DE1602609A1 - Verfahren zur Herstellung eines Zellkernelementes und danach hergestelltes Zellkernelement - Google Patents

Description

• Yerf ahren zur H'erste,_11ung e i n e s. Z e 1 1 k e r ne 1 e m e n t e s u n d d a n a c h h e r g e s t e 1 1 t e s Z e 1 1 -g, e r n e 1,e m e n t Die Erfindung betrifft ein Zellkernelement, ,das zwischen den-Außenhäuten einer Sandwichplatte enge-ordnet Derartige Zellkerpelemente finden vor allem, -in der integrierenden Bauart zur Herstellung-plattenförmiger Bauteile im Flugzeug-, Wasserfahrzeug- und Behälterbau Verwendung: Sie dienen als Stützgerüst zwischen den beiden :Außenhäuten, mit denen sie durch Verkleben.oder Verschweißen verbunden sind: Es einci Zellkernelemente bekannt, die ans einer Vielzahl. von hohlen hexägonalen Prismen (Wabenkern) oder von hohlen auf Zwschenplatten.;angeordneten PyrAmideristümpfen bestehen. Die Basis- -bzw. Schnitt- -fläehen der Prismen oder:.Pyramdenstümpfe sind mit den Außenhäuten verklebt, Mit bekannten Zellkernelementen lassen sich ebene oder zylindrisch gekrümmte Sandwichplatten herstellen, wogegen solche mit einer Oberflächenkrümmung höherer-Ordnung, z.B. kalotten- oder bootsförmige feile nicht oder nur denn herstelllbar sind, wenn ihre Krümmung sehr flach ist; denn diese Zellkernelemente verhalten sich im Wesentlichen wie Blechtafeln, die jeweils nur in einer Richtung gekrümmt werden können.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leichte Anpassung des Zellkernehementes an Oberflächenkrümmungen höherer Ordnung, insbesondere r stärkerer Krümmung zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß- aus einer Mittelebene des Zellkernelementes in paralellen Reihen Pyramidenstümgf'e mit drei- oder viereckigem quadratischen Querschnitt jeweils in einer Reihe gesehen abwechseln nach oben und unten heraustreten, wobei jeweils-zwei benachbarte Pyramidenstümpfe über die Mittelebene des Zellkernelementes hinweggehende gemeinsame Flächen besitzen und daß an den Eckverbindungen von je sechs Fyramidenstümpfe mit dreieckigem bzw. von je vier Pyramidenatümpfen mit quadratischem Querschnitt Durchbrechungen vorgesehen sind: Diese Durchbrechungen haben vorzugsweise einen in der Mittelebene des. Zellkernelementeg liegenden runden Querschnitt und.: es ist wesentlich für die Erfindung, daß durch sie die Seitenkanten der Kegelstümpfe in gewissem Abstand oberhalb und unterhalb der Mittelebene aufgeschnitten sind. Die Verbiegbarkeit des Zellkernelementes ergibt sich infolge dieses Aufschneidens bzw. Abschneidens der Pyramidenkanten in der Zone der Mittelebene, indem dadurch die zweibenachbarten Pyramidenstümpfen gemeinsamen Zellwände in einer senkrecht zur Mittelebene: liegenden. Ebene frei verkrummbar sind. Je größer die Durchbrechung der, Eckverbindungen der Pyramidenseitenkanten. ist, d.h je weiter von der Mittelkante weg diese aufgeschnitten sind, um so leichter ist das erfindungsgemäße Zellkernelement in sich verbieg-- und verwindbar.
• Durch Verkleben der Schnittflächen der Pyramidenstumpfe mit den Außenhäuten der-Sandwichplatte entsteht ein völlig starres System von Zellen, gleich welche Krümmungslage,diese zueinander haben, so daß damit Bauteile mit verhältnismäßig kleinen Krümmungsradien und_Krümmungsflächen höherer Ordnung: . hergestellt werden können: Die Zellen können statt der Form von Pyramidenstumpfen auch die angenäherte Form von Kegelstümpfen haben, wobei lediglich die in der Mittelebene des Zellkernelementes liegende_Pyramidengrundfläche und ihre Anordnung erhalten*bleibt.
• Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Zellkernelementes wird ein an sich bekanntes kombiniertes Zieh- und Stanzverfahren-vorgeschlagen, bei dem die Pyramidenstümpfe aus. einer in der Mittelebene !des fertigen Elementes liegenden Blechplatte herausgezogen und gleichzeitig oder in einem nachfolgenden Arbeitsgang die Durchbrechungen ausgestanzt werden. Das Material in den Schnittflächen der Pyramiden-' stümpfe kann, wenn Gewichtserfordernisse dies erwünscht erscheinen lassen, ebenfalls ganz oder teilweise ausgestanzt werden. Anderenfalls dient diese Materialfläche zur besseren Klebverbindung mit der Außenhaut.
• Eine Herstellung des erfindungsgemäßen Zellekernelementes aus Kunststoff kann durch Verpressen in einer geschlossenen Form erfolgen, wobei an den Stellen der Durchbrechungen Formkerne vorzusehen sind, z.B. von zylindrischer Form.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 ein erfindungsgemäßes, aus tetraedrischen Zellen bestehendes Zellkernelement in perspektivischer Darstellung Fig. 2 das gleiche Zellkernelement.in Draufsicht Fig: 3 das gleiche Zellkernelement im Schnitt in Richtung III - III in Fig. 1 Fig4 ein erfindungsgemäßes, aus Pyramidenstümpfen mit quadratischem Querschnitt - bestehendes Zellkernelement -in Drauf sieht e In den Figuren ist die in Strichpunktlinie dargestellte Mittelebene .mit 'I bezeichnet: Aus ihr treten nach oben die hohlen 'Tetraederstümpfe 2, nach unten versetzt angeordnet gleiche Tetraederatümpfe 3 hervor. Die Schnittflächen 4 der Tetraederst'u'mpfe 2 und 3 sind offen, können aber, wenn dies gewichtsmäßig vertretbar ist, ganz oder teilweise geschlossen sein. An ihnen bzw. an den Schnittkanten wird das Zellkernelement mit den Außenhäuten-verklebt. Die Tetraederstümpfe 2 fand 3 haben über die Mittellinie hinweggehende gemeinsame Flächen 5: Die Durchbrechungen 6 durchschneiden die Eckverbindungen von j e drei nach oben und drei nach unten aus der Mittelebene herausragenden-Tetraederstümpfen 2 und 3 sowie deren Seitenkanten bzw. das der Eckverbindung zuliegende Eck der gemeinsamen Seitenflächen 5.
• Diese haben demzufolge eine achteckige Kontur: In der Mittelzone dieser gemeinsamen Flächen 5,.-die somit keine Kantenverbindungen mit anderen Pyramiden= wandengen haben, kann die gewünschte Verbiegung des erfindungsgemäßen Zellkernelementes aufgenommen werden, die so weit gehen kann, bis sich die Durchbruchskanten ? der gemeinsamen Flächen: 5 an der zusammengeschobenen Seite des Zellkernelementes berühren. In Fig. 4 haben die dargestellten Pyramidenstümpfe quadratische Grundflächen, Wobei die nach oben bzw. nach unten aus der Mittelfläche heraustretenden untereinander schachbrettartig versetzt sind.
• Die Herstellung, planer bandwichplatten mit erfindungsgemäßen Zellkernelementen erfolgt in bekannter Weise. Bei gekrümmten Sandwichplatten wird das in sich leicht verkrümm- und verwindbare erfindungsgemäBe Zellkernelement nach Auftrag des Klebers auf die vorgeformte gekrümmte Unterhaut aufgelegt und dann mit der zweckm"igerweise paralell gekrümmten Oberhaut überdeckt, wobei die Weiterbehandlung, insbesondere das Verpressen und Erhitzen auf Verfahrenstemparaturen in bekannter Weise erfolgt.
• Bei gekrümmten Platten ergibt sich durch die Verbiegung der zwei Pyramidenstümpfe 2 und 3 gemeinsamen Fläche 5 in der Zone der Mittelebene eine zusätzliche Versteifung.
• Wenn z.B. bei Wasserfahrzeugen eine Durchgängigkeit des .erfindungsgemäßen Zellkernelementes unerwünscht ist, können seine Hohlräume entweder vor oder nach dem. Verkleben mit Schaumstoffen aus Kunstharzen ausgefüllt werden: Diese Maßnahme kann auch der Wärmeisolierung oder der Schalldämpfung dienen.

Claims (7)

1. P a -t e n t a n s p r ü c h e Verfahren zur Eierstellung eines Zellkernelementes für Sandwichbauweise, das zwischen Außenhäuten einer Sandwchplatte durch Verkleben oder Verschweißen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch. Pressen oder Ziehen in mehrteiligen Formen ein Zellkernelement gebildet wird, das aus oberhalb und unterhalb einer Mittelebene (1) herausragenden Pyramidenstümpfen mit drei- oder vier- -eckigen Grundfläch-en besteht, die mit den anschließeriden - in die entgegengesetzte Richtung weisenden Pyramidenstümpfen (2,3) jeweils eine Seitenfläche (5) gemeinsam haben und wobei an den Eckverbindungen der.Pyramidenstümpfe (2,3) Durchbrechungen (6) vorgesehen sind, die durch Abschnittkanten (?) der gemeinsamen Seitenflächen (5) begrenzt werden.
2. 2 : Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeiohnetdaß die Durchbrechungen (6) durch entsprechende Formteile oder durch Stanzen ,gebildet werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet; daB das-Zellkernelement aus Blech gezogen. oder aus Kunststoff geformt wird.
4. 4. Zellkernelement für Sandwichbauweise, das zwischen den Außenhäuten einer Sandwichplatte durch Verkleben oder Verschweißen angeordnet ist, . dadurch gekennzeichnet, daß das Zellkernelement aus unterhalb und oberhalb seiner Mittelebene ('I) herausragenden Pyramidenstümpfen (2,3) mit drei- oder viereckigen Grundflächen besteht, die mit den anschließenden. in die entgegengesetzte Richtung weisenden PyramidenstÜmpfen (2,3) jeweils eine Seitenfläche (5) gemeinsam haben, und wobei an den@Eckverbindungen der Pyramidenstümpfe (2,3) Durchbrechungen (6) vorgesehen sind, die durch die Abschnittkanten (7) der gemeinsamen Seitenflächen (5) begrenzt werden.
5. 5. Zellkernelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die PyramidenstÜmpfe (2,3) unter Beibehaltung ihrer drei-bzw. viereckigen Grundfläche angenäherte Kegelform haben.
6. 6. Zellkernelement nach Anspruch 4, 5, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Kunststoff besteht.
7. 7. Zellkernelement nach Anspruch 4, 5, 6, dadurch gekennzeichnet, daß seine Hohlräume mit Schaumstoff aus Kunstharz, gegebenenfalls nach Verbindung mit den Außenhäuten, ausgefüllt sind.