DE3319571C2

DE3319571C2 - Vorrichtung für die Reparatur eines duroplastischen glasfaserverstärkten Kunststoff-Formteils

Info

Publication number: DE3319571C2
Application number: DE3319571A
Authority: DE
Inventors: Dolan D. Akron Ohio Faber; Richard G. Wadsworth Ohio Holmes; Joseph J. Hartville Ohio Varano
Original assignee: General Tire and Rubber Co
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Holdings Inc
Priority date: 1982-07-21
Filing date: 1983-05-30
Publication date: 1984-09-27
Also published as: JPS5943285B2; US4408558A; CA1189775A; JPS5935918A; DE3319571A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Reparieren von duroplastischen GFK-Formteilen beschrieben; die Vorrichtung besitzt eine Einrichtung für die Zuführung von Wärme und Druck auf eine Fehlerstelle in dem GFK-Teil und enthält ein Reparaturmaterial; als zu reparierende GFK-Teil wird praktisch unbeweglich auf einer Formunterlage oder einem Unterstützungsteil gehalten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Während der Herstellung und der Handhabung von duroplastischen-GFK-Formteilen können Oberflächenfehler entstehen, weil etwas Schmutz oder überfließendes Material in die Form gelangt seiu kann, weil unvollständige Erhärtung, Kratzer, Risse aufgetreten sein können, weil das Kunststoffteil fallengelassen wurde, weil zufällig ein Werkzeug auf das Teil gefallen sein kann, oder weil eine Beschädigung beim Versand eingetreten ist oder aus vielen ähnlichen Gründen. Solche Schwierigkeiten brauchen nicht nur bei dem GFK-Formteil selbst aufzutreten, sie können vielmehr auch auftreten beim Beschichten des GFK-Teils im Formwerkzeug oder danach, wobei auch eine unvollständige Bedeckung des Substrats eingetreten sein kann. Derartige Probleme erhalten Gewicht, wenn das Teil elektrostatisch beschichtet oder lackiert werden soll, vor allem, wenn das Teil an einem Kraftfahrzeugchassis vor dem elektrostatischen Lackieren angebracht werden muß.

Der DE-OS 25 OO 736 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung entnehmbar.

Durch die speziellen zu verändernden Reparaturmassen nämlich kalthärtende Duromere, ist diese bekannte Vorrichtung nicht zum Aufbringen von Wärme gleichzeitig mit dem aufzubringenden Druck ausgelegt. Dies bewirkt eine starke Einengung der Einsatzmöglichkeiten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine universelle Vorrichtung zum Reparieren von GFK-Formteilen, insbesondere von Teilen, die elektrostatisch lackiert werden sollen, zu entwickeln.

Die zur Lösung der Aufgabe erforderlichen Merkmale sind dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 entnehmbar.

Die Erfindung sieht eine Vorrichtung vor, bei der ein bewegliches Bauteil gegen ein GFK-Formteil gedruckt werden kann, das von einer Formuntcrlage festgehalten oder unterstützt werden kann. Das zu reparierende GFK-Formteil weist einen Fehler oder einen Lunker auf, der mit einem Reparaturmaterial gefüllt wird. Das bewegliche Bauteil wird im Bereich der Fehlerstelle gegen das GFK-Teil gedrückt, während Wärme solange zugeführt wird, bis das Reparaturteil ausgehärtet ist Mit der erfindungsgemäßen Reparaturvorrichtung lassen sich GFK-Formteile und im Formwerkzeug beschichtete G FK-Teile reparieren.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbc'ispielen mit Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine Ansicht einer Vorrichtung für die Reparatur eines GFK-Teiles;

F i g. 2 einen Vertikalschnitt in vergrößerter Darstellung durch das bewegliche Druckkissen aus F i g. 1;

Fi g. 3 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß F i g. 1 mit einem auf die Stützvorrichtung gelegten, zu reparierenden GFK-Teil;

F i g. 4 eine perspektivische Vertikalansicht, teilweise im Schnitt, und gibt ein abgeändertes bewegliches druckausübendes Element in einer Stellung wieder, aus der das Element gegen das zu reparierende und von der Unterlage aufgenommene GFK-Teil geführt werden kann;

Fig.5 in perspektivischer Ansicht das bewegliche druckausübende Element gemäß Fig.4 in Anlage an der Oberseite des GFK-Teils;

F i g. 6 in Seitenanricht die Stützeinrichtung für das GFK-Teil und einige der wesentlichen Bauteile, und
F i g. 7 eine perspektivische Ansicht des Zustands, in dem das druckausübende Element von der Oberfläche des reparierten GFK-Teils abgehoben ist

Ein Vertikalständer 1 ist auf einer Unterlage 2 angebracht und besitzt einen Arm 3, der sich senkrecht oder waagerecht mittels nicht gezeigter elektrischer, hydraulischer oder mechanischer Mittel bewegen läßt (F i g. 1). Der Arm 3 kann an dem Vertikalständer 1 mit Hilfe von Gewindestiften 3', 3' festgehalten werden. Ein Druckluftzylinder 4 bewegt sich waagerecht vor und zurück längs des Arms 3 und besitzt einen srnkrecht dazu verschiebbaren Kolben 5, an dem ein einer Form anpaßbares Druckkissen 6 angebracht ist, das mit Luft, Sand, öl oder einem anderen Material gefüllt sein kann, was die Möglichkeit gibt, sich der Form des zu 'reparierenden Teils anzupassen. Das Druckkissen 6 läßt sich um den Kolben 5 drehen und besitzt ferner eine Kreuzgelenkverbindung (nicht gezeichnet), mit der es so eingestellt werden kann, daß es neigbar ist, um eine bessere Anpassung an den zu reparierenden Teil des GFK-Formteils zu erreichen. Eine der Gestalt des Formteils angepaßte

so Formunterlage 7 befindet sich unter dem Arm 3 und dem Druckkissen 6 und trägt das zu reparierende Teil.

An dem Druckkissen 6 befindet sich ein elektrisch beheizter Mantel 8 und eine äußere indifferente oder nicht klebende Schicht 9 (F i g. 2). Die Oberfläche 10 der Formunterlage 7 stimmt mit der Innenfläche des GFK-Formteils 12 überein, die so auf die Oberfläche 10 gelegt wird, daß sie repariert werden kann (F i g. 3). Die Formunterlage 7 hat einen starken und kräftigen Aufbau, so daß sie das GFK-Teil 12 halten und den Druck des Kolbens 5 und des druckausübenden Elements 13 auffangen kann. Während die Formunterlage 7 eine schwache, einstellbare Neigung zeigt, können die Beine 11 an Hydraulikkolben oder an (nicht gezeigten) höhenverstellbaren Auslegern, wie Schrauben, befestigt werden.

6¹) die von dem Boden 2A ausgehen und die Formunterlage 7 in jeden gewünschten Winkel zum passenden Gebrauch bringen können. Die Oberfläche 10 kann an dem Verstärkungsteil der Formunterlage 7 befestigt oder

von ihr abgenommen werden, so daß unterschiedliche Oberflächen 10, die jeweils anderen, unterschiedlich geformten GFK-Teilen entsprechen, aufgenommen werden können.

Das Druckkissen 6 ist als festes, U-förmiges, druckausübendes Element 13 mit einer ebenen Fläche i4 ausgebildet, an der sich ein nachgiebiges Element 15 befindet, das aus einem steifen Textilteil oder vorzugsweise aus einem steifen, biegsamen Teil aus synthetischem Kautschuk oder Kunststoff-Schaum oder -Schwamm bestehen kann (F i g. 4). Nach der Zeichnung besitzt das Teil 13 längliche Form bei U-förmigem Querschnitt; es ist aber auch jede andere Form möglich, solange bei dieser abgeänderten Form die Auflagefläche eben ist Auf der Oberseite des GFK-Teils 12 ist ein Stück aus verformbarem halbharcem Schaum 16 angeordnet

Unter dem halbharten Schaum 16 befindet sich der Heizmantel 17 (F i g. 5). Unter dem Heizmantel 17 befindet sich ein (nicht gezeichnetes)Stück Stahlblech 0,4 mm, und unter diesem Blech liegt eine Kunststoff-Folie 18 unmittelbar über der Fehlerstelle in der GFK.-Oberfläche.

In F i g. 6 ist der Zeitgeber 19 und der mit ihm verbundene Regelwiderstand 20 zum Einstellen des Stroms für den Heizmantel 17 zu erkennen.

Fig.7 zeigt ein GFK-Teil nach der Reparatur und nach Abnahme dss Elements 13, des Beilagblechs, des Heizmantels 17 und des verformbaren halbharten Schaums 16. Die Kunststoff-Folie 18 liegt noch über der reparierten Vertiefung 21, die etwa kreisförmig und dunkler gezeichnet ist als das GFK-Teil, beispielsweise das Reparaturmaterial leitenden Ruß enthält

Das zu reparierende duroplastische GFK-Formteil kann aus duroplastischem Polyesterharz oder Vinylesterharz und Glasfaserzusatz bestehen. Es kann sich um ein Teil aus Harzmatte (SMC) oder faseriger Premix-Preßmasse (BMC) oder sonstigem duroplastischem GFK-Material handeln, oder aber auch aus hochfester glasfaserverstärkter Verbundmasse (HMC) oder einer dicken Formmasse. Die SMC-Masse enthält gewöhnlich zwischen etwa 25 und 30 Gew.-°/o Glasfaser, während die HMC-Masse etwa zwischen 55 und 60Gew.-% Glasfaser aufweisen kann. Das GFK-Substrat kann hart oder halbhart sein und kann in dem Polyester einen Flexibilisiemngsbestandteil, etwa ein Adipat, enthalten. Das Substrat kann auch andere Flexibilisierungspolymere enthalten, Elastomere und Plastomere wie etwa Styrol-Butadien-Biockcopolymere.

Das Reparaturmateria¹ umfaßt allgemein eine duroplastischs Verbindung eines Oligomers auf Polyurethanbasis, ein Oligomer auf Epoxydharzbasis oder ein Oligomer auf Polyesterbasis oder ein Gemisch aus diesen, sowie Vernetzungsmonomere, das Schrumpfen herabsetzende Additive, bestimmte Salze, Katalysatoren, einen leitenden Ruß und dergleichen mehr.

Um ein GFK-Teil zu reparieren, wird dieses auf die Formunterlage gelegt. Die Rille oder der Fehler in der Oberfläche des GFK-Teils wird gereinigt durch Schaben, Fräsen oder Entfernen von losen Teilchen. Die Oberfläche muß von Staub, Fett und Fremdstoffen durch Abwischen, Reinigen od. dgl. befreit werden.

Dann wird das flüssige Reparaturmaterial so auf den fehlerhaften Bereich aufgetragen, daß die Luft aus den eingetieften Fehlerzonen herausgedrückt wird. Über dem fehlerhaften Bei eich muß ein Überschuß an Reparaturtnaterial aufgetragen werden.

Ein Stück Kunststoff-Folie 18 wird über das feuchte Reparaturmaterial gelegt, so daß keine Luft zwischen der Kunststoff-Folie 18 und dem flüssigen Reparaturmaterial eingeschlossen bleibt Darauf wird ein Stück Beilagblech gelegt Auf das Beilagblech kommt ein Heizmantel 17. Auf den Heizmantel 17 wird ein Stück halbharter Schaum 16 gelegt Dann wird der Heizmantel 17 über den Regelwiderstand 20 unter Zwischenschaltung des Zeitgebers 19 erhitzt und dadurch die Wärme für das Aushärten zugeführt Der Heizmantel 17 muß nach fünf Minuten bei 67 bis 68 Volt Wechselstrom

ίο eine Temperatur von mindestens etwa 138° C erzeugt haben.

Dann wird mit Hilfe des Druckkissens 6 oder des Elements 13 Druck ausgeübt Der Druck ist wichtig bei dieser Methode. Es hat sich herausgestellt daß zum Ver-

!5 meiden einer Schrumpfung im wesentlichen ein Druck zwischen etwa 1,8 und 33 kg/cm² geeignet ist am besten ein Druck zwischen etwa 23 und 3,3 kg/cm². Drücke unter 23 kg/cm sind ausreichen, wenn das Reparaturmaterial gründlich entgast worden ist und eine Wiederaufnahme von Luft unterbunden wen·-, α kann. Die niedrigeren Drücke sind im allgemeinen nicht so zweckmäßig, und die damit durchgeführten Reparaturen neigen zu stärkerem Schrumpfen bei anschließenden Ofenbehandlungen. Bei Temperaturen zwischen ungefähr 138 und 213° C zum Aushärten des Reparaturmaterials wird das Druckkissen 6 oder das Element 13 nach ungefähr 5 bis 20 Min. abgehoben und die Erwärmung beendet. Man entfernt dann das Stück Schaum 16, das Beilagblech, den Heizmantel 17 und die Kunststoff-Folie 18 und läßt den reparierten Bereich des GFK-Teils auf etwa 25° C abkühlen. Anschließend kann man den Reparaturbereich bis zum Erreichen des ursprünglichen Umrisses sanden.
Die Vorrichtung läßt sich einsetzen bei der Reparatur von Ziergittern und Scheinwerferteilen oder anderen Autoteilen, von Motorhauben, Kotflügeln, Türfüllungen und Dächern, aber auch für die Reparatur von Futterschalen, Werkzeugteilen und elektrischen Feiler;, von Möbeln, Maschinenabdeckungen und -schutzvorrichtunjren, Sanitärartikeln, Bauplatten und anderen aus GFK bestehenden Teilen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für die Reparatur eines duroplastischen glasfaserverstärkten Kunststoff-Formteiles, mit einer ein Druckkissen aufweisenden Druckeinrichtung zum Ausüben von Druck auf das Kunststoff-Formteil, wobei die wirksame Oberfläche des Druckkissens aus einem indifferenten, nicht klebenden Material besteht, und mit einer Formunterlage zum starren Unterstützen des zu reparierenden Kunststoff-Formteils, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinrichtung als Vertikalständer (1) mit daran angeordnetem, vertikal und horizontal verschiebbaren Arm (3) ausgebildet ist,
daß das Druckkissen (6) an dem Arm mittels Kolben (S) vertikal bewegbar angeordnet ist. und

daß das Druckkissen eine formanpaßbare Heizeinrichtung (8; 17) zum Beheizen des zu reparierenden Bereiches atheist

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckkissen (6) eine insgesamt feste, ebene Oberfläche (14) besitzt, auf deren Außenseite sich ein druckausübendes nachgiebiges Element (15) befindet.