DE3911312C1

DE3911312C1 - Mould core (former) for winding a fibre-reinforced body of plastic

Info

Publication number: DE3911312C1
Application number: DE19893911312
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 8851 Tapfheim De Schwager
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Helicopters Deutschland GmbH
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1990-04-19
Anticipated expiration: 2009-04-08

Abstract

In the case of a mould core (former) for producing a hollow body (1) from fibre-reinforced plastic by winding fibre filaments or strands onto a core sleeve (4) arranged around a core spindle (2) by means of a core framework (3) supported on the latter, the said core sleeve is guided as a flexible casing of the core framework (3) by means of supporting elements (5) securely seated on axle spindles (6) parallel to the core spindle (2), the axle spindles (6) determining the core sleeve profile by their number and position, and the supporting elements (5) having a cross-sectional profile in the form of a cam disc, with at least two arcs (5.1, 5.2) of such different radii that the core sleeve (4) is at least tensioned or can be tensioned between the supporting elements (5) as soon as it couples together the arcs (5.1) having the largest or larger radius of all the supporting elements (5). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Formkern gemäß dem Oberbgriff des Patent anspruchs 1.The invention relates to a mandrel according to the top handle of the patent claim 1.

Bei einem derartigen durch die DE-AS 21 17 610 bekannten wiederverwend baren Formkern wird der Mantel der Kernhülle aus halbzylindrisch gewölb ten, steifen Platten zusammengesetzt. Abgesehen von einem beträchtlichen Gestaltungsaufwand zur Verbindung der einzelnen Platten beschränkt eine solche Kernhülle den Formkern auf die Herstellung von Hohlkörpern mit kreiszylindrischer Mantelfläche. So kommen prismatoide Mantelflächen nicht in Betracht. Dies gilt auch für einen durch die US-PS 24 56 513 bekannten Formkern mit einer flexiblen Kernhülle um ein zum Entformen zusammenklappbares Kerngerüst, welches zwar bei der bevorzugten Anwen dung für Schneider- bzw. Schaufensterpuppen verschiedenen Profilen an paßbar ist, hierbei jedoch das Querschnittsprofil des Hohlkörpers auf gewölbten Flächen beschränkt.In such a reuse known from DE-AS 21 17 610 The core of the core shell is made of semi-cylindrical vault stiff plates. Except for a considerable one Design effort to connect the individual panels limits one such core shell with the mold core for the production of hollow bodies circular cylindrical surface. This is how prismatoid surfaces come not considered. This also applies to one by the US-PS 24 56 513 known mold core with a flexible core shell around a for demolding collapsible core structure, which in the preferred application for tailor and mannequins with different profiles is fit, but here the cross-sectional profile of the hollow body domed areas limited.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Formkern der ein gangs genannten Art für die Herstellung von prismatoiden Hohlkörpermän teln zu schaffen, nach deren Fertigstellung der Formkern leicht lösbar und dann schon einfach herausziehbar ist.The invention is therefore based on the object of a mold core mentioned type for the production of prismatoid hollow body men to create, after their completion the mold core easily detachable and then it’s easy to pull out.

Diese Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Hiernach ist die Kernhülle nur soweit formänderbar, daß sie in eine für das Faserwickeln benötigte definierte Endform umformbar ist, welche durch die Anzahl und Lage der Achswellen sowie die Wahl der (dann jeweils gleichen) Position sämtlicher Stützglieder definiert wird. Hier bei ist es im Falle einer Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 4 nicht zwingend, daß die Kernhülle eine gestreckte Form zwischen den Stützglie dern aufweist. So kann die Anlage einer mit nach außen gewölbten Flächen zu bombierenden Kernhülle (von entsprechend großem Umfang) an den Stützgliedern auch erst im Zusammenwirken mit einem inneren Überdruck bewirkt werden, infolge dessen die Kernhülle zwischen den Stützgliedern nach außen gewölbt und dabei zwangsläufig an die Stützglieder gedrückt wird. Durch eine bloße Änderung der gewählten Spannposition der Stützglieder wird bereits der Zustand des Formkerns erreicht, in welchem er aus dem fertigen Hohlkörper herausziehbar ist.This task is with the characterizing features of the claim 1 solved. According to this, the core shell can only be changed to the extent that it is in a defined final shape required for fiber winding can be formed, which is determined by the number and position of the axle shafts and the choice of (then same) position of all support members is defined. Here it is not in the case of a configuration according to subclaim 4 imperative that the core sheath has an elongated shape between the supporting glie who has. So you can create a surface with curved surfaces core envelope to be bombed (of a correspondingly large scope) to the Support members only in cooperation with an internal overpressure are caused, as a result of which the core sheath between the support members arched outwards and inevitably pressed against the support members becomes. By simply changing the selected clamping position of the Supporting members already reach the state of the mandrel, in which it can be pulled out of the finished hollow body.

Der bauliche Aufwand für einen derartigen Formkern ist gemäß den in den Unteransprüchen 2 und 3 gekennzeichneten Ausgestaltungen relativ gering. Die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 4 hat zudem den Vorteil, die Kernhülle wahlweise einem inneren Überdruck oder Unterdruck aussetzen zu können, je nach benötigter Hüllenform für die Formgebung des Hohlkörpers oder für das Herausziehen des Formkerns.The structural effort for such a mandrel is according to the in the Subclaims 2 and 3 marked configurations relatively low. The embodiment according to subclaim 4 also has the advantage that Expose core casing either to an internal overpressure or underpressure can, depending on the shape of the shell required for the shaping of the hollow body or for pulling out the mandrel.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Diese zeigt inThe invention will be further elucidated below using an exemplary embodiment explained. This shows in

Fig. 1 in einer Perspektive teilweise aufgebrochenen und explodiert dargestellt einen als Wickeldorn verwendbaren Formkern, Fig. 1 partially broken away in a perspective exploded and illustrated a winding mandrel useful as mold core,

Fig. 2 einen Querschnitt durch diesen Formkern in Verbindung mit einem darauf gewickelten FVK-Hohlkörper, Fig. 2 shows a cross section through this mold core in conjunction with a wound thereon FRP hollow body,

Fig. 3 die Anordnung gemäß Fig. 2 mit dem Kerngerüst in Entformungs stellung, Figure 3 shows the arrangement according to FIG. 2 position. With the core structure in demolding,

Fig. 4 die Anordnung gemäß Fig. 2 und 3 mit vom FVK-Wickelkörper ge trennter Kernhülle, Fig. 4 shows the arrangement according to FIG. 2 and 3 with ge from the FRP winding body severed nuclear envelope,

Fig. 5 und 6 im Querschnitt jeweils eine alternative Ausführungsform des Formkernes gemäß Fig. 1. FIGS. 5 and 6 in cross-section, respectively, an alternative embodiment of the mold core of FIG. 1.

Zur Formgebung eines prismatoiden, gemäß Fig. 2 z.B. vierkantigen Hohl körpers 1 aus faserverstärktem Kunststoff (FVK), beispielsweise Glasfa sern in einer Kunstharzmatrix, durch Wickeln von mit dem Kunststoff be netzten Faserfäden oder -strängen auf einen Formkern hat dieser die Funktion eines Wickeldornes mit einer Kernwelle 2, auf welcher ein Kern gerüst 3 mit einer hierüber gestützten Kernhülle 4 aufgebaut ist. Dabei ist der Formkern wie insbesondere Fig. 4 zeigt, nach der Fertigstellung aus dem Hohlkörper 1 einfach herausziehbar, also ohne Zerlegung wieder verwendbar. Zu diesem Zweck ist die Kernhülle 4 ein (z.B. aus Aluminium stranggepreßter) biegsamer Mantel des Kerngerüstes 3 und über Stützglie der 5 geführt, welche auf zur Kernwelle 2 parallelen Achswellen 6 fest sitzend angeordnet sind. Die Achswellen 6 sind an von der Kernwelle 2 radial sich erstreckenden Stäben 3.1 in z.B. aufgesteckten Eckstücken 3.2 drehbeweglich angeordnet, über welche zudem die Stäbe 3.1 achswel lenseitig mittels zwischen den Stabenden eingefügter Platten 3.3 zur Aussteifung des Kerngerüstes 3 verbunden sind. Die Verbindung der Stäbe 3.1 mit der Kernwelle 2 ist über hierauf festsitzende Zentrierscheiben 2.1 hergestellt. Im einfachsten Fall reichen für den gesamten Gerüstver bund Steckverbindungen aus.For shaping a prismatoid, according to FIG. 2, for example, square hollow body 1 made of fiber-reinforced plastic (FRP), for example glass fibers in a synthetic resin matrix, by winding fiber threads or strands wetted with the plastic onto a mold core, this has the function of a mandrel a core shaft 2 , on which a core frame 3 with a core shell 4 supported thereon is built. The mold core, as shown in FIG. 4 in particular, can be easily pulled out of the hollow body 1 after completion, that is to say can be reused without disassembly. To this end, the nuclear envelope 4 is performed (for example, extruded aluminum) flexible jacket of the core framework 3 and the support Glienicke 5, which are arranged tightly in parallel to the core shaft 2 axle shafts. 6 The axle shafts 6 are on the core shaft 2 extending rods 3.1 radially in, for example, plugged corner pieces 3.2 rotatably mounted, via which also the bars are 3.1 achswel lenseitig connected by means inserted between the rod ends plates 3.3 to reinforce the core framework. 3 The connection of the rods 3.1 to the core shaft 2 is established by means of centering disks 2.1 fixed thereon. In the simplest case, plug connections are sufficient for the entire scaffold network.

Wie insbesondere Fig. 1 veranschaulicht, bestimmen die Achswellen 6 durch ihre Anzahl und Lage das Profil der biegsamen Kernhülle 4, wobei diese durch die Stützglieder 5 gestreckt wird. Hierzu weisen die Stütz glieder 5 ein kurvenscheibenförmiges Querschnittsprofil auf mit wenig stens zwei Kreisbögen 5.1, 5.2 von dermaßen verschiedenem Halbmesser, daß die Streckung der Kernhülle 4 erfolgt, sobald sie die den größten bzw. größeren Halbmesser aufweisenden Kreisbögen 5.1 sämtlicher Stütz glieder 5 miteinander kuppelt. In dieser in den Fig. 1 und 2 dargestell ten Position der Stützglieder 5 erfolgt die Herstellung des Hohlkörpers 1, also die Formgebung durch Wickeln und das anschließende Härten. Um hierbei die nur in den Fig. 2 und 3 dargestellte zuätzliche Wölbung der Hohlkörperwandung zu bewirken, brauchen die stirnseitigen Öffnungen der Kernhülle 4 lediglich durch die in Fig. 1 dargestellten Deckel 4.1 luft dicht verschlossen zu werden, um dann die Kernhülle 4 entsprechend durch eingeführte Druckluft auswölben zu können. Voraussetzung hierfür ist selbstverständlich, daß die Deckel 4.1 mit der Kernhülle 4 über (nicht dargestellte) flexible Dichtungen zusammengefügt sind, beispielsweise luftgefüllte Schlauchdichtungen. Das lufdichte Verschließen der Kernhül le 4 hat zugleich den Vorteil, daß sie gemäß Fig. 4 nach der Fertigstel lung leicht vom Hohlkörper 1 durch Evakuieren lösbar ist. Vor diesem Einwölben der Kernhülle 4 werden gemäß Fig. 3 aber erst die Stützglieder 5 durch Drehen in die Position gebracht, in welcher der Kernhülle 4 die den kleinsten bzw. kleineren Halbmesser aufweisenden Kreisbögen 5.2 zu gewandt, also die Stützglieder 5 wirkungslos sind. Die Kernhülle 4 kann dann vom fertigen Hohlkörper 1 zurückfedern und, gemäß Fig. 4 erforder lichenfalls auch ohne Evakuierung, mit der Kernwelle 2 und dem Kernge rüst 3 herausgezogen werden.As illustrated in particular in FIG. 1, the number and position of the axle shafts 6 determine the profile of the flexible core shell 4 , which is stretched through the support members 5 . For this purpose, the support members 5 have a cam-shaped cross-sectional profile with at least two circular arcs 5.1 , 5.2 of such a different radius that the core shell 4 is stretched as soon as it couples the largest or larger circular arcs 5.1 of all the support elements 5 with each other. In this shown in FIGS. 1 and 2 position of the support members 5 , the manufacture of the hollow body 1 takes place, that is, the shaping by winding and the subsequent hardening. In order to bring about the additional curvature of the hollow body wall shown only in FIGS . 2 and 3, the end openings of the core shell 4 only need to be sealed airtight by the cover 4.1 shown in FIG. 1, in order to then insert the core shell 4 accordingly To be able to bulge compressed air. The prerequisite for this is, of course, that the covers 4.1 are joined to the core shell 4 via flexible seals (not shown), for example air-filled hose seals. The airtight sealing of the core sleeve le 4 also has the advantage that it can be easily removed from the hollow body 1 by evacuation according to FIG. 4 after completion. According to FIG. 3, before this arching of the core shell 4 , the support members 5 are first brought into position by turning, in which the core shell 4 faces the circular arcs 5.2 having the smallest or smaller radius, that is to say the support members 5 are ineffective. The core shell 4 can then spring back from the finished hollow body 1 and, according to FIG. 4, if required, also without evacuation, the core shaft 2 and the core structure 3 are pulled out.

Schließlich wird durch die Fig. 5 und 6 noch verdeutlicht, daß die Kern hülle 4 nicht auf ein vierkantiges Profil beschränkt ist und auch Drei eck-, Sechseck- oder dgl. prismatoide Profile in Betracht kommen.Finally, it is made clear by FIGS . 5 and 6 that the core envelope 4 is not limited to a square profile and also three corner, hexagon or the like. Prismatoid profiles can be considered.

Die Bombierung der Kernhülle mit nach außen oder auch nach innen gewölbten Flächen je nach Nutzung von innerem Überdruck bzw. Unterdruck kann, wie eingangs schon angedeutet, auch durch entsprechende Längenwahl des Hüllenumfangs vorbestimmt werden.The crowning of the core shell with outwards or inwards curved surfaces depending on the use of internal overpressure or underpressure can, as already indicated at the beginning, also by appropriate length selection of the envelope circumference can be predetermined.

Claims

1. Mold core for producing a hollow body made of fiber-reinforced plastic by winding fiber threads or strands onto a core shell arranged around a core shaft via a core frame supported thereon, characterized in that the core shell ( 4 ) as a flexible jacket of the core frame ( 3 ) over to the core shaft ( 2 ) parallel axis shafts ( 6 ) fixed support members ( 5 ) is guided, the axis shafts ( 6 ) determine the number and position of the core shell profile and the support members ( 5 ) a cam-shaped cross-sectional profile with at least two arcs ( 5.1 , 5.2 ) of different radius, and the core shell ( 4 ) can be tensioned between the support members ( 5 ) as soon as it couples the largest or larger circular arcs ( 5.1 ) of all support members ( 5 ) with each other.

2. Mold core according to claim 1, characterized in that the axle shafts ( 6 ) on the core shaft ( 2 ) radially extending rods ( 3.1 ) are rotatably mounted.

3. Mold core according to claim 2, characterized in that the rods ( 3.1 ) are connected to one another on the shaft side by plates ( 3.3 ) inserted between the rod ends.

4. Mold core according to claim 1, characterized in that the core shell ( 4 ) at the end openings through covers ( 4.1 ) with the interposition of flexible seals is airtight.