DE10105976A1 - Large area fiber-reinforced composite component manufacture, involves distribution of resin to a molding chamber via a flexible cover with channels whose cross-section varies during injection - Google Patents
Large area fiber-reinforced composite component manufacture, involves distribution of resin to a molding chamber via a flexible cover with channels whose cross-section varies during injectionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung großflächi ger Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen, wobei ein Fasergelege auf einem formstabilen Formteil aufgebracht und mit einem verformbaren Formteil abgedeckt wird, an dem Injektionskanäle ausgebildet sind, wobei ein Zwischenraum zwischen dem formstabi len und dem verformbaren Formteil evakuiert wird und wobei ein Harzgemisch in die Injektionskanäle eingebracht wird, von wo es durch über eine Haupterstreckungsfläche des Zwischenraums verteilte Injektionsöffnungen in den Zwischenraum übertritt.The invention relates to a method for producing large areas ger components made of fiber composite materials, with a fiber fabric applied to a dimensionally stable molded part and with a deformable molded part is covered on the injection channels are formed, with an intermediate space between the dimensionally stable len and the deformable molded part is evacuated and wherein a Resin mixture is introduced into the injection channels from where it is through over a main area of the gap distributed injection openings in the space.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Herstellen großflächiger Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen, mit einem formstabilen Bauteil und mit einem verformbaren Formteil, an dem Injektionskanäle ausgebildet sind, wobei ein Zwischenraum zwischen dem formstabilen und dem verformbaren Formteil evakuierbar ist und wobei die Injektionskanäle an eine Quelle für ein Harzgemisch anschließbar sind und über eine Haupterstreckungsfläche des Zwischenraums verteilte Injektions öffnungen zum Zwischenraum hin aufweisen. Diese Vorrichtung ist insbesondere zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens vorgesehen.Furthermore, the invention relates to a device for Manufacture of large-area components from fiber composite materials, with a dimensionally stable component and with a deformable one Molding on which injection channels are formed, with a Space between the dimensionally stable and the deformable Molding can be evacuated and the injection channels to one Source for a resin mixture can be connected and via a Main extension area of the space distributed injection have openings towards the gap. This device is in particular to carry out the aforementioned method intended.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art sind aus der WO 97/12754 bekannt. Die dabei beschriebene Möglichkeit, die beiden Formteile zur Herstellung der groß flächigen Bauteile in einen Autoklaven einzubringen, mit dem zusätzlich ein Überdruck auf der Rückseite des verformbaren Formteils aufbringbar ist, um das Harzgemisch in das Fasergelege einzudrücken und um die Form der zukünftigen Bauteile zu stabi lisieren, erweist sich als vorteilhaft, aber nicht als zwingend notwendig. Diese zusätzlichen Maßnahmen können daher auch bei der Erfindung vorgesehen sein, stehen hier aber nicht im Vorder grund. Bei der Erfindung geht es vielmehr um die Art und Weise, wie das Harzgemisch in den Zwischenraum gebracht wird, in dem das Fasergelege angeordnet ist. Gemäß der WO 97/12754 sind Injektionskanäle mit festem freien Querschnitt vorgesehen, die mit einer Quelle für das Harzgemisch verbunden werden. Das Harzgemisch wird von der Quelle in die Injektionskanäle einge drückt und gelangt von dort durch die Injektionsöffnungen in den Zwischenraum mit dem Fasergelege. Dabei muß während des gesamten Vorgangs des Einbringens des Harzgemisches die Verbindung mit der Quelle für das Harzgemisch aufrecht erhalten werden. Das Harzgemisch kann nur so langsam in die Injektionskanäle einge drückt werden, wie es durch diese hindurch in den Zwischenraum eintritt. Das heißt, es handelt sich um einen sehr langwierigen und aufgrund der Bindung der dabei verwandten Vorrichtung auch kostenintensiven Prozeß. Zudem ist das Harzgemisch in den Injektionskanälen, welches gegen Ende des Prozesses nicht mehr in den Zwischenraum eintritt, verloren. Dia entsprechenden Mengen an Harzgemisch sind nicht unerheblich, weil der freie Querschnitt der Injektionskanäle eine gewisse Mindestgröße aufweisen muß, um von dem Harzgemisch sicher durchströmbar zu sein. Zudem ist der Aufbau des verformbaren Formteils im Bereich der Injektionskanäle vergleichsweise aufwendig, was die Gesamt kosten des bekannten Verfahrens zusätzlich erhöht.A method and an apparatus of the one described in the introduction Kind are known from WO 97/12754. The one described Possibility of making the two molded parts large to introduce flat components into an autoclave with which additionally an overprint on the back of the deformable Molding can be applied to the resin mixture in the fiber fabric and to stabilize the shape of the future components lizing turns out to be advantageous, but not mandatory necessary. These additional measures can therefore also be used the invention are provided, but are not in the foreground here reason. Rather, the invention is about the way how the resin mixture is brought into the space in which the fiber fabric is arranged. According to WO 97/12754 Injection channels with a fixed free cross section are provided be connected to a source for the resin mixture. The Resin mixture is injected into the injection channels from the source presses and gets from there through the injection openings into the Space with the fiber fabric. It must be done throughout Operation of introducing the resin mixture into the compound the source of the resin mixture can be maintained. The Resin mixture can only slowly enter the injection channels be pressed as it passes through this into the space entry. That means it is a very lengthy one and because of the binding of the device used in the process costly process. In addition, the resin mixture in the Injection channels, which no longer towards the end of the process enters the gap, lost. The corresponding one Amounts of resin mixture are not insignificant because of the free Cross section of the injection channels a certain minimum size must have in order to flow safely through the resin mixture his. In addition, the structure of the deformable molded part is in the area the injection channels comparatively complex, what the total cost of the known method additionally increased.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, die gegenüber dem Stand der Technik erhebliche Kostenvorteile aufweisen.The invention has for its object a new method and a new device of the type described above to demonstrate the significant compared to the prior art Show cost advantages.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß das Harzgemisch unter Aufweitung deren freien Querschnitts in die Injektionskanäle eingebracht wird und daß der freie Querschnitt der mit dem Harzgemisch gefüllten Injektionskanäle zum Austragen des Harzgemisches in den Zwischenraum wieder verringert wird.According to the invention, this is the case with a method of the beginning described type in that the resin mixture under Widening their free cross-section into the injection channels is introduced and that the free cross section with the Injection channels filled with resin mixture to discharge the Resin mixture in the space is reduced again.
Das neue Verfahren variiert den freien Querschnitt der Injek tionskanäle über den Zeitraum, der für den Übertritt des Harzgemisches in den Zwischenraum mit dem Fasergelege benötigt wird. Zunächst wird der freie Querschnitt durch das Einbringen des Harzgemisches stark aufgeweitet. Anschließend verringert sich der freie Querschnitt wieder, während das Harzgemisch durch die Injektionsöffnungen tatsächlich in den Zwischenraum mit dem Fasergelege übertritt. Am Ende geht der freie Querschnitt der Injektionskanäle gegen null. Entsprechend geht nur ein minimaler Anteil des Harzgemisches verloren.The new process varies the free cross-section of the Injek tion channels over the period required for the transfer of the Resin mixture needed in the space with the scrim becomes. First, the free cross section through the insertion of the resin mixture greatly expanded. Then decreased the free cross section again while the resin mixture is passing through the injection ports actually in the space with the Fiber scrim passes. In the end the free cross section of the Injection channels towards zero. Accordingly, only a minimal one is possible Share of the resin mixture lost.
Darüberhinaus kann das gesamte Harzgemisch, das zur Herstellung eines Bauteils benötigt wird, zu Anfang in die Injektionskanäle eingebracht werden. Danach wird eine Quelle für das Harzgemisch nicht mehr benötigt und kann von den Injektionskanälen abge trennt werden. Es reicht dann aus, die Injektionskanäle vor dem Verringern ihres Querschnitts eingangsseitig abzudichten, um das Verfahren fortzuführen. Entsprechend kann mit der Quelle für das Harzgemisch an anderer Stelle bereits weitergearbeitet werden, obwohl das Harzgemisch aus den Injektionskanälen nur zu einem geringeren Anteil bereits in den Zwischenraum mit dem Faser gelege übergetreten ist.In addition, all of the resin mixture used to manufacture a component is needed, initially in the injection channels be introduced. It then becomes a source of the resin mixture no longer needed and can be removed from the injection channels be separated. It is then sufficient to place the injection channels in front of the Reduce their cross-section to seal the inlet side to prevent this To continue proceedings. Accordingly, with the source for that Resin mixture to be worked on elsewhere, although the resin mixture from the injection channels only to one lower proportion already in the space with the fiber occasionally.
Der freie Querschnitt der Injektionskanäle kann durch Einwirkung eines Differenzdrucks zwischen dem evakuierten Zwischenraum und der Außenseite des verformbaren Formteils verringert werden. Daneben ist es denkbar, mechanisch auf den freien Querschnitt der Injektionskanäle im Sinne einer Verringerung einzuwirken, beispielsweise durch ausstreichende Rollen, Preßbalken oder dergleichen. Bevorzugt ist aber die über die Haupterstreckungs fläche des Zwischenraums besonders gleichmäßig wirkende Ausnut zung eines Differenzdrucks, der allein durch das Evakuieren des Zwischenraums oder durch zusätzliches Aufbringen eines Über drucks auf der Außenseite des verformbaren Formteils erzeugt werden kann.The free cross-section of the injection channels can be affected a differential pressure between the evacuated space and the outside of the deformable molding can be reduced. In addition, it is conceivable to mechanically check the free cross section the injection channels to act in the sense of a reduction, for example by spreading rollers, press bars or like. But is preferred over the main extension area of the interspace particularly uniformly acting groove a differential pressure that is generated solely by evacuating the Space or by adding an over pressure generated on the outside of the deformable molded part can be.
Vorzugsweise werden die Injektionskanäle dabei innerhalb einer den verformbaren Formteil nach außen abschließenden Vakuumfolie angeordnet, so daß der Differenzdruck unmittelbar auch auf den Querschnitt der Injektionskanäle einwirkt.The injection channels are preferably within one the deformable molded part that closes the vacuum film on the outside arranged so that the differential pressure immediately on the Cross-section of the injection channels acts.
Zusätzliche Kräfte zum Verringern des freien Querschnitts der Injektionskanäle können dadurch aufgebaut werden, daß die Vakuumfolie oder auch das Material der Injektionskanäle elas tisch ist. Die elastischen Kräfte resultieren dann ebenfalls in einen auf Entleerung der Injektionskanäle durch die Injektions öffnungen hin wirkenden Druck.Additional forces to reduce the free cross section of the Injection channels can be built up in that the Vacuum film or the material of the injection channels elas is table. The elastic forces then also result in one for emptying the injection channels through the injection openings acting pressure.
Bevorzugt ist es, wenn die Injektionsöffnungen senkrecht zu der Haupterstreckungsfläche des Zwischenraums mit dem Fasergelege ausgerichtet werden. Bei einer nicht senkrecht zu der Haupter streckungsfläche des Zwischenraums ausgerichteten Injektions öffnung besteht die Gefahr, daß das austretende Harzgemisch nicht direkt in das Fasergelege eingedrückt wird, sondern zumindest zunächst dem verformbaren Formteil von dem Fasergelege abhebt, wodurch die Lage des verformbaren Formteils destabili siert werden kann. Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, die Injektionsöffnungen innerhalb einer senkrecht zu der Haupterstreckungsfläche des Zwischenraums verlaufenden Längsmittelebene der Injektionskanäle anzuordnen.It is preferred if the injection openings are perpendicular to the Main area of extension of the space with the fiber fabric be aligned. With one not perpendicular to the main one Extension area of the space-oriented injection opening there is a risk that the emerging resin mixture is not pressed directly into the fiber fabric, but at least first the deformable molded part of the fiber fabric takes off, which destabili the position of the deformable molded part can be settled. In this context, it is particularly preferred the injection openings within a perpendicular to the main extension surface of the space Arrange the median longitudinal plane of the injection channels.
Vor dem Einbringen des Harzgemisches können die Injektionskanäle parallel zu der Haupterstreckungsfläche des Zwischenraums flach zusammengelegt werden, so daß sie quasi kein freies Volumen aufweisen. Wenn das Harzgemisch vollständig wieder aus den Injektionskanälen entfernt sind, können sie wieder diese selbe flache Form annehmen.The injection channels can be inserted before the resin mixture is introduced parallel to the main extension surface of the intermediate space be merged so that they have virtually no free volume exhibit. When the resin mixture completely comes out of the Injection channels are removed, they can be the same again take a flat shape.
Es ist aber nicht unbedingt bevorzugt, tatsächlich ein Nullvolumen der Injektionskanäle vor dem Einbringen des Harzgemisches und nach dem Übertritt des Harzgemisches in den Zwischenraum mit dem Fasergelege anzustreben. Vielmehr ist es für ein leichtes Einbringen des Harzgemisches in die Injektions kanäle und deren gleichmäßige Entleerung von Vorteil, vor dem Einbringen der Harzgemisches eine Drainagematte in die Injektionskanäle einzubringen.However, it is not necessarily preferred to actually have one Zero volume of the injection channels before the introduction of the Resin mixture and after the resin mixture has passed into the To aim for space with the fiber fabric. Rather it is for an easy introduction of the resin mixture into the injection channels and their even emptying is an advantage before Introducing the resin mixture into the drainage mat Insert injection channels.
Die Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist erfindungs gemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionskanäle ein durch Einbringen des Harzgemisches aufweitbaren und zum Austragen des Harzgemisches in den Zwischenraum wieder verringerbaren freien Querschnitt aufweist. Dabei sind die Injektionskanäle vorzugs weise von der Quelle für das Harzgemisch abtrennbar und eingangsseitig abdichtbar.The device of the type described is fiction characterized in that the injection channels through a Introducing the resin mixture expandable and to discharge the Resin mixture in the space reducible free Has cross section. The injection channels are preferred as separable from the source of the resin mixture and sealable on the inlet side.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der neuen Vorrichtung sind bereits oben in der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform des neuen Verfahrens angedeutet worden.Further preferred embodiments of the new device are already above in the description of the preferred embodiment of the new process has been indicated.
Hinzu kommt, daß das verformbare Formteil der neuen Vorrichtung vorzugsweise als Einwegartikel ausgelegt ist. Dieser Einweg artikel umfaßt zumindest eine Folie oder ein anderes zweidimen sionales Gebilde, an dem die Injektionskanäle vorzugsweise durch Schläuche oder langgestreckte Taschen mit verformbarem freien Querschnitt ausgebildet sind, so daß sie untereinander definier te Relativlagen aufweisen. Dabei kann dieser Gegenstand bereits eine Vakuumfolie umfassen. Eine solche Vakuumfolie kann aber auch noch zusätzlich aufgelegt werden und gehört dann nicht notwendigerweise zu den Teilen des verformbaren Formteils, die nur einmal verwendet werden. Der Rest des Harzgemisches, der in den Injektionskanälen des verfrombaren Formteils verbleibt, nachdem deren freier Querschnitt wieder verringert wurde, ist nur gering.In addition, the deformable molded part of the new device is preferably designed as a disposable item. This one way Article comprises at least one film or another two-dimensional sional structure on which the injection channels preferably through Hoses or elongated pockets with deformable free Cross-section are formed so that they define each other te have relative positions. This item can already comprise a vacuum film. Such a vacuum film can, however also be added and then does not belong necessarily to the parts of the deformable molding that can only be used once. The rest of the resin mixture contained in the injection channels of the moldable molded part remain, after their free cross-section has been reduced again only slight.
Im Prinzip genauso wie die Injektionskanäle können bei dem verformbaren Formteil auch Vakuumleitungen zur Evakuierung des Zwischenraums mit dem Fasergelege vorgesehen sein. Hier ist es aber in jedem Fall erforderlich, eine Drainagematte in den Vakuumleitungen anzuordnen, um einen freien Absaugquerschnitt für die Evakuierung offenzuhalten.In principle, just like the injection channels can with the deformable molded part also vacuum lines for evacuating the Intermediate space can be provided with the fiber fabric. Here it is but in any case required a drainage mat in the Arrange vacuum lines to provide a free suction cross section to be kept open for evacuation.
In einer konkreten Ausführungsform kann der verformbare Formteil zwei über linienförmige Schweißnähte miteinander verschweißte Folien aufweisen, wobei die untere Folie mit den Injektions öffnungen versehen ist und wobei die Schweißnähte die zwischen den beiden Folien ausgebildeten Injektionskanäle seitlich begrenzen. Ein derartiger verformbarer Formteil ist dadurch herstellbar, daß zunächst die Injektionsöffnungen in die untere Folie eingebracht werden. Dann werden vorzugsweise im Bereich der geplanten Injektionskanäle die streifenförmigen Drainage matten angeordnet. Anschließend wird die zweite, obere Folie aufgebracht, und letztlich werden die Schweißnähte zur Begren zung der Injektionskanäle zwischen den beiden Folien angebracht. Zusätzlich können Anschlüsse für die Injektionskanäle vorgesehen werden. Weiterhin können die Absaugkanäle in genau derselben Weise zwischen den beiden verschweißten Folien ausgebildet sein. Bei den Absaugkanälen sind die Drainagematten obligatorisch.In a specific embodiment, the deformable molded part two welded together using linear welds Have films, the lower film with the injection openings is provided and wherein the welds between the injection channels formed laterally on the two foils limit. Such a deformable molded part is producible that first the injection openings in the lower Foil can be introduced. Then preferably in the area the striped drainage of the planned injection channels arranged mats. Then the second, top slide applied, and ultimately the welds become the limit injection channels between the two foils attached. In addition, connections for the injection channels can be provided become. Furthermore, the suction channels can be in exactly the same Be formed between the two welded foils. Drainage mats are mandatory for the suction channels.
Eine weitere Alternative zu perforierten Schläuchen zur Ausbil dung der Injektionskanäle ist die Ausbildung der Injektions kanäle durch langgestreckte, im Bereich der Injektionsöffnungen offene Taschen in mehrfach umgefalteten Folienstreifen. Ein solcher Folienstreifen weist, damit die jeweilige Tasche symme trisch oberhalb der jeweiligen Injektionsöffnung ausgebildet sein kann, eine gerade Anzahl von Umfaltungen auf. Mindestens und typischerweise sind es vier. Dabei erweist es sich als günstig, wenn die seitlichen Ränder der Folienstreifen über den Bereich der darüber ausgebildeten Tasche, auch in deren flach zusammengelegten Zustand, überstehen. Hierdurch wird die Lage der Folienstreifen und der von Ihnen ausgebildeten Injektions kanäle unterhalb einer Vakuumfolie stabilisiert. Auch in den Taschen der umgefaltenen Folienstreifen können Drainagematten angeordnet werden. Sie sind damit ebenfalls zur Ausbildung von Absaugkanälen geeignet.Another alternative to perforated hoses for training The formation of the injection channels is the formation of the injection channels channels through elongated, in the area of the injection openings open pockets in multiple folded foil strips. On such a film strip shows that the respective pocket symme trained above the respective injection port can be an even number of refoldings. At least and typically there are four. It turns out to be favorable if the side edges of the film strips over the Area of the pocket formed above, also in its flat collapsed condition, survive. This will make the location the film strip and the injection you have trained channels stabilized below a vacuum film. Even in the Pockets of the folded foil strips can be used for drainage mats to be ordered. You are also training for Suction channels suitable.
Bei den Injektionskanälen auf der Basis von umgefalteten Folien streifen sind die Injektionsöffnungen schlitzförmig mit Längs verlauf in der Haupterstreckungsrichtung der Folienstreifen. Wenn die Injektionsöffnungen aber in einer an sich geschlossenen Folie oder einem Schlauch ausgebildet sind, können sie auch perforationsförmig sein, d. h. Lochreihen aus einzelnen, begrenzten und aufeinander folgenden Löchern aufweisen.For the injection channels based on folded-over foils The injection openings are slit-shaped with a longitudinal stripe run in the main direction of extension of the film strips. If the injection ports are in a closed position Foil or a tube are formed, they can also be perforated, d. H. Rows of holes from individual have limited and successive holes.
Die Erfindung wird in der Folge durch Ausführungsbeispiele näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigtThe invention will be explained in more detail below by means of exemplary embodiments explained and described. It shows
Fig. 1 die schematische Anordnung von Injektionskanälen und Vakuumleitungen bei dem verformbaren Formteil einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich tung, Fig. 1 shows a schematic arrangement of injection channels and vacuum lines wherein the deformable mold part of a first embodiment of the present invention Vorrich tung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Injektionskanal des verformbaren Formteils gemäß Fig. 1 mit angrenzendem Fasergelege, Fig. 2 shows a cross section through an injection channel of the deformable mold part of FIG. 1 with an adjacent batt,
Fig. 3 den Querschnitt gemäß Fig. 2 nach Einbringen eines Harzgemisches in den Injektionskanal, Fig. 3 shows the cross-section of FIG. 2 after introduction of a resin mixture into the injection channel,
Fig. 4 den Querschnitt einer Vakuumleitung des verformbaren Formteils gemäß Fig. 1 mit angrenzendem Fasergelege, Fig. 4 shows the cross section of a vacuum line of the deformable mold part of FIG. 1 with an adjacent batt,
Fig. 5 Injektionsöffnungen an der Unterseite eines Injek tionskanals des verformbaren Formteils gemäß Fig. 1, Fig. 5 injection openings at the bottom of a channel of the deformable Injek tion molding according to Fig. 1,
Fig. 6 die Anordnung von Injektionskanälen und Vakuum leitungen bei dem verformbaren Formteil einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 6 shows the arrangement of injection channels and vacuum lines wherein the deformable mold part of a second embodiment of the device according to the invention,
Fig. 7 einen ersten Schritt zur Herstellung des verformbaren Formteils gemäß Fig. 6, Fig. 7 shows a first step for producing the deformable mold part according to Fig. 6,
Fig. 8 einen zweiten Schritt zur Herstellung des verformbaren Formteils gemäß Fig. 6, Fig. 8 shows a second step for manufacturing the deformable mold part according to Fig. 6,
Fig. 9 einen Querschnitt durch einen Injektionskanal des verformbaren Formteils einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,9 shows a cross section through an injection channel of the deformable form part of a further embodiment of the device. According to the invention
Fig. 10 den Injektionskanal gemäß Fig. 9 nach Einbringen einer Drainagematte, Abdecken mit einer Vakuumfolie und mit angrenzendem Fasergelege, Fig. 10 shows the injection channel of FIG. 9 adjoining after introduction of a drainage mat, covering with a bagging film and fiber fabric,
Fig. 11 den Injektionskanal gemäß Fig. 10 nach Einbringen eines Harzgemisches, Fig. 11 the injection channel of FIG. 10 after introduction of a resin mixture,
Fig. 12 die Anordnung von Injektionskanälen gemäß den Fig. 10 und 11 in Bezug auf ein herzustellendes großflächiges Bauteil. Fig. 12 shows the arrangement of injection channels shown in FIGS. 10 and 11 with respect to a large-area component to be produced.
Der in Fig. 1 dargestellte verformbare Formteil 1 gehört zu einer Form, die weiterhin von einem formstabilen Formteil als Gegenform ausgebildet wird. Auf diesen hier nicht dargestellten formstabilen Formteil wird ein Fasergelege aufgebracht. Dann wird der verformbare Formteil 1 aufgelegt. Im Randbereich erfolgt eine Abdichtung. Anschließend wird ein Zwischenraum zwischen den beiden Formteilen, in dem sich das Fasergelege befindet, evakuiert. Hierzu sind Vakuumleitungen 2 mit dem Zwischenraum zugekehrten, hier nicht sichtbaren Absaugöffnungen vorgesehen, die in Richtung eines Pfeils 3 mit einer Vakuum quelle verbindbar sind. Anschließend wird in den Zwischenraum ein Harzgemisch eingebracht. Dieses kommt in Richtung eines Pfeils 4 von einer Quelle für das Harzgemisch und tritt zunächst in Injektionskanäle 5 an dem Formteil 1 ein. Von dort gelangt es durch Injektionsöffnungen in den Zwischenraum mit dem Faserge lege. Die Injektionsöffnungen sind in Fig. 1 wieder nicht erkennbar. Von den Injektionsöffnungen der Injektionskanäle 5 strömt das Harzgemisch in Richtung von Pfeilen 6 durch den Zwischenraum bzw. das darin angeordnete Fasergelege auf die Vakuumleitungen 3 zu, bis das gesamte Fasergelege in gewünschtem Maße mit dem Harzgemisch getränkt ist. Dabei und anschließend kann eine Aushärtung des Harzgemisches erfolgen, die beispiels weise durch eine erhöhte Temperatur des stabilen Formteils angeregt wird.The illustrated in Fig. 1 deformable mold part 1 is part of a mold which is also formed of a dimensionally stable molded part as a counter-form. A fiber fabric is applied to this dimensionally stable molded part, not shown here. Then the deformable molded part 1 is placed. A seal is made in the edge area. A space between the two molded parts, in which the fiber fabric is located, is then evacuated. For this purpose, vacuum lines 2 are provided with the suction openings, which are not visible here, and which can be connected in the direction of an arrow 3 to a vacuum source. A resin mixture is then introduced into the space. This comes in the direction of an arrow 4 from a source for the resin mixture and first enters injection channels 5 on the molded part 1 . From there it passes through injection openings into the space with the fiber lay. The injection openings are again not recognizable in FIG. 1. From the injection openings of the injection channels 5 , the resin mixture flows in the direction of arrows 6 through the intermediate space or the fiber fabric arranged therein to the vacuum lines 3 until the entire fiber fabric is saturated with the resin mixture to the desired extent. In this case and subsequently, the resin mixture can be cured, which is excited, for example, by an elevated temperature of the stable molded part.
Fig. 2 zeigt anhand eines im Querschnitt dargestellten Injek tionskanals 5 den Detailaufbau des verformbaren Formteils 1, wie er auf dem hier dargestellten Fasergelege 7 oberhalb des hier angedeuteten formstabilen Formteils 8 aufliegt. Der Injektions kanal wird von einem zunächst flach zusammengelegten Schlauch 9 ausgebildet, an dessen Unterseite die Injektionsöffnungen 10 ausgebildet sind. Dabei ist der Schlauch 9 von einer Vakuumfolie 11 abgedeckt, die das Fasergelege 7 auch außerhalb des Injek tionskanals 5 auf der Rückseite des Formteils 1 dichtend abschließt. Wenn jetzt das Harzgemisch 12 gemäß Fig. 3 in den Injektionskanal 5 eingebracht wird, weitet sich dessen freier Querschnitt, der anfangs null war, stark auf. Dabei kann das gesamte Harzgemisch, welches zum Tränken des Fasergeleges 7 benötigt wird, auf einmal in die Injektionskanäle 5 eingebracht werden. Aus den Injektionskanälen 5 wird das Harzgemisch über die Injektionsöffnungen 10 in Richtung des Pfeils 13 und anschließend der Pfeile 6 in den Zwischenraum 14 eingedrückt, der das Fasergelege 7 aufnimmt. Die dabei wirkenden Kräfte, die den freien Querschnitt des Injektionskanals 5 wieder verringern, beruhen einmal auf dem Differenzdruck innerhalb und außerhalb der Vakuumfolie 11 und zudem auf elastischen Kräften, die durch Dehnung der Vakuumfolie 11 hervorgerufen werden. Wenn das Harzgemisch 12 vollständig in den Zwischenraum 14 übergetreten ist, kehrt der freie Querschnitt des Injektionskanals 5 in seine Form gemäß Fig. 2 zurück. Fig. 2 shows, using an injection channel 5 shown in cross section, the detailed structure of the deformable molded part 1 as it rests on the fiber fabric 7 shown here above the dimensionally stable molded part 8 indicated here. The injection channel is formed by an initially flat folded tube 9 , on the underside of which the injection openings 10 are formed. The hose 9 is covered by a vacuum film 11 , which seals the fiber fabric 7 also outside the injection channel 5 on the back of the molded part 1 . If the resin mixture 12 according to FIG. 3 is now introduced into the injection channel 5 , its free cross section, which was initially zero, widens considerably. The entire resin mixture, which is required for impregnating the fiber fabric 7 , can be introduced into the injection channels 5 at once. The resin mixture via the injection openings 10 in the direction of arrow 13 and then the arrows 6 is pressed into the space 14 from the injection channels 5 which receives the fiber fabric. 7 The forces acting thereby, which again reduce the free cross section of the injection channel 5 , are based on the differential pressure inside and outside the vacuum film 11 and also on elastic forces which are caused by the expansion of the vacuum film 11 . When the resin mixture 12 has completely passed into the intermediate space 14 , the free cross section of the injection channel 5 returns to its shape according to FIG. 2.
Fig. 4 zeigt den Querschnitt einer Vakuumleitung 2 des verform baren Formteils 1. Die Vakuumleitung 2 baut ebenfalls auf einem Schlauch 9 auf, in dem hier aber eine Drainagematte 16 angeord net ist, um immer einen freien Absaugquerschnitt freizuhalten. So kann durch die Vakuumleitungen 2 immer in Richtung der Pfeile 6, durch die Absaugöffnungen 15 und die Drainagematte 16 hin durch abgesaugt werden, auch wenn ein hoher Differenzdruck der Vakuumfolie 11 den Querschnitt der Vakuumleitung 2 zusammen zudrücken versucht. Fig. 4 shows the cross section of a vacuum line 2 of the deformable molded part 1st The vacuum line 2 also builds on a hose 9 , in which, however, a drainage mat 16 is arranged here in order to always keep a free suction cross section free. So can be sucked through the vacuum lines 2 always in the direction of arrows 6 , through the suction openings 15 and the drainage mat 16 through, even if a high differential pressure of the vacuum film 11 tries to squeeze the cross section of the vacuum line 2 together.
Der einfache Aufbau sowohl der Vakuumleitungen 2 als auch der Injektionskanäle 5 ermöglicht es, den gesamten verformbaren Formteil kostengünstig als Einwegartikel herzustellen. Weitere Kostenvorteile der Erfindung ergeben sich dadurch, daß die Injektionskanäle 5 nach ihrem Befüllen von der Quelle für das Harzgemisch abgehängt und eingangsseitig abgedichtet werden können, weil das eingentliche Einbringen des Harzgemisches 12 aus den Injektionskanälen 5 in den Zwischenraum 14 mit dem Fasergelege 7 unabhängig von der Quelle für das Harzgemisch 12 erfolgt.The simple construction of both the vacuum lines 2 and the injection channels 5 makes it possible to produce the entire deformable molded part inexpensively as a disposable item. Further cost advantages of the invention result from the fact that the injection channels 5, after being filled, can be suspended from the source for the resin mixture and sealed on the inlet side, because the individual introduction of the resin mixture 12 from the injection channels 5 into the intermediate space 14 with the fiber fabric 7 independently of the Source for the resin mixture 12 takes place.
Fig. 5 zeigt die Unterseite eines Schlauchs 9, der hier einen Injektionskanal 5 ausbildet, aber auch eine Vakuumleitung 2 ausbilden könnte. Es sind die Injektionsöffnungen 10 zu erkennen, die in dichter Folge in der Mitte der Unterseite des Schlauchs 9 angeordnet sind, d. h. in seiner Längsmittelebene 17, die senkrecht zu der Haupterstreckungsebene des verformbaren Formteils 1 verläuft. Dabei sind die Injektionsöffnungen 10 auch ihrerseits senkrecht zu der Haupterstreckungsebene des angrenzenden Zwischenraums 14 bzw. des darin angeordneten Fasergeleges 7 ausgerichtet. FIG. 5 shows the underside of a hose 9 , which here forms an injection channel 5 , but could also form a vacuum line 2 . The injection openings 10 can be seen, which are arranged in close succession in the middle of the underside of the hose 9 , ie in its longitudinal center plane 17 , which runs perpendicular to the main extension plane of the deformable molded part 1 . The injection openings 10 are in turn also aligned perpendicular to the main extension plane of the adjacent intermediate space 14 or the fiber fabric 7 arranged therein.
Bei der Ausführungsform des verformbaren Formteils 1 gemäß Fig. 6, die noch durch eine zusätzliche, oben aufgelegte Vakuumfolie ergänzt werden kann, handelt es sich um eine Konstruktion auf Basis zweier im Bereich von linienförmigen Schweißnähten 20 miteinander verschweißter Folien 18 und 19. Dabei sind in der unteren Folie 18 Schlitze 21 zur Ausbildung sowohl der Injek tionsöffnungen 10 als auch der Absaugöffnungen 15 vorgesehen. Die Schlitze 21 verlaufen parallel zueinander und bilden abwech selnd eine Absaugöffnung und eine Injektionsöffnung aus. Über den Schlitzen 21 sind Drainagematten 16 angeordnet. Seitlich der Drainagematten 16 sind die beiden Folien 18 und 19 durch die Schweißnähte 20 miteinander verschweißt. So sind über den Schlitzen 21 zwischen den Schweißnähten 20 sowohl die Vakuum leitungen 2 als auch die Injektionskanäle 5 ausgebildet. Die Injektionskanäle 5 und die Vakuumleitungen 2 setzen sich auch über den Bereich der Schlitze 15 hinaus fort, bis sie an einem Harzanschluß 23 einerseits bzw. einem Absauganschluß 21 andererseits zusammengefaßt sind. Das verformbare Formteil 1 gemäß Fig. 6 läßt sich kostengünstig in Anpassung an das jeweils herzustellende Bauteil als Wegwerfartikel herstellen. Bevorzugt ist das verformbare Formteil 1 gemäß Fig. 6 insbesondere bei großflächigen, wenig strukturierten Bauteilen.The embodiment of the deformable molded part 1 according to FIG. 6, which can also be supplemented by an additional vacuum film placed on top, is a construction based on two films 18 and 19 welded together in the area of linear weld seams 20 . In this case, 18 slots 21 are provided in the lower film for forming both the injection openings 10 and the suction openings 15 . The slots 21 run parallel to one another and alternately form a suction opening and an injection opening. Drainage mats 16 are arranged above the slots 21 . To the side of the drainage mats 16 , the two foils 18 and 19 are welded to one another by the weld seams 20 . So both the vacuum lines 2 and the injection channels 5 are formed over the slots 21 between the welds 20 . The injection channels 5 and the vacuum lines 2 also continue beyond the area of the slots 15 until they are combined on a resin connection 23 on the one hand or a suction connection 21 on the other hand. The deformable molded part 1 according to FIG. 6 can be produced inexpensively as a disposable item in adaptation to the component to be manufactured in each case. The deformable molded part 1 according to FIG. 6 is preferred, in particular in the case of large-area, less structured components.
In den Fig. 7 und 8 sind die ersten Schritte zur Herstellung des elastischen Formteils gemäß Fig. 6 skizziert. Gemäß Fig. 7 wird zunächst die später unten liegende Folie 18 mit den Schlitzen 15 versehen. Dann werden gemäß Fig. 8 die Drainagematten 16 ver legt, und zwar einerseits über die Schlitze 15 und andererseits bis zu den ebenfalls in diesem Schritt angebrachten Anschlüssen 22 und 23. Mit der Verlegung der Drainagematten 16 werden die Schlitze 15 bereits einerseits den späteren Vakuumleitungen 2 und andererseits den späteren Injektionskanälen 5 zugeordnet. Anschließend wird dann die obere Folie 19 gemäß Fig. 6 aufge legt, und es werden die Schweißnähte 20 gemäß Fig. 6 angebracht. In Figs. 7 and 8, the first steps of manufacturing the elastic mold part 6 are shown in FIG. Sketched. According to FIG. 7, the film 18 , which is later located below, is first provided with the slots 15 . Fig then the drainage mats 16 are in accordance. Ver 8 applies, on the one hand via the slots 15 and on the other hand to the attached also in this step, terminals 22 and 23. With the laying of the drainage mats 16 , the slots 15 are already assigned on the one hand to the later vacuum lines 2 and on the other hand to the later injection channels 5 . Then, the upper film 19 is placed up as shown in FIG. 6, and the welds 20 are made as shown in FIG. 6.
Fig. 9 zeigt eine alternative Möglichkeit zur Ausbildung eines Injektionskanals 5 oder auch einer Vakuumleitung 2. Ausgegangen wird hierbei von einem Folienstreifen 24, der mehrfach umgefal tet wird. Eine erste Umfaltung 25 begrenzt in der Querschnitts darstellung gemäß Fig. 9 die Injektionsöffnung 10 nach links. Eine zweite Umfaltung 26 bildet den linken Rand des zusammen gelegten Injektionskanals 5 aus; eine dritte Umfaltung 27 den rechten Rand. Eine vierte Umfaltung 28 begrenzt die Injektions öffnung 10 nach rechts. Die Ränder 29 des Folienstreifens 30 stehen dabei seitlich über die Umfaltungen 26 und 27 vor. Das heißt, der Injektionskanal 5 ist nur im Zentralbereich des gefalteten Folienstreifens 24 in der Art einer offenen Tasche vorgesehen. Durch die überstehenden Ränder 29 wird die Lage des Injektionskanals 5 insbesondere nach seiner Befüllung mit einem hier nicht dargestellten Harzgemisch stabilisiert. Fig. 9 shows an alternative possibility for forming an injection channel 5 or a vacuum line 2. The starting point here is a film strip 24 which is folded over several times. A first folding 25 limits the cross-sectional view according to FIG. 9 to the injection opening 10 to the left. A second folding 26 forms the left edge of the folded injection channel 5 ; a third fold 27 the right edge. A fourth fold 28 limits the injection opening 10 to the right. The edges 29 of the film strip 30 protrude laterally over the folds 26 and 27 . That is to say, the injection channel 5 is only provided in the central region of the folded film strip 24 in the manner of an open pocket. The projecting edges 29 stabilize the position of the injection channel 5, in particular after it has been filled with a resin mixture (not shown here).
Vorzugsweise wird in dem gemäß Fig. 9 ausgebildeten Injektions kanal 5 eine Drainagematte 16 angeordnet. Nach Auflegen auf ein Fasergelege 7 zur Ausbildung eines Bauteils wird er dann mit einer Vakuumfolie 11 abgedeckt. Dies ist in Fig. 10 dargestellt, die identisch auch die Ausbildung einer Vakuumleitung wiedergibt.A drainage mat 16 is preferably arranged in the injection channel 5 designed according to FIG. 9. After placing it on a fiber fabric 7 to form a component, it is then covered with a vacuum film 11 . This is shown in Fig. 10, which also identically reproduces the formation of a vacuum line.
Fig. 11 zeigt hingegen einen gemäß Fig. 10 ausgebildeten Injek tionskanal 5 nach Beschicken mit einem Harzgemisch 12, um das Fasergelege 7 über Injektionsöffnung 10 mit dem Harzgemisch zu tränken. Die Drainagematte 16 sorgt dabei für eine gleichmäßige Öffnung des Injektionskanals 5 beim Befüllen mit dem Harzgemisch 12. Bei der entsprechenden Ausbildung einer Absaugleitung 2 stellt die Drainagematte 16 einen freien Restquerschnitt sicher. Fig. 11 shows a contrast in FIG. 10 formed Injek tion channel 5 after loading with a resin mixture 12 to the fiber ply 7 to soak via injection opening 10 with the resin mixture. The drainage mat 16 ensures a uniform opening of the injection channel 5 when it is filled with the resin mixture 12 . With the appropriate design of a suction line 2 , the drainage mat 16 ensures a free residual cross section.
Fig. 12 zeigt die Anordnung von Injektionskanälen 5, welche von einem Harzanschluß 23 ausgehen, und von Vakuumleitungen 2, die zu einem Absauganschluß 22 führen, in Bezug auf ein großflächi ges Bauteil 30 mit davon abstehenden Rippen 31. Zwischen den einzelnen Rippen 31 ist jeweils eine Vakuumleitung 2 oder ein Injektionskanal 5 vorgesehen. Das Harzgemisch muß damit durch den Bereich der Rippen 31 hindurchtreten, um von einem Injek tionskanal 5 bis zu der nächstgelegenen Vakuumleitung 2 zu gelangen. Alle Injektionskanäle 5 und alle Vakuumleitungen 2 bis zu den Anschlüssen 22 und 23 gemäß Fig. 12 sind auf Basis der Folienstreifen 24 ausgebildet und weisen den in Fig. 10 darge stellten Querschnitt auf. Fig. 12 shows the arrangement of injection channels 5 , which start from a resin connection 23 , and of vacuum lines 2 , which lead to a suction connection 22 , in relation to a large-area component 30 with ribs 31 projecting therefrom. A vacuum line 2 or an injection channel 5 is provided between the individual ribs 31 . The resin mixture must therefore pass through the area of the ribs 31 in order to pass from an injection channel 5 to the closest vacuum line 2 . All injection channels 5 and all vacuum lines 2 up to the connections 22 and 23 according to FIG. 12 are formed on the basis of the film strips 24 and have the cross section shown in FIG. 10.
11
Formteil
molding
22
Vakuumleitung
vacuum line
33
Pfeil
arrow
44
Pfeil
arrow
55
Injektionskanal
injection channel
66
Pfeil
arrow
77
Fasergelege
fiber fabrics
88th
Formteil
molding
99
Schlauch
tube
1010
Injektionsöffnung
injection port
1111
Vakuumfolie
vacuum film
1212
Harzgemisch
resin mixture
1313
Pfeil
arrow
1414
Zwischenraum
gap
1515
Absaugöffnung
suction
1616
Drainagematte
drainage mat
1717
Längsmittelebene
Longitudinal center plane
1818
Folie
foil
1919
Folie
foil
2020
Schweißnaht
Weld
2121
Schlitz
slot
2222
Absauganschluß
suction connection
2323
Harzanschluß
resin connection
2424
Folienstreifen
film strips
2525
Umfaltung
refolding
2626
Umfaltung
refolding
2727
Umfaltung
refolding
2828
Umfaltung
refolding
2929
Rand
edge
3030
Bauteil
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3131
Rippe
rib
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8304 | Grant after examination procedure | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130903 |