DE4308370A1 - Process and core body for producing a hollow molded or profile body made of fiber-reinforced plastic - Google Patents
Process and core body for producing a hollow molded or profile body made of fiber-reinforced plasticInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines hohlen Formkörpers gemäß Patentanspruch 1, auf einen Kernkörper zur Anwendung in diesem Verfahren gemäß Patentanspruch 16 und auf einen nach dem Verfahren herstellbaren Zweiradrahmen gemäß Patentanspruch 20.The invention relates to a method for Production of a hollow molded body according to claim 1, on a core body for use in this process according to claim 16 and one according to the method producible two-wheel frame according to claim 20.
Es ist bekannt, bei der Verarbeitung von faserverstärktem Kunststoff mit einem Kern zu arbeiten. Dieser, z. B. aus PU-Schaum bestehende Kern wird mit Fasermaterial umwickelt, mit reaktivem Kunststoff getränkt und in einer Form unter Einwirkung von Wärme ausgehärtet. Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß der im Formkörper verbleibende Kern das Gewicht des Formkörpers zusätzlich erhöht.It is known in the processing of fiber reinforced Plastic to work with a core. This, e.g. B. from PU foam core is wrapped with fiber material, impregnated with reactive plastic and in a mold underneath Exposure to heat hardened. One disadvantage of this The method is that the remaining in the molded body Core additionally increases the weight of the molded body.
Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein aufpumpbarer Schlauch mit imprägniertem Fasermaterial umwickelt wird. Das Aushärten des Formkörpers erfolgt in einer Form bei aufgepumpten Schlauch und unter Einwirkung von Wärme. Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß sich besonders bei komplexeren Formkörpern das Umwickeln des Schlauches mit Fasermaterial aufgrund der Nachgiebigkeit des Schlauches sehr schwierig gestaltet. Weiterhin können bei der Handhabung eines derartigen Formkörperrohlings, z. B. beim Einlegen in die Preßform, Fehlstellen wie Knicke, Quetschungen usw. auftreten, die zu einer Verringerung der Festigkeit des Verbundkörpers führen.A method is also known in which a inflatable tube with impregnated fiber material is wrapped. The molding is cured in a shape with inflated hose and under action of warmth. A disadvantage of this method is that wrapping especially with more complex shaped bodies of the hose with fiber material due to the Flexibility of the hose made very difficult. Furthermore, when handling such Shaped body blanks, e.g. B. when placed in the mold, Defects such as kinks, bruises, etc. occur that too a reduction in the strength of the composite body to lead.
Die Anwendung derartiger Verfahren auf HT-TEC-Produkte wie beispielsweise Geländefahrradrahmen führte zu unbefriedigenden Ergebnissen, da beim erstgenannten bekannten Verfahren das Rahmengewicht gegenüber Leichtmetallrahmen zu hoch war oder bei der Anwendung des letztgenannten Verfahrens nicht die erforderliche Dauerfestigkeit der Rahmenkonstruktion erreicht wurde.The application of such methods to HT-TEC products such as for example off-road bike frames resulted in unsatisfactory results since the former known methods compared to the frame weight Was too high or when using the latter procedure is not the required Fatigue strength of the frame construction was achieved.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren, einen Zweiradrahmen und einen Kernkörper bereitzustellen, bei dem die Herstellung und die Handhabung eines mit Fasermaterial umwickelten Formkörperrohlings bzw. Formkörpers bei minimiertem Eigengewicht einfach und zuverlässig erfolgen kann.The invention is therefore based on the object Process, a two-wheeled frame and a core body to provide, the manufacture and handling a molded body blank wrapped with fiber material or Shaped body simple and with minimal weight can be done reliably.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1, 16 und 20 gelöst.This object is achieved by the features of Claims 1, 16 and 20 solved.
Durch die Maßnahme einen mit der Gestalt der Innenoberfläche des Formkörpers versehener Kernkörper zu erstellen, der aus einem schmelzbaren Kern und aus einem den Kern umgebenden elastischen Mantel, beispielsweise in Form eines Schlauches besteht, eignet sich dieser aufgrund seiner Festigkeit und Eigensteifigkeit gut zum umwickeln durch entweder garnartigem- oder gewebeartigem Fasermaterial. Dadurch ist es möglich das Fasergewebe unter Vermeidung von Knicken und Falten sauber und gleichmäßig um den Kernkörper zu wickeln.By the measure one with the shape of the Core body provided on the inner surface of the shaped body create that from a fusible core and from a elastic core surrounding the core, for example in Form of a hose, it is suitable due to its strength and inherent rigidity are good for wrapping by either yarn-like or fabric-like Fiber material. This makes it possible to lay the fiber fabric underneath Avoid kinking and creasing cleanly and evenly to wrap the core body.
Dabei kann die Faserorientierung entsprechend den Anforderungen und den Belastungen beliebig gewählt werden. Der auf diese Art erstellte Formkörperrohling ist durch den Kernkörper eigensteif und kann z. B. beim Einlegen in eine teilbare Form gut gehandhabt werden, ohne daß dabei der Formkörperrohling beschädigt wird.The fiber orientation can correspond to the Requirements and loads can be chosen arbitrarily. The blank produced in this way is by the Core body inherently stiff and can e.g. B. when inserted into a divisible form can be handled well without the Shaped body blank is damaged.
Die Oberfläche des Mantels bietet gegenüber üblichen Lösungen einen besonders guten Haftgrund für die Fasermaterialwicklung, so daß das Erstellen des Formkörperrohlings wesentlich erleichtert ist.The surface of the jacket offers compared to usual Solutions a particularly good primer for the Fiber material winding, so that creating the Shaped body blank is much easier.
Das Aushärten erfolgt bei aufgepumptem Mantel und durch Einwirken von Druck und Wärme. Durch das Aufpumpen des Mantels mittels Druckluft wird die Hülle aus Faserwerkstoff vom Kern gelöst und gegen die Wandung der Preßform gedrückt. Auf diese Weise ist eine saubere Trennung zwischen Mantel mit Faserwerkstoffhülle und Formkern gewährleistet.Curing takes place with the jacket inflated and through Exposure to pressure and heat. By inflating the The casing is made of fiber material by means of compressed air detached from the core and against the wall of the mold pressed. This way, a clean separation between jacket with fiber material casing and mold core guaranteed.
Nach dem Aushärten wird der durch Wärmeeinwirkung geschmolzene Kern abgelassen und der Mantel aus dem Innenbereich des Formkörpers herausgezogen oder darin belassen. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung von kernlosen Hohl-Formkörpern aus faserverstärktem Kunststoff, wobei die Ausschußquote bei der Produktion verursacht durch unsachgemäßes Wickeln des Fasermaterials oder unsachgemäßes Handhaben des Formkörperrohlings minimiert wird.After curing, the heat melted core drained and the coat out of the Pulled out or inside of the molded body leave. The process enables the production of coreless hollow molded parts made of fiber-reinforced plastic, the scrap rate in production caused by improper winding of the fiber material or improper Handling of the blank is minimized.
Aufgrund der kernlosen Hohlkonstruktion und der gegenüber bekannten Verfahren verminderten Fehlerhäufigkeit ist das erfindungsgemäße Verfahren ganz besonders geeignet für die Anwendung zur Herstellung eines Fahrradrahmens, der sich durch geringes Gewicht und hohe Festigkeit auszeichnet.Because of the coreless hollow construction and the opposite known method reduced error rate is that The method according to the invention is particularly suitable for Application for making a bicycle frame that is characterized by low weight and high strength.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich jedoch nicht nur zur Anwendung auf Zweiradrahmen, sondern es eignet sich auch zum Fertigen von allen mit einem Hohlraum versehenen, hochbelasteten Bauteilen, wie z . B. Zweiradlenker, Zweiradrahmen, Tennisschläger, Schwimmbretter und ähnlichen Gegenständen. However, the method according to the invention is not only suitable for use on two-wheel frames, but it is suitable also for the production of all cavities highly stressed components such. B. two-wheel handlebars, Two-wheel frames, tennis rackets, swimming boards and the like Objects.
Durch das Verwenden von Wachs als schmelzbares Material für den Kern mit einer Schmelztemperatur von vorzugsweise 80°C bis 140°C ist zum einen ein einfaches Ausschmelzen des Kerns gewährleistet und zum andern das ausgehärtete Kunststoffmaterial aufgrund der relativ niedrigen Temperatur nur geringer termischer Belastung ausgesetzt.By using wax as a meltable material for the core with a melting temperature of preferably 80 ° C. up to 140 ° C is a simple melting of the Kerns guaranteed and secondly the hardened Plastic material due to the relatively low Temperature only exposed to low thermal stress.
Durch das Vorsehen mehrfacher Wickelschichten an stärker beanspruchten Bereichen des Formkörpers wird insgesamt eine hohe Festigkeit bei minimiertem Gewicht des Formkörpers erreicht.By providing multiple layers of wrap on stronger stressed areas of the molded body is a total high strength with minimized weight of the molded body reached.
Durch das Befüllen des in einer Hilfsform eingelegten vorkonfektionierten Mantels mit geschmolzenem Kernmaterial gestaltet sich die Herstellung des Kernkörpers besonders einfach und genau reproduzierbar.By filling the inlaid in an auxiliary form pre-assembled jacket with melted core material the production of the core body is particularly special easily and exactly reproducible.
Da der Mantel nach dem Ausschmelzen des Kerns entfernbar ist, kann er wiederverwendet werden, so daß der Fertigungsprozeß ökonomischer erfolgen kann.Since the sheath can be removed after the core has melted is, it can be reused so that the Manufacturing process can be done more economically.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the invention are Subject of the other subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention will be more preferred hereinafter based on several Embodiments with reference to the drawings explained in more detail.
Fig. 1 zeigt einen teilweise geschnittenen Zweiradlenker mit angeformten Lenkrohr, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar ist. Fig. 1 shows a partially cut two-wheel handlebar with molded steering tube, which can be produced by the method according to the invention.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines einstückig ausgebildeten Zweiradrahmens, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Fig. 2 shows a side view of a one-piece two-wheel frame, which is produced by the inventive method.
In Fig. 1 ist ein Zweiradlenkerrohling mit angeformten Lenkrohr dargestellt, wie er zum Aushärten in eine Preßform eingelegt wird.In Fig. 1, a two-wheel link blank with molded steering tube is shown as it is inserted into a mold for curing.
Der Innenbereich des Zweiradlenkers ist mit einem Kernkörper 1 ausgefüllt, welcher aus einem schmelzbaren Kern 2 und einem den schmelzbaren Kern 2 umgebenden Schlauch 3 besteht. Um den Kernkörper 1 herum sind Faserwerkstoffe 4, beispielsweise sog. Prepregs gewickelt, die später den Formkörper bilden.The interior of the two-wheel control arm is filled with a core body 1 , which consists of a fusible core 2 and a tube 3 surrounding the fusible core 2 . Fiber materials 4 , for example so-called prepregs, are wound around the core body 1 and later form the shaped body.
Nachfolgend werden die Verfahrensschritte zur Herstellung eines hohlen Formkörpers am Beispiel des in Fig. 1 dargestellten Zweiradlenkers beschrieben.The method steps for producing a hollow molded body are described below using the example of the two-wheel handlebar shown in FIG. 1.
Eine teilbare Hilfsform (nicht dargestellt), deren Innenoberfläche die Gestalt des Kerns 2 des Zweiradlenkers aufweist, wird mit einem schmelzbaren Kernmaterial wie z. B. Hartwachs ausgegossen. Nach Abkühlen bzw. Erstarren des Kerns 2 wird er aus dieser Hilfsform entnommen.A divisible auxiliary form (not shown), the inner surface of which has the shape of the core 2 of the two-wheel link, is made with a fusible core material such as. B. poured hard wax. After the core 2 has cooled or solidified, it is removed from this auxiliary form.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Kern 2 mit einem gasdichten Schlauch 3 überzogen. Dies erfolgt beispielsweise durch Aufbringen eines geeigneten Schlauchmaterials, wie zum Beispiel Latex oder Siliconkautschuk, auf den Kern 2. Es kann jedoch auch ein vorkonfektionierter Schlauch verwendet werden, der entweder aus einer vorhergehenden Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens stammt oder der in einem gesonderten Herstellungsprozeß gewonnen wird, welcher hier nicht besprochen werden soll.In a further process step, the core 2 is covered with a gas-tight tube 3 . This is done, for example, by applying a suitable tube material, such as latex or silicone rubber, to the core 2 . However, a pre-assembled hose can also be used, which either originates from a previous application of the method according to the invention or which is obtained in a separate manufacturing process, which is not to be discussed here.
Der mit dem Schlauch 3 umgebene Kern 2 bildet den eigentlichen Kernkörper 1. Der den Kernkörper 1 umgebende Schlauch 3 ist am Lenkerrohr des Zweiradlenkers verlängert ausgebildet und weist eine durch ein Ventil (nicht gezeigt) verschließbare Öffnung 5 auf. The core 2 surrounded by the tube 3 forms the actual core body 1 . The tube 3 surrounding the core body 1 is elongated on the handlebar tube of the two-wheel handlebar and has an opening 5 which can be closed by a valve (not shown).
Der Kernkörper 1 wird anschließend mit kunstharz imprägniertem Fasergewebe 4, - vorzugsweise Kohlefasern -, sog. Prepregs umwickelt.The core body 1 is then wrapped with synthetic resin impregnated fiber fabric 4 , preferably carbon fibers, so-called prepregs.
Aufgrund der Eigensteifigkeit des Kernkörpers kann das Fasergewebe eng um den Kernkörper 1 herum geformt werden. Höher beanspruchte Bereiche können durch mehrfache Faserschichten verstärkt und/oder durch andere Materialien usw. stabilisiert werden. Weiterhin können Einlegeteile wie beispielsweise Befestigungselemente zur Befestigung des Lenkers miteingeformt werden. Der auf diese Weise erzeugte Formkörperrohling ist bedingt durch die Steifigkeit des Kernkörpers 1 leicht handhabbar.Due to the inherent rigidity of the core body, the fiber fabric can be closely formed around the core body 1 . Areas subject to higher stress can be reinforced by multiple layers of fibers and / or stabilized by other materials etc. Furthermore, inserts such as fastening elements for fastening the handlebar can be molded in. The molded body blank produced in this way is easy to handle due to the rigidity of the core body 1 .
Der Formkörperrohling wird nun in eine teilbare Preßform (nicht dargestellt) eingelegt, deren Innenoberfläche die Gestalt der Außenoberfläche des Formkörpers aufweist. Durch die Stabilität des Formkörperrohlings ist die Gefahr der Faltenbildung im Faserwerkstoff während des Einlegens in die Form sehr gering.The molded body blank is now in a divisible mold (not shown) inserted, the inner surface of which Has shape of the outer surface of the molded body. By the stability of the blank is the danger of Wrinkling in the fiber material during insertion in the shape very small.
Nach dem Schließen der Preßform wird der Schlauch 3 aufgepumpt, so daß der Faserwerkstoff an die Innenoberfläche der Form gedrückt wird. Dabei lösen sich der Schlauch 3 und die Faserwicklung vom Kern 2. Die Innenflächen der Preßform sind beheizbar, so daß der faserverstärkte Kunststoff unter Wärme- und Druckeinwirkung aushärtet. Nach dem Aushärten wird der Formkörper aus der Form entnommen. Der Kern kann durch Wärmeeinwirkung während des Pressvorgangs oder in einem weiteren Verfahrensschritt aufgeschmolzen und als flüssiges Medium über die Schlauchöffnung 5 abgelassen werden. Das Ablassen des flüssigen Kernmaterials kann durch Anlegen von Unterdruck an der Schlauchöffnung 5 unterstützt werden. Der Unterdruck fördert weiterhin das Ablösen des Schlauchs 3 von der Innenoberfläche des Formkörpers. Der Schlauch 3 ist dadurch leichter aus dem Formkörper herausziehbar.After the mold has been closed, the tube 3 is inflated so that the fiber material is pressed against the inner surface of the mold. The hose 3 and the fiber winding detach from the core 2 . The inner surfaces of the press mold can be heated so that the fiber-reinforced plastic hardens under the action of heat and pressure. After curing, the molded body is removed from the mold. The core can be melted by the action of heat during the pressing process or in a further process step and discharged as a liquid medium through the hose opening 5 . The draining of the liquid core material can be assisted by applying negative pressure to the hose opening 5 . The negative pressure further promotes the detachment of the hose 3 from the inner surface of the molded body. The hose 3 is thereby easier to pull out of the molded body.
Das Herauslösen des Schlauchs 3 aus dem Formkörper kann weiterhin erleichtert werden, indem die Außenoberfläche des Kernkörpers 1 vor dem Umwickeln mit Fasermaterial mit einem Trennmittel behandelt wird.The detachment of the tube 3 from the molded body can be further facilitated by treating the outer surface of the core body 1 with a release agent before wrapping it with fiber material.
Der den Formkörper darstellende Zweiradlenker mit angeformten Lenkrohr ist nach dem Pressen im wesentlichen fertiggestellt, wobei während des Preßvorgangs der stabile Kern gewährleistet, daß der Hohlkörper definierte Wandstärken mit einer vorgegebenen Innenoberflächenstruktur aufweist, was im Vergleich zu bekannten Lösungen zu überlegenen Festigkeitswerten führt und eine Nachbearbeitung weitestgehend erübrigt.The two-wheel handlebar representing the molded body molded steering tube is essentially after pressing completed, the stable during the pressing process Kern ensures that the hollow body defined Wall thicknesses with a given interior surface structure has what compared to known solutions superior strength values and a Post-processing is largely unnecessary.
Zur Herstellung des nächsten Formkörpers kann der in dem vorbeschriebenen Verfahren erhaltene Schlauch 3 wieder verwendet werden. Der Kernkörper 1 wird dabei durch Befüllen des Schlauchs 3 mit geschmolzenem Kernmaterial in einer Hilfsform erzeugt.The hose 3 obtained in the above-described method can be used again to produce the next molded body. The core body 1 is produced by filling the tube 3 with molten core material in an auxiliary form.
In Fig. 2 ist ein teilweise geschnittener Zweiradrahmen dargestellt, der aus einer einstückig ausgebildeten Hohlprofilstruktur mit Aufnahmeabschnitten für Tretlager 6, Lenkkopflager 7, Sattelstütze 8 und Hinterrad 9 aufgebaut ist. Hinsichtlich der Details des Zweiradrahmens sei auf die gleichzeitig hinterlegte Gebrauchsmusteranmeldung DE . . . . . . . verwiesen, deren Inhalt auch zur Offenbarung der vorliegenden Anmeldung zu zählen ist.In Fig. 2 is a partially sectioned two-wheel frame is shown, which is constructed from a one-piece hollow profile structure with receiving sections for bottom bracket 6 , steering head bearing 7 , seat post 8 and rear wheel 9 . With regard to the details of the two-wheeled frame, reference is made to the simultaneously registered utility model application DE. . . . . . . referenced, the content of which also belongs to the disclosure of the present application.
Nachfolgend werden die Verfahrensschritte zur Herstellung eines hohlen Formkörpers am Beispiel des in Fig. 2 dargestellten Fahrradrahmens beschrieben. The method steps for producing a hollow molded body are described below using the example of the bicycle frame shown in FIG. 2.
Wie aus den gestrichelten Grenzlinien hervorgeht, ist der für den Zweiradrahmen notwendige Kernkörper 1 ist aus mehreren Teilkernkörper 1a, 1b, 1c aufgebaut, die jeweils für sich einen mit einem Schlauch 3 umgebenen schmelzbaren Kern 2 aufweisen und durch aneinanderfügen den kompletten Kernkörper 1 ergeben. Die hier gewählte Aufteilung ist lediglich beispielhaft gewählt. Selbstverständlich sind auch andere Teilungen oder ein einstückiger Formkern vorstellbar. Dabei liegen die Teilkernkörper 1a, 1b, 1c an ihren Stoßpunkten eng aneinander und/oder greifen überlappend ineinander. Dabei sollen möglichst Stumpfstöße vermieden werden, so daß es aus Stabilitätsgründen bevorzugt wird, die Übergangsbereiche zwischen zwei Teilkernkörper 1a, 1b, 1c winklig zu überlappen, d. h., daß die Übergangsbereiche wie zwei in spitzem Winkel zur Längsachse abgeschnittene Rundstabenden aneinanderfügbar sind.As can be seen from the dashed boundary lines, the core body 1 required for the two-wheel frame is made up of a plurality of partial core bodies 1 a, 1 b, 1 c, each of which has a fusible core 2 surrounded by a tube 3 and by joining the complete core body 1 surrender. The division chosen here is only an example. Of course, other divisions or a one-piece mold core are also conceivable. The partial core bodies 1 a, 1 b, 1 c lie close together at their abutment points and / or overlap one another. Butt joints should be avoided if possible, so that it is preferred for reasons of stability to overlap the transition areas between two partial core bodies 1 a, 1 b, 1 c, that is, that the transition areas can be joined together like two round rod ends cut off at an acute angle to the longitudinal axis.
Der aus Teilkernkörper 1a, 1b, 1c aufgebaute Kernkörper 1 wird, wie im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, ebenfalls mit Prepregs umwickelt, wobei die verwendeten Materialien und die Schichtdicke je nach Festigkeit frei wählbar ist, so daß an stark beanspruchten Stellen die Wickelschichten mehrfach übereinander liegen können.The core body 1 constructed from partial core body 1 a, 1 b, 1 c is, as in the exemplary embodiment described above, also wrapped with prepregs, the materials used and the layer thickness being freely selectable depending on the strength, so that the winding layers are used several times at highly stressed locations can lie on top of each other.
Die weitere Verarbeitung des Formkörperrohlings erfolgt im wesentlichen in gleicher Weise wie bereits im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel.The further processing of the molded body blank takes place in essentially in the same way as in the above described embodiment.
Der einen relativ komplexen Formkörper darstellende Zweiradrahmen weist einen Kernkörper 1 auf, dessen Teilkernkörper 1a, 1b, 1c jeweils für sich keine geschlossene Profilstruktur des Fahrradrahmens umgreifen, so daß jeder zu einem Teilkernkörper 1a, 1b, 1c gehörende Schlauch 3 nach Ausschmelzen des jeweiligen Kerns 2 über entsprechende Rahmenöffnungen wie z. B. Tretlager-, Lenkkopflager- oder Sattelstützenöffnung 6, 7, 8 entfernbar ist.The two-wheel frame, which is a relatively complex shaped body, has a core body 1 , the partial core body 1 a, 1 b, 1 c of which does not encompass a closed profile structure of the bicycle frame, so that each tube 3 belonging to a partial core body 1 a, 1 b, 1 c after melting the respective core 2 through appropriate frame openings such. B. bottom bracket, steering head bearing or seat post opening 6 , 7 , 8 is removable.
Bei einer anderen Variante des Verfahrens zur Herstellung eines aus einem Hohlkörperprofil aufgebauten Zweiradrahmens wird ein einstückig ausgebildeter Kernkörper 1 verwendet. Dabei wird der aus schmelzbarem Material bestehende Kern 2 - wie oben beschrieben - in einer teilbaren Hilfsform erzeugt und anschließend mit einer dünnen luftundurchlässigen elastischen Schicht überzogen. Der so entstandene Schlauch 3 weist Fortsätze 5 zum Aufpumpen an den verschiedenen Rahmenöffnungen wie Tretlager-, Sattelstützen- und Lenkkopflageröffnungen 6, 7, 8 auf. Im Anschluß an die vorbeschriebenen Verfahrensschritte, d. h., Umwickeln mit vorimprägniertem Fasermaterial, Einlegen in die Form, und Aushärten unter Druck und Wärmeeinwirkung wird an den verschiedenen Rahmenöffnungen das durch die Wärmeeinwirkung geschmolzene Kernmaterial abgelassen.In another variant of the method for producing a two-wheeled frame constructed from a hollow body profile, an integrally formed core body 1 is used. As described above, the core 2 , which consists of meltable material, is produced in a divisible auxiliary form and then coated with a thin, air-impermeable, elastic layer. The resulting tube 3 has extensions 5 for inflating the various frame openings such as bottom bracket, seat post and steering head bearing openings 6 , 7 , 8 . Following the above-described process steps, ie, wrapping with pre-impregnated fiber material, insertion into the mold, and curing under pressure and heat, the core material melted by the heat is discharged at the various frame openings.
Aufgrund der einstückigen Ausbildung des Kernkörpers 1 mit Hinterschneidungen muß der Schlauch 3 im Zweiradrahmen verbleiben. Damit der Schlauch 3 mit der Innenoberfläche des Fahrradrahmens einen Verbund eingeht, kann der Schlauch 3 auf der Außenoberfläche mit einem adhäsiven Mittel behandelt sein. Bei diesem Beispiel würde sich also ein Verbundkörper bestehend aus dem ausgehärteten Kunststoffhohlprofil und dem Schlauch ergeben.Due to the one-piece design of the core body 1 with undercuts, the hose 3 must remain in the two-wheeled frame. So that the tube 3 forms a bond with the inner surface of the bicycle frame, the tube 3 can be treated on the outer surface with an adhesive agent. In this example, a composite body consisting of the hardened hollow plastic profile and the hose would result.
Vorzugsweise wird bei den vorbeschriebenen Verfahren ein Kernmaterial aus Wachs oder Hartwachs oder ähnlichem schmelzbarem Material verwendet, dessen Schmelzpunkt bei einer Temperatur von 40°C bis 200°C, vorzugsweise bei 80°C bis 140°C liegt.A is preferably used in the above-described methods Core material made of wax or hard wax or the like fusible material used, the melting point of a temperature of 40 ° C to 200 ° C, preferably at 80 ° C up to 140 ° C.
Zum besseren Entfernen aus dem Innenbereich des Formkörpers nach Aushärten des Kunststoffs kann die Oberfläche des Schlauchs 3 mit einem Trennmittel behandelt sein. For better removal from the interior of the molded body after the plastic has hardened, the surface of the hose 3 can be treated with a release agent.
Bei der Herstellung des hohlen Formkörpers können in die teilbare Form, in der die Aushärtung des Formkörperrohlings erfolgt, weitere formgebende Einlegeteile eingelegt werden. Weiterhin können Verstärkungselemente aus anderen Materialien, wie z. B. Metall entweder in die teilbare Form mit eingelegt werden, so daß sie einen Verbund mit dem reaktiven Kunststoff eingehen, oder es werden am Formkörper besonders ausgeformte Aufnahmeabschnitte ausgebildet, an denen dann später die entsprechenden Lagerbuchsen, -aufnahmen usw. befestigt werden.In the manufacture of the hollow molded body can in the divisible form, in which the curing of the molded body blank further shaping inserts are inserted. Furthermore, reinforcing elements can be made from others Materials such as B. Metal either in the divisible form be inserted with, so that they combine with the reactive plastic, or it will be on the molded body specially shaped receiving sections formed then the corresponding bushings, recordings etc. are attached.
Das beschriebene neue Verfahren ermöglicht somit die einfache präzise Fertigung auch komplizierter Hohlkörpergeometrien, die sich durch geringes Gewicht und hervorragende Festigkeit auszeichnen.The described new method thus enables simple, precise production, even more complicated Hollow body geometries, which are characterized by low weight and excellent strength.
Offenbart ist ein Verfahren zur Herstellung eines hohlen Formkörpers aus faserverstärktem reaktivem Kunststoff, bei dem ein eigensteifer Kernkörper verwendet wird, der aus einem schmelzbaren Kern und eine um den schmelzbaren Kern herum angeordnete dünne elastische gasdichte Schicht besteht. Ein Formkörperrohling wird durch Umwickeln des festen Kernkörpers mit imprägniertem Fasermaterial, bevorzugterweise mit Prepregs erstellt. Der durch den Kernkörper eigensteife Formkörperrohling ist ohne die Gefahr der Faltenbildung leicht handhabbar und in eine teilbare Preßform einlegbar. Nach dem Schließen der Preßform wird die elastische als Schlauch ausgebildete Schicht über eine Öffnung aufgepumpt, so daß das Fasermaterial gegen die Innenwand der Form gepreßt und gleichzeitig der Schlauch vom schmelzbaren Kern abgehoben wird. Über die beheizbare Innenwand der Preßform wird der Formkörperrohling erhitzt, damit der faserverstärkte Kunststoff unter Druck und Wärme aushärtet. Nach dem Aushärteprozeß wird das entweder durch die Wärme der Form oder durch separates Erwärmen geschmolzene Kernmaterial über die Schlauchöffnung abgelassen. Im Anschluß daran kann der komplette Schlauch aus der Öffnung gezogen werden.A method for producing a hollow is disclosed Shaped body made of fiber-reinforced reactive plastic, at which uses an inherently rigid core body made of one fusible core and one around the fusible core thin elastic gastight layer arranged around consists. A blank is made by wrapping the solid core body with impregnated fiber material, preferably created with prepregs. The one through the Core body inherently rigid molded body blank is without that Risk of wrinkling easy to handle and in one divisible mold can be inserted. After closing the The elastic die is designed as a tube Inflated layer through an opening so that the Fiber material pressed against the inner wall of the mold and at the same time the hose is lifted off the fusible core becomes. About the heated inner wall of the mold Molded body blank heated so that the fiber-reinforced Plastic cures under pressure and heat. After this The curing process is either due to the warmth of the mold or melted core material by separate heating drained through the hose opening. Following that the entire hose is pulled out of the opening.
Claims (21)
- - Ausbilden eines mit der Gestalt der Innenoberfläche des Formkörpers versehenen Kernkörpers (1), welcher aus einem mit einem elastischen gasdichten Mantel (3) umgebenen schmelzbaren Kern (2) besteht;
- - Erstellen eines Formkörperrohlings durch Umwickeln des Kernkörpers mit einem Faserwerkstoff (4), der entweder vor oder nach dem Umwickeln mit reaktivem Kunststoff getränkt wird;
- - Einlegen des Formkörperrohlings in eine teilbare Form;
- - Aufpumpen des Mantels (3) zum Andrücken des getränkten Faserwerkstoffs (4) des Formkörperrohlings an die Innenwand der Form;
- - Aushärten des Formkörperrohlings durch Einwirken von Druck und Wärme;
- - Aufschmelzen des Kerns (2);
- - Ablassen des geschmolzenen Kerns (2) und Entnehmen des Formkörpers aus der Form.
- - Forming a core body ( 1 ) provided with the shape of the inner surface of the shaped body, which consists of a fusible core ( 2 ) surrounded by an elastic, gas-tight jacket ( 3 );
- - Creating a shaped body blank by wrapping the core body with a fiber material ( 4 ), which is soaked either before or after wrapping with reactive plastic;
- - inserting the molded body blank into a divisible mold;
- - Inflating the jacket ( 3 ) to press the impregnated fiber material ( 4 ) of the molded body blank against the inner wall of the mold;
- - hardening of the molded body blank by the action of pressure and heat;
- - Melting the core ( 2 );
- - Drain the molten core ( 2 ) and remove the molded body from the mold.
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