe Höhe oder Dicke wie das Versteifungsmittel haben wird ein Teil des Glasfasergewebes nicht unterstützt so daß es leicht abbrechen kann. Nach dem Aus· gleicharbcitsgang, um die Bienenwabenzellen unc das Versteifungsmittel auf die gleiche Höhe zu bringin, ist es erforderlich, die versteiften Bienenwaben zellen zu säubern, bevor das Glasfasergewebe angebracht wird.

Außerdem hat die Erfahrung gezeigt, daß manchi Versteifungsmittel gesundheitsschädlich sind unc allergische Reaktionen auslösen, so daß es üblich ist diese Stoffe in gut durchlüfteten Räumen zu be arbeiten und aufzutragen. Ein weiterer Nachteil de bekannten Versteifungsmittel liegt darin, daß zu sätzliches Gas während des Erhärtungsvorgange ausgeschieden wird, welches die Verbindung zwi sehen dem Glasfasergewebe und dem Bienenwaben kern nachteilig beeinflußt.

Wenn der herzustellende Teil eine bestimmte nicht flache Form hat, muß das Versteifungsmittel ii den vorgeformten Bienenwabenkern eingefüllt und ii dem geformten Teil ausgehärtet werden, was natür lieh den gesamten Arbeitsgang noch schwieriger um zeitraubender und das hergestellte Produkt schwere macht.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Leichtbauteil mit einem Bienenwabenkern zwischen aufgeklebten Decklagen sowie ein Herstellungsverfahren für solche Bauteile so auszubilden, daß eine erhöhte Widerstandsfähigkeit des Leichtbauteils gegenüber Druckkräften sowie eine gute Bearbeitbarkeit des Bienenwabenkerns und damit eine Vereinfachung und Verbilligung der Herstellung erzielt werden.

Bei einem Leichtbauteil mit einem Bienenwabenkern zwischen aufgeklebten Decklagen wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß in den Bienenwabenkern mindestens ein quergeschnittenes Balsaholzstück, dessen Fasern parallel zu den zueinander parallelen Achsen der Bienenwabenzellen verlaufen und welches gleiche Höhe wie die Bienenwabenzellen besitzt, eingepreßt ist, so daß es die Bienenwabenzellen ganz ausfüllt und mit den beiden stirnseitigen Zellenöffnungen fluchtet, wobei das Balsaholzstück mit den Decklagen verklebt ist.

Ein Klebemittel, wie z. B. ein Epoxydharz mit geringer Viskosität, kann bei der Herstellung auf die Oberfläche des quergeschnittenen Balsaholzes aufgetragen werden, nachdem dieses in die Bienenwaben eingepreßt wurde. Das Epoxydharz wird von dem quergeschnittenen Balsaholz aufgesaugt und bewirkt ein Verkleben des quergeschnittenen Dalsaholzes mit den Bienenwaben. Zur Erzielung einer Sandwichbauweise bestehen die aufgeklebten Decklagen vorzugsweise aus nicht porösem Werkstoff, insbesondere aus kunststoffgetränktem Glasfasergewebe.

Wenn eine Bienenwabenplatte mit dem eingepreßten quergeschnittenen Balsaholz bearbeitet wird, wodurch ein Teil des quergeschnittenen Balsaholzes atmosphärischen Einwirkungen ausgesetzt wird, wird vorzugsweise ein Dichtungsmittel über das freiliegende quergeschnittene Balsaholz gespritzt, um das Eindringen von Nässe und Pilzen zu verhindern.

Vorteile des erfindungsgemäßen Leichtbauteils mit Bienenwabenkern sind es, daß es wesentlich leichter ist als die bisher bekannten Anordnungen, daß es sich leichter und schneller herstellen läßt, daß es besonders zur Verwendung im Flugzeugbau geeignet ist, daß es eine glatte aerodynamische, äußere Oberfläche hat und daß es schließlich ein Anschließen angrenzender Bauteile in sehr zweckmäßiger Weise gestattet.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Leichtbauteils bzw. des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Hubschrauber mit einer Rotorhaube, die als Leichtbauteil mit einem mit quergeschnittenem Balsaholz verstärkten Bienenwabenkern ausgeführt ist.

F i s. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 nach Fig. 5,

F i g. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung des äußeren Randes und der Abdichtung der Rotorhaube nach F i g. 2,

F i g. 4 eine vergrößerie Schnittdarstellung des inneren Teiles der Rotorhaube nach Fig. 2 mit der inneren Abdichtung und dem Verbindungsflansch,

F i g. 5 eine Draufsicht der Rotorhaube nach den Fig. 1 und 2,

F i g. 6 eine perspektivische Darstellung einer Wand, die als Leichtbauteil nach der Erfindung hergestellt ist, wobei die Wand teilweise abgebrochen dargestellt ist, um die Bestandteile zu zeigen.
Fig. 7 eine Darstellung einer Presse, mit weichet das quergeschnittene Balsaholz in die Zellen dei Bienenwaben gepreßt wird,

Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung der Herstellung eines besonders geformten Deckels al?

ίο Leichtbauteil in einer Matrize, die hierbei mit Inhalt in einer Vakuumglocke liegt,

Fig. 9 eine Vorderansicht eines Munitionskastens der aus mehreren Wandteilen als Leichtbauteilen nach der Erfindung besteht,

IJ Fig. IO eine Schnittansicht längs der Linie 10-IC nach F i g. 9 und

Fig. 11 eine Schnittansicht längs der Linie 11-11 nach F i g. 9.

Während die Erfindung auf vielen Gebieten An-

to Wendung finden kann, bei welchen es darauf ankommt, die Widerstandsfähigkeit eines Leichtbau· teiles mit Bienenwabenkern zu erhöhen und das Gewicht zu verringern, wird zur Erläuterung der Er findung nachfolgend das Beispiel einer Rotorhaubt

«5 für Hubschrauberrotoren gewählt, da hier die mil einem erfin'lungsgemäßen Leichtbauteil zu erfüllen den Anforderungen besonders deutlich aufzuzeiger sind.

Eine Rotorhaube muß sturr und gleichzeitig leich^!

sein, sie soll eine glatte, aerodynsmische Oberfläche für eine günstige Luftströmung besitzen, sie soll der durch das Festschrauben am Rotor verursachten Bc lastungen standhalten, und sie muß den AnschluT weiterer Teile, beispielsweise entfernbarer Deckel füi Zugangsöffnungen zum Rotor, zulassen.

Ins einzelne gehende Ausführungen zu Hub Schrauberrotoren und zugehörigen Rotorhaubei lassen sich beispielsweise in der USA.-Patentschrif 3 181 815 finden.

Fig. 1 zeigt einen Hubschrauber 10 mit einen Rumpf 12, Fahrwerkrädern 14 und 16, einem Hub Schrauberrotor 18 sowie mit den von der Rotornabc 22 getragenen Rotorblättern 20. Ein Heckrotor 2( wirkt dem Drehmoment des Rotors 18 entgegen.

*5 Um die durch den Sog der Luftströmung ver ursachten Schwingungen am Hubschrauber bei hoher Geschwindigkeiten zu verringern, ist eine Rotor haube 24 vorgesehen, welche ausführlicher an H..nc der F i g. 2 bis 5 beschrieben wird.

Wie am besten aus F i g. 2 hervorgeht, hat die Rotorhaube 24 die Form eines Deckels von kreis förmigem Querschnitt und ist konzentrisch zur Achse 30. Die Rotorhaube 24 hat eine mittlere Öffnung 32 und einen als Leichtbauteil ausgeführten Haupttei

34, der sich im wesentlichen radial zur Achse 3f erstreckt. Der Umfangsflansch oder Rand 36 ist mii dem Hauptteil 34 verbunden und bildet einen~Ring der im wesentlichen parallel zu der Achse 30 ist. Dei Hauptteil 34 umfaßt eine äußere Decklage 38 au«

δο glattem aerodynamisch günstigem, nicht poröserr Material wie z. B. einem kunststoffgetränkten Glasfasergewebe, eine ähnliche innere Decklage 40 sowie eine zwischen den Decklagen 38 und 40 vorgesehene, in bestimmter Weise geformte Platte als Bienenwabenkem 42. Der Bienenwabenkem 42 hat einen inneren Durchmesser 44 und einen äußeren Durchmesser 46. Ein besonders geformter, quergeschnittener Balsaholzring 48 ist am äußeren Durchmesse!

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44 in die Bienenwaben 42 gepreßt und dient als äußerer Rand, um den Umfang zu verstärken. Ein ähnlicher, besonders geformter, quergeschnittener Balsaholzring 50 ist am inneren Durchmesser 44 in den Bienenwabenkernen 42 gepreßt, um die Steifheit und Widerstandsfähigkeit an dieser Stelle zu erhöhen. Es träre auch möglich, die Ringe 48 und 50 einfach um den Bienenwabenkern 42 zu legen. Wie ■m besten aus den Fig. 2 und 4 hervorgeht, er- »trecken sich die inneren Ränder der Decklagen 38 und 40 von dem quergesclinittenen Balsaholzring 50 nach der Achse 30 und sind mitcininder verklebt. um eine Dichtung oder einen Flansch 52 am inneren Durchmesser zu bilden. Dieser Flansch bildet den Rand der öffnung 32 der Rotorhaube 34. Der Flansch 52 kann Löcher zur Aufnahme von Schrauben aufweisen, die mit entsprechenden Bohrungen in einer Abdeckplatte 58 fluchten, so daß die Abdeckplatte 58 durch Verbindungsmittel wie z. B. Schrauben mit Mutter 60 angeschlossen werden kann. Zum Innenraum 62 der Rotorhaube 24 kann man also durch Entfernen der Verbindungsmittel 60 und der Abdeckplatte 58 gelangen.

Aus den F i g. 2 und 3 geht hervor, daß die inneren und äußeren Decklagen 38 und 40 sich über den äußeren Balsaholzring 48 hinaus erstrecken und miteinander verklebt sind, um den Umfangsflansch oder -ra d 36 zu bilden, der im wesentlichen parallel zu der Achse 30 verläuft. Genau wie der Flansch 52 als Abdichtung des Bienenwabenkernes am inneren Durchmesser der Rotorhaube dient der Flansch 36 als Abdichtung am äußeren Durchmesser.

An bestimmten Stellen am Umfang des Flansches 36 sind Verbir.dungslöcher 64 angebracht, die mit entsprechenden Löchern 66 in einem Flansch 68 des Rotors 22 fluchten, um die Rotorhaube 24 am Rotor 22 zu befestigen, damit dieselbe mit dem Rotor 22 umläuft.

Aus den F i g. 3 und 4 geht hervor, daß wenn erwünscht, zusätzliche Lagen von kunststoffgetränktem Glasfasergewebe wie z. B. 70 und 72 mit den Teilen 38 und 40 verklebt werden können, um zur Bildung des Flansches 36 beizutragen, und um den äußeren Rand 46 des Hauptteiles 34 zum Zwecke einer größeren Festigkeit abzudecken. Wenigstens eine zusätzliche Lage von kunststoffgelränktem Glasfasergewebe 74 wirkt mit den Decklagen 38 und 40 am inneren Rand 44 der Rotorhaube 34 zusammen, um den Flansch 52 am inneren Rand weiter zu verstärken.

Wie am besten aus den F i g. 2 und 5 hervorgeht, ist eine Anzahl Zugangsöffnungen 76, 78 und 80 an bestimmten Stellen der Rotorhaube 24 angeordnet, um Zutritt zu den Schmierstellen zu erlangen.

Jede der Öffnungen 76, 78 und 80 hat eine innere Wand 82. 84 und 86, die durch den Bienenwabenkem 42 mit den eingepreßten, quergeschnittenen Balsaholzringen 88, 90 und 92 begrenzt ist. Die Balsaholzringe sind mit dem Bienenwabenkern verklebt und zwischen den Decklagen 38 und 40 angebracht und ebenfalls mit diesen verklebt, wie noch ausführlicher beschrieben wird. Um die Zugangslöcher 76, 78 und 80 sind eine Anzahl Bohrlöcher 100 angebracht, die sich durch die quergeschnittenen Balsaholiringe 88, 90 und 92 erstrecken, um zwecks Befestigung von geeignet geformten Abdeckplatten z. B. 106, über den Zugangslöchern eine Schraube mit Mutter 60 aufzunehmen.

F i g. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des Bienenwabenkernes 42 mit den einzelnen hohlen Zellen oder Zwischenräumen 110 und 112, die durch die festen Wandteile 114 begrenzt sind. Die Bienenwabenplatte ist vorzugsweise aus Aluminium hergestellt. Ein quergeschnittener Balsaholzteil 88 ist in die hohlen Bienenwabenzellen eingepreßt, um diese aufzufüllen, so daß eine mit quergeschnittenem Balsaholz durchsetzte Bienenwabenplatte entsteht.

ίο Der Bienenwabenkern 42 mit dem eingepreßten, quergeschnittenen Balsaholz ist zwischen der äußeren Decklage 38 und der inneren Decklage 40 angeordnet und mit diesen durch Klebeschichten 116 und 118 zwecks Bildung eines mehrschichtigen Leichtbauteiles 34 verbunden, wie später erläutert wird.

Wie schon vorher erwähnt wurde, entsteht durch Verwendung eines Bk.ienwabenkernes in einem Leichtbauteil eine sehr widerstandsfähige, feste und leichte Konstruktion, wobei jedoch bestimmte Her-

»o Stellungsprobleme auftreten, da die Bienenwabenplatte nicht bearbeitbar ist und keine Druckbeanspruchungen aufnehmen kann.

Die Erfindung umfaßt demnach auch die Lehre, eine Bienenwabenplatte durch Einpressen von quergeschnittenem Balsaholz in die Bienenwaben zu verstärken und dann das eingepreßte quergeschnittene Balsaholz mit der Bienenwabenplatte zu verkleben, so daß die verfestigte Bienenwabenplatte bearbeitet werden kann. Der mit quergeschnittenem Balsaholz verfestigte Bienenwabenkern kann jede bogenförmige Kontur erhalten, so daß er zur Verwendung in einem mehrschichtigen Leichtbauteil geeignet ist, wo eine nicht poröse, glatte, aerodynamisch günstige Schutzlage an beiden Seiten vorgesehen ist, die mit dem in den Bienenwabenkern gepreßten quergeschnittenem Balsaholz verklebt ist. Es hat sich gezeigt, daß das quergeschnittene Balsaholz entweder vor oder nach dem Einpressen in die Bienenwabenplatte bearbeitet werden kann, um die gewünschte Form zu erhalten. Es hat sich ferner gezeigt, daß dann, wenn die Bienenwabenplatte nur an bestimmten Stellen bearbeitet werden muß oder nur an bestimmten Stellen Drucklasten aufnehmen soll, nur diese Stellen durch eingepreßtes, quergeschnittenes Balsaholz verstärkt werden müssen.

Die F i g. 7 dient zur Erläuterung des Einpressens des quergeschnittenen Balsaholzes in die Bienenwab^nzellen. Das Einpressen kann in einer Presse 120, z. B. in einer Spindelpresse oder einer hydraulischen Presse, erfolgen, die eine starre und feste Tragplatte 122 und eine bewegliche Druckplatte 124 aufweist, die sich in bezug auf die Platte 122 verstellen kann, um einen Druck zwischen den Platten zu erzeugen. Die Bienenwabenplatte 126 liegt auf einer Unterlageplatte 128, die auf der festen, ebenen Oberfläche 129 der Platte 172 liegt. Die Unterlageplatte 128 ist in allen Abmessungen größer und besteht aus einem widerstandsfähigerem Material als die Bienenwabenplatte 126. Ein quergeschnitlenes Balsaholzstück 130 wird auf die Bienenwabenplatte 126 gelegt, und zwar derart, daß die Fasern 132 des quergeschnittenen Balsaholzes parallel zu den Achsen 134 der Bienenwabenzellen 136 der Bienenwabenplatte 126 verlaufen. Das quergeschnittene Balsaholz 130 wird entweder in entsprechender Abmessung angeliefert oder wurde vorher auf die gleiche Höhe »/2« wie die Bienenwabenplatte bearbeitet und kann ferner vor dem Einpressen durch

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Bearbeitung eine gewünschte Form erhalten wie z. B. durch die Ringteile 88 und 90 in der Fig. 5 deutlich gemacht ist. Eine obere Tragplatte 138 ist über dem quergeschnittenen Balsaholzstück 130 vorgesehen, besteht aus einem widerstandsfähigeren Material und ist in allen Abmessungen größer als das quergeschnittene BalsaholzstücV 130. Beim Betrieb der Presse wird die bewegliche Druckplatte 124 durch einen erheblichen Druck oder durch eine erhebliche Kraft in Richtung auf die feststehende Tragplatte 122 bewegt, ο daß das quergeschnittene Balsaholzstück 130 in die Zellen 136 der Bienenwabenplatte 126 gepreßt wird und diese vollständig auffüllt. Nachdem das quergcsclinittene Balsaholz in die Bienenwaben eingepreßt ist, kann die durch quergeschnittenes Balsaholz verstärkte Biencnwabenplatte bearbeitet werden, um die gewünschte bogenförmige Gestalt zu erhalten.

Um das quergeschnittene Balsaholz vorzugsweise vor der Bearbeitung mit den Bienenwaben zu verkleben, wird ein Klebemittelüberzug, z. B. ein Epoxydharz von geringer Viskosität, auf die Flächen des quergeschnittenen Balsaholzes aufgetragen. Dieses Epoxydharz wird von dem Holz aufgesaugt, und es erhärtet, so daß es zwei Aufgaben erfüllt, nämlich einmal die Verklebung des Balsaholzes mit den Bienenwabenzellen, zum anderen die Verhinderung eines Angriffes von Nässe und Pilzen an dem quergeschnittenen Balsaholz. Wenn ein Loch durch die mit quergeschnittenem Balsaholz durchsetzte Bienenwabenplatte zu bohren ist, ist es zweckmäßig, daß ein Holzdichtungsmittel, z. B. ein Polyepoxydharz. über der freiliegenden Balsaholzfläche aufgetragen wird.

Wie vorher erwähnt wurde, sind die mit Balsaholz verstärkten Bienenwabenplatten zur Verwendung in Leichtbauteilen in Sandwichbauweise besonders gut geeignet, wobei eine nicht poröse, glatte Decklage an gegenüberliegenden Seiten des Bienenwabenkerns festgeklebt ist, um das Leichtbauteil zu bilden.

Es sei nun das Verfahren rur Herstellung der in den F i g. 2 bis 5 dargestellten Rotorhaube näher erläutert. Wie aus F i g. 8 hervorgeht, wird eine Matrize 150 von geeigneter Form bereitgestellt. Die äußere Decklage 38 wird dann gegen die Innenfläche der Matrize 150 gelegt. Die Decklage 38 besteht vorzugsweise aus kunststoffgetränktem Glasfasergewebe. Jede Verstärkungslage wie z. B. die Lagen 70 und 72 nach Fig. 3 und die Lage 74 nach Fig. 4 werden rechtzeitig während der Bildung des Leichtbauteils in die Matrize 150 gelegt. Der Bienenwabenkern 42 mit dem eingepreßten quergeschnittenen Balsaholz wird dann in das Innere der Matrize auf die äußere kunststoffgetränkte Glasfaser-Decklage 38 gelegt. Die Erfahrung hat gezeigt, daß der Bienenwabenkern 42 mit dem quergeschnittenen Balsaholz von Hand verformt werden kann, um jede geeignete bogenförmige Gestalt zu erhalten, so daß die verstärkte Bienenwabenplatte leicht der Form der Matrize 150 angepaßt werden kann. Die innere Decklage 40 wird dann sanft an die innere Oberfläche des Bienentvabenkernes 43 gelegt. Die Decklage 40 besteht vormesweise aus kunststoffgetränktem Glasfasergewebe, jnd es ist hervorzuheben, daß sowohl die Decklage »0 als auch die Decklage 38 sich über den äußeren *and 48 des Bienenwabenkernes 42 erstrecken und ineinander anliegen, um im erhärteten Zustand den ⁷lansch 36 zu bilden. Die Decklagen 38 und 40 ertrecken sich auch innen über den inneren Durchmesser 44 des Biei.cnwabenkernes 42 hinaus und bil den den Flansch 52. Die Decklagen 38 und 40 um der Bienenwabenkern 42 stellen das Teil 141 dar Die Matrize 150 wird mit dem Teil 141 in eine Va kuumhiille 152 gelegt, die vorzugsweise aus einen Polyvinylalkoholfilm besteht. Die Vakuumpumpe 154 erzeugt in der auf Dichtigkeit geprüften Va kuumhiille einen Unterdruck von 63,5 cm Quecksilbersäule. Durch dieses Vakuum werden die inne-

ίο ren und äußeren Decklagen 38 und 40 mittels dei Vakuumhülle gegen den Bienenwabenkern 42 gepreßt. Die luftleer gepumpte Vakuumhülle 152 wird mit der Matrize 150 und ihrem Inhalt in einen Autoklav gestellt, und ein Druck von 1,4 bis 3,5 kg/cm³ wird im Inneren des Autoklavs erzeugt. Wenn die Decklagen 38 und 40 mit Polyester getränkt sind, wird die Temperatur im Autoklav auf 127° C erhöht, wohingegen die Temperatur im Autoklav auf 171 ° C erhöht wird, wenn die Decklagen 38 und 40 mit

einem Epoxydharz getränkt sind. Das herzustellende Leichtbauteil bleibt bei diesem Temperatur- und Druckzustand IVi bis 2 Stunden im Autoklav. Nachdem diese Zeit abgelaufen ist, wird die Wärmezuführung zum Autoklav abgeschaltet, und die Vakuum- und Druckbedingungen bleiben bestehen, bis der Autoklav sich auf 37° C oder Raumtemperatur abgekühlt hat.

Dann wird die Matrize mit ihrem Inhalt aus dem Autoklav und aus der Vakuumhülle 152 hcrausgenommen. Ein übliches Abgratwerkzeug wird verwendet, um den Flansch 52 am Innenrand und den Flansch 36 am Außenrand auf die gewünschten Abmessungen zu bringen, und dann werden die verschiedenen Löcher wie z. B. 65 (F i g. 3), 100, 82. 84 und 86 angebracht. Die Oberfläche des quergesclmii-

tenen Balsaholzes, welche durch diesen Arbeitsgang freigelegt wird, wird mit einem Dichtungsmittel, z. B.

mit Epoxydharz, überzogen.

Obschon kunststoffgetränktes Glasfasergewebe

vorteilhaft und beim Zusammenbau des Bauteiles 141 nach F i g. 8 zeitsparend ist, kann auch ein zunächst trockenes Glasfasergewebe verwendet werden, wobei dann ein Harz als gesondertes Klebemittel erforderlich ist, wie durch die Bezugszahlen 116 und

118 in Fig. 6 angedeutet wird. Das trockene Gewebe hat den Vorteil, daß es bei niedrigeren Temperaturen erhärtet.

Während die Erfindung vorstehend insbesondere im Zusammenhang mit der Beschreibung einer Hub-

schrauberrotorhaube erläutert wurde, ist hervorzuheben, daß viele andere Anwendungsmöglichkeiten bestehen, bei denen ein verstärkter Bienenwabenkern zur Verwendung in einem Mehrschicht-Leichtbauteil wünschenswert ist. Ein solcher Gegenstand ist in

F i g. 9 gezeigt, in der ein Munitionskasten 160 dargestellt ist. Der Munitionskasten 160 besitzt eine Anzahl Wandteile in Sandwichbauweise, z. B. die vordere Wand 162, die Seiten¹ ^n^e 161 und 163 und die hintere Wand 165. . . ' '/and besitzt einen Bienenwabenkern 164, der . ■- .en Enden über dem gesamten Umfang durch einen eingepreßten quergesc'juittenen Bafsaholzring 166 (Fig. 10) verstärkt ist. Die verschiedenen Wände 161, 162. 163 und 165 des Kastens sind an den Enden durch übliche >L<;-förmige Flansche miteinander verbunden und bilden mit Ausnahme der oberen öffnung 168 einen vollständig abgeschlossenen Kasten.

Wie aus Fig. 11 hervorgeht, ist ein Eir.rastdeckel

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170 vorgesehen, um die obere öffnung 168 des Munitionskastens 160 abzuschließen. Es sei bemerkt, dv.3 die quergeschnitlenen Balsiaholzringe 172 und 174 zweckmäßig so geformt sind, daß sie die biegsamen Ränder 173 und 175 des Deckels 170 aufnehmen. Wie weiter aus Fig. 11 hervorgeht, erstrecken sich die Durchgangsbolzen 176 durch die vorder«! Wand 162 und die hintere Wand 165, um diese Wände unter Abstand zu halten und deren Widerstandsvermögen gegen Druckkräfte zu erhöhen. In dem Bereich der Bolzen 176 sind quergeschnittene Balsaholzeinsätze 180 und 182 in die Bienenwabenzellen gepreßt. In den Bereichen, wo außergewöhnlich hohe Bolzendruckkräfte aufzunehmen sind, sind vergrößerte Scheiben, wie z. B. 184, zur besseren Belastungsverteilung vorgesehen.

Die quergeschnittenen Balsaholzringe, die in die Bienenwabenkerne der Wände des Munitionskastens 160 am Umfang eingepreßt sind, dienen dazu, die Stoßkräfte, die auf die Konstruktion ausgeübt vver-

S den, abzudämpfen, da die Verwendung von quergeschnittenem Balsaholz der gesamten Anordnung ein großes Stoß-Absorbtionsvermögen verleiht.

Der Bienenwabenkern kann aus Zellen jeder gewünschten Zellengröße und aus üblichem Material

ίο bestehen. Außerdem hat es sich herausgestellt, daß ein bei niedriger Temperatur aushärtendes kunststoffgetränktes Glasfasergewebe für die oberen und untfcien Decklagen 38 und 40 verwendet werden kann. Die Temperatur soll beim Erhärtungsvorgang einer

»5 Wand in Sandwichbauweise 121° C nicht überschreiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (15)

i 815 Patentansprüche:

1. Leichtbauteil mit einem Biencnvvabenkeni zwischen aufgeklebten Decklagen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bienenwabenkern (126) mindestens ein quergeschnittenes Balsaholzstück (130), dessen Fasern parallel zu den zueinander parallelen Achsen (134) der Bienenwabenzellen verlaufen und welches gleiche in Höhe wie die Bienenwabenzellen besitzt, eingepreßt ist, so daß es die Bienenwabenzellen ganz ausfüllt und mit den beiden stirnseitigen Zellenöffnungen fluchtet, wobei das Balsaholzstück mit den Decklasen (38, 40) verklebt ist.

2. Leichtbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Decklagen (38, 40) aus nicht porösem Werkstoff bestehen.

3. Leichtbau;eil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Balsaholzstück die Form eines Ringes hat, welcher eine das Leichtbauteil durchdringende Öffnung (78) umgibt.

4. Leichtbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von oem Balsaholzstück (90) ausgefüllten Bereich mindestens eine das Leichtbauteil durchdringende, zur Aufnahme einer Befestigungsschraube für einen die genannte Öffnung verschließenden, entfernbaren Flanschdcckel dienende Bohrung (100) vorgesehen ist.

5. Leichtbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Decklagen (38, 40) über den Innenrand und den Außenrand des ringförmig ausgebildeten Bienenwabenkernes (42) als Flansche vorstehen, welche miteinander so verklebt sind, daß der Biencnwabcnkern dicht (36. 52) eingeschlossen ist und daß ein längs des äußeren Umfanges und ein längs des inneren Umfanges des Bienenwabenkernes angeordnetes, jeweils von den Decklagen und deren miteinander dicht verklebten Flansche umschlossenes Verstärkungstcil in Form eines ciucrgeschnittcncn Balsaholzstückes voigesehen ist, das jeweils eine Abstützung (48, 50) des äußeren Umfangsrandes bzw. des inneren Umfangsrandes des Leichtbautcilcs bildet.

6. Leichtbauteil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Decklagcn im Bereich der Flansche mit Vcrbindungs- und Befestigungsboimingcn verschen sind.

7. Leiclitbautcil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Dccklagc aus einer kunststoffgctränkten Clasfascrlagc, vorzugsweise einer Glasfasergcwcbclage, besteht.

8. Verfahren zur Herstellung eines Leichtbaulcils nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einpressen des Balsaholzcs in die Bicnenwabcnzellen zur Verklebung des Balsaholzes mit dem Bienenwabenkern eine Lage von Epoxydharz geringer Viskosität auf das Balsaholz aufgetragen wird.

9. Verfahren zur Herstellung eines Leichtbautcils nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bienemvabenkern nach Einpressen des Balsaholzes in den Bienenwabenkern zum Zwecke der Formgebung bearbeitet wird.

10. Verfahren zur Herstellung eines Leichtbauteils nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das quergeschnittene Balsaholzstück vor dem Einpressen in den Bienenwabenkern zur Erzielung einer bestimmten Form des Balsahcilzstückes bearbeitet wird

11. Verfahren zur Herstellung eines Leichtbauteils nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bienenwabenkern und das daraufgelegte, quergeschnittene Balsaholzstück zwischen Stützplatten eingebracht wird, auf welche zum Einpressen des Balsaholzstückes in den Bienenwabenkern ein Druck ausgeübt wird.

12. Verfahren zur Herstellung eines Leichtbauteils nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Herstellen einer Matrize mit den Umrissen des herzustellenden Teiles,

b) Einlegen mindestens einer kunststoffgetränkten Glasfasergewebelage in die Matrize derart, daß sie auf deren Innenfläche flach aufliegt, wobei die Gewebelage größere Abmessungen als der bereitgestellte Bienenwabenkern besitzt,

c) Einlegen des durch das eingepreßte Balsaholzstück verstärkten Bienenwabenkernes in die Matrize derart, daß die Ränder der zuvor eingelegten Gewebelage über den Kern hinausstehen und Anpassen des Bienenwabenkernes an die Matrize,

d) Auflegen mindestens einer weiteren kunststoffgetränkten Glasfasergewebelage auf den in der Matrize befindlichen Bienenwabenkern derart, daß die Gewebelage mit ihren Rändern über den 3ienenwabenkern übersteht und flach auf diesem anfliegt,

e) Einführung der gefüllten Matrizen in eine auf einen Unterdruck von 635 mm Quecksilbersäule evakuierte Vakuumhülle,

f) Einführen der Vakuumhülle mit der darin befindlichen, gefüllten Matrize in einen Autoklav, in welchem ein Druck von 1,4 bis 3,5 at aufrechterhalten wird, und Aushärten des Kunststoffes der Glasfasergewebelagen bei erhöhter Autoklavtemperatur zur Verklebung des Bienenwabenkernes mit den Glasfasergewcbelagen und zur Verklebung der überstehenden Ränder der Glasfasergewcbelagen miteinander, um einen dichten Abschluß des Bicnenwabenkernes und einen UmfangsPansch am Bienenwabenkern zu bilden,

g) Abkühlen des Autoklavs auf Raumtemperatur unter Beibehaltung des Druckes in ihm und des Unterdruckes innerhalb der Vakuumhülle,

h) Entleeren des Autoklavs und der Vakuumhülle und der Matrize und Zuschneiden der ausgehärteten Bienenwabenkonstruktion.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasergewebelagen mit PolycstcrkunststofT getränkt werden und daß der Autoklav während 90 bis 120 Minuten auf einer Temperatur von etwa 127° C gehalten wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ee-

kennzeichnet, daß die Glasfasergeweheingen mit Epoxydharz getränkt werden und daß der Autoklav während 90 bis 120 Minuten auf einer Temperatur von etwa 170^: C gehalten wird.

15. Verfahren nnch einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Entnahme der ausgehärteten Bienenwabenkonstruktion aus der Matrize die gebildeten Umiangsflansche zugeschnitten und mit Verbindüiigs- und Befestigungsbohrungen versehen werden und daß in den mit quergeschnittenem Balsaholz verstärkten Bereichen des Bienenwabenkernes Öffnungen in die Bienenwabenknnstruktion eingeschnitten werden.