JP3040490B2 - Ｒｔｍ・法により大面積の構成エレメントを製作する装置並びに方法 - Google Patents

Ｒｔｍ・法により大面積の構成エレメントを製作する装置並びに方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、予め成形された繊維織物を挟持する協働す
る型部分を有する型内に樹脂混合物を注入することによ
って繊維複合材料から大面積の構成エレメントを製作す
る装置及び方法であって、前記型部分の一方の型部分が
弾性変形可能に構成されかつ他方の型部分が形状安定的
に構成されており、両型部分が縁部で真空密に結合可能
であり、前記型が樹脂混合物を注入する手段用の接続部
及び大気圧以下に型空間の内圧を低下させる減圧部材用
の接続部を備えており、この場合、圧力容器内で閉じら
れた型の全面に大気圧以上の外圧がかけられるようにな
っており、前記型内に樹脂混合物が圧力をかけて注入さ
れかつ硬化するまで、構成エレメントの繊維容積含量を
規定する差だけ型に作用する外圧よりも低い圧力に維持
される形式のものに関する。
このような形式の方法は特別な修正されたRTM（レジ
ン・トランスファー成形＝Resin Transfer Molding）法
である。
雑誌“Kunststoff"第54巻（1964年）第12号、第797頁
乃至803頁、Horst Wurtinger著論文“大面積のグラスフ
ァイバー／プラスチック・構成部材を製作する含浸法Tr
nkverfahren zum Herstellen groβflchiger Glasf
aser/Kunststoff・Bauteile"で記述の型においては、形
状安定的な型部分内で、形状安定的な型部分の互いに向
かい合う縁部に、樹脂混合物を注入する手段用の接続部
及び減圧部材用の接続部が配置されており、この場合、
前記型部分の内側にはそれぞれ縦長の溝が配置されてい
て、この溝には接続部が連通していてかつ前記溝は接続
部の両側に向けて樹脂を均一に横方向に分配するのに用
いられる。従って、樹脂は溝を介して接続部の両側に分
配されて、溝に対して平行な移動フロントで繊維層を貫
流する。前記溝は表面に線状の突起として生じ、これは
加工されねばならない。
雑誌“Kunststoff・Rundschau"第９号（1970年９
月）、第475頁乃至479頁、Horst Wurtinger著論文“射
出成形法での大面積のグラスファイバ／プラスチック・
構成部材の製作Herstellung groβflchiger Glasfase
r/Kunststoff・Teile im Injektionsverfahren"では、
低圧の場合でも樹脂の発泡を生ぜしめかつラミネートに
おける著しい気泡形成を生ぜしめるという理由で、型内
で負圧をかけて作業するために下限値として200トル（2
70hPaに相当）の圧力がかけられる。
アメリカ合衆国特許第5316462号及び第5439635号明細
書では、通常の別の修正されたRTM・法が開示されてい
る。この場合、繊維で補強された複合材料を製作するた
めに、別個に外圧をかけることなしに、大気圧に比して
低圧で作業する装置が開示されている。この装置は、供
給導路エレメント及び著しく構造化された装置内面を有
していて、この内面は形成される複合材料に隣接してい
る。交差する通路を形成する前記構造は樹脂を最良に分
配するのに用いられる。このようなRTM・法では、樹脂
は垂直に繊維層を貫流する。このために必要でありかつ
重要ことは、樹脂をまず与えられた面積全体に亘ってで
きるだけ均一に第１の繊維層の前に分配し、これにより
全ての区域への同時の流れを達成することにある。これ
によって複雑な形状は製作できずしかも常時空気封入、
空洞形成及び樹脂の流れ方向を制御できないという危険
が生ずる。樹脂の流れフロントはシャープではなくかつ
負圧もしくは真空領域に対する樹脂の極めて広幅な接触
面を乗ぜしめる。樹脂は最後の繊維層を介しても制御不
能に流過する。第１及び最後の繊維層は極めて粗くかつ
通常研磨及び／又は平滑化加工されねばならない。
冒頭に述べた形式の最新の修正されたRTM・法は、Wur
tingerによって理論的に提案されているように圧力差を
もって作業する。これによって樹脂は繊維層に対して垂
直に流れるのではなく、繊維層に対して平行に流れるこ
とができる。これによって流れフロントは小さくかつシ
ャープに規定される。流入前の樹脂の分配は不要であ
り、むしろこのことは所望されない。いずれにせよ問題
点は、Wurtingerの理論的な考察によれば極めて低い負
圧の場合にあり（この場合このような負圧は大きくしか
も複雑に分割された形状の場合に所望されるが、接触区
域で気泡形成及び樹脂の発泡を生ぜしめる）しかも流入
領域は小さいが、障害個所が生ずるということにある。
本発明の課題は冒頭に述べた形式の装置及び方法を改
良して、極めて大きな構成エレメント、例えば25m及び
これ以上までの大きな長手方向拡がり及び大きな繊維容
積を有し、しかも内面にリブ状の突起を備えた、例えば
ストリンガ及びリブ支持体を備えた飛行機の翼外皮のよ
うな極めて大きな構成エレメントを製作できるようにす
ることある。
前記課題は本発明の装置によれば、樹脂混合物を注入
するために及び減圧部材に接続するために、形状安定的
な型部分とは反対側の繊維織物表面に接触する導路エレ
メントが設けられており、この導路エレメントは、大面
積の構成エレメントの長さ又は幅サイズの長手方向拡が
り及び広幅面状の支持面を備えていて、この支持面の上
側に導路エレメントの長手方向に延びる中空室を備えて
いてかつ支持面内にほぼ導路エレメントの全長に亘って
延びる狭幅なスリットを備えており、このスリットが全
長に亘って中空室に接続されていてかつスリットの幅が
中空室の直径よりも狭幅であることによって、解決され
た。
前記課題は本発明の方法によれば、樹脂混合物を形状
安定的な型部分とは反対側の繊維織物表面に、大面積の
構成エレメントの長さ又は幅サイズの長さを有する導路
エレメントに設けられた長手方向に延びるスリットから
ライン注型部を介して注入しかつ別の導路エレメントに
設けられた長手方向に延びるスリットを介して減圧部材
に対する接続を生ぜしめ、この際スリットが、導路エレ
メント内の中空室の直径よりも狭幅である幅を有してい
ることによって、解決された。
有利な構成及び方法は、その他の請求項に記載されて
いる。
本発明による装置及び方法の利点は、外表面を規定す
る形状安定的な型部分を一方では樹脂混合物を注入する
手段用の接続部及び他方では減圧部材用の接続部を省い
て構成でき、従って注型部を形成せずに済み、更に、弾
性変形可能な型部分もこのような接続部を省いて構成で
きるということある。導路エレメントは樹脂混合物が硬
化した後で狭幅なウェブを介して構成エレメントに結合
され、このウェブは、導路エレメントを取り外す場合に
構成エレメントの表面の極めて近くで裂断される。
次に図示の実施例につき本発明を説明する。
第１図は、オートクレーブとこれの内部に取り付けら
れた型とを横断面図で図示して本発明の方法の原理を示
した図、第２図は、注入時間に関連して注入圧力を示し
たダイヤグラム、第３図は、導路エレメントの横断面
図、第４図は、単純な外皮の横断面図、第５図は、主翼
の平面図、第６図は、第５図VI−VI線に沿った横断面
図、第７図は、ストリンガとリブ支持体との交差点の等
大図である。
第１図で図示の型２は、形状安定的な型部分４と弾性
変形可能に構成された型部分６とを有している。型部分
４は、製作すべき構成エレメントの外表面の輪郭に適合
して成形された薄板から形成されていて、この薄板の形
状不変性は、支持体又は支え部材８によって得られかつ
薄板は形状安定性を高めるためにリブを備えることもで
きる。このような形状を安定させるのに役立つ手段は接
着されるか又は互いに付着結合される。それというの
も、この手段は僅かな力を吸収すればよいからである。
前記型部分４の表面質は構成エレメントの表面質を規定
する。
弾性変形可能な型部分６と形状安定的な型部分４とは
縁部において互いに真空密に結合可能である。この場合
図示のように型部分６は型部分４に上方及び下方から係
合している。縁部領域ではシールは密封又は接着条片に
よって行われる。型部分６は極めて簡単には、弾性変形
可能な型部分６の外周面に相応して裁断されたシートで
あってよく、このシートは、型部分の表面で密封又は接
着条片によってシールすることができる（例えば第４図
で図示）。
飛行機構成エレメントの外皮のような大面積の構造物
のために並びに自動車車体エレメント用の大面積の構造
物のために、通常外表面において高い表面質が要求され
る。この場合前記外表面には通常著しい突起は設けられ
ない。背面が突起なしに形成されたとしても、弾性変形
可能な型部分６としては適当な強度の平滑なシートで十
分である。
構成エレメント９の要求された強度特性に応じて設計
された織物層は、繊維織物（Fasergelegegarnitur）12
として予め製作できる。繊維織物12は、形状安定的な型
部分４に載置されかつ次いで弾性変形可能な型部分６に
よって覆われ、この型部分６の縁部は真空密に形状安定
的な型部分４に結合される。
実施例では、間隔をおいて並んで位置する補強リブ10
を備えた構成エレメント９が図示されている。図示のリ
ブ10のような突起の領域又はリブの交差点の領域では、
弾性変形可能な型部分６はこのようなリブ10又はリブ交
差点の輪郭に相応して形成された凹部を備えて成形でき
る。型部分６のこのような予め成形された型エレメント
は、別個に製作し、次いで互いに又はシート区分又は別
の中間エレメントを介して結合、例えば接着又は加硫す
ることができる。このような型エレメントの構成の詳細
は第５図乃至第７図に関連して以下に詳述する。
図示のリブ10のような突起を備えた構成エレメント９
の場合有利には、繊維織物12は弾性変形可能な型部分６
に置くことができ、型部分６内には突起のために予め成
形された凹部が形成されている。リブ10のために設けら
れる繊維織物部分を対応する型凹部内に挿入すること
は、容易である。次いで繊維織物12に型部分４が載設さ
れる。
第１図で図示の型２には３つの縦長の導路エレメント
3,5,7が配置されていて、この場合、導路エレメント3,5
は真空導路14にかつ導路エレメント７は注入導路16に接
続可能である。準備された型は圧力容器18内に取り付け
られ、この圧力容器はその壁部に、樹脂用の注入導路16
及び真空導路14のための接続部又は通路を備えている。
真空導路14を介して型部分4,6間の型空間が排気され
る。圧力容器18内に閉じられた型を取り付ける前に行わ
れる型の排気、場合によっては部分排気によって、繊維
織物12及び型部分６は型部分４に固定的に接触する。
圧力容器18内に型２を取り付けた後で圧力容器18が閉
じられ、型２内で50hPaより小さい（有利には10hPa乃至
1hPa）最終真空、つまり技術的な真空（technische Vak
uum）に相応する最終真空が形成される。圧力室19内で
は圧力puが形成され、この圧力は0.3Mpa乃至1.0MPa、有
利にはほぼ0.6MPaであり、従って、pu＝0.6MPa＝6.000h
Pa＝６バールは航空産業において使用されるような大型
オートクレーブの許容内圧に相応する。最終圧力に達し
た後で、つまり型内室が完全に排気された後で、注入導
路16を介して圧力容器内の外圧puよりも低い圧力piで、
型２を完全に充填する反応性の樹脂混合物が注入され
る。型にかけられる真空によって型は完全に排気される
ので、樹脂注入時に空気巣の発生が回避される。この場
合真空導路14は有利には、最終的に真空導路に樹脂の流
れフロントが達するように、取り付けられねばならな
い。
真空中では、真空が樹脂・硬化剤混合物に作用する流
れフロントの自由表面において硬化剤がガス状に流出す
るが、このことは、樹脂流れ領域において過圧と真空領
域との間のプロセスに起因するシャープな制限によって
ほぼ回避される。発生する僅かな量は真空導路を介して
排出されかつ洗い流される。
本発明の方法では注入圧力p1は、外圧又は周囲圧力pu
よりも小さく維持される。つまり pu＞p1 が該当する。
繊維容積含量（Faservolumengehalt）は、圧力差dp＝
pu−piの関数である。繊維容積含量ＶFと圧力差dpとの
間の関連性は、繊維織物12の剛さから簡単に検出され
る。このために、繊維織物12は平行な２枚の加圧プレー
トの間に挿入される。加圧プレートが押し合わされひい
ては繊維織物12が圧縮された場合には、層の厚さは加圧
力の関数として検出される。つまり dp＝F/（Ad） （この場合、dp（Pa），力Ｆ（Ｎ）及びAd（m2））が該
当する。
更に、圧縮量Dd、織物層の数ｎ、繊維材料の面積当り
重量ＦF及び繊維の密度ｐから公式 ＶF＝ＦF・n/（PF・ｄd） （この場合、ＦF（kg/m2）、PF（kg/ ）及びｄd
（ｍ）） に従って、構成エレメントの繊維容積含量ＶFが検出さ
れる。
これにより、繊維容積含量ＶFは内圧piと外圧puとの
間の圧力差の関数として生ずる。
従って、繊維複合構成エレメントを製作するために、
それぞれ所望の繊維容積含量を考慮して、樹脂硬化が開
始される際に制御されねばならない所要の圧力差dpが検
出される。
所要の圧力差dpは外圧とは無関係に維持される。これ
により、外圧の増大により注入圧p1が増大せしめられ
る。構成部材充填時間は注入圧力p1に関連している。こ
の充填時間は、公式 （この場合、V:容積流、A:貫流面積、K:滲透性、η：粘
性、Δp:圧力差及びΔI:間隔） から明らかなように、注入圧力が増大するほど短くな
る。
繊維層の滲透性は圧力損失測定により規定される。
注入中の圧力経過は第２図ダイヤグラムで図示され、
横軸には注入時間ｔ及び縦軸には圧力ｐが記入されてい
る。周囲圧力puはコンスタントでありかつ実線で示され
ているのに対して、実際注入圧力は鎖線曲線で示されて
いる。
型には外圧puがかけられる。時点toから、つまり樹脂
注入開始から時点t1まで、型２内の圧力は、外圧puより
も低い注入圧力pi1にまで上昇する。これによって、外
圧puに対する内圧pi1の圧力差dp1が得られる。圧力差dp
1は、内圧pi1が周囲圧力puに達しないように、選ばれて
いる。この場合、小さな圧力差dp1に基づき所定の周囲
圧力puの場合に注入される樹脂の流れ速度が速められひ
いては型が迅速に充填される。従って、流れ速度を速め
るような粘性ηの低い樹脂混合物と関連して、高反応性
の樹脂混合物を使用することができる。
時点t2には構成エレメントは完全に樹脂に含浸され
る。この場合注入圧力は、先の記述から明らかなよう
に、所望の繊維容積含量ＶFに相応する値pi2に下げられ
る。これにより拡大する圧力差dp2によって、注入され
た樹脂は硬化する。
圧力pi2がコンスタントに維持される場合、所望の繊
維容積含量は外圧puの増大によっても調節される。
更に方法は、型を充填した後で、樹脂混合物がまだ流
動状態にある間に圧力差dp2を維持して注入圧力ｐiと同
時に外圧ｐuを下げるようにして、実施することもでき
る。
型２及び構成エレメント９の第１図で図示の実施例で
は、繊維織物12を大量生産する場合にリブ10の繊維複合
材料用の繊維条片が平らは繊維層に載置されかつ平らな
繊維層にニードリング、縫合等により固定される。これ
に相応して、繊維織物12を形成するために、重ね合わさ
れた多数の繊維層を大量生産することもできる。
リブ領域における繊維補強部材は、弾性変形可能な型
部分６の適当に予め成形された区分内に挿入される。補
助的に繊維条片を有する例えば金属製のアングル条片17
を、型を安定させる付加的な型エレメントとして作用す
る凹部内に差し込むことができる。このようなアングル
条片17はルーズに挿入されるが、弾性変形可能な型部分
６の運動に追従できるようにアングル条片17をこの型部
分に固定的に結合することもできる。
ほぼ平らな構成エレメント又は大きな曲率半径を有す
る構成エレメントに引込み部、例えば車体ドアにおいて
沈めグリップが設けられる場合には、形状安定的な型部
分４の表面にこのような凹部の対応手段（Negativ）が
付着、例えば接着される。適当な壁厚さは、対置する型
部分６の弾性変形性に基づき自動的にその他の領域の厚
さに調節される。
ほぼアイソスタティックな負荷に基づき、弾性変形可
能な型部分６によって構成エレメント９の平滑な表面が
形成される。
構成エレメント９の繊維織物12は型２内に挿入する前
に大量生産されかつ乾燥して型内に置かれる。繊維織物
12は、型を閉鎖した後で、真空によって生ぜしめられる
外圧により所定の位置で型内に保持される。注入を開始
する前に繊維は完全な外圧puによって加圧圧縮されるの
で、繊維は型内に固定されかつ樹脂混合物を注入する場
合に速い注入速度の場合でも及び時間間隔to乃至t1中に
当初繊維層の浸透性が僅かな場合でもひいては高い流過
抵抗の場合でも、型２内で繊維変位が生ずることはな
い。圧力差dp1の調節によって、流れ速度と十分な繊維
固定との間の最適条件が得られる。
圧力容器18としてオートクレーブを使用する場合、樹
脂混合物は型２内で温度作用によって加速されて硬化す
る。更に、樹脂混合物を予熱して注入しひいては同時に
流れ速度を共に規定する樹脂混合物の粘性及び硬化のた
めに必要な継続時間を減少することもできる。
当然、本発明による方法を三次元的な構成エレメント
９の製作のために使用することもでき、この場合繊維は
成形される有利には独立気泡の発泡材料コアに配置され
る。
形状安定的な型部分４は、記述のように薄板から形成
される。複雑な構造の場合、型部分は繊維補強されたプ
ラスチックからも形成され、このプラスチックは例えば
構成エレメント（工作物）のパターンで型取りされる。
大面積の構成エレメント、特に大きな長手方向拡がり
を有する構成エレメントの場合、形状安定的な型部分４
は多数の単個部材からも構成され、この単個部材は支持
フレームに並べて固定される。この場合結合部はほぼ型
２及び構成エレメントの９の重量によってのみ負荷さ
れ、それ故、簡単な接着結合で十分である。この場合形
状安定的な型部分４の突合わせ部は簡単には密封又は接
着バンドによってシールされる。
一般に構成エレメント９の複雑な構造を成形する弾性
変形可能な型部分６は、高分子量エラストマ材料、有利
には樹脂混合物によって湿潤不能の材料、例えばシリコ
ンゴムから形成される。この場合、複雑な構造の領域、
例えばリブ及びストリンガー並びに特に突起の交差点
は、特別な型エレメントとして製作されかつこの場合適
当なエラストマから成る弾性的なプレート又は平らなシ
ートに結合、特にこれに加硫される。これによって、複
雑な構造の構成エレメントの製作のためにも弾性変形可
能な型部分６の安価な製作が可能である。
本発明の方法にとって重要なことは、第１図で図示の
導路エレメント3,5,7の構成にある。この導路エレメン
ト3,5,7は互いに類似して構成されている。このような
導路エレメント（本実施例及び以下において符号20で示
す）は第３図で横断面図で図示されている。導路エレメ
ント20は広幅面状の支持面22を有していて、この支持面
の上側には、導路エレメントの長手方向に延びる中空室
24が形成されていて、この中空室は、狭幅なスリット26
を介して支持面22に接続されている。前記スリットは有
利には1mmサイズの幅ｂを有している。中空室24の直径
Ｄは8mm乃至10mmのサイズである。導路エレメント20の
背部には支持面22に対して僅かな上昇角αを有する２つ
の肩28が設けられている。両肩28は中空室24の上方で丸
め成形された区分30に移行している。
導路エレメント20は、弾性的な材料、有利にはシリコ
ンゴムから形成される。従って、導路エレメントは圧力
pu下で繊維織物12の表面に適合されかつ長手方向でもね
じられる。導路エレメントは横方向でもたわむことがで
きる。中空室24の横断面を得るために、中空室内には有
利には中空室の壁部にルーズに接触するら線線材31が支
持エレメントとして設けられていて、この支持エレメン
トは、導路エレメント20を簡単に曲げることによって中
空室24内に挿入されひいては中空室から取り出される。
導路エレメント20は大きな長手方向拡がりを有しかつ
少なくとも２つの導路エレメント20は、同じ方向に延び
かつ互いにできるだけ均一な間隔もしくは長さに亘って
著しくは変化しない間隔を有するように、型２内に挿入
される。この限りにおいて導路エレメントは型の最大の
長手方向拡がりの方向に延びる。
第４図ではこのような配置形式が概略的に図示されて
いる。最大の長手方向拡がりが図平面に対して垂直方向
方向であると仮定される形状安定的な型部分４には、実
施例では平らな繊維層として図示されている繊維織物12
が載置される。繊維織物12の縁部、つまり有利には最大
の長手方向拡がりを有する縁部では繊維織物12にそれぞ
れ１つの導路エレメント20が載置されていて、この導路
エレメントは支持面22によって繊維織物12の表面に接触
している。繊維織物12及び導路エレメント20は、弾性変
形可能な型部分６によって覆われている。導路エレメン
ト20は有利には一端で形状安定的な型部分４と弾性変形
可能な型部分６との間を貫通してこれら部分に対してシ
ールされて外部に案内されている。
第４図による型の場合、右側の導路エレメント20は真
空を発生する減圧部材（真空導路14）に接続されている
のに対して、左側の導路エレメントは注入導路16に接続
されている。
型２内で技術的な真空を形成した後で樹脂は、圧力差
dp1だけ外圧puより低い圧力p1下で注入される。この場
合樹脂は記入の矢印に従って繊維織物12を介して流れか
つこの際型２内で支配する技術的な真空に基づき、空気
封入を生ぜしめることなく、型２全体を充填する。型内
室の真空に基づき、第１図で図示のリブ状の突起（リブ
10）を形成するために設けられる繊維層も、導路エレメ
ント20のスリット26とこれに対して間隔をおいて位置す
る繊維織物縁部との間に位置する繊維織物領域と同様
に、問題なく含浸される。
互いに平行に又は同じ方向に延びる導路エレメントの
数はその都度の要求に応じて決められる。従って例えば
広幅な構成エレメント９の場合、真空に接続された導路
エレメントの右側に左側の導路エレメントと同じ間隔を
おいて、注入導路16に接続される別の導路エレメントを
設けることができる。導路エレメント間で横方向流を保
証するために、それぞれ注入導路16と真空導路14とを交
互に配置することが重要である。注入導路16と真空導路
14との間隔は特に型の充填時間を規定する。
第５図では主翼構造32が翼長手方向に延びるストリン
ガー34とこれに対して横方向に位置するリブ支持体36と
共に図示されている。このような主翼構造は大きな長さ
を有することができ、この場合50mまでの長さが可能で
ある。このような主翼構造のサイズはほぼ使用可能なオ
ートクレーブのサイズによってのみ制限される。
前記サイズの構成エレメントの長手方向拡がりのため
にも、第３図に関連して記述したような、つまり8mm乃
至10mmの中空室直径の導路エレメント20で十分である。
それというのも、中空室24内の流れ抵抗は繊維織物12の
流れ抵抗よりも著しく僅かでありひいては隣接する繊維
層に対して横方向の流れ抵抗よりも著しく僅かであるか
らである。従って、大きな長さの場合でも構成エレメン
トの全長に亘って樹脂の均一な注入が保証される。
第５図で図示の主翼構造の場合、翼プロフィルの奥行
きが翼先端に向けて連続的に減少する場合にストリンガ
ーが翼構造拡がりに亘って第５図で図示されているよう
に収斂する場合、ストリンガー34はほぼ均一な間隔もし
くは僅かに変化する間隔をおいて設けられている。スト
リンガー34の間には交互に、例えば翼基部39において型
から案内されている真空導路14と注入導路16とが配置さ
れている。極めて長い構成エレメントの場合には両端部
を、つまりこの場合導路エレメントの翼先端においても
型から案内しかつ樹脂供給源もしくは減圧部材に接続す
ることもできる。
第６図では、第５図による翼構造を製作するための型
の断面図（第５図VIーVI線に沿った断面図）が図示され
ている。主翼エレメントの外表面及び形状を規定する形
状安定的な型部分４には、トーションシェル（Torsions
schale）を成す繊維層40が設けられていて、この繊維層
には、翼の長手方向に延びる単方向繊維から成る繊維束
38が載置していて、この繊維束は、繊維層40とは反対側
に位置する繊維束38の表面に接触する繊維層カバー42を
介して一方向剛さとして主翼エレメントの構造内に剪断
剛性的に結合されている。
弾性変形可能な型部分６は予め成形された型エレメン
ト44から構成されていて、この型エレメントは、翼外皮
の内表面、ストリンガー34及びリブ支持体36の面を形成
するように、成形されている。図面ではストリンガー34
の折り曲げられた脚部35の端面で始まって脚部35の表面
を越えて隣接するストリンガー34における脚部35の端面
にまでのびる構成が図示されている。
繊維層に面した面のほぼ中央で型エレメント44は凹所
46を備えていて、この凹所は長手方向に延びかつ凹所に
よって横断面の適合する導路エレメントに上方から係合
している。型エレメント44はそれぞれ縁部48で真空密に
互いに接続されている。確実なシールを達成するために
型エレメント44を前記縁部でオーバーラップさせかつキ
ー溝49形式で互いに結合することができる（例えば中央
のストリンガーで図示）。この結合部は有利には、離型
のために個々の型エレメントを順次取り出すことができ
るようにするために、解離可能に構成されている。型エ
レメント44を取り出した後で導路エレメントが取り出さ
れ、この場合導路エレメントは曲げることによって構成
エレメント９の表面から引き出され、この際、硬化した
樹脂は支持面22におけるスリット26の開口部の領域で折
り取られる。
第６図では、輪郭線によって個々の型エレメントにお
ける横壁50が図示されている。この横壁50によってリブ
支持体36が形成される（第７図で概略的に図示）。リブ
支持体はそれぞれ、記述の型エレメントと一体に形成で
きる、隣接する型エレメントに成形された２つの横壁50
の間に形成される。横壁の、繊維層38、40、42に面した
表面には同様に導路エレメントの輪郭に適合する切欠き
が備えられているので、導路エレメントは前記横壁を介
して案内することができる。このようにして導路エレメ
ントを取り外した後でリブ支持体を介した接続部が得ら
れる（例えばタンク領域で湿潤主翼が必要であるよう
に）。付加的にストリンガー34の脚部に通路52が設けら
れる。第６図で図示の導路エレメントはそれぞれ交互に
真空を発生する減圧部材（真空導路14）及び樹脂用の注
入導路16に接続されている。従って、樹脂流はストリン
ガーに対して横方向に流れる。この場合、一方向剛さ
（繊維束38）の配置形式の場合に与えられるような厚さ
の大きい繊維層の場合にもストリンガー34及び横壁50を
含めた完全な含浸が保証される。
弾性変形可能な型部分６において大きなシール長さを
生ぜしめる前述の形式の多数の型エレメントの場合に
は、極希に不気密性が生ずるという危険がある。この不
気密性に基づき構成エレメントを不良品にする外気が吸
い込まれる。このことは、弾性変形可能な型部分６を弾
性的にカバーすることによって及び弾性変形可能な型部
分６の表面と付加的に設けられる弾性的なカバーの表面
との間の中間室を排気することによって回避される。空
気案内のために中間室内には空気を案内する材料、例え
ば繊維布又は繊維積層又は繊維材料から成る芯が設けら
れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マティアス ピーニング ドイツ連邦共和国 ブラウンシュヴァイ ク アム クライ 14ベー (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 70/06 B29C 39/02

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】予め成形された繊維織物（12）を挟持する
    協働する型部分を有する型内に樹脂混合物を注入するこ
    とによって繊維複合材料から大面積の構成エレメントを
    製作する装置であって、前記型部分の一方の型部分
    （６）が弾性変形可能に構成されかつ他方の型部分
    （４）が形状安定的に構成されており、両型部分（4,
    6）が縁部で真空密に結合可能であり、前記型が樹脂混
    合物を注入する手段用の接続部及び大気圧以下に型空間
    の内圧を低下させる減圧部材用の接続部を備えており、
    この場合、圧力容器（18）内で閉じられた型（２）の全
    面に大気圧以上の外圧（pu）がかけられるようになって
    おり、前記型（２）内に樹脂混合物が圧力をかけて注入
    されかつ硬化するまで、構成エレメント（９）の繊維容
    積含量（Vr）を規定する差だけ型（２）に作用する外圧
    （pu）よりも低い圧力に維持される形式のものにおい
    て、樹脂混合物を注入するために及び減圧部材に接続す
    るために、形状安定的な型部分（４）とは反対側の繊維
    織物（12）表面に接触する導路エレメント（3,5,7,14,1
    6,20）が設けられており、該導路エレメントは、大面積
    の構成エレメントの長さ又は幅サイズの長手方向拡がり
    及び広幅面状の支持面（22）を備えていて、該支持面の
    上側に導路エレメントの長手方向に延びる中空室（24）
    を備えていてかつ前記支持面（22）内にほぼ導路エレメ
    ントの全長に亘って延びる狭幅なスリット（26）を備え
    ており、該スリットがその全長に亘って中空室（24）に
    接続されていてかつスリットの幅（ｂ）が中空室（24）
    の直径よりも狭幅であることを特徴とする、大面積の構
    成エレメントを製作する装置。
  2. 【請求項２】導路エレメントの中空室（24）内に、中空
    室（24）の壁部に接触するら線線材（31）が支持エレメ
    ントとしてルーズに配置されている、請求項１記載の装
    置。
  3. 【請求項３】導路エレメントが少なくとも一端で、弾性
    変形可能な型部分（６）と形状安定的な型部分（４）と
    の縁部の間を介して案内されていてかつ樹脂混合物注入
    手段もしくは減圧部材に接続されている、請求項１又は
    ２記載の装置。
  4. 【請求項４】交互に樹脂混合物注入手段及び減圧部材に
    接続される多数の導路エレメントが相互間隔をおいて配
    置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載
    の装置。
  5. 【請求項５】表面に亘って配置されかつ構成エレメント
    の長手方向に延びるリブ状の突起（リブ10）を備えた長
    い構成エレメント（９）を製作するための型において、
    導路エレメントがリブ（10）に対してほぼ平行に配置さ
    れている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装
    置。
  6. 【請求項６】弾性変形可能な型部分（６）において構成
    エレメント（９）のリブ（10）が成形された型凹所とし
    て形成されており、繊維織物（12）がリブ（10）のため
    に補強条片を備えていて、該補強条片が、型凹所内に係
    合しかつ繊維織物（12）に結合されている、請求項５記
    載の装置。
  7. 【請求項７】弾性変形可能な型部分（６）が、型凹所内
    に係合するアングル条片（17）を備えていて、該アング
    ル条片の形状不変性が弾性変形可能な型部分（６）の形
    状不変性よりも大である、請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】長手方向に延びるリブ（10）に対して横方
    向に、該リブと交差する別のリブ状の突起が設けられて
    おり、導路エレメントが、前記別の突起の脚部において
    該突起を介して案内されている、請求項５又は６記載の
    装置。
  9. 【請求項９】導路エレメントが、弾性変形可能な型部分
    （６）の下に配置されている、請求項１から８までのい
    ずれか１項記載の装置。
  10. 【請求項１０】導路エレメントに接続される減圧接続導
    路内に、減圧のために閉鎖されるフロート弁が設けられ
    ている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装
    置。
  11. 【請求項１１】圧力容器（18）として加熱可能なオート
    クレーブが使用される、請求項１から10までのいずれか
    １項記載の装置。
  12. 【請求項１２】予め成形された繊維織物（12）を挟持す
    る協働する型部分を有する型内に樹脂混合物を注入する
    ことによって繊維複合材料から大面積の構成エレメント
    を製作する方法であって、前記型部分の一方の型部分
    （６）が弾性変形可能に構成されかつ他方の型部分
    （４）が形状安定的に構成されており、両型部分（4,
    6）が縁部で真空密に結合可能であり、前記型が樹脂混
    合物を注入する手段用の接続部及び大気圧以下に型空間
    の内圧を低下させる減圧部材用の接続部を備えており、
    この場合、圧力容器（18）内で閉じられた型（２）の全
    面に大気圧以上の外圧（pu）がかけられるようになって
    おり、前記型（２）内に樹脂混合物が圧力をかけて注入
    されかつ硬化するまで、構成エレメント（９）の繊維容
    積含量（Vr）を規定する差だけ型（２）に作用する外圧
    （pu）よりも低い圧力に維持される形式のものにおい
    て、樹脂混合物を、形状安定的な型部分（４）とは反対
    側の繊維織物表面に、大面積の構成エレメントの長さ又
    は幅サイズの長さを有する導路エレメントに設けられた
    長手方向に延びるスリット（26）からライン注型部を介
    して注入しかつ別の導路エレメントに設けられた長手方
    向に延びるスリット（26）を介して減圧部材に対する接
    続を生ぜしめ、この際スリット（26）が、導路エレメン
    ト内の中空室（24）の直径よりも狭幅である幅（ｂ）を
    有していることを特徴とする、大面積の構成エレメント
    を製作する方法。
  13. 【請求項１３】型（２）の内圧（pi）を50hPaよりも低
    い圧力に下げかつ樹脂混合物の注入中に維持する、請求
    項12記載の方法。
  14. 【請求項１４】内圧（pi）を1hPaよりも低い圧力に下げ
    る、請求項13記載の方法。
  15. 【請求項１５】注入圧を、第１の時間区分中に構成エレ
    メント（９）の繊維容積含量を規定する内圧（pi）より
    も大きく選び、注入された樹脂混合物で繊維織物（12）
    を完全に含浸した後で外圧（pu）及び／又は内圧（pi）
    の調節により繊維容積含量（Vr）を規定する内圧を調節
    して、樹脂混合物が硬化するまで維持する、請求項12か
    ら14までのいずれか１項記載の方法。
  16. 【請求項１６】外圧がほぼ0.6MPaである、請求項12から
    15までのいずれか１項記載の方法。
  17. 【請求項１７】弾性変形可能な型部分（６）に空気を案
    内する層を設けて、該型部分を気密にカバーしかつ空気
    を案内する層を含む中間室を排気する、請求項12から16
    までのいずれか１項記載の方法。
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