DE3910529C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3910529C2 DE3910529C2 DE19893910529 DE3910529A DE3910529C2 DE 3910529 C2 DE3910529 C2 DE 3910529C2 DE 19893910529 DE19893910529 DE 19893910529 DE 3910529 A DE3910529 A DE 3910529A DE 3910529 C2 DE3910529 C2 DE 3910529C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- modules
- reinforcement
- housing part
- housing
- wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- B29D99/001—Producing wall or panel-like structures, e.g. for hulls, fuselages, or buildings
- B29D99/0014—Producing wall or panel-like structures, e.g. for hulls, fuselages, or buildings provided with ridges or ribs, e.g. joined ribs
- B29D99/0017—Producing wall or panel-like structures, e.g. for hulls, fuselages, or buildings provided with ridges or ribs, e.g. joined ribs with filled hollow ridges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
- B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
- B29C70/342—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using isostatic pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
- B29C70/86—Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding
- B29C70/865—Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding completely encapsulated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
- F16M1/00—Frames or casings of engines, machines or apparatus; Frames serving as machinery beds
- F16M1/02—Frames or casings of engines, machines or apparatus; Frames serving as machinery beds for reciprocating engines or similar machines
- F16M1/021—Frames or casings of engines, machines or apparatus; Frames serving as machinery beds for reciprocating engines or similar machines for housing crankshafts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C43/10—Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies
- B29C43/12—Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies using bags surrounding the moulding material or using membranes contacting the moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/001—Profiled members, e.g. beams, sections
- B29L2031/003—Profiled members, e.g. beams, sections having a profiled transverse cross-section
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/748—Machines or parts thereof not otherwise provided for
- B29L2031/7502—Supports, machine frames or beds, worktables
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/772—Articles characterised by their shape and not otherwise provided for
- B29L2031/7722—Block-shaped
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0043—Arrangements of mechanical drive elements
- F02F7/0053—Crankshaft bearings fitted in the crankcase
- F02F2007/0056—Crankshaft bearings fitted in the crankcase using bearing beams, i.e. bearings interconnected by a beam or multiple beams
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
- F05C2253/16—Fibres
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein tragfähiges Bauteil aus faserver
stärktem Kunststoff nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie es
beispielsweise aus der weiter unten gewürdigten DE 34 18 110A1
als bekannt hervorgeht.
In der DE 26 22 163 B2 werden Tragprofile in doppel-T-Form, in
Rechteckrohrform oder in Z-Form beschrieben, die aus vorgehär
tetem, L-förmigen Lagen von faserverstärktem Kunststoff zusam
menstellbar sind. Im Bereich der Ober- und Untergurte der sol
cherart hergestellten Träger können noch vorgefertigte Ver
stärkungseinlagen eingelegt werden. Die vorgehärteten Module
werden gemeinsam in einer besonderen Vorrichtung lage
stabilisierend zusammengepreßt und unter Wärmeeinwirkung zu dem
innigen Verbund des Trägers verbacken. An geeigneten Faserma
terialien erwähnt diese Literaturstelle außer Carbonfasern auch
noch Fasern aus S-Glas, E-Glas, Bor und Kevlar. Bezüglich der
Kunststoffmaterialien ist dort zunächst allgemein von Kunstharz
die Rede, später werden als andere übliche Stoffe Epoxyd- oder
Polyesterharze, aber auch Polyamid erwähnt. Die Harze sind der
Klasse der Duroplaste zuzuordnen, wogegen Polyamid ein Ver
treter aus der Klasse der Thermoplaste ist. In der Tat ist es
möglich, das vorbekannte Verfahren mit einem Thermoplast aus
zuüben, also einem Kunststoff, der durch Wärmeeinwirkung
reversibel erweichbar und in diesem Zustand verschweißbar ist.
Die DE 23 34 645 B2 zeigt ebenfalls ein Verfahren zur Herstel
lung von Tragprofilen aus faserverstärktem Kunststoff, wobei
zunächst ein Rechteckrohr in Fadenwickeltechnik aus einem
kunststoffgetränkten Faden hergestellt und ein solches Recht
eckrohr vollständig ausgehärtet wird. Anschließend werden aus
dem Rechteckrohr durch Längsschnitte U-förmige und unprofilierte
im Querschnitt geradlinige Streifen erzeugt. Aus diesen Modulen
werden schließlich die gewünschten Tragprofile unterschiedlicher
Form durch Zusammenkleben, Vernieten oder Verschrauben der vor
gefertigten, aus einem Rechteckprofil gewinnbare Module herge
stellt.
Die bisher genannten Verfahren sind nur bei Herstellung ein
facher Tragprofile anwendbar, versagen aber bei der Herstellung
von stabilen Gehäusen. Insbesondere dann, wenn aus Gründen einer
Geräuschdämmung die Gehäusewandungen eine gewisse Mindestwand
dicke und eine gewisse Mindestdämpfung gegenüber Schallschwin
gungen haben sollen, versagen die bekannten Methoden.
Die eingangs genannte DE 34 18 110 A1 beschreibt ein Verfahren
zur Herstellung eines kreuzweise verrippten, faserverstärkten
Bauteiles insbesondere für Flugzeuge, z. B. die Beplankung für
Tragflächen. Dabei werden vorgeformte Prepreggelege definiert
zusammengesetzt und im Autoklaven zusammengebacken. Beim Zu
sammensetzen des Bauteils wird zunächst eine Grundlage von
Prepreg ausgelegt, die der - glatten - Außenseite des späteren
Bauteils entspricht. Auf der kreuzweise zu verrippenden Innen
seite der Grundlage werden schachtelförmig vorgeformte Ver
steifungslagen von Prepreg zeilen- und spaltenweise angelegt,
deren Seitenwände sich gemeinsam zu der kreuzweisen Rippen
struktur ergänzen. In die von den schachtelförmigen Verstei
fungslagen eingeschlossenen Hohlräume werden formangepaßte,
quaderförmige Schwellkörper eingesetzt, die im Autoklaven
prozeß aufschwellen und eine Anpressung der Prepreglagen beim
Zusammenbacken bewirken. Nach Beendigung des Autoklaven
prozesses werden die Schwellkörper wieder entnommen. Dieses
Verfahren beschreibt nicht die Herstellung von stärkerwandigen
aber dennoch leichten Gehäuseteilen.
Zwar zeigt die DD 88 436 ein in Ober- und Unterteil ge
teiltes Getriebegehäuse, bei dem die Teile in einer geklebten
Sandwichbauweise ausgebildet sind. Die Außen- und Innenlagen
einer Gehäusewandung sind aus glasfaserverstärktem Kunststoff
gebildet, wogegen der dazwischen eingeschlossene, die Gehäuse
form bildende Wandungskern aus einer mit Schaumstoff gefüllten
Metallarmierung beispielsweise aus wabenförmigen Bandstahl
streifen besteht. Außen- und innenseitig sind die entsprechen
den Lagen mit einer kreuzweisen Verrippung zur Wandungsaus
steifung und zur Oberflächenvergrößerung für die Wärmeabgabe
versehen. Durch die mit der Kernlage in der Wandung erzielbare
größere Wanddicke soll eine Geräuschminderung des Getriebes
erzielt werden. Zum Anfertigen der Gehäuseteile werden die
einzelnen Sandwichlagen auf Holzmodelle aufgelegt und dabei
entsprechend geformt; die Lagen werden gegenseitig und mit den
Rippen und Gehäuseflanschen durch Kleben verbunden. Nachteilig
hieran ist, daß die Klebung eine Werkstoffinhomogenität dar
stellt, die die Belastbarkeit des Bauteiles beeinträchtigt.
Außerdem ist im Bereich des Verrippungsansatzes der Faserver
bund unterbrochen, was sich bezüglich der Bauteilbelastbarkeit
noch wesentlich ungünstiger auswirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsmäßig zugrundegelegte
faserverstärkte Kunststoffbauteil dahingehend weiterzuent
wickeln, daß damit stabile, aufgrund einer größeren Wandstärke
geräuschdämmende und gleichwohl sehr leichte Gehäuseteile her
stellbar sind.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Bauteil
erfindungsgemäß durch die kennzeich
nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die unter
schiedlichen Module können voluminöse, in Sandwichbauweise
erstellte Wände des Gehäuseteiles erstellt werden, die
eine hohe Geräuschdämpfungseigenschaft aufweisen.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Un
teransprüchen entnommen werden. Außerdem ist ein Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläu
tert; dabei zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ge
häuseteiles als Kurbelgehäuse-Unterteil ei
ner Hubkolbenmaschine,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung von zwei
Oberflächenmodulen des Gehäuseteiles nach
Fig. 1,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der eine
Längswand des Gehäuseteiles bildenden Sand
wichmodule einschließlich Verstärkungsmodule
für Schraubenpfeifen,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Sand
wich- und Verstärkungsmodule für eine Quer
wand,
Fig. 5 eine teilweise Draufsicht auf das Gehäuse
teil nach Fig. 1 ohne oberseitige Decklei
sten,
Fig. 6 einen Querschnitt durch das Gehäuse nach
Fig. 1 entlang der Schnittlinie VI-VI in
Fig. 5 und
Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Aushärtevor
richtung einschließlich der darin aufgenom
menen Module zur Bildung des Gehäuseteiles
entlang der in Fig. 5 mit VII-VII angedeu
teten Lager der Schnittführung.
Das in Fig. 1 dargestellte Gehäuseteil 1 ist ein Kurbel
gehäuse-Unterteil einer Hubkolbenmaschine. Es ist im we
sentlichen gebildet durch zwei parallel zueinander ver
laufende und vertikal zum Untergrund stehende Längswände
13 und insgesamt vier ebenfalls parallel zueinander ver
laufende und senkrecht zur Unterlage stehende Querwände
14. In den Querwänden 14 sind Lagerstellen 15 zur Aufnahme
einer Kurbelwelle vorgesehen. Im übrigen sind die Längs-
und die Querwände 13, 14 mit vertikal zur Unterlage verlaufenden
Schraubenlöchern 16 zum Zusammenschrauben des Gehäusetei
les 1 mit anderen Teilen der Hubkolbenmaschine angebracht.
An der Unterseite der Längswände ist jeweils ein Flansch 8
zur Befestigung einer Ölwanne vorgesehen, der mittels Ver
steifungsrippen 7 ausgesteift ist. An den Stirnseiten sind
außerdem noch Formanpassungsteile 9 und 9′ außenseitig am
Gehäuseteil 1 angesetzt, die aus Gründen einer Einpassung
des Teiles an anschließende Konstruktionsteile bedingt sind.
Nachdem die Lagerstellen 15 in das Gehäuseteil 1 inte
griert sind, muß dieses die auf die Kurbelwelle einwirken
den Kräfte auffangen und dementsprechend stabil und biege
steif sein. Die Lagerstellen 15 bedingen zumindest im Be
reich dieser Lagerstellen selber eine gewisse Mindestbrei
te der Querwände 14. Auch aus Gründen einer optimierten
Geräuschdämmung können nicht dünne Wände eingesetzt wer
den. Weiterhin wird von dem Gehäuseteil 1 ein möglichst ge
ringes Gewicht gefordert; häufig steht gerade diese Forde
rung im Vordergrund bei dem Bemühen, ein Konstruktionsteil
aus faserverstärktem Kunststoff herzustellen.
Das Gehäuseteil 1 ist nach einer Modultechnik aus einzelnen
Modulen gebildet, die ihrerseits aus faserverstärktem Kunst
stoff bestehen. Die Module sind in unterschiedlichen aber
geometrisch einfachen und standardisierbaren Formen herge
stellt. Sie bestehen aus rechteckig gewickelten, kunststoff
getränkten Faserbahnen, wobei der Kunststoff derart ausge
wählt und/oder zusammengesetzt ist, daß er durch dosierbare
Außeneinwirkung, insbesondere durch Wärmeeinwirkung auf
unterschiedliche Vollständigkeitsgrade aushärtbar ist. Auf
diese Weise können die Module soweit vorgehärtet oder ange
härtet werden, daß die kunststoffgetränkten Faserbahnen
eine gewisse Eigensteifigkeit besitzen, so daß sie sich
formbeständig handhaben lassen und auch beschränkte Zeit
lagerbar sind. Andererseits ist der angehärtete Kunststoff
noch so weich, daß er noch reaktionsfähig ist und sich
später mit anderen Kunststoffen gemeinsam zu einem innigen
Verbund aushärten und vernetzen läßt.
Um in einer solchen Modultechnik auch gehäuseartige Werk
stücke der hier in Rede stehenden Art erstellen zu können,
sind die vorgefertigten Module in Form von im Querschnitt
wenigstens annähernd rechteckigen geschlossenen oder U-
förmig offenen Profilen gebildet. Von diesen Modulen ent
spricht eines, nämlich das in Fig. 2 einzeln dargestellte
äußere Oberflächenmodul 2, seiner Form nach der Kontur der
äußeren Oberfläche des Gehäuseteiles 1. Mehrere andere der
bereitgestellten Module, nämlich die inneren Oberflächenmo
dule 3, von denen ebenfalls eines in Fig. 2 dargestellt
ist, entsprechen der Form nach jeweils der Kontur der in
neren Oberfläche von einzelnen Kammern innerhalb des Ge
häuseteiles 1 zwischen zwei Querwänden 14. Im Bereich, wo
Lagerstellen 15 in der Gehäusewand, beispielsweise in der
Querwand 14 vorhanden sind, sind die entsprechenden Ober
flächenmodule 2 und 3 halbkreisförmig ausgespart durch
eine entsprechende Aussparung 12.
Beim lageentsprechenden Zusammensetzen der Oberflächenmo
dule 2 und 3 verbleibt zwischen ihnen ein scheibenförmi
ger, annähernd der Wanddicke des Gehäuseteiles entspre
chender Zwischenraum, der durch weitere Sandwichmodule 4,
4′ oder 4′′ auszufüllen ist. Und zwar sind diese Sandwich
module 4, 4′, 4′′ ebenfalls als Rechteckprofile gebildet, die hin
sichtlich ihrer kürzeren Abmessung der jeweils gewünschten
Wandstärke des Gehäuseteiles 1 abzüglich der gemeinsamen
Wandstärke der beiden angrenzenden Oberflächenmodule 2 und
3 gestaltet sind. Hinsichtlich der Länge und Breite der
Sandwichmodule 4, 4′, 4′′ entsprechen diese den einzelnen Maßen einer
durchgehenden Wandungspartie des Gehäuseteiles 1.
Die Oberflächenmodule 2 und 3 sowie die Sandwichmodule 4,
4′, 4′′ lassen sich durch eine einfache Wickeltechnik durch
mehrlagiges Wickeln einer getränkten dünnen Faserbahn her
stellen. Die erwähnte Modultechnik ist dabei nicht auf
einen geradlinigen Wandungsverlauf und orthogonale gegen
seitige Wandstellungen angewiesen; es sind auch konische,
zylindrische und kegelförmige Wandungspartien in dieser
Technik darstellbar. Selbstverständlich ist die Modultech
nik dann besonders einfach anwendbar, wenn die Längs- und
Querwände 13, 14 des Gehäuseteiles 1 sich orthogonal von
ihrer Unterlage erheben, so daß das Gehäuseteil 1 insge
samt zur oberen offenen Seite hin hinterschneidungsfrei
ausgebildet ist. Günstige gehäuseseitige Voraussetzungen
sind darüberhinaus dann gegeben, wenn die Längs- und Quer
wände 13, 14 untereinander parallel bzw. rechtwinklig
zueinander verlaufen bzw. stehen. In einem solchen beson
ders günstigen Anwendungsfall können die Module alle pris
matische und darüberhinaus rechteckige Formen aufweisen,
so daß gleichartige Module von einem längeren vorgefertig
ten Wickelkörper in der gewünschten Länge abgeschnitten
werden können. Auf diese Weise können die Module in beson
ders rationeller Weise hergestellt werden. Um bei einem
leichten aber gleichwohl voluminösen Wandungsaufbau eine
hohe Stabilität und Dämpfung zu erzielen, ist es zweckmä
ßig, wenn die Sandwichmodule 4, 4′, 4′′ mit Hartschaum oder
mit einer Metallwabenstruktur als verlorenem Wickelkern 5,
5′, 5′′ gefüllt sind. Zwar ist es denkbar, das später noch
zu erörternde gemeinsame Aushärten der Teile ohne einen
solchen verlorenen Wickelkern sicher zu bewerkstelligen,
in dem während des Härtevorganges Stützkerne in die Sand
wichmodule eingesteckt werden. Jedoch vereinfachen die
verlorenen Wickelkerne 5, 5′, 5′′ das spätere Aushärtver
fahren und geben dem Gehäuseteil 1 - wie gesagt - eine
höhere Stabilität und eine höhere Dämpfungseigenschaft.
Die freien Stirnkanten der Gehäusewandung im Bereich der
Oberseite und der Unterseite des Gehäuseteiles 1 sind
durch Leisten 6 oder durch entsprechend geformte Stanz
linge aus faserverstärkten Kunststoffplatten abgedeckt,
wobei die Leisten 6 oder Stanzlinge aufgeklebt oder in
vorgehärtetem Zustand unmittelbar aufgebacken sein können.
In ähnlicher Weise können auch die bereits erwähnten Form
anpassungsteile 9 bzw. 9′, die durch gesonderte, nicht
standardisierbare Module gebildet sind, an das Gehäuseteil 1
angeklebt oder in vorgehärtetem Zustand unmittelbar aufge
backen sein. Dies gilt auch für die Versteifungsrippen 7,
die in der dargestellten, im wesentlichen dreieckigen Form
sich durch diagonales Teilen eines rechteckigen Modules
auf einfache Weise herstellen und in den Gehäuseverbund
einkleben oder einbacken lassen.
Durch die bisher beschriebenen Module kann die Basisstruk
tur des Gehäuseteiles 1 in Kunststoffbauweise erstellt
werden. Diese Kunststoffbauweise ist steif und tragfähig
genug, um die großflächigen Belastungen in befriedigender
Weise aushalten zu können. Im Bereich von Krafteinleitungs
stellen ist allerdings das Gehäuseteil örtlich auf eine
höhere Festigkeit angewiesen. Aus diesem Grunde sind wei
tere aus Metall bestehende Verstärkungsmodule 10 und 11
als Verstärkungseinlagen im Bereich von Schraubendurch
gangslöchern 16 und von Lagerstellen 15 in die Längs- und
Querwände 13 und 14 des Gehäuseteiles 1 integriert. Und
zwar sind die für die Schraubendurchgangslöcher 16 bestimm
ten Verstärkungsmodule 11 als Schraubenpfeifen mit recht
eckiger prismatischer Außenkontur ausgebildet. Bei dem in
den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel sind die
Sandwichmodule 4 und 4′ für die Längswände im Bereich der
Schraubenpfeifen-Verstärkungsmodule 11 unterbrochen. Auf
diese Weise wird eine großzügige Gestaltungsmöglichkeit
zum Zusammenstellen von Kurbelgehäuse-Unterteilen für un
terschiedliche Zylinderzahlen erreicht. Anstelle einer
Unterbrechung der Sandwichmodule 4 und 4′ im Bereich von
Schraubenpfeifen-Verstärkungsmodulen 11 wäre es auch denk
bar, die Schraubenpfeifen-Verstärkungsmodule in ein größe
res Sandwichmodul bei dessen Herstellung in den verlorenen
Wickelkern mit einzulagern. Dadurch würde sich möglicher
weise eine höhere Festigkeit für das durchgehend
zusammenhängende Sandwichmodul einer Längswand ergeben;
allerdings wäre bereits bei der Herstellung der einzelnen
Sandwichmodule darauf Rücksicht zu nehmen, welches ge
wünschte Gehäuseteil erstellt werden soll. Bei einer Ferti
gung einer größeren Losgröße von Gehäuseteilen könnte die
ser Gesichtspunkt in den Hintergrund treten.
In die Querwände 14 sind im Bereich der Lagerstellen 15
Lagerstellen-Verstärkungsmodule 10 integriert, die girlan
denförmig ausgebildet sind und die beiderseits der bogen
förmigen Lagerstützschale mit jeweils einer Schraubenpfei
fe integriert sind, die sich über die gesamte Höhe der
Querwand 13 hinwegerstreckt. Dadurch ergibt sich ein nä
herungsweise M-förmig gestaltetes Gebilde für das Lager
stellen-Verstärkungsmodul 10. Der unterhalb der halbkreis
förmigen Lagerstützschale und zwischen den beiden integrier
ten Schraubenpfeifen befindliche Hohlraum innerhalb des
Lagerstellen-Verstärkungsmodules 10 kann durch ein vorgefertig
tes Füllstück aus Hartschaumstoff ausgefüllt werden; es
ist auch denkbar, das Lagerstellen-Verstärkungsmodul 10 in
dem Bereich dieser Hohlstelle innerhalb einer einfachen
Kapselung mit Schaummasse auszugießen. Die Lagerstellen-Ver
stärkungsmodule 10 weisen im Bereich der bereits oben er
wähnten halbkreisförmigen Ausschnitte 12 in den Oberflächen
modulen 2 und 3 entsprechende bogenförmig verlaufende Schul
tern auf, so daß die Stirnseiten der Lagerstützschale bündig
mit der Wandungsoberfläche des fertigen Gehäuseteiles 1 lie
gen. Es wäre auch denkbar, diese Schultern stärker als die
Wanddicke der Oberflächenmodule 2 und 3 auszuführen, um in
Axialrichtung der Lagerstelle 15 eine noch höhere Lagerbreite
zu bekommen.
Nachdem die geschilderten Module, nämlich die Oberflächen
module 2 und 3, die Sandwichmodule 4, 4′, 4′′ sowie die
Lagerstellen-Verstärkungsmodule 10 sowie die verschiedenen
Schraubenpfeifen-Verstärkungsmodule 11 in ausreichender
Anzahl hergestellt und - soweit sie aus faserverstärktem
Kunststoff bestehen - vorgehärtet wurden, kann das gewün
schte Gehäuseteil 1 aus diesen Modulen zusammengestellt
werden, wobei anschließend alle Module zu einem innigen
tragenden Verbund zusammengebacken werden. Zu diesem Zweck
dient die ausschnittsweise in Fig. 7 dargestellte Vor
richtung. Sie ist im wesentlichen gebildet durch eine Bo
denplatte 17, mehrere Gehäusekerne 18 sowie aus einer Deck
platte 19; ferner gehören noch eine äußere Gummihülle 20
sowie mehrere, die Gehäusekammern ausfüllende Gummisäcke
21 zu dieser Vorrichtung. Auf der Bodenplatte 17, in die -
dem Verlauf der Längs- und der Querwände und ihrer Wand
stärke entsprechend - Nuten eingearbeitet sind, werden
zunächst die unterseitigen Leisten 6 bzw. die entsprechen
den Stanzlinge eingelegt, sofern diese als vorgehärtete
Teile mit verbacken werden sollen. Alsdann werden die ein
zelnen Module, nämlich die Oberflächenmodule 2 und 3, die
Sandwichmodule 4, 4′, 4′′ sowie die entsprechenden Verstär
kungsmodule 10 und 11 eingesteckt. Durch die erwähnten
Nuten in der Bodenplatte werden die Teile zunächst schon
provisorisch in ihrer späteren gegenseitigen Lage relativ
sicher gehalten. Auf die oberen Stirnseiten der
Gehäusewandungen können dann ebenfalls die Abschlußleisten
6 bzw. die entsprechenden Stanzlinge als vorgehärtete Tei
le aufgelegt werden. Sodann werden - für jede Gehäusekam
mer zwischen den Querwänden 14 gesondert - nacheinander
die Gummisäcke 21 in die einzelnen Gehäusekammern einge
setzt, wobei der flanschartig abgewinkelte offene Rand des
Gummisackes die obere Stirnseite der angrenzenden Wände
übergreift. In jeden der Gummisäcke ist ein den Gummisack
vollständig ausfüllender Gehäusekern 18 aus Metall, vor
zugsweise aus Aluminium eingesetzt, der nach oben offen
ist. Um die Außenkontur des solcherart zusammengestellten
Gehäuseteiles 1 wird die Gummihülle 20 umgelegt, die ein
gelagerte Metallplatten zur Aussteifung enthält. Der boden
plattenseitige Rand der Gummihülle 20 ist druckdicht an
der Bodenplatte 17 fixiert; der obere Rand der Gummihülle 20
übergreift die außenliegenden Längs- bzw. Querwände des
Gehäuseteiles. Schließlich wird die Deckplatte 19 aufge
legt, die ebenfalls - der Breite und dem Verlauf der
Längs- und Querwände entsprechend - mit Nuten versehen
ist. Diese Nuten übergreifen formschlüssig den oberen Rand
der Längs- und Querwände und stabilisieren diese in ihrer
gegenseitigen Lage und Form in ähnlicher Weise, wie die
Bodenplatte 17. Im übrigen liegt die Deckplatte 19 auf
grund der Gummihülle 20 bzw. aufgrund der Gummisäcke 21
dichtend am Gehäuseteil 1 und an den Gehäusekernen 18 an.
In die Bodenplatte 17 sowie in die Deckplatte 19 und den
Gehäusekern 18 sind Zufuhrkanäle 23 für Druckluft eingear
beitet, die über Anschlüsse 22 pneumatisch mit Druck be
aufschlagbar sind. Dadurch werden die einzelnen Module mit
ihren gegenseitig sich berührenden Flachseiten innig ver
preßt. Die in die Deckplatte 19 eingearbeiteten Nuten sind
mit Entlüftungsleitungen 24 versehen, um in diesem Bereich
Lufteinschlüsse zu vermeiden. Von oben her kann die Deck
platte 19 mechanisch mittels Spannschrauben auf die Boden
platte 19 gespannt werden, so daß hier auf ein pneumati
sches Anpressen verzichtet werden kann.
Das solcherart vorbereitete, aus vorgehärteten Modulen
zusammengestellte Gehäuseteil kann nunmehr in einen Aus
härteofen gegeben werden, in dem es in einem nach Zeit
verlauf und Temperaturniveau definierten Aushärtezyklus
aushärten kann. Die Boden- und Deckplatte sowie die Ge
häusekerne bestehen aus gut wärmeleitfähigem Metall, so
daß sie die Wärme rasch an die faserverstärkten Kunststoff
module weiterleiten. Auch die Gummihülle und die Gummi
säcke sind aus entsprechend temperaturbeständigem, vor
zugsweise synthetischem Gummi hergestellt. Die Teile wer
den beispielsweise innerhalb von drei Minuten auf 170°C
aufgeheizt, unter Aufrechterhaltung des pneumatischen An
preßdruckes vier Stunden lang auf 170°C gehalten und nach
dem Aushärten und entnehmen aus dem Ofen in einer minde
stens drei Minuten andauernden Abkühlphase wieder auf an
nähernd Raumtemperatur abgekühlt. Danach kann das fertige
Gehäuseteil entnommen und weiterbearbeitet werden.
Claims (8)
1. Tragfähiges Bauteil mit quer aneinander stoßenden Wan
dungspartien aus faserverstärktem, durch in der Intensität
und/oder in der Dauer dosierbare Außeneinwirkung, insbe
sondere durch Wärmeeinwirkung auf unterschiedliche Voll
ständigkeitsgrade aushärtbaren Kunststoff (Duroplaste)
oder aus faserverstärktem durch Wärmeeinwirkung reversibel
erweichbaren Kunststoff (Thermoplaste), welches Bauteil
aus vorfertigbaren Modulen aus kunststoffgetränkten Fa
serbahnen in unterschiedlichen, geometrisch einfachen,
standardisierbaren Formen in der Weise zusammengesetzt
ist, daß sich die Module gegenseitig großflächig berühren,
welche Module in dieser gegenseitigen Lage gemeinsam zu
einem tragfähigen, das Bauteil bildenden Verbund verpreßt
und ausgehärtet (Duroplaste) bzw. verschweißt (Thermo
plaste) sind,
gekennzeichnet durch die Anwendung folgen
der Merkmale:
- a) das Bauteil ist als beidseitig offenes Kurbelgehäuse unterteil (1) einer Hubkolbenmaschine ausgebildet;
- b) die Module (2, 3, 4, 4′, 4′′) sind in Form von mehrlagig gewickelten, im Querschnitt wenigstens an nähernd rechteckigen, in Wickelrichtung geschlossenen und quer dazu beidseitig offenen Profilen ausgebildet;
- c) eines der Module - äußeres Oberflächenmodul (2) - ent spricht seiner Form nach der Kontur der äußeren Ober fläche des Kurbelgehäuseunterteiles (1);
- d) ein anderes der Module oder mehrere andere der Module - innere(s) Oberflächenmodul(e) (3) - entspricht bzw. entsprechen der Form nach jeweils der Kontur der in neren Oberfläche des Kurbelgehäuseunterteiles (1) bzw. der inneren Oberfläche von einzelnen Kammern innerhalb des Kurbelgehäuseunterteiles (1);
- e) weitere Module - Sandwichmodule (4, 4′, 4′′) - ent sprechen hinsichtlich der kürzeren Abmessung des ihnen zugehörigen Rechteckprofiles der jeweils gewünschten Wandstärke des Gehäuseteiles (1) abzüglich der ge meinsamen Wandstärke des inneren (3) und des äußeren Oberflächenmoduls (2) und hinsichtlich Länge und Breite des Rechteckprofiles den entsprechenden Maßen einzelner geradlinig durchgehender Wandungspartien des Gehäuseteiles (1);
- f) weitere aus Metall bestehende Verstärkungsmodule (10, 11) sind als Verstärkungseinlagen im Bereich von Schraubendurchgangslöchern (16), Schraubenaugen oder Lagerstellen (15) in die Wandung (13, 14) des Kurbel gehäuseunterteiles (1) integriert,
- g) wobei die für Schraubendurchgangslöcher (16) bestimmten Verstärkungsmodule (11) als Schraubenpfeifen mit rechteckiger, prismatischer Außenkontur ausgebildet sind und
- h) wobei die für Lagerstellen (15) vorgesehenen Verstär kungsmodule (10) im wesentlichen girlandenförmig aus gebildet sind und
- i) wobei die äußere (2) und inneren Oberflächenmodule (3) im Bereich der Verstärkungsmodule (10) für Lager stellen (15) halbkreisförmig ausgeschnitten (Aus schnitt 12) sind.
2. Bauteil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Module (2, 3, 4, 4′, 4′′) prismatische Form auf
weisen.
3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sandwichmodule (4, 4′, 4′′) mit Hartschaum oder
Metallwaben als verlorenem Wickelkern (5, 5′, 5′′) gefüllt
sind.
4. Bauteil nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf die freien Stirnkanten der Gehäusewandung Leisten
(6) oder Stanzlinge aus faserverstärkten Kunststoffplatten
aufgeklebt oder in vorgehärtetem Zustand unmittelbar auf
gebacken (Duroplaste) oder aufgeschweißt (Thermoplaste)
sind.
5. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß weitere in Form von Versteifungsrippen (7) oder als
Formanpassungsteile (9, 9′) im Bereich von Gehäusean
schlußstellen ausgebildete Module an den Wandungen (13,
14) des Gehäuseteiles (1) angeklebt oder in vorgehärtetem
Zustand unmittelbar aufgebacken (Duroplaste) oder aufge
schweißt (Thermoplaste) sind.
6. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuseteil (1) insgesamt zur offenen Seite
hin bezüglich der Wandungsoberfläche hinterschneidungsfrei
ausgebildet ist.
7. Bauteil nach Anspruch 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sandwichmodule (4, 4′, 4′′) im Bereich von Ver
stärkungsmodulen (10, 11) unterbrochen sind.
8. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die als Schraubenpfeifen ausgebildeten Verstärkungs
module (11) in die Sandwichmodule (4, 4′, 4′′) integriert sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893910529 DE3910529A1 (de) | 1989-04-01 | 1989-04-01 | Gehaeuseartiges bauteil aus faserverstaerktem kunststoff |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893910529 DE3910529A1 (de) | 1989-04-01 | 1989-04-01 | Gehaeuseartiges bauteil aus faserverstaerktem kunststoff |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3910529A1 DE3910529A1 (de) | 1990-04-05 |
DE3910529C2 true DE3910529C2 (de) | 1991-08-22 |
Family
ID=6377586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893910529 Granted DE3910529A1 (de) | 1989-04-01 | 1989-04-01 | Gehaeuseartiges bauteil aus faserverstaerktem kunststoff |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3910529A1 (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4141986A1 (de) * | 1991-12-19 | 1993-06-24 | Schaeffler Waelzlager Kg | Schaltarretierung |
DE19640719C1 (de) * | 1996-10-02 | 1997-10-16 | Iav Motor Gmbh | Lagerbett für die Kurbelwellenlagerung von Verbrennungsmotoren |
DE102005022740A1 (de) * | 2005-05-18 | 2006-12-14 | Fev Motorentechnik Gmbh | Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine |
DE102005022741A1 (de) * | 2005-05-18 | 2006-11-23 | Fev Motorentechnik Gmbh | Zylinderkurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine |
DE102011012660A1 (de) * | 2011-02-28 | 2012-08-30 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Gehäuse |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD88436A (de) * | ||||
DE2334645C3 (de) * | 1973-07-07 | 1983-04-07 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München | Verfahren zur Herstellung eines Trägers aus Faserverbundprofil |
DE2622163C3 (de) * | 1976-05-19 | 1983-05-26 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Profilträger aus faserverstärktem Werkstoff |
DE3418110C2 (de) * | 1984-05-16 | 1986-04-03 | Dornier Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Verfahren zur Herstellung von ausgesteiften, tragenden Strukturen aus faserverstärktem härtbaren Kunststoff |
-
1989
- 1989-04-01 DE DE19893910529 patent/DE3910529A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3910529A1 (de) | 1990-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69610666T2 (de) | Faserverstärktes Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE69422776T2 (de) | Verfahren zum Herstellen einer unitären faserverstärkten Verbundplattenanordnung | |
DE3806594C2 (de) | Abnehmbarer oder schwenkbarer Bauteil zum Verkleiden von Öffnungen im Rumpf eines Flugzeuges sowie Verfahren zur Herstellung des Bauteiles und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2622163B2 (de) | Profilträger aus faserverstärktem Werkstoff | |
EP0154877B1 (de) | Leichtbaukonstruktionen hoher Festigkeit und Formsteifigkeit | |
DE102012109231B4 (de) | Integrale Verstärkungselemente | |
DE2721651C3 (de) | Tragflügelhauptanschluß für Luft- und Raumfahrzeuge | |
EP3165430B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer knotenstruktur mit wenigstens zwei profilbauteilen, sowie knotenstruktur und karosserie | |
DE102014222933A1 (de) | Faserverbundwerkstoffbauteil sowie Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffbauteils | |
DE102008046991A1 (de) | Lasttragendes dickwandiges Faserverbundstrukturbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE102015206713A1 (de) | Bausatz und Verfahren für einen Gehäuseaufbau eines Monuments für eine Fahrzeugkabine | |
DE102011113200B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofilknotens aus einem Faser-Kunststoff-Verbund für die Verbindung von Hohlprofilbauteilen eines Rahmenelements | |
DE2032283A1 (de) | Groß Tragwerk, insbesondere Haupt bauteil eines Flugzeugs | |
DE102011004984A1 (de) | Bauteil für Schienenfahrzeuge | |
DE3910529C2 (de) | ||
DE102011121639B4 (de) | Rotationssymmetrisches Strukturelement in Gitterkonstruktion und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE102013022247B4 (de) | Fahrzeug-Karosserieelement | |
DE10253300A1 (de) | Faserverstärkter Verbundkunststoff zur Herstellung von Strukturbauteilen, Strukturbauteile aus einem derartigen Verbundkunststoff sowie Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Strukturbauteilen | |
DE60008841T2 (de) | Verbundverbindung zur Montage mindestens eines Aussenelementes auf einer Sandwichplatte | |
DE102008029518A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen und Faserverbundbauteile | |
DE10059801A1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Faserverbundstruktur | |
DE102011116300A1 (de) | Faserverbundwerkstoff-Bauteil mit metallischem Anschlussstück und damit gefertigtes Verbundbauteil | |
DE2854219A1 (de) | Faserverstaerkter kunststoff-bauteil und verfahren zu seiner herstellung | |
DE102004013146B4 (de) | Verfahren zur Verstärkung von Kernstrukturen zur Bildung von beidseitig mit Deckschichten versehenen Kernverbunden | |
DE102019206217A1 (de) | Fahrwerklenker |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licenses declared (paragraph 23) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |