DE2944371A1

DE2944371A1 - Verfahren zur herstellung von loechern in faserverstaerkten bauteilen

Info

Publication number: DE2944371A1
Application number: DE19792944371
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Heinz 8012 Ottobrunn Richert; Erich Dipl.-Ing. 5295 St. Augustin Ufer
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1979-11-02
Filing date: 1979-11-02
Publication date: 1981-05-07

Description

Verfahren zur Herstellung von Löchern in faserverstärkten
Bauteilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Bohren von Löchern in Bauteile aus faserverstärkten Werkstoffen, insbesondere aus mit Kohlefasern verstärkten Verbundwerkstoffen, kommt es leicht zu Schädigungen des Materialverbundes und damit zu einer Schwächung des Bauteils. Außerdem treten bei zur Herstellung von Löchern mit Maschinenwerkzeugen bei faserverstärkten Werkstoffen leichter Schädigungen an den Oberflächen eines Bauteils oder Halbzeuges auf als bei isotropen Werkstoffen. Diese Schädigungen machen sich besonders bemerkbar durch Herausreißen von Fasern aus dem Materialverbund und durch Delamination der einzelnen Laminatschichten. Diese Erscheinungen treten nicht nur bei Bauteilen mit Endlosfasern und Gewebeverstärkungen auf, sondern ebenfalls bei Bauteilen aus in eine Matrix eingebetteten gerichteten Kurzfasern, die nahezu gleich belastbar sind wie Bauteile mit Endlosfasern.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Löchern in faserverstärkten Werkstoffen zu schaffen, welches Schädigungen am Materialverbund ausschließt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 wiedergegebenen Verfahrensmerkmale. Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung soll am Beispiel der Herstellung einer hochbelastbaren Verbindungslasche erläutert werden. Zuerst wird in ein die Form der Lasche aufweisendes Werkzeug ein mit Kunstharz imprägniertes Gelege aus gerichteten Kurzfasern eingelegt. Die Verbindugslasche soll z.B. zwei Löcher aufweisen. Diese Löcher werden mit Hilfe von Dornen, die erwärmt oder auch z.B.
induktiv heizbar sind, in die vorbereiteten Löcher des Werkzeugoberteils eingestoßen. Die Dorne verbleiben während des Preß- und Härtevorganges in dem Bauteil. Nach dem Aushärten der Lasche werden die Dorne herausgezogen, womit die Herstellung der Löcher abgeschlossen ist.
Anstelle von der Lochherstellung in Kurzfaser-Bauteilen lassen sich mit dem Verfahren auch Löcher in mit Endlosfasern hergestellten Bauteilen einbringen. Dabei ist jedoch zu beachten, daß durch die Verdrängung der Endlosfasern ein Verschieben derselben im gesamten Bauteil erfolgen kann und dadurch eine Materialschädigung möglich ist. Bei Kurzfasern ist aufgrund der geringen Faserlänge eine gute Verschiebbarkeit und Verformbarkeit innerhalb des Materials beim Durchstoßen des Loches und beim Aushärtevorgang gegeben, so daß dabei mit Materialschädigungen in unmittelbarer Lochnähe und damit im gesamten Bauteil nicht zu rechnen ist.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, für die Herstellung der Löcher ein Werkzeug zu verwenden, in dem die Dorne zum Einstoßen der Löcher in dem Werkzeugunterteil befestigt sind.
Zur Herstellung des Bauteils werden die erforderlichen Prepregs in das Werkzeugunterteil eingelegt, wobei die Dorne die Prepregs durchstoßen. Das zum Pressen und Aushärten des Bauteils aufzusetzende Werkzeugoberteil weist dabei Löcher zur Aufnahme der im Unterteil befestigten Dorne auf.
Die Dorne zur Herstellung der Löcher können jeden beliebigen Querschnitt aufweisen. Es können somit auch Vierkant- und Langlöcher oder auch konische sowie mit einem Absatz versehene Löcher in gleicher Weise wie Rundlöcher in ein faserverstärktes Bauteil eingebracht werden. Außerdem können sowohl fertige Bauteile als auch Halbzeuge mit Löchern versehen werden.
So lassen sich z.B. hochbelastbare Lochleisten in großer Länge herstellen, die später entsprechend dem Verwendungszweck abgeschnitten werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Löchern in faserverstärkten Bauteilen PATENTANSPRUCHE Verfahren zur Herstellung von Löchern in faserverstärkten Bauteilen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in *) das ungehärtete Bauteil mit einer Spitze versehener Dorn eingestoßen wird, der Dorn in dem durchstoßenen Loch bis zur Aushärtung des Bauteils belassen wird, und nach dem Aushärten der Dorn wieder entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß Dorne mit beliebiger Querschnittsform verwendet werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Dorn vor dem Durchstoßen des Bauteils erwärmt oder mit einer Heizungseinrichtung verbunden wird.

*) ein
4. Verwendung des Verfahrens nach den Ansprüc~ren 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß Löcher sowohl in fertige Bauteile, insbesondere Anschlußelemente, als auch in Halbzeuge, z.B. Lochleisten, hergestellt werden.