DE68902454T2

DE68902454T2 - Formvorrichtung fuer selbstverstaerkte verbundplatten.

Info

Publication number: DE68902454T2
Application number: DE8989403042T
Authority: DE
Inventors: Bernard Boime; Bernard Taquoy
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1988-11-08
Filing date: 1989-11-06
Publication date: 1993-02-25
Anticipated expiration: 2009-11-07
Also published as: US5015168A; CA2002302C; EP0368734A1; FR2638673B1; CA2002302A1; FR2638673A1; ES2034711T3; DE68902454D1; EP0368734B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von selbstverstärkten Profilplatten aus Komposit-Materialien mit wärmeaushärtender Matrix.
Komposit-Werkstücke werden üblicherweise durch Zusammenfügen von mehreren Lagen harzgetränkter Fasern hergestellt. Je nach der beabsichtigten Verwendung können die Fasern aus Kohlenstoff, Glas, Kevlar etc. bestehen. Das Harz, welches die Matrix des Komposit-Materials darstellt, ist in der Regel ein wärmeaushärtendes Kunstharz, das bei erhöhter Temperatur polymerisiert wird.
Die vorliegende Erfindung läßt sich in allen industriellen Bereichen anwenden, in welchen man Werkstücke aus Komposit-Material benutzt, insbesondere in der Luftfahrt-, Raumfahrt- und Automobilindustrie, sowie in der Seefahrt- und Eisenbahntechnik.
In diesen verschiedenen Bereichen erlaubt die Verwendung von Konstruktionsteilen aus Komposit-Materialien beträchtliche Gewichtseinsparungen. Dies nicht nur wegen der spezifischen Festigkeit der Materialien - welche die der klassischen Metallegierungen übertreffen kann - sondern auch deshalb, weil man komplexe Formen einfach herstellen kann. So ist es möglich, in einem einzigen Teil aus Komposit-Material ein mechanisches Funktionsteil zu schaffen, welches in traditioneller Technik aus mehreren metallischen Einzelteilen bestehen müßte, die miteinander durch Schweißnähte, Schrauben oder Nieten usw. verbunden werden.
Im speziellen Fall von selbstverstärkten Platten, welche hergestellt werden aus einer mit Verstärkungen versehenen Basisplatte, kann man diese Platten einstückig aus einem Verbundmaterial realisieren. In traditioneller Technik hingegen werden derartige Profilplatten aus ebenen Basisplatten hergestellt, auf welche beispielsweise durch Aufnieten Winkelprofilförmige Verstärkungen aufmontiert werden.
Die Herstellung solcher Profilplatten aus Thermodur-Komposit-Material läßt sich mit Hilfe einer besonderen Formvorrichtung bewerkstelligen, die man in einem Ofen oder Autoklaven plaziert zum Zwecke der Polymerisation des Harzes bei höherer Temperatur.
In der Praxis unterliegt dieser Formgebungsvorgang miteinander verknüpften Problemen, nämlich einerseits durch Formgießen einen Thermodur-Kunststoff von befriedigender Qualität zu schaffen und andererseits die spezielle Struktur selbstverstärkter Platten zu schaffen.
Die beim Formen eines Werkstücks aus einem wärmehärtenden Verbundrohstoff zu erfüllenden Bedingungen sind:
- Temperaturerhöhung auf die Polymerisations-Reaktionstemperatur
- Ausüben eines Druckes senkrecht auf die Formoberflächen während der ganzen Herstellungsphase. Dies ist erforderlich um die Formfüllung und damit die Gesamtqualität des Werkstücks zu gewährleisten.
- Ausüben eines Druckes auf die Gesamtoberfläche des Werkstücks, um das Austreten von Harz aufgrund von lokalen Druckunterschieden zu vermeiden, was am Anfang des Polymerisationsvorgangs wegen der geringen Viskosität dieser Harze geschehen könnte.
- Verwendung einer Formgieß-Vorrichtung, deren Druckhaltesystem der Dichteverringerung der Werkstücke bei der Polymerisation folgen kann, so daß das System während des gesamten Polymerisationszyklus funktionsfähig bleibt.
Außerdem erfordert die Herstellung einer selbstverstärkten Platte die Verwendung einer Formvorrichtung, welche den geometrischen Anforderungen entspricht, und zwar
Gewährleistung des Abstandes zwischen den Stegen bzw. Profilrippen
Gewährleistung der Ebenheit der Stege, da jede Welligkeit verschiedene Nachteile mit sich bringen wurde.
Die derzeit verwendeten Formvorrichtungen zeigen alle diese hauptsächlichen Schwierigkeiten auf.
Eine erste bekannte Vorrichtung besteht aus einer geschlossenen Form mit darin eingeschlossenen aufblasbaren Verdrängungskörpern, die sich zwischen den Stegen der herzustellenden selbstverstärkenden Profilplatte befinden. Bei dieser Ausführung muß die Form, die das Werkstück und die Verdrängungskörper enthält, sehr massiv sein, um dem Innendruck standzuhalten. Sie ist zudem schwierig zu beheizen.
Darüberhinaus können die Abstände zwischen den Verstärkungen (Stegen) und die Planheit dieser Verstärkungen nicht in befriedigender Weise sichergestellt werden, weil die aufblasbaren Verdrängungskörper ihrer Natur nach weiche und fließende Elemente sind. Mit anderen Worten, die erzielten Werkstücke weisen beträchtliche geometrische Fehler auf. Zuletzt wäre anzumerken, daß eine solche Vorrichtung recht voluminös sein würde, wenn man damit Werkstücke von mehreren Metern Lange fertigen wollte.
Eine andere bekannte Vorrichtung für die Herstellung von selbstverstärkten Profilplatten besteht, wie die oben beschriebene, aus einer massiven geschlossenen Form. Die aufblasbaren Verdrängungskörper sind durch Verdrängungskörper aus Elastomer-Material ersetzt. Diese Vorrichtung bietet dieselben Nachteile wie die oben erwähnte Vorrichtung hinsichtlich der unhandlichen Dimension der Form. Außerdem entsteht der auf das Werkstück ausgeübte Druck aus der thermischen Ausdehnung der Form-Kerne und damit sind Druck und Temperatur nicht mehr einzeln und unabhängig voneinander steuerbar. Für gewisse Harze als Matrixmaterial scheidet damit die Verwendung dieser Vorrichtung aus.
Wenn auch die Gewährleistung der Form der Stege besser ist als bei der Anwendung der aufblasbaren Verdrängungskörper, so können doch lokale Spannungen im Material der Verdrängungskörper zu Verzerrungen führen, die auch die anliegenden Stege deformieren. Daher können weder der Abstand der Stege noch deren Ebenheit auf diese Weise vollständig gewährleistet werden. Außerdem erlauben die festen Elastomer-Formkerne nicht, die inneren Spannungen des Werkstücks richtungsunabhängig auszugleichen, so daß der Druck auf das Werkstück während der Herstellung nicht gleichmäßig ist. Schließlich bedingt die Dichteverringerung des Werkstücks bei der Polymerisation einen Drucksprung der Elastomer-Formkerne, der die Produktqualität beeinflußt.
In einer weiteren bekannten Vorrichtung finden ebenso Verdrängungskörper aus Elastomer-Material Verwendung zwischen den Stegen der zu polymerisierenden Platte, jedoch befindet sich das gesamte so geformte Teil zwischen einer Arbeitsplatte, auf der die ebene Seite der Rippenplatte liegt und einer Membrane, deren äußerer Rand auf der Arbeitsplatte dicht abschließend befestigt ist. Dabei überdeckt diese Membrane die Verdrängungskörper aus Elastomer-Material. In diesem Fall entsteht der Druck auf das Werkstück durch Evakuieren des Volumens zwischen der Arbeitsplatte und der Membrane, die Verdrängungskörper und Werkstück einschließt. Die Verdrängungskörper sind hier geometrische Formstücke und geben den Autoklavdruck, der von außen auf die abgedichtete Membrane einwirkt, weiter auf die Platte.
In dieser Technik ist die Druckaufgabe von der Temperatur unabhängig, und man kann den Produktionszyklus wie bei den aufblasbaren Verdrängungskörpern steuern. Andererseits erfordert diese Anordnung keine Berücksichtigung von druckbedingten Verformungen, da der Autoklavdruck beidseitig wirkt. Die Arbeitsplatte kann sehr leicht gebaut sein.
Indessen kann, wie in der vorher beschriebenen Anordnung, der auf das Werkstück ausgeübte Druck nicht völlig gleichmäßig sein, und die Einhaltung des Abstandes zwischen den Rippen ebenso wie die Einhaltung der Ebenheit der Rippen hängen eventuell von Kriecheffekten des Materials ab, aus dem die Paßstücke gefertigt sind.
Eine vierte Technik zur Herstellung von Profilplatten aus Komposit-Materialien besteht schließlich darin, daß eine Vorrichtung ähnlich der dritten, vorstehend beschriebenen, Technik Verwendung findet, d. h. eine Arbeitsplatte mit einer Abdichtungs-Membrane und mit Paßstücken aus festen, nicht verformbarem Material anstelle der Elastomere. Die Membrane gibt dann den im Autoklav herrschenden Druck unvermittelt über die starren Paßstücke nur im Bereich zwischen den Rippen auf die Basisplatte weiter. Die unterschiedliche Ausdehnung zwischen den Paßstücken und der Arbeitsplatte verursacht Druck auf die Profilrippen. Jedoch ergibt diese Technik gute Werte hinsichtlich Maßgenauigkeit und Planheit. Der auf die Rippen ausgeübte Druck hängt von der Temperatur ab und ist demzufolge nicht gleich dem Druck in der Plattenbasis. Der Druckunterschied kann dazu führen, daß bei Beginn der Polymerisation sich Material verlagert von den Rippen zur Basisplatte hin. Dies führt dort zu nachteiligen Dichteerhöhungen und weiter dazu, daß gegen Ende des Polymerisationszyklus stellenweise der Kontakt zwischen der Werkstück-Oberfläche und den Formteilen verlorengeht, so daß stellenweise keinerlei Form-Druck mehr besteht.
Zusammenfassend kann man sagen, daß derzeit keine einzige voll befriedigende Gieß-Formtechnik für Rippen-Platten (selbstverstärkte Platten) aus faserverstärkten Thermodur-Materialien existiert.
Die vorliegende Erfindung hat als Aufgabe eine neue Vorrichtung zur Herstellung von Profilplatten (selbstverstärkten Platten) aus Komposit-Material, welche eine perfekte Geometrie der Rippen garantiert und zudem Temperatur- und Druckbedingungen herstellt, wie sie beim Formgießen von Komposit-Material mit wärmeaushärtender Matrix wünschenswert sind.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel erreicht mit einer Vorrichtung für das Formgießen von Profilplatten aus Komposit-Material mit Thermodur-Matrix, hergestellt aus einer mit Verstärkungen versehenen Basisplatte, umfassend eine Arbeitsplatte, einen Abdichtungsbalg, dessen äußerer Rand dichtend auf der Arbeitsplatte befestigt ist, so daß ein abgedichtetes Volumen zwischen Arbeitsplatte und Abdichtungsbalg abgegrenzt ist und feste Kalibrierelemente, die geeignet sind, zwischen den Verstärkungen der zu formenden Platte innerhalb des abgedichteten Volumens angeordnet zu werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Kalibrierelemente außerhalb des abgedichteten Volumens angeordnet sind.
Dank dieser Anordnung wird der Druck über den Abdichtungsbalg direkt ebenso auf die Basisplatte wie auf die Verstärkungen weitergeleitet. Der Druck ist vollkommen gleichmäßig verteilt und gleichbleibend bei Veränderungen der Dichte des Werkstücks bei der Polymerisation des Harzes. Die Vorrichtung ist im übrigen perfekt angepaßt an die Herstellung von Platten, deren Basis eine abweichende Dichte hat, etwa wegen des Einbaues von weiteren Einlagen/Verstärkungen an gewissen Stellen.
Positionierung und Rechtwinkligkeit der Verstärkungen sind gewährleistet durch die festen Kalibrierelemente, die oberhalb des Abdichtungsbalges angeordnet sind.
Wie bei den anderen bekannten Vorrichtungen, welche eine Abdichtungsbalg benutzen, die gegen eine Arbeitsplatte abdichtet, braucht die erfindungsgegenständliche Anordnung keine großen Druckkräfte aufzunehmen, so daß sie aus Teilen von relativ geringer Festigkeit aufgebaut werden und leicht beheizt werden können bei jeder denkbaren Dimension des Werkstücks.
Vorzugsweise haben die festen Kalibrierelemente untereinander eine starre Verbindungsstruktur, welche annähernd denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie die herzustellende Platte aufweist. In diesem Fall kann eine bewegliche Stütze an der Verbindungsstruktur befestigt werden, um letztere auf der Arbeitsplatte zu positionieren.
Vorteilhaft ist, um einwandfreie Oberflächen des fertigen Werkstückes zu erhalten, wenn man Zwischenlagen aus Elastomer-Material zwischen dem Abdichtungsbalg und der Form anordnet, um letztere von Knickstellen des Balges abzuschirmen.
Paßstücke aus elastomerem Material können zudem im Inneren des abgedichteten Volumens angeordnet werden oberhalb jeder Profilrippe. Dadurch wird das Durchstechen oder Herausrutschen von Fasern in diesem Bereich verhindert.
Damit die Kalibrierelemente leicht zusammengebaut und exakt angeordnet werden können, ist zwischen jedem dieser Kalibrierelemente und jeder Verstärkungsrippe eine Maßtoleranz vorgesehen, die je nach der Polymerisationstemperatur wegen der thermischen Ausdehnung zwischen 0 und einem Maximalwert schwankt. Bei Umgebungstemperatur sollte das Spiel wenig mehr als 0 sein, bei Maximaltemperatur kann man durch entsprechende Ausdehnungskoeffizienten der Kalibrierelemente fast ebenso enge Toleranzen einhalten. Konkret könnte sie zwischen 0,1 und 0,2 mm sein.
Im folgenden wird unter Bezug auf die Zeichnung eine lediglich als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht und teilweise Schnittzeichnung, die in schematischer Weise eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt zum Formgießen einer selbstverstärkten Platte aus Komposit-Material.
Fig. 2 ist eine Schnittzeichnung, die in vergrößertem Maßstab und mit Details einen Ausschnitt aus der 1. Zeichnung wiedergibt.
Fig. 1 stellt die Vorrichtung dar, die im Sinne der Erfindung das Formgießen einer selbstverstärkten Platte A unter Druck ermöglicht, aus einem Komposit-Materialß dessen Matrix aus einem wärmehärtenden Harz besteht. Die Platte A beinhaltet eine Basisplatte B, die eben oder leichtgewölbt sein kann und von gleicher oder unterschiedlicher Dichte ist, sowie Verstärkungsrippen C, die sich überall in derselben Weise aus der Basisplatte B senkrecht zu dieser erheben und untereinander parallel und im allgemeinen mit gleichen Abständen voneinander sind.
Die Vorrichtung nach Fig. 1, mit welcher zunächst die Platte A geformt worden ist (wie noch beschrieben wird im Folgenden) ist dafür gedacht, in einer Heizkabine oder in einem Autoklaven plaziert zu werden, in welchem ein vorbestimmter Temperaturverlauf stattfindet, um die Polymerisation des Matrix-Harzes sicherzustellen.
Die erfindungsgegenständliche Vorrichtung besteht aus einer Arbeitsplatte 10 von geringer Dicke, beispielsweise aus Metall, die in der Regel horizontal angeordnet ist. Die Oberseite dieser Platte stellt eine Form dar entsprechend der Außen-Oberfläche der herzustellenden Platte A. Zur Vereinfachung ist sie in Fig. 1 als ebene Fläche dargestellt, aber man kann leicht annehmen, daß sie auch gewölbt oder gerundet sein kann, je nach der herzustellenden Oberflächenform und -Struktur der Platte.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 enthält außerdem einen Abdichtungsbalg 12, welcher erfindungsgemäß unmittelbar über der zu gießenden Platte A angeordnet ist, so daß er der Kontur derselben entspricht. Ihre Abmessungen sind größer als die des Werkstücks, damit die äußeren Ränder dieses Abdichtungsbalges 12 ringsum abdichtend auf der Arbeitsplatte 10 befestigt werden können, beispielsweise mittels einer Dichtmasse 14 oder durch jedes andere geeignete Mittel.
Die Kombination aus Arbeitsplatte 10 und Abdichtungsbalg 12 umgrenzt ein abgedichtetes Volumen bzw. eine "Tasche" 16, in dem sich das Teil A befindet. Es ist mit einer Vakuumpumpe 18 durch eine Leitung 20 mit dem Abdichtungsbalg verbunden, bzw. mit einem darauf montierten Anschlußstutzen 21.
Unter dem Einfluß des unterschiedlichen Druckes zwischen dem Innenraum der Heizkabine bzw. des Autoklaven, in dem sich die gesamte Vorrichtung befindet, und dem evakuierten Volumen 16, wird ein temperaturunabhängiger Druck durch den Abdichtungsbalg 12 hindurch aufgegeben, der gleichmäßig auf die Basisplatte B, auf die Flanken der Verstärkungsrippen C und sogar auf die abgerundeten Übergangszonen am Fuß dieser Rippen einwirkt. Der Druck ist unabhängig von der Dichteverringerung infolge der Polymerisation und ebenfalls unabhängig von eventuell stellenweise vorhandenen Dichteänderungen in der Basis B wegen eingelagerter sonstiger Verstärkungen.
Um die Geometrie der Rippen C zu gewährleisten, z. B. den Abstand und die Planheit, enthält die erfindungsgegenständliche Vorrichtung gleichmäßig verteilt feste Kalibrierelemente 22, die nach der Erfindung oberhalb des Abdichtungsbalges 12 angeordnet sind, also außerhalb des abgedichteten Volumens 16, zwischen den Rippen C der herzustellenden Profilplatte A. Wie Fig. 1 gut zeigt, ist Querschnittsform dieser Kalibrierelemente etwa gleich einem "U", und sie erstrecken sich zwischen den Profilrippen über die ganze Länge derselben.
Es ist wichtig zu bemerken, daß die Kalibrierelemente 22 aus festem Material bestehen, d. h. starr und nicht deformierbar während des gesamten Herstellungsprozesses, abgesehen von thermischen Dehnungen. Dieses Teil kann insbesondere aus Metall oder einer Metallegierung bestehen.
Wie Fig. 1 gleichermaßen zu entnehmen, ist die Positionierung der Kalibrierelemente 22 zueinander und ihre Anordnung durch eine Verbindungsstruktur gesichert, die aus wenigstens zwei Einheiten 24 mit einem Zwischenraum besteht. Ihre Länge entspricht der Größe der herzustellenden Profilplatte (selbstverstärkten Platte).
Jede der Einheiten 24 besteht aus mehreren unabhängigen Elementen 24a, von denen jedes einen Bolzen trägt, dessen freies Ende dazu eingerichtet ist, auf einem der Kalibrierelemente 22 verankert zu werden. Die Steifheit der Elemente 24 wird durch mehrere Gruppen von Paßstiften bewirkt, welche jeweils zwei nebeneinander befindliche Elemente 24a verbinden.
Um zu verhindern, daß sich die Lage der Profilrippen C während der Polymerisation verändert, hat die Verbindungsstruktur, die aus den Elementen 24a gebildet wird, einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten annähernd gleich dem der herzustellenden Profilplatte.
Vorteilhafterweise - wie ebenfalls in Fig. 1 illustriert - enthält die erfindungsgegenständliche Vorrichtung außerdem abnehmbare Stützen 26, mit denen die Position jeder der Einheiten 24 der die Kalibrierelemente 22 tragenden Verbindungsstruktur in Bezug auf die Arbeitsplatte 10 vor der Polymerisation fixiert werden kann. Jede Stütze 26 ist an einem der Elemente 24a der Verbindungsstruktur 24 mit zwei Paßstiften 24b angefügt und stützt sich auf die Oberfläche der Arbeitsplatte 100 auf, dabei kann sie durch einen verstellbaren Anschlag 28 geführt werden.
Jede der Stützen 26 wird abgenommen, sobald die Vorrichtung in die Heizkabine bzw. den Autoklaven eingefahren ist, um den Aufbau frei beweglich zu machen, außer in dem speziellen Fall, daß die Arbeitsplatte aus demselben Material wie die Verbindungsstruktur besteht.
Die Abmessungen der Kalibrierelemente 22 werden unter Berücksichtigung folgender Bedingungen gewählt:
- Bei Polymerisationstemperatur dürfen die Kalibrierelemente die Profilrippen nicht einzwängen, vielmehr muß die Abdichtungsmembrane mit den Rippen in Berührung sein, damit gleichmäßige Druckübertragung auf das gesamte Werkstück gewährleistet ist.
- Bei Polymerisationstemperatur ist es gleichermaßen wünschenswert, daß die Kalibrierelemente genügend nahe an den Rippen bleiben, um stellenweise Deformationen der letzteren zu vermeiden.
In der Praxis wählt man, um beiden Anforderungen zu genügen, ein Spiel von 0,1-0,2 mm zwischen den Kalibrierelementen und jeder Profilrippe.
Im übrigen dürfen die Kalibrierelemente 22 die Flanken der Profilrippen C auch bei Umgebungstemperatur nicht einzwängen, damit sie mit den Elementen 24a zusammengebaut werden können. Infolgedessen muß man den
Ausdehnungskoeffizienten der Kalibrierelemente 22 so wählen, daß bei Umgebungstemperatur das Spiel zwischen jedem Paßstück und jeder Rippe annähernd 0 bis maximal 0,2 mm ist.
Das Material für die Kalibrierelemente 22 wird zweckmäßig gewählt, wobei der Ausdehnungskoeffizient schwächer gewählt wird bei großen Rippenabständen und entsprechend größer wenn die Rippen engstehen. Tatsächlich ist, je dichter die Rippen stehen, das Ausdehnungsverhalten von Komposit-Material vor und nach der thermischen Behandlung von umso größerer Wichtigkeit.
Wie die Fig. 2 noch genauer zeigt, ist im Randbereich innerhalb der Dichtleiste 14 der Abdichtungsbalg 12 um ein Profil 30 herumgelegt, welches auf der Arbeitsplatte 10 rund um das Werkstück herum aufliegt. Nach üblicher Technik werden ein Trennfilm 34 und ein Gewebe 32 in dieser Reihenfolge auf die Innenfläche des Abdichtungsbalges 12 aufgebracht in den Bereichen außerhalb des Werkstücks.
Vorzugsweise werden die Beilagen 36 aus einem Elastomer-Material zwischen Abdichtungsbalg 12 und Werkstück A plaziert, so daß letzteres völlig davon abgedeckt ist. Diese Beilagen sind so gelegt, daß ihre Ränder im Bereich oberhalb der Profilrippen C aneinandergefügt werden. Sie haben insbesondere die Aufgabe, daß Falten, die sich eventuell in dem Abdichtungsbalg bilden, die Oberfläche des Werkstücks nicht beeinträchtigen. Das Elastomer-Material dieser Einlagen ist hinreichend verformbar, um den Druck, der außerhalb des Abdichtungsbalges anliegt, vollständig auf das Werkstück zu übertragen.
Paßstücke 38, ebenfalls aus Elastomer-Material, werden innerhalb des abgedichteten Volumens 16 in der Verlängerung jeder Profilrippe C angebracht. Die Dicke dieser Paßstücke 38 ist ungefähr gleich der Dicke der Rippen und dadurch wird das Durchstechen oder Herausgleiten von Fasern im Endbereich der Rippen verhindert.
Ein zweiteiliger Rahmen 40, ebenfalls aus Elastomer-Material, umgibt die Basisplatte der Profilplatte A. Dabei ist die Dicke dieses Rahmens etwa gleich der Dicke der Basisplatte. Wie Fig. 2 zeigt, bedecken die Elastomer-Beilagen 36 zugleich das Werkstück A, die Paßstücke 38 und den Rahmen 40.
Nach einer üblichen Technik werden die untere und obere Fläche der Basisplatte B mit Glasfasergewebe 42 laminiert, wodurch zugleich die Ableitung von Gas bei der Polymerisation und der Schutz der Oberfläche nach dem Ausformen ermöglicht wird. Ein Trennfilm 44 wird auch zwischen die Elastomer-Beilage 36 und das Laminier-Glasfasergewebe 42 im Bereich außerhalb des Werkstücks auf dem Rahmen 40 aufgebracht.
Schließlich ist direkt auf der Arbeitsplatte 10 eine Teflon-Trennschicht ganz flächig bis zur Abdichtungsleiste 14 aufgebracht.
Zu den bereits erwähnten Vorteilen hinsichtlich der gleichmäßigen Druckübertragung und der Aufrechterhaltung einer guten Rippengeometrie, erlaubt die erfindungsgegenständliche Vorrichtung nach dem Einfahren in eine Heizkammer oder einen Autoklaven rasche Aufheizung des Werkstücks. Zudem sind ihr Aufbau und Gewicht eher leicht, weil die Dimensionierung nicht durch die Aufnahme von Druckkräften bestimmt ist.
Der Gebrauch der beschriebenen Vorrichtung beginnt damit, daß man bei offener Form auf die Arbeitsplatte 10 eine gewisse Anzahl von thermodur-vorimprägnierten Faserschichten legt, um die untere Schicht der Basisplatte B aufzubauen.
Getrennt davon ordnet man eine Anzahl von thermodur-vorimprägnierten Faserschichten auf den Kalibrierelementen 22 an, nachdem man den Abdichtungsbalg 12 und die Elastomer-Beilagen 36 auf die Kalibrierelemente 22 gelegt hat. Die so geformten U-förmigen Profile auf jeden Kalibrierelementen werden dann zusammengefügt und mit der steifen Verbindungsstruktur 24 verbunden, so daß die Rippen C und der Übergangsbereich zur Basisplatte gebildet werden. Die sonstigen Teile der Vorrichtung werden dann zusammengefügt, insbesondere der Elastomer-Rahmen 40 und das Profil 30 auf der Arbeitsplatte 10 aufgebaut und das Teil, bestehend aus den starren Verbindungsstrukturen 24, den Kalibrierelementen 22 und den vorweg aufgebauten Einlageteilen des Werkstücks, insgesamt auf der Arbeitsplatte in die Position nach Fig. 1 gebracht. Die richtige Positionierung der so zusammengebauten Teile relativ zueinander wird mit Hilfe der abnehmbaren Stützen 26 festgelegt. Die Elastomer-Beilegen 36 werden in der Verlängerung der Profilrippen plaziert. Die Paßstifte 24b werden herausgezogen und sodann die Kalibrierelemente 22 entfernt und eines nach dem anderen wieder in Position gebracht, um den Abdichtungsbalg 12 anbringen zu können. Die Struktur 24 ist durch das Einbauen der Paßstifte 24b wieder hergestellt, die Stütze 25 wird entfernt und die Abdichtungsleiste 14 angebracht.
Die gesamte Vorrichtung kann dann in einer Heizkammer oder in einem Autoklaven plaziert werden, in welchem sie den für die polymerisatin erforderlichen Temperaturzyklus durchläuft, entsprechend dem Harz, aus dem die Matrix des Werkstückes besteht. Zuvor wird noch das abgedichtete Volumen 16 mit Hilfe der Vakuumpumpe 18 evakuiert.
Sobald die Polymerisation beendet ist, wird die Vorrichtung aus dem Ofen geholt und das Werkstück aus der Form genommen.
Die Erfindung ist wohlgemerkt nicht eingeschränkt auf die beispielhaft soeben beschriebene Ausführung der Vorrichtung, sondern umfaßt alle Varianten. So könnte beispielsweise die Verbindungsstruktur der Kalibrierelemente auf eine Art realisiert werden, daß man die Abstände zwischen diesen Kalibrierelementen regeln bzw. einstellen könnte, so daß man mit einer einzigen Struktur Platten mit variablen Rippenabständen produzieren könnte.

Claims

1. Formvorrichtung für selbstverstärkte Verbundplatten mit einer wärmeaushärtenden Matrix, die aus einer mit Verstärkungen versehenen Basisplatte hergestellt werden, mit einer Arbeitsplatte (10), einem Abdichtungsbalg (12), von dem ein Umfangsrand dicht auf der Arbeitsplatte befestigt ist, so daß ein abgedichtetes Volumen (16) zwischen der Arbeitsplatte und dem Balg abgegrenzt wird, und festen Kalibrierelementen (22), die geeignet sind, zwischen den Verstärkungen einer zu formenden Platte, die in das abgedichtete Volumen eingesetzt ist, angeordnet zu werden, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die festen Kalibrierelemente (22) außerhalb des abgedichteten Volumens (16) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die festen Kalibrierelemente (22) mit eine starren Verbindungsstruktur (24) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Verbindungsstruktur (24) einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten ungefähr gleich dem der herzustellenden Platte besitzt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß sie außerdem eine abnehmbare Stütze (26) umfaßt, die geeignet ist, an der Verbindungsstruktur (24) befestigt zu werden, um letztere auf der Arbeitsplatte (10) zu positionieren.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß sie außerdem Beilagen (36) aus einem elastomeren Material umfaßt, die geeignet sind, zwischen dem Abdichtungsbalg (12) und der zu formenden Platte angeordnet zu werden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß sie zusätzliche Paßstücke (38) aus einem elastomeren Material umfaßt, die geeignet sind, im Inneren des abgedichteten Volumens in der Verlängerung jeder der Verstärkungen angeordnet zu werden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß zwischen jedem der Kalibrierelemente (22) und jeder der Verstärkungen Spiel existiert zwischen einem gegebenen minimalen Spiel und einem maximalen Spiel bei der Polymerisationstemperatur der Platte, wobei die Kalibrierelemente einen solchen Ausdehnungskoeffizienten besitzen, daß dieses Spiel bei Raumtemperatur etwa gleich Null ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß der Ausdehnungskoeffizient der Kalibrierelemente (22) derart ist, daß das Spiel bei Raumtemperatur höchstens gleich dem maximalen Spiel ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß das minimale Spiel etwa 0,1 mm und das maximale Spiel etwa 0,2 mm beträgt.