DE3438602A1

DE3438602A1 - Verfahren zur herstellung eines modellteiles sowie nach diesem verfahren hergestelltes modellteil

Info

Publication number: DE3438602A1
Application number: DE19843438602
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: ROBBE MODELLSPORT GmbH
Current assignee: ROBBE MODELLSPORT GmbH
Priority date: 1984-10-20
Filing date: 1984-10-20
Publication date: 1986-04-24

Description

Verfahren zur Herstellung eines Modellteiles sowie
nach diesem Verfahren hergestelltes Modellteil Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Modellteiles, beispielsweise einer Tragfläche für ein Modell flugzeug, bei dem in eine Negativform zunächst Außenhautmaterial eingelegt und dann in den vom Außenhautmaterial begrenzten Innenraum ein aufschäumbares Material eingegeben wird, so daß das Außenhautmaterial durch das aufschäumende Material gegen die Wandung der Negativform gepreßt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein nach diesem Verfahren hergestelltes Modellteil.
Zur Herstellung von Modellteilen, insbesondere Tragflächen für Modellflugzeuge, sind gegenwärtig vor allem zwei Verfahren gebräuchlich. Bei dem einen Verfahren schneidet man das Tragflächenprofil mit einem heißen Draht aus einer Polystyrolschaumplatte aus und klebt auf dieses Tragflächenprofil als Außenhautmaterial eine Holzbeplankung. Da Polystyrolschaum ein geringes spezifisches Gewicht hat, lassen sich auf diese Weise sehr leichte Tragflächen erzeugen. Nachteilig ist jedoch, daß das Verfahren sehr arbeitsaufwendig ist und die erzeugten Tragflächen deshalb relativ teuer werden. Sie werden auch relativ ungenau, da der heiße Draht beim Schneiden nicht beliebig spannbar ist und so in der Mitte immer durchhängt (Wäscheseileffekt).
Kostengünstiger ist es, wenn man in eine Negativform das Außenhautmaterial eingibt und den von ihr begrenzten Innenraum anschließend mit Polyurethanschaum ausschäumt, so daß sich das Außenhautmaterial gegen die Wandungen der Negativform preßt. Ein solches bei der Fertigung von Tragflächen sehr gebräuchliches Verfahren ist beispielsweise in der DE-OS 23 45 206 beschrieben. Da Polyurethanschaum wesentlich schwerer ist als Polystyrol, werden die auf diese Weise erzeugten Tragflächen zwangsläufig schwerer als Tragflächen aus Polystyrol, was für ein Modellflugzeug natürlich ungünstig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, welches vergleichbar kostengünstig ist, wie das bekannte Ausschäumen mit Polyurethan, jedoch zu wesentlich leichteren Modellteilen führt. Weiterhin soll ein nach diesem Verfahren hergestelltes Modellteil geschaffen werden.
Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Außenhautmaterial ein vorgefertigter, im Vergleich zu dem aufgeschäumten Material leichterer Kern eingesetzt wird, der die Querschnittsform des Modellteiles hat, jedoch kleiner als das Modellteil ist, so daß das aufgeschäumte Material diesen Kern allseitig mit einer geringen Schichtstärke zu umgeben vermag.
Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren können die Vorteile verschiedener Kunststoffe optimal genutzt werden.
Für den den größten Raum einnehmenden Kern kann man einen besonders leichten Schaumstoff und für das in der Negativform ausschäumende Material einen Kunststoff wählen, der bei Raumtemperatur ausschäumt, eine ausreichende Treibkraft besitzt und sich gut mit dem Außenhautmaterial verbindet. Sein Gewicht spielt dabei nur eine untergeordnete Rolle, da dieses Material nur in einer im Vergleich zu dem Kern geringen Menge benötigt wird.
Genau wie bei Modellteilen, die ausschließlich PU-Schaum enthalten, können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels des ausschäumenden Materials Einbauteile im Modellteil positioniert und gehalten werden.
Zur Einsparung von Gewicht nimmt bei einem idealen Modellteil die Belastbarkeit des Materials zur belastungsfreien Modellteilmitte kontinuierlich ab. Einem solchen Idealsandwich kommt ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugtes Modellteil sehr nahe.
Vorteilhafterweise besteht der Kern aus Polystyrolschaum.
Wenn keine hohen Stückzahlen erfordertich sind, kann der Kern aus einer Platte aus Polystyrolschaum mittels eines heißen Drahtes ausgeschnitten wird. Eine solche Herstellung ist kostengünstig, da die Querschnittsform der Tragfläche nicht mit hoher Genauigkeit eingehalten werden muß. Die genaue Querschnittsform des Modellteils ergibt sich erst später durch das Ausschäumen in der Negativform.
Für eine Massenfertigung günstiger ist es jedoch, wenn der Kern aus Polystyrolschaum in einer Negativform erzeugt wird. Man hat dann die Möglichkeit, in einem einzigen Arbeitsgang Fließkanäle, Abstandshalter oder Aussparungen für Einbauteile zu erzeugen. Bei einem auf diese Weise erzeugten Kern entsteht eine ganz besonders gute Verbindung zwischen dem Kern und dem diesen umgebenden Schaumstoff. Das läßt sich wie folgt erklären. Durch das geringe Raumgewicht des Kerns ergeben sich große Kugelpartikel, die nur tangential miteinander verschweißen. Die Oberfläche wird also auch durch tangen- tial die Negativform berührende Kugelpartikel und dazwischenliegende Vertiefungen gebildet. Der den Kern umgebende Kunststoff kann deshalb eine sehr innige Verbindung (Verzahnung) mit dem Kernmaterial eingehen, weil er in die Zwischenräume zwischen den Kugelpartikeln einzudringen vermag. Dieser Effekt ist nicht möglich, wenn der Kern mit einem Hitzedraht ausgeschnitten wird und dadurch eine glatte Oberfläche erhält.
Als au fschäumb a res Material verwendet man zweckmäßigerweise Polyurethan.
Das aufschäumbare Material verteilt sich beim Aufschäumen gleichmäßig um den Kern herum, wenn in seiner Außenfläche Fließkanäle vorgesehen werden.
Das aufschäumbare Material braucht nur auf einer Seite des Kerns in die Negativform eingegeben zu werden, wenn der Kern zumindest einen von seiner Unterseite zur Oberseite führenden Steigkanal erhält. Eine solche Gestaltung des Kernes ist vor allem dann zweckmäßig, wenn der PU-Schaum automatisch in die Negativform eingegeben werden soll.
Um sicherzustellen, daß der Kern allseitig von einer Polyurethanschaumschicht umgeben wird, erhält er zweckmäßigerweise außenseitig am Kern gegen die Außenhaut gerichtete Abstandshalter.
Die zweitgenannte Aufgabe, nämlich die Schaffung eines nach dem vorgenannten Verfahren erzeugten Modell teils, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der ausgeschäumte Schaumstoff mit geringer Schichtstärke einen Kern umgibt, der leichter als das ausgeschäumte Material ist und die Querschnittsform des Modellteils hat.
Ein solches Modellteil kann vergleichbar kostengünstig hergestellt werden, wie mit Polyurethanschaum vollständig ausgeschäumte Modellteile, hat aber gegenüber solchen Modellteilen ein etwa 20 geringeres Gewicht. Hinzu kommt eine im Vergleich zu vollständig mit Polyurethanschaum ausgeschäumten Modellteilen homogenere Struktur, ohne daß irgendwelche Vorteile der PU-Schaumtragflächen verlorengehen. Im Vergleich zu den aus Polystyrol ausgeschnittenen Modellteilen ist, abgesehen von den geringeren Fertigungskosten, hervorzuheben, daß die erfindungsgemäßen Modellteile maßhaltiger und stets völlig gleich sind, da ihre Form durch die Negativ form vorgegeben ist.
Zweckmäßigerweise besteht der Kern aus Polystyrol, dessen Raumgewicht jedoch um etwa 50 geringer sein kann als bei den bisher bekannten Tragflächen aus Polystyrol.
Bei dem ausgeschäumten Material handelt es sich vorzugsweise um Polyurethan.
Der Polyurethanschaum umgibt den Kern besonders gleichmäßig, wenn der Kern in seiner Außenfläche Fließkanäle aufweist. Durch diese Fließkanäle ergibt es sich, daß der Polyurethanschaum in den großen Querschnitten wenig, in Engstellen (zwischen Außenhaut und Kern) jedoch stark verdichtet ist. Daher erzeugt er einen hoherl Preßdruck und stellt nach dem Aushärten eine gute Verbindung der Außenhaut 7 mit dem Kern 8 und eine hohe Druckfestigkeit sicher.
Um bei der Herstellung des Modellteils sicherzustellen, daß der Kern allseitig mit PU-Schaum umschäumt wird, ist es zweckmäßig, wenn der Kern außenseitig gegen die Außenhaut gerichtete Abstandshalter hat.
Die Fließkanäle werden vorteilhafterweise durch Zwischenräume einer Vielzahl von auf der Außenfläche des Kerns vorgesehener Noppen gebildet, die in zueinander um eine halbe Teilung versetzten Reihen angeordnet sind. Die Fließkanäle verlaufen dann diagonal und kreuzweise über die Außenfläche, was eine gute Verteilung des Schaumstoffes sicherstellt.
Fertigungsmäßig günstig ist es, wenn die Abstandshalter auf den Noppen angeordnet sind.
Um die Festigkeit des Modellteils in besonders beanspruchten Bereichen zu erhöhen, kann man dort in der Außenfläche des Kerns zusätzliche Fließkanäle vorsehen.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zu ihrer weiteren Erläuterung wird nunmehr auf die anhängende Zeichnung Bezug genommen. Diese zeigt in Fig. 1 einen Schnitt durch eine aufgeklappte Negativform mit einem in ihr erzeugten, fertigen Modellteil, Fig. 2 einen Schnitt im vergrößerten Maßstab durch einen Randbereich des Modellteils nach der Figur 1.
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teilbereich eines erfindungsgemäßen Modellteils.
Die in Figur 1 dargestellte Negativform 1 besteht aus zwei aufeinanderklappbaren Hohlformschalen 2 und 3, die mit ihren Innenflächen 4, 5 dem gewünschten Außenprofil des zu erzeugenden Modellteils 6 entsprechen. Dieses Modellteil 6 hat eine Außenhaut 7, bei der es sich um eine Sperrholzbeplankung handeln kann, einen Kern 8 aus Polystyrol und zwischen Kern 8 und Außenhaut 7 eine Schicht aus Polyurethanschaum 9. Fließkanäle, wie beispielsweise die Fließkanäle 10, 11 in der Außenfläche des Kerns 8, sorgen dafür, daß der Polyurethanschaum 9 den Kern 8 allseitig umgibt. Dem gleichen Zweck dienen nach außen gerichtete Abstandshalter, beispielsweise 12, 13, die gegen die Außenhaut 7 anliegen. Ein Steigkanal 14 dient dazu, Polyurethanschaum 9 von der Unterseite des Kerns 8 nach oben steigen zu lassen, so daß nur auf einer Seite des Kerns 8 PU-Material eingegeben werden muß.
Zur Erzeugung der Fließkanäle 10, 11 sind, was Figur 3 deutlich zeigt, auf der Außenfläche des Kerns 8 mit geringem gegenseitigen Abstand zueinander Noppen, wie zum Beispiel die Noppen 15, 16 angeordnet. Diese Noppen 15, 16 stellen zylindrische Erhebungen dar, in derem Zentrum jeweils der Abstandshalter 12, 13 als kleiner Nocken angeordnet ist. Die bereits erwähnten Fließkanäle 10, 11 sind durch die Zwischenräume zwischen den Noppen 15, 16 gebildet. Die Noppen 15, 16 sind reihenweise derart angeordnet, daß die benachbarten Reihen jeweils um eine halbe Noppenteilung versetzt sind. Die Höhe der Noppen 15, 16 ist so, daß zwischen der Außenhaut 7 und jedem Noppen 15, 16 noch genügend Platz für den Polyurethanschaum verbleibt.
Wenn bestimmte Bereiche des Modellteils 6 eine besondere Festigkeit erhalten sollen, dann kann man an der entsprechenden Stelle im Kern 8 einen eigenen Fließkanal 17 anordnen.
Zur Herstellung des Modellteils 6 wird zunächst jeweils eine Hälfte der Außenhaut 7 in jede der Hohlformschalen 2, 3 eingelegt und fixiert. Dann gibt man in die untere Hohlformschale eine genau bemessene Menge des Polyurethankunststoffes ein und setzt den Kern 8 darüber. Nach dem Schließen der Negativform 1 schäumt der Kunststoff aus, fließt in den Zwischenraum zwischen Außenhaut 7 und Kern 8 und preßt die Außenhaut 7 gegen die Innenflächen 4, 5 der Negativform 1, so daß das Modellteil 6 seine exakte Form erhält. Falls der Kern 8 keine Steigkanäle 14 hat, kann man auch nach dem Einlegen des Kerns 8 auf seine Oberseite Polyurethankunststoff geben.
Figur 2 veranschaulicht diesen Ausschäumvorgang. Zu erkennen ist, wie der Polyurethanschaum aus einem Fließkanal 10 nach beiden Seiten unter die Außenhaut 7 gelangt.
Auflistung der verwendeten Bezugszeichen 1 Negativform 2 Hohlformschale 3 Hohlformschale 4 Innenfläche 5 Innenfläche 6 Modellteil 7 Außenhaut 8 Kern 9 Polyurethanschaum 10 Fließkanal 11 Fließkanal 12 Abstandshalter 13 Abstandshalter 14 Steigkanal 15 Noppen 16 Noppen 17 Fließkanal

Claims

Ansprüche 1) Verfahren zur Herstellung eines Modellteiles, beispielsweise einer Tragfläche für ein Modellflugzeug, bei dem in eine Negativform zunächst Außenhautmaterial eingelegt und dann in den vom Außenhautmaterial begrenzten Innenraum ein aufschäumbares Material eingegeben wird, so daß das Außenhautmaterial durch das aufschäumende Material gegen die Wandung der Negativform gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenhautma terial ein vorgefertigter, im Vergleich zu dem aufgeschäumten Material leichterer Kern eingesetzt wird, der die Querschnittsform des Modellteiles hat, jedoch kleiner als das Modellteil ist, so daß das aufgeschäumte Material diesen Kern allseitig mit einer geringen Schichtstärke zu umgeben vermag.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus Polystyrolschaum besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus einer Platte aus Polystyrolschaum mittels eines heißen Drahtes ausgeschnitten wird.
4. Verfahen nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus Polystyrolschaum in einer Negativform erzeugt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das aufschäumbare Material Polyurethan ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Außenfläche des Kerns Fließkanäle vorgesehen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern zumindest einen von seiner Unterseite zur Oberseite führenden Steigkanal erhält.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß außenseitig am Kern gegen die Außenhaut gerichtete Abstandshalter vorgesehen werden.
9. Modellteil, beispielsweise Tragfläche für ein Modellflugzeug, welches eine Außenhaut hat, die durch einen in ihr ausgeschäumten Schaumstoff in die erforderliche Form gebracht wurde, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgeschäumte Schaumstoff (9) mit geringer Schichtstärke einen Kern (8) umgibt, der leichter als das ausgeschäumte Material ist und die Querschnittsform des Modellteils (6) hat.
10. Modellteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (8) aus Polystyrol besteht.
11. Modellteil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgeschäumte Material (9) ein Polyurethanschaum ist.
12. Modellteil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (8) in seiner Außenfläche verlaufende Fließkanäle (10, 11) hat.
13. Modellteil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (8) zumindest einen von seiner Unterseite zur Oberseite führenden Steigkanal (14) hat.
14. Modellteil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (8) außenseitig gegen die Außenhaut (7) gerichtete Abstandshalter (12, 13) hat.
15. Modellteil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließkanäle (10, 11) durch Zwischenäume einer Vielzahl von auf der Außenfläche des Kernes (8) vorgesehener Noppen (15, 16) gebildet sind, die in zueinander um eine halbe Teilung versetzten Reihen angeordnet sind.
16. Modellteil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (12, 13) auf den Noppen (15, 16) angeordnet sind.
17. Modellteil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in besonders beanspruchten Bereichen des Modellteils (6) in der Außenfläche des Kerns (8) zusätzliche Fließkanäle (17) vorgesehen sind.