DE2001532C3 - Leichtbauelement oder Leichtbaukonstruktion - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Leichtbauelement oder eine Leichtbaukonstruktion mit wenigstens einem langgestreckten Stützelement, das mit mindestens einem Plattenelement verbunden ist.

Es ist ein Leichtbauelement dieser Art bekannt (Zeitschrift »Luftfahrttechnik — Raumfahrttechnikff [1966], Nr. 3, S. 90), bei dem die Enden von Plattenelementen durch Streifen aus Metall oder Glasfaserkunststoff miteinander verbunden sind und bei dem der Hohlraum des so durch die Streifen gebildeten Stützelements mit einem Schaumstoff ausgeschäumt ist. Zur Verstärkung des Stützelements sind Metallprofil in den Schaumstoff eingebettet. Für das Zusammensetzen müssen die Plattenelemente vorher in ihrer Lage genau fixiert werden und anschließend mittels der Streifen miteinander verbunden werden. Dieses Verbinden erfordert große Genauigkeit, da sonst die Stützelemente nicht die gleiche Abmessung erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leichtbauelement oder eine Leichtbaukonstruktion der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem bzw. bei der der Zusammenbau mit geringeren Anforderungen an die Montagegenauigkeit und unter Wahrung der gewünschten Abmessungen des Stützelements möglich ist.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Stützelement vorgefertigt ist und einen polygonalen Querschnitt aufweist, daß das Plattenelement in einer der jeweils zugeordneten Stoßfläche des Stützelements entsprechenden Stärke stumpf auf dieses Stützelement trifft, daß die Außenhaut des Plattenelements auf beiden Seiten über die S'oßfläche hinausgeführt ist und zumindest mit den der Stoßfiäche benachbarten Flächen des Stützelements verklebt ist und daß der Polygonwinkel des Stützelements zwischen der Stoßfläche und den benachbarten Flächen 90° bis 180° beträgt. Durch die Vorfertigung der Stützelemente wird durch diese die Lage der Plattenelemente festgelegt, die dann ledig-

Hch noch anzukleben sind. Es braucht also nicht mehr an Ort und Stelle erst das Stützelement aus mehreren Einzelteilen gebildet zu werden, wodurch sich der Montageaufwand verringert. Ferner ist gewährleistet, daß die Klebverbindungen nicht auf Zug beansprucht werden.

Bei einem Leichtbauelement oder einer Leichtbaukonstruktion mit mindestens zwei Plattenelementen ist es von besonderem Vorteil, wenn wenigstens eine Außenhaut jedes Plattenelements von der mit dem

Stützelement verklebten Außenhaut eines Hohlkörpers gebildet ist. Einander benachbarte Hohlkörper bilden mit zueinander parallelen Außenhautabschnitten die Außenhaut eines Plattenelements auf dessen beiden Seiten, wobei zur gegenseitigen Stützung dieser Außenhäute z. B. ein Wabenmaterial zwischengeschaltet werden kann.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 3 und 4.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele

der Erfindung dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 2 seitliche Schnittansichten zweier Leichtbaukonstruktionen, wie sie beispielsweise für Flugzeugflügel verwendet werden können, und

F i g. 3 eine Draufsicht au^f eine Satellitenkonstruktion.

Die Leichtbaukonstruktion nach F i g. 1 besteht aus mehreren hohlen Stützelementen 10, von denen in der Zeichnung vier gezeigt sind, die — beispielsweise bei einem Flugzeugflügel — in vertikal fluchtenden Paaren im Abstand quer zum Flügel angeordnet sind, wobei jedes Stützelement in Längsrichtung des Flügels verlauft. Jedes Stützelement hat polygonalen Querschnitt. Bei dieser ersten Ausführungsso form hat jedes Stützelement 10 sechs ebene Flächen, von denen die mit dem Bezugszeichen 11 α bezeichneten fünf Flächen gleiche Breite haben und von denen die mit dem Bezugszeichen 116 bezeichnete Fläche eine größere Breite hat und auf der Außenseite der Konstruktion liegt. Das Innere jedes Stützelements 10 ist leer.

Die Stützelemente 10 sind durch in der Zeichnung vertikale und horizontale Plattenelemente 20 bzw. 21 miteinander verbunden, die in einer der jeweils zugeordneten Stoßfläche des Slützeletnents entsprechenden Stärke stumpf auf dieses Stützelement treffen, wobei jede Außenhaut 13 bzw. 17 der Plattenelemente auf deren beiden Seiten über die zugeordnete Stoßfläche hinausgeführt ist und mit den der Stoßfläche benachbarten Flächen 11 α bzw. 11 b des Stützelements verklebt ist. Der Polygonwinkel des Stützelcmcnts zwischen der Stoßfiäche und den benachbarten Flächen des Stützelements beträgt im

. ·>ι u/prden die Aluminiumwaben 16

Falle der vertikalen Plattenelemente 135«;"undI im *J^%™£* 17abgedeckt Falle der horizontalen Plattenelemente 135 bzw. "^f^^^dung eines Fl. 90°. Die vier Plattenelemente 20, 21 umschheßen je- ^{Rei der verw}

weils einen Hohlraum, der von der Außenhaut eines
Hohlkörpers 12 gebildet ist, dessen Außenhaut je- 5

^*S£?ä?^E3£tfSSS& SXrdiVTbSen^de-n AbscnnUten .4 pem 12 verbleibenden Hohlräume 15 sind mit einer Kräfte über die κ« _zugeordneten Flachen

LgP aus Aluminiumwaben 16 od. dgl. gefüllt, wobei der^^,j^ übertragen, wöbet in dieser jede Lage aus Aluminiumwaben 16 zwischen zwei io « ^βjer Mutz _{b ruchun}gen auftreten

kanälen 18 pvs geschäumtem Klebstoff 19 festgelegt ^^^A^führungsforin nach Fig.2 sind obere ist der zum Aussteifen des Rands der Aluminiumwa- Bei °« AiBtuwu S _{hen> und} die in der

Sn 16 dient. Die auf der Außenseite der Leichtbau- j^^^Sstruktton befindlichen Stutzkonstruktion liegende Außenhaut 17 der honzonta- Mitte der ^Lei^^lD* , regelmäßig oktogona en len ΐ attenelememe 21 verläuft im Abstand parallel .5 £^OT"fJ?_a^ d^Mitte dieser Ko.Ktrukt.on zur anderen Außenhaut des Plattenelements und ist Qf f^fi*^.^ Stützelemente 23 verbindende "on einer durchgehenden Lage aus Kohlenstoffaser- ^ASS 25^ entsprechend den anderen haut od. dgl. gebildet. Auch der so entstandene "««J^nin _{20> 21} ausgebildet und ausgefüllt Hohlraum 15 dieser Plattenelemente ist mit einer Platteneiemem

Lage aus Aluminiumwaben 16 ausgefüllt, die zwi- 20 sind. _._L„_:„:.i _DPmüß Fia.3 bezieht

sehen zwei Kanälen 18 aus geschäumtem Klebstoff Ui

19 festgelegt ist. Außerhalb der Außenhaut 17 wird sich
zur Herstellung eines Flugzeugflügels oder einer
Tragfläche eine übliche Haut 22 angeordnet.

Zur Herstellung einer solchen Lcichtbaukonstruk- a
tion wird die erforderliche Anzahl von Stützelementen 10 und Hohlkörpern 12 auf einer geeigneten

Schablone vereinigt, wobei die Hohlkörper mit yiertelkreisseKtors nu^.- —~-y^n

schmalen Außenhautabschnitten 14 an den zugeord- schnut ein« ^ _{hbarlen Au}ßenhautabschniUen nef-n Flächen 11« der Stützelemente 10 anliegen. 30 ^.,^^H^hlräume sind wiederum mit e.nem em-Dic einander gegenüberliegenden Außenhautab- g^ⁿ ™K_ninaterial 43 gefüllt und am Außenschnitte benachbarter Hohlkörper 12 Legen parallel gekkblen wa Anschlußarme 45 abge- und im Abstand voneinander und bilden zugleich je- end : durch e g^ _{efee Sonn}enpaddel angeweils eine Außenhaut eines Plattenelements 20, 21. ^f^^nkönnen. Es ergeben sich somit zw In die Hohlräume 15 werden Lagen aus Aluminum.- 35 ^„^^ Hohlkörpern sieben Platte-— waben 16 od. dgl. eingesetzt, die zwischen,den be - sehen den s« ^ ^.^ JS^Än¹ VT^S^X^Z:S_n die Senhaut eines Hohlkörpers gebildet,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Leichtbauelement oder Leichtbaukonstruktion mit wenigstens einem langgestreckten Stützelement, das mit mindestens einem Plattenelement verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (10; 23; 30; 30 a) vorgefertigt ist und einen polygonalen Querschnitt aufweist, daß das Plattenelement (20; 21; 25; 44) in einer der jeweils zugeordneten Stoßfläche des Stützelements entsprechenden Stärke stumpf auf dieses Stützelement trifft, daß die Außenhaut (13) des Plattenelements auf beiden Seiten über die Stoßfläche hinausgeführt ist und zumindest mit den der Stoßfläche benachbarten Flächen des Stützelements verklebt ist und daß der Polygonwinkei des Stützelements zwischen der Stoßfiäche und den benachbarten Flächen 90° bis 180° beträgt.

2. Leichtbauelement oder Leichtbaukonstruktion mit mindestens zwei Plattenelementen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Außenhaut jedes Plattenelements von der mit dem Stützelement verklebten Außenhaut eines Hohlkörpers (12; 32; 39) gebildet ist.

3. Leichtbauelement oder Leichtbaukonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (10; 23; 30, 30a) und die Außenhaut des Hohlkörpers (12; 32; 39) aus glasverstärktem Kunststoffmaterial bestehen

4. Leichtbauelement oder Leichtbaukonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (10; 23; 30, 30a) und die Außenhaut des Hohlkörpers (12; 32; 39) aus kohlenstoffaserverstärktem Kunststoffmaterial besteht.