DE2000635A1

DE2000635A1 - Leichtgewicht-Leitungskanal und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2000635A1
Application number: DE19702000635
Authority: DE
Inventors: Hampton Thomas Lee; Seiwert David Leo
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1969-01-29
Filing date: 1970-01-08
Publication date: 1970-07-30
Also published as: JPS5010010B1; BE744180A; FR2033269B1; US3757827A; GB1281671A; FR2033269A1

Description

Leichtgewicht-Leitungskarial und Verfahren zu seiner Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen Ln zylindrischen Gebilden in Leichtgewicht-Ausführung, die all Leitungskanäle oder dergleichen verwendbar sind, und Hers teilung!verfahren für diese.

Die Vorteile von zusammengesetzten Gebilden bezüglich asu Verhüllnisses Stärke : Gewicht sind gut bekannt. Ein** Art von zusammengusetztom Gebilde, das besonders für Leitungskanäle und dergleichen geuii.ner. uit, wird au<> eintri Kern von ^i;;a^f)enförmiri^rm oder anderem zellenförmigem Material gobildei:, das :^:;7/tsehe..i innere und iiuHi;er(? Hüllen aus plattenförmigen! Uuteriai e.ln^ebetre! i.s t:. lfm solche Leitungskaniile .?,u bofe^t i.^-an, ist e&: d ι notwendig oder erwünscht, feste Ringe als int invraie.i Bestand te Li der zusammengehe tz, ten Leitungskanal^ truir tür νο^,:ΜΒ^ΐι·βη, Heiu.raben«

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BAD ORlQiNAL

bolzen können dann in dem Ringteil verwendet werden, um den Leitungskanal in der Gesamtstruktur zu befestigen, in der er verwendet wird.

Hei Leitungskanälen mit grosso·! Durchmesser ist es besonders schwierig, kompakte Ringe an der zusammengesetzten Leitungskanalstruktur anzubringen und an dem Punkt der Anbringung die erforderliche Belastungsfestigkeit zu erhalten. Dieses Problem ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Hüllen des zusammengesetzten Materials aus blatt- ruler bl echf örmigem Material durch Haf t verklebung nit mindestens einer tier Hüllen verbunden werden müssen, so dass man eine im wesentlichen gleichförmige ringförmige Verbindungsfläche erhält, um eine gleicnmässige Verteilung der Belastungen auf das dünne Hü I 1 ennia ter ial zu erhalten. K 1 ebema ter ia 1 ic η , die für eine solche Vorbindung geeignet sind, erfordern eine im wesentlichen einheitliche Filmdicke zwischen den miteinander verbundenen Oberf1 iehen, um eine geeignete Belastungsfähigkeit zu erreichen. D ie Einhaltung der erforderlichen Toleranzen bei der Herstellung von Ringen mit grossen Durchmessern und entsnrechenden Hüllen, die zur Erzielung eines vorgegebenen Abstands für die Aufbringung des Klebefilms erforderlich ist, ist schwierig und auch kostspielig.

Ein weiteres Problem besteht darin, die gewünschte axiale Lage eines Ringes einzuhalten, wenn «\λι\ ihn mit einem kegeiförmig verjüngt verlaufenden I e i t ungsica ii;< I verklebt, da der radiale Spielraum für den Klt;b(if ilm sich a ' s Funktion dor axialen Lage ander t.

Die gleichen Probleme t χ is t ieron , wo Lief es t igung?; Π a tische an dünnwandigen zylindrischen Hüllen \ngebracht werden müssen, die nicht Bestandteile von aus Einzel · .; i len schicht we ise zusammengesetzten Le i t ungska n:i 1 en (composite ducts) sind, beispielsweise bei Riketenhii 1 1 en , welche ebenfalls als Leichtgewicht-Leitungskaiuile aufgefasst werden können.

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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Probleme bei der Anbringung von Befestigungsringen an Leitungskanälen oder ähnlichen Gebilden in Leichtgewicht-Ausführung und insbesondere bei aus mehreren Schichten aufgebauten solchen Kanälen zu überwinden

Die obigen Ziele werden dadurch erreicht, dass man einen Befestigungsring teleskopartig im Eingriff mit einem kreisförmigen Bandteil einer dünnwandigen zylindrischen Hülle bringt, die ein Bestandteil eines aus mehreren Schichten aufgebauten Leitungskanals sein kann. Der Befestigungsring und die Hülle bilden als Kombination eine V-förmige ringförmige Nut, bei der ein Schenkel durch den Bandteil der Hülle und der andere Schenkel durch die Oberfläche des Befestigungsringes definiert sind. Die die Nut definierende Oberfläche der dünnen Hülle wird noch besonders gestützt, um zu vermeiden, dass sie von dem Befestigungsring weggeschoben vird. Es werden gespaltene Keilringvorrichtungen, welche sich im wesentlichen über einen Winkelbereich von 360° erstrecken, in die V-förmige Nut eingefügt, und zwischen der Keilvorrichtung und der Nut wird ein üH"ber angebracht. Dann wird ein genügend grosser Druck auf den Keilring ausgeübt, so dass er radial verschoben wird und man eine im wesentlichen gleichförmige Filmdicke des Klebers sowohl zwischen der Keilringvorrichtung und der Hülle als auch zwischen der Keilringvorrichtung und dem Befestigungsring erhält und dadurch der Befestigungsring an der Hülle angebracht wird.

Vorzugsweise werden Ausgleichsringvorrichtungen verwendet, um eine positive Einstellung des Abstandes zwischen der Keilringvorrichtung und der Nut zu erzielen, wenn sich die Keilringvorrichtung unter Druck verbiegt.

Ausserdem wird bei der Ausbildung eines aus mehreren Schichten aufgebauten Leitungskanals vorzugsweise anschliessend zellenförmig aufgebautes Material auf der äusseren Oberfläche der Hülle aufgebracht und dann eine zweite Hülle mit dem zellenförmigen Material und dem Befestigungsring fest verbunden

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(bonded), um einen aus Schichten aufgebauten Leitungskanal mit einem daran befestigten, in hohem Masse zuverlässigen Befestigungsring mit hoher Belastbarkeit auszubilden.

Gernäss der Erfindung wird ein Verfahren zur Ausbildung von Leitungskanälen in Leichtgewicht-Ausführung oder ähnlichem vorgeschlagen, das durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet ist.'

Ein Befestigungsring wird teleskopartig in Eingriff mit einem Umfangsbandteil einer dünnwandigen zylindrischen HUlIe gebracht, um eine V-förmige ringförmige Nut auszubilden, von der ein Schenkel durch den Bandteil der Hülle und der andere Schenkel durch eine Oberfläche des Befestigungsringes definiert wird. Anschliessend wird die Hülle gestützt, um das Abdrücken ihrer Nutenoberfläche von dem Befestigungsring hinweg zu verhindern, eine aufgespaltene Keilringvorrichtung von einem Winkelbereichsumfang von etwa 360° wird in die V-förmige Nut eingelegt, wobei zwischen der Nut und der Keilringvorrichtung ein Kleber angebracht ist, dann wird ein genügend grosser Druck auf die Keilringvorrichtung ausgeübt, um dieselbe radial zu verschieben und eine im wesentlichen gleichmässige Kleberfilmdicke zwischen der Keilringvorrichtung und der Hülle und auch zwischen der Keilringvorrichtung und dem Befestigungsring zu erhalten, und anschliessend der Kleber ausgehärtet, um den Befestigungsring an der Hülle anzubringen.

Erfindungsgemäss wird ebenso ein Leitungskanal oder ähnliches in Leichtgewicht-Ausführung erhalten, das durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:

Eine dünnwandige zylindrische Hülle, ein in teleskopartiger Beziehung zu der Hülle befindlicher Befestigungsring, wobei die Hülle und der Ring zusammen eine V-förmige kreisringförmige Nut definieren, der eine Schenkel durch einen Bandteil der Hülle und der andere Schenkel durch die Oberfläche des Befestigungsringes gebildet wird, und eine gespaltene Keilringvorrichtung, die in der Nut so befestigt ist, dass

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eine im wesentlichen gleichmässige Filmdicke zwischen der Wandoberfläche der Hülle und der Keilringvorrichtung und zwischen dem Nutteil des Befestigungsringes und der gespaltenen Keilringvorrichtung vorhanden ist.

Fig. 1 veranschaulicht als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen aus Schichten aufgebauten Leitungskanal, der teilweise gebrochen gezeichnet ist.

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie H-II in Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Schnitt und zeigt einen Verfahrensschritt bei dem Herstellungsverfahren des Leitungskanals.

Fig. 4 ist eine teilweise gebrochene Ansicht des bei der Ausbildung des Kanals verwendeten Klebermaterials in vergrössertem Massstab.

Der in den Fig. 1 und 2 ersichtliche Leitungskanal umfasst einen wabenförmigen, zellenförmig aufgebauten Kern 10, der zwischen eine innere Hülle 12 und eine äussere Hülle 14 eingefügt ist, Die Hüllen 14 und 12 sind mit dem Kern 10 durch Klebung verbunden. Diese Art einer aus Schichten aufgebauten Struktur ist an sich gut bekannt und ergibt wegen ihres hohen Verhältnisses von Belastungsfestigkeit : Gewicht offensichtliche Vorteile.

Vorzugsweise wird die innere Hülle 12 aus dünnem Metallblech gebildet und die äussere Hülle 14 wird aus faserverstärktem Kunststoff, beispielsweise einem der an sich bekannten Epoxidkunstharze, gebildet.

Sin Befestigungsring 18 bildet in Kombination mit einem ringförmigen Bandteil der inneren Hülle 12 eine V-förmige Nut. In dieser Nut ist durch den Kleber 17, der eine im wesentlichen einheitliche Filmdicke besitzt, ein aufgespaltener Keilring •ingeklebt. Die äussere Hülle 14 ist sowohl mit dem aufgespaltenen Keilring 16 als auch dem Befestigungsring IS ver-

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klebt. Der Keilring 16 hat dünne Verlängerungen 20, die auf den Kern 10 hin gerichtet sind, um eine Konzentration der Belastung dort auf ein Minimum zu reduzieren, wo die Hüllen 12 und 14 sich über den Kern 10 hinaus erstrecken und mit dem Keilring verklebt sind.

Die beschriebene Struktur ergibt eine Anbringung mit hoher Belastungsfähigkeit zwischen dem Ring 18 und dem restlichen aus Schichten aufgebauten Verteilungskanal infolge der Tatsache, dass sowohl zwischen dem Ring 16 und der Hülle 12 als auch zwischen dem Ring 16 und dem Ring 18 eine genau eingestellte Filmdicke des Klebers vorhanden ist. In dem nach aussen sich erstreckenden Flansch des Ringes 18 sind Bohrungen 24 vorgesehen, um den Leitungskanal an der Struktur zu befestigen, von der er einen Teil bilden soll. Bei der beschriebenen Struktur erhält man ein Maximum der Belastungsstärke für die Befestigung des Leitungskanals. Das entgegengesetzte Ende des Leitungskanals wird ähnlich ausgebildet, wenn es mit einem anderen Teil der Maschine oder der Struktur verbunden werden soll.

Die gesteuerte Dicke des Kleberfilms erhält man dadurch, dass man am Anfang die innere Hülle 12 auf einen entsprechend verjüngten Kern 26 (Fig. 3) aufsetzt. Dann wird der Befestigungsring 18 mit Hilfe eines einstellbaren Anschlagringes 28 in dem richtigen axialen Abstand vom Ende der inneren Hülle 12 angebracht. Es ist ersichtlich, dass die Hülle 12 und der Befestigungsring 18 eine am Kreisumfang vorhandene V-förmige Nut 29 bilden. Der Keilring 16 ist, wie bereits oben erwähnt, aufgespalten. Vorzugsweise wird er in zwei Hälften gespalten, die zusammen einen Winkelbereich von beinahe 360° einnehmen; hierauf bezieht sich die obenstehend verwendete Bezeichnungsweise "im wesentlichen 36O°". Wie in Fig. 3 dargestellt, werden die Hälften des Keilringes so in ihre Lage gebracht, dass um ihre keilförmigen Teile Streifen von Klebematerial 30 gelegt sind. Die Ifateriaistreifen 30 (Fig. 4) sind vorteilhafterweise ein teilweise ausgehärteter Kunstharz, beispielsweise zu der Stufe B ausgehärtetes Epoxidharz, mit dem ein offenes, sleb-

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ähnliches Gewebe imprägniert ist. Wenn der aufgespaltene Keilring 16 in dieser Weise eingebracht ist, drücken die Stempel 32 ihn in die V-förmige Nut und man erhält dadurch eine gleichmassige Verteilung des Drucks über den Umfang.

Es wird ein ausreichend hoher Druck angewendet, um den Streifen 30 so weit zusammenzudrücken, dass die miteinander zu verklebenden Oberflächen nur noch durch die Stärke des netzförmigen Gewebes getrennt sind. Da der gespaltene Keilring 16 bei seiner axialen Verschiebung sich frei in jeder radialen Richtung verschieben kann, erzielt diese Verschiebung den einheitlichen Abstand zwischen den durch den Kleber zu verbindenden Oberflächen. Der Arbeitsgang der Verklebung wird, nachdem die richtige Filmstärke eingestellt worden ist, entsprechend dem erforderlichen Verfahren fUr den in dem bestimmten Fall ausgewählten Kunstharz zum Abschluss gebracht.

Es ist offensichtlich, dass die beschriebene Herstellungsmethode relativ grosse Toleranzabweichungen im Durchmesser der inneren Hülle 12 und auch im Durchmesser des Befestigungsrings 18 aufnehmen kann. Zunächst kann die Hülle 12 auf dem konischen Kern in einem grossen Bereich aufliegen, um eine feste Auflage zu erhalten, was ihre Verschiebung von dem Befestigungsring weg während des beschriebenen Aufpressvorganges verhindert. Zweitens wird der Anschlag 28 so eingestellt, dass der Ring sich in der gewünschten relativen axialen Lage gegenüber der Hülle 12 und dem sich ergebenden zusammengesetzten Leitungskanal befindet. Der gespaltene Keilring wird über eine variable axiale Entfernung verschoben, welche notwendig ist, um die vorgegebene Filmdicke der inneren Hülle 12 zu erhalten. D. h. in gewissen Fällen kann der Kern 10 und die äussere Hülle 14 weggelassen werden, um einen Leitungskanal in Leichtgewicht-Ausführung oder ähnliches mit einem Befestigungsflansch mit hoher Belastungsfähigkeit zu erhalten.

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Claims

Patentansprüche

zur Ausbildung von Leitungskanälen oder ähnlichen Gebilden in Leichtbauweise, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

Aufschieben eines Befestigungsringes (18) im Eingriff mit einem umkreisförmigen Bandteil einer dünnwandigen zylindrischen Hülle (12) zur Ausbildung einer V-förmigen kreisförmigen Nut (29), von der ein Schenkel durch den Bandteil der Hülle (12) und der andere Schenkel durch eine Oberfläche des Befestigungsringes (18) gebildet wird,

Halterung und Unterstützung der Hülle (12) zur Verhinderung der Bewegung der die Nut bildenden Oberfläche von dem Befestigungsring (18) hinweg,

Einlegen einer aufgespaltenen Keilringvorrichtung (16) mit einem Umfangbereich von im wesentlichen 360° in die V-förmige Nut (29), mit einem zwischen der Keilringvorrichtung (16) und der Nut (29) angebrachten Kleber (17),

Ausübung eines ausreichenden Druckes auf die Keilringvorrichtung (16), um dieselbe in radialer Richtung zu verschieben und eine im wesentlichen gleichförmige Dicke des Kleberfilms (17) zwischen der Keilringvorrichtung (16) und der Hülle (12) und auch zwischen der Keilringvorrichtung und dem Befestigungsring (18) zu erhalten, und

Aushärtung des Klebers, um den Befestigungsring (18) an der Hülle (12) zu befestigen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Verfahrensschritte:

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Einlegung von Ausgleichsringvorrichtungen (30) zwischen den keilförmigen Teilen des aufgespaltenen Ringes (16) und der Hülle (12) bzw. dem Befestigungsring (18), um die Dicke des Kleberfilms genau einzustellen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Ausgleichsringvorrichtung (30) so angeordnet wird, dass ein Streifen von Kleber mit einem darin eingebetteten Netzgewebe, um die keilförmigen Teile der gespaltenen Ringvorrichtung (16) herum vor dem Einlegen in die Nut (29) aufgebracht wird, so dass derselbe dadurch die Ausgleichsringvorrichtung ergibt, wenn der Streifen beim Anwenden von Druck auf die Keilringvorrichtung komprimiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Verfahrensschritte:

Herstellung einer festen Verbindung eines zellenförmig aufgebauten Kerns (10) mit einer Oberfläche der Hülle (12) und einer Verbindung einer zweiten Hülle (14) mit dem Kern zur Ausbildung eines aus Schichten aufgebauten Leitungskanals.
5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte .*

Aufschieben der dünnwandigen zylindrischen Hülle (12) über einen Kern (26), welcher eine Halterung und Abstützung der Hülle während der Anwendung des Druckes auf die Keilringvorrichtung (16) ergibt und Ausbildung der Hülle als innere Hülle des aus Schichten aufgebauten Leitungskanals und weiterhin die Einfügung von halbierten Keilringen (16) in die V-förmigen Nuten (29).

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6. In Leichtbauweise ausgeführter Leitungskanal oder ähnliches, gekennzeichnet durch eine dünnwandige zylindrische Hülle (12), einen auf die Hülle (12) aufgeschobenen Befestigungsring (18), der zusammen mit dieser eine V-förmige, ringförmige Nut (29) bildet, von der ein Schenkel durch einen Bandteil der Hülle (12) und der andere Schenkel durch die Oberfläche des Befestigungsringes (18) gebildet wird, und eine aufgespaltene Keilringvorrichtung (16), die in der Nut durch einen Kleber (17) befestigt ist, der eine im wesentlichen gleichförmige Filmdicke zwischen der Bandoberfläche der Hülle (12) und der gespaltenen Keilringvorrichtung (16) und zwischen dem Nutenteil des Befestigungsringes (12) und der gespaltenen Keilringvorrichtung (16) aufweist.
7. Leitungskanal oder ähnliches in Leichtbauweise nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsring (18) über die äussere Oberfläche der Hülle (12) aufgeschoben ist und Ausgleichsringvorrichtungen (30) zwischen dem keilförmigen Teil der aufgespaltenen Ringvorrichtung (16) und der Hülle (12) und dem Befestigungsring (18) vorhanden sind.
8. Leitungskanal nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen mit der äusseren Oberfläche der Hülle (12) fest verbundenen zellförmig aufgebauten Kern (10) und eine an der äusseren Hülle des Kerns (10) und an dem Befestigungsring (18) befestigte zweite Hülle (14).
9. Leitungskanal oder ähnliches in Leichtbauweise nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Hülle (12) aus Metall besteht und die äussere Hülle (14) aus faserverstärktem Kunstharz besteht.

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10. Verfahren zur Ausbildung von Leitungskanälen oder ähnlichen Gebilden in Leichtbauweise, dadurch gekennzeichnet , dass es die in der vorstehenden Beschreibung aufgeführten Merkmale aufweist.
11. In Leichtbauweise ausgeführter Leitungskanal oder ähnliches Gebilde, dadurch gekennzeichnet , dass es die in der vorstehenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen offenbarten Merkmale aufweist.

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