DE2363155A1 - Verbundbauplatten nach sandwichbauart - Google Patents

Verbundbauplatten nach sandwichbauart

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Description

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung, München
Ottobrunn, 12. Dez. 1973 BS 62 Bi/th 7645
Verbundbauplatten nach Sandwichbauart
Die Erfindung betrifft Verbundbauplatten nach Sandwichbauart, deren äußere Platten aus faserverstärkten Kunstharzen bestehen, zwischen denen sich ein Stützkern befindet.
Derartige Stützkerne werden in der Technik faserver-
— 2 —
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stärkter Kunststoffe in sehr vielen Fällen in Form eines schubfesten Kerns ausgebildet, welcher aus beispielsweise Polyurethan-Schaum, Honigwaben, Holz oder ähnlichem . besteht. Da die faserverstärkten Kunststoffe nur in Richtung der Verstärkungsfasern eine gegenüber den üblichen Metallen überlegene Festigkeit besitzen, muß für jede· Belastungsrichtung ein entsprechend ausgerichtetes Fasermaterial vorgesehen werden. Dieses geschieht normalerweise dadurch, daß das Fasermaterial in Richtung der Hauptbelastungen angeordnet ist, beispielsweise bei Längs-, Quer- und Torsionsbelastung in mindestens 3 verschiedenen Richtungen, bezogen auf einen ebenen Belastungsstand. Der schubfeste Kern allein, besonders wenn er aus Schaum oder Honigwaben besteht, wie sie beispielsweise aus der DT-OS 1 779 024 bekannt sind, bringt dabei nicht die notwendige und gegenüber den Metallen überlegene Festigkeit.
Die nach der DT-AS 2 032 423 bekannte Einrbringung von Verstärkungseinlagen für aus faserverstärktem Kunststoff bestehende Körper geschieht dadurch, daß die einzelnen Schichten von Verstärkungsfasern mittels diese Schichten ganz durchbohrenden Heftfaden in Form von aus einem oder mehreren gesonderten Fäden bestehenden Stichen aneinander geheftet werden. Legt man diese Verstärkungsfasern in Richtung der Hauptbeanspruchungen, so wird man das gewünschte Ergebnis sicherlich erzielen. Der Aufwand bei der Fertigung ist aber schon allein wegen des Nähvorganges sehr hoch. Außerdem ist diese Anordnung nicht schubfest. Darüberhinaus ist sowohl bei dieser bekannten Anordnung als auch bei der weiter oben angegebenen,
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bei welcher der schubfeste Kern aus Schaum, Honigwaben oder Holz besteht, das relativ hohe Gewicht von Nachteil.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen, insbesondere also eine Verbundbauplatte anzugeben, welche einfach in ihrer Herstellung und deren Gewicht geringer als das bekannter Verbundbauplatten ist.
Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß bei Verbundbauplatten der eingangs genannten Art dadurch gefunden, daß der Stützkern aus faserverstärkten Rovingbündeln besteht, die übereinander zu Bündelpaaren zusammengelegt sind, wobei die Bündelpaare mit Abstand zu benachbarten Bündelpaaren angeordnet sind; vorwiegend wird man die Bündelpaare in Richtung der nicht von den Deckschichten aufgenommenen weiteren Hauptbeanspruchun(en) anordnen.
In einer solchen Verbundplatte können die Fasern und die faserverstärkten Rovings insgesamt in Richtung der Hauptbeanspruchungen angeordnet sein; ein vollständiges Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den äußeren Platten ist dabei nicht notwendig, da die Festigkeitswerte der Gesamtheit aller Fasern auch dann noch in den meisten Fällen mehr als ausreichend sind, wenn die Bündelpaare mit Abstand zueinander angeordnet sind. Die so entstehenden Zwischenräume bedingen eine erhebliche Gewichtsersparnis, nicht zuletzt wegen des völligen Fehlens des weiter oben erwähnten Kernmaterials.
Die Erfindung sowie Weiterbildungen derselben werden
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anhand der Zeichnungen in Form von Ausführungsbeispielen beschrieben; dabei zeigen die
Fig. 1 eine Verbundbauplatte herkömmlicher Art, Fig. 2 eine Verbundbauplatte nach der Erfindung, Fig. 3 dasselbe ohne die obere äußere Platte,
Fig. 4 einen in Weiterbildung der Erfindung hergestellten Hohlkörper.
Die bekannte Art von Verbundbauplatten entsprechend der Fig. 1 besteht aus den beiden äußeren Platten 1 und 2 mit kreuzweise in Richtung von 4 Hauptbeanspruchungen ausgelegten Fasern 3, 4, 15, 16, die in Kunstharz eingebettet sind. Zwischen den Platten 1, befindet sich nun ein schubfester Kern 5, beispielsweise aus einem Polyurethan-Schaum. Dieser füllt den Zwischenraum zwischen den Platten 1, 2 vollständig aus.
Die nach der Erfindung ausgebildete Verbundbauplatte entsprechend den Fig. 2, 3 besteht ebenfalls aus den beiden äußeren Platten 1, 2 analog der Ausbildung der bekannten Platten nach Fig. 1, jedoch nur mit in 2 Hauptbeanspruchungsrichtungen ausgelegten Fasern 3, Zwischen diesen befinden sich faserverstärkte Rovingbündel, die übereinander zu Bündelpaaren 6 zusammengelegt sind. Zwischen diesen sind Zwischenräume 7 gelassen, wodurch zusätzlich eine erhebliche Gewichtseinsparung erzielt wird; dabei ist die Festigkeit mindestens die gleiche wie bei der bekannten Anordnung entsprechend der Fig. 1. Die zu Bündelpaaren 6 übereinandergeschichteten faserverstärkten Rovingbündel bewirken den notwendi-
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gen Abstand 8 zwischen den beiden äußeren Platten 1, Da die Bündelpaare 6, wie besonders aus der Fig. 3 ersichtlich, sich kreuzend angeordnet sind, also eine Netzstruktur entstanden ist, so hat man 4 Richtungen der Hauptbeanspruchungen. Selbstverständlich ist es möglich, ggf. noch weitere Bündelpaare in dazwischenliegenden Richtungen vorzusehen und so die Richtungsdichte zu erhöhen.
Der nach der Erfindung ausgebildete Hohlkörper entsprechend der Fig. 4 besteht aus der in Form eines Zylinders gebildeten äußeren Platte 9 und der entsprechend ausgebildeten inneren Platte 10. Die Richtung der in diesen Platten 9, 10 angeordneten Rovings 12, 13 ist einmal parallel zur Zylinderachse 11 und einmal in Umfangsrichtung. Zwischen den Platten 9, 10 befinden sich die Bündelpaare 14, deren Netzstruktur sich bei Verwendung entsprechend eingefärbten Materials wegen des zumeist lichtdurchlässigen Werkstoffs der Platten 9, 10 auf diesen abzeichnet. Dabei liegen die Bündelpaare 14 in Richtung der Torsionsbeanspruchungen eines derartigen Zylinders.
Die Vorteile eines derartig gebildeten, etwa als Netzsandwich zu bezeichnenden Bauelementes liegen im der Gewichtsersparnis einerseits, da ja kein weiteres Stützmaterial mehr benötigt wird, aber auch in der Vereinfachung der Fertigung für im Wickelverfahren hergestellte Teile.
- Patentansprüche -
509828/001»

Claims (4)

  1. Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, 12. Dez. 19
    Gesellschaft rait BS 62■Bi/th
    beschränkter Haftung, 7645 München
    Patentansprüche
    Verbundbauplatten nach Sandwichbauart, deren äußere Platten aus faserverstärkten Kunstharzen bestehen, zwischen denen sich ein Stützkern befindet, dadurch gekennzeichnet , daß der Stützkern aus faserverstärkten Rovingbündeln besteht, die übereinander zu Bündelpaaren (6) zusammengelegt sind, wobei die Bündelpaare (6) mit Abstand zu benachbarten Bündelpaaren (6) angeordnet sind.
  2. 2. Verbundbauplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bündelpaare (6) sich kreuzend angeordnet sind und so eine Netzstruktur bilden,
  3. 3. Verbundbauplatten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß sie zu einem Hohlkörper zusammengelegt sind, dessen Hauptbeanspruchungsrichtungen in Längs- und Umfangsrichtung von den in den äußeren Platten (1,2) angeordneten Verstärkungsfasern
    (3,4) aufgenommen werden, während die weiteren Rovingbündel (Bündelpaare 6) sich zwischen den äußeren Platten (1,2) befinden und in Richtung der Torsionsbeanspruchungen angeordnet sind·
    509828/0019
    _ 7 —
  4. 4. Verbundbauplatten nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Bündelpaare (6) in Richtung der nicht von den Deckschichten (Platten 1,2) aufgenommenen weiteren Hauptbeanspruchung(en) angeordnet sind.
    509828/0019
    Leerseite
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EP0396965A1 (de) * 1989-05-10 1990-11-14 Dornier Gmbh Sandwichbauteil
EP2507051A1 (de) * 2010-02-04 2012-10-10 Bell Helicopter Textron Inc. Verbundkern und herstellungsverfahren dafür

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