DE3603274A1

DE3603274A1 - Cooling device for compression moulds

Info

Publication number: DE3603274A1
Application number: DE19863603274
Authority: DE
Inventors: Alfred Vordermeier
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Helicopters Deutschland GmbH
Priority date: 1986-02-04
Filing date: 1986-02-04
Publication date: 1987-08-06
Also published as: DE3603274C2

Abstract

The invention relates to a cooling device for compression moulds of fibre-composite material elements of great extent with water in cooling channels as the flowing medium. The cooling device is designed such that the heating temperatures can be increased to 180 DEG C while there is a six-fold reduction in the cooling time and formation of vapour in the mould is prevented.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für Preß formen von Faserverbundwerkstoffelementen großer Aus dehnung mit Wasser in Kühlkanälen als fließendem Medium.The invention relates to a cooling device for press Form fiber composite material elements of large size expansion with water in cooling channels as a flowing medium.

Solche Kühleinrichtungen sind in zahlreichen Ausfüh rungsformen und für die verschiedensten Zwecke bereits bekannt. Durch die DE-OS 24 25 102 ist eine Einrichtung zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten in einer Preß form bekannt, bei der in den Preßplatten Kanäle für ein fließendes Kühlmedium angeordnet sind, das in einen Kühlmittelkreislauf mündet. Die Kühlung dient in erster Linie zur Abkühlung der Heizplatten nach dem Preßvor gang und ist während des Arbeitsvorgangs blockiert. Zur Aufbringung hoher Temperaturen, wie beispielsweise 180 °C, ist die vorgenannte Einrichtung nicht geeignet und auch nicht ausgelegt.Such cooling devices are in numerous designs forms and for a variety of purposes known. DE-OS 24 25 102 is a device for the production of wood-based panels in one press form known, in the channels in the press plates for a flowing cooling medium are arranged in a Coolant circuit opens. The cooling serves first Line for cooling the heating plates after the pre-press gear and is blocked during the work process. To Application of high temperatures, such as 180 ° C, the aforementioned device is not suitable and not designed either.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlein richtung für Preßformen der eingangs genannten Art zu schaffen, die es erlaubt, Temperaturen bis 180°C mit Wasser zu kühlen, die Kühlzeiten zu verkürzen und eine Dampfbildung zu verhindern.The invention has for its object a cooler direction for molds of the type mentioned create that allows using temperatures up to 180 ° C To cool water, shorten cooling times and a To prevent steam formation.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteil hafte Ausgestaltungen angegeben und in der nachfolgen den Beschreibung sind Ausführungsbeispiele erläutert,This object is achieved by those listed in claim 1 Measures solved. In the subclaims are advantageous stipulated configurations and in the follow The description explains exemplary embodiments,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer zweigeteilten, sich überlappenden Kühlkanalsektoranordnung in schematischer Darstellung; FIG. 2 shows an embodiment of a two-part, overlapping cooling channel sector arrangement in a schematic representation;

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer komplet ten Kühleinrichtung mit Versorgungs- und Ent sorgungsausbildung einschließlich der Ventil anordnung sowie des Druckluftanschlusses; Fig. 3 shows another embodiment of a completeness cooling device with supply and Ent care training including the valve arrangement and the compressed air connection;

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel in schemati scher Darstellung einer "unsymmetrischen" Kühl einrichtungsanordnung. Fig. 4 shows a third embodiment in schematic representation of an "asymmetrical" cooling device arrangement.

Bei der Herstellung von großen, langgestreckten Bautei len aus Faserverbundwerkstoff - wie beispielsweise Rotorblätter - gab es bei der Kühlung der Preßform im mer einige Probleme mit der in Werkstück- bzw. Preß formlängsrichtung verlegten Kühleinrichtung. Zum einen waren Kühlzeiten von einer ganzen Anzahl von Stunden notwendig und zum andernmal mit der Dampfbildung und außerdem mit der Temperaturhöhe, denn die bisherige Heizung mit durchgehender Wasserkühlung erlaubt nur Temperaturen bis maximal 130°C. Alle diese Nachteile konnten durch die nachstehend erläuterte Konzeption einer Kühleinrichtung für erwähnte Preßformen behoben werden.In the production of large, elongated components made of fiber composite material - such as rotor blades - there were always some problems with the cooling of the mold in the longitudinal direction of the workpiece or the mold when cooling the mold. On the one hand cooling times of a whole number of hours were necessary and on the other hand with the formation of steam and also with the temperature level, because the previous heating with continuous water cooling only allowed temperatures up to a maximum of 130 ° C. All of these disadvantages could be eliminated by the design of a cooling device for the press molds mentioned below.

Hierzu wird, wie in Fig. 1 schematisch veranschaulicht, das Kühlkanalsystem 10 über die gesamte Länge der Preß form 11 in einzelne Sektorkühlsysteme 10 a, 10 b . . . 10 n unterteilt. Jedes dieser Systeme setzt sich aus jeweils einem eigenen Versorgungskreis 12 a, 12 b . . . 12 n und einem eigenen Entsorgungskreis 13 a, 13 b . . . 13 n zusammen, die mit einer Hauptversorgungsleitung 12 bzw. einer Haupt entsorgungsleitung 13 in Verbindung stehen. For this purpose, as illustrated schematically in Fig. 1, the cooling channel system 10 over the entire length of the mold 11 in individual sector cooling systems 10 a , 10 b . . . 10 n divided. Each of these systems consists of its own supply circuit 12 a , 12 b . . . 12 n and a separate disposal group 13 a , 13 b . . . 13 n together, which are connected to a main supply line 12 or a main disposal line 13 .

Nun sind diese Versorgungs- und Entsorgungskreise in ihrer Windungszahl, ihrem Kanalquerschnitt und in ihrer Durchflußmenge bzw. ihrer Durchflußgeschwindigkeit so gehalten, daß die maximale Wasserausgangstemperatur 70 °C nicht überschritten wird. Wie die Praxis zeigte, konnte aufgrund der vorliegenden Konzeption die Preß form von einer Heiztemperatur von 180°C innerhalb von nur 1 1/2 Stunden auf 50°C gekühlt werden, d.h. die Zeit konnte etwa auf 1 1/6 verkürzt werden.Now these supply and disposal circles are in their number of turns, their channel cross-section and their Flow rate or their flow rate so kept the maximum water outlet temperature 70 ° C is not exceeded. As practice showed could press due to the present concept form of a heating temperature of 180 ° C within cooled to 50 ° C for only 1 1/2 hours, i.e. the Time could be reduced to about 1 1/6.

Die Verlegung der Kühlkanäle der einzelnen Versorgungs und Entsorgungskreise 12 a, 12 b . . . 12 n bzw. 13 a, 13 b . . . 13 n ist in verschiedener Weise möglich. Einmal - und vorwiegend zugleich - wird die Kanalführung quer zur Längsten Ausdehnungsachse der Preßform bzw. des FVW- Elementes liegen (Fig. 1). Eine weitere Ausführungsform eines solchen Versorgungs- und Entsorgungskreises zeigt die schematische Darstellung der Fig. 2. Hier wird der Kühlmitteldurchfluß innerhalb des Sektorkühlsystems 10 a, 10 b . . . 10 n nochmals dadurch gesteigert, daß die Kühlmittelversorgung und die Kühlmittelentsorgung bzw. -ableitung so konzipiert ist, daß jeweils die Hälfte des Sektors einen eigenen Zufluß und einen Abfluß be sitzt. Zur Erhöhung der Kühlungsgleichmäßigkeit kann es vorteilhaft sein, wenn der Kühlmittelzufluß der zweiten Sektorhälfte mit dem Kühlmittelabfluß der ersten Sek torhälfte in einer Ebene liegt, sich überschneidet oder eng aneinanderliegend ausgebildet ist.The laying of the cooling channels of the individual supply and disposal circuits 12 a , 12 b . . . 12 n or 13 a, 13 b . . . 13 n is possible in different ways. Once - and mainly at the same time - the channel guide will lie transversely to the longest axis of expansion of the mold or the FVW element ( Fig. 1). A further embodiment of such a supply and disposal circuit is shown in the schematic illustration in FIG. 2. Here, the coolant flow within the sector cooling system 10 a , 10 b . . . 10 n again increased by the fact that the coolant supply and the coolant disposal or drainage is designed so that half of the sector each has its own inflow and outflow. To increase the cooling uniformity, it can be advantageous if the coolant inflow of the second sector half lies in one plane with the coolant outflow of the first sec half, overlaps or is formed close to one another.

In der Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Kühleinrichtung dargestellt. Hier sind paarweise nebeneinanderliegend Sektorkühlsysteme 10 a, 10 a 1, 10 b, 10 b 1 usw. gezeigt, die mit jeweils einer Hauptversorgungsleitung 12 und Hauptentsorgungsleitung 13 verbunden sind. Jedes Sektorkühlsystem ist mit diversen Ventilen ausgerüstet und im Durchfluß und Durchflußdruck einstellbar. Die Versorgungshauptleitung 12 ist mit einem Druckluftsystem 14 verbunden, das nach jedem Abkühlvorgang Druckluft durch die Kühlkanäle bläst und so jegliche Dampfbildung verhindert. Die Fig. 3 der Zeichnung dürfte so verständlich sein, daß sich eine weitere Beschreibung erübrigt.In FIG. 3, another embodiment of the proposed cooling device is shown. Sector cooling systems 10 a , 10 a 1 , 10 b , 10 b 1 , etc., which are connected to a main supply line 12 and a main disposal line 13 , are shown here in pairs next to one another. Each sector cooling system is equipped with various valves and adjustable in flow and flow pressure. The main supply line 12 is connected to a compressed air system 14 which blows compressed air through the cooling channels after each cooling process and thus prevents any steam formation. Fig. 3 of the drawing should be understood that a further description is unnecessary.

In der Fig. 4 ist noch eine Variante der vorgeschlage nen Kühleinrichtung gezeigt. Durch unterschiedliche Materialstärken oder spezielle Formgebung kann es mög lich sein, die Versorgungs- und Entsorgungskreise 12 a, 12 b . . . 12 n bzw. 13 a, 13 b . . . 13 n sowohl in ihrer Lage als eventuell auch in ihrem Durchflußquerschnitt unter schiedlich zu gestalten. In der Figur ist als Beispiel gezeigt, wie die Sektorkühlsysteme 10 a, 10 b usw. von einer Versorgungs- und Entsorgungshauptleitung 12, 13 in unterschiedlicher Sektorlage versorgt werden. Von Sektor zu Sektor ist die Kühlkanalführung einmal quer zur Preßformlängsachse und zum andernmal parallel zu dieser. Diese wechselseitige Kanalführung kann nun "symmetrisch" sein oder - wie in der Fig. 4 gezeigt - "unsymmetrisch", nämlich beispielsweise das erste Sek torkühlsystem 10 a mit querliegender Kanalführung, das zweite System 10 b mit parallel liegender Kanalführung, das dritte System wieder mit parallel liegender und das vierte und fünfte Sektorkühlsystem 10 d, 10 e wieder mit quer liegender Kanalführung. Es sind also viele Varian ten möglich, alle aber erfüllten die gestellten Aufga ben.In FIG. 4, a variant of the pre suggest nen cooling device is also shown. Due to different material thicknesses or special shapes, it may be possible, the supply and disposal circles 12 a , 12 b . . . 12 n or 13 a, 13 b . . . 13 n to design both in their position and possibly in their flow cross-section under different. The figure shows as an example how the sector cooling systems 10 a , 10 b etc. are supplied by a main supply and disposal line 12 , 13 in different sector locations. From one sector to the next, the cooling channel guide is transverse to the longitudinal axis of the mold and secondly parallel to it. This mutual channel guide can now be "symmetrical" or - as shown in Fig. 4 - "asymmetrical", namely for example the first sector cooling system 10 a with transverse channel guide, the second system 10 b with parallel channel guide, the third system again parallel and the fourth and fifth sector cooling system 10 d , 10 e again with transverse ducting. So many variants are possible, but all of them fulfilled the tasks set.

Claims

1. Cooling device for compression molding of fiber composite material elements of large expansion with water in cooling channels as a flowing medium, characterized in that the cooling channel system ( 10 ) over the entire length of the mold ( 11 ) or the fiber composite material element in individual sector cooling systems ( 10 a , 10 b , 10 c ,... 10 n) and each of these systems ( 10 a , 10 b , 10 c ,... 10 n) is divided into a main supply and disposal line ( 12, 13 ) via one each own supply ( 12 a , 12 b ,... 12 n) and disposal circuit ( 13 a , 13 b ,... 13 n) is connected, each sector cooling system ( 10 a ... 10 n) being designed in this way that the maximum water outlet temperature does not exceed 10 ° C.

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the line course of the sector cooling systems ( 10 a ... 10 n) or the United supply ( 12 a ... 12 n) and disposal circuits ( 13 a ... 13 n) transversely to the longest axis of expansion of the mold ( 11 ) or the FVW element is created.

3. Cooling device according to claim 1 or 2, characterized in that the line course of the sector cooling systems ( 10 a ... 10 n) or the supply ( 12 a ... 12 n) and disposal circuits ( 13 a ... 13 n) is both transverse and longitudinally parallel to the longest axis of expansion of the mold ( 11 ), wherein the change in the direction of the line can be symmetrical or asymmetrical.

4. Cooling device according to claims 1 to 3, characterized in that the supply ( 12 a ... 12 n) and disposal circles ( 13 a ... 13 n) of the individual sector cooling systems 10 a . . . 10 n) overlap in the central region of the respective cooling sector, lie one above the other or close to one another ( FIG. 2).

5. Cooling device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the cooling channel system ( 10 ) with its main supply line ( 12 ) is connected to a compressed air system ( 14 ).