DE3716335A1 - Verfahren zur herstellung von geschlossenen formkoerpern - Google Patents
Verfahren zur herstellung von geschlossenen formkoerpernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
geschlossenen Formkörpern mit integrierten Versteifungen.
Aus der DE-PS 36 05 256 ist ein Verfahren zur Herstellung
von ebenen oder schalenförmig gekrümmten und mit Stringern,
Rippen oder Spanten als Versteifungsprofile versehenen Bau
teilen verschiedener Abmessungen aus faserverstärkten Kunst
stoffen bekannt. Hierbei werden zunächst Simulate für die
Versteifungsprofile auf einem Simulat für die Beplankung
auf der Kontur einer Formmulde als formgebende Vorrichtung
angeordnet. Auf diese Simulate wird ein faserverstärkter
Elastomer oder Kunststoff aufgetragen, dem ein Aushärten
zu einer Matte folgt. Danach wird die Matte und das aus den
Versteifungsprofilen und der Beplankung bestehende Simulat
aus der Formmulde entfernt. Anschließend folgt ein Einbrin
gen von aus faserverstärkten Kunststoffen bestehenden vor
gefertigten unausgehärteten Versteifungsprofilen wie Strin
ger, Rippen oder Spanten in die mit Aussparungen versehene
Matte. Darüber wird ein ebenes ungehärtetes, aus faserver
stärkten Kunststoffen bestehendes Beplankungsgelege gelegt.
Es folgt ein Umformen dieses Geleges über die Matte und
Auflegen der Formmulde darüber. Die Matte wird gegenüber
der Formmulde an den Rändern vakuumdicht abgedichtet und
anschließend in einem Ofen oder Autoklaven die Beplankung
und Versteifungsprofile bei einer Temperatur bis maximal
400°C und unter einem Druck bis maximal 15 bar in einem
Arbeitsgang durch Aushärten miteinander verbunden. Ab
schließend wird die Matte vom fertigen Bauteil entfernt.
Ausgehend davon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren
anzugeben, das es ermöglicht, ausgesteifte Strukturen oder
Teile davon aus faserverstärkten Kunststoffen in einem Aus
härtevorgang in einem Ofen oder Autoklaven herzustellen und
die Werkstoff- und Herstellungskosten zu reduzieren.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch die kenn
zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß damit mittels
Versteifungen ausgesteifte aus faserverstärkten Kunststof
fen bestehende gewickelte Strukturen in verschiedenen Form
gebungen, insbesondere für den Flug- und Wasserfahrzeugbau,
z.B. Rumpf- und Tragwerkkonstruktionen kostengünstig her
stellbar sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf einen mit
Stützelementen versehenen Wickelkern eine elastische Matte
gelegt, in welcher den Versteifungen des fertigen Bauteils
entsprechend Vertiefungen eingearbeitet sind. Diese Vertie
fungen werden mit den vorgefertigten Versteifungen in Pre
pregform ausgefüllt und um die elastische Matte wird die
gewünschte Beplankungsschicht entweder in Naß- oder Pre
pregtechnik in Form einer harzgetränkten Endlosfaser ge
wickelt. Zur Aushärtung werden über die gewickelte Struk
tur geteilte Formmulden gelegt, wobei die elastische Matte
durch ein Vakuum so an die Formmulden angesaugt wird, daß
der Wickelkern daraus entfernt werden kann und die zur Aus
härtung notwendige Vakuumabdichtung gewährleistet ist.
Während des Aushärtevorgangs legt sich die elastische Matte
infolge ihrer geometrischen und versteifungsspezifischen
Gestaltung so an die ausgesteifte bzw. verrippte Kontur an,
daß sowohl die erforderliche Stützfunktion als auch die
notwendigen Anpreßkräfte über das Vakuum eine optimale
Qualität des Bauteils ergeben. Mit dem Verfahren können
unterschiedliche Versteifungsprofile und Aufdickungen rich
tungsunabhängig berücksichtigt werden.
Ein Ausführungsbeispiel ist folgend beschrieben und durch
Skizzen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Urkern mit Außendurchmesser und Außen
kontur eines herzustellenden Bauteils,
Fig. 2 einen Aufbau zur Herstellung einer elastischen
Matte mit einem Bauteilsimulat in einer drei
teiligen Formmulde,
Fig. 3 einen schichtweisen Aufbau einer elastischen
Matte,
Fig. 4 Einbringen von Versteifungen in die auf einem
Wickelkern aufgelegte elastische Matte gemäß
Fig. 2 und 3,
Fig. 5 Umwickeln der um einen Wickelkern gelegten
und mit Versteifungen versehenen Matte mit
einer Endlosfaser als Beplankung.
Zur Herstellung eines gewickelten Bauteils wird zunächst
ein seiner Außenkontur entsprechendes Positiv, ein soge
nannter Urkern 1 hergestellt (Fig. 1). Anschließend wird
darauf eine beispielsweise dreigeteilte Formmulde 2 als
Negativ angeordnet, in welcher das herzustellende Bauteil
gehärtet wird. In der Formmulde 2 werden maßgetreue Simu
late 3 positioniert und befestigt, welche den im fertigen
Bauteil enthaltenen Versteifungen (z.B. Stringer, Spante,
Aufdickungen, Rippen, Beschläge, Anschlußteile) entsprechen.
Über diesen Simulaten 3 wird eine in der Formmulde 2 (Fig.
2) aufgebaute elastische Matte 4 gelegt, welche z.B. aus
einem Schalensimulat, einem Stringersimulat, einer ersten
Gummilage, einer CFK-Verstärkung, einer zweiten Gummilage
und einer Vakuumfolie mit Vlieslage besteht (Fig. 3).
Diese Matte 4 wird nach vorgegebenen Bedingungen ausgehär
tet und anschließend auf einen Wickelkern 5 positioniert
und befestigt. Der Wickelkern 5 ist aus Stützträgern 6,
Zentrierscheiben 7 und Polkappen 8 zusammengesetzt und ro
tiert beim Wickelvorgang um ein Einspannrohr 9 (Fig. 5
unten). Die Stützträger 6 sind in Abständen angeordnet, in
welche in der Matte 4 abgeformte Vertiefungen 10 ragen. Nach
dem an sich bekannten Prepreglaminierverfahren hergestellte
und vorgefertigte Versteifungen 11 (z.B. Stringer) werden
in die Vertiefungen 10 (Fig. 4) eingesetzt bzw. eingescho
ben. Anschließend wird nach dem an sich bekannten Naß- oder
Prepregwickelverfahren über bzw. um die Matte 4 und den
eingebrachten Versteifungen 11 eine aus z.B. Kohlenstoff-,
Aramid-, Glas-, Bor- oder anderen wickelbaren Fasern beste
hende harzgetränkte Endlosfaser 12 gewickelt. Die geteilte
Formmulde 2 wird über das nunmehr ausgehärtete Bauteil, der
Matte 4 und dem Wickelkern 5 aufgebaut (Fig. 2).
Dabei wird die Matte 4 gegen die Formmulde 2 vakuumdicht
befestigt und der Wickelkern 5 daraus entfernt (Fig. 5).
Anschließend wird das mit der Matte 4 gegen die Formmulde 2
vakuumdicht abgeschlossene Bauteil in einem nicht näher ge
zeigten Autoklaven oder nach vorgegebenen Härtebedingungen
ausgehärtet. Das fertige Bauteil wird dann durch Entfernen
der Formmulde 2 und Matte 4 entformt.
Die Formmulde 2 ist zweckmäßigerweise geteilt, wobei zwi
schen den Teilungsflächen der einzelnen Teile Toleranzbei
lagen 13 angeordnet sein können.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von geschlossenen Formkörpern
mit integrierten Versteifungen, gekennzeich
net durch folgende Verfahrensschritte:
- a) um einen Wickelkern (5) wird eine elastische Matte (4) gelegt, welche die Geometrie der Versteifungen (11) negativ enthält,
- b) in die Matte (4) werden unausgehärtete Ver steifungen (11) eingebracht,
- c) darüber wird als Beplankung eine harzgetränkte Endlosfaser (12) gewickelt,
- d) dieser Aufbau wird nach Entfernen des Wickel kerns (5) gegen eine Formmulde (2) unter Vakuum gehärtet.
2. Kern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er die
Matte (4) in der gewünschten Form hält, verstellbar ist
und die Reaktionskraft beim Wickeln aufnimmt.
3. Matte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie
die Versteifungen (11) in der gewünschten Position hält,
vakuumdicht ist und den Härtebedingungen stand hält.
4. Versteifungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie durch ein Laminierverfahren aus Prepregs her
gestellt sind.
5. Formkörper, dadurch gekennzeichnet, daß er nach Anspruch
1 hergestellt ist.
6. Formkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
er ein Flugzeug-, Raumfahrzeug-, Land- oder Wasserfahr
zeug-Rumpf, Tank, eine Röhre oder ein Teil von Land-,
Luft- oder Wasserfahrzeugen ist.
7. Formmulde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sie eine ein- oder mehrteilige Negativform (2) der Form
körper-Außenstruktur ist.
8. Mehrteilige Formmulde nach Anspruch 7, gekennzeichnet
durch Toleranzbeilagen (13) zwischen den Teilungsflächen.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19873716335 DE3716335A1 (de) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | Verfahren zur herstellung von geschlossenen formkoerpern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873716335 DE3716335A1 (de) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | Verfahren zur herstellung von geschlossenen formkoerpern |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3716335A1 true DE3716335A1 (de) | 1988-12-01 |
DE3716335C2 DE3716335C2 (de) | 1990-10-18 |
Family
ID=6327663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873716335 Granted DE3716335A1 (de) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | Verfahren zur herstellung von geschlossenen formkoerpern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3716335A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018100941A1 (de) * | 2018-01-17 | 2019-07-18 | Wobben Properties Gmbh | Verfahren zum Herstellen von Komponenten einer Windenergieanlage, insbesondere eines Windenergieanlagen-Rotorblattes |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010023669B4 (de) | 2010-06-12 | 2013-12-05 | Daimler Ag | Endlosfaser-Verbundbauteile, sowie Verfahren zur Herstellung für Endlosfaser-Verbundbauteile |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3605256C1 (de) * | 1986-02-19 | 1991-03-28 | Dornier Gmbh | Verfahren zur Herstellung von ebenen oder schalenfoermig gekruemmten Bauteilen aus faserverstaerkten Kunststoffen |
-
1987
- 1987-05-15 DE DE19873716335 patent/DE3716335A1/de active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3605256C1 (de) * | 1986-02-19 | 1991-03-28 | Dornier Gmbh | Verfahren zur Herstellung von ebenen oder schalenfoermig gekruemmten Bauteilen aus faserverstaerkten Kunststoffen |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018100941A1 (de) * | 2018-01-17 | 2019-07-18 | Wobben Properties Gmbh | Verfahren zum Herstellen von Komponenten einer Windenergieanlage, insbesondere eines Windenergieanlagen-Rotorblattes |
WO2019141758A1 (de) | 2018-01-17 | 2019-07-25 | Wobben Properties Gmbh | Verfahren zum herstellen von komponenten einer windenergieanlage, insbesondere eines windenergieanlagen-rotorblattes |
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DE3716335C2 (de) | 1990-10-18 |
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