DE19638917A1 - Vorrichtung zur Stabilisierung oder Versteifung von Hohlkörpern - Google Patents
Vorrichtung zur Stabilisierung oder Versteifung von HohlkörpernInfo
- Publication number
- DE19638917A1 DE19638917A1 DE19638917A DE19638917A DE19638917A1 DE 19638917 A1 DE19638917 A1 DE 19638917A1 DE 19638917 A DE19638917 A DE 19638917A DE 19638917 A DE19638917 A DE 19638917A DE 19638917 A1 DE19638917 A1 DE 19638917A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- parts
- wall
- hollow
- supporting
- supporting parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
- B63B3/14—Hull parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
- B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
- B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
- B64B1/14—Outer covering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
- B64C11/16—Blades
- B64C11/20—Constructional features
- B64C11/24—Hollow blades
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C3/00—Wings
- B64C3/20—Integral or sandwich constructions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C2001/0054—Fuselage structures substantially made from particular materials
- B64C2001/0081—Fuselage structures substantially made from particular materials from metallic materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur
Stabilisierung oder Versteifung von Hohlkörpern oder
Tragelementen von Brücken- und Straßenkonstruktionen
oder für Teile von Straßen-, Wasser-, Luft-, Raum- oder
Schienenfahrzeugen und/oder von Behältern, die aus
Wandteilen gebildet sind, zwischen denen zahlreiche ne
beneinander angeordnete und fest miteinander verbun
dene, hohlförmig ausgebildete Tragteile vorgesehen
sind, die aus wabenförmig angeordneten Wandteilen be
stehen, deren Längsmittelachsen oder Längsseiten im
wesentlichen parallel oder quer zu den längs verlaufen
den Wandteilen der Vorrichtung zur Stabilisierung oder
Versteifung von Hohlkörpern verlaufen, wobei zumindest
zwei gegenüberliegende Wandteile über Verstärkungsele
mente bzw. hohlförmige Verstärkungselemente fest mit
einander verbunden sind, deren Längsmittelachse die
Längsmittelachse des Tragkörpers in einem Winkel β bzw.
annähernd rechten Winkel β schneidet.
Es ist bereits eine Verbundplatte für Verkleidungen von
Oberflächen von Bauwerken bekannt (EP 0 314 625 A1),
die eine Kernschicht mit einer Wabenstruktur zwischen
zwei Abdeckplatten aufweist, von denen die erste Ab
deckschicht Träger einer Dekorplatte und die zweite Ab
deckschicht Träger für eine rückseitige Schutzplatte
ist. Die Klebeverbindungen der Verbundplatte bestehen
aus einer Schicht eines schwer entflammbaren Klebers.
Auf der Rückseite der Verbundplatte ist ein Schutzele
ment auf Silikatbasis oder von nicht brennbaren Mine
ralstoffen aufgeklebt. Derartige Verbundplatten dienen
lediglich zur Verkleidung von Bauwerken und sind somit
als Tragelemente nicht geeignet, da derartige Waben
strukturen lediglich die Aufgabe haben, zwei Wandteile
miteinander zu verbinden.
Ferner ist es allgemein bekannt, zwischen Paneelen,
beispielsweise bei Autotüren (US PS 4 906 508), waben
förmig ausgebildete Hohlkörper zur Versteifung von Tür
paneelen vorzusehen.
Bei Verbundplatten (Sandwich-Bauweise) ist es bekannt,
(FR 22 39 573) wabenförmig ausgebildete Hohlkörper an
zuordnen, die endseitig jeweils mit den Plattenteilen
fest verbunden sind, um dadurch die Stabilität von der
artigen Verbundplatten zu verbessern.
Aus der US-PS 4,983,283 ist es bekannt, in einem zylin
derförmigen Hohlkörper zahlreiche miteinander verbun
dene, sich in Längsrichtung des Hohlkörpers er
streckende wabenförmige Keramikkörper vorzusehen, die
jedoch nicht als Tragelemente einsetzbar sind.
Demgemäß besteht die Erfindungsaufgabe darin, im we
sentlich hohlförmig ausgebildete Tragteile derart aus
zubilden und anzuordnen, daß bei hohen Biegekräften
eine sehr gute Stabilität bzw. Biegefestigkeit erreicht
wird, insbesondere wenn sie in großvolumigen Hohlkör
pern als Versteifungselemente eingesetzt werden.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung zur Stabilisierung oder Versteifung von
Hohlkörpern oder Tragelementen von Brücken- und Stra
ßenkonstruktionen oder für Teile von Straßen-, Wasser-,
Luft-, Raum- oder Schienenfahrzeugen und/oder von Be
hältern, die aus Wandteilen gebildet sind, zwischen
denen zahlreiche nebeneinander angeordnete und fest
miteinander verbundene, hohlförmig ausgebildete Trag
teile vorgesehen sind, die aus wabenförmig angeordneten
Wandteilen bestehen, deren Längsmittelachsen oder
Längsseiten im wesentlichen parallel oder quer zu den
längs verlaufenden Wandteilen der Vorrichtung zur Sta
bilisierung oder Versteifung von Hohlkörpern verlaufen,
wobei zumindest zwei gegenüberliegende Wandteile über
Verstärkungselemente bzw. hohlförmige Verstärkungsele
mente fest miteinander verbunden sind, deren Längsmit
telachse die Längsmittelachse des Tragkörpers in einem
Winkel (β) bzw. annähernd rechten Winkel (β) schnei
det. Derart ausgebildete Tragteile lassen sich viel
seitig einsetzen, insbesondere als Streben oder Ver
steifungselemente im Straßen-, Brücken- und Kraftfahr
zeugbau, in der Luftfahrttechnik und überall dort, wo
hohe Biegekräfte oder Verdrehkräfte auftreten. Bündelt
man beispielsweise zwei oder drei derart ausgebildete
Tragteile und verbindet sie untereinander zusätzlich
über Verstärkungselemente, so ist auf einfache kosten
günstige Weise die Biegefestigkeit derartiger Tragteile
wesentlich verbessert. Auf diese Weise können derartige
Tragteile auch in der Raum- und Luftfahrttechnik
kostengünstig eingesetzt werden. Da die Längsseiten der
Tragteile im wesentlichen parallel zu der Außenseite
des Hohlkörpers, beispielsweise des Rumpfes eines Luft
schiffes, verlaufen, erhält man eine sehr gute Anpas
sung der Tragteile an die Außenwand, so daß diese ohne
weiteres den gesamten Innenraum eines Hohlkörpers aus
füllen können und dabei zu einer enorm großen Stabili
tät beitragen. Die einzelnen Tragteile können dabei
über ihre Länge einen unterschiedlich großen Durchmes
ser aufweisen, so daß sie auch als Streben eingesetzt
werden können, die sich kontinuierlich verjüngen.
Ferner ist es vorteilhaft, daß die hohlförmig ausgebil
deten Verstärkungselemente zylinderförmig und/oder wa
benförmig ausgebildet sind.
Außerdem ist es vorteilhaft, daß die hohlförmig ausge
bildeten Verstärkungselemente pyramidenstumpfförmig
ausgebildet sind und durch zwei unterschiedlich große
Abschlußwände begrenzt werden. Werden die pyramiden
stumpfförmig ausgebildeten Verstärkungsele
mente begrenzt, so können jeweils zwei Verstärkungs
elemente gegeneinander angesetzt werden, so daß an
stelle der höchsten Biegebelastung die einzelnen Ver
stärkungselemente einen größeren Querschnitt aufweisen.
Hierzu ist es ferner vorteilhaft, daß zwei pyramiden
stumpfförmig ausgebildete Verstärkungselemente jeweils
über zwei gleich große Abschlußwände miteinander ver
bunden und zwischen den gegenüberliegenden Wandteilen
von jeweils zwei aneinander angrenzenden Tragteilen
fest angeordnet sind.
Vorteilhaft ist es ferner, daß jeweils zwei pyramiden
stumpfförmig ausgebildete Verstärkungselemente zwischen
den gegenüberliegenden Wandteilen von jeweils zwei an
einander angrenzenden Tragteilen auf einer Längsmittel
achse angeordnet sind und daß zwischen den gegenüber
liegenden Verstärkungselementen mittig eine Trennwand
verläuft, die in etwa die gleiche Länge aufweist wie
die Wandteile eines Tragteils. Durch den Einsatz einer
weiteren Trennwand, die ebenfalls parallel zu den Wän
den der einzelnen Tragteile verläuft, wird die Seiten
stabilität bzw. Biegefestigkeit weiterhin verbessert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil
haft, daß die Höhe H eines Verstärkungselements zwi
schen zwei Wandteilen 1% bis 40% bzw. 5% bis 30% der
Gesamthöhe H eines Tragteils ausmacht. Um die Biege
festigkeit von zwei miteinander verbundenen Tragteilen
zu verbessern, können die einzelnen Verstärkungsele
mente im Verhältnis zum Durchmesser der Tragteile we
sentlich kleiner sein. Durch die zahlreichen nebenein
ander angeordneten, beispielsweise auch versetzt zuein
ander angeordneten Verstärkungselemente, die sich über
die gesamte Fläche der Wand der Tragteile erstrecken,
wird auch über die gesamte Länge der Tragteile eine
hohe Biegefestigkeit gewährleistet. Die einzelnen Ver
stärkungselemente können auch als Vollkörper ausgebil
det sein. Eine gewisse Ersparnis erhält man dadurch,
daß die Verstärkungselemente im wesentlichen hohlförmig
ausgebildet sind und endseitig an die Wandteile der
Tragteile fest angeschlossen sind.
Hierzu ist es vorteilhaft, daß im Bereich der Wand
eines Tragteils die Wand des Verstärkungselementes all
mählich in einem Bogen mit einem Radius R in die Wand
des Tragteils übergeht. Durch den allmählichen Übergang
der Wände der Verstärkungselemente in die Wände des
Tragteils wird eine sehr gute Verbindung zwischen den
Verstärkungselementen und dem Tragteil geschaffen und
auch die Kerbwirkung, insbesondere im Bereich der An
schlußstelle, sehr stark reduziert.
Ferner ist es vorteilhaft, daß die hohlförmig oder
wabenförmig ausgebildete Wandteile aufweisenden Trag
teile im Bereich der Wandteile der Hohlkörper offen
sind, so daß sie Stirnkanten bzw. Eckkanten bilden, die
mit den sich in Längsrichtung des Hohlkörpers er
streckenden Wandteilen fest verbunden sind, wobei zu
mindest die außenliegenden Wandteile in etwa parallel
zur Innenoberfläche der Wandteile des Hohlkörpers ver
laufen. Da die Wandteile der Tragteile, zumindest die
außenliegenden Wandteile, sich in etwa parallel zur
Innenoberfläche über die gesamte Länge des Hohlkörpers
erstrecken, erhält man eine sehr hohe Steifigkeit der
Tragelemente, insbesondere wenn die Hauptbewegungsrich
tung der Biegekraft senkrecht auf die längs verlaufende
Mittelachse des Tragteils auftrifft. Hierdurch können
sehr große Hohlkörper mit sehr weit auseinander liegen
den Wandteilen eine sehr große Festigkeit erhalten. Um
die Festigkeit derartiger Hohlkörper zu verbessern,
können die einzelnen Tragelemente schichtweise angeord
net werden. Hierzu werden zwei, drei oder mehrere Lagen
von Tragelementen in einer Schicht zusammengefaßt, wo
bei die einzelnen Tragteile parallel zueinander verlau
fen. Die darunter liegende Schicht besteht wieder aus
zahlreichen parallel zueinander verlaufenden Tragtei
len.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil
haft, daß die einzelnen Tragteile in mehreren Lagen
übereinander angeordnet sind, wobei die Längsachsen der
Tragteile in der einen Lage die Längsachsen der Trag
teile in der weiteren Lage in einem Winkel schneiden.
Ferner ist es vorteilhaft, daß die hohl- oder waben
förmig ausgebildeten Tragteile den Innenraum des Hohl
körpers zumindest teilweise ausfüllen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß die
hohl- oder wabenförmig ausgebildeten Tragteile den
Innenraum des Hohlkörpers vollständig ausfüllen.
Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfin
dung, daß die hohl- oder wabenförmig ausgebildeten
Tragteile einen gleichbleibenden Außendurchmesser auf
weisen.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung
und Anordnung ist es von Vorteil, daß die hohl- oder
wabenförmig ausgebildeten Tragteile einen Außendurch
messer aufweisen, der entsprechend den Innenabmessungen
des Hohlkörpers veränderbar ist. Je nach Beschaffenheit
der einzelnen Hohlkörper oder der Formgebung der einen
Hohlkörper bildenden Wandteile können die einzelnen
Tragelemente untereinander über die gesamte Länge einen
gleichen Durchmesser aufweisen oder auch ihren Quer
schnitt über ihre gesamte Länge kontinuierlich verän
dern. Dies ist insbesondere bei Tragflügeln von Vor
teil, die im vorderen Bereich einen größeren Quer
schnitt aufweisen als im hinteren Bereich. Erstrecken
sich derartige Tragteile über die gesamte Länge des
Querschnittprofils des Tragflügels, so ist es vorteil
haft, daß im Anfangs- und Endbereich des Tragflügels
diese einen kleineren Querschnitt aufweisen als im
mittleren Bereich. Auf diese Weise können diese Trag
teile bei der Herstellung im Warmziehverfahren ohne
weiteres der genauen Innenkontur des Tragflügels ange
paßt werden, ohne daß die Tragteile hierzu aufgeschnit
ten werden müssen. Dadurch erhält man über den gesamten
Bereich des Tragflügels eine sehr hohe Stabilität. Wer
den derartige Tragelemente jedoch mit einem gleichblei
benden Querschnitt ausgebildet, so können diese im End
bereich aufgeschnitten werden, so daß die dadurch ge
bildeten Kanten der Tragteile fest an die Innenoberflä
che der Wandteile des Hohlkörpers angeschlossen werden
können.
Vorteilhaft ist es ferner, daß die hohl- oder wabenför
mig ausgebildeten Tragteile einen Außendurchmesser bzw.
Querschnitt aufweisen, der entsprechend dem Innendurch
messer oder dem Querschnitt des Hohlkörpers im gleichen
Maße vergrößer- oder verkleinerbar ist. Werden bei
spielsweise die Tragteile aus rohrförmigen Wandteilen
gebildet, so liegen sie jedenfalls punktartig an ihren
benachbarten Tragteilen an und bilden dadurch einen
dreieckförmigen Hohlraum, der mit einem Kleber aufge
füllt werden kann, um die einzelnen rohrförmigen Trag
teile fest miteinander zu verbinden. Werden die einzel
nen Tragelemente im Querschnitt wabenförmig ausgebil
det, so kann man auf kleinem Raum sehr viele einzelne
Tragelemente platzsparend unterbringen und dadurch die
Steifigkeit der einzelnen Hohlkörper wesentlich verbes
sern. Hierzu ist es vorteilhaft, daß die hohl- oder
wabenförmig ausgebildeten Tragteile aus einer durch
gehend ausgebildeten Wand bestehen, die eine annähernd
gleiche Dicke aufweist.
Ferner ist es vorteilhaft, daß die hohl- oder wabenför
mig ausgebildeten Tragteile aus einer durchgehend aus
gebildeten, eine sich fortlaufend verändernde Dicke
aufweisenden Wand bestehen.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbil
dung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß die Trag
teile einen hexagonalen Querschnitt aufweisen, der aus
sechs annähernd gleich großen, eine ebene oder zumin
dest teilweise strukturierte Außenoberfläche aufweisen
den Wandteilen besteht. Bei Verwendung eines hexagona
len Querschnitts der Tragteile können die einzelnen
Wände der Tragteile plan gegeneinander anliegen, wo
durch die Wandstärke in diesem Bereich verdoppelt und
eine gute Klebefläche für die beiden nebeneinander lie
genden Tragteile geschaffen wird. Ferner ist es mög
lich, für jeweils zwei nebeneinander liegende Tragteile
ein Wandteil vorzusehen. Hierdurch wird Material einge
spart und das Gewicht derartiger Tragteile reduziert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil
haft, daß die Tragteile bzw. deren Wandteile aus einem
Metallwerkstoff, Papierlaminat, Kohlenfaserwerkstoff,
Textilwerkstoff, Keramik oder Kunststoff oder einer
Mischung aus den vorstehenden Werkstoffen bestehen.
Durch die hohe Festigkeit der einzelnen Tragteile, die
untereinander fest verbunden bzw. verschmolzen sind,
können diese aus einem eine sehr geringe Dichte aufwei
senden Werkstoff, insbesondere aus einem Papierlaminat,
aus einem Kohlenfaserwerkstoff oder Textilwerkstoff,
gebildet sein. Dadurch erhält man insgesamt eine große
Gewichtsersparnis. Es ist jedoch auch möglich, die ein
zelnen Tragteile aus einem Metallwerkstoff oder aus
einer Kombination aus Glasfaser, Metallgeflecht und Zu
sätzen von Keramik herzustellen, wobei jedoch der
Gewichtsanteil derart geformter Hohlkörper vergrößert
wird.
Wie zuvor beschrieben, gewährleistet die Ausbildung
nach Anspruch 24, dadurch daß der Hohlraum der Trag
teile mit einem Werkstoff geringerer Dichte als die
Dichte des Werkstoffs der Tragteile ausgefüllt bzw.
ausgeschäumt ist, eine sehr hohe Festigkeit auch über
sich sehr lang erstreckende Tragteile.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil
haft, daß die Tragteile aus Karbonfaser, aus Polyamid-
bzw. Aramidfaser bestehen.
Eine zusätzliche Möglichkeit gemäß einer Weiterbildung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß
die Tragteile allseitig verschließbar sind und ein
Vakuum oder einen Überdruck aufweisen. Durch die Erzeu
gung eines Vakuums innerhalb der einzelnen Tragteile
wird ihre Festigkeit untereinander weiterhin verbes
sert.
Von Vorteil ist es ferner, daß die Tragteile allseitig
verschließbar sind und daß die Druckdifferenz zwischen
dem Vakuum oder dem Überdruck im Hohlkörper und dem
Druck außerhalb des Hohlkörpers des Tragteils zwischen
5% und 30% bzw. zwischen 8% und 16% beträgt.
Eine wesentliche, vorteilhafte Ausführungsform erreicht
man dadurch, daß die einzelnen Tragteile als Laderaum
ausgebildet sind. Weisen die einzelnen Tragteile einen
relativ großen Querschnitt auf, so können unterschied
liche Materialien in flüssiger, pulvriger bzw. schütt
barer Form in den einzelnen Tragteilen auf kostengün
stige Weise untergebracht werden.
Vorteilhaft ist es außerdem, daß der Innenraum der ein
zelnen Tragteile mittels Querwänden in gleich oder
unterschiedlich große Kammern aufgeteilt ist und daß
die Querwand in einer in der Wand des Tragteils vorge
sehenen Vertiefung bzw. zwischen zwei Wülsten aufgenom
men und befestigt ist. Hierdurch wird einerseits die
Steifigkeit der einzelnen Tragteile erhöht und anderer
seits sichergestellt, daß bei Beschädigung von einzel
nen Wandteilen der Tragteile das in den Tragteilen auf
genommene Medium nicht insgesamt aus den Tragteilen
entweichen kann. Dabei können die einzelnen Tragteile
bzw. Querwände Öffnungen bzw. verschließbare Öffnungen
oder Ventilöffnungen aufweisen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil
haft, daß die Wand des Tragteils mit einem Kunststoff
material bzw. einem Kunststoffharz auf mindestens einer
bzw. auf beiden Seiten beschichtet ist und daß die
Tragteile aus einem Vollmaterial gebildet sind.
Vorteilhaft ist es ferner, daß die Tragteile schlauch
artig ausgebildet sind und aus einem elastischen, eine
hohe Biegefestigkeit aufweisenden Material bestehen,
das durch Biegen bzw. durch bleibende Verformung der
Innenkontur des Hohlkörpers beliebig anpaßbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß die
Längsachse der schlauchartigen Tragteile die Haupt
kraftlinie P in einem Winkel bzw. in einem Winkel zwi
schen 10° und 170° bzw. in einem Winkel von annähernd
90° schneidet und daß der Innen- oder Außendurchmesser
der Tragteile eine Größe zwischen 3 mm und 100 mm bzw.
3 mm und 50 mm aufweist.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung
und Anordnung ist es von Vorteil, daß die schlaucharti
gen Tragteile im Ziehverfahren hergestellt werden und
aus Textilfasermatten gebildet sind, die durch Verbin
dung der beiden außenliegenden Längskanten zu einem
Hohlkörper geformt werden. Ferner ist es vorteilhaft,
daß die Tragteile als endlose Tragteile aus Textil
fasermatten gebildet sind, die durch Verbindung der
beiden außenliegenden Längskanten zu einem Hohlkörper
geführt und über ein Formgebungswerkzeug endgültig ge
formt werden, danach durch Wärmebehandlung in ihrem
Querschnitt entsprechend verkleinert bzw. vergrößert
und an ihrer Innen- und/oder Außenseite mittels härte
bildenden Materials bzw. harzartigen Materials bzw.
eines Epoxidharzes beschichtet und/oder getränkt wer
den.
Vorteilhaft ist es ferner, daß die Tragteile mit einem
Medium leichter als Luft z. B. mit einem Gas bzw. mit
Helium gefüllt sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß die
Tragteile an Bord von Raumfähren hergestellt werden und
daß die Außenkante der Schiffskörper im Unterwasser
bereich an der Außenseite mit semipermeablen Wandteilen
bzw. Tragteilen zum Durchlaß von Ca- und/oder Na-Ionen
ausgebildet sind.
Ferner ist es vorteilhaft, daß die Innenwände eines
Kraftfahrzeugs mit hohlförmigen Tragteilen versehen
sind, die permeabel bzw. semipermeabel ausgebildet sind
und als Windkanäle einer Klimatisierungseinrichtung
oder als Schalldämpfungseinrichtung dienen und daß der
Durchmesser der Tragteile im Wandbereich des Hohlkör
pers entweder größer oder kleiner ist als der Durchmes
ser der Tragteile im mittleren Bereich der Längsachse
des Tragteiles.
Vorteilhaft ist es außerdem, daß sich der Durchmesser
der Tragteile ausgehend vom Wandbereich des Hohlkörpers
in Richtung der Längsachse kontinuierlich verändert.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in
den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert
und in den Figuren dargestellt, wobei bemerkt wird, daß
alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzel
merkmalen erfindungswesentlich sind. Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Tragflü
gels mit den als Tragelementen ausge
bildeten, wabenförmigen Hohlkörpern,
Fig. 2 einen Zeppelin im Schnitt mit den Trag
elementen in Längsrichtung,
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Rumpf eines
Luftfahrzeugs mit den wabenförmigen
Tragteilen,
Fig. 4 ein Tragelement für eine Magnetschwebe-
Eisenbahn bzw. eine Hochschienenbahn,
die gegenläufig in einer Tragvorrich
tung aufgenommen sind,
Fig. 5 eine Einzelansicht eines Tragelements,
Fig. 6 eine Querwand im hohlförmigen Tragele
ment,
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines
Tragteils mit zahlreichen nebeneinander
angeordneten, hohlförmig ausgebildeten
Verstärkungselementen, die über eine
Wand abdeckbar sind,
Fig. 8 drei miteinander verbundene Tragteile,
die als Stützen einsetzbar sind,
Fig. 9 zwei verschiedene Ausführungsbeispiele
von mehreren nebeneinander angeordneten
und über Verstärkungselemente miteinan
der verbundenen Tragteilen, die bei
spielsweise als Brückenbauteile bzw.
als Stützstreben einsetzbar sind,
Fig. 10 eine Schnittdarstellung der Verstär
kungselemente, die zwischen zwei Wand
teilen der Tragteile angeordnet sind,
Fig. 11 vier miteinander über eine Steckverbin
dung verbundene Tragteile,
Fig. 12 zwischen mehreren Tragteilen angeord
nete zickzack-förmig ausgebildete Ver
stärkungselemente,
Fig. 13 einen Tragflügel mit den gemäß Fig. 11
dargestellten Tragteilen,
Fig. 14 eine Außenwand eines Schiffskörpers,
deren außenliegende Tragelemente per
meabel ausgebildet sind,
Fig. 15 ein weiteres Ausführungsbeispiel von
Verstärkungselementen, die sich über
die gesamte Breite der Wand des Trag
teils erstrecken und einteilig ausge
bildet sind,
Fig. 16 eine Schnittdarstellung eines Schiffs
körpers mit einer permeablen Außenwand,
Fig. 17 einen Rumpfquerschnitt eines Luftschif
fes mit seitlich angeordneten Stabili
sierungselementen bzw. Flügeln.
In der Zeichnung ist mit 1 ein Hohlkörper bezeichnet,
der als Tragflügel ausgebildet ist und für ein Luft
fahrzeug dient. In dem Hohlkörper 1 befinden sich zahl
reiche hohl- oder wabenförmig ausgebildete Tragelemente
bzw. Tragteile 3. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1
ist lediglich ein Tragflügel als Hohlkörper darge
stellt. Anders gestaltete Hohlkörper für Karosse
rieteile von Kraftfahrzeugen, Raumfahrzeugen oder ande
ren Fahrzeugen zu Luft und zu Wasser bzw. auf der
Straße können ebenfalls mit den erfindungsgemäßen Trag
teilen 3 ausgefüllt werden.
Die einzelnen Tragteile können aus zahlreichen neben
einander verlaufenden Rohren gebildet werden, die an
ihren Berührungsstellen oder Kanten miteinander ver
schweißt, verklebt oder verschmolzen sind. Auf diese
Weise bildet sich zwischen den einzelnen aneinander
liegenden Rohren ein dreieckförmiger Zwischenraum, der
auch als Raum zur Aufnahme der Klebmasse genutzt werden
kann.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind die einzelnen
Tragteile wabenförmig bzw. hexagonal ausgebildet und
bestehen aus sechs gleichförmigen, eine annähernd glei
che Dicke D aufweisenden Wandteilen 4, die gemäß
Fig. 5 durchgehend geformt sind und lediglich an ihren
beiden gegenüberliegenden Enden 13 miteinander fest
verbunden, beispielsweise verschweißt, werden können,
wie dies nachstehend näher erläutert wird.
Die einzelnen wabenförmig ausgebildeten Tragteile kön
nen einen Außendurchmesser zwischen 3 mm und 500 mm
aufweisen. Je nach Verwendung der einzelnen Tragteile
ist es vorteilhaft, wenn diese einen relativ kleinen
Durchmesser, beispielsweise zwischen 3 mm und 10 mm,
aufweisen, da hierdurch eine sehr hohe Steifigkeit der
Tragteile über eine sehr große Länge erzielt wird.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn der Durchmesser der
Tragteile zwischen 3 mm und 50 mm, insbesondere zwischen
3 mm und 10 mm groß ist.
Die Dicke D der einzelnen Wände 4 der Tragteile 3 ist
annähernd konstant. Die Dicke kann ebenfalls zwischen
5 mm und 20 mm betragen.
Das Material der Wände 4 der Tragteile 3 kann aus einem
Werkstoff sehr geringer Dichte, jedoch hoher Festigkeit
bestehen. Vorteilhaft ist es, wenn die Wandteile aus
einem Papierlaminat, aus einem Kohlenfaser- oder Tex
tilwerkstoff oder einem Kunststoff bestehen. Hierdurch
wird das spezifische Gewicht der Tragteile 3 und somit
auch das Gesamtgewicht des Tragelements bzw. des Trag
flügels oder Karosserieteils sehr gering gehalten.
Eine hohe Steifigkeit erhält man auch dadurch, daß der
Hohlraum des Tragteils 3 mit einem Werkstoff geringerer
Dichte ausgefüllt ist als die Dichte des Werkstoffs des
Tragteils 3, so daß hierdurch einerseits die Steifig
keit der Tragteile weiter verbessert wird und man ande
rerseits mit einem sehr geringen Gewicht unter Beibe
haltung hoher Stabilität auskommen kann.
Gemäß Fig. 1 verlaufen die unteren Tragteile 3 im
wesentlichen parallel zu der unteren Wand 4 des als
Hohlkörper 1 ausgebildeten Tragflügels. Im oberen
Bereich der gekrümmten Wand verlaufen die einzelnen
Tragteile 3 ebenfalls gekrümmt und sind somit der
Innenkontur der Wand 4 des Tragflügels angepaßt. Um den
gesamten Zwischenraum zwischen den beiden Wandteilen 4
auszufüllen, können die einzelnen Tragteile 3 über ihre
gesamte Länge einen gleich großen, fortlaufend kontinu
ierlichen Durchmesser aufweisen. Dadurch werden im Be
reich des hinteren und vorderen Endes die Tragteile
aufgebrochen, so daß die Stirnkanten, die durch Weg
schneiden der Wandteile 4 entstehen, direkt an die
obere bzw. untere Wand des Tragflügels angeschlossen
bzw. mit diesem verschmolzen werden können.
Es ist jedoch auch möglich, daß der Außendurchmesser
der Tragteile im Anfangs- und Endbereich der Tragteile
kleiner ist als im mittleren Bereich oder in dem Be
reich, in dem eine hohe Biegespannung des Hohlkörpers
auftritt. Auf diese Weise wird durch die besonders vor
teilhafte Ausgestaltung der Tragteile entsprechend der
Biegebelastung das Tragteil im Querschnitt verändert,
so daß im Bereich hoher Biegebelastung der Durchmesser
des Tragteils geringer ist als im Bereich geringer Bie
gebeanspruchung. Besonders wichtig jedoch ist es, daß
die Tragteile den gesamten Innenraum des Hohlkörpers
vollständig ausfüllen und hierdurch eine sehr hohe Bie
gefestigkeit und Verbindungsfestigkeit erzeugen.
Es ist auch möglich, daß die Dicke D der Wände über die
gesamte Länge der Tragteile konstant ist oder nach hin
ten und vorne in Richtung ihrer beiden Enden abnimmt.
In Fig. 4 ist ein einzelnes Tragteil dargestellt, das
aus sechs annähernd gleich großen Wänden 4 gebildet
ist. Derartige Tragteile 3 werden durch ein besonderes
Verfahren gebildet. Die Tragteile werden beispielsweise
aus endlosen Textilfasermatten geformt, die durch Ver
bindung der beiden außenliegenden Längskanten 13 der
Wände 9 zu einem Hohlkörper geformt werden. Hierzu wer
den die Textilfasermatten zusammengelegt und über einen
Hohlkörper bzw. ein Formgebungswerkzeug geführt, der im
Querschnitt ebenfalls hexagonal ausgebildet ist. Die
einzelnen Textilfasermatten können mit einem Härte bil
denden Werkstoff versehen sein, so daß der vorgewärmte,
den Textilfasermatten zugeführte Werkstoff nach seiner
Erkaltung eine bleibende Form gemäß Fig. 5 annimmt.
Die beiden gegenüberliegenden Enden bzw. Längskanten 13
der gegenüberliegenden Wände 9 des Tragteils 3 können
miteinander verklebt oder verschweißt sein. Ferner ist
es vorteilhaft, wenn die Innenoberfläche und die Außen
oberfläche der Wände 4 bzw. 9 mit einem harzartigen
Material bzw. einem Epoxidharz beschichtet und/oder ge
tränkt werden, das dann nach seiner Aushärtung den aus
Textilfasern gebildeten, wabenförmigen Hohlkörpern eine
hohe Steifigkeit verleiht.
Gemäß Fig. 2 kann der Tragflügel oder ein anderer
Hohlflügel aus verschiedenen, einzelnen Abschnitten ge
bildet sein. Im einem ersten Abschnitt 17 sind die ein
zelnen hohlförmigen Tragteile 3 quer zu einer Längs
richtung oder Längsachse 15 des Hohlkörpers 1 angeord
net. Dabei verlaufen die Wände 4 parallel zur Außen
seite von Wänden 5 der Tragteile 3. In einem zweiten
Abschnitt 18 des Hohlkörpers 1 können die schlaucharti
gen Tragteile 3 in etwa parallel zur Längsachse 15 des
Hohlkörpers verlaufen. Dabei erstrecken sich die Wand
teile 5 der Tragteile 3 ebenfalls parallel zu den Wand
teilen 4 des Abschnitts 18. Zwei Längsachsen 19 und 20
der Tragteile 3 schneiden sich dann in einem annähernd
rechten Winkel.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist der Quer
schnitt eines Rumpfs 21 eines in der Zeichnung nicht
dargestellten Flugzeugs wiedergegeben. Der Rumpf 21 ist
ovalförmig ausgebildet und besteht aus Wandteilen 22
und Versteifungen bzw. Tragteilen 23. Die Wandteile 22
weisen eine relativ große Dicke auf. Das Wandteil 22
besteht aus einer Außenseite 24 und einer Innen
seite 25. Zwischen den Seiten 24 und 25 befinden sich
zahlreiche nebeneinander angeordnete, im Querschnitt
sechskantförmig ausgebildete Tragteile 3, die sich
ebenfalls in Längsrichtung des Rumpfs 21 erstrecken und
dem Rumpf eine hohe Steifigkeit verleihen. Die einzel
nen Tragelemente oder Tragteile 23 sind ebenfalls mit
den wabenförmig ausgebildeten, schlauchartigen Tragtei
len 3 ausgefüllt. In dem Rumpf befindet sich ein oberer
Boden 28 und ein unterer Boden 29. Auf diese Weise bil
det der Rumpf 21 drei Frachträume. Ein unterer Fracht
raum 26 kann relativ große Containerbehälter 27, 27′
bzw. 27′′ aufnehmen. Zwischen der Außenkontur des Con
tainers 27′ und der Innenseite 25 wird ein Hohlraum ge
bildet, der wiederum durch die wabenförmig ausgebilde
ten Tragteile 3 ausgefüllt ist. Hierdurch wird eine
sehr genaue Anpassung der Container 27 an die Außenkon
tur der Tragteile 3 möglich. Die gemäß Fig. 3 sich in
Längsrichtung erstreckenden Tragteile 3 können sich
auch quer zur Längsachse des Rumpfs 21 erstrecken, so
daß der Boden 28 und 29 Tragteile 3 aufnimmt, die sich
zwischen den beiden gegenüberliegenden Innenseiten 25
des Rumpfs 21 erstrecken.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4
sind die einzelnen Tragteile 3 in einem Ständer 30 vor
gesehen, der hierzu auch einen Hohlkörper 1 bildet. In
dem Hohlkörper 1 des Ständers 30 befinden sich die be
reits erwähnten Tragteile 3. An dem Ständer 30 sind
Halterungen 31 und 32 vorgesehen, in denen zwei gegen
läufig zueinander fahrende Magnetbahnen bzw. Schwebe
fahrzeuge untergebracht werden können. Die beiden Hal
terungen 31 und 32 sind ebenfalls mit den erfindungsge
mäßen Tragteilen 3 ausgefüllt.
Werden die einzelnen Tragteile 3 als Frachträume für
schüttbares bzw. flüssiges Gut eingesetzt, so ist es
vorteilhaft, daß die einzelnen Tragelemente 3 über ihre
gesamte Länge in mehrere einzelne Kammern 11 aufgeteilt
werden, die hierzu über einzelne Querwände 10 abge
trennt werden. Die einzelnen Querwände können in vor
teilhafter Weise in entsprechenden Vertiefungen bzw.
zwischen zwei Wülsten 12 eingeklemmt bzw. fest mit die
sen verbunden werden. In den einzelnen Querwänden 10
können verschließbare Öffnungen, beispielsweise Ven
tile, vorgesehen sein, so daß das Medium über eine Ein
gangsöffnung in sämtliche Kammern 11 gelangen kann.
Eine hohe Steifigkeit der einzelnen Tragteile erhält
man dadurch, daß beispielsweise in den einzelnen Kam
mern 11 ein Vakuum erzeugt wird, wobei die Druckdiffe
renz zwischen dem Innendruck der Kammern 11 etwa
100 bar betragen kann.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es besonders wich
tig, daß die als Hohlkörper ausgebildeten Tragteile
über lange Strecken auf Biegebelastung ausgelegt sind
und daher vorwiegend quer zur Hauptkomponente einer Be
lastungsart angeordnet sind. Ein Beispiel ist in
Fig. 1 dargestellt, wobei die einzelnen Tragelemente 3
mit ihrer Längsachse 15 eine Hauptkraftlinie P der Bie
gekraft mit der Bezugszahl 16 in einem rechten oder an
nähernd rechten Winkel schneiden. Durch die unter
schiedlichen Größen der einzelnen Tragelemente lassen
sich diese in optimaler Weise jeder beliebigen Raumform
anpassen und auf diese Weise große Hohlräume mit derar
tigen Tragelementen ausfüllen, wie dies insbesondere
bei Schiffsrümpfen der Fall sein kann. Der Winkel zwi
schen der Hauptkraftlinie 16 und der Längsachse 15 kann
bei einer besonderen Ausgestaltung des Hohlkörpers 1
auch zwischen 10° und 170° liegen. Hierdurch wird die
Biegestabilität bei sehr großen Hohlkörpern 1 oder
Tragelementen 2 verbessert und gleichzeitig eine
Gewichtsreduzierung herbeigeführt. Die Tragteile 3 kön
nen auch bei Straßenkonstruktionen, Straßenunterbauten
oder Brücken und Hebeanlagen eingesetzt werden.
In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
Tragteils dargestellt, das aus wabenförmig angeordneten
Wandteilen besteht, deren Längsseiten parallel zu einer
Längsmittelachse 40 verlaufen. Auf der Außenoberfläche
der Wandteile befinden sich zahlreiche Verstärkungsele
mente 34, die fest mit der Oberfläche der innenliegen
den Wand 5 verbunden sind. Die einzelnen Verstärkungs
elemente 34 sind jeweils in einer Reihe auf einer glei
chen Querebene angeordnet, wobei die nächste Reihe der
Verstärkungselemente 34 ebenfalls versetzt zu der vor
deren Reihe auf einer Reihe angeordnet sind. Die Ver
stärkungselemente 34 erstrecken sich über die gesamte
Länge der Wand 5. Jede Wand 5 des wabenförmig ausgebil
deten Tragteils 3 weist derartige Verstärkungsele
mente 34 auf.
Die Verstärkungselemente 34 können in vorteilhafter
Weise hohlförmig ausgebildet sein und gemäß Fig. 10
entweder als Kegelstumpf oder gemäß Fig. 15 als
rechteckförmiger Körper, der vollwandig, insbesondere
jedoch hohlförmig ausgebildet ist.
Gemäß Fig. 15 können die Verstärkungselemente 34 je
weils endseitig abgerundet sein. Die Verstärkungsele
mente 34 gemäß Fig. 15 erstrecken sich ebenfalls über
die gesamte Länge des Wandteils 5 eines Tragteils 3.
Die einzelnen Tragteile 5 sind in vorteilhafter Weise
hohlförmig ausgebildet und können daher auch, wenn sie
z. B. in einem Schiffskörper vorgesehen sind, als Spei
cherraum insbesondere für Flüssigkeiten dienen.
Ferner ist es auch möglich, daß, wie aus Fig. 14 her
vorgeht, die Außenwände des Schiffskörpers mit einer
semipermeablen Wand 5 versehen sind oder daß die Außen
wand 5 eines Luft- oder Kraftfahrzeugs ebenfalls mikro
perforiert ist. Bei Beaufschlagung von Außendruck tritt
eine Optimierung des Strömungsverhaltens von Luft an
der Oberfläche des Wandteils ein. Im Innenraum tragen
die mikroperforierten Wandteile 5 zur Klimatisierung
bei. Ferner kann durch diese Wandausgestaltung eine
Schalldämpfung erreicht werden. Die Wandteile weisen
hierzu Öffnungen im Mikro-Millimeterbereich auf. Diese
können eine Größe von ein- bis zweiwertigen Ionen auf
weisen. Ferner können sie einen Durchmesser zwischen
0,01 mm und 1 mm aufweisen.
Diese Öffnungen bilden auch Windkanäle, die einer Kli
matisierungseinrichtung oder als Schalldämpfungsein
richtung dienen.
Auf dem oberen Ende der Verstärkungselemente 34 befin
det sich ebenfalls eine Wand 5, die gleichzeitig auch
die Wand des angrenzenden Tragteils 3 sein könnte. Die
Wand 5 ist ebenfalls mit den zahlreichen Verstärkungs
elementen 34 fest verbunden.
In Fig. 10 sind die einzelnen Verstärkungselemente 34
im Schnitt wiedergegeben. Diese bestehen ebenfalls aus
geneigt verlaufenden Wänden 37, die mit der
Längsmittelachse 40 des Tragteils 3 einen Winkel α zwi
schen 20° und 80° bilden. Jedes Verstärkungselement 34
wird über die Abschlußwand 35 und die zweite Abschluß
wand 36 vervollständigt. Gemäß Fig. 10 können die Ver
stärkungselemente 34 hohlförmig ausgebildet sein oder
beispielsweise mit einem Füllmaterial aufgefüllt wer
den, dessen spezifisches Gewicht jedoch geringer ist
als das spezifische Gewicht der Wandteile.
Gemäß Fig. 10 ist es auch möglich, daß zwei pyramiden
stumpfartig ausgebildete Verstärkungselemente 34 mit
ihrer kleineren oder größeren Abschlußseite 36 aneinan
der angrenzen und über eine Zwischenwand 38 miteinander
verbunden sind, die sich etwa über die gesamte Länge
eines Tragteils 3 erstreckt. Hierdurch wird eine wei
tere Verbesserung der Stabilität eines Tragelementes
erreicht.
Die Höhe H1 des Verstärkungselementes 34 kann gemäß
Fig. 10 bzw. 11 wesentlich geringer sein als die Gesamt
höhe H bzw. der Durchmesser eines Tragteils 3. Verwen
det man beispielsweise zwei gegeneinander angesetzte
Verstärkungselemente 34, so bildet die Höhe H1 und H2
zweier Verstärkungselemente 34 die Gesamthöhe H bzw.
den Durchmesser eines Tragteils 3.
Wie aus Fig. 10 ferner hervorgeht, schneidet eine
Längsmittelachse 39 der Verstärkungselemente 34 die
Längsmittelachse 40 des Tragelements 3. Der hierdurch
gebildete Winkel β kann vorzugsweise 90°, jedoch auch
zwischen 10° und 180° groß sein.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 sind die Verstär
kungselemente 34 des unteren Tragteils 3 auf der glei
chen Längsmittelachse 39 angeordnet. Die einzelnen Ver
stärkungselemente 34 können jedoch, wie aus Fig. 7
hervorgeht, gegen die darüberliegende oder die dahin
terliegende Reihe mit Verstärkungselementen 34 versetzt
zueinander angeordnet sein.
Ferner ist es möglich, daß sich die Verstärkungsele
mente 34 gemäß Fig. 12 auch durch die Wandelemente der
Wände 5 der Tragteile 3 erstrecken. Die einzelnen Ver
stärkungselemente 34 können beispielsweise Zapfen sein,
die als Voll- oder Hohlkörper ausgebildet sind.
Mehrere nebeneinander liegende Zapfen (Fig. 12) können
in Form eines Zickzack-Elements ausgebildet sein. Die
einzelnen Zapfen können entweder zylinder- oder auch
pyramidenstumpfförmig ausgebildet sein.
Wie aus Fig. 11 hervorgeht, ist es möglich, daß z. B.
mehrere miteinander verbundene Tragteile 3 zusammen ein
Tragelement bzw. eine Stützstrebe bilden, die endseitig
über Steckverbindungen 41 miteinander verbunden sind.
Hierzu sind die einzelnen Stützstreben 2 endseitig ver
jüngt, wobei der Durchmesser der einzelnen Tragteile 3
sich ebenfalls kontinuierlich verjüngt, so daß diese
dann in der Steckverbindung 41 aufgenommen werden kön
nen. Derartige Stützstreben 2 finden z. B. Anwendung bei
Tragflügeln gemäß Fig. 13 oder bei Luftschiffen. Hier
erhält man auf kostengünstige Weise einen Leichtbauteil
mit hoher Widerstandskraft bzw. Steifigkeit.
In Fig. 16 ist ein Schiffskörper 42 dargestellt, der
aus einer Innenwand 43 und einer semipermeablen Außen
wand 44 gebildet ist. Die Wandteile 44 können gemäß der
Vergrößerung (kreisförmige Darstellung) als semiper
meable Wandteile ausgebildet sein und zum Durchlaß von
Calcium- und/oder Natrium-Ionen dienen, hierzu weisen
sie entsprechend große Öffnungen auf.
Werden beispielsweise derartige Tragteile oder Tragele
mente 3 im Schiffsbau gemäß Fig. 16 eingesetzt, so ist
es nicht unbedingt erforderlich, daß sich die bereits
erwähnten Verstärkungselemente 34 zwischen den Wandtei
len 5 befinden.
Fig. 17 zeigt einen Querschnitt eines Luftschiff-
Rumpfes 46, wobei Wandteile 45 ebenfalls aus zahlrei
chen, nebeneinander angeordneten Tragelementen 3 gebil
det sind. Das gleiche gilt auch für die am Rumpf 46 des
Luftschiffes vorgesehenen Flügel 47, die als Stabilisa
toren eingesetzt werden können. Nur durch die Verwen
dung der erfindungsgemäßen Tragteile 3 wird es auf ein
fache Weise möglich, an den Rumpf 46 des Luftschiffes
derartige Flügel 47 anzusetzen.
Bezugszeichenliste
1 Hohlkörper
2 Tragelement, Stützstrebe
3 hohl- oder wabenförmig ausgebildetes Tragteil
4 Wandteil
5 Wandteil
8 Stirnkante bzw. Eckkante
9 Wand
C, D = Dicke der Wand 9
10 Querwand
11 Kammer
12 Vertiefung bzw. Wulst
13 Längskante, Ende
15 Längsachse
16 Hauptkraftlinie P
17 Abschnitt
18 Abschnitt
19 Längsachse
20 Längsachse
21 Rumpf
22 Wandteil
23 Tragteil
24 Außenseite
25 Innenseite
26 Frachtraum
27 Container
27′ Container
27′′ Container
28 Boden
29 Boden
30 Ständer
31 Halterung
32 Halterung
34 Verstärkungselement
35 Abschlußwand
36 Abschlußwand
37 Wand
38 Zwischenwand
39 Längsmittelachse
40 Längsmittelachse
41 Steckverbindung
42 Schiffskörper
43 Wandteil, Innenwand
44 Wandteil, Außenwand
45 Wandteil
46 Rumpf
47 Flügel
2 Tragelement, Stützstrebe
3 hohl- oder wabenförmig ausgebildetes Tragteil
4 Wandteil
5 Wandteil
8 Stirnkante bzw. Eckkante
9 Wand
C, D = Dicke der Wand 9
10 Querwand
11 Kammer
12 Vertiefung bzw. Wulst
13 Längskante, Ende
15 Längsachse
16 Hauptkraftlinie P
17 Abschnitt
18 Abschnitt
19 Längsachse
20 Längsachse
21 Rumpf
22 Wandteil
23 Tragteil
24 Außenseite
25 Innenseite
26 Frachtraum
27 Container
27′ Container
27′′ Container
28 Boden
29 Boden
30 Ständer
31 Halterung
32 Halterung
34 Verstärkungselement
35 Abschlußwand
36 Abschlußwand
37 Wand
38 Zwischenwand
39 Längsmittelachse
40 Längsmittelachse
41 Steckverbindung
42 Schiffskörper
43 Wandteil, Innenwand
44 Wandteil, Außenwand
45 Wandteil
46 Rumpf
47 Flügel
Claims (45)
1. Vorrichtung zur Stabilisierung oder Versteifung
von Hohlkörpern (1) oder Tragelementen (2) von
Brücken- und Straßenkonstruktionen oder für Teile
von Straßen-, Wasser-, Luft-, Raum- oder Schie
nenfahrzeugen und/oder von Behältern, die aus
Wandteilen (4) gebildet sind, zwischen denen
zahlreiche nebeneinander angeordnete und fest
miteinander verbundene, hohlförmig ausgebildete
Tragteile (3) vorgesehen sind, die aus wabenför
mig angeordneten Wandteilen (5) bestehen, deren
Längsmittelachsen (40) oder Längsseiten (5) im
wesentlichen parallel oder quer zu den längs ver
laufenden Wandteilen (4) der Vorrichtung zur Sta
bilisierung oder Versteifung von Hohlkörpern (1)
verlaufen, wobei zumindest zwei gegenüberliegende
Wandteile (5) über Verstärkungselemente (34) bzw.
hohlförmige Verstärkungselemente (34) fest mit
einander verbunden sind, deren Längsmittel
achse (39) die Längsmittelachse (40) des Tragkör
pers (5) in einem Winkel (β) bzw. annähernd rech
ten Winkel (β) schneidet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die hohlförmig ausgebildeten Verstär
kungselemente (34) zylinderförmig ausgebildet
sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die hohlförmig ausgebildeten Verstär
kungselemente (34) wabenförmig ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die hohlförmig ausgebildeten Verstär
kungselemente (34) pyramidenstumpfförmig ausge
bildet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die pyramidenstumpfförmig ausgebildeten
Verstärkungselemente (34) durch zwei unterschied
lich große Abschlußwände (35, 36) begrenzt wer
den.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß zwei pyramidenstumpfförmig ausgebildete
Verstärkungselemente (34) jeweils über zwei
gleich große Abschlußwände (35, 36) miteinander
verbunden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß zwei pyramidenstumpfförmig ausgebildete
Verstärkungselemente (34) zwischen den gegenüber
liegenden Wandteilen (5) von jeweils zwei anein
ander angrenzenden Tragteilen (3) fest angeordnet
sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß jeweils zwei pyramidenstumpfförmig aus
gebildete Verstärkungselemente (34) zwischen den
gegenüberliegenden Wandteilen (5) von jeweils
zwei aneinander angrenzenden Tragteilen (3) auf
einer Längsmittelachse (39) angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen den gegenüberliegenden Verstär
kungselementen (34) mittig eine Trennwand (38)
verläuft, die in etwa die gleiche Länge aufweist
wie die Wandteile (5) eines Tragteils (3).
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Höhe H eines Verstärkungsele
ments (34) zwischen zwei Wandteilen (5) 1% bis
40% bzw. 5% bis 30% der Gesamthöhe H eines Trag
teils (3) ausmacht.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß im Bereich der Wand (5) eines Tragkör
pers (5) die Wand (34) des Verstärkungselemen
tes (34) allmählich in einem Bogen mit einem Ra
dius R in die Wand (5) des Tragteils (3) über
geht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die hohlförmig oder wabenförmig ausge
bildete Wandteile (5) aufweisenden Tragteile (3)
im Bereich der Wandteile (4) der Hohlkörper (1)
offen sind, so daß sie Stirnkanten bzw. Eckkan
ten (8) bilden, die mit den sich in Längsrichtung
des Hohlkörpers (1) erstreckenden Wandteilen (4)
fest verbunden sind, wobei zumindest die außen
liegenden Wandteile (5) in etwa parallel zur In
nenoberfläche der Wandteile (4) des Hohlkör
pers (1) verlaufen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die einzelnen Tragteile (3) in
mehreren Lagen übereinander angeordnet sind, wo
bei die Längsachsen (15) der Tragteile (3) in der
einen Lage die Längsachsen (15) der Tragteile (3)
in der weiteren Lage in einem Winkel schneiden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die hohl- oder wabenförmig ausgebildeten
Tragteile (3) den Innenraum des Hohlkörpers (1)
zumindest teilweise ausfüllen.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die hohl- oder wabenförmig ausgebildeten Trag
teile (3) den Innenraum des Hohlkörpers (1) voll
ständig ausfüllen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die hohl- oder wabenförmig ausgebildeten
Tragteile (3) einen gleichbleibenden Außendurch
messer aufweisen.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die hohl- oder wabenförmig ausgebildeten Trag
teile (3) einen Außendurchmesser aufweisen, der
entsprechend den Innenabmessungen des Hohlkörpers
veränderbar ist.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die hohl- oder wabenförmig ausgebildeten Trag
teile (3) einen Außendurchmesser bzw. Querschnitt
aufweisen, der entsprechend dem Innendurchmesser
oder dem Querschnitt des Hohlkörpers im gleichen
Maße vergrößer- oder verkleinerbar ist.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die hohl- oder wabenförmig ausgebildeten Trag
teile (3) aus einer durchgehend ausgebildeten
Wand (9) bestehen.
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die hohl- oder wabenförmig ausgebildeten Trag
teile (3) aus einer durchgehend ausgebildeten,
eine annähernd gleiche Dicke (D) aufweisenden
Wand (9) bestehen.
21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die hohl- oder wabenförmig ausgebildeten Trag
teile (3) aus einer durchgehend ausgebildeten,
eine sich fortlaufend verändernde Dicke (D) auf
weisenden Wand (9) bestehen.
22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragteile (3) einen hexagonalen Querschnitt
aufweisen, der aus sechs gleich großen, eine
ebene oder zumindest teilweise strukturierte
Außenoberfläche aufweisenden Wandteilen (5) be
steht.
23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragteile (3) bzw. deren Wandteile (5) aus
einem Metallwerkstoff, Papierlaminat, Kohlenfa
serwerkstoff, Textilwerkstoff, Keramik oder
Kunststoff oder einer Mischung aus den vorstehen
den Werkstoffen bestehen.
24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Hohlraum der Tragteile (3) mit einem Werk
stoff geringerer Dichte als die Dichte des Werk
stoffs der Tragteile (3) ausgefüllt bzw. ausge
schäumt ist.
25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragteile (3) aus Karbonfaser, aus Polyamid-
bzw. Aramidfaser bestehen.
26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragteile (3) allseitig verschließbar sind
und ein Vakuum oder einen Überdruck aufweisen.
27. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragteile (3) allseitig verschließbar sind
und daß die Druckdifferenz zwischen dem Vakuum
oder dem Überdruck im Hohlkörper und dem Druck
außerhalb des Hohlkörpers des Tragteils (3) zwi
schen 5% und 30% bzw. zwischen 8% und 16% be
trägt.
28. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die einzelnen Tragteile (3) als Laderaum ausge
bildet sind.
29. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Innenraum der einzelnen Tragteile (3) mittels
Querwänden (10) in gleich oder unterschiedlich
große Kammern (11) aufgeteilt ist.
30. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Querwand (10) in einer in der Wand (5) des
Tragteils (3) vorgesehenen Vertiefung bzw. zwi
schen zwei Wülsten (12) aufgenommen und befestigt
ist.
31. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wand (5) des Tragteils (3) mit einem Kunst
stoffmaterial bzw. einem Kunststoffharz auf min
destens einer bzw. auf beiden Seiten beschichtet
ist.
32. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragteile (3) aus einem Vollmaterial gebildet
sind.
33. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragteile (3) schlauchartig ausgebildet sind
und aus einem elastischen, eine hohe Biegefestig
keit aufweisenden Material bestehen, das durch
Biegen bzw. durch bleibende Verformung der Innen
kontur des Hohlkörpers (1) beliebig anpaßbar ist.
34. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Längsachse (15) der schlauchartigen Trag
teile (3) die Hauptkraftlinie P (16) in einem
Winkel bzw. in einem Winkel zwischen 10° und 170°
bzw. in einem Winkel von annähernd 90° schneidet.
35. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Innen- oder Außendurchmesser der Trag
teile (3) eine Größe zwischen 3 mm und 100 mm
bzw. 3 mm und 50 mm aufweist.
36. Verfahren zur Herstellung der Tragteile nach
einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchartigen
Tragteile (3) im Ziehverfahren hergestellt wer
den.
37. Verfahren zur Herstellung der Tragteile nach
einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tragteile (3) aus
Textilfasermatten gebildet sind, die durch Ver
bindung der beiden außenliegenden Längskanten zu
einem Hohlkörper geformt werden.
38. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragteile (3) als endlose Tragteile aus Tex
tilfasermatten gebildet sind, die durch Verbin
dung der beiden außenliegenden Längskanten (13)
zu einem Hohlkörper geführt und über ein Formge
bungswerkzeug endgültig geformt werden, danach
durch Wärmebehandlung in ihrem Querschnitt ent
sprechend verkleinert bzw. vergrößert und an
ihrer Innen- und/oder Außenseite mittels härte
bildenden Materials bzw. harzartigen Materials
bzw. eines Epoxidharzes beschichtet und/oder ge
tränkt werden.
39. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragteile mit einem Medium leichter als Luft
gefüllt sind.
40. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragteile (3) mit einem Gas bzw. mit Helium
gefüllt sind.
41. Verfahren nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragteile (3) an Bord von Raumfähren herge
stellt werden.
42. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Außenkante der Schiffskörper im Unterwasser
bereich an der Außenseite mit semipermeablen
Wandteilen bzw. Tragteilen (3) zum Durchlaß von
Ca- und/oder Na-Ionen ausgebildet sind.
43. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Innenwände eines Kraftfahrzeugs oder die
Außenwand eines Schiffkörpers mit hohlförmigen
Tragteilen (3) versehen sind, die permeabel bzw.
semipermeabel ausgebildet sind und als Windkanäle
einer Klimatisierungseinrichtung oder als Schall
dämpfungseinrichtung dienen.
44. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Durchmesser der Tragteile (3) im Wandbereich
des Hohlkörpers (1) entweder größer oder kleiner
ist als der Durchmesser der Tragteile im mittle
ren Bereich der Längsachse (15) des Trag
teils (3).
45. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
sich der Durchmesser der Tragteile (3) ausgehend
vom Wandbereich des Hohlkörpers (1) in Richtung
der Längsachse (15) kontinuierlich verändert.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19638917A DE19638917A1 (de) | 1995-10-13 | 1996-09-23 | Vorrichtung zur Stabilisierung oder Versteifung von Hohlkörpern |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19538221 | 1995-10-13 | ||
DE19638917A DE19638917A1 (de) | 1995-10-13 | 1996-09-23 | Vorrichtung zur Stabilisierung oder Versteifung von Hohlkörpern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19638917A1 true DE19638917A1 (de) | 1997-04-17 |
Family
ID=7774815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19638917A Withdrawn DE19638917A1 (de) | 1995-10-13 | 1996-09-23 | Vorrichtung zur Stabilisierung oder Versteifung von Hohlkörpern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19638917A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1314640B1 (de) * | 2001-11-27 | 2006-08-02 | SCHIFFKO GmbH, Forschung und Entwicklung maritimer Systeme | Schwimmelement |
EP1844873A1 (de) | 2006-04-10 | 2007-10-17 | INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH | Verfahren zum Versteifen einer Hohlstruktur, insbesondere eines umfänglich geschlossenen Hohlprofils eines Kfz-Bauteils |
DE102007003077A1 (de) * | 2007-01-16 | 2008-08-07 | Klaus Wabbels | Gehäuse für einen Druckraum |
DE102013214347B3 (de) * | 2013-07-23 | 2014-07-10 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Strukturbauteil, Fahrzeug und Verfahren zum Versteifen eines Strukturbauteils |
DE102021118967A1 (de) | 2021-07-22 | 2023-01-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Beschichteter, einer relativen Fluidbewegung ausgesetzter Gegenstand |
-
1996
- 1996-09-23 DE DE19638917A patent/DE19638917A1/de not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1314640B1 (de) * | 2001-11-27 | 2006-08-02 | SCHIFFKO GmbH, Forschung und Entwicklung maritimer Systeme | Schwimmelement |
EP1844873A1 (de) | 2006-04-10 | 2007-10-17 | INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH | Verfahren zum Versteifen einer Hohlstruktur, insbesondere eines umfänglich geschlossenen Hohlprofils eines Kfz-Bauteils |
DE102007003077A1 (de) * | 2007-01-16 | 2008-08-07 | Klaus Wabbels | Gehäuse für einen Druckraum |
DE102007003077B4 (de) * | 2007-01-16 | 2009-01-02 | Klaus Wabbels | Gehäuse für einen Druckraum |
DE102013214347B3 (de) * | 2013-07-23 | 2014-07-10 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Strukturbauteil, Fahrzeug und Verfahren zum Versteifen eines Strukturbauteils |
DE102021118967A1 (de) | 2021-07-22 | 2023-01-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Beschichteter, einer relativen Fluidbewegung ausgesetzter Gegenstand |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19649132C2 (de) | Nase für eine aerodynamische Fläche und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE3534293C2 (de) | ||
EP0670257B1 (de) | Leichtbaufahrzeug | |
EP3064426B1 (de) | Hydrofoilfinne | |
EP2361823B1 (de) | Balkenförmiges, langgestrecktes Trägerelement und Verfahren für seine Herstellung | |
EP1336470B1 (de) | Konstruktionselement aus faserverstärktem Kunststoff | |
DE102006044683A1 (de) | Flugzeugkörper und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE8623542U1 (de) | Flugzeug mit langgestreckten Teilen, insbesondere Flügeln, Leitwerk und dgl. | |
DE3612176C2 (de) | ||
EP2782811A1 (de) | Leichtbauelement für eine karosserie | |
DE10229400B4 (de) | Aufbaustruktur für ein Fahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen | |
EP2193081B1 (de) | Leichtbauelement | |
DE102006044842A1 (de) | Flugzeugbauteil sowie Verfahren zur Herstellung eines Flugzeugbauteiles | |
AT517198B1 (de) | Steuerflächenelement für ein Flugzeug | |
DE10326422A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von sich in einer Längsrichtung erstreckenden FVK-Hohlprofilen | |
DE19643337A1 (de) | Schienenfahrzeug | |
DE19638917A1 (de) | Vorrichtung zur Stabilisierung oder Versteifung von Hohlkörpern | |
DE202007013134U1 (de) | Leichtbauelement | |
EP3083208B1 (de) | Akustik-kabinenpaneel und verfahren zur herstellung eines akustik-kabinenpaneels | |
EP2740589B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Sandwichbauteils | |
DE2718002A1 (de) | Mehrschichtiger, plattenfoermiger verbundwerkstoff und dessen verwendung fuer flugkoerper | |
DE19727753C2 (de) | Sandwichplatte mit Profilkern | |
EP1512613B1 (de) | Deckel für ein Kraftfahrzeug | |
DE102013226792A1 (de) | Verfahren zur akustischen und/oder fluidtechnischen Perforation eines aus einem Faserverbundkunststoff hergestellten Bauteils | |
EP2678490B1 (de) | Tragfähiges oder tragendes leichtbauelement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |