DE69616182T2

DE69616182T2 - Container aus Faserverstärktem Kunststoff

Info

Publication number: DE69616182T2
Application number: DE69616182T
Authority: DE
Inventors: Masashi Matsuura; Hiroshi Ohnishi; Nobuhiko Shimizu; Masayoshi Yamagiwa
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1996-01-11
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2016-01-12
Also published as: NO960323L; KR100373777B1; NO311420B1; NO960323D0; US6161714A; CN1065500C; CN1140687A; SG50400A1; KR970006131A; EP0753470A1; EP0753470B1; DE69616182D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter bzw. Container für Flugzeuge (einen Luftfrachtcontainer), Schiffe, Frachtzüge usw.
Von den verschiedenen Transportmitteln ist bei Flugzeugen der Bruttofaktor besonders hoch, und da auch eine geringe Gewichtsreduktion sehr starke Wirkung zeigt, hat man damit begonnen, in vielen Bereichen des Flugzeugs FRP ("fiber reinforced plastics"; faserverstärkte Kunststoffe, FK) zu verwenden.
Container für Flugzeuge sind unverzichtbar, um Ladungen und das Gepäck der Passagiere zu befördern. Ein Flugzeug ist, insbesondere bei internationalen Flügen, mit Dutzenden von Containern beladen, und ein Frachtflugzeug ist mit mehr als 100 Containern beladen. Daher ist es wirtschaftlich sehr wirkungsvoll, das Gewicht der Container zu verringern. Ein zur Zeit verwendeter Standard-Container mit einer Breite von etwa 2 m, eine Tiefe von etwa 1,5 m und eine Höhe von etwa 1,6 m wiegt etwa 90 kg. Es wird angenommen, dass, wenn das Gewicht des Flugzeugs für einen internationalen Flug um 1 kg verringert werden kann, die Betriebskosten um 10.000 Yen pro Jahr gesenkt werden können. Dennoch ist das Gewicht von Containern in den letzten mehr als 20 Jahren kaum verringert worden.
Die heute verwendeten Container bestehen aus Aluminiumlegierung. Sie werden beim Ein- oder Ausladen in ein bzw. aus einem Flugzeug stark beansprucht, und es gibt insofern viele Probleme, als die Container und/oder die darin enthaltenen Ladungen beschädigt werden können (beispielsweise können die Behälter von den Gabeln eines Gabelstaplers durchstochen werden) und häufig repariert werden müssen. Weiters hat in den letzten Jahren aufgrund der Zunahme an Produkten, die direkt von den Produktionsorten zu den Konsumenten transportiert werden, der Bedarf an wärmeisoliertem Transport zugenommen. Da jedoch Aluminiumlegierung hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, muss das wärmeisolierende Material in großer Menge verwendet werden, um die Wärmeisolierungsfähigkeit zu erhöhen, und ein weiteres Problem besteht darin, dass es ander Außenfläche zu Taukondensation kommt.
Andererseits haben die meisten der heute verwendeten Container die Struktur einer Kiste, die durch Annieten oder Anschweißen von Platten aus Aluminiumlegierung auf einem Rahmen aus Aluminiumlegierung gemeinsam mit Verstärkungsmaterialien, wie z.B. Zwickeln, zusammengebaut wird. Der oben angesprochene Standard-Behälter wird durch Zusammenbau von mehr als 50 Teilen hergestellt, und mehr als 500 Nieten werden verwendet, um sie zusammenzubauen. Derartige Container sind schwer, und ihre Herstellung und ihr Zusammenbau erfordert viel Zeit und verursacht hohe Kosten.
Die JP-A-07-257683 offenbart einen Container, dessen Seitenwände und Dach aus FRP bestehen, wobei der Container leichter ist und eine höhere Festigkeit aufweist als die weit verbreitet verwendeten Container aus Aluminiumlegierung. Es wird jedoch nur auf die Beziehung zwischen der Dicke und der maximalen spezifischen Durchgangsladung Bezug genommen und weder die tatsächliche Dicke noch der Fasergehalt der FRP offenbart.
Ein ähnlicher Container wird auch in der GB-A-2.195.613 offenbart. Bei diesem Container sind zwei benachbarte Wandelemente gemeinsam durch ein Wand-definierendes Element gebildet, bei dem es sich um eine Platte aus einstückig ausgebildetem FRP-Endlosbahnmaterial handelt.
Der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert auf diesem Stand der Technik.
Weiters muss bei den zur Zeit verwendeten Containern ein Rahmen mit hohem Widerstandsmoment verwendet werden, um ihre Festigkeit und Steifigkeit insgesamt zu gewährleisten, und das ist ebenfalls einer der Faktoren, die eine Gewichtsreduktion der Behälter verhindern.
Als ein Verfahren zur Lösung der Probleme, die mit Flugzeug-Containern verbunden sind, wie oben erörtert, schlägt beispielsweise die JP-A-94-048480 einen Flugzeug-Container vor, der in Sandwichanordnung Platten mit FRP als Außenhaut und einem Schaum als Kern umfasst, die mit Verbindungsflanschen um sie herum versehen sind, so dass jeweilige benachbarte Platten in Sandwichanordnung durch die Flansche miteinander verbunden werden können, um eine Kistenstruktur zu bilden. Da bei diesem Container FRP verwendet werden, ohne dass ein großer Rahmen erforderlich ist, weist er ein geringeres Gewicht auf als herkömmliche Container aus Aluminiumlegierung, aber da kein Rahmen verwendet wird, müssen die Platten in Sandwichanordnung dick sein, und die beabsichtigte Wirkung wird abgeschwächt. Weiters sind die Herstellung und der Zusammenbau aufgrund der Verbindungsstruktur zeitaufwendig und kostspielig.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Lösung für die obengenannten Probleme mit herkömmlichen Containern zu bieten und einen Container bereitzustellen, der nicht nur geringeres Gewicht und höhere Festigkeit, sondern auch hervorragende Wärmeisolierfähigkeit aufweist.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen Behälter bereitzustellen, der dadurch, dass die obigen Probleme gelöst werden, insbesondere für Flugzeuge ideal ist, weil er ein geringeres Gewicht aufweist, ausreichende Festigkeit und Steifigkeit als Behälter aufweist und mit wesentlich weniger Zeit- und Kostenaufwand hergestellt und zusammengebaut werden kann.
Ein Behälter gemäß vorliegender Erfindung kann nicht nur für Flugzeuge, sondern auch für Schiffe, Frachtzüge usw. verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Behälter bereit, der zumindest Wand-definierende Elemente umfasst, die gemeinsam als Wandelemente des Behälters zumindest Seitenwände, ein Dach und eine Basis und gegebenenfalls eine Tür bilden, wobei zumindest alle Seitenwand-definierenden Elemente eine Platte aus FRP-Bahnmaterial umfassen, wobei das Bahnmaterial eine Dicke t (mm), die durch 0,3 ≤ t ≤ 1,5 gegeben ist, und einen Fasergehalt Vf (%) aufweist, der durch 25 ≤ Vf ≤ 65 gegeben ist. Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst der Behälter zusätzlich einen Rahmen, der zumindest zwei Wand-definierende Elemente miteinander verbindet.
Jedes Wand-definierende Element kann eine Platte sein, die zumindest zwei FRP-Bahnen umfasst, die voneinander so beabstandet sind, dass ein Zwischenraum dazwischen gebildet wird, wobei der Zwischenraum leer oder mit wärmeisolierendem Material gepackt sein oder ein Trockenmittel enthalten kann.
Bei einem Behälter, der eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, werden zumindest zwei benachbarte Wandelemente (oder jeweilige benachbarte Abschnitte davon) des Behälters gemeinsam durch ein Wand-definierendes Element gebildet, das eine FRP-Platte ist, deren Bahnmaterial ein einstückig ausgebildetes FRP-Endlosbahnmaterial ist.
Die zwei benachbarten Wandelemente können beides Seitenwände oder eine Seitenwand und das Dach oder eine Seitenwand und die Basis sein. Weiters können auch drei oder mehr benachbarte Wandelemente gemeinsam aus einer einstückig ausgebildeten FRP-Endlosbahn gebildet werden, beispielsweise zwei oder mehr benachbarte Seitenwände, oder zwei oder mehr benachbarte Seitenwände und das Dach und/oder die Basis können gemeinsam aus einer einstückig ausgebildeten FRP-Endlosbahn gebildet werden. Darüber hinaus können eine oder mehrere Seitenwände und das Dach und die Basis gemeinsam aus einer einstückig ausgebildeten FRP-Endlosbahn gebildet sein.
Die Arten der Verstärkungsfasern des FRP, der die Seitenwände bildet, können Glasfasern oder Polyaramidfasern sein, aber es werden Kohlefasern, die eine bessere spezifische Festigkeit und ein hohes spezifisches Widerstandsmoment aufweisen, oder ein Kohlefasergewebe bevorzugt. Insbesondere wenn ein Kohlefasergewebe mit einer Zugfestigkeit σf von 450 kp/mm² oder mehr und einer Bruchdehnung δ von 1,7% oder mehr verwendet wird, kann die Beständigkeit des FRP gegen Durchstoßen besser sein als jene der bei einem herkömmlichen Behälter verwendeten Platte aus Aluminiumlegierung.
Die Verstärkungsfasern können unidirektional sein, aber wie oben erwähnt, wird ein Gewebe empfohlen. Das Gewebe ist als Leinenbindung, Satinbindung oder Mehrfachwebung usw. verfügbar, wie allgemein bekannt ist, aber Leinenbindung ist vorzuziehen, weil sie aufgrund der Kett- und Schussfäden eine starke Haltekraft aufweist und die Beständigkeit der Seitenwände gegen Durchstoßen erhöhen kann.
Das Matrixharz des FRP kann jedes herkömmliche wärmehärtende Harz sein, wie z.B. Epoxyharz, ungesättigtes Polyesterharz, Vinylesterharz und Phenolharz, oder ein thermoplastisches Harz, wie z.B. Nylonharz und Acrylnitril-Butadien-Styrol- (ABS-) Harz, aber in Hinblick darauf, dass es möglicherweise zu einem Brand kommen kann, werden flammenfestes Phenolharz, flammenfestes Epoxyharz oder flammenfestes ungesättigtes Polyesterharz bevorzugt.
Die Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes haben festgestellt, dass es unmöglich ist, ausreichende Leichtigkeit und Festigkeit zu erzielen, wenn die Dicke oder der Fasergehalt des FRP-Bahnmaterials der Platte nicht geeignet ist. Die Dicke des Bahnmaterials liegt im Bereich von 0,3 bis 1,5 mm (Grenzen eingeschlossen). Wenn die Dicke des Bahnmaterials unter 0,3 mm liegt, wird die Festigkeit der FRP-Platte niedriger als jene der Aluminiumplatte, und sie wird von den Gabeln von Gabelstaplern oft durchstoßen. Wenn die Dicke größer als 1,5 mm ist, wird ihr Gewicht gleich groß wie oder größer als jenes der Seitenwände oder des Dachs aus Aluminiumlegierung. Andererseits beträgt der Fasergehalt des FRP 25 bis 65%, vorzugsweise 30 bis 65%. Wenn Vf unter 25% liegt, muss die Dicke groß sein, um eine vorbestimmte Festigkeit zu erzielen, und demgemäß kann der Behälter nicht leicht sein. Was FRP mit hohem Fasergehalt betrifft, kann zwar hohe Festigkeit erwartet werden, aber das gleichmäßige Tränken mit Matrixharz während der Herstellung ist schwierig oder so gut wie unmöglich.
Die Seitenwände können leicht nach einem beliebigen herkömmlichen FRP-Formverfahren hergestellt werden, wie z.B. Vakuumdruckverfahren kreuzweise laminierter unidirektionaler Prepregs oder laminierter Prepreg-Gewebe, RTM-Formung oder Handlamination, beispielsweise mit einem Vorformling aus Verstärkungsfasern.
Das Dach und die Basis können ebenfalls auf die gleiche Weise hergestellt werden wie die Seitenwände. Das Dach kann jedoch auch ein Platte aus einem Kunstharz, wie z.B. Polyamidharz, Polypropylenharz, Polyethylenharz, Polyvinylchloridharz, Acrylharz oder Polycarbonatharz, sein, weil die Gefahr der Beschädigung geringer ist als bei den Seitenwänden. Die Basis besteht vorzugsweise aus Aluminiumlegierung, da sie mit Transportanlagen, wie z.B. Rollenförderern, in Kontakt kommt.
Eine einstückig ausgebildete FRP-Endlosbahn, die zwei oder mehr benachbarte Wandelemente bildet, kann durch Vakuumdruckverfahren von unidirektionalen Prepregs oder in einer Form laminierten Prepreg-Geweben oder durch Formen eines Vorformlings usw. aus Verstärkungsfasern durch RTM-Verfahren oder Handlamination oder Pultrusionsverfahren oder unter Einsatz des in der US-A-4.902.215 beschriebenen Verfahrens oder nach einem anderen allgemeinen FRP-Formverfahren erhalten werden.
Teile des Behälters, die aus anderen Materialien als FRP konstruiert sind, wie z.B. alle Platten, die ein Wandelement oder einen Abschnitt davon bilden können, oder alle Rahmen und Türen, die vorhanden sein können, können aus jedem herkömmlichen Metallmaterial, wie z.B. Aluminiumlegierung oder Stahl, oder jedem beliebigen anderen Material bestehen. Es ist jedoch vorzuziehen, als Metallmaterial ein Material zu verwenden, das hervorragende spezifische Festigkeit und ein hervorragendes spezifisches Moment aufweist, wie z.B. Aluminiumlegierung.
FRP-Platten, die Wandelemente, wie z.B. Seitenwände, Dach und Basis, bilden, sowie jede einstückig ausgebildete FRP-Endlosbahn kann unter Verwendung von Nieten oder eines Klebers direkt mit den anderen Teilen verbunden werden, oder unter Einsatz von Nieten, Schweißen oder eines Klebers gegebenenfalls über ein Verstärkungselement, wie z.B. einen Zwickel oder Rahmen.
Wenn Nieten oder Bolzen verwendet werden, kann, wenn ein Behälter beispielsweise von einer Gabel eines Gabelstaplers getroffen wird, die Wand sowohl in den Bereichen, wo die Wand getroffen worden ist, als auch in anderen Bereichen um die Löcher für Nieten oder Bolzen herum durchbrochen werden, was darauf zurückzuführen ist, dass die Beständigkeit gegen Durchstoßen von FRP höher als jene bei Aluminiumplatten ist. In einem solchen Fall kann der Behälter nicht repariert werden, ohne dass zumindest eine Wand ersetzt wird, und daher ist dies kostspielig. Andererseits hat, wenn der Behälter aus einer Platte aus Aluminiumlegierung besteht, das Brechen lediglich solcherart erfolgen, dass ein Loch gebildet wird, und der Behälter kann auf wirtschaftliche Weise durch Ausbessern repariert werden.
Um dieses mit einem FRP-Behälter verbundene Problem zu lösen, ist es nützlich, um die Löcher herum Nieten- oder Bolzenabschnitte bereitzustellen, die dicker als andere Abschnitte sind. Beispielsweise ist es vorzuziehen, zusätzlich Prepregs um die Löcher herum aufzulaminieren und unter Einsatz von Vakuumdruckverfahren zu formen. Alternativ dazu sollte für den Fall, dass Harzpresspritzformen oder Handlaminieren eingesetzt wird, zusätzlich eine gewünschte Menge an Verstärkungsfasern um die Abschnitte herum auflaminiert werden, in denen Löcher auszubilden sind.
Um die Festigkeit und Steifigkeit des gesamten Behälters zu verbessern, kann die einstückig ausgebildete FRP-Endlosbahn auch eine FRP-Sandwich-Platte sein, wobei die FRP- Platten die Außenhaut bilden. In diesem Fall kann der Kern der FRP-Sandwich-Platte ein Schaum aus einem thermoplastischen Harz, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol oder ABS sein, oder ein Schaum aus einem härtbaren Harz, wie z.B. Phenol-, Epoxy-, Silikon- oder Polyurethanharz, oder eine Wabe aus Aluminium oder m-Aramidharz.
Um einen Behälter mit hoher Festigkeit, hoher Steifigkeit und geringerem Gewicht zu erhalten, können die Seitenwände, Dach und/oder Basis aus dem FRP teilweise mit Strukturrippen verstärkt sein, die Strukturrippen in Sandwichanordnung oder hohle Strukturrippen mit dem FRP als Außenhaut sein können.
Beispielsweise können die Rippen durch ein Bahnmaterial, vorzugsweise FRP, definiert werden, das ein solches Profil aufweist, dass es einen länglichen mittleren Bereich aufweist, der zwischen länglichen, seitlich angeordneten, planaren Flanschen angeordnet ist, die gegen einen jeweiligen Wandabschnitt der Innenfläche des Behälters anliegen und daran befestigt sind, wobei das Bahnmaterial einer Rippe ein solches Profil aufweist, dass ihr mittlerer Bereich von der Innenfläche des Behälters so beabstandet ist, dass ein Rippenhohlraum definiert wird, der entweder hohl sein oder ein Kernmaterial enthalten kann.
Weiters kann eine solche Strukturrippe in Sandwichanordnung oder hohle Strukturrippe an Innenecken zwischen den Seitenwänden oder zwischen einer Seitenwand und dem Dach oder zwischen einer Seitenwand und der Basis aus einer einstückig ausgebildeten FRP-Endlosbahn vorgesehen sein. In diesem Fall können, da die Strukturrippe in Sandwichanordnung oder die hohle Strukturrippe die auf den gesamten Behälter ausgeübte Belastung gemeinsam aufnehmen, wie das beim Rahmen eines herkömmlichen Flugzeug-Containers der Fall ist, die Seitenwände, das Dach und/oder die Basis aus dem FRP dünner sein und sind es vorzugsweise auch, um einen Behälter mit hoher Festigkeit, hoher Steifigkeit und geringerem Gewicht bereitzustellen.
Die Strukturrippe in Sandwichanordnung und die hohle Strukturrippe können mit der FRP-Platte als Außenhaut und einem Bahnmaterial der Rippe als Innenhaut im Inneren des Behälters zusammengebaut sein, wobei Umfangsflansche des Bahnmaterials der Rippe an der Innenfläche der FRP-Platte befestigt sind, um den Kern der Rippe seitlich zwischen den Umfangsflanschen und in Sandwichanordnung zwischen der Innen- und der Außenhaut innerhalb des Behälters zu halten. Die Rippe kann durch Kleber am FRP befestigt sein, der zumindest zwischen den Flanschen der Innenhaut und der Außenhaut aufgetragen ist, die vom FRP gebildet werden. Wenn sie jedoch während des Formens des FRP gemeinsam ausgebildet sind, kann die Zeit für Nachbearbeitung und Zusammenbau eingespart werden. In diesem Fall wird die Innenhaut, die sich auf der Seite des Kerns gegenüber dem FRP befindet, im Vorhinein geformt.
Der Kern der Strukturrippe in Sandwichanordnung kann ein Schaum aus einem thermoplastischen Harz, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol oder ASS, sein, oder ein Schaum aus einem wärmehärtenden Harz, wie z.B. Phenol-, Epoxy-, Silikon- oder Polyurethanharz, oder eine Wabe aus Aluminium oder m-Aramidharz. Für die Innenhaut kann jedes beliebige Material verwendet werden, aber in Hinblick auf die Haftung und den linearen Dehnungskoeffizienten wird vorzugsweise ein Material verwendet, das der als Außenhaut verwendeten einstückig ausgebildeten FRP-Endlosbahn ähnlich ist.
Die Verstärkungsfasern im FRP können jede beliebige Form aufweisen, aber vorzugsweise sind sie zumindest über ein Paar benachbarter Seiten kontinuierlich. Da die Verwendung kontinuierlicher Verstärkungsfasern die Festigkeit und Steifigkeit des gesamten Behälters sicherstellen kann, kann der Behälter unter Verwendung dünnerer Platten hergestellt werden, wodurch das Gewicht stark verringert wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachstehend im Detail unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen und ein veranschaulichendes Beispiel beschrieben. In den Zeichnungen:
ist Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Behälter zur Lagerung in einem Flugzug zeigt, der eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt (NB: der Übersichtlichkeit halber sind Elemente des Rahmens, die sich hinter verdeckten Wänden des Behälters befinden, nicht dargestellt);
ist Fig. 2 eine Querschnittsansicht, die einen Verbindungsabschnitt in einem Behälter aus Fig. 1 zeigt, der eine erste alternative FRP-Plattenkonstruktion aufweist;
ist Fig. 3 eine Querschnittsansicht, die einen Verbindungsabschnitt in einem Behälter aus Fig. 1 zeigt, der eine zweite alternative FRP-Plattenkonstruktion aufweist;
ist Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Behälter zur Lagerung in einem Flugzeug zeigt, der eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
ist Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie X-X aus Fig. 4; und
ist Fig. 6 eine Schnittansicht, die ein Beispiel für eine Strukturrippe in Sandwichanordnung zeigt, die in einem Behälter vorhanden sein kann, der eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Der in Fig. 1 gezeigte Behälter weist Seitenwände 2 und ein Dach 6, die jeweils aus FRP bestehen, sowie eine Basis 7 aus Aluminiumlegierung auf, die in einen Rahmen 1 aus Aluminiumlegierung eingesetzt sind. Alle Seitenwände 2, das Dach 6 und die Basis 7 können auf die in Fig. 2 gezeigte Weise in den Rahmen 1 eingesetzt sein, wo die Seitenwände eingesetzt sind. So sind die Seitenwände 2 in jeweilige Nuten eingepasst, die im Rahmen 1 ausgebildet sind, und darin mit einem Kleber 3, der auf Randabschnitte der Flächen der einzusetzenden Seitenwände 2 aufgetragen ist, und mit Nieten 4 fixiert. Wenn die Seitenwände 2 von den beiden voneinander beabstandeten FRP-Bahnen gebildet werden, können sie eingebaut werden, wie in Fig. 3 gezeigt. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel ist zwischen den beiden FRP-Bahnen von Seitenwand 2 ein Zwischenraum ausgebildet, der ein Trockenmittel 5 enthält. Der Zwischenraum fungiert als wärmeisolierende Schicht und kann auch mit einem leichtgewichtigen, vorzugsweise flammenhemmenden wärmeisolierenden Material, wie z.B. Glaswolle oder Kunstharzschaum, gepackt sein.
Der in Fig. 4 gezeigte Behälter weist eine einstückig ausgebildete FRP-Endlosbahn 11 auf, die einen Seitenwandabschnitt 11a als eine von vier Seitenwänden und einen Dachabschnitt 11b bildet. Der Behälter umfasst zusätzlich ein Türeinbaurahmen-Element 12 aus Aluminiumlegierung, eine Basis 13 aus Aluminiumlegierung, ein Bodenrahmenelement 14 aus Aluminiumlegierung und eine Tür 15. Das Türeinbaurahmen- Element 1 2 ist an den FRP 11 angenietet und mit Mitteln zum Öffnen, Schließen und Abschließen der Tür versehen. Die Tür 15 weist eine Türplatte 15b aus FRP auf, die an ein Türrahmenelement 15a aus Aluminiumlegierung angenietet ist, und ist mit Mitteln zum Öffnen, Schließen und Abschließen der Tür versehen. Der FRP 11 und die Basis 13 sind durch Aneinandernieten über das Bodenrahmenelement 14 verbunden, und die Tür 15 ist durch das Türrahmenelement 15a und das Türeinbaurahmen-Element 12 ebenfalls an den FRP 11 angenietet.
Fig. 5 ist eine schematische Vertikalschnittsansicht, die eine Ecke zwischen dem Dach und einer Seitenwand eines Behälters gemäß vorliegender Erfindung zeigt. Die Ecke, die durch eine FRP-Platte 11 definiert wird, die eine Außenhaut bildet, enthält eine Strukturrippe 16 in Sandwichanordnung. Die Rippe 16 weist einen Kern 16a aus Polyvinylchloridschaum auf, der an einer FRP-Bahn 16b befestigt ist, die eine Innenhaut bildet, so dass der Kern 16a zwischen der Innen- und der Außenhaut liegt und von diesen umgeben ist. Alternativ dazu kann eine hohle Strukturrippe verwendet werden, die wirksam gebildet wird, indem der Kern 16a aus der Strukturrippe 16 in Sandwichanordnung entfernt wird.
Fig. 6 zeigt eine Strukturrippe in Sandwichanordnung, die aus einer Seitenwand (dem Dach oder der Basis) 11a, die von einem einstückig ausgebildeten FRP gebildet wird, einem Kern 17a, der sich unter einer Außenhaut befindet, die von der Seitenwand 11a gebildet wird, und zwischen der Seitenwand 11a und einer Innenhaut besteht, die aus einer FRP-Bahn 17b mit seitlich angeordneten Flanschen gebildet wird, die die Seitenwand 11a jeweils berühren. Somit sitzt der Kern 17a wieder zwischen der Innen- und der Außenhaut und ist von diesen umgeben. Die Strukturrippe kann später unter Verwendung eines Klebers usw. an die Seitenwand 11a geklebt werden oder kann gleichzeitig geformt werden, wenn der FRP geformt wird.
Wie oben detaillierter beschrieben weist ein Behälter gemäß vorliegender Erfindung Seitenwände, ein Dach, eine Basis und vorzugsweise einen Rahmen auf. Zumindest die Seitenwände, vorzugsweise die Seitenwände und das Dach, bestehen aus FRP. Daher weist der Behälter gemäß vorliegender Erfindung verglichen mit einem herkömmlichen Behälter aus Aluminiumlegierung höhere Festigkeit und ein geringeres Gewicht auf, was eine wirtschaftlichere Verwendung im Flugbetrieb ermöglicht, und verfügt außerdem über hervorragende Wärmeisolationsfähigkeit. Die Gewichtsreduktionswirkung erreicht etwa 20%, und wenn beispielsweise die Seitenwände und das Dach aus Kohlefaser-verstärktem Kunststoffmaterial (CFRP; CFK) bestehen und der Rahmen ebenfalls aus CFRP besteht, wird die Wärmeisolationsfähigkeit weiter erhöht, da die Wärmeleitfähigkeit des CFRP 0,7 bis 4,2 kcal/m·h·ºC beträgt, was im Vergleich zu jener einer Aluminiumlegierung, die etwa 200 kcal/m·h·ºC beträgt, sehr niedrig ist. Die Beständigkeit gegen Durchstoßen und die Wärmeisolationsfähigkeit können weiter erhöht werden, indem für jede Seitenwand oder jedes Dach eine Platte mit einem Satz aus zumindest zwei, vorzugsweise parallelen FRP-Bahnen verwendet wird, wobei zwischen den beiden Bahnen ein Zwischenraum ausgebildet ist, und die Wärmeisolationsfähigkeit kann noch weiter erhöht werden, wenn der Spalt mit wärmeisolierendem Material bepackt wird oder ein Trockenmittel enthält.
Wenn der Behälter gemäß vorliegender Erfindung einen Satz aus zumindest zwei benachbarten Wandelementen aufweist, die gemeinsam von einem Wand-definierenden Element gebildet werden, bei dem es sich um eine einzige einstückig ausgebildet FRP- Endlosbahn handelt, weist er im Vergleich zu einem herkömmlichen Behälter höhere Festigkeit und geringeres Gewicht auf, so dass eine wirtschaftlichere Verwendung ermöglicht wird, und kann mit einem wesentlich geringeren Zeit- und Kostenaufwand hergestellt und zusammengebaut werden.
Wenn beispielsweise vier Seitenwände, ein Dach und eine Tür als einstückig ausgebildetes Kohlefaser-verstärktes Kunststoff- (CFRP-) Endlosteil ausgebildet sind und die Basis, das Bodenrahmenelement und das Türrahmenelement aus Aluminiumlegierung bestehen und diese unter Verwendung von Nieten aus Aluminiumlegierung miteinander verbunden sind, kann die Anzahl an Teilen, die einen ähnlichen Behälter bilden, 25 betragen, was etwa die Hälfte der Zahl für einen herkömmlichen Behälter ist, und auch die Anzahl an Nieten beträgt etwa 200, was weniger als die Hälfte ist. Die für die Herstellung und den Zusammenbau erforderliche Zeit kann beträchtlich, nämlich auf zwei Drittel der für einen herkömmlichen Behälter erforderlichen Zeit, verringert werden.
Weiters können, wenn an der Innenecke zwischen den Seitenwänden oder zwischen einer Seitenwand und dem Dach oder zwischen einer Seitenwand und der Basis aus einer einstückig ausgebildeten FRP-Endlosbahn eine Strukturrippe in Sandwichanordnung oder eine hohle Strukturrippe aus FRP vorgesehen ist, die teilweise von einem Abschnitt der Seitenwände oder des Dachs oder der Basis umgeben ist, die Festigkeit und Steifigkeit des gesamten Behälter sichergestellt sein, was das Weglassen des Rahmens und die Verwendung dünnerer Platten ermöglicht, wodurch die prozentuelle Gewichtsreduktion weiter erhöht wird.

Claims

1. Behälter, umfassend zumindest Wand-definierende Elemente, die gemeinsam als Wandelemente des Behälters Seitenwände (2), ein Dach (6) und eine Basis (7) bilden, wobei zumindest die oder alle Seitenwand-definierenden Elemente eine Platte aus FRP- Bahnmaterial umfassen, worin zumindest zwei benachbarte Wandelemente des Behälters, einschließlich zumindest einer Seitenwand (2), gemeinsam durch ein Wand-definierendes Element gebildet werden, das eine Platte aus einstückig geformten FRP- Endlosbahnmaterial ist, dadurch gekennzeichnet, dass das FRP-Bahnmaterial eine Dicke t (mm), die durch 0,3 ≤ t ≤ 1,5 gegeben ist, und einen Fasergehalt Vf (%) aufweist, der durch 25 ≤ Vf ≤ 65 gegeben ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, worin Vf (%) durch 30 ≤ Vf ≤ 65 gegeben ist.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, der zusätzlich einen Rahmen (1) umfasst, der zumindest zwei Wand-definierende Elemente des Behälters miteinander verbindet.

4. Behälter nach Anspruch 3, worin der Rahmen (1) aus Aluminiumlegierung besteht.

5. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin alle Seitenwände (2) und das Dach (6) gemeinsam aus zumindest einem Wand-definierenden Element gebildet sind, das eine Platte aus FRP-Bahnmaterial umfasst.

6. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin jedes Seitenwanddefinierende Element eine Platte ist, die zumindest zwei FRP-Bahnen von der nächsten beabstandet ist, so dass ein Zwischenraum dazwischen gebildet wird.

7. Behälter nach Anspruch 6, worin der Zwischenraum mit einem wärmeisolierenden Material gefüllt ist.

8. Behälter nach Anspruch 6 oder 7, worin im Zwischenraum ein Trockenmittel enthalten ist.

9. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin zumindest zwei der benachbarten Wandelemente Seitenwände (2) sind.

10. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin zumindest zwei der benachbarten Wandelemente eine Seitenwand (2) und das Dach (6) sind.

11. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin zumindest zwei der benachbarten Wandelemente eine Seitenwand (2) und die Basis (7) sind.

12. Behälter nach Anspruch 10 oder 11, worin zumindest eine Seitenwand (2), das Dach (6) und die Basis (7) gemeinsam durch eine Platte aus einstückig geformtem Endlosbahnmaterial gebildet sind.

13. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin die Basis aus Aluminiumlegierung besteht.

14. Behälter nach einem der Ansprüche 9 bis 13, worin die zumindest eine Platte aus einstückig gebildetem FRP-Endlosbahnmaterial zumindest zwei der Bahnen umfasst, die voneinander beabstandet sind, um einen Zwischenraum dazwischen zu bilden.

15. Behälter nach einem der Ansprüche 9 bis 14, worin zumindest eine der oder alle Platten aus einstückig gebildetem FRP-Endlosbahnmaterial mit einer Strukturrippe (16) verstärkt ist/sind, die zumindest eine Innenhaut (16b) aus FRP-Bahnmaterial umfasst, Bahnmaterial der Platte eine Außenhaut (11) bildet und die Innen- (16b) und die Außenhaut (11) gemeinsam einen Hohlraum dazwischen definieren.

Behälter nach Anspruch 13, worin im Hohlraum ein Kernmaterial (16a) enthalten ist, wodurch sich das Kernmaterial (16a) in Sandwichanordnung zwischen der Innen- und der Außenhaut (16b, 11) befindet.

17. Behälter nach Anspruch 15 oder 16, worin die Strukturrippe (16) an einer Innenecke des Behälters angeordnet ist, die durch jeweilige Kantenabschnitte benachbarter Wandelemente definiert wird, die gemeinsam von der Platte gebildet werden.

18. Behälter nach einem der Ansprüche 9 bis 17, worin Verstärkungsfasern im FRP kontinuierlich durch das zumindest eine Paar benachbarter Wandelemente verlaufen.

19. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, der in zumindest einer der oder in allen FRP-Platten davon Löcher für Nieten oder Bolzen aufweist und worin die Dicke eines Abschnitts der oder jeder FRP-Platte um jedes jeweilige Loch dicker ist als die anderer Abschnitte davon.

20. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin Verstärkungsfasern in der oder jeder FRP-Platte Kohlefasern mit einer Zugfestigkeit von 450 kp/mm² oder mehr und einer Bruchdehnung von 1, 7% oder mehr sind.

21. Behälter nach Anspruch 20, worin die oder jede FRP-Platte mit einem Gewebe aus Kohlefasern verstärkt ist.

22. Behälter nach Anspruch 21, worin das Gewebe mit einer Leinenbindungskonstruktion gewebt ist.

23. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin das Matrixharz im FRP der oder jeder FRP-Platte ein Flammschutzmittel enthält.

24. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, der zur Lagerung in Flugzeugen geeignet ist.