DE10314250B4

DE10314250B4 - Nullteil sowie Verfahren zur Herstellung eines Nullteils

Info

Publication number: DE10314250B4
Application number: DE2003114250
Authority: DE
Inventors: Ulf Bräutigam; Harald Hägele; Josko Dipl.-Ing. Sladojevic
Original assignee: UBCOMPOSITES GmbH; DaimlerChrysler AG
Current assignee: Haegele Harald 71106 Magstadt De; Ubcomposites 71711 Murr De GmbH
Priority date: 2003-03-29
Filing date: 2003-03-29
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2023-03-30
Also published as: DE10314250A1

Abstract

Nullteil, welches eine gewünschte Form und eine gewünschte Bemaßung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Nullteil eine Außenschale (1) und eine damit maßgetreu verklebte Innenschale (2) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Nullteil bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines Nullteils, gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 4, wie es im Hause der Anmelderin verwendet und hier als bekannt unterstellt wird.
Bei Nullteilen handelt es sich um Prüfkörper, die eine gewünschte Formgebung aufweisen. Sie dienen u.a. zum schnellen Erkennen von Abweichungen von gefertigten Teilen, insbesondere von Abweichungen an Karosserien und Blechteilen. Ferner können sie auch zur Überprüfung von Lehren oder Schablonen dienen. Derartige Nullteile werden z.B. aus Aluminium oder Kunststoff gefräst, wodurch sie relativ schwer sind.

Aus der JP 571 96 101 (A) ist eine Schablone bekannt, deren eine Oberfläche zur Überprüfung dient. Zur Herstellung dieser Oberfläche werden mehrere Lagen aus Kunstharz miteinander laminiert und mit einem Hartschaum hinterschäumt. Diese Schablone ist sehr konturtreu, weist aber einen sehr aufwendigen Fertigungsvorgang auf und ist trotz des Schaumes immer noch relativ schwer.

Aus der DE 600 00 593 T2 ist eine Schablone bekannt, die mehrere nebeneinander liegende parallel ausgerichtete Lamellen aufweist. Diese Lamellen sind entlang ihrer Längserstreckung beweglich ausgestaltet, wobei sie in einer bestimmten Lage fixiert werden können. Durch diese Ausgestaltung ist die Schablone zwar sehr flexibel. Allerdings auch sehr schwer und u.U. auch hinsichtlich ihrer Formtreue immer zu überprüfen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Nullteil bzw. ein Verfahren zur Herstellung von Nullteilen zu entwickeln, bei dem die damit hergestellten Nullteile eine möglichst gute und bleibende Genauigkeit zumindest hinsichtlich der Form und der Maße aufweisen und dabei das Handling deutlich erleichtern (Gewichtsersparnis).

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Nullteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Durch die Herstellung der Nullteile aus einer Innen- und einer Außenschale, welche selbst als Laminate aus einem Kohlenstofffasern aufweisenden Kunststoff (CFK) maßgenau hergestellt sind, weisen erfindungsgemäße Nullteile einen dauerhafte räumliche Kontur sowie ebensolche Abmessungen, auf. Insbesondere sind die Nullteile, mit einer Genauigkeit herstellbar, deren Toleranz kleiner als 0,2 mm und teilweise sogar kleiner als 0.15 mm ist. Alternativ sind Laminate aus Glasfasern einsetzbar.

Zur Herstellung der Nullteile werden zwei Negativwerkzeuge, die den beiden Negativseiten der später gewünschten Form des Nullteils entsprechen, vorzugsweise durch Fräsen, Abformen oder dgl. hergestellt.

Mit den Negativwerkzeugen werden eine Innenschale und eine Außenschale des Nullteils als Laminate mit einer gewünschten Schichtdicke hergestellt. Bei Teilen mit großer Schichtdicke ist es hierbei sinnvoll, wenn zumindest eine der Schalen auf ihrer Rückseite mit einer die beiden Schalen Wabenstruktur versehen wird, welche ebenfalls eine definierte Struktur und definierte Abmessungen aufweist.

Als Material für die Innen- und die Außenschale wird ebenso wie für die ggf. vorhandene Wabenstruktur faserverstärkter Kunststoff verwendet.

Zur Herstellung der Innen- und der Außenschale werden die zugehörigen Negativwerkzeuge mit dem insbesondere kohlefaserverstärkten Kunststoff beaufschlagt und insbesondere ein bekanntes Vakuumsackverfahren angewendet. Hierdurch kann die Dicke der Schalen gleichmäßig und definiert eingestellt werden.

Nach einem vorzugsweise mehrstündigem Tempern der Innen- und der Außenschale, das insbesondere der Aushärtung des Materials der Schalen dient, werden die Außenschale und die Innenschale spannungsfrei in dem gewünschten Abstand voneinander gehalten und miteinander verklebt.

Diese Verklebung findet insbesondere im Formwerkzeug, in dem die Schalen hergestellt wurden statt. Beim Verklebung kann in besonderen Fällen auch ein möglicherweise vorliegender Abstand zwischen den beiden Schalen ausgeschäumt werden, wobei der Schaum zweckmäßiger weise gleichzeitig auch der Klebstoff sein kann. Sinnvollerweise kann der Schaum auch eine mögliche Wabenstruktur ergänzen oder vorzugsweise auch ersetzen.

Die so hergestellten Nullteile sind sehr variabel einsetzbar und bedingt durch ihre Leichtbauweise auch gut zu handhaben.

Im übrigen wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigt:
1: eine Querschnitt durch ein Nullteil und
2–5:. verschiedene schematisch dargestellte Arbeitsschritte des Verfahrensablaufs.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Nullteil dargestellt. Das Nullteil weist eine Außenschale 1 und eine Innenschale 2 auf, die aus einem faserverstärktem Kunststoff gefertigt sind. Die bereichsweise eine Abstand zueinander aufweisenden Schalen 1, 2 haben an den sich gegenüberliegenden Oberflächen eine Wabenstruktur 3, deren Erstreckung in Richtung der jeweiligen anderen Schale 1, 2 genau definiert ist.
Die Wabenstruktur 3 besteht sinnvollerweise auch aus einem faserverstärktem Kunststoff und ist mit der jeweils zugehörigen Schale 1, 2 vorzugsweise monolithisch verbunden. Die Zwischenräume der Wabenstruktur 3 sind ebenso wie die Zwischenräume zwischen den Schalen 1, 2 mit einem insbesondere klebewirksamen Schaum ausgefüllt. Die Innenschale 2 und die Außenschale 1 sind ebenso wie deren zugehörigen Wabenstrukturen 3 miteinander verklebt. Die Außenmaße des Nullteils entsprechen möglichst exakt einem vorgegebenen Wert.
In 2 sind zwei Negativwerkzeuge 4, 4' dargestellt, wobei das obere Negativwerkzeug 4 zur Herstellung der Außen schale 1 und das unter Negativwerkzeug zur Herstellung der Innenschale 2 vorgesehen ist. Die innere Konturen der Negativwerkzeuge 4, 4' und deren Abmessungen entsprechen möglichst genau denjenigen, die das Nullteil später aufweisen soll.
In 3 sind die beiden Negativwerkzeuge 4, 4' mit innenseitig angeordneter Innen- 2 und Außenschale 1 dargestellt. Die Herstellung dieser Schalen 1, 2 erfolgt unter Zuhilfenahme der Negativwerkzeuge 4, 4' insbesondere mittels eines bekannten Vakuumsackverfahrens. Gegebenenfalls können, wie im vorliegenden Fall dargestellt, die Schalen 1, 2 in bekannter Weise mit einer Wabenstruktur versehen sein, die eine definierte Form und definierte Abmessungen ausweist. Sind die Negativwerkzeuge 4, 4' mit dem faserverstärkten Kunststoff und/oder dessen Vorprodukt befüllt und ist diese Masse entsprechend in Form gebracht, werden die Negativwerkzeuge 4, 4' erwärmt, wodurch der Kunststoff aushärtet.
Nach erfolgter Aushärtung werden, wie in 4 dargestellt, das obere Negativwerkzeug 4 und das untere Negativwerkzeug 4' mit ihrer offenen Seite in einem genaudefinierten Abstand der Schalen 1, 2 zueinander angelegt. In die offenen Bereiche ist ein schaumfähiger Kleber eingebracht, der aufschäumt, die Zwischenräume ausfüllt und die Innenschale 2 mit der Außenschale 1 verklebt.
Da während dieses Vorganges die beiden Schalen lagedefiniert und ortgenau zueinander gehalten sind, weist das fertige Nullteil anschließend die gewünschten Abmessungen und die gewünschte Außenkontur auf. Durch die verwendeten Materialien ist es ferner relativ leicht und gut zu handhaben.

Claims

Nullteil, welches eine gewünschte Form und eine gewünschte Bemaßung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Nullteil eine Außenschale (1) und eine damit maßgetreu verklebte Innenschale (2) aufweist.
Nullteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenschale (1) und der Innenschale (2) eine Wabenstruktur (3) angeordnet ist.
Nullteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenschale (1) und der Innenschale (1) eine Schaumschicht angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Nullteiles, welches Nullteil eine gewünschte Form und eine gewünschte Bemaßung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer Außenschale (1) und einer Innenschale (2) ein jeweils zugehöriges Negativwerkzeug (4, 4') mit einem faserverstärkten Kunststoff beaufschlagt wird, dass der faserverstärkte Kunststoff der späteren Innen- (2) und der späteren Außenschale (1) in dem entsprechenden Negativwerkzeug (4, 4') mit gewünschten Abmessungen ausgehärtet wird, und dass zur Herstellung des Nullteils die Innenschale (2) und die Außenschale (1) maß- und konturgenau miteinander verklebt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Kunststoff der späteren Innen- (2) und der späteren Außenschale (1) thermisch ausgehärtet wird
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer Außenschale (1) und einer Innenschale (2) ein jeweils zugehöriges Negativwerkzeug (4, 4') mit einem kohlefaserverstärkten Kunststoff beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschale (2) und die Außenschale (1) während des Verklebens von dem zugehörigen Negativwerkzeug (4, 4') gehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an die Innenschale (2) und/oder an die Außenschale (1) rückseitig eine Wabenstruktur (3) mit definierter Höhe angebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenraum zwischen der Außen- (1) und der Innenschale (2) ausgeschäumt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Kleber ein schaumbildender Kleber gewählt wird.