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    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft ein Verfahren zur Randabdichtung eines Kernverbundes12, 23, wobei der Kernverbund 12, 23 eine beidseitig mit Deckschichten14, 25 versehene Kernstruktur 1, 13, 24 mit einer offenen dreidimensionalenStruktur, insbesondere eine Faltwabenstruktur, aufweist.Erfindungsgemäß wird mindestenseine Randabdichtung 11, 22, 31 mit begrenztem Raumvolumen in mindestenseinem Randbereich 6, 20, 30 der Kernstruktur 1, 13, 24 gebildet.Hierdurch ist eine einfache und schnelle Randabdichtung von Kernverbunden12, 23 möglich.
    公开号:DE102004013145A1
    申请号:DE102004013145
    申请日:2004-03-17
    公开日:2005-10-13
    发明作者:Gregor Christian Endres；Hans-Jürgen WEBER
    申请人:Airbus Operations GmbH；
    IPC主号:B32B3-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren zur Randabdichtung eines Kernverbundes,wobei der Kernverbund eine beidseitig mit Deckschichten verseheneKernstruktur mit einer offenen dreidimensionalen Struktur, insbesondereeine Faltwabenstruktur, aufweist.
    [0002] Aufgrundihres außerordentlichguten Verhältnissesvon Steifigkeit bzw. Festigkeit zu Dichte finden Kernverbunde insbesondereim Bereich des Flugzeugbaus einen breiten Anwendungsbereich.
    [0003] Kernverbundewerden im Allgemeinen aus einer oberen und einer unteren Deckschichtbzw. Decklage gebildet, zwischen denen sich zur Erhöhung derSteifigkeit beispielsweise eine aus vertikal verlaufenden Zellenmit hexagonalen Querschnitt gebildete, honigwabenartige Kernstrukturbefindet.
    [0004] ZurBildung der Kernstruktur werden beispielsweise metallische, korrosionsgeschützte Aluminiumfolienverwendet, oder auch nicht metallische Materialien, wie zum BeispielNomex®-oder Kevlar®/N636-Papier.Sowohl das Nomex®-Papier als auch das Kevlar®/N636-Papierwerden zur Erhöhung dermechanischen Festigkeit in einem Tauchverfahren mit Phenolharz beschichtet.
    [0005] DieSchaffung von Randabdichtungen bei derartigen Kernstrukturen, wiesie die oben beschriebene Honigwabenstruktur darstellt, ist unproblematisch.Durch die kleinvolumigen Wiederholungseinheiten kann lokal in Randbereichender Kernstruktur Material zur Bildung der Randabdichtung eingespachtelt,eingestrichen, eingefüllt,eingepresst, eingeschäumtoder eingegossen werden. Bei dem die Randabdichtung bildenden Werkstoffkann es sich beispielsweise um ein aushärtendes Kunststoffmaterial,zum Beispiel in Form eines Kunstharzes und/oder Kunststoffschaumshandeln.
    [0006] Neuartige,insbesondere aus dreidimensionalen Faltwabenstrukturen gebildeteKernverbunde weisen im Unterschied zu den oben beschriebenen Kernverbunden,bei denen eine räumlicheBegrenzung immer vorhanden ist, eine offene bzw. drainagefähige Strukturauf. Hierdurch wird beispielsweise eine Führung von Leitungen durch denKernverbund ermöglicht,ohne vorher eine Durchführung,unter Einbußenzum Beispiel bei den mechanischen Eigenschaften, schaffen zu müssen.
    [0007] Wirdzur Bildung einer Randabdichtung oben beschriebener drainagefähiger Kernstrukturenein pastösesoder viskoses härtendesMaterial in Randbereiche der Kernstruktur eingebracht, so kann es sichje nach Viskositätmehr oder weniger unkontrolliert über die offene Kernstrukturausbreiten. Im Gegensatz zu Honigwabenstrukturen, bei denen beispielsweisemit einem Trennschnitt grundsätzlichnur eine begrenzte Anzahl von Struktureinheiten geöffnet werdenund so eingebrachte Substanzen immer räumlich begrenzt sind, können sichviskose oder pastöseSubstanzen bei Verwendung offener drainagefähiger Kernstrukturen über größere Distanzenunkontrollierbar ausbreiten.
    [0008] Damitsind die Standardverfahren nach dem Stand der Technik zur Schaffungräumlichbegrenzter Randabdichtungen in offenen drainagefähigen Kernstrukturen nichtanwendbar.
    [0009] Aufgabeder Erfindung ist es, ein Verfahren zur Randabdichtung von Kernverbundenmit offenen Kernstrukturen, insbesondere mit dreidimensionalen Faltwabenstrukturen,bereitzustellen, bei dem lediglich ein kleines definiertes Volumender Dichtmasse in die Randbereiche des Kernverbundes eingetragen wird.
    [0010] DieAufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
    [0011] Dadurch,dass mindestens eine Randabdichtung mit begrenztem Raumvolumen inmindestens einem Randbereich der Kernstruktur gebildet wird, gelangtnur ein definiertes Volumen der Dichtmasse in den Randbereich desKernverbundes bzw. der Kernstruktur.
    [0012] Mittelsdes erfindungsgemäßen Verfahrens gelingtdie Abdichtung von Randbereichen von Kernverbunden mit offenen Kernstrukturenauf besonders einfache Weise. Besonders vorteilhaft ist, dass im Zugeder Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrensein begrenztes und definierbares Volumen der Dichtmasse in den Randbereichdes Kernverbundes bzw. der Kernstruktur eingetragen wird, sodass sichinfolge der Einbringung der Randabdichtung nur eine geringe Gewichtserhöhung desKernverbundes – wiebei Kernverbunden mit honigwabenartigen Kernstrukturen – ergibt.
    [0013] Weiterbildungenund vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiterenPatentansprüchenniedergelegt. Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgendenDetailbeschreibung der Erfindung.
    [0014] Inder Zeichnung zeigen:
    [0015] 1 Eineperspektivische Ansicht einer offenen Kernstruktur eines Kernverbundes,die als Faltwabenstruktur ausgebildet ist,
    [0016] 2–4 eineDarstellung des prinzipiellen Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrensgemäß einerersten Verfahrensvariante,
    [0017] 5 eineDarstellung einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens,und
    [0018] 6 eineDarstellung einer dritten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    [0019] Die 1 zeigtein Beispiel einer offenen, dreidimensionalen Kernstruktur 1 zurBildung eines Kernverbundes. Die Kernstruktur 1 wird hierbeiaus dreidimensionalen Faltwaben gebildet. An einer Unterseite 2 undeiner Oberseite 3 der Kernstruktur 1 sind durchgängige Kanäle 4 erkennbar.Die Kanäle 4 können beispielsweisezur Durchführungvon elektrischen oder hydraulischen Leitungen durch die Kernstruktur 1 genutztwerden. Hierbei sind wegen der Offenheit der Kernstruktur keineBohrungen oder Durchbrüche,die die Eigenschaften der Kernstruktur beeinträchtigen könnten, erforderlich.
    [0020] DieKernstruktur 1 kann beispielsweise aus metallischen undkorrosionsgeschütztenAluminiumfolien gebildet werden. Weiterhin kann zum Beispiel Nomex®-oder Kevlar®/N636-Papier,das beispielsweise in einem Tauchverfahren mit Phenolharz beschichtetwird, zur Bildung der Kernstruktur 1 Verwendung finden.
    [0021] Die 2–4 zeigenschematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einerersten Variante.
    [0022] Die 2 zeigtdie Kernstruktur 1 mit einer nahezu vollflächig aufliegendenAbdeckung 5 in einer Querschnittsdarstellung.
    [0023] Aufdie Kernstruktur 1 wird in einem ersten Verfahrensschrittdie Abdeckung 5 als räumliches Begrenzungsmittelaufgebracht. Randbereiche 6 der Kernstruktur 1 werdenvon der Abdeckung 5 freigelassen. Die Abdeckung 5 zurBegrenzung des Dichtmasseneintrages wird im gezeigten Ausführungsbeispielmit einem unteren Kernabdruck 7 der Unterseite 2 derKernstruktur 1 sowie einem oberen Kernabdruck 8 derOberseite 3 der Kernstruktur 1 geschaffen. DieKernabdrücke 7, 8 sindzu diesem Zweck formschlüssigzur Oberflächenstrukturder Kernstruktur 1 ausgebildet.
    [0024] DieKernabdrücke 7, 8 können beispielsweiseaus einem Kunststoffmaterial gebildet werden. Als vorteilhaft habensich in der praktischen Anwendung insbesondere Silikonelastomere,die übergute Antihafteigenschaften verfügen,erwiesen. Es könnenjedoch grundsätzlichalle Kunststoffmaterialien, beispielsweise PE, PP, PTFE sowie Metallealler Art Verwendung finden. In besonders vorteilhafter Weise wirdbeispielsweise die Formmasse Aircast3700® eingesetzt.
    [0025] Die 3 zeigtdie Kernstruktur 1 nach der Beendigung des ersten Verfahrensschrittesin einer Draufsicht. Der die Abdeckung 5 bildende obere Kernabdruck 8 liegthierbei auf der Kernstruktur 1 vorzugsweise vollflächig unterFreilassung der Randbereiche 6 auf. Auf der hiervon abgewandtenSeite der Kernstruktur 1 liegt der, in der 3 nichtsichtbare Kernabdruck 7, an. Für großflächige Kernstrukturen 1 können derobere und/oder der untere Kernabdruck 7, 8 beispielsweiseauch nur bereichsweise die Kernstruktur 1 abdecken.
    [0026] Ineinem zweiten Verfahrensschritt wird dann eine Dichtmasse 9 vorzugsweiseausgehend von Außenkanten 10 derKernstruktur 1 bis hin zum unteren und oberen Kernabdruck 7, 8 zurBildung einer Randabdichtung 11 eingebracht (vgl. 4 miteiner Querschnittsdarstellung der Kernstruktur 1 mit aufgelegtenKernabdrücken 7, 8 imzweiten Verfahrensschritt). Als Dichtmasse 9 kann beispielsweiseein Kunststoffmaterial, insbesondere ein aushärtbares Kunstharz und/oderein aushärtbarerKunststoffschaum Verwendung finden.
    [0027] ImZusammenhang mit der Materialbeschaffenheit der Dichtmasse 9 kommtes insbesondere darauf an, dass die Dichtmasse 9 sowohl über gute Verbindungseigenschaftenmit der Kernstruktur 1 als auch mit den später aufzubringendenDeckschichten verfügt.Darüberhinaus sollte die Dichtmasse 9 nicht über eine zu hohe Viskosität verfügen, damitsie nach dem Eintrag nicht unkontrolliert aus den Randbereichen 6 ausläuft. Alsvorteilhaft haben sich in der Praxis daher hochviskose, eher pastöse Dichtmassen 9 erwiesen.
    [0028] Inweiteren, in den 2 bis 4 nichtnäher dargestelltenVerfahrenschritten werden die Kernabdrücke 7, 8 vonder Kernstruktur 1 abgehoben, durch eine mechanische Bearbeitungdie Randabdichtung 11 der Höhe der Kernstruktur 1 angepasstsowie die Kernstruktur 1 beidseitig mit Deckschichten zurBildung eines Kernverbundes versehen.
    [0029] Die 5 zeigteinen Kernverbund 12 mit einer Kernstruktur 13 undbereits aufgebrachten Deckschichten 14 in einer Querschnittsdarstellung,bei der eine Randabdichtung mittels einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrensgebildet wird.
    [0030] Hierzuwird ein Profil 15 mit einer beispielsweise u-förmigen Querschnittsgeometrieverwendet. Das Profil 15 weist zwei über eine Rückwand 16 verbundeneSchenkel 17, 18 auf. Das Profil 15 wirdmit einem definierten Volumen einer Dichtmasse 19 aufgefüllt undanschließendmöglichstweit auf einen Randbereich 20 des Kernverbundes 12 aufgeschoben.Statt des Abmessens eines definierten Volumens kann das Profil 15 auchvollständigmit der Dichtmasse 19 gefüllt werden, woraus sich ebenfalls eindefinierter Volumeneintrag ergibt. Im Idealfall liegt eine Innenfläche derRückwanddes Profils 15 nahezu vollständig an einer Außenkante 21 desKernverbundes 12 an. Die Dichtmasse 19 dringthierbei in den Randbereich 20 des Kernverbundes 12 unterBildung einer Randabdichtung 22 ein. Die Dichtmasse 19 kannwiederum aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem aushärtbarenKunstharz und/oder aushärtbarenKunststoffschaum gebildet sein. Als besonders vorteilhaft habensich in dieser Verfahrensvariante pastöse Dichtmassen 19 erwiesen,um ein unkontrolliertes Eindringen der Dichtmasse 19 in dieKernstruktur 13, insbesondere durch Verlaufen, zu vermeiden.
    [0031] DerAbstand zwischen den Schenkeln 17, 18 sollte ungefähr der Höhe des Kernverbundes 12 einschließlich derDeckschichten 14 entsprechen. Hierdurch wird erreicht,dass möglichstwenig Dichtmasse 19 beim Aufschieben des Profils 15 aufden Kernverbund 12 zur Seite gedrückt wird. Das Profil 15 kanneine von der Darstellung der 5 abweichendeQuerschnittsgeometrie aufweisen. Beispielsweise kann das Profil 15 zurErhöhungder mechanischen Festigkeit zusätzlicheVersteifungsrippen oder dergleichen aufweisen.
    [0032] ZurBildung von Randabdichtungen an Kernverbunden 12 mit gekrümmten Außenkonturenist es alternativ möglichdas Profil 15 flexibel auszubilden.
    [0033] AlsMaterial fürdas Profil 15 kommen insbesondere Metalle und/oder Kunststoffma terialienin Betracht, wobei diese übergute Antihafteigenschaften verfügensollten. Das Profil 15 kann beispielsweise aus einem Silikonelastomergefertigt werden, weil dieses Material von Hause aus über guteAntihafteigenschaften verfügt,sodass sich eine separate Antihaftbeschichtung erübrigen kann.Ein metallisches Material muss gegebenenfalls zusätzlich miteiner Antihaftbeschichtung und/oder einem Trennlack versehen werden.
    [0034] Die 6 zeigtwiederum einen Kernverbund 23 mit einer Kernstruktur 24 undaufgebrachten Deckschichten 25 in einer schematischen Querschnittsdarstellung,bei der eine Randabdichtung gemäß einerdritten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gebildet wird.Die Kernstruktur 24 weist wiederum eine Unterseite 26 undeine Oberseite 27 auf.
    [0035] ZurSchaffung einer Randabdichtung 31 werden ein oberer undein unterer Formkörper 28, 29 gebildet.
    [0036] DieFormkörper 28, 29 werdenaus einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem aushärtbarenKunstharz und/oder einem aushärtbarenKunststoffschaum hergestellt. Von entscheidender Bedeutung für die Dichtigkeitder geschaffenen Randabdichtung ist, dass das Material zur Bildungder Formkörper 28, 29 sowohlauf der Kernstruktur 24 als auch auf den Deckschichten 25 guthaftet.
    [0037] Deruntere Formkörper 28 istformschlüssig mitder Unterseite 26 der Kernstruktur 24 im Randbereich 30 ausgebildetund liegt fest an dieser an. Der obere Formkörper 29 ist gleichfallsformschlüssigmit der Oberseite 27 der Kernstruktur 24 in demRandbereich 30 ausgebildet. Zur Erstellung der Formkörper 28, 29 kommenbekannte Abdruckverfahren zum Einsatz.
    [0038] ZurSchaffung einer Randabdichtung 31 werden der untere Formkörper 28 sowieder obere Formkörper 29 imBereich der Unterseite 26 bzw. der Oberseite 27 indie Kernstruktur 24 eingeschoben und mit dieser im Randbereich 30 kraftschlüssig verbunden.Diese Verbindung zwischen den Formkörpern 28, 29 undder Kernstruktur 24 kann beispielsweise durch Einkleben,Einschweißen,Eingießen, Einschäumen etc.erfolgen.
    [0039] EineAnpassung der Höheder Randabdichtung 31 an die Höhe der Kernstruktur 24 istbei dieser Verfahrensvariante unter Umständen nicht mehr erforderlich.
    1 Kernstruktur 2 Unterseite 3 Oberseite 4 Kanal 5 Abdeckung 6 Randbereich 7 untererKernabdruck 8 obererKernabdruck 9 Dichtmasse 10 Außenkante 11 Randabdichtung 12 Kernverbund 13 Kernstruktur 14 Deckschicht 15 Profil 16 Rückwand 17 Schenkel 18 Schenkel 19 Dichtmasse 20 Randbereich 21 Außenkante 22 Randabdichtung23 Kernverbund 24 Kernstruktur 25 Deckschicht 26 Unterseite 27 Oberseite 28 Formkörper 29 Formkörper 30 Randbereich 31 Randabdichtung
    权利要求:
    Claims (13)
    [1] Verfahren zur Randabdichtung eines Kernverbundes(12, 23), wobei der Kernverbund (12, 23)eine beidseitig mit Deckschichten (14, 25) versehene Kernstruktur(1, 13, 24) mit einer offenen dreidimensionalenStruktur, insbesondere eine Faltwabenstruktur, aufweist, dadurchgekennzeichnet, dass mindestens eine Randabdichtung (11, 22, 31)mit begrenztem Raumvolumen in mindestens einem Randbereich (6, 20, 30)der Kernstruktur (1, 13, 24) gebildetwird.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Randabdichtung (11) durch das Einbringen einerDichtmasse (9) in die Kernstruktur (1) gebildetwird, wobei eine auf einer Unterseite (2) und/oder einerOberseite (3) der Kernstruktur (1) aufliegendeAbdeckung (5) den Volumeneintrag der Dichtmasse (9)im Wesentlichen auf den Randbereich (6) der Kernstruktur(1) beschränkt.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Abdeckung (5) durch mindestens einen bereichsweisenunteren Kernabdruck (7) der Unterseite (2) derKernstruktur (1) und/oder durch mindestens einen bereichsweisenoberen Kernabdruck (8) von der Oberseite (3) derKernstruktur (1) gebildet wird.
    [4] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass die Kernabdrücke(7, 8) zumindest bereichsweise formschlüssig mitder Unterseite (2) der Kernstruktur (1) und/oderder Oberseite (3) der Kernstruktur (1) ausgebildetwerden.
    [5] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass als Dichtmasse (9) ein Kunststoffmaterial, insbesondereein aushärtbaresKunstharz und/oder ein aushärtbarerKunststoffschaum, verwendet wird.
    [6] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Randabdichtung (22) durch das Einbringen einerDichtmasse (19) in die Kernstruktur (13) gebildetwird, wobei die Dichtmasse (19) zunächst in ein den Randbereich(20) des Kernverbundes (12) umschließendes Profil(15), insbesondere ein u-förmiges Profil, eingebrachtwird und das Profil (15) auf den Randbereich (20)des Kernverbundes (12) aufgeschoben wird, bis die Dichtmasse(19) nahezu vollständigin die Kernstruktur (13) eingetreten ist.
    [7] Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass das Profil (15) zwei Schenkel (17, 18) sowieeine zu den Schenkeln im Wesentlichen parallele Rückwand (16)aufweist und die Rückwand(16) eine Höheaufweist, die in etwa der Höhedes Kernverbundes (12) entspricht.
    [8] Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,dass das Profil (15) zur Verwendung an Kernverbunden (12)mit gekrümmtenRandbereichen (20) flexibel ausgebildet wird.
    [9] Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass als Dichtmasse (19) ein Kunststoffmaterial, insbesondereein aushärtbaresKunstharz und/oder ein aushärtbarerKunststoffschaum, verwendet wird.
    [10] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Randabdichtung (31) durch in den Randbereich (30)der Kernstruktur (24) eingebrachte untere und/oder obereFormkörper(28, 29) gebildet wird.
    [11] Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass der untere Formkörper(28) zumindest bereichsweise formschlüssig zu einer Unterseite (26)im Randbereich (30) der Kernstruktur (24) undder obere Formkörper(29) zumindest bereichsweise formschlüssig zu einer Oberseite (27)im Randbereich (30) der Kernstruktur (24) ausgebildet werden.
    [12] Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,dass der untere und/oder obere Formkörper (28, 29)mit der Kernstruktur (24) verbunden, insbesondere in dieseeingeklebt, eingegossen, eingeschweißt oder eingeschäumt wird.
    [13] Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet,dass die Formkörper (28, 29)mit einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem aushärtbaremKunstharz und/oder einem aushärtbarenKunststoffschaum, gebildet werden.
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    2005-10-13| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2010-09-23| 8364| No opposition during term of opposition|
    2011-01-13| 8327| Change in the person/name/address of the patent owner|Owner name: AIRBUS OPERATIONS GMBH, 21129 HAMBURG, DE |
    2014-10-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    2015-01-15| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20141001 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    US11/083,390| US7658810B2|2004-03-17|2005-03-17|Method for sealing edges of a core of a composite sandwich structure|
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