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Aus einem Stück bestehendes nahtloses Gehäuse sowie
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Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft ein aus einem
Stück bestehendes nahtloses Gehäuse sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
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Gehäuse bzw. Umhüllungen werden gewöhnlich so ausgelegt, daß sie unter
Verwendung verschiedener Bauteile hergestellt werden, die nacheinander miteinander
verbunden werden, wobei Eckverbindungen und andere Nähte abzudichten sind, um Schäden
aufgrund der Umgebungsbedingungen zu vermeiden.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin,
ein aus einem Stück bestehendes nahtloses Gehäuse sowie ein Verfahren zu seiner
Herstellung zu schaffen, bei welchem keine Eckverbindungen oder andere Nähte, die
zum Schutz gegenüber den Umweltbedingungen abzudichten sind, erforderlich werden,
wobei der Aufbau eine hohe bzw. große Wärmeisolierung aufweisen soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Gehäuse
oder ein Unterstand mit einer Vielzahl von Seiten in Form einer einzigen nahtlosen
Einheit hergestellt wird. Dabei haben die einzelnen Platten, bevorzugt werden sechs
Platten, Schaumkerne, die von faserverstärktem Tuch oder von faserverstärktem Webmaterial,
wie Glasfasern, vollständig umschlossen sind. Die Platten haben auf Gehrung geschnittene
Ränder für die darauffolgende Einpassung der Platten in die Ecken des Gehäuses oder
des Unterstands. Bei der Herstellung werden auf gegenüberliegenden Seiten der Platten
eine starre Außenform und eine aufblasbare und kollabierbare Form vorgesehen. Wenn
die Innenform unter Druck gesetzt wird, wird Harz in den Hohlraum zwischen
den
Formen gepumpt, um das die Platten umgebende Fasermaterial zu imprägnieren. Damit
das Entfernendes Gehäuses möglich ist, wird das Harz anschließend gehärtet und werden
die Formen abmontiert.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung weiter näher erläutert.
Es zeigt: Fig. 1 isometrisch eine Formanordnung zur Ausformung eines aus einem Stück
bestehenden nahtlosen Gehäuses, Fig. 2 auseinandergezogen die Hauptelemente der
Anordnung von Fig. 1, Fig. 2A isometrisch ein fertiggestelltes Gehäuse, Fig. 3 im
Querschnitt die Eckverbindungen für die innere, in Fig. 2 gezeigte Form, Fig. 4
auseinandergezogen einige der Bauteile von Fig. 3 und Fig. 5, 6 und 7 die Verbindungsschritte
für zwei der sechs zur Herstellung des Gehäuses verwendeten Platten.
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Die Herstellung des erfindungsgemäßen integralen, aus einem Stück
bestehenden Gehäuses verlangt eine innere und eine äußere Form, die auf gegenüberliegenden
Seiten von Schaumkernplatten angeordnet sind, welche faserige Außenhäute aufweisen,
wobei die Ränder der Schaumplatten in körperlichem Kontakt miteinander stehen. Anschließend
wird unter Druck stehendes Harz in den Hohl-
raum zwischen der inneren
und äußeren Form eingespritzt. Das Harz imprägniert die Häute der Platten.
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Nach dem Härten des Harzes ergibt sich ein einstückiges Gehäuses,
von dem die Innenform und Außenform entfernt wird.
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Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat die Außenform 10 eine starre Aluminiumhülle
12, einen starken Verstärkungsrahmen 14, ein Oberteil 6 und ein Unterteil 8.
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Das Oberteil 6 und das Unterteil 8 können verschiedene Formen aufweisen
und fest an Ort und Stelle durch äußere Kräfte gehalten oder durch nicht gezeigte
Kabel zusammengebunden werden. Im Inneren der Aluminiumhülle 12 sind sechs Schaumplatten
an ihren Rändern positioniert, die aus einem Rahmen 16 aus Schaum hoher Dichte und
aus einem Schaummaterial 18 von niedriger Dichte gebildet werden. Die Schaumplatten
haben jeweils eine äußere Haut 20. Die äußere Haut 20 umgibt jede der sechs positionierten
Schaumplatten und besteht aus einem Fasermaterial, das geeignet ist für die Tränkungsaufnahme
von Harz. Eine Innenform 26, die anhand der Fig. 2 und 3 erläutert wird, wird innerhalb
der Platten montiert, welche den herzustellenden Unterstand bzw. die auszuformende
Umhüllung bilden.
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Nach der Positionierung der Innenform wird eine Druckquelle 28 in
Form eines geeigneten Gases mit der Innenform 26 verbunden. Wenn Harz in das System
aus der Quelle 22 mit Hilfe einer Pumpe 24 eingespritzt wird, wird das Hautmaterial
aller Platten mit dem Harz getränkt. Wenn das Harz richtig ausgehärtet ist, ergibt
sich eine starre zusammengesetzte Außenfläche um alle Platten herum, die das Gehäuse
bildet.
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In Fig. 2 sind auseinandergezogen die Hauptbauteile gezeigt und eine
Ausführungsform eines aufblasbaren Innenform für den Einsatz in der Praxis dargestellt.
Fig. 2A
zeigt ein fertiggestelltes Gehäuse 59 mit einer Öffnung
61 als das Endprodukt, das sich durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Mittel und
des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt.
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Die Innenform 26 hat sechs in etwa ähnliche Rahmenanordnungen für
sechs Seiten eines Gehäuses, wobei jede vier Winkelelemente aufweist, von denen
einige in mehr als einer Rahmenanordnung eingeschlossen sind.
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Alle, diese Anordnungen bildenden Teile müssen einzeln innerhalb der
sechs Platten, beispielsweise der Schaumplatten 30, montiert werden, die vorher
innerhalb der äußeren starren Hülle 12 positioniert sind, die als Wand für die Außenform
dient. In einer der Platten ist eine Öffnung 61 vorgesehen, die das Eintreten und
Verlassen ermöglicht. Einrichtungen zum Abdichten der Öffnungen in dem Gehäuse sind
nicht beschrieben oder dargestellt.
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Wenn die Anordnungen für die Innenform 26 innerhalb der Hülle 12 montiert
sind, werden sechs Polyamidfolien, beispielsweise die Folien 36, an den sechs Rahmenanordnungen
befestigt. Dabei werden Einrichtungen zum Abdichten der Verbindungsbereiche und
Ecken der Anordnungen vorgesehen. Die vollständig abgedichteten Rahmenanordnungen
mit ihren Polyamidfolien bilden dann die Innenform.
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In Fig. 2 ist eine der sechs Rahmenanordnungen 34 gezeigt, die vier
Winkelelemente 36, 38, 40 und 42 aufweist. Die Winkelelemente 36, 38, 40 und 42
sind so ausgelegt, daß sie die Polyamidfolie 32 aufnehmen können. Eckelemente 44,
46, 48 und 50 werden zur Verbindung der Winkelelemente 36, 38, 40 und 42 mit anderen
verbindenden Winkelelementen vorgesehen. Die übrigen Rahmenanordnungen und Winkelelemente
sind genauso gebaut wie die Rahmenanordnung 34.
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In Fig. 3 ist eine Einrichtung zum Verbinden der verschiedenen Teile
zur Bildung der Innenform gezeigt, wobei die Verbindung der Rahmen nur anhand einer
einzigen Verbindung zwischen zwei benachbarten Rahmen erläutert wird. Nachdem die
Teile für die Rahmen in die Platten zur Bildung des Unterstandes eingebracht sind,
werden Einrichtungen zur Verbindung der Rahmen, die in Fig. 2 von den Winkelelementen
gebildet werden, sowie zur Verbindung der benachbarten Polyamidfolienbahnen vorgesehen,
wodurch man eine Innenform erhält, die Druck aufnehmen kann, wobei die verbundenen
Bereiche eine Leckage verhindern, wenn Druckgas in die die Innenform aufweisende
Anordnung gepumpt wird.
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Ein für die übrigen Winkelelemente typisches Winkelelement 11 mit
Flächen 13 und 15 ist in Fig. 2 gezeigt.
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Wenn die Winkelelemente installiert sind, wobei sich die Schaumplatten
bereits an Ort und Stelle befinden, werden Mittel zum Abdichten und für die Aufnahme
der Polyamidfolien vorgesehen.
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Auf den Oberflächen 13 und 15 des Winkelelements 11 wird ein Polyamidband
17 eingeführt, das Dichtungen 19 und 21 auf gegenüberliegenden Seiten hat. Das Band
17 mit den dichtenden Abschnitten ist vorgeformt. Das Polyamidband 17 wird mit seinen
Dichtungen 19 und 21 um das gesamte Winkelelement herum aufgebracht, wobei vier
solche Elemente einen einzigen Rahmen bilden. Das Band 17 sorgt für die Uberbrückungsfestigkeit
an den Ecken.
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Anschließend werden an der Schicht der Dichtung bzw.
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des Dichtungsmittels 21 Polyamidfolien 23 und 25 befestigt. Wenn die
Polyamidfolien 23 und 25 positioniert sind, wird ein zweites vorgefertigtes Polyamidband
27 mit einer Dichtung 29 an den Polyamidfolien um die Winkel-
elemente
herum befestigt, was die Rahmenanordnungen ergibt. Die mehrfachen Abdichtungen und
Polyamidbänder gewährleisten, daß die Polyamidfolien in geeigneter Weise zusammengeschlossen
sind und keine Leckage aufweisen. Das Polyamidband 27 ergibt eine zusätzliche Überbrückungsfestigkeit
an den Ecken. Bei dieser Anordnung sind die möglichen Leckagewege durch die Dichtungen
an den Ecken hindurch in die Länge gezogen.
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Alle Bereiche zwischen den Ecken der Winkelelemente, die die Rahmenanordnungen
bilden, sind miteinander wie in Fig. 3 gezeigt, verbunden. Wenn drei Rahmen und
Folienbahnen im Falle der Ecken zusammentreffen, werden zusätzliche Mittel verwendet,
um die drei Einheiten miteinander zu verbinden.
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Die in Fig. 4 gezeigten drei Winkelelemente 31, 33 und 35 haben einen
Abstand zwischen sich und sind für die Aufnahme eines Eckbügels geeignet. Für den
Einsatz in dem Eckbügel 37 sind Bandabschnitte 39, 41 und 43 geeignet, die auf beiden
Seiten Dichtungsmaterialien aufweisen. Die verschiedenen Bandabschnitte 39, 41 und
43 mit ihren Dichtungsmitteln sind Fortsetzung eines Bandes, beispielsweise eines
Polyamidbandes 17 mit Dichtungen 19 und 21, die auf jeder Seite aufgebracht werden.
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Die Ecken der Polyamidfolienbahnen 45, 47 und 49 eignen sich für das
Passen in die Bänder 39, 41 und 43, die Dichtungsmittel aufweisen. Nach der Installierung
der Polyamidbänder wird ein Gruppe von Bändern 51, 53 und 55 eingebracht. Die Bandabschnitte
51, 53 und 55 tragen aufgebrachten Klebstoff. Die Bänder 51, 53 und 55 können Fortsetzungen
der Bänder, beispielsweise des in Fig. 3 gezeigten Bandes 27 sein, das ein Dichtungsmittel
29 trägt.
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Man sieht, daß erfindungsgemäß dort geeignete Abdichtungen, wo die
Ränder der Polyamidfolien aufeinanderstoßen, sowie Eckabdichtungen erreicht werden,
wo drei Bereiche der Polyamidfolien und Rahmen sich treffen. Die Mehrfachschichten
aus Dichtungsmittel und die Verwendung der Polyamidbänder gewährleistet eine strenge
Abdichtung, wodurch eine Leckage oder ein Bruch der die Innenform bildenden aufblasbaren
Anordnung verhindert wird, wenn ein hoher Druck anliegt.
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In den Fig. 5, 6 und 7 sind zwei Schaumplatten 52 und 54 von den sechs
Schaumplatten gezeigt, die das Gehäuse bilden. Diese Schaumpl'atten 52 und 54 weisen
Schaummaterial mit hoher und geringer Dichte auf, wobei nur eine Dichte dargestellt
ist. Die Schaumplatten 52 und 54 sind auf Gehrung an den Abschnitten 56 und 58 geschnitten,
so daß sie an den Ecken in der in Fig. 5 gezeigten Weise verbunden werden können.
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In Fig. 5 sind die beiden Platten 52 und 54 vor ihrer Verbindung miteinander
gezeigt. Um die strukturelle Baueinheit an der äußeren Verbindung zu gewährleisten,
sind sowohl auf der Innenfläche als auch auf der Außenfläche der Platten Glasfaserlaschen
verwendet.
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Die Außenlaschen weisen Glasfaserstücke 60 und 62 auf. Die Innenlaschen
haben Glasfaserstücke 64 und 66 an den Platten 52 und 54. Um die Außenlaschen 60
und 62 zu positionieren, wird, da Glasfaser eine minimale innewohnende Steifigkeit
vor der Harzimprägnierung hat, eine Hilfsfolie 68 verwendet, die die Laschen an
der Hülle 12 in Lage hält, welche einen Teil der Außenform bildet, während benachbarte
Platten in ihre Position geschoben werden. Wenn die benachbarten Platten, beispielsweise
die Platten 52 und 54 positioniert sind, wird die Hilfsfolie 50entfernt, Wie in
Fig. 5 gezeigt ist, sind die inneren Glasfaserlaschen 64 und 66 aus der Bahn heraus
gefaltet, bis die Eckverbindung voll-
ständig ist, wonach sie,
wie in Fig. 7 gezeigt ist, entfaltet werden.
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Die Platte 52 hat eine äußere Glasfaserhaut 70 und eine innere Glasfaserhaut
72. In gleicher Weise hat die Platte 54 eine äußere Glasfaserhaut 74 und eine innere
Glasfaserhaut 76, was auch für die übrigen Platten gilt. Die Häute um die Platten
herum sind in manchen Fällen ein Stück.
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Fig. 6 zeigt eine weitere Stufe der Montage der Platten, bei welcher
ein Y-förmiges extrudiertes Aluminiumteil 78 in die Ecke zwischen den Platten eingeführt
wird.
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Das Y-förmige Teil, das aus Metall bestehen kann, dient dazu, die
inneren Häute der benachbarten Platten aneinander zu verankern, um eine Baueinheit
der Innenecken aufgrund einer inneren oder äußeren Druckbelastung zu erzielen. Das
Y-förmige Teil bildet eine Scherverankerung bzwischen den Schaumkernen der Platten
und ihren inneren und äußeren Häuten an den Ecken.
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Dies sorgt wesentlich für die vollständigkeit Steifigkeit der Platten
um die Ecken herum.
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Fig. 7 zeigt die Glasfaserlaschen 64 und 66, die sich aus ihren Faltstellungen
über dem extrudierten Teil 78 erstrecken. Man sieht, daß die Verbindungsbereiche
der benachbarten Platten eine zusätzliche Verstärkung durch Einsatz der inneren
und äußeren Glasfaserlaschen haben.
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