WO2024088998A1 - Luftführungsbauteil mit spread-tow-gewebe - Google Patents

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WO2024088998A1
WO2024088998A1 PCT/EP2023/079552 EP2023079552W WO2024088998A1 WO 2024088998 A1 WO2024088998 A1 WO 2024088998A1 EP 2023079552 W EP2023079552 W EP 2023079552W WO 2024088998 A1 WO2024088998 A1 WO 2024088998A1
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fabric
wall
layer
bands
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PCT/EP2023/079552
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André Pfetscher
Robert BEIN
Original Assignee
Diehl Aviation Laupheim Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a component that is designed to guide air from an air conditioning system of a passenger aircraft.
  • it is an air guiding component that, as part of the air conditioning system in the aircraft, transports air to the passengers/the passenger cabin, for example, or transports it away from there.
  • the object of the invention is to propose improvements with regard to corresponding components.
  • the component is designed to guide air from an air conditioning system on a passenger aircraft.
  • the component contains an interior space.
  • the interior space guides the air when the component is in operation and is therefore designed for the appropriate air flow.
  • the component contains a wall.
  • the wall forms an airtight boundary between the interior and the exterior space surrounding the component. “Airtight” is to be understood in this context as meaning that a permissible leakage value / leakage rate / leakage rate is not exceeded.
  • the limit is a maximum of 3 liters of air per minute and per square meter.
  • the wall does not completely delimit the interior space, as at least two openings, namely at least one inlet and at least one outlet, must remain open for air to flow through the interior space or the component formed by the wall.
  • the wall contains at least a first layer of a prepreg material that extends over the entire surface.
  • a prepreg material that extends over the entire surface.
  • further layers of prepreg material can also be included in the wall. In other words, this is layered/sheet-shaped/flat prepreg material.
  • the prepreg material contains a fabric that extends over a large area.
  • the fabric is impregnated with a resin composition.
  • "impregnated” describes a prefabrication or manufacturing state of the prepreg material, in this case a prepreg semi-finished product.
  • the prepreg material is then processed in the usual way, e.g. by thermal treatment / curing of the resin composition, etc.
  • the fabric is still permeated with (cured) resin or embedded in it.
  • the fabric is a spread-tow fabric.
  • the corresponding fabric contains respective spread tow tapes of fibers.
  • the tapes are in turn formed by several fibers arranged parallel in a plane.
  • This arrangement of the fibers is achieved in particular by a combing process of a bundle of fibers (tow).
  • the tapes have several (at least two) opposite flat sides and in particular have an almost rectangular cross-section.
  • a fiber bundle is first formed from several fibers and the fibers are aligned by a combing process in such a way that a tape is produced or formed.
  • the bands are woven together according to a weave.
  • a weave is the systematic crossing of the individual bands.
  • the crossings produced during the weaving process are particularly rectangular. This means that the interwoven bands are arranged at right angles to each other and thus form the fabric.
  • a corresponding spread tow fabric (spread tow fabric Bschreib) is known, for example, from "Spread tow fabric", Wikipedia, website, https:// en. Wikipedia, org/ wiki/ Spread_tow_fabric, downloaded on October 5, 2022 or as products "TeXtreme (R)" from Oxeon AB, Oxeon AB, Foretagsgatan 24, 504 64 Boras, SWEDEN, see e.g. the website https:// www. textreme. com/ products-services/ spread-tow-products/" dated October 6, 2022.
  • the fibers are first combed and spread to a certain width before the weaving process.
  • the spread tows are further processed into fabrics and then into prepreg. This creates so-called "spread tows". Due to the large width of the tapes in relation to a round / oval yarn, the fabric made from them has significantly less waviness of the fibers and fewer crossing points.
  • the use of spread-tow fabric-reinforced prepreg avoids the need for sealing varnish on air duct components.
  • Prepreg is used for the production of air duct components, which consists of a resin system and a special spread-tow reinforcement fabric.
  • the invention is based on the following finding:
  • the (reinforcing) fabric of the prepregs used to date for such components has a defined crossing of the bands (binding).
  • the bands must give way to each other in a wave-like manner, which means that they are locally oriented in the direction of thickness, i.e. transversely / diagonally with respect to their flat extension area. Due to the cross-linking reaction of the resin (resin composition) during curing, microchannels form within the prepreg. By aligning the bands at the crossing points, the channels can also run through the entire layer structure, i.e. extend from the interior to the exterior.
  • the air duct components commonly used in practice are made from glass fiber and/or carbon fiber prepregs.
  • the reinforcing fabrics Due to the binding used, the reinforcing fabrics have a high degree of waviness in the bands, known as undulation.
  • air can penetrate through the micro-channels at the intersection points from the interior to the exterior through the wall. This impairs the tightness of the component or wall to such an extent that the required leakage value of, for example, 3 l / min / m 2 can only be achieved by subsequently painting the wall or component with a sealing varnish.
  • the invention is based on the finding that the comparatively large width of the bands in spread-tow fabrics means that the fabric produced from them has significantly less waviness of the fibers and fewer crossing points.
  • the required tightness of air duct components can be achieved particularly easily by using two spread-tow prepreg layers lying flat on top of each other.
  • the invention is therefore also based on the knowledge that the components currently manufactured in practice - particularly in NDS technology (low-pressure hose technology, see e.g. DE 10 2012 013 289 A1 or DE 10 2016 013 115 A1) - must be coated with sealing varnish after curing in order to achieve the required airtightness.
  • the sealing varnish leads to poorer fire properties and additional costs for material, weight and process times.
  • Prepregs are used in particular for the air duct components, which consist of or contain a special resin (see below: resin composition according to WO 2019/034280 A1) and the special fabric, namely the spread tow fabric.
  • the component can also be manufactured using another resin, especially if it is a polyaddition resin.
  • the required tightness of the air duct component can be achieved without the use of additional sealing paint.
  • the processing of spread tow fabric with a particularly flame-retardant resin system results in a prepreg semi-finished product suitable for aviation, which achieves the required tightness of air duct components, in particular with two layers lying one on top of the other.
  • passenger aircraft is to be understood broadly here and also includes, for example, UAM (urban air mobility) aircraft.
  • the width of the bands in the spread tow fabric is in particular greater than 1 cm, in particular greater than 2 cm.
  • the grammage of the spread tow fabric is in particular between 50 g/m 2 and 200 g/m 2 , e.g. 160 g/m 2 , fabric basis weight.
  • At least one, in particular several, in particular all, of the bands has a ratio of its width to its height of at least 100 to 1 (100/1) in cross-section.
  • the cross-section is oriented transversely to the longitudinal direction of the band.
  • the ratio is at least 200 to 1 or at least 250 to 1. This makes it possible to create a particularly dense and also flat fabric.
  • the bands are woven at right angles to each other according to the weave. A corresponding fabric can then be produced particularly easily.
  • the weave is a plain weave. This weave is also particularly easy to produce.
  • the spread-tow fabric has at least one, in particular a plurality of gap points.
  • the wall contains at least one, in particular also several covering means.
  • the covering means covers at least one, in particular also several or all of the respective gap points.
  • Such a gap point is a gap in the fabric in the sense that the fabric is weaker, less dense there than at other places.
  • the gap point is therefore a point or area in which there are fewer or no fibers of a band perpendicular to the surface area of the fabric, or in which there is no band at all.
  • microchannel formation in the resin composition is possible or more likely to occur when it hardens perpendicular to the wall, which increases the permeability of air in this area.
  • At least one of the gap points is a crossing point of the respective side edges of two crossing bands.
  • “Side” here again refers to the area of the fabric.
  • Such a gap point occurs, for example, in the middle of four crossing bands, with two of the bands lying parallel to each other and ideally directly next to each other. Even with this constellation, there may be space in the middle of the crossing area for a passage channel, since the bands may not lie absolutely tightly against each other. In a plain weave in particular, such a tight, completely tight fit is simply impossible due to the necessary crossings. Sealing with a covering agent is therefore particularly effective in such places.
  • the covering agent covers at least two, in particular more than two, in particular all of the gap points of the first layer together. In particular, several or all of the gap points of the first layer are therefore covered together by the covering agent. In this way, a particularly tight wall (fabric with sealant) is achieved.
  • the covering agent is another prepreg material.
  • This can be applied in particular in the form of local "patches", for example one patch per gap point in order to cover it. In particular, however, it can also be applied as a complete layer, see below.
  • the additional prepreg material also contains a spread-tow fabric. This makes it possible to achieve a particularly dense wall. Two superimposed layers of spread-tow In practice, fabrics are sufficient to meet even strict airtightness requirements, as already mentioned above.
  • the covering agent is a further layer of the additional prepreg material that completely covers the first layer.
  • the fabrics in both layers are identical, it is then only necessary to ensure that the respective gap points of both layers do not lie exactly on top of each other. In practice, this can be achieved simply by means of an appropriate offset and leads to a particularly high level of tightness.
  • the wall has a leakage/leakage rate/leakage rate of air between the interior and exterior of at most 3 l/min/ m2 , in particular at most 1.5 l/min/ m2 at a pressure difference of 40 mbar between the interior and exterior. This also satisfies particularly strict tightness requirements for air duct components.
  • the resin composition is one for a prepreg resin, comprising: - a phosphorus-modified epoxy resin, - another epoxy resin component, - a hardener, - an imidazolium salt as initiator, wherein the resin composition comprises a reactive diluent in a proportion of 2 to 5 percent by weight to accelerate the curing of the phosphorus-modified epoxy resin.
  • Such a resin composition is one according to the document WO 2019/034280 A1, International Application Number PCT/EP2018/000393, of the applicant Diehl Aviation Laupheim GmbH with publication date February 21, 2019, to which reference is made here.
  • the following technical features of the referenced document are intended to be part of the teaching of the invention: the resin composition and the method for its production as well as the prepreg material comprising a fiber material that is impregnated with the resin composition.
  • the document is thus included in the disclosure of the invention.
  • the present component can be or can be produced using this resin composition.
  • the object of the invention is also achieved by a method according to claim 13.
  • This serves to produce a component according to the invention.
  • the spread tow fabric is integrated into the wall in at least the first layer.
  • the integration is carried out in particular by baking, in particular according to the low-pressure hose construction / NDS technology, as already mentioned above.
  • At least one of the gap points is covered with the covering agent, wherein the covering agent is integrated into the wall.
  • the covering agent is impregnated with the resin composition of the first layer and/or enclosed by it.
  • another spread-tow fabric is placed on the first layer of the fabric as a covering agent. This creates a particularly tight air duct component.
  • a spread tow fabric is used in the component according to the invention or in the method according to the invention.
  • Figure 1 shows an air duct component according to the invention in a highly stylized representation in perspective view
  • FIG. 2 shows section II of Figure 1 in more detail
  • Figure 3 is a plan view of the two fabric layers from Figure 2 in the direction of arrow III.
  • Figure 1 shows a component 2, here an air guide component of an air conditioning system 4 of a passenger aircraft 6 (not shown in detail).
  • the component 2 serves to guide air 8 through the component 2 in the direction of the arrow 9.
  • the component 2 has an interior 10 which extends from an inlet 12 to an outlet 14 of the component 2.
  • the Interior space 10 serves to actually guide the air 8 from the inlet 12 to the outlet 14 when the component 2 is in operation, ie air 8 flows through it.
  • the interior 10 of the component is surrounded by a wall 16, with inlet 12 and outlet 14 left free by the wall 16.
  • the wall 16 therefore delimits the interior 10 in an airtight manner from an exterior 18 or the surroundings of the component 2.
  • Airtight here means that with a corresponding differential pressure dp between the interior 10 and the exterior 18, the following leaks L occur.
  • the wall 16 contains a first layer 20a and a second layer 20b of a prepreg material 22.
  • the prepreg material 22 extends over a surface, namely along a surface in the form of a straight circular cylinder shell.
  • the size and thickness ratios of the wall 16 and the layers 20a, b are shown in the figures in a highly distorted manner for the sake of clarity.
  • Each of the layers 20a, b or each of the prepreg materials 22 contains a fabric 24a, b that extends over a corresponding area and is impregnated with a resin composition 26.
  • the two prepreg materials 22 have already been finished to form the wall 16, i.e.
  • both fabrics 24a, b are respective spread tow fabrics 28.
  • FIG 2 shows section II from Figure 1.
  • the structure of the spread tow fabric 28 is shown schematically.
  • Each of the spread tow fabrics 28 contains, in the usual manner, respective spread bands 30 of fibers 32, which are only indicated symbolically here.
  • the bands 30 are woven together according to a weave 34.
  • the weave 34 is a plain weave.
  • the bands 30 running in the circumferential direction of the cylindrical shape of the component 2 are shown hatched in Figure 2.
  • the bands running in the axial direction are shown without hatching.
  • a cross-section 36 of a band 30 is indicated by hatching, transverse to its longitudinal direction; here, as an example, for an axially extending band 30.
  • the cross-section 36 therefore extends in the radial circumferential plane.
  • Its ratio V of its width B to its height H is here at least 100 to 1, in the present case 200 to 1.
  • the bands 30 are woven at right angles to each other (circumferential direction to axial direction).
  • the fabric 24a of the first layer 20a in the example, however, both fabrics 24a, b) has gap points 40 here.
  • the gap points 40 are located at the respective intersection points of side edges 42 of the bands 30
  • Figure 3 shows a top view of the layer 20b or the fabric 24b in the direction of arrow II in Figure 2.
  • the underlying fabric 24a is shown here in dashed lines.
  • the side edges 42 of the bands 30 of the layer 20a, shown in dashed lines, thus cross each other and there are corresponding gap points 40 there. This is because the bands 30 do not lie seamlessly against each other here, which necessarily results from the respective overlap of the bands 30 due to the plain weave.
  • the problem is that - if only the layer 20a is present - microchannels form in the resin composition 26 through the layer 20a or the "gaps" between the bands 30. which could extend essentially in the radial direction of the component 2, i.e. between the interior 10 and the exterior 18. This would result in the microchannels representing connecting channels for the flow of air 8, which would greatly reduce the airtightness of the wall 16.
  • layer 20b is arranged above layer 20a as follows.
  • Layer 20b forms a covering means 44 for the gap points 40:
  • Each of the bands 30 of layer 20b covers one of the gap points 40 in the middle, so that the formation of the above-mentioned air channels is prevented.
  • the covering means 44 in the form of layer 20b therefore covers all the gap points 40 of layer 20a together.
  • this also applies vice versa, because layer 20b also has gap points 40 that are diagonally offset from layer 20a, which in turn are covered or closed by layer 20a as a covering means 44.
  • this is not indicated again by reference numerals in the figures.
  • the covering agent 44 is also a prepreg material 22 in the form of a spread-tow fabric 28.
  • the covering agent 44 is also a further layer 20b of the prepreg material 22 that completely covers the first layer 20a.
  • the spread tow fabric 28 is integrated into the wall 16 in the first layer 20a as fabric 24a, namely baked in as is customary in the trade as explained above. Furthermore, all gap points 40 in the layer 20a are covered by the covering agent 44 and the covering agent 44 in the form of the second layer 20b is also integrated into the wall 16, namely baked in as well.
  • the spread tow fabrics 28 are used in the component 2 and in the described method for its production.

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Abstract

Bei einem Luftführungs-Bauteil (2) mit einer Wandung (16), die einen Innenraum (10) zu einem das Bauteil (2) umgebenden Außenraum (18) hin luftdicht begrenzt, enthält die Wandung (16) wenigstens eine erste Lage (20a) eines sich flächenhaft erstreckenden Prepreg-Materials (22) mit einem Gewebe (24a,b), das mit einer Harzzusammensetzung (26) getränkt ist, wobei in wenigstens der ersten Lage (20a) das Gewebe (24a,b) ein Spread-Tow-Gewebe (28) ist, das jeweilige gespreizte Bänder (30) von Fasern (32) enthält, wobei die Bänder (30) gemäß einer Bindung (34) miteinander verwebt sind. Bei einem Verfahren zur Herstellung des Bauteils (2) wird in wenigstens der ersten Lage (20a) als Gewebe (24a) das Spread-Tow-Gewebe (28) in die Wandung (16) integriert. Es erfolgt eine Verwendung eines Spread-Tow-Gewebes (28) in dem Bauteil (2) und/oder dem Verfahren.

Description

Luftführungsbauteil mit Spread-Tow-Gewebe
Die Erfindung betrifft ein Bauteil, das zur Führung von Luft einer Klimaanlage eines Passagierflugzeuges eingerichtet ist. Mit anderen Worten handelt es sich um ein Luftführungsbauteil, das als Teil der Klimaanlage im Flugzeug Luft z.B. zu den Passagieren / der Passagierkabine transportiert oder von dort abtransportiert.
Aus der Praxis ist es bekannt, derartige Luftführungs-Bauteile mit einer Wandung herzustellen, die eine oder mehrere Lagen von Prepreg-Materialien enthält. Anschließend werden die fertigen Luftführungsbauteile nach deren Aushärtung mit Dichtlack bestrichen, um eine ausreichende Dichtigkeit der Wandung gegen eine Leckage bzw. einen Durchtritt von Luft durch die Wandung zu erreichen. Der geforderte maximal erlaubte Leckagewert beträgt dabei insbesondere 3 Liter Luft pro Minute und pro Quadratmeter.
Aufgabe der Erfindung ist es, Verbesserungen in Bezug auf entsprechende Bauteile vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Bauteil gemäß Patentanspruch 1. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie anderer Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Das Bauteil ist zur Führung von Luft einer Klimaanlage eines Passagierflugzeuges eingerichtet.
Das Bauteil enthält einen Innenraum. Der Innenraum führt im Betrieb des Bauteils die Luft, ist also zur entsprechenden Luftführung eingerichtet. Das Bauteil enthält eine Wandung. Die Wandung begrenzt den Innenraum zu einem das Bauteil umgebenden Außenraum hin luftdicht. “Luftdicht" ist hierbei so zu verstehen, dass ein zulässiger Leckagewert / Leckrate / Leckagerate nicht überschritten wird.
Dieser sagt aus, wieviel Luft pro Zeiteinheit durch die Wandung strömt / diffundiert. Z.B. liegt die Grenze bei maximal 3 Liter Luft pro Minute und pro Quadratmeter. Die Wandung begrenzt den Innenraum nicht vollständig, da wenigstens zwei Öffnungen, nämlich wenigstens ein Einlass und wenigstens ein Auslass für die Durchströmung des Innenraums bzw. des durch die Wandung gebildeten Bauteils mit Luft offen bleiben müssen.
Die Wandung enthält wenigstens eine erste Lage eines sich flächenhaft erstreckenden Prepreg-Materials. Optional sind also auch weitere Lagen von Prepreg-Material in der Wandung möglich. Mit anderen Worten handelt es sich also um schichtförmiges / blattförmiges / flächiges Prepreg-Material.
Das Prepreg-Material enthält ein sich entsprechend flächenhaft erstreckendes Gewebe. Das Gewebe ist mit einer Harzzusammensetzung getränkt. "Getränkt" beschreibt streng genommen insbesondere einen Vorfertigungs- oder Fertigungszustand des Prepreg- Materials, hier eines Prepreg-Halbzeugs. Im endgefertigten Bauteil ist das Prepreg- Material dann fachüblich verarbeitet, z.B. durch thermische Behandlung / Aushärtung der Harzzusammensetzung usw. Dennoch ist auch dann noch das Gewebe von (ausgehärtetem) Harz durchsetzt bzw. in dieses eingebettet.
In wenigstens der ersten Lage ist das Gewebe ein Spread-Tow-Gewebe (engl. spread- tow-fabric). Das entsprechende Gewebe enthält jeweilige gespreizte Bänder (spread tow tape) von Fasern (fibres). Dies bedeutet, dass die Bänder wiederum durch mehrere parallel in einer Ebene angeordnete Fasern gebildet werden. Diese Anordnung der Fasern wird insbesondere durch einen Kämmprozess eines Bündels von Fasern (tow) erzielt. Die Bänder weisen mehrere (zumindest zwei) gegenüberliegende Flachseiten auf und haben insbesondere einen nahezu rechteckigen Querschnitt. Mit anderen Worten wird zunächst aus mehreren Fasern ein Faserbündel gebildet und durch einen Kämmprozess die Fasern derart ausgerichtet, dass ein Band hergestellt bzw. geformt wird.
Die Bänder sind gemäß einer Bindung miteinander verwebt. Unter einer Bindung versteht man die Systematik von Verkreuzungen der einzelnen Bänder. Die mittels eines Webprozesses hergestellten Verkreuzungen sind insbesondere rechtwinklig. Dies bedeutet, dass die miteinander verwebten Bänder rechtwinklig zueinander angeordnet sind und somit das Gewebe bilden.
Ein entsprechendes Spread-Tow-Gewebe (Spread-Tow-Gewebe Brück) ist zum Beispiel bekannt aus "Spread tow fabric", Wikipedia, Internetseite, https:// en. Wikipedia, org/ wiki/ Spread_tow_fabric, Download am 05.10.2022 oder als Produkte "TeXtreme (R)" der Fa. Oxeon AB, Oxeon AB, Foretagsgatan 24, 504 64 Boras, SWEDEN, siehe z.B. die Internetseite https:// www. textreme. com/ products-services/ spread-tow-products/" vom 06.10.2022. Bei einem derartigen Gewebe werden die Fasern vor dem Webprozess insbesondere zunächst gekämmt und auf eine bestimmte Breite gespreizt. Die gespreizten Bänder (engl. Spread Tows) werden zu Geweben und anschließend zu Prepreg weiterverarbeitet. So entstehen sogenannte "spread tows". Durch die im Verhältnis zu einem Rund- / Oval-Garn große Breite der Bänder weist das daraus gefertigte Gewebe eine deutlich geringere Welligkeit der Fasern und weniger Kreuzungspunkte auf.
Gemäß der Erfindung ergibt sich die Vermeidung von Dichtlack auf Luftführungsbauteilen durch Einsatz von Spread-Tow-Gewebe-verstärktem Prepreg.
Für die Herstellung von Luftführungsbauteilen wird demnach Prepreg verwendet, welches aus einem Harzsystem einem speziellen, nämlich einem Spread-Tow- Verstärkungsgewebe besteht.
Die Erfindung beruht auf folgender Erkenntnis:
Das sich flächenhaft erstreckende (Verstärkungs-)Gewebe der bisher für derartige Bauteile verwendeten Prepregs besitzt eine definierte Verkreuzung der Bänder (Bindung). An jedem Kreuzungspunkt müssen die Bänder wellenförmig einander ausweichen, wodurch sie lokal in Dickenrichtung, also quer / schräg bezüglich ihrer flächigen Erstreckungsfläche orientiert sind. Aufgrund der Vernetzungsreaktion des Harzes (Harzzusammensetzung) während der Aushärtung bilden sich Mikrokanäle innerhalb des Prepregs. Durch die Ausrichtung der Bänder an den Kreuzungspunkten können die Kanäle auch durch den kompletten Lagenaufbau verlaufen, sich also vom Innenraum bis hin zum Außenraum erstrecken. Die in der Praxis üblichen Luftführungsbauteile werden aus Glasfaser-und oder Kohlenstofffaser Prepregs gefertigt. Die Verstärkungsgewebe weisen aufgrund der verwendeten Bindung eine hohe Welligkeit der Bänder, die sogenannte Ondulation, auf. Bei Luftführungsbauteilen kann Luft durch die Mikrokanäle an den Kreuzungspunkten vom Innenraum zum Außenraum durch die Wandung hindurch dringen. Dadurch wird die Dichtigkeit des Bauteils bzw. der Wandung in dem Maße beeinträchtigt, dass der geforderte Leckagewert von zum Beispiel 3 I / min / m2 nur durch ein nachträgliches Streichen der Wandung bzw. des Bauteils mit einem Dichtlack erreicht werden kann.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch die vergleichsweise große Breite der Bänder in Spread-Tow-Gewebe Geweben das daraus gefertigte Gewebe eine deutlich geringere Welligkeit der Fasern und weniger Kreuzungspunkte aufweist. Insbesondere durch den Einsatz von zwei flächig übereinanderliegenden Spread-Tow- Prepreg-Lagen kann die geforderte Dichtigkeit von Luftführungsbauteilen besonders einfach erreicht werden.
Die Erfindung beruht also auch auf der Erkenntnis, dass die - insbesondere in der NDS- Technologie (Niederdruckschlauchtechnologie, siehe z.B. DE 10 2012 013 289 A1 oder DE 10 2016 013 115 A1) aktuell in der Praxis hergestellten Bauteile nach der Aushärtung mit Dichtlack bestrichen werden müssen, um die geforderten Luftdichtigkeit zu erreichen. Der Dichtlack führt zu schlechteren Brandeigenschaften sowie zusätzlichen Kosten für Material, Gewicht und Prozesszeiten.
Gemäß der Erfindung ist dank dem Material "Spread-Tow-Gewebe" und / oder dem Weglassen des nicht mehr nötigen Dichtlacks eine Gewichtsreduktion im 2-stelligen Prozentbereich gegenüber einem aus der Praxis bekannten Aufbau möglich. Gemäß der Erfindung gelingt die Herstellung von Luftführungsbauteilen mit ausreichender Dichtigkeit dank der mit Spread-Tow-Gewebe verstärkten Prepregs. Das nachträgliche Aufbringen von Dichtlack auf Luftführungsbauteilen ist dadurch vermieden.
Für die Luftführungsbauteile werden insbesondere Prepregs verwendet, welche aus einem speziellen Harz (siehe unten: Harzzusammensetzung nach WO 2019/034280 A1) und dem speziellen Gewebe, nämlich dem Spread-Tow-Gewebe, bestehen bzw. diese enthalten. Insbesondere kann das Bauteil aber auch mit anderem Harz so hergestellt werden, insbesondere wenn es ein Polyadditions-Harz ist. Durch insbesondere den Einsatz von zwei übereinanderliegenden Spread-Tow-Prepreg- Lagen kann die geforderte Dichtigkeit von Luftführungsbauteil ohne den Einsatz von zusätzlichem Dichtlack erreicht werden.
Gemäß der Erfindung ergibt sich die Verarbeitung von Spread-Tow-Gewebe mit einem insbesondere flammgeschützten Harzsystem zu einem luftfahrtgeeigneten Prepreg- Halbzeug, welches insbesondere bereits bei zwei übereinanderliegenden Lagen die geforderte Dichtigkeit von Luftführungsbauteilen erreicht.
Der Begriff "Passagierflugzeug" ist hier weit zu verstehen, und schließt auch beispielsweise UAM (urban-air-mobility)-Fluggeräte ein.
Die Breite der Bänder im Spread-Tow-Gewebe ist insbesondere größer 1 cm, insbesondere größer 2 cm. Die Grammatur des Spread-Tow-Gewebes beträgt insbesondere zwischen 50 g/m2 und 200 g/m2, z.B. 160 g/m2, Gewebe-Flächengewicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens eines, insbesondere mehrere, insbesondere alle, der Bänder im Querschnitt ein Verhältnis seiner Breite zu seiner Höhe von wenigstens 100 zu 1 (100/1) auf. Der Querschnitt ist hier quer zur Längserstreckungsrichtung des Bandes orientiert. Insbesondere beträgt das Verhältnis wenigstens 200 zu 1 oder wenigstens 250 zu 1. Hierdurch kann ein besonders dichtes und auch flaches Gewebe geschaffen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Bänder gemäß der Bindung rechtwinklig zueinander verwebt. Ein entsprechendes Gewebe kann dann besonders einfach hergestellt werden.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist die Bindung eine Leinwandbindung. Auch diese Bindung ist besonders einfach herzustellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Spread-Tow-Gewebe wenigstens einen, insbesondere eine Vielzahl von Lückenpunkten auf. Die Wandung enthält wenigstens ein, insbesondere auch mehrere Deckmittel. Das Deckmittel überdeckt wenigstens einen, insbesondere auch mehrere oder alle der jeweiligen Lückenpunkte. Ein solcher Lückenpunkt ist eine Lücke im Gewebe in dem Sinne, dass dort das Gewebe schwächer, weniger dicht ist als an anderen Stellen. Der Lückenpunkt ist also ein Punkt oder Bereich, in dem senkrecht zur Erstreckungsfläche des Gewebes weniger oder keine Fasern eines Bandes bzw. überhaupt ein Band vorhanden ist. An einem Lückenpunkt ist eine Mikrokanalbildung in der Harzzusammensetzung bei deren Aushärtung senkrecht zur Wandung möglich bzw. der Wahrscheinlichkeit nach erhöht, was die Durchlässigkeit von Luft in diesem Bereich erhöht. Durch die Überdeckung des Lückenpunktes mit Hilfe des Deckmittels wird die entsprechende "Lücke" in der Lage / dem Gewebe geschlossen, sodass auch dort eine Mikrokanalbildung verhindert oder gemildert oder deren Wahrscheinlichkeit verringert ist. Die Wandung wird hierdurch in ihrer Luftdichtheit verbessert.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist wenigstens einer der Lückenpunkte ein Kreuzungspunktjeweiliger Seitenränder zweier sich kreuzender Bänder. "Seite" bezieht sich hier wieder auf die Erstreckungsfläche des Gewebes. Ein solcher Lückenpunkt ergibt sich beispielsweise in der Mitte von vier sich kreuzenden Bändern, wobei jeweils zwei der Bänder parallel zueinander und idealerweise unmittelbar nebeneinander liegen. Auch bei dieser Konstellation bleibt in der Mitte des Kreuzungsbereiches gegebenenfalls Raum für einen Durchtrittskanal frei, da die Bänder gegebenenfalls nicht absolut dicht aneinander anliegen. Insbesondere bei einer Leinwandbindung ist ein derartiges dichtes, vollständig dichtes Anliegen aufgrund der notwendigen Überkreuzungen schlicht unmöglich. An entsprechenden Stellen ist eine Abdichtung durch ein Deckmittel daher besonders wirkungsvoll.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform überdeckt das Deckmittel wenigstens zwei, insbesondere mehr als zwei, insbesondere alle der Lückenpunkte der ersten Lage gemeinsam. Insbesondere werden also mehrere oder alle der Lückenpunkte der ersten Lage gemeinsam von dem Deckmittel überdeckt. So wird eine besonders dichte Wandung (Gewebe mit Dichtmittel) erreicht.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist das Deckmittel ein weiteres Prepreg-Material. Dieses kann insbesondere nach Art von lokalen "Flicken" aufgebracht sein, zum Beispiel ein Flicken pro Lückenpunkt, um diesen jeweils zu überdecken. Insbesondere jedoch auch als vollständige Lage, siehe unten.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform enthält das weitere Prepreg- Material ebenfalls ein Spread-Tow-Gewebe. Hierdurch kann eine besonders dichte Wandung erreicht werden. Zwei übereinanderliegende Schichten von Spread-Tow- Gewebe reichen in der Praxis aus, um auch strenge Anforderungen an Luftdichtheit zu erfüllen, wie oben bereits erwähnt wurde.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Deckmittel eine die erste Lage vollständig überdeckende weitere Lage des weiteren Prepreg-Materials. Insbesondere bei identischen Geweben in beiden Lagen ist dann insbesondere lediglich darauf zu achten, dass die jeweiligen Lückenpunkte beider Lagen nicht deckungsgleich übereinanderliegen. Dies ist in der Praxis einfach durch einen entsprechenden Versatz zu erreichen und führt zu einer besonders hohen Dichtheit.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Wandung eine Leckage / Leckrate / Leckagerate von Luft zwischen Innenraum und Außenraum von höchstens 3 I / min / m2, insbesondere höchstens 1 ,5 I / min / m2 bei einer Druckdifferenz von 40 mbar zwischen Innenraum und Außenraum auf. Hiermit werden auch besonders strenge Dichtheitsanforderungen an Luftführungs-Bauteile erfüllt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Harzzusammensetzung eine solche für ein Prepregharz, umfassend: - ein Phosphor-modifiziertes Epoxidharz, - eine weitere Epoxidharz-Komponente, - einen Härter, - ein Imidazoliumsalz als Initiator, wobei die Harzzusammensetzung zur Beschleunigung der Härtung des Phosphor-modifizierten Epoxidharzes einen Reaktivverdünner mit einem Anteil von 2 bis 5 Gewichtsprozent umfasst.
Eine derartige Harzzusammensetzung ist eine solche gemäß dem Dokument WO 2019 / 034280 A1 , Internationales Aktenzeichen PCT / EP2018 / 000393, der Anmelderin Diehl Aviation Laupheim GmbH mit Veröffentlichungsdatum 21.02.2019, auf das hier Bezug genommen wird. Folgende technischen Merkmale des in Bezug genommenen Dokuments sollen zur Lehre der Erfindung gehören: die Harzzusammensetzung sowie das Verfahren zu deren Herstellung sowie das Prepregmaterial, umfassend ein Fasermaterial, das mit der Harzzusammensetzung getränkt ist. Durch die Verweisung ist das Dokument insofern in die Offenbarung der Erfindung einbezogen. Mit anderen Worten kann das vorliegende Bauteil unter Verwendung dieser Harzzusammensetzung hergestellt werden oder sein.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 13. Dieses dient zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils. Bei dem Verfahren wird in wenigstens der ersten Lage als Gewebe das Spread-Tow-Gewebe in die Wandung integriert. Die Integration erfolgt insbesondere durch Einbacken, insbesondere gemäß der Niederdruckschlauchbauweise / NDS Technologie, wie sie oben bereits erwähnt wurde.
Das Verfahren und zumindest ein Teil dessen möglicher Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bauteil erläutert.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens in Verbindung mit der oben genannten Ausführungsform betreffend die Lückenpunkte wird wenigstens einer der Lückenpunkte mit dem Deckmittel überdeckt, wobei das Deckmittel in die Wandung integriert wird. Insbesondere wird das Deckmittel dabei mit der Harzzusammensetzung der ersten Lage getränkt und / oder von dieser umschlossen. Insbesondere wird im Rahmen der Fertigung ein weiteres Spread-Tow-Gewebe als Deckmittel auf die erste Lage des Gewebes aufgelegt. So entsteht ein besonders dichtes Luftführungsbauteil.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch eine Verwendung gemäß Patentanspruch 15. Ein Spread-Tow-Gewebe wird dabei in dem erfindungsgemäßen Bauteil oder in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet.
Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
Figur 1 ein Luftführungsbauteil gemäß der Erfindung in stark stilisierter Darstellung in perspektivischer Ansicht,
Figur 2 den Ausschnitt II aus Figur 1 in detaillierterer Darstellung,
Figur 3 eine Draufsicht auf die beiden Gewebe-Lagen aus Figur 2 in Richtung des Pfeils III.
Figur 1 zeigt ein Bauteil 2, hier ein Luftführungsbauteil einer nicht näher dargestellten Klimaanlage 4 eines Passagierflugzeuges 6. Das Bauteil 2 dient zur Führung von Luft 8 durch das Bauteil 2 in Richtung des Pfeils 9. Hierzu weist das Bauteil 2 einen Innenraum 10 auf, der sich von einem Einlass 12 zu einem Auslass 14 des Bauteils 2 erstreckt. Der Innenraum 10 dient zur eigentlichen Führung der Luft 8 vom Einlass 12 zum Auslass 14, wenn das Bauteil 2 in Betrieb ist, d.h. von Luft 8 durchströmt wird.
Der Innenraum 10 des Bauteils ist von einer Wandung 16 umgeben, wobei Einlass 12 und Auslass 14 von der Wandung 16 freigelassen sind. Die Wandung 16 begrenzter daher den Innenraum 10 zu einem Außenraum 18 bzw. einer Umgebung des Bauteils 2 hin luftdicht. "Luftdicht" bedeutet hier, dass bei einem entsprechenden Differenzdruck dp zwischen Innenraum 10 und Außenraum 18 folgende Leckagen L auftreten.
Figure imgf000011_0001
Damit bewegt sich das Bauteil deutlich unter dem Wert der maximal zulässigen Leckage L von 1 ,96 l/min/m2.
Die vergleichsweise hohe Luftdichtheit ist dabei wie folgt erreicht: Die Wandung 16 enthält im vorliegenden Fall eine erste Lage 20a und eine zweite Lage 20b eines Prepreg-Materials 22. Das Prepreg-Material 22 erstreckt sich hier flächenhaft, nämlich entlang einer Fläche in Form eines geraden Kreiszylindermantels. Die Größen- bzw. Dickenverhältnisse der Wandung 16 und der Lagen 20a, b sind in den Figuren der Deutlichkeit halber stark verzerrt dargestellt. Jede der Lagen 20a, b bzw. jedes der Prepreg-Materialien 22 enthält ein sich entsprechend flächenhaft erstreckendes Gewebe 24a, b, das mit einer Harzzusammensetzung 26 getränkt ist. Im dargestellten Beispiel sind die beiden Prepreg-Materialien 22 bereits zu der Wandung 16 endverarbeitet, das heißt mithilfe eines fachüblichen thermischen Verfahrens zu einem Gesamtverbund in Form der Wandung 16 verbacken, was hier nicht näher erläutert werden soll. Die beiden Gewebe 24a, b sind daher in der Harzzusammensetzung 26 in ihrer ausgebackenen Form eingegossen, verpresst bzw. integriert. Im vorliegenden Fall sind beide Gewebe 24a, b jeweilige Spread-Tow-Gewebe 28.
Figur 2 zeigt den Ausschnitt II aus Figur 1. Hier ist der Aufbau des Spread-Tow- Gewebes 28 schematisch dargestellt. Jedes der Spread-Tow-Gewebe 28 enthält in fachüblicher Weise jeweilige gespreizte Bänder 30 von Fasern 32, welche hier nur symbolisch angedeutet sind. Die Bänder 30 sind gemäß einer Bindung 34 miteinander verwebt. Im vorliegenden Fall ist die Bindung 34 eine Leinwandbindung.
Zur Verdeutlichung der Bindung sind in Figur 2 die jeweils in Umfangsrichtung der Zylinderform des Bauteils 2 verlaufenden Bänder 30 schraffiert dargestellt sind. Die jeweils in axialer Richtung verlaufenden Bänder sind ohne Schraffierung dargestellt.
In Figur 2 ist ein Querschnitt 36 eines Bandes 30 quer zu dessen Längserstreckungsrichtung schraffiert angedeutet; hier exemplarisch für ein axial Verlaufendes der Bänder 30. Der Querschnitt 36 erstreckt sich also in der Radial- Umfangs-Ebene. Dessen Verhältnis V seiner Breite B zu seiner Höhe H beträgt hier wenigstens 100 zu 1 , im vorliegenden Fall nämlich 200 zu 1.
Gemäß der Leinwandbindung in Form der Bindung 34 sind die Bänder 30 hier jeweils rechtwinklig (Umfangsrichtung zu Axialrichtung) zueinander verwebt. Insbesondere das Gewebe 24a der ersten Lage 20a (im Beispiel jedoch beide Gewebe 24a, b) weist hier Lückenpunkte 40 auf. Die Lückenpunkte 40 befinden sich an den jeweiligen Kreuzungspunkten von Seitenrändern 42 der Bänder 30
Zur Verdeutlichung zeigt Figur 3 in Richtung des Pfeils II in Figur 2 eine Draufsicht auf die Lage 20b bzw. das Gewebe 24b. Das darunterliegende Gewebe 24a ist hier gestrichelt dargestellt. Die Seitenränder 42 der Bänder 30 der Lage 20a, gestrichelt dargestellt, kreuzen sich also und dort liegen entsprechende Lückenpunkte 40 vor. Denn die Bänder 30 liegen hier nicht nahtlos aneinander an, was sich zwingend aus der jeweiligen Überlappung der Bänder 30 aufgrund der Leinwandbindung ergibt.
An diesen Stellen der Lückenpunkte 40 bzw. "Lücken" besteht das Problem, dass sich - bei Vorhandensein nur der Lage 20a - durch die Lage 20a bzw. die "Lücken" zwischen den Bändern 30 hindurch Mikrokanäle in der Harzzusammensetzung 26 ausbilden können, die sich im Wesentlichen in Radialrichtung des Bauteils 2, also zwischen Innenraum 10 und Außenraum 18 erstrecken könnten. Dies würde dazu führen, dass die Mikrokanäle Verbindungskanäle zur durch Strömung von Luft 8 darstellen, was die Luftdichtheit der Wandung 16 stark vermindern würde.
Aus diesem Grund ist die Lage 20b wie folgt über der Lage 20a angeordnet. Die Lage 20b bildet ein Deckmittel 44 für die Lückenpunkte 40: Denn jedes der Bänder 30 der Lage 20b überdeckt jeweils einen der Lückenpunkte 40 mittig, sodass die Bildung der oben genannten Luftkanäle verhindert ist. So kann durch bereits zwei Lagen 20a, b, hier beides Spread-Tow-Gewebe 28, eine maximale Dichtheit der Wandung 16 erreicht werden. Im Beispiel bedeckt daher das Deckmittel 44 in Form der Lage 20b alle Lückenpunkte 40 der Lage 20a gemeinsam. Im vorliegenden Beispiel gilt dies auch umgekehrt, denn auch die Lage 20b weist entsprechend zur Lage 20a diagonal versetzte Lückenpunkte 40 auf, welche wiederum durch die Lage 20a als Deckmittel 44 bedeckt bzw. verschlossen werden. Der Deutlichkeit halber ist dies in den Figuren jedoch nicht nochmals durch Bezugszeichen gekennzeichnet.
Im Beispiel ist das Deckmittel 44 also ebenfalls ein Prepregmaterial 22 in Form eines Spread-Tow-Gewebes 28. Das Deckmittel 44 ist auch eine die erste Lage 20a vollständig überdeckende weitere Lage 20b des Prepreg-Materials 22.
Bei einem Verfahren zur Herstellung des Bauteils 2 wird also in der ersten Lage 20a als Gewebe 24a das Spread-Tow-Gewebe 28 in die Wandung 16 integriert, hier nämlich wie oben erläutert fachüblich eingebacken. Weiterhin werden sämtliche Lückenpunkte 40 in der Lage 20a durch das Deckmittel 44 überdeckt und auch das Deckmittel 44 in Form der zweiten Lage 20b in die Wandung 16 integriert, nämlich ebenso eingebacken.
Mit anderen Worten findet im Bauteil 2 sowie im beschriebenen Verfahren zu dessen Herstellung die Verwendung der Spread-Tow-Gewebe 28 statt. Bezugszeichenliste
2 Bauteil
4 Klimaanlage
6 Passagierflugzeug
8 Luft
9 Pfeil
10 Innenraum
12 Einlass
14 Auslass
16 Wandung
18 Außenraum
20a, b Lage
22 Prepreg-Material
24a, b Gewebe
26 Harzzusammensetzung
28 Spread-Tow-Gewebe
30 Band
32 Fasern
34 Bindung
36 Querschnitt
40 Lücken punkt
42 Seitenrand
44 Deckmittel
L Leckage dp Differenzdruck
B Breite
H Höhe
V Verhältnis

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Bauteil (2), das zur Führung von Luft (8) einer Klimaanlage (4) eines Passagierflugzeuges (6) eingerichtet ist,
- mit einem im Betrieb die Luft (8) führenden Innenraum (10),
- mit einer Wandung (16), die den Innenraum (10) zu einem das Bauteil (2) umgebenden Außenraum (18) hin luftdicht begrenzt,
- wobei die Wandung (16) wenigstens eine erste Lage (20a) eines sich flächenhaft erstreckenden Prepreg-Materials (22) enthält,
- wobei das jeweilige Prepreg-Material (22) ein sich flächenhaft erstreckendes Gewebe (24a, b) enthält, das mit einer Harzzusammensetzung (26) getränkt ist,
- wobei in wenigstens der ersten Lage (20a) das Gewebe (24a, b) ein Spread-Tow- Gewebe (28) ist, das jeweilige gespreizte Bänder (30) von Fasern (32) enthält, wobei die Bänder (30) gemäß einer Bindung (34) miteinander verwebt sind.
2. Bauteil (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Bänder (30) im Querschnitt (36) ein Verhältnis (V) seiner Breite (B) zu seiner Höhe (H) von wenigstens 100 zu 1 aufweist.
3. Bauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder (30) gemäß der Bindung (34) rechtwinklig zueinander verwebt sind.
4. Bauteil (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindung (34) eine Leinwandbindung ist.
5. Bauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spread-Tow-Gewebe (28) wenigstens einen Lückenpunkt (40) aufweist und die Wandung (16) wenigstens ein Deckmittel (44) enthält, das wenigstens einen jeweiligen der Lückenpunkte (40) überdeckt.
6. Bauteil (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Lückenpunkte (40) ein Kreuzungspunktjeweiliger Seitenränder (42) zweier sich kreuzender Bänder (30) ist.
7. Bauteil (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckmittel (44) wenigstens zwei der Lückenpunkte (40) der ersten Lage (20a) gemeinsam überdeckt.
8. Bauteil (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckmittel (44) ein weiteres Prepreg-Material (22) ist.
9. Bauteil (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Prepreg-Material (22) ebenfalls ein Spread-Tow-Gewebe (28) enthält.
10. Bauteil (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckmittel (44) eine die erste Lage (20a) vollständig überdeckende weitere Lage (20b) des weiteren Prepreg-Materials (22) ist.
11. Bauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (16) eine Leckage (L) von Luft zwischen Innenraum (10) und Außenraum (18) von höchstens 3 l/min/m2 bei einer Druckdifferenz von 40 mbar aufweist.
12. Bauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Harzzusammensetzung (26) eine solche für ein Prepregharz ist, umfassend:
- ein Phosphor-modifiziertes Epoxidharz,
- eine weitere Epoxidharz-Komponente,
- einen Härter,
- ein Imidazoliumsalz als Initiator, wobei die Harzzusammensetzung zur Beschleunigung der Härtung des Phosphormodifizierten Epoxidharzes einen Reaktivverdünner mit einem Anteil von 2 bis 5 Gewichtsprozent umfasst.
13. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (2) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei dem in wenigstens der ersten Lage (20a) als Gewebe (24a) das Spread- Tow-Gewebe (28) in die Wandung (16) integriert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13 in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Lückenpunkte (40) mit dem Deckmittel (44) überdeckt wird, wobei das Deckmittel (44) in die Wandung (16) integriert wird.
15. Verwendung eines Spread-Tow-Gewebes (28) in einem Bauteil (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und / oder in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110001086A1 (en) * 2006-05-02 2011-01-06 Goodrich Corporation Methods of making nanoreinforced carbon fiber and components comprising nanoreinforced carbon fiber
DE102012013289A1 (de) 2011-07-06 2013-01-10 Diehl Aircabin Gmbh Herstellungsverfahren für ein Rohr, Rohr und Anordnung zur Herstellung des Rohrs
DE102016007157A1 (de) * 2016-06-10 2017-12-14 Diehl Aircabin Gmbh Führungsrohr und Herstellungsverfahren
DE102016013115A1 (de) 2016-11-03 2018-05-03 Diehl Aircabin Gmbh Herstellungsverfahren für ein Luftführungsrohr eines Luftfahrzeugs
DE102017009661A1 (de) * 2017-08-14 2019-02-14 Diehl Aviation Laupheim Gmbh Harzzusammensetzung, Prepregmaterial und Verfahren zur Herstellung einer Harzzusammensetzung
EP4079499A1 (de) * 2019-12-19 2022-10-26 Kurashiki Boseki Kabushiki Kaisha Faserverstärkter hohler harzforkörper und verfahren zur herstellung davon

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110001086A1 (en) * 2006-05-02 2011-01-06 Goodrich Corporation Methods of making nanoreinforced carbon fiber and components comprising nanoreinforced carbon fiber
DE102012013289A1 (de) 2011-07-06 2013-01-10 Diehl Aircabin Gmbh Herstellungsverfahren für ein Rohr, Rohr und Anordnung zur Herstellung des Rohrs
DE102016007157A1 (de) * 2016-06-10 2017-12-14 Diehl Aircabin Gmbh Führungsrohr und Herstellungsverfahren
DE102016013115A1 (de) 2016-11-03 2018-05-03 Diehl Aircabin Gmbh Herstellungsverfahren für ein Luftführungsrohr eines Luftfahrzeugs
DE102017009661A1 (de) * 2017-08-14 2019-02-14 Diehl Aviation Laupheim Gmbh Harzzusammensetzung, Prepregmaterial und Verfahren zur Herstellung einer Harzzusammensetzung
WO2019034280A1 (de) 2017-08-14 2019-02-21 Diehl Aviation Laupheim Gmbh Harzzusammensetzung, prepregmaterial, verbundbauteil, und verfahren zur herstellung des verbundbauteils einer harzzusammensetzung
EP4079499A1 (de) * 2019-12-19 2022-10-26 Kurashiki Boseki Kabushiki Kaisha Faserverstärkter hohler harzforkörper und verfahren zur herstellung davon

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