DE1923444A1

DE1923444A1 - Honigwabenfoermiger Konstruktionsteil und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1923444A1
Application number: DE19691923444
Authority: DE
Inventors: Noble Robert George
Original assignee: Hexcel Corp
Current assignee: Hexcel Corp
Priority date: 1968-07-25
Filing date: 1969-05-08
Publication date: 1970-01-29
Also published as: US3598676A; BE734397A; FR2015476A1

Description

Hexcel Corporation - ß, Hai I969

X1711 Dublin Boulevard
Dublin, Californien / U.3.A.

Honigwabenförmiger Konstruktionsteil und Verfahren zu seiner Herstellung.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines honigwabenförmigen Konstruktionsteila, das wenigstens teilweise aus einem Gexvebe besteht, dessen Kette und Schuß schräg au den Längsachsen der honigwabenfb*rmigen Zellen verlaufen,wobei die Seilenachsen senkrecht zur Mittelebene des KonstruktIonsteils verlaufen.

Honigwabenförmlge* durch Gewebe Verstärkte, Konstrukticnsteile sind an sich bekannt (U.S.Patent 3 321 3555· Die Erfindung soll · das dort offenbarte Herstellungsvei'fahren verbessern, und zwar soll die Erfindung besonders die Menge des beim Herstellen des Konstruktionsteils anfallenden Abfallmaterials verringern und das Abtrennen von überflüssigem Material vom Konstruktionsteil überflüssig machen, sowie eine größere Anpassung an die Qröße der Konstruktionsteile bei gegebener Bahnbreite des Gewebes zu erreichen.

Geinäii dem obengenannten U. 3. Patent wurden honigwabenförmige Konstruktionsteile hergestellt, indem man (A) eine durch Gewebe verstärkte Ilaterialbahn in gleichen Abständen schräg durchschnitt und so eine Vielzahl von Abschnitten gleicher Rautenforin herstellte, in denen Kette und oohuß des Gewebes schräg zu zwei Seiten der Raute verliefen, (B) dann die rautenförmigen Abschnitte mit VJellungen versah, die rechtwinklig zu den schrägen 3eiten der Raute verliefen, um Halbzellen zu bilden, in denen Kette und Schuß des Gewebes schräg au den Längsachsen der Halbzellen verliefen, (u) daah sn.>ir,'O.re dieser gewellten Rauten übereinanderstape""e, (D) diese gestapelten Rauten dann entlang einander

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paralleler Kanten unter solcher Versetzung miteinander ver.band, daß eine Vielzahl honigwabenartiger Zellen entstand, in denen Kette .und Schuß des Gewbes schritt su den Längsachsen der Zellen verliefen, und (E) dann in honi^wabenartige Gebilde, senkrecht zu den Längsachsen der Zellen liegende Ebenen aufschnitt, -so daß honigwabenfSrmige Konstruktionsteile entstanden. Da ein solcher Konstruktionsteil schräge statt rechtr.-r'.nklige Ecken hatte mußte man die Ecken zurechtschneiden und die abgeschnittenen dreieckigen Stücke als Abfall entfernen.

Zusätzlich zu den Nachteilen des Zurechtschneidens und des entstehenden Abfalls hatte das bekannte Verfahren den v/eiteren Nach« teil, daß eine Abmessung des honigwabenförmigen Konstruktionsteils abhing von der Breite der Katerialbahn, von der die rautenförmigen Abschnitte abgeschnitten worden varen, Wenn zum Beispiel die rautenförmigen Abschnitte in einem *\'inlcel A su den Längskanten der J-Iaterialbahn abgeschnitten -;urden, hatten die schrägen Seiten der Abschnitte eine Länge von Xl , wenn Zl die

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Breite der Materialbahn ist. Die Lunge der anderen beiden Selten der rautenförmigen Abschnitte konnte man variieren, indem man den Abstand der schrägen Schnitte voneinander quer stir iiaterialbalm änderte; aber die Länge der schrägen Seiten war injmer von dem Winkel abhängig, mit dem die Ilaterialbahn durchschnitten wurde. Andere Längen konnte man nur erreichen, wenn man den Winkel der schrägen Schnitte ändert^, wodurch sich aber die Ausrichtung des Gewebes zu den honigwabenartigen Zellen änderte, oder aber dadurch, daß man Materialbahnen verschiedener Breite benutzte.

Die Erfindung bezweckt, das Entstehen und das Entfernen von Ab-

fallmaterial bei der Piers teilung honißwabenförmiger Konstruktionsteile zu vermeiden und dabei zu erreichen, daß aus der gleiehen Bahn eines durch Gewebe verstärkten Materials honigwabenförmige konstruktionsteile beliebiger Größe hergestellt werden können.

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Das erfindun_o3gcm*.Ue Verfahren zur Herstellung eines honigwabenförraigün Kens truktion.ste ils ist dadurch gekennzeichnet, daß aus einem dünnen, r^chgisbigen, wenigstens teilweise mit Geweoe verstärktem Haterinl eine Vielzahl von nichtrechteckigen parallelo-,-,raunnformigen Abschnitten gebildet wird, von denen zwei Seiten parallel zueinander und zu Kette oder Schuß des Gewebes liejgen, während die anderen beiden Seiten bei den Abschnitten gleichen Abstand voneinander haben und parallel zueinander und schräg zu Kette und Schuß verlaufen, und daß die erstgenannten beiden Seiten der parallelogrammförmigen Abschnitte miteinander derart verbunden werden, daß eine Bahn gebildet wird, deren Breite gleich dem gegenseitigen Abstand der anderen beiden leiten ist, und dez-en Länge ungefähr gleich der Gesamtlänge aller erstgenannten miteinander verbundenen Seiten ist, während die anderen beiden Seiten der Bah:: von Seitenkanten des Abschnitts gebildet werden, und daß von der Bahn eine Vielzahl gleicher rechteckiger Unterabschnitte derart abgeschnitten werden, deß zwei ,Seiten ^edes rechteckigen Unterabschnitts rechtwinklig zu den Seitenksnten der Bahn verlaufen, worauf eine Vielsa^l der rechteckigen Unterabschnitte su einem Stapel mit solcher gegenseitiger Versetzung übercinanJergelegt und entlang einander paralleler Linien miteinander verbunden werden, daß eine Vielzahl von Zellen r/.it LMn-"--achsen entsteht, die parallel zueinander und rechtwinklig -u zwei Seiten der übereinandergelegten Unterabschnitte verlaufen,

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert:

Fig. 1 zeigt einen gewebeverstärkten, honigwabenförmigen Konstruktionsteil nach der bisher bekannten Herstellungsart;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt in einer senkrechten Ebene su den Längsachsen der honigwabenförmigen Zellen eines Konstruktionsnach Fig. 1;

Fig. J zeigt schaubildlich die Verfahrensstufen des erfindungs gemäßen Verfahrens;

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Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäß hergestellten Konsfcruktionsteil;

Fig. 5 sei^t sah?ucildlich, wie Klebelinien auf den Konstruktionstell nach Fi£. 4 aufgedruckt werden und wie die bedruckte Materialbhan in rechteckige Abschnitte zerschnitten w3ruj

Fi £. 6 zeigt einen stapel übereinander^eletter· rechteckiger Abschnitte nach Fi£> 5, die miteinander verklebt sind;

tft&. Ca zei^t den Stapel der Abschnitte nach Fig. 6 auseinandergezogen, wodurch honig-.-isbenförmige Zellen entstehen!

Fifc,. 7 -eigt, wie die Materialabahn nach Fig. 2 mit Wellungen versehen :-;ird und v.-ir; der gewellte Katerlßlstrelfen in rechtvrinklit;e Abschnitte verschnitten wird, die dann su einem Stapel miteinander verklebt werden.

Fig.l zeigt einen hcnibwabenförmigen Konstruktionsteil B, der üurch ein Gev;ebe vorstärkt ist und von gewellten rautenförmigen Abschnitten gebildet wird, in denen Kette und Schuß des Verstärkuri£,sgewebes schräg zu den Schneidkanten der Raute liegen. Die Teilungen verlaufen rechtwinklig zur Schneidkante der Raute', so da!3 also die Achsen der honig^'/abenförmigen Zellen schräg zu Kette und Schuß'des verstärkten Gewebes verlaufen.

Die rautenförmigen Abschnitte werden zu einem Stapel übereinander= gelegt und entlang versetzter Linien miteinander verklebt«, Auf diese V'eise entsteht der honigwabenförinibe Konstruktionsteil Bf Der Abstand zwischen den Schnittkanten des Konstruktionsteils B kann verändert Kerlen, indem man den Abstand der .Schnitte ändert! ab-er die Länge L der ,Schnittkanten liegt fest und hat einen '..'crt von Xl _} wobei X die Breite der Haterlalbahn ist_fl von

sin A
der die rautenförmigen Abschnitte abgeschnitten sind, und wobei

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A der Winkel der Schnittkanten zur Längskante der Materialbahn iet.

Fig. 5 zeigt den honigwabenfönnigen Konstruktionsteil B gemäß Fig. 1, der in zwei Abschnitte Bl und B2 zerschnitten ist entlang einer Ebene senkrecht zu den honigwabenförmigen Zellenaohaen. Der abzutrennende Abfall zwecks quadratischer Formung der Ecken ist gleich W T, wobei W die Breite des Abschnittes ist, T die Dicke deiⁿitbSchnittes, und A der Eckenwinkel. Aus der Gleichung ergibt sich, daß die Menge des Abfalls sich im Quadrat mit der Breite W vergrößert und bei verhältnismäßig breiten Abschnitten, wie B2, sehr &roß ist.

Fig. 3 zeigt schaubildlich die Verfahrensstufen gemäß der Erfindung. Bei einer Materlalbhan Ml mit Verstärkungsgewebe verlaufen Kette und Schuß des Gewebes parallel zu den Seitenkanten der Materialbahn. Das Material kann Glasleinen sein, das mit einen Kunststoff o.dgl. imprägniert ist. Die Materialbahn Wl wird in eine Vielzahl Abschnitte 31-36 gleicher, nicht paralltlogrammförmiger Form geschnitten, indem man die Materialbahn in gleichen Abständen in einem Winkel A zu den Seitenk&nten der Materialbahnä zerschneidet. Bei dem Beispiel jη Pig. 1 beträgt der Winkel A 4·5°, aber des· Winkel kann zv/isehen 2o° bis 6o° variieren.

Die parallelogrammförniigen Abschnitte werden dann um einen Winkel A gedreht * und ihre nicht geschnittenen Planten werden, übereinandergelegfc und miteinander verklebt, so daß eine zweite Bahn V/2 entsteht, in der Kette und Schuß des Verstärkungsgewebes im Winkel A schräg zu den Seitenk&nten der Materialbahn liegen· Der Abschnitt Sk- ist bei der Drehung um den Winkel A dargestellt, und die Abschnitte S5 und 86 sind überlappt und miteinander verbunden dargestellt. Dann wird die Materialbahn ¥2 mit Heilungen versehen, die senkrecht zur Seitenkante der Materialbahn verlaufen, und in gleiche rechtwinklige Abschnitte Rl und R2 zerschnitten, die die gewünschte Länge L haben, Die Breite l." ier rechtwinkligen Ab-

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schnitte Rl, R2 ist hier gleich der Breite der Bahn W2, deren Breite ihrerseits abhängt von dem Abstand der schrägen Schnitte _; durch die Bahn Wl und von dem Sehnittwinkel Ä. Die rechtwinkligen Abschnitte Rl, R2 sind so zugeschnitten, daß die WelluBgen zweier benachbarter Abschnitte versetzt zueinander liegen, so' daß die Wellungen zusammenlaufen und honigwabenförmige Zellen bilden, wenn die rechtwinkligen Abschnitte zu einem Stapel Übereinandergelegt und miteinander verbunden v/erden zwecks Herstellung eines honigwabenförmigen Konstruktionsteils mit der gewünschten Dicke T.

Normalerweise liegen die miteinander verbundenen Kanten der pa* ralBlogrammförmigen Abschnitte in jedem rechtwinkligen Abschnitt an verschiedenen Stellen, so daß die verbundenen Kanten unregelmäßig über den honigwabenförmigen Konstruktionsteil verteilt sind. Diese unregelmäßige Verteilung der miteinender verbundenen Kanten ist aber günstig, wenn die Länge L der rechteckigen Abschnitte ein ganzes Vielfaches der Länge der parallelogrammförmigen Abschnitte ist, aus denen die Materialbahn W2 besteht.

Bie Fig. 4 zeigt, wie eine breitere Bahn W^ aus der gleichen Bahn Wl hergestellt werden kann unt@i* Benutzung des gleichen Schnittwinkels A, indem man den Abstand Z zwischen den schrägen Schnitten verändert. Die Breite X2 der Bahn Wl 1st = Z . sin A, und der Abstand Z der schrägen Schnitte = X2 - . Die Breite

sin A

X2 ist ganz unabhängig von der Breite Xl und kann auf jeden gewünschten Wert innerhalb vernünftiger Grenzen gewählt werden, In-* dem man den Abstand Z zwischen den schrägen Schnitten verändert« Die Länge der geschnittenen Seite Y des Parallelogramms Ist gleich Xl , und die Länge der Materialbahn W^ ist-gleich N Xl , ΙϊηΊΓ sin A

wobei U die Anzahl der parÄllelogrammfb*rmigen Abschnitte in der Mateüialbahn ist.

Die Fig* 5 zeigt eine Vorrichtung suni Aufdrucken paralleler KIe-

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bellnisn auf die-Materialbahn W^, und wie die Materialbahn in rechtwinklige Aösohnitte zerschnitten wird,- die dann übereinandergestapelt werden, und, wie in Fig. 6 ges-eigt ist, in it einander verklebt werden. Wenn der Klebstoff gehärtet* ist, wird das Ganze auseinandergezogen und bildet einen honigwabenförmigen Abschnitt, wie in Fig. 6a gezeigt. Die Vorrichtung nach Fig. 5 ist nicht Gegenstand dieser Erfindung. Die Fig. 5* 6 und 6a entsprechen den Fig. 1, ΐ und 2a des U.S.Patentes 2 933 64o, mit Ausnahme, daß die Materialbahn Wj5 eine durch Gewebe verstärkte Materialbahn ist. Die Materialbhan vr$ läuft über eine Kleberolle 15» die mit Abstand parallele Klebelinien £1 e.uf eine Oberfläche der Materialbahn aufdruckt. Wie in den Fi^. 6 und 6a gezeigt, ist der Abstand zwischen cien Klet-elinien 21 etwa dreimal so groß wie die Breite der Klebelinien. Dann v;ird die Materialbahn in rechtwinklige Abschnitte zerschnitten, und zwar mittels einer Schn4idrolle 23j itfobei der Abstand der Klebelinien in den einzelnen rechteckigen Abschnitten versetzt liegt. Dann werden die gestapelten rechteckigen Abschnitte wie in Fig. 6 gezeigt miteinander verklebt und auseinandergebogen und bilden se einen honigwabenförmigen Abschnitt wie in Fi j. 6a gezeigt. Es gibt auch andere Arten des Bedrückens, des Sehnt!Jens und des übereinanderlegens von

so

Kateriaistreifen, und die Erfindung in dieser Hinsicht -&-\ s-u keine spezielle Verfahrensprt begrenzt sein.

Fig. 7 zt-igt sch?.ubildlich, VJie ein Kcteri-^istreifen \<Z nach Fig. Z- rait Viellungen versehen wird und dann in rechteckige Abschnitte zerschnitten wird, und wie die rechteckigen-Abschnitte zu einem Stapel miteinander verbunden werden. Die Haterialbahn W2 läuft zwischen Rollen 4o und-42,- die den Kateriaistreifen zu halbzellenförmigen I-iustern wellen« Eine !Heberolle 44, die den Klebestoff aui einem Behälter 46 mittels einer Rolle 48 aufnimmt, bringt den Klebestoff unten an den .Teilungen auf. Der gesellte Mate'rialstreifen wird in rechtwinklige Abschnitte zerschnitten, und swar durch einen Formatschneider, einen rotierenden Schneider oder durch andere Art von Seli&Sitiern 5o und 52. Die rechteckigen

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Abschnitte τ/erden dann in einem Behälter 5^ Über einanderge legt und honigwabenartig miteinander verbunden. Ein ähnliches Vorgehen ist auch in den U. S. Patenten 3 .321 355 und 3 356 555 .gezeigt..

Die Verfahrensstufen können auch mittels anderer Vorrichtungen oder auch von Hand verwirklicht werden, und die vorgehend beschriebenen Vorrichtungen sollen nur ein Beispiel zeigen. * ■

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Claims

1.) Honigwabenförmiges Konstruktionsteil,- das aus einer Vielzahl dünner, wenigstens teilweise aus einem Gewebe bestehenden Ab-• schnitte besteht, die Übereinandergelegt miteinander so verbunden sind, daß sie eine Vielzahl nebeneinanderliesende Zellen mit im wesentlichen parallelen Längsachsen bilden, in denen Kette und Schuß des Gewebes senkrecht zueinander und schräg zu den Längsachsen der Zellen verlaufen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens einer der Abschnitte aus einer Vielzahl von in einer Reihe liegenden Unterabschnitten besteht, die an ihren Kanten miteinander verbunden sind.

2. IConstruktionsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte Reehteckform haben, wobei die Längsachsen der Zellen rechtwinklig zu zwei Saiten des Rechtecks verlaufen.

3. IConstruktionsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß' Kette und Schuß des Gewebes um etwa 45° schräg zu den Längsachsen der Zellen vedaufen.

4. IConstruktionsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen Kanten der Unterabschnitte um etwa 45° schräg zu den Längsachsen der Zellen verlaufen,

5. Konstruktionsteil nach Anspruch 4* dadurch gekennzeichnet, daß die zu einem Abschnitt miteinander verbundenen Kanten aller Unterabschnitte um etwa 45° schräg zu den Längsachsen der Zellen verlaufen und in Jedem zusammengesetzten Abschnitt verschiedene liegen»

6. IConstruktionsteil nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterabsöhnitte sich Überlappen, an ihr ren überlappenden Kanten miteinander verbunden sind und so eine Bahn mit parallelen Seitenkanten bilden, wobei Kette und Schuß etwa rechtwinklig zueinander und schräg zu den Seitenkanten der Bahn verlaufen,

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7. Konstruktionsteil nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe mit einem Kunststoff imprägniert ist. und die¹ miteinander verbundenen Kanten der Unterabschnitte sich Überlappen und verschweißt sind.

8. Verfahren zur Herstellung eines honigwabenfö'rmigen Konstruktionsteils nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem dünnen, nachgiebigen, wenigstens teilweise mit Gewebe verstärktem Material eine Vielzahl von nichtrechteckigen parallelogramrnförmlgen Abschnitten gebildet wird, von denen zwei Seiten parallel zueinander und zn Kette oder Schuß des Gewebes liegen, während die anderen beiden Selten pei den Abschnitten gleichen Abstand voneinander haben und parallel zueinander und schräg zu. Kette und Schuß verlaufen, und daß die erstgenannten beiden Selten der parallelogrammfBrmigen Abschnitte miteinander derart verbunden werden, daß eine Bahn gebildet wird, deren Breite gleich dem gegenseitigen Abstand der anderen beiden Seiten ist, und deren Länge ungefähr gleich der Gesamtlänge aller erstgenannten miteinander verbundenen Seiten ist, während die anderen beiden Seiten der Bahn von Seitenkanten des Abschnitts gebildet werden, und daS von der Bahn eine Vielzahl gleicher reehteoker Unterabschnitte derart abgeschnitten werden, daß zwei Seiten jedes rechteckigen Unterabschnitts rechtwinklig zu den Seitenkanten der Bahn verlaufen, worauf eine Vielzahl der rechteckigen Unterabschnitte zu einem Stapel mit solcher gegenseitiger Versetzung übereln-« andergelegt und entlang einander paralleler Linien miteinander verbunden werden, daß eine Vielzahl von Zellen mit Längsachsen entsteht, die parallel zu-einander und rechtwinklig zu zwei Seiten der Überelnandergelegten Unterabschnitte verlaufen.

9. Verfahren nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkanten der Bahn parallel zn Kette oder Schuß des Gewebes verlaufen, und daß die parallelogrammförrnlgen Abschnitte da-

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durch, hergestellt werden, ■ daß die Bahn mit einem Winkel von 45° zu den Seitenkanten durchschnitten wird, wobei der Abstand zwischen lüv^ei Schnitten etwa gleich X2 - ist, und X2

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gleich der gewünschten Breite der durch Verbindung zweier Seiten der parallelogrammförmigen Unterabschnitte gebildeten Bahn ist*

lo.Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der gebildeten Bahn etwa gleich NXl ist, wobei

sin 45°

N die Anzahl der parallelogrammförmigen Abschnitte ist, und Xl die Breite der Bahn, von dem die parailelogrammförmigen Abschnitte abgeschnitten sind.

11.Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Kette und Schuß des Gewebes um 45° schräg zu zwei Seiten der parallelogrammförmigon Abschnitte verlaufen, so daß ein honigwabenförmiger Konstrliktionsteil entsteht, bei dem Kette und Schuß um 45° ächräg zu den Längsachsen der Zellen verlaufen.

12.Verfahren naoh Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor Abschneiden der rechteckigen Abschnitte die Materialbahn mit In Abstand liegenden Wellungen versehen wird, die Haibzelj-en des honigwabenförmlgen Konstruktionsteils bilden und senkrecht zu den Seitenkanten der Materialbahn verlaufen, und daß die -mit Wellungen versehene Materialbahn In gleiche rechteckige Unterabschnitte zerschnitten wird, deren Viellungen zueinander versetzt liegen.

13·Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor Ausschneiden der rechteckigen. Abschnitte mit Abstand Klebelinien auf die föaterialbahn aufgebracht werden, so daß rechtwinklig zu den Seitenkanten der Materialbahn verlaufende Halbzellen des honigwabenförmlgen Konstruktiansteils gebildet werden und daß die Klebeli/nten auf den rechteckigen Abschnitten gegeneinander versetzt liegen,

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Verfahren nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß der Lonik'wabeni'örmige Konstruktionsteil entlang einer Ebene senkrecht zu den Längsachsen der Zellen zwecks Bildung eines gleichen kleineren Konstruktionsteils zerschnitten v;ird.

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