DE102007026296A1 - Wabenkern, insbesondere für ein Sandwichbauteil, aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Wabenkernteilen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wabenkern (10), insbesondere für ein Sandwichbauteil, der aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Wabenteilen (12, 14) besteht. Zur Gewichtseinsparung sind jeweils zwei Wabenkernteile (12, 14) an einander zugewandten Rändern (16, 22) mittels einer Wabenkernverzahnung (24) zusammengefügt.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wabenkern, der aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Wabenkernteilen besteht, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wabenkernes.
- Sogenannte Wabenkerne, auch Wabeneinlagen genannt, sind ein wesentlicher Bestandteil von Sandwichbauteilen, z. B. Sandwichplatten. Sandwichplatten, die aus einem mit dünnwandigen Beplankungen versehenen Wabenkern bestehen, zeichnen sich durch eine hohe Steifigkeit und Biegefestigkeit bei geringem Gewicht aus. Aufgrund dieser Eigenschaften werden Sandwichplatten in vielen Bereichen der Technik eingesetzt, beispielsweise im Flugzeugbau, Fahrzeugbau, in der Raumfahrt und im Bauwesen. Besondere Bedeutung haben Sandwichplatten z. B. für die Innenausstattung von Flugzeugen. So bestehen in heutigen Verkehrsflugzeugen etwa die Wände der zumeist als Überkopfgepäckfächer ausgebildeten Gepäckablagesysteme in der Passagierkabine eines Flugzuges aus Sandwichplatten, in denen zwischen zwei Deckplatten aus glasfaser- und/oder kohlefaserverstärkten, mit Kunstharz imprägnierten Verbundlaminaten ein Wabenkern aus mit Kunstharz imprägnierten Papierwaben angeordnet ist. Derartig ausgeführte Sandwichplatten oder Sandwichbauteile sind sehr leicht und dennoch stabil. Im Rahmen des Strebens nach einer allgemeinen Gewichtsreduzierung von Flugzeugen besteht aber auch hinsichtlich solcher Sandwichbauteile der Wunsch, diese noch leichtgewichtiger als bisher auszuführen, ohne dabei ihre Stabilität im praktischen Einsatz zu verschlechtern.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für diese Problemstellung eine Lösung anzugeben.
- Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe ausgehend von einem Wabenkern, der aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Wabenkernteilen besteht, dadurch gelöst, dass jeweils zwei Wabenkernteile an einander zugewandten Rändern mittels einer Wabenkernverzahnung zusammengefügt bzw. zusammengesteckt sind. Jeweils zwei solchermaßen zusammengesteckte Wabenkernteile bilden demnach an ihren zusammengefügten Rändern eine Verbindung, die aufgrund der Verzahnung zu einer schubfesten Verbindung der beiden Wabenkernteile führt, ohne dass die beiden Wabenkernteile an ihrer Verbindungsstelle, auch als Stoßstelle bezeichnet, wie bisher üblich miteinander verklebt sein müssen. Bereits durch diesen Verzicht auf Klebstoff an der Verbindungsstelle wird eine deutliche Gewichtseinsparung des mit einem erfindungsgemäßen Wabenkern versehenen Sandwichbauteils erreicht. Falls gewünscht, kann ein erfindungsgemäßer Wabenkern an der oder den Verbindungsstellen zwischen Wabenkernteile(n) zusätzlich mit einer dünnen Klebstoffschicht, die viel dünner als bisher übliche Klebstofffugen ist, gesichert werden, jedoch ist dies zur Erzielung einer schubfesten Verbindung der Wabenkernteile untereinander nicht erforderlich. Vorzugsweise ist die Wabenkernverzahnung als hinterschnittene Formschlussverbindung ausgebildet. Mit dem Begriff "hinterschnitten" bzw. "Hinterschneidung" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Hinterschneidung im Bereich der seitlichen Flanken der Wabenkernverzahnung gemeint, d. h. die Hinterschneidung ist so ausgeführt, dass zwei in einer Ebene zusammengefügte Wabenkernteile sich durch eine in dieser Ebene auftretende Zugbelastung nicht voneinander lösen, weil der durch die Hinterschneidung erzeugte Formschluss zwischen den beiden Wabenkernteilen dies verhindert.
- Bei großflächigen Sandwichbauteilen ermöglicht es die Erfindung zudem, deren Gewicht deutlich zu reduzieren, indem Wabenkernteile mit voneinander verschiedener Dichte verwendet werden. Beispielsweise können in solchen Bereichen eines Sandwichbauteils, in denen die Festigkeitsanforderungen geringer als in anderen Bereichen sind, Wabenkernteile mit geringerer Dichte und dementsprechend geringerer Zugfestigkeit bzw. Druckfestigkeit zum Einsatz kommen, ohne dass dies nachteilige Auswirkungen auf die praxisrelevante Stabilität des Gesamtbauteils hat. Wabenkerne, die aus mehreren Wabenkernteilen mit unterschiedlichem Flächengewicht bestehen, kombinieren also den Vorteil des Wegfalls einer Klebstofffuge zwischen den Wabenkernteilen mit dem Vorteil einer belastungsabhängig optimal gewählten Wabenkernteilausführung und ermöglichen es somit, insbesondere große Sandwichbauteile deutlich leichtgewichtiger als bisher auszuführen.
- Erfindungsgemäß sind die Wabenkernteile, wie bei Sandwichbauteilen allgemein üblich, im Wesentlichen flächig, d. h. ihre Höhe ist im Verhältnis zu ihrer Länge und Breite gering. Vorzugsweise bestehen die Wabenkernteile aus kunstharzimprägnierten Papierwaben, die mit Aramidfasern verstärkt sein können. Die Papierwaben haben vorzugsweise einen rechteckigen oder sechseckigen Querschnitt, andere Wabenquerschnitte sind jedoch möglich.
- Bei bevorzugten Ausführungsformen erfindungsgemäßer Wabenkerne besteht die Wabenkernverzahnung aus Vorsprüngen und den Vorsprüngen zugeordneten korrespondierenden Ausnehmungen. Jedem Vorsprung am Rand eines Wabenkernteiles ist demnach eine korrespondierende Ausnehmung am zugewandten Rand des anderen Wabenkernteiles zugeordnet. Das sich so ergebende Profil projiziert die Verbindungsstelle zwischen zwei Wabenkernteilen auf eine Fläche, so dass jegliche Belastung in der Ebene des Wabenkerns auf einen Verbindungsbereich verteilt wird. Die Stoßkante zwischen zwei miteinander verbundenen Wabenkernteilen wirkt deshalb nicht mehr als Sollbruchstelle wie im Stand der Technik, bei dem die Verbindungsstelle zwischen zwei Wabenkernteilen eine gerade Linie bildet. Durch das geschwungene Profil der Stoßkante erfindungsgemäß miteinander verbundener Wabenkernteile tritt keine gerade Rissfortpflanzung mehr auf, sondern die Rissfortpflanzung ist lokal begrenzt. Die Festigkeit an der Verbindungsstelle, d. h. die zulässigen Spannungen, ist deshalb erfindungsgemäß nur geringfügig niedriger als die Festigkeit der jeweils ungestörten Bereiche der Wabenkernteile selbst.
- Gemäß einer Ausführungsform sind die Vorsprünge am Rand des einen Wabenkernteiles und die korrespondierenden Ausnehmungen am zugewandten Rand des anderen Wabenkernteiles angeordnet. Bei besonders bevorzugten Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Wabenkerne bestehen die einander zugewandten Ränder der Wabenkernteile zumindest abschnittsweise aus unmittelbar aufeinander folgenden, alternierend angeordneten Vorsprüngen und Ausnehmungen, die mit den Vorsprüngen des gegenüberliegenden Randes korrespondieren. Die Verbindungsstelle zwischen zwei Wabenkernteilen bekommt damit zumindest abschnittsweise ein wellenförmiges Profil, welches zu einer vorteilhaften, sehr gleichmäßigen Verteilung von Belastungen im Verbindungsbereich führt. Am bevorzugtesten ist die gesamte Wabenkernverzahnung wie zuvor beschrieben ausgestaltet.
- Unabhängig von der genauen Anordnung und Form der Vorsprünge sind vorteilhaft an wenigstens einem der beiden zu verbindenden Ränder die Vorsprünge zumindest lokal geringfügig größer als die korrespondierenden Ausnehmungen. Beim Zusammenfügen solcher mit zumindest lokalem Übermaß ausgeführter Vorsprünge kommt es im Bereich der Stoßkante zu einer Materialstauchung des weniger steifen Fügepartners (bei gleich steifen Fügepartnern verteilt sich die Stauchung auf beide Fügepartner) und einem Rückfederungseffekt nach dem Zusammenfügvorgang, wodurch im Bereich der Stoßfuge ein zusätzlicher Verzahnungseffekt auftritt und die Stoßfuge sicher mit Wabenstegen gefüllt ist. Ein Übermaß, das gegebenenfalls auch nur lokal vorhanden sein kann, wenigstens eines der beiden Fügepartner sorgt demnach für ein entsprechendes Komprimieren des Wabenkernteilrandes beim Zusammenfügen der Wabenkernteile, wodurch die Anzahl der Wabenstege im kritischen Übergangsbe reich von einem Wabenkernteil zum nächsten erhöht wird. Dies führt zu einer lokalen Verstärkung im Bereich der Stoßfuge.
- Die Form der Vorsprünge und der damit korrespondierenden Ausnehmungen kann mannigfaltig sein, solange die beschriebene Verzahnung in der Ebene der miteinander zu verbindenden Wabenkernteile sichergestellt ist. Bei bevorzugten Ausgestaltungen sind die Vorsprünge zungenförmig. Kerben an der Verbindungsstelle der beiden zu verbindenden Wabenkernteilen sind zu vermeiden.
- Das zuvor erwähnte Übermaß kann ebenfalls auf verschiedene Art und Weise erreicht werden. Beispielsweise kann eine Ausnehmung im Bereich ihres Grundes kreislinienförmig sein, während die Kontur des dieser Ausnehmung zugeordneten Vorsprungs in diesem Bereich ein definiertes Übermaß aufweist, d. h. der zugeordnete Vorsprung ist zumindest abschnittsweise etwas größer als die Ausnehmung. Sind die Vorsprünge zungenförmig, dann weisen die zungenförmigen Vorsprünge vorzugsweise im Bereich ihrer Zungenspitze ein solches Übermaß bezüglich der korrespondierenden Ausnehmung auf. Das Übermaß eines Vorsprungs bezüglich der ihm zugeordneten Ausnehmung kann jedoch auch durch eine Formabweichung des Vorsprungs bezüglich der korrespondierenden Ausnehmung erzeugt werden. So kann beispielsweise die Zungenspitze eines zungenförmigen Vorsprungs etwas oval ausgebildet und einer Ausnehmung zugeordnet sein, deren Öffnung in diesem Bereich durch einen Kreislinienabschnitt begrenzt ist. Selbstverständlich kann ein formgleiches Übermaß des Vorsprungs auch mit einer gewissen Formabweichung bezüglich der korrespondierenden Ausnehmung kombiniert sein, d. h. ein Vorsprung kann bezüglich der ihm zugeordneten Ausnehmung sowohl ein gewisses formgleiches Übermaß als auch eine gewisse Formabweichung aufweisen.
- Die Festigkeit der Verbindungsstelle wird umso höher, je besser sich die beiden Wabenkernteile möglichst entlang ihrer gesamten Stoßfuge miteinander verzahnen und je weniger unausgefüllte Stellen die Stoßfuge hat. Vorzugsweise weisen deshalb einzelne oder alle Ausnehmungen an dem Rand, an dem einzelne oder alle Vorsprünge ein Übermaß aufweisen, ein Untermaß gegenüber dem korrespondierenden Vorsprung auf. Damit wird einerseits sichergestellt, dass die Stoßfuge überall gut ausgefüllt ist und die zu verbindenden Wabenkernteile sich entlang der gesamten Stoßfuge gut miteinander verzahnen, und andererseits ermöglicht eine solche Ausführung, dass beide zu verbindenden Ränder der Wabenkernteile mit dem gleichen Werkzeug oder, im Falle von CNC-gesteuerten Schneidwerkzeugen, mit den gleichen Programmen, geschnitten werden können.
- Die eingangs genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Wabenkernes, der aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Wabenkernteilen besteht, wobei das Verfahren die Schritte des Formens von Elementen an einem Rand eines ersten Wabenkernteiles und von Gegenelementen an einem dem Rand des ersten Wabenkernteiles zugewandten Rand eines zweiten Wabenkernteiles umfasst, derart, dass die Elemente und Gegenelemente unter Ausbildung einer Wabenkernverzahnung zusammenfügbar sind, und des Ineinanderfügens bzw. Ineinandersteckens der solchermaßen ausgebildeten Ränder der zwei Wabenkernteile zur Bildung des Wabenkernes. Die Elemente und Gegenelemente der wenigstens zwei Wabenkernteile können auf jede geeignete Art gebildet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Elemente und Gegenelemente durch Schneiden des jeweiligen Randes des Wabenkernteiles geformt, wobei das Schneiden vorzugsweise mittels Wasserstrahlschneiden erfolgt.
- Die Form der Elemente und Gegenelemente kann nahezu beliebig gewählt werden, solange sichergestellt ist, dass die zwei oder mehr Wabenkernteile sich nach dem Zusammenfügen bzw. -stecken ihrer Ränder miteinander verzahnen. Vorzugsweise wird die Verzahnung mit Hinterschneidungen versehen, d. h. die Wabenkernverzahnung weist Hinterschneidungen auf, mittels derer sich die beiden Wabenkernteile ineinander verhaken, so dass ein Auseinanderziehen zweier miteinander verbundener Wabenkernteile in der Teileebene verhindert ist. Vorzugsweise sind die Elemente zungenförmige Vorsprünge und die Gegenelemente sind zungenförmige Ausnehmungen, die zu den zungenförmigen Vorsprüngen korrespondierend ausgebildet werden. Die Hinterschneidungen werden vorzugsweise im Bereich der Flanken der Elemente und Gegenelemente ausgeführt.
- Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Ineinanderfügen der Wabenkernteile wenigstens einer der Fügepartner zumindest lokal geringfügig verformt, beispielsweise durch Komprimieren bzw. Stauchen. Dadurch ist im Bereich der Stoßfuge zwischen zwei Wabenkernteilen eine gute Verzahnung der beiden Wabenkernteilränder und eine einwandfreie Ausfüllung der Stoßfuge sichergestellt, was den mechanischen Verbund an der Verbindungsstelle stärkt.
- Der erfindungsgemäße Wabenkern und das Verfahren zu seiner Herstellung ermöglichen es insbesondere bei großflächigen Sandwichbauteilen, das Wabenkernmaterial in gering belasteten Bereichen dieser Bauteile, z. B. Bereichen ohne Biegebeanspruchung, durch Verwendung eines leichteren Wabenkernmaterials bezüglich des Gesamtgewichts zu optimieren. Auf eine konventionelle Verbindung der Wabenkerne mittels relativ dicker Klebstofffugen und das dadurch verursachte Mehrgewicht kann ebenfalls verzichtet werden. Insgesamt lässt sich dadurch eine beträchtliche Gewichtseinsparung ohne eine Verringerung der Gebrauchstüchtigkeit des Sandwichbauteils erreichen.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Figuren näher erläutert, in denen:
-
1 eine räumliche Ansicht zweier miteinander zu verbindender Wabenkernteile ist, deren einander zugewandte Ränder mit einer erfindungsgemäßen Wabenkernverzahnung versehen sind, -
2 eine Detailansicht der Verbindungsstelle der beiden Wabenkernteile aus1 in verbundenem Zustand zeigt, und -
3 eine Draufsicht ähnlich der2 ist, die den wellenförmigen Verlauf der Stoßfuge und die Verzahnung einzelner Wabenelemente im Bereich der Stoßfuge aufgrund eines geringen Übermaßes des einen Fügepartners zeigt. - In
1 ist ein allgemein mit10 bezeichneter Wabenkern für ein nicht weiter dargestelltes, plattenförmiges Sandwichbauteil gezeigt, der aus einem ersten Wabenkernteil12 und einem zweiten Wabenkernteil14 besteht. Die beiden Wabenkernteile12 ,14 sind selbst plattenförmige Teile und bestehend im gezeigten Ausführungsbeispiel aus mit Aramidfasern verstärkten, kunstharzimprägnierten Papierwaben, wobei jede Wabe einen sechseckigen Querschnitt hat (siehe hierzu auch3 ). - Die beiden Wabenkernteile
12 ,14 sollen zur Bildung eines großen Wabenkernes10 miteinander verbunden werden. Um insbesondere bei solchen großen Wabenkernen10 , die häufig nicht über ihre gesamte Fläche dieselbe Stabilität aufweisen müssen, Gewicht einsparen zu können, besteht im gezeigten Beispiel das erste Wabenkernteil12 aus einem Material, dessen Dichte größer als die Dichte des Materials ist, aus dem das zweite Wabenkernteil14 besteht. Genauer gesagt hat das Material des ersten Wabenkernteils12 eine Dichte von 48 kg/m3 und das Material des zweiten Wabenkernteils14 eine Dichte von 29 kg/m3. Üblicherweise hat eine geringere Dichte des zur Herstellung eines Wabenkernteils verwendeten Wabenmaterials auch eine geringere Festigkeit desselben zur Folge. Nach der Verbindung der Wabenkernteile12 ,14 zu einem Wabenkern10 wird der so erhaltene Wabenkern10 auf beiden Seiten mit einer Schicht aus einem Verbundlaminatmaterial beplankt, um eine Sandwichplatte zu bilden, aus der dann Bauteile beispielsweise für die Innenausstattung von Flugzeugen gefertigt werden können. Das zur Beplankung verwendete Verbundlaminat kann beispielsweise ein glasfaser- oder kohlefaserverstärktes, kunstharzimprägniertes Verbundlaminat sein. In der fertigen Sandwichplatte wirkt der Wabenkern10 als Schersteg und hält die beiden Schichten aus Verbundlaminat auf Abstand. - Zur Verbesserung der Festigkeit der Verbindungsstelle zwischen den beiden Wabenkernteilen
12 ,14 und zur weiteren Gewichtseinsparung sind die einander zugewandten Ränder der beiden Wabenkernteile12 ,14 nach Art eines Wellenprofils ausgebildet. So weist ein Rand16 des ersten Wabenkernteils12 eine Reihe von Vorsprüngen18 auf, die mit entsprechenden Ausnehmungen20 korrespondieren, die an einem gegenüberliegenden Rand22 des zweiten Wabenkernteils14 ausgebildet sind. Ferner weist der Rand16 abwechselnd mit den Vorsprüngen18 angeordnete Ausnehmungen20' auf, welche mit Vorsprüngen18' des Randes22 korrespondieren. Jeder Rand16 ,22 stellt sich daher zumindest abschnittsweise als Aufeinanderfolge von Vorsprüngen18 und Ausnehmungen20' bzw. Vorsprüngen18' und Ausnehmungen20 dar. - Damit die beiden Wabenkernteile
12 ,14 ohne eine Klebstofffuge dauerhaft miteinander verbunden werden können, sind im gezeigten Ausführungsbeispiel die Vorsprünge18 ,18' zungenförmig ausgebildet mit dazu korrespondierenden Ausnehmungen20 ,20' , so dass sich nach dem Zusammenfügen bzw. Ineinanderstecken der beiden Ränder16 ,22 eine Wabenkernverzahnung24 zwischen den beiden Wabenkernteilen12 ,14 ergibt, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als hinterschnittene Formschlussverbindung ausgeführt ist. Genauer ist jeder Vorsprung18 ,18' an seiner mit dem entsprechenden Wabenkernteil12 bzw.14 verbundenen Basis zunächst schmaler ausgeführt und geht dann in ein breiteres Kopfteil über, das an der Zungenspitze zusammenläuft. Auf diese Weise ergeben sich an der durch Aneinanderstoßen der beiden Ränder16 und22 gebildeten Stoßkante oder Stoßfuge eine Vielzahl von Hinterschneidungen im Bereich der Flanken der Vorsprünge18 ,18' , die den erwünschten Formschluss bewirken und verhindern, dass die beiden zusammengefügten Wabenkernteile12 ,14 durch eine in ihrer Ebene wirkende Zugbelastung voneinander getrennt werden können. Aufgrund dieser Wabenkernverzahnung24 kann ein Zusammenfügen der beiden Wabenkernteile12 ,14 ersichtlich nicht in ein und dersel ben Ebene erfolgen, sondern nur durch Ineinanderstecken der beiden Wabenkernteile12 ,14 ausgehend von einander überlagerten Ebenen, d. h. durch Einsetzen des Randes des einen Wabenkernteiles in das jeweils andere von oben bzw. unten, wie auch in1 dargestellt. -
2 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil der Wabenkernverzahnung24 aus1 in vergrößertem Maßstab und in verbundenem Zustand. Damit die Stoßfuge zwischen den beiden Rändern16 und22 vollständig mit Material der Wabenkernteile12 ,14 ausgefüllt ist und damit sich die einzelnen Waben im Bereich der Stoßfuge gut miteinander verhaken, sind die Vorsprünge18 des ersten Wabenkernteils12 mit einem gewissen Übermaß gegenüber den korrespondierenden Ausnehmungen20 des zweiten Wabenkernteils14 ausgebildet. Ferner sind die Ausnehmungen20' des ersten Wabenkernteils12 mit einem gewissen Untermaß bezüglich der korrespondierenden Vorsprünge18' des zweiten Wabenkernteils14 ausgebildet. Nimmt man den Radius der Ausnehmungen20 mit R an, dann beträgt der Radius der Vorsprünge18 im Bereich ihres Kopfes R + x, wohingegen der Radius der Ausnehmungen20' R – x beträgt. Das Über- bzw. Untermaß x wird in Abhängigkeit der Größe der Vorsprünge18 ,18' und Ausnehmungen20 ,20' und in Abhängigkeit der Eigenschaften des Materials gewählt, aus denen die Wabenkernteile12 ,14 bestehen, insbesondere in Abhängigkeit der Wabenzellweite. Auch braucht das Übermaß nicht gleich dem Untermaß zu sein, sondern beide Maße können unabhängig voneinander gewählt werden und auch Null sein. In dem in2 gezeigten Beispiel hat R + x den Wert 32 mm und R – x den Wert 28 mm, d. h. x = 2 mm. Der Abstand der Mittelpunkte zweier aufeinanderfolgender Vorsprünge18' , der dem Abstand der Mittelpunkte zweier aufeinanderfolgender Ausnehmungen20' entspricht, beträgt 2y. Der Abstand (in Längsrichtung der Wabenkernverzahnung24 ) zwischen dem Mittelpunkt einer Ausnehmung20' und dem Mittelpunkt eines darauf folgenden Vorsprungs18 beträgt y, wobei y im gezeigten Beispiel 50 mm ist. - Wie aus
2 zu ersehen, weist der Vorsprung18 nicht nur ein Übermaß bezüglich der korrespondierenden Ausnehmung20 auf, sondern auch eine gewisse Formabweichung. Während die Ausnehmung20 eine kreisförmige Gestalt hat, ist der Kopf des Vorsprungs18 leicht oval ausgeführt, um auf diese Weise im Bereich der Zungenspitze einen höheren Anpressdruck in der Stoßfuge zu realisieren. -
3 stellt eine Photographie zweier entsprechend2 miteinander verbundener Wabenkernteile12 ,14 dar. Aus3 ist gut ersichtlich, dass die unter Bezugnahme auf2 beschriebenen Maßnahmen dazu führen, dass sich die im Bereich der Stoßfuge angeordneten Waben regelrecht ineinander verkrallen und dass die Stoßfuge überall vollständig mit Wabenmaterial ausgefüllt ist. - Zwar haben im gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel die Vorsprünge eine zungenförmige Gestalt, es sind jedoch vielerlei andere Formen von Vorsprüngen und zugehöriger Ausnehmungen denkbar, mit denen das Ziel einer Wabenkernverzahnung und insbesondere einer hinterschnittenen Formschlussverbindung zwischen zwei Wabenkernteilen
12 ,14 ebenfalls erreicht werden kann. Vorteilhaft ist es, wenn die Wabenkernverzahnung24 Hinterschnitte dergestalt aufweist, dass die beiden Wabenkernteile12 ,14 sich durch eine in der Ebene des Wabenkerns10 erfolgende Zugbelastung nicht voneinander trennen lassen und dass keine Kerben entstehen.
Claims (21)
- Wabenkern (
10 ), insbesondere für ein Sandwichbauteil, bestehend aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Wabenkernteilen (12 ,14 ), dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Wabenkernteile (12 ,14 ) an einander zugewandten Rändern (16 ,22 ) mittels einer Wabenkernverzahnung (24 ) zusammengefügt sind. - Wabenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenkernteile (
12 ,14 ) im Wesentlichen flächig sind. - Wabenkern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenkernteile (
12 ,14 ) aus kunstharzimprägnierten Papierwaben bestehen. - Wabenkern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierwaben mit Aramidfasern verstärkt sind.
- Wabenkern nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierwaben einen rechteckigen oder sechseckigen Querschnitt aufweisen.
- Wabenkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der miteinander verbundenen Wabenkernteile (
12 ,14 ) eine voneinander verschiedene Dichte und/oder Steifigkeit aufweisen. - Wabenkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenkernverzahnung (
24 ) als hinterschnittene Formschlussverbindung ausgebildet ist. - Wabenkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenkernverzahnung (
24 ) aus Vorsprüngen (18 ,18' ) und den Vorsprüngen zugeordneten korrespondierenden Ausnehmungen (20 ,20' ) besteht. - Wabenkern nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (
18 ) am Rand (16 ) des einen Wabenkernteiles (12 ) und die korrespondierenden Ausnehmungen (20 ) am zugewandten Rand (22 ) des anderen Wabenkernteiles (14 ) angeordnet sind. - Wabenkern nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Ränder (
16 ,22 ) der Wabenkernteile (12 ,14 ) zumindest abschnittsweise aus unmittelbar aufeinander folgenden, alternierend angeordneten Vorsprüngen (18 ,18' ) und Ausnehmungen (20' ,20 ) bestehen, die mit den Vorsprüngen (18' ,18 ) des gegenüberliegenden Randes korrespondieren. - Wabenkern nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der beiden zu verbindenden Ränder (
16 ) die Vorsprünge (18 ) zumindest lokal geringfügig größer sind als die korrespondierenden Ausnehmungen (20 ). - Wabenkern nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne oder alle Vorsprünge (
18 ) im Bereich ihres freien Endes ein Übermaß gegenüber der korrespondierenden Ausnehmung (20 ) aufweisen. - Wabenkern nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne oder alle Ausnehmungen (
20' ) an dem Rand (16 ), an dem einzelne oder alle Vorsprünge (18 ) ein Übermaß aufweisen, ein Untermaß gegenüber dem korrespondierenden Vorsprung (18' ) aufweisen. - Wabenkern nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Übermaß des freien Endes eines Vorsprungs (
18 ) durch eine Formabweichung bezüglich der korrespondierenden Ausnehmung (20 ) erzeugt ist. - Wabenkern nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (
18 ,18' ) zungenförmig sind. - Verfahren zur Herstellung eines Wabenkernes (
10 ), insbesondere für ein Sandwichbauteil, der aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Wabenkernteilen (12 ,14 ) besteht, mit den Schritten: – Formen von Elementen an einem Rand eines ersten Wabenkernteiles und von Gegenelementen an einem dem Rand des ersten Wabenkernteiles zugewandten Rand eines zweiten Wabenkernteiles derart, dass die Elemente und Gegenelemente unter Ausbildung einer Wabenkernverzahnung zusammenfügbar sind, und – Ineinanderfügen der Ränder der zwei Wabenkernteile zur Bildung des Wabenkernes (10 ). - Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Formen der Elemente und Gegenelemente durch Schneiden des jeweiligen Randes des Wabenkernteiles erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass Schneiden mittels Wasserstrahlschneiden erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente zungenförmige Vorsprünge und die Gegenelemente zungenförmige Ausnehmungen sind, die zu den zungenförmigen Vorsprüngen korrespondierend ausgebildet werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Flanken der Elemente und Gegenelemente Hinterschneidungen ausgeführt werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ineinanderfügen der Wabenkernteile wenigstens einer der Fügepartner an seiner Stoßkante zumindest lokal geringfügig verformt, insbesondere komprimiert wird.
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