DE4013313A1 - Verfahren zur herstellung von schutzringen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schutzringen, die aus mehreren Faser-Netzwerklaminaten be­ stehen, wobei die Netzwerklaminate mindestens an den Ring­ enden mittels eines Matrixmaterials miteinander und mit einem Träger verbunden sind und einen Verstärkungsring ent­ halten, und wobei die aus den Netzwerklaminaten bestehende Packung von mindestens einer weiteren Faserlage umgeben ist.

Schutzringe dieser Art werden zur Energieaufnahme in der Art eines Panzerschutzes, insbesondere für die Luftfahrt ver­ wendet. Mit derartigen sogenannten Containmentringen werden beispielsweise Triebwerke ausgerüstet, um im Falle einer Zerstörung oder eines Bruches im Triebwerk die mit hoher Energie abschleudernden Splitter aufzufangen. Dazu wird eine Netzwerkpackung verwendet, deren Enden fest verankert sind, derart, daß beim Auftreffen von Triebwerkbauteilen mit hoher kinetischer Energie die Fasern durch Dehnung die Energie aufnehmen, ohne aus den Verankerungen gerissen zu werden.

Schutzringe dieser Art werden bekanntlich durch Aufbringen der Faser-Netzwerklaminate im trockenen Zustand auf einen zylindrischen oder leicht konischen Träger hergestellt. Anschließend werden die beiden Enden mit einem Matrix­ material zur Verankerung derselben getränkt. Auf die Enden der Laminatpackung wird schließlich jeweils ein Faserring aufgewickelt, die mit unidirektionalen, längs der Mantel­ linien des Schutzringes gerichteten Fasern miteinander verbunden werden, damit die Ringe im Falle eines Splitter­ stoßes sich nicht von der Laminatpackung lösen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die Herstellung von Schutzringen der eingangs genannten Art vereinfacht werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch das Abschrägen der kompakten Faser-Matrix-End­ bereiche des Ringes sind Umlenkkanten geschaffen, mit deren Hilfe in einem Arbeitsgang sowohl die unidirektionalen Faserlagen als auch die Verstärkungsringe hergestellt wer­ den. Dieses Verfahren führt gleichzeitig zu einem weiteren wichtigen Vorteil, nämlich, daß die Verstärkungsringe und die unidirektionalen Fasern aus einer Endlosfaser gebildet und damit innig miteinander verbunden sind. Je nach Anwen­ dung werden die unidirektionalen Fasern über ihre gesamte Länge oder vorzugsweise nur in den Abschnitten mit einem Matrixmaterial getränkt, die im Bereich der Ringenden geführt werden. Das Matrixmaterial kann die Faser bzw. Faserabschnitte vollständig oder teilweise durchtränken.

Bei Bedarf können zusätzlich Umfangslagen um die abgeschräg­ ten Enden gewickelt werden, um die Stützfunktion des Verstärkungsringes zu verstärken.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt die Hälfte eines Querschnittes durch einen Schutzring bzw. Containmentring. Auf einem konischen oder zylindrischen Träger 11 aus Kunststoff oder Metall sind zur Bildung des Schutzringes eine Vielzahl von Netz­ werklaminaten aus Aramid-, Kohlenstoff-, Glas- und ähnlichen Fasern aufgebracht. Diese Laminate sind nicht mit Harz oder dergleichen imprägniert. Es werden lediglich die Enden 12, 13 der Laminatpackung 10′ mit einem Matrixmaterial durchsetzt, das anschließend ausgehärtet wird. Die Enden 12, 13 der Laminatpackung 10′ bilden dadurch kompakte Bereiche, die außerdem mit dem Träger 11 verklebt sind.

Anschließend werden die beiden Enden 12, 13 zur Bildung von Umlenkkanten 14 bzw. 15 durch mechanische Bearbeitung abgeschrägt, um schließlich in einem Wickelprozeß, ohne die Faser zwischendurch ablängen zu müssen, die unidirektionalen Faserlagen 16 aufzubringen. An den Kanten 14 und 15 wird die Faser 16 jeweils umgelenkt und mindestens nur an dieser Stelle mit einem Matrixmaterial durchtränkt, so daß sich hier eine einen gewünschten Stützring 17 bildende Verdickung und Versteifung ergibt. Hierbei werden die Stützringe 17 einerseits durch die unidirektionalen Fasern 16 gegen seit­ liches Abrutschen sicher gehalten und andererseits werden die unidirektionalen Fasern 16 unter der erforderlichen Spannung gehalten, um im Ernstfall das darunterliegende Netzwerk 10′ entsprechend abstützen zu können.

Es ist selbstverständlich möglich, die Verdickungen an den Umlenkkanten 14 und 15, - wenn nötig - durch zusätzliche Umfangslagen zu ergänzen. Diese Umfangslagen können eben­ falls mit der die unidirektionalen Lagen bildende endlose Faser im selben Arbeitsgang gewickelt werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von Schutzringen, die aus mehreren Faser-Netzwerklaminaten (Laminatpackung) bestehen, wobei die Laminatpackung mindestens an den Ringenden mittels eines Matrixmaterials miteinander und mit einem Träger verbunden, mit einem Verstärkungsring versehen sowie von mindestens einer weiteren Faserlage umgeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ring­ enden (12, 13) der Laminatpackung (10′) abgeschrägt werden (14, 15) und daß auf die Laminatpackung in einem Arbeitsgang längs der Mantellinien gerichtete Fasern (16) gewickelt werden, die an den schrägen Ringenden (14, 15) unter Bildung von Verstärkungsringen (17) umgelenkt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die längsgerichteten Fasern (16) nur im Bereich der Ringenden (14, 15) mit einem Matrixmaterial ganz oder teilweise durchtränkt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den schrägen Ringenden (14, 15) zusätzlich Fasern (16) in Umfangsrichtung gewickelt werden, die ebenfalls ganz oder teilweise mit einem Matrixmaterial durchtränkt werden.