WO2010142610A1 - Template and template set for use in the repair of composite materials - Google Patents

Template and template set for use in the repair of composite materials Download PDF

Info

Publication number
WO2010142610A1
WO2010142610A1 PCT/EP2010/057835 EP2010057835W WO2010142610A1 WO 2010142610 A1 WO2010142610 A1 WO 2010142610A1 EP 2010057835 W EP2010057835 W EP 2010057835W WO 2010142610 A1 WO2010142610 A1 WO 2010142610A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
template
templates
stencil
recess
grinding
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/057835
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jörg-Ulrich ZOWALLA
Original Assignee
Zowalla Joerg-Ulrich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zowalla Joerg-Ulrich filed Critical Zowalla Joerg-Ulrich
Publication of WO2010142610A1 publication Critical patent/WO2010142610A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C73/00Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D
    • B29C73/04Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D using preformed elements
    • B29C73/10Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D using preformed elements using patches sealing on the surface of the article
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C73/00Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D
    • B29C73/04Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D using preformed elements
    • B29C73/10Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D using preformed elements using patches sealing on the surface of the article
    • B29C73/12Apparatus therefor, e.g. for applying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C73/00Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D
    • B29C73/24Apparatus or accessories not otherwise provided for
    • B29C73/26Apparatus or accessories not otherwise provided for for mechanical pretreatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43LARTICLES FOR WRITING OR DRAWING UPON; WRITING OR DRAWING AIDS; ACCESSORIES FOR WRITING OR DRAWING
    • B43L13/00Drawing instruments, or writing or drawing appliances or accessories not otherwise provided for
    • B43L13/20Curve rulers or templets
    • B43L13/201Stencils for drawing figures, objects
    • B43L13/205Stencils for drawing figures, objects geometrical figures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43LARTICLES FOR WRITING OR DRAWING UPON; WRITING OR DRAWING AIDS; ACCESSORIES FOR WRITING OR DRAWING
    • B43L9/00Circular curve-drawing or like instruments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C73/00Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D
    • B29C73/24Apparatus or accessories not otherwise provided for
    • B29C73/26Apparatus or accessories not otherwise provided for for mechanical pretreatment
    • B29C2073/264Apparatus or accessories not otherwise provided for for mechanical pretreatment for cutting out or grooving the area to be repaired

Definitions

  • Stencil and stencil are used in the repair of composite materials
  • the present invention describes a stencil set comprising a plurality of n separated stencils each having a peripheral contour and a central recess surrounding a recess contour, in particular as an aid for the repair of damaged areas in surfaces.
  • Fiber reinforced composites including multi / unidirectional woven fabrics of glass, carbon or aramid fibers, are used in aerospace, boatbuilding, automotive, but also in modeling and sports equipment.
  • the laminate structure comprises a plurality of different fiber-reinforced composite layers, which are bonded together with different fiber orientations oriented relative to one another, whereby an extreme strength can be achieved.
  • EP178294 discloses a method for easy and quick repair of damaged areas, but no tool which simplifies the preparation of the surface.
  • SRMs Structure Repair Manuals
  • the object of the present invention is to provide a template which permits simple and reproducible grinding surface marking in the area of damaged areas in surfaces, in particular of composites, and an exact and reproducible cutting definition of corresponding patches, in particular of composite materials, which are connected to material the prepared surface can be used.
  • Another object of the invention is to provide a stencil set of a plurality of stencils which achieves the abrasive surface marking in different sizes corresponding to each other on the surface to be prepared.
  • the individual stencils are designed such that they can be stowed and transported into one another.
  • the stencil according to the invention as well as the stencil set can be used for repairing damaged areas in a surface of multilayer composite materials which have a laminate structure.
  • the use of the stencil according to the invention can be used for repairing damaged areas in a surface of multilayer composite materials which have a laminate structure.
  • FIG. 1 shows a first template and a first template set, comprising template-like configured templates in a perspective view.
  • Figure 2 shows a sectional view of a surface with an applied template on the outer contour of a marking means is guided along.
  • FIG. 3 a shows a sectional side view of a five-layered laminate structure of composite materials with a damaged area
  • FIG. 3 b shows a sectional side view according to FIG. 3 a with a blister set, which is a flat panel
  • FIG. 3c shows a sectional side view of the ground surface according to FIG. 3a, with a total of five grinding surfaces being applied.
  • FIG. 3d shows a sectioned side view of the prepared surface, as well as patches already to be positioned already cut by means of a template set, while FIG. 3d
  • FIG. 3e shows a sectioned side view of the repaired surface after a material connection of the patches.
  • FIG. 4a shows a perspective view of a second stencil set, wherein the first stencil is disc-shaped and the plurality of second stencils are annular.
  • FIG. 4b shows the second stencil set according to FIG. 4a folded together in a plan view.
  • Figure 5 shows a sectional view of a surface with an applied second template in the central recess a grinding device is moved.
  • Figures 6a to 6c show the Schleif vomkennrace, as well as the Absch leiflui in nerha lb egg ner four-ply surface of fiber-reinforced composite material in a sectional side view shown.
  • a template 1, as well as a stencil set 0, comprising the template 1 and at least one corresponding additional template 1 'and the use for the preparation of flat and curved surfaces 3 are disclosed.
  • a marking of the cut lines on patches 2 made of repair material, preferably in the form of fiber-reinforced composite material, can additionally be carried out with the template 1 and the at least one additional template 1 '.
  • the surfaces 3 shown in the figures represent multilayer surfaces 3 of fiber-reinforced composite materials, which have a so-called laminate structure and are used primarily in aircraft, boat and automobile construction.
  • the egg sentence of the templates 1, 1 'presented here is explained using the example of fiber-reinforced composite materials, their use for solid single-layer surfaces 3 is also possible.
  • the blade 1 is a plate having a peripheral contour 11 and a central recess 10
  • the recess contour 12 delimits the central recess 10, wherein the contact between the recess and the recess is limited to the central recess 10
  • Circumferential contour 11 forms a covering surface 13 of the template 1.
  • the template 1 is formed as a rotationally symmetrical disc with a circular peripheral contour 11.
  • the template 1 as a disc and in forming the base of the
  • the cover surface 13 is annular. It is depending on the purpose but also possible to make the template 1 with a polygonal circumferential contour 11 and a polygonal base of the recess 10.
  • the at least one additional template 1 ' has compared to the template 1 different sized outer circumferential contours 11 and different stepped diameters Di.
  • the diameter Dr of successive additional templates 1 ' is gradually increased.
  • the template 1 with the smallest diameter Di of the entire template set 0 is always referred to here.
  • All additional templates 1 ' have correspondingly stepwise larger diameter D r .
  • a minimum overlap of successive templates 1 or additional templates 1 'of at least half an inch is preferred.
  • the template 1 has a thickness and thereby an edge surrounding the peripheral contour 11 so that a marking means 7, for example a pin 7, can be guided along the edge around the peripheral contour 11 and along the recess contour 12, whereby grinding surface delimiting lines 55 can be produced on the surface 3.
  • a marking means 7, for example a pin 7 can be guided along the edge around the peripheral contour 11 and along the recess contour 12, whereby grinding surface delimiting lines 55 can be produced on the surface 3.
  • Fig. 3 the stepwise repair of a damaged area 4 in a surface 3 of a fiber reinforced composite comprising five different layers of material 30, 31, 32, 33, 34 is shown.
  • the first layer 30 according to the grinding surface marking of the largest, with respect to the diameter, additional template 1 'by means of a grinding device 8 ground.
  • a first grinding surface 50 is abraded according to the marked grinding surface delimiting lines 55.
  • the second layer 31 is ground according to a marked second grinding surface 51 corresponding to the second largest additional template 1 '. This process is repeated accordingly until the third layer 32, the fourth layer 33 and the fifth layer 34 have been graded with different diameters, according to a third grinding surface 52, a fourth grinding surface 53, and a fourth grinding surface 54 have been ground.
  • the template 1, as well as the additional templates 1 ' are likewise used for the reproducible cutting definition of corresponding patches 2, in particular made of composite materials which are suitable for material-bonding connection with the prepared surface 3.
  • the blank definition is carried out on the patches 2 by a marking agent 7 is guided around the peripheral contour 11 of the template 1 and the additional templates 1 ', while the template 1 and the additional templates 1' are held fixed by hand.
  • a cut of the patches 2 After the blank definition, a cut of the patches 2 according to the prior art. After the preparation of the surface and the cutting of the patches 2, the patches 2 are secured in a coherent manner with an adhesive, for example synthetic resin, on the abraded surfaces of the surface 3.
  • the patches 2 can either be impregnated with synthetic resin, or be coated on both sides with synthetic resin, before they are placed on the surface and pressed. Under certain circumstances, a repainting with adhesive, especially with synthetic resin is necessary after the positioning of the patches 2. In order to support the fixation of the patches 2 on thin surfaces 3, the use of a support pad 6 below the surface 3 is helpful.
  • the two composite materials are impregnated with adhesive and glued in different fiber orientations over the ground grinding surfaces.
  • known standard methods for pressing, drying and curing, for example by generating a vacuum in the region of the patches 2 can be carried out.
  • This known Vakuumiermethode uses the outer air pressure for a uniform pressing of the patches 2 on the surface.
  • FIGS. 4a and 4b Another embodiment of the stencil set 0 is shown in FIGS. 4a and 4b.
  • the additional templates 1 ' are at least approximately annular, wherein the central recess 10 is designed to be correspondingly large.
  • the template 1 is annular and has such a large diameter that the template 1 in the recess contour 12 of the following additional annular second template 1 'is flush inserted.
  • Each additional additional template 1 ' can be inserted into the recess contour 12 of the respectively next larger additional template 1'.
  • Each subsequent next larger additional template 1 ' completely surrounds the smaller template 1 or additional template 1'. That's the way it is it is possible to put together the template 1 and the plurality of additional templates 1 'in a plane stencil set 0. It is also possible to make the template 1 as in the first embodiment according to FIG.
  • a grinding device 8 can be inserted directly into the recess 10, the recess 10 transversely and operated there.
  • the user can either hold them by hand or, for example, fix them releasably on the surface 3 with an adhesive tape.
  • FIG. 5 shows an additional template 1 'which is placed on the surface 3 or on the first layer 30 and fixed.
  • the central recess 10 marks the grinding surface without the need for marking with marking means.
  • the first layer 30 can be removed directly with the grinding device 8.
  • the grinding head 80 of the grinding device 8 is moved within the recess 10 on the first layer 30, wherein a region around the damaged area 4 to the second layer 31 in the z-direction is removed.
  • FIGS. 6a to 6c show the further steps of the stencil support and thus for the grinding surface marking and the individual abrading processes.
  • the grinding process directly in the recess 10 of the templates 1, 1' take place.
  • the patches 2 are cut with the template 1 and the plurality of additional templates 1 ', so that on the grinding surfaces adapted patches 2 can be produced.
  • the template 1, as well as the additional templates 1 ' have a defined edge, so that the circumferential contour 11 of the templates 1, 1' defined with the marking means 7 is reversible.
  • the thickness of the templates 1, 1' must be such that the templates 1, 1 'can be fixed stably on the surface 3 or on the patches 2.
  • the first template 1 can optionally be embodied as an annular template 1 or disc-shaped template 1, with the outer circumferential contour 11 of the template 1 corresponding to the recess contour 12 of the following additional template 1 'corresponding to the template blone 1 is completely enveloped by the following additional template 1 'in a plane.
  • the diameter of the template 1 must be at least approximately the diameter of the central recess 10 of the stencil 1 following additional template 1 'correspond.
  • the diameter of the successive additional templates 1 ' is executed stepwise verg rosse rt.
  • the material of the template 1 and the additional templates 1 ' should be chosen to be flexible. For a nestling of the template 1 and the additional templates 1 'on a curved surface 3 is possible.
  • the template 1 and the additional templates 1 'are made of dimensionally stable and chemically neutral materials. Then it is possible to pass along the marking means and the grinding head and the templates 1, 1 'are not chemically attacked during the grinding process.
  • the material used can nevertheless be flexible within narrow limits, flexible and easily deformable according to the curved surfaces.
  • the different sized, stepped running diameter of the templates 1, 1 ' are designed such that a minimum overlap of the next smaller grinding surface is achieved. For example, since the S RM of at least one well-known manufacturer (OEM) requires a minimum overlap of Vi inch, the gradual reduction of the diameter is carried out accordingly.
  • OEM well-known manufacturer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

The invention relates to a template (1) and a template set (0), comprising the template (1) and at least one corresponding additional template (1'), and the use of said template to prepare flat and curved surfaces (3), preferably from several layers of composite material. In addition to preparing surfaces (3), the template (1) and the at least one additional template (1') can also be used to mark the cutting lines on patches made of repair material in the form of fiber-reinforced composite material.

Description

Schablone und Schablonβnsβt zum Einsatz bei der Reparatur von Verbundwerkstoffen Stencil and stencil are used in the repair of composite materials
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Schablonenset, umfassend eine Mehrzahl von n separierten Schablonen jeweils mit einer Umfangskontur und einer, von einer Aussparungskontur umgebenden zentrischen Aussparung insbesondere als Hilfsmittel für die Reparatur von Schadstellen in Oberflächen.The present invention describes a stencil set comprising a plurality of n separated stencils each having a peripheral contour and a central recess surrounding a recess contour, in particular as an aid for the repair of damaged areas in surfaces.
Stand der Technik Ve rbu n dwe rkstoffe s i n d h e u tz uta ge a ufg ru n d i h re r h o h e n mechanischen Stabilität bei geringem Gewicht für ei ne Rei he von Anwendungsgebieten interessant. Faserverstärkte Verbundwerkstoffe, unter anderem aus multi-/unidirektionalen Geweben aus Glas-, Kohleoder Aramidfasern werden beispielsweise in der Luftfahrt, im Bootsbau, im Automobilbau, aber auch im Modellbau und im Bereich Sportausrüstung eingesetzt.The state of the art in the field of mechanical stability and low weight makes it interesting for a range of application fields. Fiber reinforced composites, including multi / unidirectional woven fabrics of glass, carbon or aramid fibers, are used in aerospace, boatbuilding, automotive, but also in modeling and sports equipment.
Systeme von Verbundwerkstoffen liegen in der Regel in der mehrschichtigen Laminatstruktur, oder in der sogenannten „SandwicrT-Struktur vor. Die Laminatstruktur umfasst eine Mehrzahl unterschiedlicher faserverstärkter Verbundwerkstoffschichten, welche mit unterschiedlichen relativ zueinander ausgerichteten Faserorientierungen miteinander stoffschlüssig verbunden sind, wodurch eine extreme Festigkeit erreichbar ist.Systems of composites are usually in the multilayer laminate structure, or in the so-called "SandwicrT structure. The laminate structure comprises a plurality of different fiber-reinforced composite layers, which are bonded together with different fiber orientations oriented relative to one another, whereby an extreme strength can be achieved.
Wenn Schadstellen, beispielsweise durch Einschläge von Gegenständen auf die Oberfläche auftreten, können einzelne Schichten der Laminatstruktur beschädigt werden . Für d i e Repa ratu r solcher Schadstellen beispielsweise im Modellbau existieren Anleitungen, welche eine möglichst sorgfältige Präparation der Oberfläche empfehlen. Diese wird durch Abschleifen der verschiedenen Laminatschichten in unterschiedlichen Tiefen mit unterschiedlichen Schleifflächen unter Benutzung unterschiedlicher Techniken erreicht. Nach dem Schleifen werden Flicken aus faserverstärkten Verbundwerkstoffen in unterschiedlichen Orientierungen der Fasern in die Schleifflächen mittels Klebstoffen eingeklebt und beispielsweise durch Erzeugung eines Vakuums fest mit dem Werkstück verbunden. Die Flicken sind üblicherweise in Kunstharzen getränkt oder bestrichen, bevor diese im imprägnierten Zustand auf die vorbehandelte Oberfläche gelegt werden und gegebenenfalls mit weiterem Klebstoff bestrichen werden.If damage occurs, for example, by impacts of objects on the surface, individual layers of the laminate structure may be damaged. For the repair of such defects, for example in model making, there are instructions which provide the most careful possible preparation of the surface recommend. This is accomplished by abrading the various laminate layers at different depths with different sanding surfaces using different techniques. After grinding, patches of fiber reinforced composites in different orientations of the fibers are glued into the grinding surfaces by means of adhesives and firmly bonded to the workpiece, for example, by creating a vacuum. The patches are usually soaked in synthetic resins or painted before they are placed in the impregnated state on the pretreated surface and optionally coated with additional adhesive.
Auch ein handwerklich begabter Modellbauer erzielt mit den bisher erhältlichen Anleitungen und Hilfsmitteln nur unbefriedigende Reparaturergebnisse, aufgrund fehlender Präzision der Oberflächenpräparation und nicht exakter Erstellung der Flicken. Spezielle Werkzeuge zur Erleichterung der Reparatur sind unbekannt.Even a skilled model-maker achieves only unsatisfactory repair results with the previously available instructions and tools, due to lack of precision of the surface preparation and inaccurate creation of the patches. Special tools to facilitate repair are unknown.
Wie beispielsweise aus der EP1782942 bekannt, kommt in der Luftfahrt der Zeitdruck bei Reparaturen beispielsweise vonFor example, as known from EP1782942 comes in aviation, the time pressure for repairs, for example of
Schadstellen in Tragflächen hinzu, da die Flugzeugbetreiber eine möglichst geringe Stillstandzeit ihrer Maschinen fordern, sodass fürDefects in wings added, since the aircraft operators demand the lowest possible downtime of their machines, so for
Aussenreparaturen nur sehr wenig Zeit bleibt. Die EP178294 offenbart ein Verfahren zur einfachen und schnellen Reparatur von Schadstellen, aber kein Werkzeug, welches die Präparation der Oberfläche vereinfacht.Exterior repairs only very little time remains. EP178294 discloses a method for easy and quick repair of damaged areas, but no tool which simplifies the preparation of the surface.
Um zu gewährleisten, dass die aeordynamischen Eigenschaften nach der Reparatur unverändert sind und die gleichen Lasten aufgenommen werden können, sowie Spannungen durch die Reparaturstelle weiterleitbar sind, wurde in der US6206067 eine Vorrichtung offenbart, welche eine nahezu unsichtbare Reparatur einer Schadstelle in einer Oberfläche erlaubt. Dies ist mit dem Aufbau einer Hülle erreichbar unter welcher Flicken unter Vakuum auf einer vorher präparierten Oberfläche fixierbar sind. Obwohl im Bereich der Luftfahrt ausschliesslich Fachleute tätig sind ist auch dort die Reparatur oft nicht optimal ausgeführt, was oft an der mangel haften Präparation der Oberfläche und der Erstellung geeigneter Flicken zur Reparatur liegt.In order to ensure that the aordynamic properties are unchanged after the repair and the same loads can be absorbed, as well as voltages can be forwarded by the repair site, a device was disclosed in US6206067, which allows a virtually invisible repair of a damaged area in a surface. This is achievable with the construction of a shell under which patches can be fixed under vacuum on a previously prepared surface. Although aviation professionals are only specialists, repair is often not optimal, often due to poor surface preparation and the need to make repairs.
Um eben die zu reparierende oftmals gekrümmte Oberfläche reproduzierbar und exakt zu präparieren, wurde eine Vorrichtung gemäss US5207541 vorgeschlagen. Diese Vorrichtung erlaubt die exakte Freilegung unterschiedlicher faserverstärkterIn order to reproducibly and exactly prepare the often curved surface to be repaired, a device according to US5207541 was proposed. This device allows the exact exposure of different fiber reinforced
Verbundwerkstoffschichten, in welche anschliessend entsprechende Fl icken ei nklebbar sind . Die Komplexität u n d d i e Grosse der Vorrichtung erschweren den Einsatz einer solchen Vorrichtung in der Aussenreparatur von Flugzeugen. Nicht jeder Reparaturmechaniker wird sich eine solche Vorrichtung für seine täglichen Ausbesserungsarbeiten anschaffen können und für Anwender im semiprofessionellen oder privaten Bereich ist die Vorrichtung unerschwinglich. Der Einsatz einer solchen Vorrichtung ist für besonders schwerwiegende Schadstellen, besonders an stark gekrümmten Oberflächen sinnvoll und von geschulten Fachleuten durch zu führen. Für geringe Schadstellen ist der grosse Aufwand des Transports und der Benutzung dieser Vorrichtung unerwünscht.Composite layers, into which corresponding fl eels can be glued. The complexity and size of the device make it difficult to use such a device in the exterior repair of aircraft. Not every repair mechanic will be able to acquire such a device for his daily mending work, and for semi-professional or home users, the device is prohibitively expensive. The use of such a device is useful for particularly serious damage sites, especially on strongly curved surfaces and to lead by trained professionals. For small defects, the great expense of transport and use of this device is undesirable.
Beispielsweise viele Flugzeughersteller bieten sogenannte „Structure Repair Manuals" (SRM) an, in welchen verbindliche Anweisungen zur Reparatur gegeben werden. Eine reproduzierbare und nachvollziehbare Anleitung der im einzelnen durchzuführenden Schritte wird dort aber nicht gegeben, sodass die Reparatu rmechan iker die praktische Ausführung unterschiedliche durchführen können.For example, many aircraft manufacturers offer so-called "Structure Repair Manuals" (SRMs), which provide binding instructions for repair, but there is no reproducible and traceable guide to the individual steps to be taken, so that the repair technicians carry out the practical implementation differently can.
Da der Einsatz von faserverstärkten Verbundwerkstoffen in Zukunft weiterhin zunehmen wird, ist es ein Bedürfnis einfache Reparaturen von Schadstellen in faserverstärkten Verbundwerkstoffen reproduzierbar, schnell und sogar durch Nicht-Fachleute zu ermöglichen.As the use of fiber reinforced composites will continue to increase in the future, there is a need for simple repair of defects in fiber reinforced composites reproducible, fast and even by non-professionals.
Darstellung der Erfindung Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt eine Schablone zu schaffen, welche die einfache und reproduzierbare Schleifflächenkennzeichnung im Bereich von Schadstellen in Oberflächen, insbesondere von Verbundwerkstoffen und eine exakte und reproduzierbare Zuschnittdefinition entsprechender Flicken, insbesondere aus Verbundwerkstoffen, welche zur stoffschlüssigen Verbindung mit der präparierten Oberfläche eingesetzt werden, erlaubt.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a template which permits simple and reproducible grinding surface marking in the area of damaged areas in surfaces, in particular of composites, and an exact and reproducible cutting definition of corresponding patches, in particular of composite materials, which are connected to material the prepared surface can be used.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Schablonensets aus einer Mehrzahl von Schablonen, welche die Schleifflächenkennzeichnung in unterschiedlichen zu einander korrespondierenden Grossen auf der zu präparierenden Oberfläche erreicht.Another object of the invention is to provide a stencil set of a plurality of stencils which achieves the abrasive surface marking in different sizes corresponding to each other on the surface to be prepared.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform des Schablonensets sind die einzelnen Schablonen derart ausgeführt, dass sie ineinander einsetzbar verstaut und transportiert werden können.In an advantageous embodiment of the stencil set, the individual stencils are designed such that they can be stowed and transported into one another.
Die erfindungsgemässe Schablone, sowie das Schablonenset können zur Reparatur von Schadstellen in einer Oberfl äche a us mehrschichtigen Verbundwerkstoffen, welche eine Laminatstruktur aufweisen, eingesetzt werden. Darüber hinaus ist auch der Einsatz derThe stencil according to the invention as well as the stencil set can be used for repairing damaged areas in a surface of multilayer composite materials which have a laminate structure. In addition, the use of the
Schablone bzw. des Schablonensets zur Reparatur vonStencil or stencil set for repair of
Werkstückoberflächen möglich, welche ebenfal ls m it ei nem oder mehreren Flicken abdeckbar ist. Kurze Beschreibung der ZeichnungenWork piece surfaces possible, which can also be covered with one or more patches. Brief description of the drawings
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Schablone, sowie zwei Ausführungsbeispiele von Schablonensets werden nachstehend im Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei die dargestellte zu reparierende Oberfläche aus mehreren Lagen von faserverstärkten Verbundmaterialien besteht.A preferred embodiment of a template, as well as two embodiments of template sets, will now be described in conjunction with the accompanying drawings, in which the illustrated surface to be repaired consists of multiple layers of fiber reinforced composite materials.
Figur 1 zeigt eine erste Schablone und ein erstes Schablonenset, umfassend scheibenartig ausgestaltete Schablonen in einer perspektivischen Ansicht.FIG. 1 shows a first template and a first template set, comprising template-like configured templates in a perspective view.
Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer Oberfläche mit einer aufgelegten Schablone an dessen Aussenkontur ein Markierungsmittel entlang geführt wird.Figure 2 shows a sectional view of a surface with an applied template on the outer contour of a marking means is guided along.
Figur 3a zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer fünflagig ausgestalteten Laminatstruktur von Verbundwerkstoffen mit einer Schadstelle, währendFIG. 3 a shows a sectional side view of a five-layered laminate structure of composite materials with a damaged area, while FIG
Figur 3b zeigt eine geschnittene Seitenansicht gemäss Figur 3a mit ei nem Scha blonenset, wel ches fü nf pl attena rti geFIG. 3 b shows a sectional side view according to FIG. 3 a with a blister set, which is a flat panel
Schablonen umfasst und zur Schleifflächenkennzeichnung eingesetzt wird.Includes templates and is used for marking the grinding surface.
Figur 3c zeigt eine geschnittene Seitenansicht der geschliffenen Oberfläche gemäss Figur 3a, wobei insgesamt fünf Schleifflächen angebracht wurden.FIG. 3c shows a sectional side view of the ground surface according to FIG. 3a, with a total of five grinding surfaces being applied.
Figur 3d zeigt eine geschnittene Seitenansicht der präparierten Oberfläche, sowie zu positionierende bereits mittels Schablonenset zugeschnittene Flicken, währendFIG. 3d shows a sectioned side view of the prepared surface, as well as patches already to be positioned already cut by means of a template set, while FIG
Figur 3e eine geschnittene Seitenansicht der reparierten Oberfläche nach stoffschlüssiger Verbindung der Flicken zeigt. Figur 4a zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Schablonensets, wobei die erste Schablone scheibenartig und die Mehrzahl zweiter Schablonen ringförmig ausgestaltet ist. Figur 4b zeigt das zweite Schablonenset gemäss Figur 4a in einer Ebene zusammengelegt in einer Aufsicht.FIG. 3e shows a sectioned side view of the repaired surface after a material connection of the patches. FIG. 4a shows a perspective view of a second stencil set, wherein the first stencil is disc-shaped and the plurality of second stencils are annular. FIG. 4b shows the second stencil set according to FIG. 4a folded together in a plan view.
Figur 5 zeigt eine Schnittdarstellung einer Oberfläche mit einer aufgelegten zweiten Schablone in deren zentrischer Aussparung eine Schleifvorrichtung bewegt wird.Figure 5 shows a sectional view of a surface with an applied second template in the central recess a grinding device is moved.
Figur 6a bis 6c zeigen die Schleifflächenkennzeichnung, sowie den Absch leifprozess i n nerha l b ei ner vierlag igen Oberfläche aus faserverstärktem Verbundmaterial in einer geschnitten dargestellten Seitenansicht. Figures 6a to 6c show the Schleifflächenkennzeichnung, as well as the Absch leifprozess in nerha lb egg ner four-ply surface of fiber-reinforced composite material in a sectional side view shown.
Beschreibungdescription
Im Folgenden wird eine Schablone 1, sowie ein Schablonenset 0, umfassend die Schablone 1 und mindestens eine korrespondierende zusätzliche Schablone 1' und der Gebrauch zur Präparation von ebenen und gekrümmten Oberflächen 3 offenbart. Neben der Präparation der Oberflächen 3 ist mit der Schablone 1 und der mindestens einen zusätzlichen Schablone 1' auch eine Markierung der Zuschnittslinien auf Flicken 2 aus Reparaturmaterial, bevorzugt in Form von faserverstärkten Verbundmaterial zusätzlich durchführbar.In the following, a template 1, as well as a stencil set 0, comprising the template 1 and at least one corresponding additional template 1 'and the use for the preparation of flat and curved surfaces 3 are disclosed. In addition to the preparation of the surfaces 3, a marking of the cut lines on patches 2 made of repair material, preferably in the form of fiber-reinforced composite material, can additionally be carried out with the template 1 and the at least one additional template 1 '.
Die in den Figuren dargestellten Oberflächen 3 stellen mehrlagige Oberflächen 3 aus faserverstärkten Verbundwerkstoffen dar, welche eine sogenannte Laminatstruktur aufweisen und vor allem im Flugzeug-, Boots- und Automobilbau eingesetzt werden. Obwohl der Ei nsatz der hier vorgestellten Schablonen 1 , 1 ' am Beispiel von faserverstärkten Verbundwerkstoffen erläutert wird, ist ihr Einsatz für massive einlagige Oberflächen 3 ebenso möglich.The surfaces 3 shown in the figures represent multilayer surfaces 3 of fiber-reinforced composite materials, which have a so-called laminate structure and are used primarily in aircraft, boat and automobile construction. Although the egg sentence of the templates 1, 1 'presented here is explained using the example of fiber-reinforced composite materials, their use for solid single-layer surfaces 3 is also possible.
D i e h ie r vorgestel lte Scha blone 1 i st eine Platte mit einer Umfangskontur 11 und einer zentrischen Aussparung 10. EineBy way of illustration, the blade 1 is a plate having a peripheral contour 11 and a central recess 10
Aussparungskontur 12 begrenzt die zentrische Aussparung 10, wobei d e r Be re i ch zw i sc h e n d e r A u ss pa ru n g s ko nt u r 1 2 u n d d e rThe recess contour 12 delimits the central recess 10, wherein the contact between the recess and the recess is limited to the central recess 10
Umfangskontur 11 eine Abdeckfläche 13 der Schablone 1 bildet.Circumferential contour 11 forms a covering surface 13 of the template 1.
Bevorzugt ist die Schablone 1 als rotationssymmetrische Scheibe mit einer kreisförmigen Umfangskontur 11 ausgebildet. Bei Ausgestaltung der Schablone 1 als Scheibe und bei Formung der Grundfläche derPreferably, the template 1 is formed as a rotationally symmetrical disc with a circular peripheral contour 11. In embodiment of the template 1 as a disc and in forming the base of the
Aussparung 10 als Kreisfläche ist die Abdeckfläche 13 ringförmig. Es ist je nach Einsatzzweck aber auch möglich die Schablone 1 mit einer mehreckigen Umfangskontur 11 und einer mehreckigen Grundfläche der Aussparung 10 aus zu gestalten.Recess 10 as a circular area, the cover surface 13 is annular. It is depending on the purpose but also possible to make the template 1 with a polygonal circumferential contour 11 and a polygonal base of the recess 10.
Wenn Schadstellen 4 mit grosseren Abmessungen repariert werden müssen, ist es vorteilhaft die mindestens eine zusätzliche Schablone 1' zu verwenden, welche in der Gestaltung mit der Schablone 1 übereinstimmen und mit der Schablone 1 das Schablonenset 0 bilden. Der Durchmesser Di einer Schablone 1 und der Durchmesser Dr einer zusätzlichen Schablone 1' sind in Figur 4b exemplarisch für alle möglichen Ausführungsformen gezeigt.If damaged areas 4 have to be repaired with larger dimensions, it is advantageous to have at least one additional template 1 '. to use, which match in design with the template 1 and form with the template 1, the stencil set 0. The diameter Di of a template 1 and the diameter Dr of an additional template 1 'are shown in FIG. 4b by way of example for all possible embodiments.
Die mindestens eine zusätzliche Schablone 1' weist im Vergleich zur Schablone 1 unterschiedlich grosse äussere Umfangskonturen 11 und unterschiedlich abgestufte Durchmesser Di auf. Der Durchmesser Dr aufeinander folgender zusätzlicher Schablonen 1' ist stufenweise vergrössert. Als Schablone 1 wird hier immer die Schablone 1 mit dem kleinsten Durchmesser Di des gesamten Schablonensets 0 bezeichnet. Alle zusätzlichen Schablonen 1' weisen entsprechend stufenweise grösser ausgestaltete Durchmesser Dr auf. Bevorzugt ist eine Mindestüberlappung aufeinanderfolgender Schablonen 1 bzw. zusätzlicher Schablonen 1' von mindestens einem halben Zoll.The at least one additional template 1 'has compared to the template 1 different sized outer circumferential contours 11 and different stepped diameters Di. The diameter Dr of successive additional templates 1 'is gradually increased. As template 1, the template 1 with the smallest diameter Di of the entire template set 0 is always referred to here. All additional templates 1 'have correspondingly stepwise larger diameter D r . A minimum overlap of successive templates 1 or additional templates 1 'of at least half an inch is preferred.
Wie in Figur 2 erkennbar, weist die Schablone 1 eine Dicke auf und dadurch einen die Umfangskontur 11 umgebenden Rand, sodass ein Markierungsmittel 7, beispielsweise ein Stift 7, entlang des Randes um die Umfangskontur 11 und entlang der Aussparungskontur 12 herum fü h rbar ist, womit Schleifflächenbegrenzungslinien 55 auf der Oberfläche 3 erzeugbar sind.As can be seen in FIG. 2, the template 1 has a thickness and thereby an edge surrounding the peripheral contour 11 so that a marking means 7, for example a pin 7, can be guided along the edge around the peripheral contour 11 and along the recess contour 12, whereby grinding surface delimiting lines 55 can be produced on the surface 3.
I n de n F i g u re n 3 a bi s 3e ist die schrittweise Reparatur einer Schadstelle 4 in einer Oberfläche 3 eines faserverstärkten Verbundwerkstoffes, umfassend fünf unterschiedliche Materiallagen 30, 31, 32, 33, 34. Die erste Schablone 1, sowie vier zusätzliche Schablonen 1' werden etwa zentral auf der Schadstelle 4 positioniert und die Umfangskonturen 11 m ittels ei nes Markierungsmittels 7 markiert. Die Ausrichtung der zusätzlichen Schablonen 1' findet anhand der zentrischen Aussparung 10 der zusätzlichen Schablonen 1' relativ zur Aussparung 10 der Schablone 1 und zur Schadstelle 4 statt. Damit ist eine einfache, reproduzierbare und entsprechend bekannter Reparaturanleitungen anforderungsgerechteIn Fig. 3, the stepwise repair of a damaged area 4 in a surface 3 of a fiber reinforced composite comprising five different layers of material 30, 31, 32, 33, 34 is shown. The first template 1, as well as four additional ones Stencils 1 'are positioned approximately centrally on the damaged area 4 and the circumferential contours 11 are marked by means of a marking means 7. The orientation of the additional templates 1 'takes place on the basis of the central recess 10 of the additional templates 1' relative to the recess 10 of the template 1 and the damaged area 4. This is a simple, reproducible and correspondingly known repair instructions requirements
Schleifflächenkennzeichnung im Bereich der Schadstelle 4 möglich.Abrasive area marking in the area of the damaged area 4 possible.
Nach der Markierung und der Entfernung des Schablonensets 0 wird die erste Lage 30 gemäss der Schleifflächenkennzeichnung der grössten, im Bezug auf den Durchmesser, zusätzlichen Schablone 1' mittels einer Schleifvorrichtung 8 abgeschliffen. Gemäss der Schleifflächenkennzeichnung wird eine erste Schleiffläche 50 gemäss der gekennzeichneten Schleifflächenbegrenzungslinien 55 abgeschliffen. In einem weiteren Schritt wird die zweite Lage 31 gemäss einer gekennzeichneten zweiten Schleiffläche 51 entsprechend der zweitgrössten zusätzlichen Schablone 1' abgeschliffen. Dieser Vorgang wird entsprechend wiederholt, bis die dritte Lage 32, die vierte Lage 33 und die fünfte Lage 34 mit jeweils unterschiedlichen Durchmessern abgestuft, gemäss einer dritten Schleiffläche 52, einer vierten Schleiffläche 53, sowie einer vierten Schleiffläche 54 abgeschliffen worden sind.After the marking and the removal of the stencil set 0, the first layer 30 according to the grinding surface marking of the largest, with respect to the diameter, additional template 1 'by means of a grinding device 8 ground. According to the grinding surface marking, a first grinding surface 50 is abraded according to the marked grinding surface delimiting lines 55. In a further step, the second layer 31 is ground according to a marked second grinding surface 51 corresponding to the second largest additional template 1 '. This process is repeated accordingly until the third layer 32, the fourth layer 33 and the fifth layer 34 have been graded with different diameters, according to a third grinding surface 52, a fourth grinding surface 53, and a fourth grinding surface 54 have been ground.
Die Schablone 1, sowi e d i e zusätzlichen Schablonen 1' werden ebenfalls zur reproduzierbaren Zuschnittdefinition entsprechender Flicken 2, insbesondere aus Verbundwerkstoffen, welche zur stoffschlüssigen Verbindung mit der präparierten Oberfläche 3 geeignet sind, eingesetzt. Dabei erfolgt die Zuschnittdefinition auf den Flicken 2, indem ein Markierungsmittel 7 um die Umfangskontur 11 der Schablone 1 bzw. der zusätzlichen Schablonen 1' herumgeführt wird, während die Schablone 1 bzw. die zusätzlichen Schablonen 1' mit der Hand fixiert gehalten sind.The template 1, as well as the additional templates 1 'are likewise used for the reproducible cutting definition of corresponding patches 2, in particular made of composite materials which are suitable for material-bonding connection with the prepared surface 3. The blank definition is carried out on the patches 2 by a marking agent 7 is guided around the peripheral contour 11 of the template 1 and the additional templates 1 ', while the template 1 and the additional templates 1' are held fixed by hand.
Nach der Zuschnittsdefinition erfolgt ein Zuschnitt der Flicken 2 gemäss Stand der Technik. Nach der Präparation der Oberfläche und dem Zuschnitt der Flicken 2, werden die Flicken 2 Stoff schlüssig, mit einem Klebstoff, beispielsweise Kunstharz auf den abgeschliffenen Flächen der Oberfläche 3 befestigt. Die Flicken 2 können entweder mit Kunstharz imprägniert sein, oder beidseitig mit Kunstharz eingestrichen werden, bevor sie auf die Oberfläche gelegt und angedrückt werden. Unter Umständen ist nach der Positionierung der Flicken 2 ein nochmaliges Bestreichen mit Klebstoff, insbesondere mit Kunstharz notwendig. Um die Fixierung der Flicken 2 auf dünnen Oberflächen 3 zu unterstützen, ist die Nutzung einer Stützauflage 6 unterhalb der Oberfläche 3 hilfreich.After the blank definition, a cut of the patches 2 according to the prior art. After the preparation of the surface and the cutting of the patches 2, the patches 2 are secured in a coherent manner with an adhesive, for example synthetic resin, on the abraded surfaces of the surface 3. The patches 2 can either be impregnated with synthetic resin, or be coated on both sides with synthetic resin, before they are placed on the surface and pressed. Under certain circumstances, a repainting with adhesive, especially with synthetic resin is necessary after the positioning of the patches 2. In order to support the fixation of the patches 2 on thin surfaces 3, the use of a support pad 6 below the surface 3 is helpful.
Zur Erreichung der höchstmöglichen mechanischen Stabilität und Festig ke i t we rde n m e h re re F l i c ke n 2 a u s fa se rve rstä rkte n Verbundwerkstoffen mit Klebstoff imprägniert und in unterschiedlichen Faserorientieru ngen ü berei na nder i n die ausgeschliffenen Schleifflächen geklebt. Nach der Verklebung der unterschiedlichen Flicken 2 können bekannte Standard verfahren zum Andrücken, Trocknen und Aushärten, beispielsweise durch Erzeugung eines Vakuums im Bereich der Flicken 2, durchgeführt werden. Diese bekannte Vakuumiermethode nutzt den äusseren Luftdruck für ein gleichmässiges Anpressen der Flicken 2 auf die Oberfläche 3.In order to achieve the highest possible mechanical stability and strength, the two composite materials are impregnated with adhesive and glued in different fiber orientations over the ground grinding surfaces. After the bonding of the different patches 2, known standard methods for pressing, drying and curing, for example by generating a vacuum in the region of the patches 2, can be carried out. This known Vakuumiermethode uses the outer air pressure for a uniform pressing of the patches 2 on the surface. 3
Eine weitere Ausführungsform des Schablonensets 0 ist in Figur 4a und 4b dargestellt. Die zusätzlichen Schablonen 1' sind mindestens annähernd ringförmig ausgeführt, wobei die zentrische Aussparung 10 entsprechend gross ausgeführt ist. Auch die Schablone 1 ist ringförmig ausgeführt und weist einen derart grossen Durchmesser auf, dass die Schablone 1 in die Aussparungskontur 12 der folgenden zusätzlichen ringförmigen zweiten Schablone 1' bündig einführbar ist. Jede weitere zusätzliche Schablone 1' ist in die Aussparungskontur 12 der jeweils folgenden nächst grosseren zusätzlichen Schablone 1' einführbar. Jede folgende nächst grossere zusätzliche Schablone 1' umgibt die kleinere Schablone 1 bzw. zusätzliche Schablone 1' vollständig. So ist es möglich die Schablone 1 und die Mehrzahl der zusätzlichen Schablonen 1' in einem ebenen Schablonenset 0 zusammen zu fügen. Es ist ebenfalls möglich die Schablone 1 wie in der ersten Ausführungsform gemäss Figur 1 aus zu gestalten.Another embodiment of the stencil set 0 is shown in FIGS. 4a and 4b. The additional templates 1 'are at least approximately annular, wherein the central recess 10 is designed to be correspondingly large. Also, the template 1 is annular and has such a large diameter that the template 1 in the recess contour 12 of the following additional annular second template 1 'is flush inserted. Each additional additional template 1 'can be inserted into the recess contour 12 of the respectively next larger additional template 1'. Each subsequent next larger additional template 1 'completely surrounds the smaller template 1 or additional template 1'. That's the way it is it is possible to put together the template 1 and the plurality of additional templates 1 'in a plane stencil set 0. It is also possible to make the template 1 as in the first embodiment according to FIG.
Bei fixierter Schablone 1 bzw. zusätzlicher Schablone 1' kann eine Schleifvorrichtung 8 direkt in die Aussparung 10, die Aussparung 10 querend eingesetzt und dort betrieben werden. Zur Fixierung der Schablonen 1, 1' kann der Benutzer diese entweder von Hand halten oder beispielsweise mit einem Klebeband lösbar auf der Oberfläche 3 fixieren.With a fixed template 1 or additional template 1 ', a grinding device 8 can be inserted directly into the recess 10, the recess 10 transversely and operated there. To fix the templates 1, 1 ', the user can either hold them by hand or, for example, fix them releasably on the surface 3 with an adhesive tape.
In Figur 5 ist eine auf die Oberfläche 3, bzw. auf die erste Lage 30 aufgelegte und fixierte zusätzliche Schablone 1' dargestellt. Die zentrische Aussparung 10 kennzeichnet die Schleiffläche ohne die Notwendigkeit einer Anzeichnung mit Markierungsmitteln. Innerhalb der Aussparung 10 der zusätzlichen Schablone 1' kann die erste Lage 30 direkt mit der Schleifvorrichtung 8 entfernt werden. Der Schleifkopf 80 der Schleifvorrichtung 8 wird innerhalb der Aussparung 10 auf der ersten Lage 30 bewegt, wobei ein Bereich um die Schadstelle 4 bis zur zweiten Lage 31 in z-Richtung entfernt wird.FIG. 5 shows an additional template 1 'which is placed on the surface 3 or on the first layer 30 and fixed. The central recess 10 marks the grinding surface without the need for marking with marking means. Within the recess 10 of the additional template 1 ', the first layer 30 can be removed directly with the grinding device 8. The grinding head 80 of the grinding device 8 is moved within the recess 10 on the first layer 30, wherein a region around the damaged area 4 to the second layer 31 in the z-direction is removed.
In den Figuren 6a bis 6c sind die weiteren Schritte der Schablonenauflage und damit zur Schleifflächenkennzeichnung und der einzelnen Abschleifvorgänge dargestellt. Durch das bündige einpassen der unterschiedlich grossen Schablone 1 bzw. zusätzlichen Schablone 1' kann der Schleifvorgang direkt in der Aussparung 10 der Schablonen 1, 1' erfolgen. Auch hier werden die Flicken 2 mit der Schablone 1 und der Mehrzahl von zusätzlichen Schablonen 1' zugeschnitten, sodass auf die Schleifflächen angepasste Flicken 2 erzeugbar sind. Die Schablone 1, sowie die zusätzlichen Schablonen 1' weisen einen definierten Rand auf, sodass das die Umfangskontur 11 der Schablonen 1, 1' definiert mit dem Markierungsmittel 7 umfahrbar ist. Damit ein Schleifvorgang direkt in der Aussparung 10 der Schablonen 1, 1' erfolgen kann muss die Dicke der Schablonen 1, 1' derart sein, dass die Schablonen 1, 1' stabil auf der Oberfläche 3 bzw. auf den Flicken 2 fixierbar sind.FIGS. 6a to 6c show the further steps of the stencil support and thus for the grinding surface marking and the individual abrading processes. By flush fit the different sized template 1 or additional template 1 ', the grinding process directly in the recess 10 of the templates 1, 1' take place. Again, the patches 2 are cut with the template 1 and the plurality of additional templates 1 ', so that on the grinding surfaces adapted patches 2 can be produced. The template 1, as well as the additional templates 1 'have a defined edge, so that the circumferential contour 11 of the templates 1, 1' defined with the marking means 7 is reversible. In order for a grinding process to take place directly in the recess 10 of the templates 1, 1 ', the thickness of the templates 1, 1' must be such that the templates 1, 1 'can be fixed stably on the surface 3 or on the patches 2.
In allen Ausführungsformen kann die erste Schablone 1 wahlweise als ringförmige Schablone 1 oder scheibenförmige Schablone 1 ausgeführt sein, wobei jeweils die äussere Umfangskontur 11 der Schablone 1 mit der Aussparungskontur 12 der folgenden zusätzlichen Schablone 1' korrespond i ert u nd da m it d ie Scha blone 1 von der folgenden zusätzlichen Schablone 1' in einer Ebene vollständig umhüllt ist.In all embodiments, the first template 1 can optionally be embodied as an annular template 1 or disc-shaped template 1, with the outer circumferential contour 11 of the template 1 corresponding to the recess contour 12 of the following additional template 1 'corresponding to the template blone 1 is completely enveloped by the following additional template 1 'in a plane.
Wie in den Figuren 1 und 4a erkennbar sind die Durchmesser und die äusseren Umfangskonturen 1 1 d e r e rste n m i n d este n s e i n e n korrespondierenden zusätzlichen Schablonen 1' grösser als der Durchmesser und die äussere Umfangskontur 11 der Schablone 1 ausgeführt. Die Durchmesser aufeinander folgender zusätzlicher Schablonen 1' sind aufsteigend vergrössert ausgeführt und auch die Aussparung 10 der zusätzlichen Schablonen 1' weist eine Kreisfläche auf.As can be seen in FIGS. 1 and 4a, the diameters and the outer circumferential contours 1 1 of the first and second corresponding templates 1 'are made larger than the diameter and the outer circumferential contour 11 of the template 1. The diameters of successive additional templates 1 'are made enlarged in an ascending manner and also the recess 10 of the additional templates 1' has a circular area.
Um eine Anordnung der Schablone 1, sowie der mindestens einen zusätzl ichen Schablone 1 ' i n ei nem ebenen zusam menlegbaren Schablonenset 0 zu ermöglichen, muss der Durchmesser der Schablone 1 mindestens annähernd dem Durchmesser der zentrischen Aussparung 10 der auf die Schablone 1 folgenden zusätzl ichen Schablone 1' entsprechen . Damit kann die Umfangskontur 11 der Schablone 1 und/ oder der mindestens einen zusätzlichen Schablone 1' jeweils bündig in die zentrische Aussparung 10 der auf die Schablone 1 und/oder die mindestens eine zusätzliche Schablone 1' folgende zusätzliche Schablone 1' eingeführt werden. Der Durchmesser der aufeinander folgenden zusätzlichen Schablonen 1' ist stufenartig verg rosse rt ausgeführt.In order to enable an arrangement of the template 1, as well as the at least one additional stencil 1 'in egg nem menagbaren together stencil set 0, the diameter of the template 1 must be at least approximately the diameter of the central recess 10 of the stencil 1 following additional template 1 'correspond. Thus, the peripheral contour 11 of the template 1 and / or the at least one additional template 1 'each flush in the central recess 10 on the template 1 and / or the at least one additional template 1' following additional template 1 'are introduced. The diameter of the successive additional templates 1 'is executed stepwise verg rosse rt.
Besonders bevorzugt ist die Schablone 1, sowie die mindestens eine zusätzliche Schablone 1' aus einem transparenten Material hergestellt, sodass die Schadstelle und die Oberfläche 3 während der Markierung sichtbar bleiben.Particularly preferably, the template 1, as well as the at least one additional template 1 'made of a transparent material, so that the damaged area and the surface 3 remain visible during the marking.
Um eine exakte Schleifflächenkennzeichnung auf gekrümmten Oberflächen 3 zu ermöglichen, sollte das Material der Schablone 1 und der zusätzlichen Schablonen 1' flexibel gewählt sein. Damit ist ein Anschmiegen der Schablone 1 bzw. der zusätzlichen Schablonen 1' auf eine gekrümmte Oberfläche 3 möglich.In order to enable accurate grinding surface marking on curved surfaces 3, the material of the template 1 and the additional templates 1 'should be chosen to be flexible. For a nestling of the template 1 and the additional templates 1 'on a curved surface 3 is possible.
Mit Hilfe der erfindungsgemässen Schablone 1 und der zusätzlichen Schablonen 1' ist es sogar möglich Schadstellen in einer massiven einlagigen Oberfläche zu markieren, ab zu schleifen und mit Flicken 2 aus entsprechend massivem Reparaturmaterial zu reparieren. Dabei können mit Hilfe der Schablone 1 bzw. der zusätzlichen Schablonen 1' grössenabgestufte Schleifflächen unterschiedlich tief eingebracht werden. Anschliessend kann eine Mehrzahl von Flicken 2 stoff- und/oder formschlüssig verbunden auf oder in den Schleifflächen angeordnet werden.With the aid of the template 1 according to the invention and the additional templates 1 ', it is even possible to mark damaged areas in a massive single-layered surface, to abrade them and to repair them with patches 2 of correspondingly solid repair material. It can be introduced with different depths using the template 1 and the additional templates 1 'size graded grinding surfaces. Subsequently, a plurality of patches 2 material and / or positively connected to be arranged on or in the grinding surfaces.
Die Schablone 1 und die zusätzlichen Schablonen 1' sind aus formstabilen und chemisch neutralen Materialien ausgeführt. Dann ist das entlangführen des Markierungsm ittels und des Schleifkopfes möglich und die Schablonen 1, 1' werden auch beim Schleifvorgang nicht chemisch angegriffen. Um die Schablone 1 und die zusätzlichen Schablonen 1' auch auf gekrümmten Oberflächen zur reproduzierbaren Kennzeichnung von Schleifflächen einsetzen zu können, sollte das verwendete Material trotzdem in engen Grenzen flexibel, biegsam und entsprechend der gekrümmten Oberflächen leicht verformbar sein.The template 1 and the additional templates 1 'are made of dimensionally stable and chemically neutral materials. Then it is possible to pass along the marking means and the grinding head and the templates 1, 1 'are not chemically attacked during the grinding process. In order to use the template 1 and the additional templates 1 'on curved surfaces for reproducible marking of grinding surfaces, should The material used can nevertheless be flexible within narrow limits, flexible and easily deformable according to the curved surfaces.
Die unterschiedlich grossen, abgestuft ausgeführten Durchmesser der Schablonen 1, 1' sind derart ausgeführt, dass eine Mindestüberlappung der nächst kleineren Schleiffläche erreicht wird. Da beispielsweise das S RM von mindestens einem namhaften Hersteller (OEM) eine Mindestüberlappung von Vi Zoll fordert, ist die stufenweise Verringerung der Durchmesser entsprechend auszuführen. The different sized, stepped running diameter of the templates 1, 1 'are designed such that a minimum overlap of the next smaller grinding surface is achieved. For example, since the S RM of at least one well-known manufacturer (OEM) requires a minimum overlap of Vi inch, the gradual reduction of the diameter is carried out accordingly.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
0 Schablonenset0 stencil set
1 Schablone1 template
1' zusätzliche Schablone1 'additional template
10 Aussparung (zentrisch)10 recess (centric)
11 Umfangskontur (äussere)11 peripheral contour (outer)
12 Aussparungskontur12 recess contour
13 Abdeckfläche13 cover surface
2 Flicken2 patches
3 Oberfläche (Mehrschichtig aus Verbundwerkstoffen)3 surface (multilayer composite)
30 erste Lage30 first location
31 zweite Lage31 second location
32 dritte Lage32 third location
33 vierte Lage33 fourth location
34 fünfte Lage34 fifth position
4 Schadstelle4 damaged area
50 erste Schleiffläche50 first grinding surface
51 zweite Schleiffläche51 second grinding surface
52 dritte Schleiffläche52 third grinding surface
53 vierte Schleiffläche53 fourth grinding surface
54 fünfte Schleiffläche54 fifth grinding surface
55 Schleifflächenbegrenzungslinien55 grinding surface delimiting lines
6 Stützauflage6 support pad
7 Markierungsmittel7 markers
8 Schleifvorrichtung 80 Schleifkopf z-Richtung8 Grinder 80 Grinding head z-direction
Di, Durchmesser Schablone/zusätzlicher Schablone Dr Di, diameter template / additional template Dr

Claims

Patentansprüche claims
1. Schablonenset (0), umfassend eine Mehrzahl von n separierten Schablonen (1) jeweils mit einer Umfangskontur (11) und einer, von einer Aussparungskontur (12) umgebenden zentrischen Aussparung (10) insbesondere als Hilfsmittel für die Reparatur von Schadstellen (4) in Oberflächen (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der äussere Umfangskontur (11) aufeinander folgender Schablonen (1) stufenartig vom Durchmesser der äusseren Umfangskontur (11) der ersten Schablone (1) bis zum Durchmesser der äusseren Umfangskontur (11) der n-ten Schablone (1') verg rosse rt ist, sodass durch die Umfangskontur (11) und/oder die Aussparungskontur (12) jeder Schablone (1, 1') jeweils eine Schleiffläche (50) auf der Oberfläche (3) und/oder eine Markierung von Zuschnittslinien auf Flicken (2) aus Reparaturmaterial definierbar ist.A stencil set (0), comprising a plurality of n separated stencils (1) each with a peripheral contour (11) and a central recess (10) surrounding a recess contour (12), in particular as a tool for repairing damaged areas (4) in surfaces (3), characterized in that the diameter of the outer peripheral contour (11) of successive templates (1) is stepped from the diameter of the outer peripheral contour (11) of the first template (1) to the diameter of the outer peripheral contour (11) of the n stencil (1 ') is vergra rt, so that by the peripheral contour (11) and / or the recess contour (12) of each template (1, 1') each have a grinding surface (50) on the surface (3) and / or a marking of blank lines on patches (2) of repair material is definable.
2. Schablonenset (0) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Aussparungskontur (12) der n-ten Schablone (1,1') dem Durchmesser der Umfangskontur (11) der benachbarten (n-l)-ten Schablone (1, 1') entspricht.2. stencil set (0) according to claim 1, characterized in that the diameter of the recess contour (12) of the n-th template (1,1 ') the diameter of the peripheral contour (11) of the adjacent (nl) -ten stencil (1, 1 ') corresponds.
3. Schablonenset (0) gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangskontur (11) der ersten Schablone (1) bis zur (n-1)- ten Schablone (1') jeweils bündig in die zentrische Aussparung (10) der jeweils folgenden zusätzlichen Schablone (1') einführbar ist und somit ein eben zusammenlegbares Schablonenset (0) aus n Schablonen (1, 1') bildbar ist.3. stencil set (0) according to claim 2, characterized in that the peripheral contour (11) of the first template (1) to the (n-1) - th template (1 ') each flush in the central recess (10) of each following additional template (1 ') can be inserted and thus a just collapsible stencil set (0) from n templates (1, 1 ') can be formed.
4. Schablonenset (0) gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schablonen (1, 1') einen ausreichend stabilen Rand zur definierten Betätigung eines Schleifkopfes (80) einer Schleifvorrichtung (8) innerhalb der zentrischen Aussparung (10) aufweisen.4. stencil set (0) according to claim 2, characterized in that the thickness of the templates (1, 1 ') has a sufficiently stable edge for the defined operation of a grinding head (80) of a grinding device (8) within the central recess (10).
5. Schablonenset (0) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die stufenartige Ausgestaltung der Umfangskonturen (11) direkt aufeinander folgender Schablonen (1, 1') von der ersten Schablone (1) bis zur n-ten Schablone (1') ein kegelförmig zusammenlegbares n-lagiges Schablonenset (0) bildbar ist.5. stencil set (0) according to claim 1, characterized in that by the step-like configuration of the circumferential contours (11) directly successive templates (1, 1 ') of the first template (1) to the n-th template (1') a cone-shaped collapsible n-layer stencil set (0) can be formed.
6. Schablonenset (0) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schablonen (1, 1') aus einem formstabilen und transparentem Kunststoff hergestellt sind.6. stencil set (0) according to one of the preceding claims, characterized in that the templates (1, 1 ') are made of a dimensionally stable and transparent plastic.
7. Schablonenset (0) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schablonen (1, 1') aus einem geringfügig biegsamen7. stencil set (0) according to any one of the preceding claims, characterized in that the templates (1, 1 ') of a slightly flexible
Kunststoff hergestellt sind.Plastic are made.
8. Schablonenset (0) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche der Aussparung (10) eine Kreisfläche mit kreisförmiger Aussparungskontur (12) ist, sodass die definierbare erste Schleiffläche (50) und/oder die Markierung von Zuschnittslinien auf Flicken (2) aus Reparaturmaterial eine Kreisfläche ist.8. stencil set (0) according to one of the preceding claims, characterized in that the base surface of the recess (10) is a circular area with a circular recess contour (12), so that the definable first grinding surface (50) and / or the mark of cut lines on patches (2) of repair material is a circular area.
9. Verwendung eines Schablonesets (0) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schleifkopf (80) einer Schleifvorrichtung (8) die zentrische Aussparung (10) der n Schablonen (1, 1') querend auf die Oberfläche (3) im Bereich der Aussparungen (10) aufsetzbar ist und n Schleifflächen (50) in n Lagen (30) der Oberfläche (3) abschleifbar sind. 9. Use of a stencil set (0) according to one of the preceding claims, characterized in that a grinding head (80) of a grinding device (8) the central recess (10) of the n stencils (1, 1 ') crossing the surface (3) in the region of the recesses (10) can be placed and n grinding surfaces (50) in n layers (30) of the surface (3) are abradable.
PCT/EP2010/057835 2009-06-11 2010-06-04 Template and template set for use in the repair of composite materials WO2010142610A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH907/09 2009-06-11
CH00907/09A CH701247A1 (en) 2009-06-11 2009-06-11 Template and template set for use in the repair of composite materials.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010142610A1 true WO2010142610A1 (en) 2010-12-16

Family

ID=41349299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/057835 WO2010142610A1 (en) 2009-06-11 2010-06-04 Template and template set for use in the repair of composite materials

Country Status (2)

Country Link
CH (1) CH701247A1 (en)
WO (1) WO2010142610A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103648755A (en) * 2011-07-07 2014-03-19 约尔格-乌尔里希·佐瓦拉 System for producing and repairing plastic composite components
CN114241047A (en) * 2021-12-02 2022-03-25 广西大学 Binocular vision identification and positioning method for garden hedgerow trimming

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9676151B2 (en) * 2011-05-17 2017-06-13 The Boeing Company Bonded rework template system
FR3121382B1 (en) * 2021-03-30 2023-11-17 Safran Aircraft Engines Repair of a composite material part

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2207848A (en) * 1987-08-14 1989-02-15 Malcolm Thomas Craig Apparatus for marking a surface
US5023987A (en) * 1989-08-28 1991-06-18 The Boeing Company Strato streak flush patch
US20030188821A1 (en) * 2002-04-09 2003-10-09 The Boeing Company Process method to repair bismaleimide (BMI) composite structures
US7387819B2 (en) * 2005-01-10 2008-06-17 Ppg Industries Ohio, Inc. Method and apparatus for repairing bed-liner coatings

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4820564A (en) * 1984-10-29 1989-04-11 The Boeing Company Blind-side repair patch kit
CA1250140A (en) * 1985-08-22 1989-02-21 Black & Associates Line drawing instrument
DE3726638A1 (en) * 1987-08-11 1989-02-23 Paul Stueben Round template system
FR2801964B1 (en) * 1999-12-07 2002-06-21 Raja Hanbali Siblini DEVICE FOR COMBINING TWO OR MORE MEASUREMENT SYSTEMS ON THE BASE OF A CIRCULAR SUPPORT

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2207848A (en) * 1987-08-14 1989-02-15 Malcolm Thomas Craig Apparatus for marking a surface
US5023987A (en) * 1989-08-28 1991-06-18 The Boeing Company Strato streak flush patch
US20030188821A1 (en) * 2002-04-09 2003-10-09 The Boeing Company Process method to repair bismaleimide (BMI) composite structures
US7387819B2 (en) * 2005-01-10 2008-06-17 Ppg Industries Ohio, Inc. Method and apparatus for repairing bed-liner coatings

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAKER A A ED - MIDDLETON DONALD H: "Repair Techniques for Composite Structures", 1 January 1990, COMPOSITE MATERIALS IN AIRCRAFT STRUCTURES, LONGMAN, NEW YORK, PAGE(S) 207 - 227, ISBN: 978-0-582-01712-2, XP008103764 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103648755A (en) * 2011-07-07 2014-03-19 约尔格-乌尔里希·佐瓦拉 System for producing and repairing plastic composite components
CN103648755B (en) * 2011-07-07 2016-01-13 约尔格-乌尔里希·佐瓦拉 For the manufacture of the system with reparation synthetic material composite component
CN114241047A (en) * 2021-12-02 2022-03-25 广西大学 Binocular vision identification and positioning method for garden hedgerow trimming

Also Published As

Publication number Publication date
CH701247A1 (en) 2010-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69704321T2 (en) Process for repairing a composite laminate
DE69519595T2 (en) Device and method for manufacturing main rotor blades for helicopters
DE4019744C2 (en) Device for repairing components made of plastic, in particular made of fiber composite materials
DE60028663T2 (en) Sandwich structure and method for its repair
WO2010142610A1 (en) Template and template set for use in the repair of composite materials
DE102007009719B3 (en) Fiber composite component repairing method, involves bringing repair material to mounting position, and attaching repair-piece, which is pre-fabricated with stage surface in mounting position as repair material
DE102011014017A1 (en) Method for pre-treating e.g. carbon-fiber-reinforced plastic on adhesive for forming airplane structures that are utilized in air- and space field, involves partially oxidizing and nitrating fibers of composite material by laser
EP3237183B1 (en) Method and apparatus for manufacturing a sandwich component
DE102012221942A1 (en) Process for the machining of a fiber-plastic composite of a rotor blade, semifinished product in the form of a structural composite and UV lamp for curing a UV-curable matrix material
DE102009023864B4 (en) Apparatus and method for making a Doppler
DE102013219963A1 (en) Vehicle component made of fiber-reinforced plastic and method for repairing damaged vehicle components made of fiber-reinforced plastic
EP2527143B1 (en) Method and device for pre-fixing a laminated fabric to the surface of a component
DE60104544T2 (en) INTEGRATION OF A SELF POSITIONING FEATURE, IN ITEMS
DE102012000353A1 (en) A method of adhering a fastener to a support member of an automobile and fastener
EP4065464A1 (en) Apparatus for attaching aerodynamically functional films and use thereof
EP0809086B1 (en) Positioning device for parts of motor vehicles
DE102011010635B3 (en) Arrangement for transforming lamination of fiber semi-finished material, has form core arranged at carrier for gradual retaining of semi-finished fiber material
DE102015210869B3 (en) Method for exchanging a section of a plastic component
DE4126009C2 (en) Process for stapling metallic components to be glued
DE102013224392A1 (en) Stegsetzvorrichtung, bridge and manufacturing method for a rotor blade of a wind turbine
WO2020207552A1 (en) Method and system for producing an at least two-layer composite serving as a lining for a vehicle interior component
DE102018219425A1 (en) Production method of a core material and production method of a copper-clad layer structure
DE102013209179A1 (en) Method for the repair of components
DE102014112293B4 (en) Process for producing a rounded furniture corner
EP2361179A1 (en) Method, system and moulding tool for producing components made of fiber composite materials

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10724492

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10724492

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1