DE2856729B2

DE2856729B2 - Wandung eines Hohlkörpers

Info

Publication number: DE2856729B2
Application number: DE2856729A
Authority: DE
Inventors: Paul Dr. 1000 Berlin Mader
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1980-09-11
Also published as: DE2856729A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wandung eines Hohlkörpers der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Bauart

Eine bekannte Wandung dieser Art (DE-OS 26 537), die für einen Bootskörper bestimmt ist, weist zwischen der Innen- und der Außenhaut aus faserverstärkten Kunststoffen einen Kern auf, der aus formschlüssig aneinander gelegten profilierten thermoplastischen Stangen besteht, die zwischen sich Rillen freilassen, in welche in Kunststoff gebundene Kohlenstoffasern eingelegt werden können. Die Kohlenstofffaserverstärkung ist hierbei ein Teil des äußeren oder inneren Laminates, also der Haut Die profilierten röhrenförmigen Stangen sind eine besondere Art von Sandwichkern.

Eine solche Wandung eignet sich indessen nur für Bootskörper in Einzelbauweise. Die Festigkeit liegt nicht höher als bei üblichen Sandwichrümpfen, wodurch keine größeren Rümpfe als bisher gebaut werden können. Auch eine Gewichtsverminderung ist, wenn überhaupt, nur in geringem Umfang zu erreichen, da das Hauptgewicht (der größere Anteil) von den beiden Laminatsschichten erbracht wird, welche auch aus Gründen der Festigkeit nicht schwächer gehalten werden können als ein Laminat bei einer Sandwichwand mit bisher üblichem Kernmaterial, Diese Methode ermöglicht keine rationelle Serienfertigung in größerem Umfang.

Es ist bekannt, die Wandung eines Hohlkörpers aus

miteinander verbundenen Tafeln oder Platten zu bilden.

ίο Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Wandung eines Hohlkörpers der beschriebenen Art zu

schaffen, deren Gewicht im Verhältnis zur Festigkeit weiter verringert ist und die sich für Hohlkörper beliebiger Größe und in gewissem Ausmaß für eine

ts Serienfertigung eignet

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Durch die gewählte Ausgestaltung der Wandung ist

erreicht, daß man aus den zusammenstoßenden Tafeln eine Wandung beliebiger Länge und Breite schaffen kann, die über ihre ganze Ausdehnung hin gleichmäßig verteilt die Buchsen enthält, die sich auf den Stäben aus

Kohlenstoffasern abstützen und infolge ihres Haftens an

der Innen- und Außenhaut ihrerseits die Wandung mit hoher Festigkeit abstützen. Dank dieser starren

Abstützung an zahlreichen gleichmäßig über die ganze Fläche der Wandung verteilten Stellen kann die Biegefestigkeit der Außenhaut erheblich verringert

werden, etwa durch Verringerung ihrer Wandstärke oder durch Verwendung eines Werkstoffs von sehr geringem spezifischen Gewicht

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprächen angegeben.

Die Erfindung eignet sich in erster Linie für Bootskörper, ist aber auch auf Flügel und Rümpfe von Flugzeugen, auf Dächer von Gebäuden (die unter den Begriff »Hohlkörper« fallen), auf Silos, Starrluftschiffe und dergleichen anwendbar.

Ein Ausführungsbeispiel der ErilnJung in Anwendung auf einen Bootskörper ist in den Zeichnungen dargestellt In diesen zeigt

F i g. 1 ein Boot im Aufriß,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Bootskörper nach der Linie H-IIder Fig. 1,

Fig.3 eine Darstellung einer Tafel der Wandung, wobei die tnnenhaut und der Kern zum Teil fortgebrochen sind,

F i g. 4 eine Buchse mit Flügeln,
F i g. 5 den Schnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 4,

F i g. 6 drei durch Flügel verbundene Buchsen und F i g. 7 den Schnitt nach der Linie 7-7 der F i g. 6.

Die Wandung des Körpers des in F i g. 1 gezeigten Bootes ist in einzelne Felder unterteilt und besteht aus etwa rechteckigen, mehr oder weniger gewölbten Tafeln, die in parallelen lotrechten Querebenen 10, 12 und 14 des Bootskörpers und an etwa waagerecht verlaufenden Stoßstellen 16 und an der Kiellinie 18 aneinander stoßen. Jede Tafel hat eine Außenhaut 20, eine Innenhaut 22 und dazwischen einen Kern 24. Vorzugsweise besteht die Außenhaut aus Aluminiumblech, das beim vorliegenden Ausführungsbeispiel 0,8 mm stark ist. Auch die Innenhaut 24 kann aus diesem Werkstoff bestehen. Der Kern wird vorzugsweise von einem Schaumstoff, zum Beispiel geschäumtem Polyurethan, gebildet.

In dem Kern befinden sich über die ganze Fläche der Wandung möglichst gleichmäßig verteilt parallele

Buchsen 26, die je an der Innen- und Außenhaut anliegen und an dieser durch Schweißen oder Kleben fest angeheftet sind. Durch diese Buchsen hindurch erstrecken sich selbsttragende Stäbe 28, deren Werkstoff durch Kohlenstoffasern verstärkt ist und einen diese Fasern miteinander verklebenden Kunststoff enthalten. Beim dargestellten Ausfühntngsbeispiel erstreckt sich jeder dieser Stäbe Ober die ganze Länge des Boots, wobei gemäß Fig.2 jede Tafel durch sechs solcher Stäbe verstärkt ist Jeder Stab 28 verjüngt sich nach einem Ende hin, und die lichte Weite der ihn umgebenden Buchsen 26 ändert sich entsprechend, und zwar so, daß jeder Stab in seinen Buchsen fest verkeilt werden kann. Infolgedessen nehmen die Buchsen jeden von außen auf die Wandung wirkenden Stoß auf und übertragen sie auf kurzem Wege auf die nächstliegenden Buchsen, die sich ihrerseits spielraumfrei auf den Stäben abstützen. Da diese eine außerordentlich hohe Festigkeit haben, die ein Vielfaches der Festigkeit von Stahl beträgt, ergibt sich somit für die beschriebene Wandung eine außerordentlich hohe Stoßfestigkeit Sie überträgt aber auch alle anderen Kräfte, zum Beispiel Biegungskräfte, auf die versteifend wirkenden Stäbe. Aus diesem Grunde ist es möglich, die Außenhaut außerordentlich leicht auszugestalten.

Auch die Buchsen 26 bestehen vorzugsweise aus Leichtmetall, das sich mit den Werkstoffen der Außenhaut und der Innenhaut gut verschweißen läßt

Die Innenhaut 20 oder die Außenhaut 22 oder beide bilden an den Kanten einer jeden Tafel Flansche 30, F i g. 3, die an den Stoßstellen der Tafeln miteinander verschweißt oder verklebt sind und den Kern 24 überdecken. Die an den lotrechten Ebenen 10,12 und 14 anliegenden Flansche 30 haben Löcher, durch welche einige der Buchsen 26 hindurchgesteckt und mit den Rändern der Löcher verschweißt sind. Auf diese Weise werden die einzelnen Tafeln mit großer Festigkeit vereinigt so daß man aus ihnen beliebig große Wände bilden kann.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel enthält jede Tafel zur Aufnahme eines jeden Stabes außer den in den Flanschen 30 sitzenden Buchsen 26 noch zwei weitere Buchsen 26.

Es besteht die Möglichkeit, zusätzlich zu den sich in der Längsrichtung des Bootskörpers erstreckenden Stäben 28 noch quer dazu verlaufende Stäbe 28 in den Kern 24 einzubetten und auch diese Querstäbe in Buchsen zu lagern, die an der Außen- bzw. Innenhaut und an deren Flanschen durch Kleben oder Schweißen angeheftet sind. Diese Querstäbe kreuzen die Längsstäbe 28, Das kann dazu führen, daß jeder Sub von der einen Haut einen kleineren Abstand aufweist als von der anderen Haut und daß dementsprechend die Bohrungen der Buchsen 26 in diesen exzentrisch zu liegen kommen.

Auch kann die Außenhaut oder die Innenhaut oder beide aus einem warm verformbaren ABS-Kunststoff bestehen. Der Querschnitt der Stäbe 28 braucht nicht rund zu sein, sondern kann beispielsweise dreieckig oder trapezförmig gestaltet werden. Dasselbe gilt dann für das Innenprofil der Buchsen 26.

Um das Anschweißen oder Ankleben der Buchsen

ι s oder Röhrchen 26 an die Innen- oder Außenhaut oder an beide zu erleichtern, kann jede Buchse mit Flügeln versehen sein, die an der Haut anliegen und entweder eine große Klebfläche oder eine lange Schweißnaht bilden. So zeigt Fig.4 eine Buchse 26 mit seitlichen Flügeln 32. Einer dieser Flügel hat fingerförmige Ansätze, während der andere trapezförmig gestaltet ist Wie F i g. 5 zeigt, kann die Buchse 26 iuien solche Flügel 32 und parallel dazu außen ebenfalls Flügel 32 haben. Wie in den F i g. 6 und 7 gezeigt kann ein Flügel 32 mehrere Buchsen 26 miteinander verbinden.

Hi'jen die Stäbe überall den gleichen Querschnitt dann müssen sie in den Buchsen eingeklebt werden, weil in diesem Falle der Querschnitt der Stäbe etwas geringer bemessen werden muß aJs der Querschnitt des

Buchsenhohlraums.

Der Zusammenbau der die Wandung bildenden Elemente kann so verlaufen, daß zunächst die mit den Flanschen versehenen Tafeln in die gewünschte Lage gebracht und dann durch Anschweißen oder Ankleben mit den Buchsen 26 versehen werden, die dort wo sie durch die Flansche 30 hindurchgehen, die Tafeln starr miteinander verbinden. Dann werden die Stäbe 28 in die Buchsen 26 eingezogen und mit diesen durch Längsverschiebung fest verkeilt und verklebt Anschließend wird die Innenhaut aufgebracht Alsdann wird der innere Hohlraum einer jeden Tafel mit dem Schaumstoff ausgespritzt, wozu jede Tafel mit einer entsprechenden öffnung versehen sein kann. Der Schaum kann auch in Form von geflexten Tafeln genau passender Stärke eingeklebt werden.

Bei Dächern und bei festen Behältern, wie Silos und so weiter, kann die innere Haut gitterartig ausgespart sein. Das Kernmaterial kann fehlen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

J. Durch Verstärkungsstränge' aus kunststoffgebundenen Kohlenstoffasern ort, dgL verstärkte Wandung eines Hohlkörpers, die eine Außenhaut, eine Innenhaut und dazwischen einen Kern und die Verstärkungsstränge aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung aus einzelnen aufeinanderstoßenden und miteinander verbundenen Tafeln gebildet ist, daß die Verstärkungsstränge als durchgehende selbsttragende Stäbe (28) ausgebildet sind und daß die Stäbe (28) in einer Vielzahl an den Innenseiten der beiden Häute befestigten Buchsen (26) fest gelagert sind, wobei sich Buchsen durch Stoßkanten benachbarter Tafeln diese miteinander verbindend hindurcherstrecken.
2. Wandung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhaut (22) oder die Außenhaut (20) oder beide aus Aluminiumblech bestehen.
3. Wandung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennreichnet, daß der Kern (24) aus einem Schaumstoff besteht
4. Wandung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stab (28) sich nach einem Ende hin verjüngt und die lichte Weite der ihn umgebenden Buchsen (26) sich entsprechend ändert und daß der Stab in seinen Rvichsen verkeilt ist
5. Wandung nach einem der Anspräche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhaut U2) oder die Außenhaut (20) oder beide an den Kanten einer jeden Tafel Flansche (30) bildet bzw. bilden, die den Kern (I'4) überdecken und Löcher zur Aufnahme der Buchsen (26) haben und mit diesen verschweißt sind.
6. Wandung nach einem df Anspräche 1 —5 für einen Bootskörper, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Stäbe (28) annähernd parallel zur Bootskörperliingsachse erstrecken und Stoßkanten quer dazu verlaufen.
7. Wandung nach einem der Anspräche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen (26) mit Flügeln (32) an der Innenhaut (22) und/oder der Außenhaut (20) angeklebt sind.