DE1815392C - Leichtbauteil mit einem Bienenwabenkern und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Leichtbau- F i g. 6 eine perspektivische Darstellung einer

teil mit einem Bienenwabenkern zwischen aufgckleb- Wand, die als Leichtbauteil nach der Erfindung hcr-

ten Decklagcn sowie ein Herstellungsverfahren für gestellt ist, wobei die Wand teilweise abgebrochen

solche Bauteile so auszubilden, daß cine erhöhte dargestellt ist, um die Bestandteile zu zeigen,

Widerstandsfähigkeit des Leichtbauteils gegenüber 5 Fig. 7 eine Darstellung einer Presse, mit welcher

Druckkräften sowie eine gute Bearbeitbarkeit des das quergeschnittene Balsaholz in die Zellen der

Bienenwabenkerns und damit eine Vereinfachung Bienenwaben gepreßt wird,

und Verbilligung der Herstellung erzielt werden. F i g. 8 eine Darstellung zur Erläuterung der Her-

Bei einem Leichtbauteil mit einem Bienenwaben- stellung eines besonders geformten Deckels als

kern zwischen aufgeklebten Decklagen wird die ge- 10 Leichtbauteil in einer Matrize, die hierbei mit Inhalt

stellte Aufgabe dadurch gelöst, daß in den Bienen- in einer Vakuumglocke liegt,

wabenkern mindestens ein quergeschnittenes Balsa- F i g. 9 eine Vorderansicht eines Munitionskaslens

holzstück, dessen Fasern parallel zu den zueinander der aus mehreren Wandteilen als Leichtbauteilen

parallelen Achsen der Bienenwabenzellen verlaufen nach der Erfindung besteht,

und welches gleiche Höhe wie die Bienenwaben- 15 Fig. 10 eine Schnittansicht längs der Linie 10-10

zellen besitzt, eingepreßt ist, so daß es die Bienen- mch F i g. 9 und

wabenzellen ganz ausfüllt und mit den beiden Stirn- Fig. 11 eine Schnittansicht längs der Linie 11-11

seitigen ZellenöfTnungen fluchtet, wobei das Balsa- nach F i g. 9.

holzstück mit den Decklagen verklebt ist. Während die Erfindung auf vielen Gebieten An-

Ein Klebemittel, wie z. B. ein Epoxydharz mit ge- 20 wendung finden kann, bei welchen es darauf anringer Viskosität, kann bei der Herstellung auf die kommt, die Widerstandsfähigkeit eines Leichtbau-Oberfläche des quergeschnittenen Balsaholzes auf- teiles mit Bienenwabenkern zu erhöhen und das Gegetragen werden, nachdem dieses in die Bienen- wicht zu verringern, wird zur Erläuterung der Erwaben eingepreßt wurde. Das Epoxydharz wird von findung nachfolgend das Beispiel einer Rotorhaube dem quergeschnittenen Balsaholz aufgesaugt und be- »5 für »lubschrauberrotoren gewählt, da hier die mit wirkt ein Verkleben des quergeschnittenen Balsa- einem erfindungsgemäßen Leichtbauteil zu erfüllenholzes mit den Bienenwaben. Zur Erzielung einer den Anforderungen besonders deutlich aufzuzeigen Sandwichbauweise bestehen die aufgeklebten Deck- sind.

lagen vorzugsweise aus nicht porösem Werkstoff, Eine Rotorhaube muß starr und gleichzeitig leicht

insbesondere aus kunststoffgetränktem Glasfaser- 30 sein, sie soll eine glatte, aerodynamische Oberfläche

gewebe. für eine günstige Luftströmung besitzen, sie soll den

Wenn eine Bienenwabenplatte mit dem eingepreß- durch das Festschrauben am Rotor verursachten Beten quergeschnittenen Balsaholz bearbeitet wird, wo- lastungen standhalten, und sie muß den Anschluß durch ein Teil des quergeschnittenen Balsaholzes weiterer Teile, beispielsweise entfernbarer Deckel für atmosphärischen Einwirkungen ausgesetzt wird, wird 35 Zugangsöffnungen zum Rotor, zulassen,
vorzugsweise ein Dichtungsmittel über das frei- Ins einzelne gehende Ausführungen zu Hubliegende quergeschnittene Balsaholz gespritzt, um das schrauberrotoren und zugehörigen Rotorhauben Eindringen von Nässe und Pilzen zu verhindern. lassen sich beispielsweise in der USA.-Patentschrift

Vorteile des erfindungsgemäßen Leichtbauteils mit 3 181 815 finden.

Bienenwabenkern sind es, daß es wesentlich leichter 40 F i g. 1 zeigt einen Hubschrauber 10 mit einem ist als die bisher bekannten Anordnungen, daß es Rumpf 12, Fahrwerkrädern 14 und 16, einem Hubsich leichter und schneller herstellen läßt, daß es be- schraubenrotor 18 sowie mit den von der Rotornabe sonders zur Verwendung im Flugzeugbau geeignet 22 getragenen Rotorblättern 20. Ein Heckrotor 26 ist, daß es eine glatte aerodynamische, äußere Ober- wirkt dem Drehmoment des Rotors 18 entgegen,
fläche hat und daß es schließlich ein Anschließen an- 45 Um die durch den Sog der Luftströmung vergrenzender Bauteile in sehr zweckmäßiger Weise ge- ursachten Schwingungen am Hubschrauber bei hohen stattet. Geschwindigkeiten zu verringern, ist eine Rotor-Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungs- haube 24 vorgesehen, welche ausführlicher an Hand gemäßen Leichtbauteils bzw. des erfindungsgemäßen der F i g. 2 bis 5 beschrieben wird.
Herstellungsverfahrens sind in den Unteransprüchen 50 Wie am besten aus F i g. 2 hervorgeht, hat die gekennzeichnet. Roiorhaube 24 die Form eines Deckels von kreis-

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den förmigem Querschnitt und ist konzentrisch zur Achse

Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden 30. Die Rotorhaube 24 hat eine mittlere Öffnung 32

näher beschrieben. Es zeigt und einen als Leichtbauteil ausgeführten Hauptteil

Fig. 1 einen Hubschrauber mit einer Rotorhaube, 55 34, der sich im wesentlichen radial zur Achse 30

die als Leichtbauteil mit einem mit quergeschnit- erstreckt. Der Umfangsflansch oder Rand 36 ist mit

tenem Balsaholz verstärkten Bienenwabenkern aus- dem Hauptteil 34 verbunden und bildet einen Ring,

geführt ist, der im wesentlichen parallel zu der Achse 30 ist. Der

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 nach Hauptteil 34 umfaßt eine äußere Decklage 38 aus

Fig. 5, 60 glattem aerodynamisch günstigem, nicht porösem

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Material wie z.B. einem kunststoffgetränkten Glar-

äußeren Randes und der Abdichtung der Rotor- fasergewebe, eine ähnliche innere Decklage 40 sowie

haube nach F i g. 2, eine zwischen den Decklagen 38 und 40 vorgesehene,

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung des in- in bestimmter Weise geformte Platte als Bienen-

neren Teiles der Rotorhaube nach F i g. 2 mit der 65 wabenkern 42. Der Bienenwabenkern 42 hat einen

inneren Abdichtung und dem Verbindungsflansch, inneren Durchmesser 44 und einen äußeren Durch-

F i g. 5 eine Draufsicht der Roiorhaube nach den messer 46. Ein besonders geformter, quergeschnit-

Fig. 1 und 2, lener Balsaholzring 48 ist am äußeren Durchmesser

7 8

44 in die Bienenwaben 42 gepreßt und dient als F i g. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des äußerer Rand, um den Umfang zu verstärken. Ein Bienenwabenkernes 42 mit den einzelnen hohlen ähnlicher, besonders geformter, quergeschnittener Zellen oder Zwischenräumen 110 und 112, die durch Bi_saholzring SO ist am inneren Durchmesser 44 in die festen Wandteile 114 begrenzt sind. Die Bienenden Bienenwabenkernen 42 gepreßt, um die Steifheit 5 wabenplatte ist vorzugsweise aus Aluminium her- und Widerstandsfähigkeil an dieser Stelle zu er- gestellt. Ein quergeschnittener Balsaholzteil 88 ist in höhen. Es wäre auch möglich, die Ringe 48 und 50 die hohlen Biencnwabenzellen eingepreßt, um diese einfach um den Bienensvabenkcrn 42 zu legen. Wie aufzufüllen, so daß eine mit quergeschnittenem am besten aus den Fig. 2 und 4 hervorgeht, er- Balsaholz durchsetzte Bienenwabenplatte entsteht, strecken sich die inneren Ränder der Decklagen 38 io Der Bienenwabenkem 42 mit dem eingepreßten, und 40 von dem quergeschnittenen Balsaholzring 50 quergeschnittenen Balsaholz ist zwischen der äußeren nach der Achse 30 und sind miteinander verklebt, Decklage 38 und der inneren Decklage 40 angeordum eine Dichtung oder einen Flansch 52 am inneren ne< und mit diesen durch Klebeschichten 116 und Durchmesser zu bilden. Dieser Flansch bildet den 118 zwecks Bildung eines mehrschichtigen Leicht-Rand der öffnung 32 der Rotorhaube 34. Der 15 bauteilcs 34 verbunden, wie später erläutert wird. Flansch 52 kann Löcher zur Aufnahme von Schrau- Wie schon vorher erwähnt wurde, entsteht durch ben aufweisen, die mit entsprechenden Bohrungen Verwendung eines Bienenwabenkernes in einem in einer Abdeckplatte 58 fluchten, so daß die Ab- Löichtbauteil eine sehr widerstandsfähige, feste und deckplatle 58 durch Verbindungsmittel wie z. B. leichte Konstruktion, wobei jedoch bestimmte Her-Schrauben mit Mutter 60 angeschlossen werden ao Stellungsprobleme auftreten, da die Bienenwabenkann. Zum Innenraum 62 der Rotorhaube 24 kann platte nicht bearbeitbar ist und keine Druckman also durch Entfernen der Verbindungsmittel 60 beanspruchungen aufnehmen kann, und der Abdeckplatte 58 gelangen. Die Erfindung umfaßt demnach auch die Lehre,

Aus den Fig. 2 und 3 geht hervor, daß die in- eine Bienenwabenplatte durch Einpressen von quer-

riren und äußeren Decklagen 38 und 40 sich über as geschnittenem Balsaholz in die Bienenwaben zu ver-

den äußeren Balsaholzring 48 hinaus erstrecken und stärken und dann das eingepreßte quergeschnittene

miteinander verklebt sind_; um den Umfangsflansch Balsaholz mit der Bienenwabenplatte zu verkleben,

oder -rand 36 zu bilden, der im wesentlichen par- so daß die verfestigte Bienenwabenplatte bearbeitet

alle! zu der Achse 30 verläuft. Genau wie der werden kann. Der mit quergeschnittenem Balsaholz

Flansch 52 als Abdichtung des Bienenwabenkernes 30 verfestigte Bienenwabenkem kann jede bogenförmige

am inneren Durchmesser der Rotorhaube dient der Kontur erhalten, so daß er zur Verwendung in einem

Flansch 36 als Abdichtung am äußeren Durchmesser. mehrschichtigen Leichtbauteil geeignet ist, wo eine

An bestimmten Stellen am Umfang des Flansches nicht poröse, glatte, aerodynamisch günstige Schutz-

36 sind Verbindungslöcher 64 angebracht, die mit lage an beiden Seiten vorgesehen ist, die mit dem

entsprechenden Löchern 66 in einem Flansch 68 des 35 in den Bienenwabenkem gepreßten qutigeschnit-

Rotors 22 fluchten, um die Rotorhaube 24 am Rotor tencm Balsaholz verklebt ist. Es hat sich gezeigt, daß

22 zu befestigen, damit dieselbe mit dem Rotor 22 das quergeschnittene Balsaholz entweder vor odei

umläuft. nach dem Einpressen in die Bienenwabenplatte be-

Aus den Fig. 3 und 4 geht hervor, daß wenn er- arbeitet werden kann, um die gewünschte Form zu

wünscht, zusätzliche Lagen von kunststoffgetränktem 40 erhalten. Es hat sich femer gezeigt, daß dann, wenn

Glasfasergewebe wie z. B. 70 und 72 mit den Teilen die Bienenwabenplatte nur an bestimmten Stellen be-

38 und 40 verklebt werden können, um zur Bildung arbeitet werden muß oder nur an bestimmten Steller

des Flansches 36 beizutragen, und um den äußeren Drucklaslcn aufnehmen soll, nur diese Stellen durch

Rand 46 des Hauptteiles 34 zum Zwecke einer grö- eingepreßtes, quergeschnittenes Balsaholz verstärkl

ßeren Festigkeit abzudecken. Wenigstens eine zu- 45 werden müssen.

sätzliche Lage von kunststoffgetränktem Glasfaser- Die F i g. 7 dient zur Erläuterung des Einpressen; gewebe 74 wirkt mit den Decklagen 38 und 40 am des quergeschnittenen Balsaholzes in die Bieneninneren Rand 44 der Rotorhaube 34 zusammen, um wabenzellen. Das Einpressen kann in einer Presse den Flansch 52 am inneren Rand weiter zu ver- 120, z. B. in einer Spindelpresse oder einer hydraustärken. 50 lischen Presse, erfolgen, die eine starre und feste

Wie am besten aus den F i g. 2 und 5 hervorgeht, Tragplatte 122 und eine bewegliche Druckplatte 124

ist eine Anzahl ZugangsöfTnungen 76, 78 und 80 an aufweist, die sich in bezug auf die Platte 122 verstel-

bestimmten Stellen der Rotorhaube 24 angeordnet, len kann, um einen Druck zwischen den Platten zi

um Zutritt zu den Schmierstellen zu erlangen. erzeugen. Die Bienenwabenplatte 126 liegt auf einei

Jede der Öffnungen 76, 78 und 80 hat eine innere 55 Unterlagcplattc 128, die auf der festen, ebenen Obcr-

Watid 82, 84 und 86, die durch den Bienenwaben- fläche 129 der Platte 122 liegt. Die Unterlageplattc

kern 42 mit den eingepreßten, quergeschnittenen 128 ist in allen Abmessungen größer und besteh

Balsaholzringen 88, 90 und 92 begrenzt ist. Die aus einem widerstandsfähigerem Material als die

Balsaholzringe sind mit dem Bienenwabenkem ver- Biencnwabenplatle 126. Ein qucrgcschnittencs Balsa

klebt und zwischen den Decklagen 38 und 40 an- 60 holzstück 130 wird auf die Bicnenwabcnplatte 12(

gebracht und ebenfalls mit diesen verklebt, wie noch gelegt, und zwar derart, daß die Fasern 132 de;

ausführlicher beschrieben wird. Um die Zugangs- quergcschnittcncn Balsaholzes parallel zu der

löcher 76, 78 und 80 sind eine Anzahl Bohrlöcher Achsen 134 der Biencnwabenzellen 136 der Bienen

100 angebracht, die sich durch die qucrgcschnit- wabenplatte 126 verlaufen. Das quergcschnittcm

tcnen Balsaholzringe 88, 90 und 92 erstrecken, um 65 Balsaholz 130 wird entweder in entsprechender Ab

zwecks Befestigung von geeignet geformten Abdcck- messung angeliefert oder wurde vorher auf dii

plaiun 7. B. 106, über den Zugangslöchem eine gleiche Höhe vli« wie die Bicnenwabcnplatte be

Schraube mil MuUcr 60 aufzunehmen. arbeitet und kann ferner vor dem Einpressen durcl

Bearbeitung eine gewünschte Form erhalten wie z. B. durch die Ringteile 88 und 90 in der Fi g. 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 Balsaholzstück 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, so daß das quergeschnittene Balsaholzstück 130 in die Zellen 136 der Bienenwabenplatte 126 gepreßt wird und diese vollständig auffüllt. Nachdem das querseschnittene Balsaholz in die Bienenwaben eingepreßt ist, kann die durch quergeschnittenes Balsaholz verstärkte Bienenwabenplatte 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 Sanawichbauweise 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 zur 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 kunststoflgetränktem Glasfasergewebe. Jede Verstärkungslage wie z. B. die Lagen 70 und 72 nach F i g. 3 und die Lage 74 nach F i g. 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 Bicnenwabenplatte leicht der Form der Matrize 150 angepaßt werden kann. Die innere Decklage 40 wird dann sanft an die innere Oberfläche des Bienenwabenkerncs 43 gelegt. Die Decklage 40 besteht vorzugsweise aus kunststoflgetränktem Glasfasergewebe, und es ist hervorzuheben, daß sowohl die Decklagc 40 als auch die Decklagc 38 sich über den äußeren Rand 48 des Bicncnwabcnkerncs 42 erstrecken und aneinander anliegen, um im erhärteten Zustand den Flansch 36 zu bilden. Die Decklagcn 38 und 40 erstrecken sich auch innen über den inneren Durchmesser 44 des Bienenwabenkernes 42 hinaus und bilden den Flansch 52. Die Decklagen 38 und 40 und der Bienenwabenkern 42 stellen das Teil 141 dar. Die Matrize 150 wird mit dem Teil 1.41 in eine Vakuumhülle 152 gelegt, die vorzugsweise aus einem Polyvinylalkoholfilm besteht. Die Vakuumpumpe 154 erzeugt in der auf Dichtigkeit geprüften Vakuumhülle einen Unterdruck von 63,5 cm Quecksilbersäule. Durch dieses Vakuum werden die inneren und äußeren Decklagen 38 und 40 mittels der 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/cm² 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

ao einem Epoxydharz getränkt sind. Das herzustellende Leichtbauteil bleibt bei diesem Temperatur- und Druckzustand IVt 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 herausgenommen. 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 (Fig. 3), 100, 82, 84 und 86 angebracht. Die Oberfläche des quergeschnittenen Balsaholzes, weiche 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 Hubschrauberrotorhaube erläutert wurde, ist hervorzuheben, daß viele andere Anwendungsmöglichkeiter bestehen, bei denen ein verstärkter Lienenwabenkerr zur Verwendung in einem Mehrschicht-Lcichtbautei wünschenswert ist. Ein solcher Gegenstand ist ii F i g. 9 gezeigt, in der ein Munitionskasten 160 dar gestellt ist. Der Munitionskasten 160 besitzt eine An zahl Wandteile in Sandwichbauweise, z. B. die vor dere Wand 162, die Seitenwände 161 und 163 um die hintere Wand 165. Jede Wand besitzt einei Bienenwabenkern 164, der an den Enden über der gesamten Umfang durch einen eingepreßten quer geschnittenen Balsaholzring 166 (Fig. 10) verstärk ist. Di; verschiedenen Wände 161, 162, Ϊ63 und 16 des Kastens sind an den Ende., durch übliche »L« förniige Flansche miteinander verbunden und bilde mit Ausnahme der oberen öffnung 168 einen vol ständig ^geschlossenen Kasten.

Wie aus Fig. 11 hervorgeht, ist ein Einrastdecki

170 vorgesehen, um die obere Öffnung 168 des Munitionskastens 160 abzuschließen. Es sei bemerkt, daß die quergeschnittenen Balsaholzringe 17? 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 vordere Wand 1ό2 und die hintere Wand 165, um diese Wände unter Abstand zu halten und deren Widarstandsvermögen gegen Druckkräfte zu eriöhen. In dem Bereich der Bolzen 176 sind quergeschnittene Balsaholzeinsätze 180 und 182 in die Bienenwabenzellen gepreßt. In den Bureichen, wo außergewöhnlich hohe Bolzendruckkräfte aufzunthmen sind, sind vergrößerte Scheiben, wie z. B. 184, zur besse :sn Belastungsverteilung vorgesehen.

Die- quergeschnittenen Balsaholzringe, die in die Bienenwabenkerne der Wände des Munitionskasten!. 160 am Umfang eingepreßt sind, dienen dazu, die Stoßkräfte, die auf die Konstruktion ausgeübt werden, abzudämpfen, da die Verwendung von quergeschnittenem Balsaholz der gesamten Anoiinung 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 unteren Decklagen 38 und 40 verwendet werden kann Die Temperatur soll beim Erhärtungsvorgang einei Wand in Sandwichbauweise 121° C nicht überschreiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

i 815 Patentansprüche:

1. Leichlbauteil mit einem Bienenwabenkern 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 Höhe wie die Bienenwabenzellen besitzt, eingepreßt ist, so daß es die BienenwabenzeHen ganz ausfüllt und mit den beiden stirnseitigen Zellenöffnungen fluchtet, wobei das Balsaholzstück mit den Decklagen (38, 40) verklebt ist.

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

3. Leichtbauteil 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 dem Balsaholzstück (90) ausgefüllten Bereich mindestens eine das Leichtbaufd! durchdringende, zur Aufnahme einer Befestigungsschraube für einen die genannte öffnung verschließenden, entfernbaren Flanschdeckel dienende Bohrung (100) vorgesehen ist.

5. Leichtbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis '\ dadurcn gekennzeichnet, daß die Decklagen (38, 40) über den Innenrand und den Außenrand des ringförmig ausgebildeten Bienenwabenkernes (42) als Flansche vorstehen, welche miteinandei so verklebt sind, daß der Bienenwabenkern dicht (36, 52) eingeschlossen ist und daß ein längs des äußeren Umfanges und ein längs des inneren Umfanges des Bienenwabenkernes angeordnetes, jeweils von den Dccklagen und deren miteinander dicht verklebten Flansche umschlossenes Verstärkungsteil in Form eines quergeschnittenen Balsaholzstückes vorgesehen ist, das jeweils eine Abstützung (48, 50) des äußeren Umfangsrandes bzw. des inneren Umfangsrandes des Leich'bauteiles bildet.

6. Leichtbauteil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Decklagen im Bereich der Flansche mit Verbindungs- und Be- So festigungsbohrungen versehen sind.

7. Leichtbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Decklage aus einer kunststoffgetränkten Glasfaserlage, . vorzugsweise einer Glasfasergewebelage, besteht.

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

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

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

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

12. Verfahren zur Herstellung eines Leichtbauteils nach Anspruch 1 bi.« 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 verstärkter. 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 befindi-chen Bienenwabenkern derart, daß die Gewebelage mit ihren Rändern über den Bienenwabenkern übersteht und flach auf diesem auflieg*,

e) Einführung der gefüllten M-trizen 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 Glasfasergewebelagen und zur Verklebung der überstehenden Ränder der Glasfasergewebelagen miteinander, um einen dichten Abschluß des Bienenwabenkernes und einen Umfangsflansch 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 Polyesterkunststoff 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 ge-

kennzeichnet, daß die Glasfasergewebelager, mit v/abenzellen entfernt werden muß, müssen die Bie-

Epoxydharz getränkt werden und daß der Auto- nenwabenzellen erwärmt werden. Dies bedeutet eine

klav während 90 bis 120 Minuten auf einer Tem- wesentliche Erhöhung der Kosten und einen zusätz-

peratur von etwa 170° C gehalten wird. liehen Bearbeitungsgang beim Herstellen des Leicht-

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 5 bauteils. Das Paraffin kann nicht mit den Wänden

bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß nach der der Bienenwaben fest verbunden werden. Wenn das

Entnahme der ausgehärteten Bienenwabenkon- Paraffin im Innern der Bienenwaben beLssen wird,

struktion aus der Matrize die gebildeten Um- kann es wegen seines verhältnismäßig niedrigen

fangsflansche zugeschnitten und mit Verbin- Schmelzpunktes bei den Betriebstemperaturen z. B.

dungs- und Befestigungsbohrungen versehen io des Flugzeuges schmelzen, und somit möglicherweise

werden und daß in den mit quergeschnittenem eine Zerstörung der Anordnung hervorrufen.

Balsaholz verstärkten Bereichen des Bienen- Andere Versteifungsmittel sind verhältnismäßig

wabenkernes Öffnungen in die Bienenwaben- schwer und wiegen 500 bis 640 kg/m³. Diese Ver-

konstruktion eingeschnitten werden. steifungsmittel müssen sorgfältig nach Rezeptur zu-

15 sammengemischt und aus drei Komponenten bereitet

werden, nämlich dem Härter, dem Grundmaterial

Die Erfindung betrilTt Leiclitbauteile, insbesondere und dem Beschleunige. Außerdem müssen die in Form von Wänden oder Platten, und deren Her- Bienenwabenzellen vor dem Einfüllen des flüssigen stellungs'verfahren. Versteifungsmittels abgedeckt werden. Des weiteren Hs ist bekannt, daß Bauteile mit einer Bienen- 20 ist unter bestimmten Bedingungen eine Druckspritze wabenkonstruktion sehr leicht und zugleich wider- erforderlich, um das flüssige Versteifungsmittel in die standsfähig sind, so daß derartige Teile, die Vorzugs- Bienenwabenzellen einzuführen. Die Mischung, Abweise einen zwischengelagerten Bienenwabenkern deckung und Einfüllung des Versteifungsmiuels sind umfassen, sich besonders zur Verwendung im Flug- : ^hr zeitraubend, und hierzu kommt noch die zeugbau oder anderen Gebieten eignen, wo Leicht- 35 Schwierigkeit, daß das Versteifungsmittel, nachdem bauwände oder -Überzüge erforderlich sind. Solche es in flüssigem Zustand in die Bienenwabenzellen Leiclitbauteile haben eine glatte, aerodynamisch eingefüllt wurde, sich absetzen muß, so daß Luftgünstige Oberfläche und finden als nichttragende blasen von selbst aus dem Versteifungsmittel auf-Flugzeugteile Verwendung. steigen. Das Versteifungsmittel wird dann bei einer Es ist jedoch fast unmöglich, Bienenwabenplatten 30 Temperatur von ungefähr 60° C während mindestens zu bearbeiten oder sie Druckbeanspruchungen aus- einer Stunde gehärtet, wodurch eine Schrumpfung zusetzen, da die Bienenwaben zusammengedrückt des Versteifungsmittels auftritt. Somit muß der gewerden, wenn z. B. ein Verbindungsbolzen durch samte Vorgang wiederholt werden, um die durch da.3 dieselben hindurch angebracht wird. Es ist daher Schrumpfen des Versteifungsmittels hervorgerufenen üblich, die Bienenwaben dort, wo größere Lasten 35 Hohlräume aufzufüllen. Nachdem das Versteifungsaufzunehmen sind und wo Druckbeanspruchungen mittel erhärtet ist, muß es ausgeglichen werden, so entstehen, <;. B. an Drehpunkten oder an Punkten, daß es genau gleiche Höhe wie die Bienenwabenwo ein Durchgangsbolzen vorzusehen ist, zu ver- zellen erhält, um einen Überbriickungseffekt in bestärken, zug auf das Glasfasergewebe zu verhindern, welches Es ist bekannt, die Bienenwaben mit Wasser au^f- 40 an einander gegenüberliegenden Seiten der Bienenzufüllen, das dann abgekühlt wird, bis es gefriert, wabenzellen verwendet wird und mit denselben zu un die Bienenwaben bearbeiten zu können, wie in verkleben ist, um eine Mehrlagenbauweise zu bilden, den USA.-Patentschriften 2 855 664 und 2 731713 Wenn die Bienenwabenzellen nicht genau dieselbe beschrieben ist. Ein Zusammendrücken der Bienen- Höhe oder Dicke wie das Versteifungsmittel haben, wabenzellen wurde durch Paraffin verhindert, wie 45 wird ein Teil des Glasfasergewebes rdcht unterstützt, aus der USA.-Patentschrift 3 196 533 hervorgeht, so daß es leicht abbrechen kann. Nach dem Aus- und Verstärkungsmittel aller Arten wurden ver- gleicharbeitsgang, um die Bienenwabenzellen und wendet, um Hie Bienenwabenkerne Widerstands- das Versteifungsmitlel auf die gleiche Höhe zu brinfähiger zu machen, wie die USA.-Patentschriften gen, ist es erforderlich, die versteiften Bienenwaben-3 173 520 und 2 988 809 zeigen. 50 zellen zu säubern, bevor das Glasfasergewebe an-

Diese Verfahren dienen bekanntermaßen zum Ver- gebracht wird.

stärken von Bienenwabenmaterial, sie haben jedoch Außerdem hat die Erfahrung gezeigt, daß manche wesentliche Nachteile. So ist z. B. die Verwendung Versteifungsmittel gesundheitsschädlich sind und von Eis sehr unpraktisch, da es nur die Bearbeitung allergische Reaktionen auslösen, so daß es üblich ist, der Bienenwaben während einer sehr kurzen Zeit- 55 diese Stoffe in gut durchlüfteten Räumen zu bespanne erlaubt; infolge der kurzen Dauer des festen arbeiten und aufzutragen. Ein weiterer Nachteil der Zustandes bei Raumtemperaturen kann dieses Ver- bekannten Versteifungsmittel liegt darin, daß zufahren nicht zur Herstellung von Flugzeugteilen ver- sätzliches Gas während des Erhärtungsvorganges wendet werden, da durch das schnelle Schmelzen des ausgeschieden wird, welches die Verbindung zwi-Eises die Bienenwaben ihre Aussteifung nach kurzer 60 sehen dem Glasfasergewebe und dem Bienenwaben-Zeit verlieren. Paraffin kann andererseits die Bienen- kern nachteilig beeinflußt.

wabenzellen nicht ausreichend versteifen, da es selbst Wenn der herzustc.endc Teil eine bestimmte,

aus den Bienenwuirenzellen herausgequetscht werden nicht flache Form hat, muß das Versteifungsmittel in

kann. Das Paraffin beeinträchtigt auch die Ver- den vorgeformten Bienenwabenkern eingefüllt und in

bindung zwischen den Bienenwabenzellen aufzubrin- 65 dem geformten Teil ausgehärtet werden, was natür-

genden Glasfaserplatten oder anderen Materialien, Hch den gesamten Arbeitsgang noch schwieriger und

die in der Konstruktion Verwendung finden. Da das zeitraubender "and das hergestellte Produkt schwerer

Parr .Tm vor der weiteren Verwendung der Bienen- macht.