DE4118286A1 - Verfahren zur herstellung von sandwichbauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Sandwichbauteilen gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Verfahren zur Herstellung von Sandwichbauteilen sind an sich in vielfältigen Ausführungsformen bekannt, wobei jedes dieser Verfahren gemäß dem zu fertigenden Bauteil spezialisiert ist. Auch das vorliegende Verfahren ist auf die Herstellung von Sandwichbauteilen aus faserverstärkten Duroplasten unter Verwen­ dung von vorimprägnierten Halbzeugen, wie die vorstehend schon angesprochenen Hexagonalwaben mit Deckschichten.

Bei allen diesen Verfahren besteht bis heute noch das erhebliche Problem, daß keine exakten Randabschlüsse erhalten werden und dies insbesondere bei solchen Bauteilen, bei denen Hexagonalwa­ ben verwendet werden. Durch den jeweiligen Stützwerkstoff wird kein Druck in seitlicher Richtung aufgebaut, was bisher zusätz­ liche Maßnahmen erfordert, um die sonst entstehenden schlecht ausgeprägten Randprofile zu vermeiden, die in aufwendiger Weise nachgearbeitet werden müssen.

Beim Stand der Technik wird bei Duroplasten als Matrix für die Deckschichten versucht, den vorbeschriebenen Nachteil schlechter Randprofile dadurch zu beheben, daß durch aufschäumende Systeme - wie beispielsweise Spleißkleber - eine Volumenvergrößerung herbeigeführt wird, um dadurch dann einen gewissen Druck auch in seitlicher Richtung aufzubauen. Für thermoplastische Deckschich­ ten sind jedoch aufgrund der höheren Verarbeitungstemperaturen bisher keine vorteilhaften Maßnahmen zur Erzielung guter Randab­ schlüsse bekanntgeworden. Darum ist das Problem der Herstellung von Sandwichbauteilen mit thermoplastischen Deckschichten, bei denen die Randprofile voll und exakt ausgebildet sind, ohne Nachbearbeitungen etc. bisher nicht zu lösen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen mit dem die Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden können und nachbearbeitungsfreie Rand­ profile bei den eingangs genannten Sandwichbauelementen erzielt werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnah­ men gelöst. In den Unteransprüchen sind Weiterbildungen und Ausgestaltungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele erläutert.

Die Figuren der Zeichnung ergänzen diese Erläuterungen. Es zeigen

Fig. 1a ein Schemabild eines Bauteils in Form einer sogenannten Hatrack-Klappe mit eingesetzten vorgefertigten Profil­ randelementen in Draufsicht,

Fig. 1b eine Seitenansicht des Bauteils gemäß Fig. 1a,

Fig. 2a einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig. 1a mit gestrichelt gezeichneter Werkzeugform in schematischer Darstellung,

Fig. 2b einen Schnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels bezüglich des Ansatzes der vorgeformten Profilrandele­ mente an das Sandwichbauteil.

Das vorgeschlagene Verfahren wird am Beispiel einer sogenannten Hatrack-Klappe, wie sie in den Fig. 1a und 1b schematisch skizziert ist, erläutert. Das eingangs geschilderte Problem bei der Herstellung von Sandwichbauteilen 10 mit thermoplastischen Einzelelementen - wie beispielsweise die Deckschichten 12 aus Prepregteilen - bei denen die Ränder voll ausgeformt sind, wird nun dadurch gelöst, daß diese Randprofile 11 in einem ersten Arbeitsgang vorgefertigt werden, beispielsweise als Spritzguß­ teile. Daran schließt sich der eigentliche Preßvorgang an, bei dem die matrixartigen Deckschichten 12 mit dem Hexagonalwaben- Formkern 13 verbunden werden. Hierzu werden in einer Werkzeug­ form 14 die Deckschichten 12 mit dem Formkern 13 und den ange­ setzten Randprofilen 11 so eingelegt, daß die Randprofile 11 aus der Werkzeugform 14 herausragen, wie dies in Fig. 2a skizziert ist. Anschließend wird die Werkzeugform 14 auf die Schweißtempe­ ratur, die im allgemeinen bei Thermoplastmaterial 180°C oder etwas mehr beträgt, aufgeheizt.

Dadurch daß die Randprofile außerhalb der Werkzeugform 14 zu liegen kommen, werden diese nicht oder nur sehr unwesentlich mit aufgeheizt, wodurch deren im ersten Arbeitsgang geschaffene Form voll beibehalten wird. In den Fig. 2a und 2b sind Ausfüh­ rungsbeispiele für die formgerechte Verbindung von Sandwichbau­ teil 12, 13 und vorgeformten Randprofilen 11 dargestellt. Gemäß Fig. 2a werden die Randprofile 11 über das Sandwichbauteil 12, 13 gestülpt. Hierzu weisen deren Randkanten eine Verjüngung auf, die in die Paßformnute 11a des Randprofils 11 eingeführt werden, d. h. das Randprofil 11 wird mit seiner Nute 11a über den Bau­ teilrand gedrückt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2b ist das Randprofil 11 mit einer Paßleiste 11b versehen, während die Deckschichten 12 über den Formkern 13 des Sandwichbauteils 10 vorstehen und sich an diese Paßleiste anpressen. In beiden Fällen werden die Deckschichten 12 mit dem Formkern 13 in üblicher Weise mit Druck beaufschlagt und somit die Randprofile mit den Deckschich­ ten 12 und dem Formkern 13 verbunden. Anschließend wird der komplette Aufbau unter Druck abgekühlt und ausgehärtet und dann das fertige Bauteil 10 - hier die Hatrack-Klappe - aus der Werkzeugform 14 entfernt. Als Ergebnis ergibt sich nun ein Bauteil 10, bei dem die Randprofile 11 voll und exakt ausgeformt sind und daher keinerlei Nacharbeitsaufwand mehr erforderlich ist.

Die Eckverbindungen der vorgeformten Profile können auf ver­ schiedene Weise erfolgen, beispielsweise durch Verschraubung, durch Nut und Federn oder Paßflächen und Paßbolzen etc. Auch ist eine Anbindung durch Klebung oder "one-shot-bonding" beim Härten der Klappe denkbar. Außerdem können die Profile zusätzlich noch mit Halterungen für Scharniere usw. versehen sein.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Sandwichbauteilen aus faserverstärkten Duroplasten unter Verwendung von vorzugsweise Hexagonalwaben mit Deckschichten, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Randprofile (11) des Bauteils (10) in einem vorge­ schalteten Arbeitsgang fertig ausgeformt werden,
• b) die matrixartigen Deckschichten (12), der Formkern (13) und die Randprofile (11) in eine Werkzeugform (14) paßge­ recht eingelegt werden,
• c) die Werkzeugform (14) mit Ausnahme der Randprofile (11) anschließend auf die Schweißtemperatur des Deckschichten­ materials aufgeheizt und mit entsprechendem Druck belastet wird und
• d) unter Druckbelastung stehend abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randprofile (11) aus thermoplastischem Faserverbundmaterial bestehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten (12) aus thermoplastischem Faserverbundmaterial bestehen.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Randprofile (11) aus der Werkzeugform (14) hervor­ stehend angeordnet sind.