DE60320326T2

DE60320326T2 - Faltbarer dorn zur herstellung einer wellenartigen kernschicht mit einziger krümmung für eine sandwichplatte

Info

Publication number: DE60320326T2
Application number: DE60320326T
Authority: DE
Inventors: Niaz Irekovich Kazan AKISHEV; Ildus Muhametgaleevich Kazan ZAKIROV; Alexandr Vladimirovich Kazan NIKITIN
Original assignee: Airbus SAS; Borovichsky Kombinat Ogneuporov OAO; Kazansky Nauchno Issledovatelsky Institut Aviatsionnoi Tekhnologii OAO
Current assignee: Airbus SAS; Borovichsky Kombinat Ogneuporov OAO; Kazansky Nauchno Issledovatelsky Institut Aviatsionnoi Tekhnologii OAO
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2023-12-18
Also published as: CA2546706A1; EP1727633B1; EP1727633A1; US20070184144A1; AU2003303856A1; US7458802B2; WO2005058521A1; JP4597050B2; DE60320326D1; CN1878626A; CN100402180C; CA2546706C; JP2007528788A; ATE391566T1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen veränderbaren Dorn zur Herstellung eines gefalteten Kerns für Sandwichpaneele mit einer einzigen Krümmung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Technischer Hintergrund
Es ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen mit komplexem Profil aus Verbundmaterial bekannt, die einen Formgebungsdorn umfasst, der aus ebenen, halb umlaufenden Elementen hergestellt ist, die zwischen sich durch die Verwendung hermetischen Gewebes verbunden sind, das die Gelenke längs des Umfangs der Elemente bildet (Erfinderzertifikat Nr. 1,706,148 SU, Int. Cl.: B29C59/00, B29D9/00//B29K105:08, B29L9:00. Device for production of intricate profile articles from composite material (Vorrichtung zur Produktion von Gegenständen mit kompliziertem Profil aus Verbundmaterial). Bulletin Nr. 33 vom 27.11.96).
Der Hauptmangel der hierin vorgestellten Vorrichtung ist die Unmöglichkeit, den krummlinig gewellten Gegenstand herzustellen.
Als ein Prototyp wird ein veränderbares Werkzeug zur Herstellung einer gefalteten Struktur mit zylindrischer Umhüllenden genommen (V. I. Khaliulin, Technological schemes for sandwich structures production (Technologische Schemata zur Herstellung von Sandwichstrukturen), KSTU, Kazan, 1999. – 168 S., S. 128 – ISBN 5-7579-0295-7).
Das veränderbare Werkzeug ist ein mehrgliedriger Mechanismus mit einer 3D-Reliefstruktur, der aus ebenen Elementen besteht, die in der Form von Parallelogrammen hergestellt sind, die zwischen sich längs des Umfangs durch die Verwendung des Gewebes schwenkbar verbunden sind, auf dem die Elemente unter Verwendung eines Klebstoffs fixiert sind. Der Umriss des veränderbaren Werkzeugs in seinem Anfangszustand fällt in Abmessungen und Reliefform mit jenen des hergestellten z-Falzes zusammen, unterscheidet sich von diesem aber nur in der Krümmung. Zum Verändern des Werkzeugs wird der Kraftantrieb, z. B. komprimierend, verwendet.
Der Hauptmangel der hierin vorgestellten Vorrichtung ist, dass sie eine Herstellung einer gefalteten Struktur nur mit in Längsrichtung verlaufenden Zickzack-Falzen bereitstellt, d. h. in der Richtung der Erzeugenden des Zylinders. Indessen ist es bei der Herstellung von beispielsweise Flugzeugrumpfpaneelen erforderlich, dass der Kern Falze in Querrichtung aufweist, was für die Beseitigung von Kondensat aus den inneren Hohlräumen der Paneele sorgt.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung hat als ihre Aufgabe, die technologischen Fähigkeiten aufgrund einer Herstellung eines gefalteten Kerns für Sandwichpaneele mit einer einzigen Krümmung mit Zickzack-Falzen in Querrichtung aus Plattenmaterial zu verbreitern.
Die durch die vorliegende Erfindung zu lösende technische Aufgabe besteht in der Verbesserung der Betriebseigenschaften von Flugzeugsandwichpaneelen aufgrund der Möglichkeit, das Kondensat aus den inneren Hohlräumen des gefalteten Kerns zu entfernen.
Diese Aufgabe wird durch einen veränderbaren Dorn nach Anspruch 1 gelöst.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfüllt die Basisabmessung B der dreieckigen Elemente längs der Vorsprungs-Zickzacklinien der gefalteten Struktur die Funktion: B = f(R, S, L, H),wobei

R: der Krümmungsradius des gefalteten Kernblocks ist,
S: die Schrittweite zwischen den Vertiefungs-Zickzacklinien des gefalteten Kerns ist,
L: die Schrittweite zwischen den Sägezahnlinien ist,
H: die Höhe des gefalteten Kernblocks ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die minimalen Breiten S₁ und S₂ der Gelenke längs der Linien, die den Vorsprungs-Linien und Vertiefungs-Linien des fertiggestellten gefalteten Kerns entsprechen, gleich: S1 = 2t + 2m + 2z; S2 = 2t + 2m,wobei

t: die Materialdicke der ebenen Elemente der Formgebungsfläche ist,
m: die Dicke der Basis und des Klebstoffs ist,
z: die Materialdicke des Rohlings ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die 1–2 stellen eine Ausführungsform der Erfindung dar:
1 stellt den veränderbaren Dorn in seiner abschließenden Position dar;
2 ist eine allgemeine Ansicht des veränderbaren Dorns (Abwicklung).
Die 1–2 zeigen die folgenden Positionen:
1 ist die Vorsprungs-Zickzacklinie des gefalteten Kerns; 2 ist die Vertiefungs-Zickzacklinie; 3 ist die Sägezahnlinie des gefalteten Kerns; 4 ist das ebene trapezförmige Element der Formgebungsfläche; 5 ist das Material der Basis; 6 und 7 sind die ebenen dreieckigen keilförmigen Elemente der Formgebungsfläche; 8 sind die Gelenke.
Beste Ausführungsart der Erfindung
Der veränderbare Dorn ist das System aus ebenen steifen Elementen 4, 6 und 7, z. B. aus Blech, die auf die Basis 5 aus flexiblem Material, womit die Spalten gebildet sind, geklebt sind. Die Basis 5 dient in den Spalten zwischen den ebenen Elementen 4, 6 und 7 als die Gelenke 8. Die Elemente 4 weisen die Gestalt eines unechten Trapezes auf und entsprechen den Stegen des gefalteten Kerns, die die Zickzack-Falze bilden. Gleichzeitig bilden die parallelen Kanten von benachbarten Elementen das Spaltgelenk, das längs der geradlinigen Teile der Vorsprungs- und Vertiefungs-Zickzacklinien orientiert ist. Zwischen diesen gelegen bilden Elemente 6 und 7, die in der Richtung der Kernlinien 3 orientiert sind, und deren Keilbasen einander zugewandt sind, das Spaltgelenk entlang der Linien 1.
Auf diese Weise sind die scharfen Spitzen der Keile einander zugewandt und erreichen die Gelenklinie längs der Linie 2. Die ebenen Elemente 4, 6 und 7 bilden die veränderbare Formgebungsfläche, die in ihrem abgewickelten Zustand in Umriss und Gelenklinien mit der Abwicklung des hergestellten Gegenstandes mit den markierten Biegelinien zusammenfällt.
Die Basis B der dreieckigen Elemente 6 und 7 erfüllt die Funktion B = f(R, S, L, H),wobei

Die Breite der Gelenke wird so genommen, dass die Veränderung (Faltung) des gesamten Systems aus Elementen zusammen mit dem Rohling somit die 3-D-Reliefstruktur bildet. Die Breite S₁ des Gelenks längs der Linie 1 ist gleich S1 = 2t + 2m + 2z,und die Breite S₂ des Gelenks längs der Linie 2 ist gleich S2 = 2t + 2m; wobei

Der Rohling aus Blech, der in der Form mit ähnlicher Gestalt und ähnlichen Abmessungen wie die des veränderbaren Dorns in seinem abgewickelten Zustand ausgeschnitten ist, wird auf die Formgebungsfläche passend zu den Umrissen gesetzt, worauf sie gleichzeitig umgeformt bzw. verändert (gefaltet) werden, wodurch aus der ebenen Struktur die 3D-Struktur mit den gegebenen Reliefgeometrien R, S, L, H gebildet wird. Diese Umformung oder Veränderung kann unter Verwendung von beispielsweise eines mit Unterdruck bearbeiteten Balges ausgeführt werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Die beanspruchte Erfindung kann in den Vorrichtungen zur Herstellung eines gefalteten Kerns mit einer einzigen Krümmung angewandt werden, der bei der Produktion von krummlinigen Flugzeug- und Fahrzeugpaneelen verwendet wird.

Claims

Veränderbarer Dorn zur Herstellung eines gefalteten Kerns für Sandwichpaneele mit einer einzigen Krümmung, wobei der Dorn eine Formgebungsfläche mit ebenen trapezförmigen Elementen (4) aufweist, die zwischen sich durch die Verwendung flexiblen Materials schwenkbar verbunden sind, wobei die Elemente durch Verwendung eines Klebstoffs fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Formgebungsfläche ferner ebene Elemente (6, 7) aufweist, die die Gestalt gleichschenkliger Dreiecke haben und in Reihe zwischen den trapezförmigen Elementen (4) angeordnet sind, wobei die weiteren ebenen Elemente (6, 7) mit den trapezförmigen Elementen (4) längs von Sägezahnlinien der gefalteten Struktur des Dorns schwenkbar verbunden und so orientiert sind, dass ihre einander zugewandten Basen die Gelenke längs der Vorsprungs-Zickzacklinien der gefalteten Struktur des Dorns und ihre Spitzen die Gelenke längs der Vertiefungs-Zickzacklinien der gefalteten Struktur des Dorns bilden.
Veränderbarer Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis B der dreieckigen Elemente längs der vorstehenden Zickzacklinien der gefalteten Struktur die Funktion B = f(R, S, L, H)erfüllen, wobei R der Krümmungsradius des gefalteten Kernblocks ist, S die Schrittweite zwischen den Vertiefungs-Zickzacklinien des gefalteten Kerns ist, L die Schrittweite zwischen den Sägezahnlinien ist, H die Höhe des gefalteten Kernblocks ist.
Veränderbarer Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die minimalen Breiten S₁ und S₂ der Gelenke längs der Linien, die den Vorsprungs-Linien und Vertiefungs-Linien des fertiggestellten gefalteten Kerns entsprechen, gleich S1 = 2t + 2m + 2z; S2 = 2t + 2msind, wobei t die Materialdicke der ebenen Elemente der Formgebungsfläche ist, m die Dicke der Basis und des Klebstoffs ist, z die Materialdicke des Rohlings ist.