DE4127359A1 - Verfahren zur herstellung eines langgestreckten, rohrartigen formteiles aus faserverstaerktem kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel­ lung eines langgestreckten, rohrartigen Formteiles aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere eines Mastes oder eines Gabelbaumteiles für ein Surfbrett, bei dem mit einem aushärtbaren Kunststoff getränkte Fasern um einen Formdorn gewickelt werden und anschließend die faserver­ stärkte Kunststoffschicht, gegebenenfalls unter Zufuhr von Wärme, aushärtet.

Zur Herstellung eines Mastes für ein Surfbrett ist es be­ kannt, auf einem stangen- bzw. rohrförmigen Kern, der leicht konisch ausgebildet ist, auf dessen mit einer Trennschicht versehenen Oberfläche eine aushärtbare, tra­ gende Faserschicht zu erzeugen, indem ein Faserstrang oder ein Fasergewebeband, welches meist aus Glasfasern oder Carbonfasern besteht und als Roving oder Rovinggewebe bezeichnet wird, durch ein mit einem flüssigen, aushärtba­ ren Kunststoff gefülltes Harzband geführt wird. Dabei wer­ den die Faserstränge oder das Fasergewebeband von dem flüs­ sigen Kunststoff durchtränkt und anschließend schraubenli­ nienförmig in mehreren Schichten auf die Trennschicht des Kerns aufgewickelt. Sobald diese tragende Faserschicht die angestrebte Schichtstärke erreicht hat, wird der Wickelvorgang abgebrochen. Bedarfsweise wird auf diese tragende Faserschicht noch eine abschließende Deckschicht aufgebracht. Nach dem Aushärten des flüssigen Kunststof­ fes wird der Kern entfernt und das entstandene, rohrför­ mige Formteil auf die gewünschte Länge zugeschnitten und zu einem Mast für ein Surfbrett komplettiert. Ein derar­ tiger Mast besitzt durch die Wickelübergänge eine verhält­ nismäßig unebene und rauhe Oberfläche. Die Festigkeit ei­ nes solchen Mastes kann nicht als schlecht bezeichnet wer­ den, jedoch kommt es immer wieder vor, daß ein solcher Mast bei extremer Belastung bricht. Darüber hinaus ist das Rückstellvermögen eines solchen Mastes unbefriedigend.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zur Herstellung eines langgestreckten, rohrartigen Formteiles aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere eines Mastes oder eines Gabelbaumes für ein Surfbrett auf­ zuzeigen, mit dem eine besonders ebene und glatte Ober­ fläche des Formteiles erreicht werden kann und daß trotz einer Reduzierung der Wandstärke und damit einer Verringe­ rung des Gewichtes eine erhöhte Festigkeit aufweist. Zu­ sätzlich soll das Rückstellungsvermögen verbessert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß die faserverstärkte Kunststoffschicht aus vorgetränkten Fa­ ser-Matrix-Teilen (Prepregs) auf dem mit einer Tülle aus elastischem, temperaturbeständigem Kunststoff versehenen Formdorn gebildet wird, daß die Tülle mit der gebildeten faserverstärkten Kunststoffschicht in eine Form eingelegt wird und daß die Tülle gegebenenfalls unter Zufuhr von Wärme in der Blasform aufgeweitet und dabei die aufge­ brachte faserverstärkte Kunststoffschicht unter Druck ge­ gen die Innenwandung der Blasform gepreßt wird.

Durch dieses Verfahren wird die Festigkeit des rohrartigen Formteiles, insbesondere eines Mastes für ein Surfbrett, trotz gleichzeitiger Reduzierung der Wandstärke in allen Bereichen erhöht, d. h., das Formteil weist bei einem ge­ ringeren Gewicht eine höhere Festigkeit auf. Bei einem solchen Formteil sind keinerlei Wickelübergänge vorhanden, so daß das Formteil nach dem Bearbeiten der Naht eine be­ sonders glatte Oberfläche aufweist. Durch dieses Verfahren wird zusätzlich noch die Rückstellung des Formteiles ver­ bessert, was sich insbesondere bei einem dynamisch bean­ spruchten Mast für ein Surfbrett als äußerst vorteilhaft erweist. Die genaue Abstimmung der Faserteile auf die Kunstharzanteile trägt auch zu einer Erhöhung der mecha­ nischen Eigenschaften und des Rückstellvermögens bei.

Weitere Merkmale des Verfahrens gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-8 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert.

Dabei wird die Herstellung eines langgestreckten, rohrar­ tigen Formteiles aus faserverstärktem Kunststoff beschrie­ ben, welches als Mast für ein Surfbrett dient. Dabei wird zunächst auf einem sogenannten Formdorn eine Tülle aus elastischem, temperaturbeständigem Kunststoff, beispiels­ weise Silikon, aufgebracht. Die Wandstärke dieser Tülle beträgt etwa 1,5 mm. Der Außendurchmesser der auf dem Formdorn aufgezogenen Tülle ist jedoch kleiner als der spätere Innendurchmesser des Masthohlraumes. Sodann wird die auf dem Formdorn befindliche Tülle nach einem vorge­ gebenen Belegungsplan mit Prepregs belegt. Prepregs sind aus Glas- oder Karbonfasern bestehende und mit einem flüs­ sigen Kunstharz vorimprägnierte Flächenelemente, die aus einer als Rolle angelieferten, bereits mit Kunstharz ge­ tränkten Faserbahn ausgestanzt werden. Als Kunstharz wird in vorteilhafter Weise ein modifiziertes Epoxidharz ver­ wendet.

Sobald die Belegung beendet ist, wird der Formdorn aus der nun mit einer faserverstärkten Kunstharzschicht belegten Tülle herausgezogen und in die Tülle ein besonderer Blas­ dorn eingeführt. Der Blasdorn wird mit der jetzt darauf befindlichen Tülle und der faserverstärkten Kunststoff­ schicht in eine sogenannte Blasform, beispielsweise Alu­ minium, eingelegt. Dabei entspricht der Querschnitt des Hohlraumes der Blasform dem äußeren Querschnitt des fer­ tigen Mastes. Nach dem Schließen der Blasform wird die­ selbe zunächst auf eine Temperatur von 100°C bis 160°C, vorteilhaft auf 120°C bis 150°C aufgeheizt. Dies führt zu einer Vorplastifizierung des Kunstharzes der Kunststoff­ schicht. Sobald die angestrebte Temperatur erreicht ist, wird über den Blasdorn vorteilhaft vorgewärmte Luft zuge­ führt, die einen Druck von etwa 10-15 bar aufweist. Durch diese zugeführte Druckluft wird die auf dem Blasdorn befindliche Tülle aufgeweitet und damit die faserverstärk­ te Kunststoffschicht aus den vorgetränkten Prepregs an der Innenwandung des Formhohlraumes zum Anliegen gebracht. Da­ bei wird die faserverstärkte Kunststoffschicht verdichtet und deren Wandstärke zusätzlich verringert. Die Verweil­ zeit des auf dem Blasdorn und damit auf der Tülle befind­ lichen, rohrförmigen Formteiles beträgt etwa 15-60 Minu­ ten und ist von der Temperatur der Blasform abhängig. Mit zunehmender Temperatur verringert sich zwangsläufig die Verweilzeit.

Nach dieser Verweilzeit wird das noch heiße Formteil bzw. der rohe Mast aus der Blasform herausgenommen und der Blas­ dorn entfernt. Sodann kann das rohrförmige Formteil in einer besonderen Vorrichtung abgekühlt werden. Nach einem kurzen Bearbeiten der Nahtstellen und einem sich vorteil­ haft daran anschließenden Poliervorgang wird das Formteil bzw. der Mast auf Länge zugeschnitten und komplettiert.

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es möglich, den Formdorn bereits als Blasdorn auszubilden, so daß ein Wechseln des Dorns für den Blasvorgang nicht erforderlich ist. Dabei ist es grundsätzlich auch möglich, die gebildete, faserverstärkte Kunststoffschicht des Form­ teiles in der Blasform ohne einen besonderen Dorn aufzu­ weiten. Dies setzt jedoch voraus, daß das bereits gefer­ tigte Formteil vom Formdorn an die Blasform übergeben wird. Die Tülle, die zur Herstellung mehrerer rohrartiger Formteile verwendet wird, kann auch aus einem silikonhal­ tigen oder einem anderen, geeigneten Kunststoff bestehen. Das Aufweiten der Tülle und damit das Anpressen der faser­ verstärkten Kunststoffschicht an die Innenwandung der Blasform kann auch mit einem anderen Medium als Luft durchgeführt werden. Das Medium bzw. die Luft kann vor­ gewärmt sein.

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es ferner möglich, dem rohrartigen Formteil eine solche Form zu geben, daß dasselbe auch zur Bildung eines Gabelbaumes verwendet werden kann.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten, rohrar­ tigen Formteiles aus faserverstärktem Kunststoff, insbe­ sondere eines Mastes oder eines Gabelbaumteiles für ein Surfbrett, bei dem mit einem aushärtbaren Kunststoff ge­ tränkte Fasern um einen Formdorn gewickelt werden und anschließend die faserverstärkte Kunststoffschicht, ge­ gebenenfalls unter Zufuhr von Wärme, aushärtet, dadurch gekennzeichnet, daß die faserverstärkte Kunststoffschicht aus vorgetränk­ ten Faser-Matrix-Teilen (Prepregs) auf dem mit einer Tülle aus elastischem, temperaturbeständigem Kunststoff versehenen Formdorn gebildet wird, daß die Tülle mit der gebildeten faserverstärkten Kunststoffschicht in eine Form eingelegt wird und daß die Tülle, gegebenenfalls un­ ter Zufuhr von Wärme, in der Blasform aufgeweitet und da­ bei die aufgebrachte faserverstärkte Kunststoffschicht unter Druck gegen die Innenwandung der Blasform gepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tülle aus Silikon oder silikonhaltigem Kunststoff gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tülle mit der faserverstärkten Kunststoffschicht auf dem Formdorn aufgeweitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tülle mit der faserverstärkten Kunststoff­ schicht von dem Formdorn abgezogen und auf einen beson­ deren Aufweitdorn aufgebracht wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweiten der Tülle mit der faserverstärkten Kunststoffschicht mit einem gasförmigen Medium, bei­ spielsweise Luft, durchgeführt wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Form- oder der Aufweitdorn durch einen Blas­ dorn gebildet ist.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweiten der Tülle mit einem erwärmten Medium, beispielsweise erhitzter Luft, durchgeführt wird.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Form für das Aufweiten der faserverstärkten Kunststoffschicht auf eine Temperatur zwischen 100° und 160° aufgeheizt wird.