DE102006038679A1

DE102006038679A1 - Messsystem zur Permeabilitätsbestimmung innerhalb einer Kavität

Info

Publication number: DE102006038679A1
Application number: DE200610038679
Authority: DE
Inventors: Michael Schillinger; Florian Meyer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2008-02-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messsystem zur Permeabilitätsbestimmung innerhalb einer Kavität mit einem Sensor. Um die Unzulänglichkeiten bekannter Messsysteme zu eliminieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Sensor aus zwei flexibel einsetzbaren und sich gegenüberliegenden Kondensatorplatten (4) besteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Messsystem zur Permeabilitätsbestimmung innerhalb einer Kavität.
Es sind analoge kapazitive Messsysteme zur Permeabilitätsbestimmung innerhalb einer Kavität im Harzinjektionsverfahren (RTM) und Harzinfusionsprozess bekannt. Mit diesen Messsystemen kann die Fließfront innerhalb einer einfachen Plattenkavität erfasst und über eine Software die Permeabilität während des Formfüllprozesses unter Vorgabe diversere Parameter ermittelt werden. Diese Parameter sind beispielsweise der Gewebelagenaufbau und die Lagenausrichtung.
Die bekannten Messsysteme werden ausschließlich zur Fließfronterfassung und zur Permeabilitätsbestimmung angewendet. Sie bilden ein werkzeugseitig integriertes Sensorsystem, sind fest im Werkstück eingebaut und weisen einen analogen kapazitiven Sensor auf, der aus zwei metallischen, sich gegenüberliegenden Platten besteht.
Die bekannten Messsysteme können nur zum Messen der Permeabilität in Plattenbauteilen eingesetzt werden. Soll das Messsystem jedoch zur Messung in einem Hohlraumbauteil mit Kernen oder sogar mit verlorenen Kernen eingesetzt werden, so kann dies mit den bekannten Messsystemen nicht verwirklicht werden. Die Messung ist grundsätzlich werkzeugabhängig und benötigt zwei Werkzeughälften, in denen die erforderlichen Sensoren fest integriert wind.
Außerdem sind die bekannten Messsysteme nicht zur Messung von Tränkungs- und Härtungseigenschaften im Zusammenhang mit Zweikomponentenkunststoffen verwendbar.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung hier Abhilfe zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Messsystem zur Permeabilitätsbestimmung innerhalb einer Kavität mit einem Sensor, wobei der Sensor aus zwei flexibel einsetzbaren und sich gegenüberliegenden Kondensatorplatten besteht.
Infolge dieser Ausgestaltung kann das Messsystem in beliebigen Werkstücken und auch innerhalb von Bauteilen an beliebiger Stelle flexibel eingesetzt werden. Der Sensor kann in einen beliebigen Kern (fester Kern oder verlorener Kern beliebiger Materialien) des Bauteils integriert werden. Damit wird eine Permeabilitätsmessung in beliebigen Bauteilen sowie 3D-Hohlraumbauteilen möglich. Die beiden, sich gegenüberliegenden Kondensatorplatten können nach einer vorteilhaften Weiterbildung jeweils mit einem Datenerfassungssystem verbunden werden.
Grundsätzlich wird bei dem erfindungsgemäßen Messsystem das Kondensatorprinzip nach den üblichen Gesetzten der Physik angewendet, d. h., die beiden Kondensatorplatten werden mit einer Spannung bzw. Ladung beaufschlagt. Das Datenerfassungssystem hat u. a. die Aufgabe, die Spannungsänderungen aufzuzeichnen, die durch eine Veränderung der Kondensatorladung entstehen. Da eine Veränderung der Plattengeometrie des Kondensators ausgeschlossen ist, erfolgt eine Änderung der Kapazität u. a. durch eine Veränderung der kapazitiven Eigenschaften der sich im Zwischenraum zwischen den beiden Kondensatorplatten befindlichen Substanzen. Eine solche Änderung kann beispielsweise die Imprägnierung von Fasermaterial mit einer Matrix oder die chemische Veränderung der Matrix oder des Fasermaterials während der Imprägnierung sowie während der Aushärtung und Temperung sein. Somit können mit einem Datenerfassungssystem, das auf das jeweilige Fasermaterial und die verwendete Matrix sowie alle sonstigen Herstellungs-, Kern-, Werkzeug- und Materialeigenschaften kalibriert werden kann, der Fließverlauf der Matrix als Wegstrecke erfasst und die Materialeigenschaften der Matrix sowie die des Verbundes vor, während und nach dem Imprägniervorgang errechnet werden.
Das erfindungsgemäße Messsystem hat darüber hinaus noch folgende Vorteile:

– Es ist nicht von einem einfachen Plattenwerkzeug mit fest integrierten Sensoren abhängig, die nur Daten über eine einzige Stelle liefern.
– Es sind flexible Messungen an beliebigen Stellen möglich.
– Messungen an einem 3D-Hohlraumbauteil sind möglich.
– Das erfindungsgemäße Messsystem ist preiswert.
– Mit dem erfindungsgemäßen Messsystem können zusätzliche Informationen, wie Herstellungs- und Stoffgrößen gewonnen werden; beispielsweise Tränkungs- und Aushärtungseigenschaften.

Das erfindungsgemäße Messsystem kann bei allen Zweikomponentenwerkstoffen, allen Herstellungsverfahren von Zweikomponentenwerkstoffen sowie allen Kernmaterialien eingesetzt werden. Ebenso kann das erfindungsgemäße Messsystem bei allen Herstellungsverfahren verwendet werden, bei denen beliebige Werkstoffe in einen Formfüllprozess in beliebigen Werkzeugarten verarbeitet werden. Außerdem umfasst die vorliegende Erfindung alle technischen Umsetzungen des Kondensatorsensors sowie beliebige Datenerfassung- und Berechnungsmöglichkeiten.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung. Diese zeigt schematisiert das erfindungsgemäße Messsystem in Verbindung mit ei nem aus einem oberen und einem unteren Teil 1, 2 bestehenden Werkzeug oder Werkstück. Zwischen dem oberen Teil 1 und dem unteren Teil 2 befindet sich ein Spalt 3. In diesem Spalt 3 sind zwei sich gegenüberliegende Kondensatorplatten 4 als lineare Analogsensoren angeordnet. Jede der Kondensatorplatten 4 ist über ein Kabel 5 mit einem Datenerfassungssystem 6 verbunden, das eine Änderung der Kondensatorladung aufzeichnet und daraus beispielsweise Materialeigenschaften errechnet.
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.

1: oberer Teil
2: unterer Teil
3: Spalt
4: Kondensatorplatten
5: Kabel
6: Datenerfassungssystem

Claims

Messsystem zur Permeabilitätsbestimmung innerhalb einer Kavität mit einem Sensor, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor aus zwei flexibel einsetzbaren und sich gegenüberliegenden Kondensatorplatten (4) besteht.
Messsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden sich gegenüberliegenden Kondensatorplatten (4) mit einem Datenerfassungssystem (6) verbunden sind.