DE2334132B2

DE2334132B2 - Verfahren zur Herstellung eines im Querschnitt etwa C-förmigen Faserverbundprofils

Info

Publication number: DE2334132B2
Application number: DE2334132A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 7778 Markdorf Conen; Karl 8034 Neugermering Hutterer; Siegfried Ing.(Grad.) 7777 Mittelstenweiler Roth
Original assignee: Dornier GmbH
Current assignee: Dornier GmbH
Priority date: 1973-07-05
Filing date: 1973-07-05
Publication date: 1978-10-19
Also published as: DE2334132C3; GB1436026A; CH573297A5; DE2334132A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines im Querschnitt etwa C-förmigen Faserverbundprofils, bei dem mit aushäribarem Kunststoff getränkte Fasern in Schichten um einen Profilkern angeordnet sind, wobei die Fasern der Schichten längs, quer und diagonal ausgerichtet sind.

In der DE-OS 20 46 297 ist ein derartiges Verfahren zur Herstellung von Bauteilen mit faser- oder fadenverstärktem Kunstharz-Werkstoff, insbesondere mit Karbonfaser verstärktem Harz beschrieben, bei dem zum Aufwickeln harzgetränkter Fasern oder Fäden ein verformbares Element als Wickelkörper verwendet wird. Dabei werden, um den Querschnitt des Werkstükkes zu verändern bevor das Harz ganz aushärtet, der Wickelkörper und dessen harzgetränkte Faser- oder Fadenauflagen nach dem Aufwickelvorgang einem Druck- oder Verformungsvorgang unterworfen. Das verformbare Element bildet dann, einen permanenten Kern des auf diese Weise hergestellten Werkstückes.

Nachteilig ist hierbei, daß erst auf einen profilierten Dorn ein auf seinen Innenflächen mit einem Kleber versehenes dünnwandiges und verformbares Element aufgebracht werden muß, um das anschließend die harzgetränkten Fasern gewickelt werden. Ebenso stellt der nachträgliche Verformvorgang einen zusätzlichen Arbeitsaufwand dar.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Schichten von Fasern direkt auf den Profilkern aufgebracht werden können, ohne daß ein verformbares Element zwischen Profilkern und Fasern gelegt werden muß.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Abmessungen der Schichten so gewählt sind, daß zur Bildung des etwa C-förmigen Querschnitts die Schichtbänder auf dem Profilkern im Abstand voneinander zu liegen kommen, und daß nach dem Aushärten der Schichten das Faserverbundprofil an seinen im Querschnitt gesehen freien Enden gespreizt und der Profilkern entfernt wird.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht darin, daß durch das unmittelbare Aufbringen der Faserschichten auf den Profilkern ein Zwischenschalten eines profilierten dünnwandigen und flexiblen Elementes sowie ein Bestreichen der Flächen des Profilkerns mit einem Kleber nicht mehr notwendig sind. Ferner kommen durch Wahl der Abmessungen der Schichten deren Schichtränder auf dem Profilkern so zu liegen, ίο daß nach dem Aushärten der einzelnen Schichten das fertige um den Profilkern liegende Faserverbundprofil an seinen freien Enden gespreizt und der Profilkern daraus ohne großen Kraftaufwand entfernt werden kann.

Für die Durchführung des Verfahrens ist es von Vorteil, wenn der Profilkern im Bereich des zwischen den Schichträndern verbleibenden Abstands eine Nut aufweist, in die ein entfernbarer flexibler Streifen, z. B. Gummi, eingelegt ist. Vorteilhafterweise ist die Nut breiter als der Abstand zwischen den Schichträndern.

Die Profilfertigung erfolgt somit mit einem Kern als Innenform, um den die polymeregetränkten Faserschichten bzw. Gewebelagen gelegt werden, ohne daß sie sich an der Stoßstelle überlappen. Bei gänzlich schwimmender Anordnung der Schichten um den Profilkern ist im Bereich der Schichtränder in den Kern eine Nut eingearbeitet, in die ein elastischer Streifen (z. B. Gummi) eingelegt ist. Ist die Anordnung teilweise schwimmend, so ist der Profilkern auf ein Fußteil 3() gesteckt, längs dem die Schichtränder anliegen. Zur Bildung des Außenprofils der um den Profilkern gelegten Schichten findet ein formgebendes Außenwerkzeug oder ein Vakuumsack Verwendung. Nach dem Aushärten der zwischen dem Profilkern und dem Außenwerkzeug befindlichen Polymere wird bei gänzlich schwimmender Anordnung der Schichten um den Profilkern dem elastischen Streifen durch Sägeschnitt ein Schlitz eingearbeitet. Durch diesen über die gesamte Profillänge sich erstreckenden Schlitz kann der Streifen entfernt werden. Bei teilweise schwimmender Anordnung der Schichten um den Profilkern entsteht der Schlitz durch Entnahme des Profiikerns vom Fußteil bzw. umgekehrt, wobei die beiden zunächst noch an den Fußteilwänden anliegenden Schichten freigelegt werden. Dadurch ist es möglich, mit geeigneten Werkzeugen (z. B. Knebeln) das Faserverbundprofil über den Kern zu spreizen und es in seiner Längsrichtung leicht abzuziehen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch ein Faserverbundprofil mit Profilkern und eingelegtem elastischen Streifen,

Fig. la das Faserverbundprofil mit dem Profilkern ohne Streifen,

5j Fig. Ib das Faserverbundprofil mit dem Profilkern und eingesetztem Spreizwerkzeug,

Fig. Ic das Faserverbundprofil nach Abzug vom Profilkern,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein als Rundprofil to ausgebildetes Faserverbundprofil mit Profilkern und eingelegtem elastischen Streifen,

Fig.3 ein weiteres Faserverbundprofil mit auf ein Fußteil aufgestecktem Profilkern und

Fig. 4 übereinander angeordnete Schichten im h) Faserverbund.

In Fig. 1 ist um einen Profilkern 1 ein aus Schichten A, B, C₁ D bestehender Faserverbund (siehe F i g. 4) in etwa C-Profilform gelegt. In einer im Profilkern 1

eingelassenen Nut 3 ist ein elastischer Streifen 4 angeordnet. Zwischen den beiden Schichträndern 5, 5' der Schichten A, B. C, D verbleibt ein Abstand 6. Nach Entfernen des Streifens 4 aus der Nut 3 (Fig. la) entsteht im Profilkern eint: Erweiterung /, in die ein Spreizwerkzeug 8 (z. B. Knebel) eingeführt wird (Fig. 1 b), wodurch die Schenkel 9, 9' von den Wänden des Profilkerns 1 abgehoben werden. Nach Abzug des Profilkerns 1 in Profillängsrichtung liegt das im Querschnitt etwa C-förmig geformte Faserverbundprofil 2 frei.

In Fig. 2 ist ein Rundlprofil 10 dargestellt. Die Anordnung des Profilkerns 13, des Faserverbunds aer Nut 3, der elastischen Streifen 4, der Schichtränder 5,5' und des Abstands 6 ist zusammen mit dem Verformungsablauf analog zu der in den Fig. 1 bis Ic.

In Fig.3 ist in den Profilkern 1 ein Fußteil 12 gesteckt, der mit einer Grundplatte 13 verbunden ist. Die Schichtränder 14, 15 liegen längs der Fußteilwände 12', 12" an. Werden Fußteil 12 und Frofilkern 1 voneinander getrennt, so liegen die beiden Schichtränder 14,15 im Abstand χ frei, worin ein SpreizwerkzeLg 8 (Fig. Ib) eingeschoben werden kann, mit dessen Hilfe die Schenkel 9,9' gespreizt werden können, so daß das

■> Faserverbundprofil 2 vom Profilkern I abgenommen werden kann.

In Fig.4 ist oben in Draufsicht die Anordnung der darunter im Schnitt dargestellten Schichten A, B, C, D ersichtlich. Davon sind die Faserschichten A und D

ίο diagonal, Schicht S quer und Schicht C in Profillängsrichtung ausgerichtet. Jede der Schichten A, B, Cund D ist in Polymere eingebettet, die im Weichzustand der Polymere um den Profilkern 1 gelegt und von außen von einem in den Figuren nicht näher dargestellten

'■' formgebenden Werkzeug umgeben werden. Die Reihenfolge der Anordnung der Faserschichten A, B, Cund D über dem jeweilig verwendeten Kern ist dabei von untergeordneter Bedeutung. Dabei können jeweils zwei Schichten in einem Gewebe zusammengefaßt sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines im Querschnitt etwa C-förmigen Faserverbundprofils, bei dem mit aushärtbarem Kunststoff getränkte Fasern in Schichten um einen Profilkern angeordnet sind, wobei die Fasern der Schichten längs, quer und diagonal ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Schichten (A, B, C, D)so gewählt sind, daß zur Bildung des etwa C-förmigen Querschnittes die Schichtränder auf dem Profilkern (1,11) im Abstand (6) voneinander zu liegen kommen, und daß nach dem Aushärten der Schichten (A, B, C, D) das Faserverbundprofil (2) an seinem im Querschnitt gesehen freien Ende gespreizt und der Profilkern entfernt wird.

2. Profilkern zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des zwischen den Schichträndern (5, 5') verbleibenden Abstands (6) eine Nut (3) vorgesehen ist, in die ein entfernbarer flexibler Streifen (4), z. B. Gummi, eingelegt ist.

3. Profilkern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (3) breiter ist als der Abstand (6) zwischen den Schichträndern.