DE202011004357U1 - Heatable vacuum hood device - Google Patents

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Abstract

Vakuumhauben-Vorrichtung (100) mit einer Vakuumhaube (110) zum gasdichten Abdecken während eines mittels Gasdruck bewirkten Verpressens einer Schicht eines auf einen festen Formkörper aufgebrachten aushärtbaren Kompositsubstrats enthaltend eine Faserstruktur und eine in die Faserstruktur eingebrachte Matrix eines aushärtbaren viskosen Füllmaterials, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumhaube (110) aus einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt ist, dessen Temperatur mittels einer elektrischen Heizeinrichtung (120) einstellbar ist.Vacuum hood device (100) with a vacuum hood (110) for gas-tight covering during gas layer compression of a layer of a curable composite substrate applied to a solid molded body containing a fiber structure and a matrix of a curable viscous filling material introduced into the fiber structure, characterized in that the vacuum hood (110) is made of an elastic plastic material, the temperature of which can be adjusted by means of an electric heating device (120).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumhauben-Vorrichtung mit einer Vakuumhaube zum gasdichten Abdecken während eines mittels Gasdruck bewirkten Verpressens einer Schicht eines auf einen festen Formkörper aufgebrachten aushärtbaren Kompositsubstrats enthaltend eine Faserstruktur und eine in die Faserstruktur eingebrachte Matrix eines aushärtbaren viskosen Füllmaterials.The invention relates to a vacuum hood device having a vacuum hood for gas-tight covering during gas-pressure compression of a layer of a curable composite substrate applied to a solid molded body comprising a fibrous structure and a matrix of a curable viscous filling material introduced into the fibrous structure.

Vakuumhauben-Vorrichtungen finden Verwendung in dem Verfahren der Vakuumevakuierung, bei dem moderne Kunststoffmaterialien in eine vorherbestimmte Form gebracht und anschließend ausgehärtet werden.Vacuum hood apparatuses find use in the vacuum evacuation process, where modern plastic materials are formed into a predetermined shape and then cured.

Bei einem Vorgang der Vakuumevakuierung gemäß Stand der Technik wird ein als Formkörper ausgebildetes Werkstück in der Regel mittels einer Dichtungsfolie und einer die Dichtungsfolie gegenüber einem Formkörper gasdicht abschirmende Dichtschnur von der Umgebungsatmosphäre abgeschirmt bzw. evakuiert und anschließend unter Vakuumdruck gesetzt.In a process of vacuum evacuation according to the prior art, a workpiece formed as a molded body is usually shielded or evacuated from the ambient atmosphere by means of a sealing film and a sealing cord which seals the sealing film relative to a molded body in a gastight manner and then placed under vacuum pressure.

Ein Nachteil bei diesem Verfahren liegt darin, dass eine ausreichende Abdichtung zwischen Dichtungsfolie und Formkörper insbesondere in einem peripheren Bereich der Dichtungsfolie nur unter hohem Aufwand an Material und Zeit für eine manuell auszuführende Abdichtungsarbeit erreicht wird, wobei eine exakte Anbringung einer Dichtungsfolie an einem Formkörper insbesondere bei stark ausgeprägten konkav/konvexen Konturen des Formkörpers nicht immer möglich ist.A disadvantage of this method is that a sufficient seal between the sealing film and molded body is achieved only in high expenditure of material and time for a manually performed sealing work, especially in a peripheral region of the sealing film, with a precise attachment of a sealing film to a molding in particular at strongly pronounced concave / convex contours of the molding is not always possible.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Dichtungsfolien ist der Mangel einer mehrfachen Verwendbarkeit.Another disadvantage of the known sealing foils is the lack of multiple usability.

Darüber hinaus sind im Stand der Technik passgenaue und mehrfach verwendbare Vakuumhauben bekannt, die aus einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt sind. Nachteilig ist bei diesen Vakuumhauben indes, dass eine direkte Temperatursteuerung des zu verpressenden Kompositsubstrats während des Vorgangs einer Vakuumverpressung nicht möglich ist.In addition, custom-made and reusable vacuum hoods are known in the art, which are made of a resilient plastic material. The disadvantage of these vacuum hoods, however, is that direct temperature control of the composite substrate to be compressed during the process of vacuum compression is not possible.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine passgenau aufbringbare und mehrfach verwendbare Vakuumhauben-Vorrichtung zu schaffen, bei der während eines Vorgangs der Vakuumverpressung eine Temperaturbeeinflussung des zu verpressenden Materials ermöglicht ist.The object of the invention is therefore to provide a precisely applied and reusable vacuum hood device in which a temperature influencing of the material to be pressed is made possible during a process of vacuum compression.

Für eine Vakuumhauben-Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vakuumhaube aus einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt ist, dessen Temperatur mittels einer elektrischen Heizeinrichtung einstellbar ist.For a vacuum hood device of the type mentioned, this object is achieved in that the vacuum hood is made of an elastic plastic material whose temperature is adjustable by means of an electric heater.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred embodiments of the invention are subject of the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die Merkmalskombination, dass die Vakuumhaube aus einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt ist, dessen Temperatur mittels einer elektrischen Heizeinrichtung einstellbar ist, erreicht, dass ein Herausdrücken und Ausgasen von in dem zu verpressenden aushärtbaren Kompositsubstrat eingefangenen Luft- oder Gasbläschen verbessert und beschleunigt wird, da über die Temperatursteuerung eine Steuerung und dabei insbesondere Erhöhung der Viskosität des in der Regel im Anfangsstadium einer Aushärtung zähflüssigen Kompositsubstrats ermöglicht ist.In the device according to the invention is achieved by the combination of features that the vacuum hood is made of an elastic plastic material, the temperature of which is adjustable by means of an electric heater, that expelling and outgassing compressed and gas bubbles trapped in the curable composite substrate to be compressed and accelerated is, because of the temperature control, a control and thereby in particular increasing the viscosity of the usually in the initial stage of curing viscous composite substrate is made possible.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Vakuumhauben-Vorrichtung ist darin zu sehen, dass der Vorgang des Aushärtens eines Kompositsubstrats durch gezieltes Einstellen einer vorgegebenen Initialtemperatur des Kompositsubstrats in Gang gesetzt werden kann.Another important advantage of the vacuum hood device according to the invention can be seen in the fact that the process of curing a composite substrate can be set in motion by deliberately setting a predetermined initial temperature of the composite substrate.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung ausgelegt ist, um die Temperatur der Vakuumhaube während eines vorgegebenen Zeitraums auf einen Wert zwischen 20°C und 200°C einzustellen.According to a first preferred embodiment of the device according to the invention it is provided that the heating device is designed to adjust the temperature of the vacuum hood during a predetermined period to a value between 20 ° C and 200 ° C.

Die Heizeinrichtung kann dabei ausgelegt sein, um die Temperatur der Vakuumhaube während eines vorgegebenen Zeitraums auf einen konstanten Wert einzustellen, oder sie kann alternativ ausgelegt sein, um die Temperatur der Vakuumhaube während eines vorgegebenen Zeitraums entsprechend einem vorherbestimmten Verlauf einzustellen.The heater may be configured to set the temperature of the vacuum hood to a constant value for a predetermined period of time, or alternatively may be configured to adjust the temperature of the vacuum hood during a predetermined period of time according to a predetermined course.

Vorzugsweise ist die Heizeinrichtung von einem elektrischen Leiter gebildet, der in das Material der Vakuumhaube integriert ist. Der elektrische Leiter kann beispielsweise von einem Geflecht dünner Metalldrähte oder auch von einem oder mehr Kohlefaserfaden gebildet sein.Preferably, the heating device is formed by an electrical conductor which is integrated in the material of the vacuum hood. The electrical conductor may for example be formed by a mesh of thin metal wires or by one or more carbon fiber thread.

Gemäß einer wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der elektrische Leiter von einer eine Mehrzahl von Kohlefasern enthaltenden Kohlefaserkordel gebildet ist.According to an important preferred embodiment of the device according to the invention it is provided that the electrical conductor is formed by a carbon fiber cord containing a plurality of carbon fibers.

Der elektrische Leiter kann gerade oder mäanderförmig in dem Material der Vakuumhaube verlegt sein, je nachdem, ab eine kleinere oder eine größere Fläche beheizt werden soll. Um eine ausreichende Erwärmung des Materials der Vakuumhaube sicherzustellen, ist es vorteilhaft, wenn der elektrische Leiter einen elektrischen Widerstand im Bereich von 20 Ohm bis 60 Ohm bei einer Spannung im von etwa 260 V aufweist. Übertragen auf eine Spannung im Bereich von etwa 48 V bedeutet dies, dass der elektrische Leiter dann einen elektrischen Widerstand im Bereich von 2 Ohm bis 20 Ohm aufweist.The electrical conductor may be laid straight or meandering in the material of the vacuum hood, depending on whether a smaller or a larger area to be heated. In order to ensure sufficient heating of the material of the vacuum hood, it is advantageous if the electrical conductor has an electrical resistance in the range of 20 ohms to 60 ohms at a voltage of about 260 volts. When translated to a voltage in the range of about 48V, this means that the electrical conductor will then have an electrical resistance in the range of 2 ohms to 20 ohms.

Gemäß einer weiteren wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass in einem peripheren Bereich der Vakuumhaube ein Dichtkeil ausgebildet ist, der während eines Verpressens der Schicht aus aushärtbarem Kompositsubstrat in eine in einem peripheren Bereich des Formkörpers ausgebildete Dichtnut gasdicht eingreift.According to another important preferred embodiment of the device according to the invention, it is provided that a sealing wedge is formed in a peripheral region of the vacuum hood, which gas-tight engages during a pressing of the layer of hardenable composite substrate in a sealing groove formed in a peripheral region of the molded body.

Das elastische Kunststoffmaterial der Vakuumhaube ist vorzugsweise von einem Silikonkunststoff, von einem Latexmaterial oder von einem Elastomer gebildet, und die Faserstruktur ist vorzugsweise von einem Fasergewebe gebildet.The elastic plastic material of the vacuum hood is preferably formed by a silicone plastic, by a latex material or by an elastomer, and the fiber structure is preferably formed by a fiber fabric.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Darin zeigen:The device according to the invention will be explained below with reference to a preferred embodiment, which are illustrated in the figures of the drawing. Show:

1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht von schräg oben; 1 a preferred embodiment of the device according to the invention in a view obliquely from above;

2 in 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Detailansicht von unten. 2 in 1 illustrated preferred embodiment of the device according to the invention in a detailed view from below.

Die in den 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Vakuumhauben-Vorrichtung 100 enthält eine Vakuumhaube 110 zum gasdichten Abdecken während eines mittels Gasdruck bewirkten Verpressens einer Schicht eines auf einen festen Formkörper aufgebrachten aushärtbaren viskosen Kompositsubstrats.The in the 1 and 2 illustrated vacuum hood device according to the invention 100 contains a vacuum hood 110 for gas-tight covering during a gas pressure-induced pressing of a layer of a hardenable viscous composite substrate applied to a solid shaped body.

In das Kompositsubstrat eingebettet ist dabei eine von einem Fasergewebe gebildete Faserstruktur und eine in die Faserstruktur eingebrachte Matrix eines aushärtbaren Füllmaterials, wobei die Vakuumhaube 110 aus einem elastischen Silikonkunststoff hergestellt ist, dessen Temperatur mittels einer elektrischen Heizeinrichtung 120 einstellbar ist.Embedded in the composite substrate is a fiber structure formed by a fiber fabric and introduced into the fiber structure matrix of a curable filling material, wherein the vacuum hood 110 is made of an elastic silicone plastic whose temperature by means of an electric heater 120 is adjustable.

Die Heizeinrichtung 120 ist ausgelegt, um die Temperatur der Vakuumhaube 10 während eines vorgegebenen Zeitraums auf einen Wert zwischen 20°C und 200°C einzustellen, wobei die Heizeinrichtung 120 ausgelegt ist, um die Temperatur der Vakuumhaube 110 während eines vorgegebenen Zeitraums auf einen konstanten Wert einzustellen oder alternativ, um die Temperatur der Vakuumhaube 110 während eines vorgegebenen Zeitraums entsprechend einem vorherbestimmten Verlauf einzustellen oder zu regeln.The heater 120 is designed to the temperature of the vacuum hood 10 during a given period of time to a value between 20 ° C and 200 ° C, wherein the heating device 120 is designed to the temperature of the vacuum hood 110 during a given period of time to a constant value or alternatively, the temperature of the vacuum hood 110 to adjust or regulate for a predetermined period according to a predetermined course.

Die Heizeinrichtung 120 ist von einem elektrischen Leiter gebildet, der in das Material der Vakuumhaube 110 integriert ist, wobei der elektrische Leiter von einer eine Mehrzahl von Kohlefasern enthaltenden Kohlefaserkordel gebildet ist, der mäanderförmig in dem Material der Vakuumhaube 110 verlegt ist.The heater 120 is formed by an electrical conductor, which is in the material of the vacuum hood 110 is integrated, wherein the electrical conductor is formed by a carbon fiber thread containing a plurality of carbon fibers, the meandering in the material of the vacuum hood 110 is relocated.

Die Kohlefaserkordel weist einen elektrischen Widerstand im Bereich von etwa 5 Ohm bei einer Spannung von 48 V auf.The carbon fiber cord has an electrical resistance in the range of about 5 ohms at a voltage of 48V.

In einem peripheren Bereich der Vakuumhaube 110 ist ein Dichtkeil 130 ausgebildet, der während eines Verpressens der Schicht aus aushärtbarem Kompositsubstrat in eine in einem peripheren Bereich des Formkörpers ausgebildete Dichtnut gasdicht eingreift.In a peripheral area of the vacuum hood 110 is a sealing wedge 130 formed, which engages gas-tight during a pressing of the layer of hardenable composite substrate in a sealing groove formed in a peripheral region of the shaped body.

Das elastische Kunststoffmaterial der Vakuumhaube 110 ist von einem Silikonkunststoff gebildet.The elastic plastic material of the vacuum hood 110 is made of a silicone plastic.

Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.The above-described embodiment of the invention is merely for the purpose of better understanding of the teaching of the invention predetermined by the teaching, which is not limited as such by the embodiment.

Claims (16)

Vakuumhauben-Vorrichtung (100) mit einer Vakuumhaube (110) zum gasdichten Abdecken während eines mittels Gasdruck bewirkten Verpressens einer Schicht eines auf einen festen Formkörper aufgebrachten aushärtbaren Kompositsubstrats enthaltend eine Faserstruktur und eine in die Faserstruktur eingebrachte Matrix eines aushärtbaren viskosen Füllmaterials, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumhaube (110) aus einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt ist, dessen Temperatur mittels einer elektrischen Heizeinrichtung (120) einstellbar ist.Vacuum Hood Device ( 100 ) with a vacuum hood ( 110 ) for gas-tight covering during gas-pressure-compressing a layer of a hardenable composite substrate applied to a solid shaped body comprising a fibrous structure and a matrix of a hardenable viscous filling material introduced into the fibrous structure, characterized in that the vacuum hood ( 110 ) is made of a resilient plastic material whose temperature is controlled by means of an electrical heating device ( 120 ) is adjustable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (120) ausgelegt ist, um die Temperatur der Vakuumhaube (110) während eines vorgegebenen Zeitraums auf einen Wert zwischen 20°C und 200°C einzustellen.Device according to claim 1, characterized in that the heating device ( 120 ) is adapted to the temperature of the vacuum hood ( 110 ) to a value between 20 ° C and 200 ° C for a given period of time. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (120) ausgelegt ist, um die Temperatur der Vakuumhaube (110) während eines vorgegebenen Zeitraums auf einen konstanten Wert einzustellen. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the heating device ( 120 ) is adapted to the temperature of the vacuum hood ( 110 ) to a constant value for a given period of time. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (120) ausgelegt ist, um die Temperatur der Vakuumhaube (110) während eines vorgegebenen Zeitraums entsprechend einem vorherbestimmten Verlauf einzustellen.Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the heating device ( 120 ) is adapted to the temperature of the vacuum hood ( 110 ) for a predetermined period of time according to a predetermined course. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (120) von einem elektrischen Leiter gebildet ist, der in das Material der Vakuumhaube (110) integriert ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating device ( 120 ) is formed by an electrical conductor, which in the material of the vacuum hood ( 110 ) is integrated. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter von einem Metallgeflecht gebildet ist.Apparatus according to claim 5, characterized in that the electrical conductor is formed by a metal mesh. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter von einem Kohlefaserfaden gebildet ist.Apparatus according to claim 5, characterized in that the electrical conductor is formed by a carbon fiber thread. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter von einer eine Mehrzahl von Kohlefasern enthaltenden Kohlefaserkordel gebildet ist.Apparatus according to claim 5, characterized in that the electrical conductor is formed by a carbon fiber cord containing a plurality of carbon fibers. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter mäanderförmig in dem Material der Vakuumhaube (110) verlegt ist.Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the electrical conductor meandering in the material of the vacuum hood ( 110 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter einen elektrischen Widerstand im Bereich von 20 Ohm bis 60 Ohm bei einer Spannung im Bereich von etwa 260 V aufweist.Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that the electrical conductor has an electrical resistance in the range of 20 ohms to 60 ohms at a voltage in the range of about 260 volts. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter einen elektrischen Widerstand im Bereich von 2 Ohm bis 20 Ohm bei einer Spannung im Bereich von etwa 48 V aufweist.Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that the electrical conductor has an electrical resistance in the range of 2 ohms to 20 ohms at a voltage in the range of about 48V. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem peripheren Bereich der Vakuumhaube (110) ein Dichtkeil (130) ausgebildet ist, der während eines Verpressens der Schicht aus aushärtbarem Kompositsubstrat in eine in einem peripheren Bereich des Formkörpers ausgebildete Dichtnut gasdicht eingreift.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in a peripheral region of the vacuum hood ( 110 ) a sealing wedge ( 130 ) is formed, which engages gas-tight during a pressing of the layer of hardenable composite substrate in a formed in a peripheral region of the molded body gasket. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Kunststoffmaterial der Vakuumhaube (110) ein Silikonkunststoff ist.Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the elastic plastic material of the vacuum hood ( 110 ) is a silicone plastic. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Kunststoffmaterial der Vakuumhaube (110) von einem Latexmaterial gebildet ist.Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the elastic plastic material of the vacuum hood ( 110 ) is formed of a latex material. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Kunststoffmaterial der Vakuumhaube (110) von einem Elastomer gebildet ist.Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the elastic plastic material of the vacuum hood ( 110 ) is formed by an elastomer. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstruktur von einem Fasergewebe gebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber structure is formed by a fiber fabric.
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