DE60216438T2

DE60216438T2 - Verfahren zum Formen eines Verbundwerkstoffgegenstandes und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE60216438T2
Application number: DE60216438T
Authority: DE
Inventors: Vincent Duqueine
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2022-07-20
Also published as: FR2820359B1; CA2397188A1; CA2397188C; ATE346740T1; FR2820359A1; ES2277996T3; EP1382436A1; EP1382436B1; DE60216438D1; TW565501B

Description

Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand ein Verfahren zum Formen eines Verbundwerkstoffgegenstandes und die Vorrichtung, die die Durchführung des besagten Verfahrens erlaubt.
Man kennt bereits verschiedene Verfahren zum Formen von Gegenständen aus Verbundwerkstoff, die es erlauben, den besagten Werkstoff in Form zu setzen, der aus Fasern besteht, die in eine duroplastische oder thermoplastische Matrize mit Hilfe einer Gußform und in Verbindung mit besonderen Druck- und Temperaturbedingungen eingebettet werden.
Die Fasern bestehen im allgemeinen aus Glas, Kohlenstoff oder Aramiden, während die Matrize der Art aus Epoxid, Phenol oder dergleichen ist.
Die bekannten Verfahren unterscheiden sich ebenfalls nach der Art, wie der Verbundwerkstoff in der Gußform gefertigt wird. Diese Verfahren benutzen größtenteils ein Spanvlies, das als ein nicht gewobenes Fasergebilde aus sich parallel erstreckenden Fasern ausgestaltet ist und von dem entweder Gewebelagen entnommen sind, vorgesehen, um übereinandergeschichtet zu werden, indem gegebenfalls die Ausrichtung der Fasern variiert wird, um den Widerstand der Gesamtheit zu erhöhen, oder mehr oder weniger lange und/oder breite Stücke entnommen werden, die man in der Form anordnet, wobei die besagten vorimprägnierten Vliesstücke lose auf zufällige Art und Weise oder nach einer besonderen dreidimensionalen Gestaltung zusammengefügt seien, die mit dem Gebrauch des herzustellenden Stückes zusammenhängt.
Es sei bemerkt, daß die vorimprägnierten Vliesstücke einer Struktur angepaßt werden können, die außerhalb der Gußform hergestellt ist, was erlaubt, die Fasern nach einer vorgezogenen Ausrichtung zusammenzufügen und so einen gesteigerten Widerstand gegenüber einer bekannten Beanspruchung zu erhalten, wobei diese Ausführungsart allerdings zeitaufwendig ist.
Die EP 0.025.689 beschreibt einen Verbundstoff, der nach einem solchen Verfahren hergestellt ist und aus einem Bogen besteht, angefertigt durch die Zusammenfügung von zwei Blättchen, die selbst aus der Zusammenfügung von Stücken bestehen, die von einem Vlies aus vorimprägnierten Fasern entnommen sind.
Man kennt ebenfalls durch die FR 2.740.149 ein Verfahren zum Formen anhand eines Bogens, gebildet durch die Zusammenfügung von Stücken von einem Vlies aus vorimprägnierten Fasern. Die Vliesstücke sind flach und auf zufällige Art und Weise übereinandergelegt, um ein Gebilde zu bilden, das anschließend einem Druck von 10 bis 80 kg/cm³ und einer Temperatur von 210 an 350°C ausgesetzt wird.
Auf der anderen Seite beschreibt die Schrift EP 0.916.477 ein Verfahren zum Formen eines Verbundwerkstoffgegenstandes anhand einer Verbundstruktur, die durch die Zusammensetzung von Stücken eines Vlieses aus vorimprägnierten Fasern gebildet ist, wo die besagten Stücke derart angeordnet sind, um eine dreidimensionale Gestaltung der Fasern zu erhalten, wobei das besagte Gebilde anschließend einer Temperatur von 150°C und einem Druck von 10 bis 100 Bar ausgesetzt sei.
Es sei bemerkt, daß so beim Setzen unter starkem Druck eine Kriechverformung der duroplastischen oder thermoplastischen Matrize festgestellt worden ist, die mit einem Auswringen der Fasern gleichgestellt werden kann, derart, daß das erhaltene Stück einen schwachen Widerstand hat.
Die weiter oben erwähnten Verfahren sind für die Herstellung besonderer Gegenstände vorgesehen: so ist das Verfahren nach der FR 2.740.149 für die Herstellung von verstärkten Schuhkappen vorgesehen, während das Verfahren nach der EP 0.916.477 hauptsächlich für die Herstellung von Gegenständen der Art Kurbeln für die Pedale des Fahrrads vorgesehen ist. Obwohl diese Gegenstände einen großen Widerstand haben, ist dieser allerdings begrenzt, was die Herstellung bestimmter Stücke nicht erlaubt, die eine gewisse Kompliziertheit der Form aufweisen.
Zum Beispiel in dem Fall von ausgehöhlten Stücken, die Bauteile mit verschiedenen zusammenrückenden Achsen aufweisen, empfiehlt es sich, einen Kern für jeden der Teile zu benutzen, um welchen Gewebelagen angeordnet sind, dann die Gesamtheit in einer Form unter Druck zu stellen. Allerdings kann eine sehr schlechte Verbindung der verschiedenen Bauteile untereinander festgestellt werden, wegen der Tatsache, daß sich diese nur aus der Kriechverformung der duroplastischen oder thermoplastischen Matrize ergibt.
Außerdem ist es im besonderen Fall eines Gegenstands, das ein Durchgangsloch oder mehrere Durchgangslöcher aufweist, möglich, unterschiedlich vorzugehen.
Man kann eine Lochung nach der Formung ausführen, mit dem Nachteil der Trennung der Faser, abgesehen von der Schwierigkeit der Ausführung wegen der Härte des Werkstoffs, was eine relative Schwäche in der unmittelbaren Umgebung des Loches herbeiführt.
Man kann ebenfalls, wie das in der EP 0.916.477 empfohlen ist, eine Einlage oder einen in der Form befindlichen Kern benutzen und eventuell die Vliesstücke aus vorimprägnierten Fasern um diese Einlage oder diesen Kern aufwickeln, was Risiken der Unterbrechung des Fasernetzes auf der Gesamtheit des hergestellten Gegenstands darstellt.
Außerdem erfordern die gegenwärtig bekannten Verfahren nach dem Herausnehmen aus der Form aufwendige Arbeiten zur Nachbearbeitung und zum Entgraten, die kostspielig sind und dem Widerstand des hergestellten Gegenstands schaden können.
Man kennt ebenfalls durch die EP 0.355.641 , die den Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 4 beschreibt, JP 02.131929 und EP 0.755.772 Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus Verbundwerkstoff durch Formen, wo es vorgesehen ist, Arbeitsschritte zum Setzen in Form, zur Beseitigung des Werkstoffüberschusses, zum Setzen unter Druck und Heizen, dann zum Abkühlen auszuführen. Man konnte feststellen, daß die Gegenstände, die nach den in diesen Schriften beschriebenen Verfahren hergestellt wurden, keinen einheitlichen Widerstand aufweisen, insbesondere wegen der besagten Verfahren und der Vorrichtungen, die ihre Durchführung erlauben.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diese verschiedenen Nachteile zu beseitigen, indem sie ein Verfahren zum Formen eines Gegenstandes aus Verbundwerkstoff vorschlägt, erlaubend insbesondere Stücke mit einem Widerstand herzustellen, der größer ist als jener der Stücke, die nach den gegenwärtig bekannten Verfahren zum Formen hergestellt sind, ungeachtet der Kompliziertheit dieses Stückes.
Das Verfahren zum Formen eines Verbundwerkstoffgegenstandes nach der Erfindung ist der Art bestehend darin, in eine Gußform eine Aufschichtung von Gewebelagen zu setzen, die von einem Vlies von Fasern entnommen sind, die in eine duroplastische oder thermoplastische Matrize eingebettet und nach bevorzugten Richtungen der besagten Fasern ausgerichtet sind, und darin, die besagte Gußform besonderen Druck- und Temperaturbedingungen auszusetzen, und dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, aufeinanderfolgende Arbeitsvorgänge durchzuführen zum/zur:

– Anbringung der besagten Aufschichtung von Gewebelagen in die Gußfo unter einem schwachen Druck, allmählich ausgeführt mit langsamer Geschwindigkeit,
– Beseitigung des Werkstoffüberschusses, der über dem Rand der Gußfo herausgeht,
– Ausführung der Abdichtung der Gußform von der Außenseite aus,
– Erhöhung des Drucks bis zu einem starken Druck,
– Anstieg in Temperatur der Gußform,
– schnellen Abkühlen der Gußform.

Das Verfahren nach der Erfindung erlaubt, ein echtes Freiformschmieden des Verbundwerkstoffs auszuführen, das dem erhaltenen Stück einen sehr großen Widerstand verleiht, was erlaubt, die Herstellung von Stücken in Betracht zu ziehen, die bis dahin aus Metall, zum Beispiel aus Aluminium, hergestellt wurden.
Die existierenden Verfahren, insbesondere diejenigen, die in den EP 0 355 641 , JP 02 131929 und EP 0 755 772 beschrieben sind, erlauben nicht, dieses Ergebnis zu erzielen, in der Tat erfolgt die Beseitigung des Werkstoffüberschusses vor dem Setzen in Form und vor dem Setzen unter Druck, derart, daß die Menge des benutzten Werkstoffs nicht optimal ist, und das Schneiden im Laufe des Druckvorgangs verursacht im allgemeinen eine Kriechverformung der thermoplastischen Matrize, mit der Folge einer Abschwächung des durch Formen hergestellten Stückes.
Außerdem ist es in den Verfahren nach den weiter oben erwähnten Schriften nicht vorgesehen, die Abdichtung der Gußform auszuführen, derart, daß die Kriechverformung der duroplastischen oder thermoplastischen Matrize beobachtet wird.
Nach einem zusätzlichen Merkmal des Verfahrens nach der Erfindung liegt der hohe Druck zwischen 50 und 200 Bar, während die Heiztemperatur der Gußform zwischen 125 und 135°C liegt.
Es sei bemerkt, daß die Anwendung eines Drucks bis zu 200 Bar nur wegen der Ausführung der Abdichtung der Gußform von der Außenseite aus möglich ist, im umgekehrten Fall beobachtet man ein Auswringen der Fasern.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal des Verfahrens nach der Erfindung ist der Arbeitsvorgang zur Beseitigung des Werkstoffüberschusses, wenn das herzustellende Stück ein oder mehrere Durchgangslöcher umfassen muß, einem Arbeitsvorgang zum Lochstanzen durch die Gußform hindurch zugeordnet.
Gleichzeitig mit der Beseitigung des überschüssigen Werkstoffs führt man ein Lochstanzen durch die Gußform hindurch aus und der oder die Meißel oder Stempel bleiben während der Druck- und Heizungsvorgänge eingeschoben.
Beim Beginn des Lochstanzens werden die Fasern nicht unverzüglich geschnitten, derart, daß nach dem Ausschneiden die Enden derselben nach einer anderen, sich von ihrer Hauptachse unterscheidenden Achse gerichtet sind, wodurch am Rand des Loches ein besonderer Widerstand geschaffen wird, was zum Beispiel nicht erlaubt, einen Arbeitsvorgang zum Lochstanzen nach dem Herausnehmen aus der Form vorzunehmen.
Es sei bemerkt, daß die Neuausrichtung der Enden der Fasern auf dem Umfang des Stückes ebenfalls beim Ausschneiden des Werkstoffüberschusses erreicht wird.
Es sei bemerkt, daß das Lochstanzen nach dem Setzen in Form in der Gußform unter einem schwachen Druck erfolgt, was eine große Bedeutung hat. In der Tat ist in der Schrift EP 0 355 641 zum Beispiel ein Lochstanzen in der Gußform vor dem Setzen in Form und vor dem Setzen unter Druck oder auch auf gleichzeitige und nicht auf aufeinanderfolgende Art und Weise vorgesehen, was ein Risiko der Kriechverformung der thermoplastischen Matrize und ebenfalls der Vernichtung mehrerer Fasern, und also das Nichterreichen eines Freiformschmiedens zur Folge hat.
Für die Herstellung von komplizierten Stücken wie diejenigen, die weiter oben erwähnt wurden, das heißt zum Beispiel hohl und umfassend mehrere Bauteile mit unterschiedlichen, wieder zusammenrückenden Achsen, erlaubt das Setzen unter Druck mit Abdichtung der Gußform, weil ja dort kein Auswringen mehr gibt, die Fasern kriechen zu lassen, derart, um ein Verflechten der Fasern eines geschichteten Materials, vorgesehen für die Herstellung des einen von den besagten Elementen, mit den Fasern von einem oder mehreren anderen geschichteten Materialien zu erhalten, damit ein Stück mit großem Widerstand zustande kommt.
Die Vorrichtung, welche die Durchführung des Verfahrens zum Formen nach der Erfindung erlaubt, ist der Art umfassend ein Druckmittel einer Gußform, bestehend aus wenigstens zwei Teilen, zwischen denen die Aufschichtung von Gewebelagen angeordnet ist, und sie kennzeichnet sich hauptsächlich dadurch, daß sie folgendes umfaßt:

– ein Mittel zum Schneiden, beweglich hinsichtlich der besagten Gußform und geeignet, um unter der Wirkung eines Antriebsmittels den Werkstoffüberschuß, der aus den besagten Teilen nach dem Pressen derselben übertritt, abzuschneiden, und der äußeren Form der besagten Teile im Bereich ihrer Verbindungslinie genau entspricht, um eine wasserdichte Abdichtung zu bilden,
– sowie Mittel, die geeignet sind, um die besagten Teile schnell zu heizen und abzukühlen.

Die existierenden Vorrichtungen sind geeignet vorgesehen für die Umsetzung der existierenden Verfahren, somit umfassen sie im allgemeinen zwei Teile, zwischen denen die Aufschichtung von Gewebelagen angeordnet ist, wobei die besagten Teile die herzustellende Form aufweisen und wenigstens einer der besagten Teile ein Schneidblatt oder dergleichen umfaßt, erlaubend, den Werkstoffüberschuß vor dem oder gleichzeitig mit dem Setzen in Form zu beseitigen mit den weiter oben erwähnten Nachteilen, die dies verursacht.
Nach einem zusätzlichen Merkmal der Vorrichtung nach der Erfindung bestehen die Druck- und Antriebsmittel aus Arbeitszylindern, die ausgefluchtet sind und in entgegengesetzten Richtungen wirken.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Vorrichtung nach der Erfindung bestehen die Mittel, die geeignet sind, um die Teile der Gußform schnell zu heizen und abzukühlen, aus Mitteln, erlaubend, in ihnen eine kühlende Druckflüssigkeit umlaufen zu lassen, die Mitteln zugeordnet sind, erlaubend, die besagte kühlende Flüssigkeit zu heizen oder abzukühlen.
Es sei bemerkt, daß der Heizvorgang gleichfalls elektrisch oder durch Induktion durchgeführt werden kann, wobei das Abkühlen wiederum mittels einer kühlenden Flüssigkeit erfolgt.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Vorrichtung nach der Erfindung umfaßt sie wenigstens einen Stempel, der geeignet ist, um die Teile der Form zu durchqueren, die zu diesem Zweck gegenüberliegend Löcher aufweisen.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Vorrichtung nach der Erfindung sind der oder die Stempel mit den Mitteln zum Schneiden fest verbunden und werden durch dasselbe Antriebsmittel angetrieben.
Die Vorteile und die Merkmale der Vorrichtung nach der Erfindung werden deutlicher aus der folgenden Beschreibung hervorgehen, die sich auf die beigefügte Zeichnung bezieht, in der eine nicht einschränkende Ausführungsart dargestellt sei.
Es zeigen in der beigefügten Zeichnung:
1a, 1b, 1c und 1d – schematische Ansichten, die verschiedene Arbeitsschritte des Verfahrens zum Formen nach der Erfindung veranschaulichen.
2 – eine perspektivische Ansicht eines Stückes, das nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist.
3 – eine schematische Draufsicht eines Teiles der Vorrichtung, die die Herstellung desselben Stückes erlaubt.
4 – eine schematische perspektivische Ansicht eines Gegenstandes, der geeignet ist, um nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt zu werden.
Mit Bezug auf die 1a kann man einen ersten Arbeitsschritt des Verfahrens zum Formen nach der Erfindung mit Hilfe einer Vorrichtung sehen, umfassend insbesondere eine durch zwei Teile, ein Vaterteil 10 und ein Mutterteil 11, gebildete Gußform 1.
Der erste Arbeitsschritt besteht darin, zwischen den beiden Teil 10 und 11 der Gußform 1 eine Aufschichtung 2 von Gewebelagen 20 zu setzen, die von einem Vlies aus Fasern entnommen sind, die in eine duroplastische oder thermoplastische Matrize eingebettet sind. Die Fasern bestehen aus Glas, Kohlenstoff oder Aramiden, während die Matrize der Art aus Epoxid, Phenol oder dergleichen ist. Die Gewebelagen 20 sind nicht auf zufällige Art und Weise aufgeschichtet, sie sind vorzugsweise derart zusammengefügt, daß die Fasern sich von einer Gewebelage 20 zur anderen in verschiedene Richtungen erstrecken, damit eine vorbestimmte Verflechtung zustande kommt.
Es sei bemerkt, daß die Aufschichtung 2 entweder zwischen den Teilen 10 und 11 der Gußform 1 angeordnet oder auf dem einen oder dem anderen von den Teilen 10 und 11 gepreßt werden kann, um im Falle einer besonders komplizierten Form der Prägung eine Kriechverformung der duroplastischen oder thermoplastischen Matrize und also die Bildung einer oder mehrerer Zonen ohne Verstärkungsfasern zu vermeiden.
Der folgende Arbeitsschritt besteht darin, die beiden Teil 10 und 11 zusammenzurücken und die Aufschichtung 2 unter einem schwachen Druck zu pressen, wobei die Annäherung der Teile 10 und 11 allmählich ausgeführt sei, mit einer Geschwindigkeit von 3 Millimetern pro Sekunde, derart, daß die Aufschichtung die Form der Prägung annimmt, wie das in 1b gezeigt ist.
Die Geschwindigkeit des Zusammenrückens der beiden Teile 10 und 11 kann in Abhängigkeit von der Kompliziertheit des herzustellenden Stückes verändert werden. Ebenso kann diese Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur des Werkzeugs variieren. Eine langsame Geschwindigkeit, die einer gewissen Temperatur zugeordnet ist, erlaubt mehr oder weniger je nach dem Typ des Stückes ein Gleiten zwischen jeder Gewebelage.
Die Abmessungen der Gewebelagen 20 sind derart berechnet, daß diese nach dem Setzen in Form auf dem ganzen Umfang der Gußform 1 über den Rand hervortreten, um die Bildung von Fehlstellen zu vermeiden. Es ist also notwendig, die Beseitigung des Überschusses 21 vorzunehmen, was mit Hilfe eines Schneidmessers 3 ausgeführt wird, das in vertikaler Translation beweglich ist und geeignet ist, um der äußeren Form der Gußform 1 genau zu entsprechen.
Es sei bemerkt, daß das Schneidmesser 3 hochbelastbar ausgelegt sein muß, und daß andererseits seine Drahtklinge 30 vorzugsweise nicht in einer Ebene begrenzt sein muß, um zu vermeiden, wenn der Umkreisrand des zu formenden Stückes überwiegend ungekrümmt ist, den Werkstoff parallel zu diesem letzteren zu rammen. Somit beschreibt die Drahtklinge 30 des Schneidmessers 3 eine Polylinie oder eine Kurve, derart, um nie zu dem zu beschneidenden Werkstoff parallel zu sein.
Mit Bezug auf 1c kann man sehen, daß das Schneidmesser 3 den Werkstoffüberschuß 21 beseitigt hat, und daß es auf dem Umfang der Gußform 1 verharrt, was erlaubt, diese letztere wasserdicht zu schließen.
In dem dargestellten Beispiel muß das herzustellende Stück 4 ein zentral angeordnetes Durchgangsloch 40 umfassen, deshalb umfassen die Teile 10 und 11 der Gußform 1 jeweils eine Öffnung, bzw. 12 und 13, während ein Stempel 5, beweglich in vertikaler Translation, geeignet ist, in die Öffnung 12, anschließend in die Öffnung 13 eingeführt zu werden, derart, um das Lochstanzen der Aufschichtung 2 zu verwirklichen.
Mit Bezug auf 1d kann man sehen, daß nach Ausführung des Lochstanzens der Aufschichtung 2 der Stempel 5 auf wasserdichte Art und Weise anstehend bleibt und die Teile 10 und 11 in Richtung aufeinander gepreßt sind, was bei einem Druck von 50 bis 200 bar erfolgt, während sie gleichzeitig bei einer Temperatur zwischen 125 bis 135° C, vorzugsweise bei 132°C, geheizt werden, wobei der Druck und die Temperatur während einer Zeitspanne von 15 bis 20 Minuten aufrechterhalten bleiben.
Es sei bemerkt, daß auf den Teilen 10 und 11 vorzugsweise keine Anschläge für die Endstellung vorgesehen sind, die Schließung von diesen erfolgt direkt auf den Gewebelagen 20, was erlaubt, gesteigerte Drücke zu erreichen und daher erfordert, daß die Dichtigkeit vollkommen ist, um ein Auswringen der Fasern zu vermeiden.
Das Heizen der Gußform 1 ist mit Hilfe einer wärmetragenden Flüssigkeit wie Wasser vorgesehen, das unter Druck in nicht dargestellten Kanälen umläuft, die jedes der Teile 10 und 11 umfaßt, beziehungsweise elektrisch oder durch Induktion.
Die Gußform 1 ist anschließend durch eine kühlende Flüssigkeit abgekühlt, dann werden die Schneidmesser 3 sowie der Stempel 5 weggenommen und die Teile 10 und 11 der Gußform 1 werden getrennt, um das geformte Stück 4 freizugeben.
Vom Gesichtspunkt der Ausführung aus erlaubt ein Arbeitszylinder die Teile 10 und 11 der Gußform 1 gegen einander zu pressen, während ein zweiter Arbeitszylinder, wirkend nach der dem Ersten entgegengesetzten Richtung das Schneidmesser 3 preßt, und ein dritter Arbeitszylinder mit identischer Wirkung wie der Zweite den Stempel 5 drückt.
Es sei bemerkt, daß nach einer Variante das Schneidmesser 3 und der Stempel 5 fest verbunden sein können, derart, um durch denselben Arbeitszylinder angetrieben zu werden, seiend auf diese Art das Beschneiden und das Lochstanzen gleichzeitig ausgeführt.
Das so hergestellte Stück 4 hat einen sehr großen Widerstand, der durch das Vorhandensein des Loches 40 nicht beeinträchtigt wird, da in der Tat die Ausführung von diesem letzteren die Kontinuität des Fasernetzes im Bereich der Gesamtheit des Stückes nicht stört.
Außerdem kann die Ausführung des Loches 40 einem Freiformschmieden um den Stempel 5 herum gleichgestellt werden, dies verleiht der Wand, die es umgrenzt, einen ungleichmäßigen Widerstand nach den bekannten Verfahren, die darin bestehen, entweder nach dem Herausnehmen aus der Form zu durchbohren oder vor dem Formen in die Gußform einen vorbehandelten Einsatz einzusetzen.
Das Verfahren zum Formen nach der Erfindung kann mehrere Varianten aufweisen, man kann so einen oder mehrere Einsätze benutzen, vorgesehen, um in die Aufschichtung 2 gesetzt zu werden, wobei dieser Einsatz oder Einsätze selbstverständlich geeignet sind, um in der Gußform 1 stecken zu bleiben.
Mit Bezug auf 2 kann man ein Stück sehen, das nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist. Es handelt sich um einen Halbrumpf 6 einer Propellernabe eines Ultraleicht-Flugzeuges (ULM), wissend, daß zwei identische Halbrümpfe eine Nabe zu bilden erlauben.
Wie man sehen kann, weist dieser Halbrumpf 6 in seinem mittigen Bereich einen hohlen Teil 60, in dem zwei halbröhrenförmige Teile 61 münden, jeweils vorgesehen für den Durchgang des Endes eines Propellers, während der Umkreis 62 überwiegend ungekrümmt ist.
Man kann feststellen, daß der Halbrumpf 6 zahlreiche Öffnungen 63, 64 und 65 umfaßt, entsprechend zum Zentrieren des Propellers, zur Befestigung der Scheibe und zum Blockieren der Propeller, wobei alle nach dem Verfahren gemäß der Erfindung mit Hilfe eines Locheisens, umfassend genau so viel Stempel, hergestellt sind.
Mit Bezug auf 3 kann man das Vater- oder Mutterteil 7 einer Gußform sehen, erlaubend, einen Halbrumpf 6 herzustellen. Man kann feststellen, daß dieses Teil 7 Löcher 70, vorgesehen für den Durchgang des Stempels, sowie einen inneren Umkreiskanal 71 umfaßt, aufweisend einen Eingang 72 und einen Ausgang 73 und vorgesehen für den Umlauf einer wärmetragenden Flüssigkeit wie Wasser, erlaubend, das Heizen der Gußform und insbesondere das schnelle Abkühlen von dieser letzteren auszuführen.
Mit Bezug auf 4 kann man ein Stück 8 sehen, geeignet, nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt zu werden. Dieses Stück 8 ergibt sich aus dem radialen Zusammenbau auf einer Hülse 80 von zwei Hülsen 81 und 82 durch ihre Kante, entsprechend 83 und 84.
In der Praxis benutzt man einen Kern, auf welchem Aufschichtungen von Gewebelagen für die Herstellung einer Muffe für jede der Hülsen 80, 81 und 82 angeordnet sind, in Vereinigung mit Verbindungslagen, die diese Muffen bedecken. Mit den existierenden Verfahren hält die feste Verbindung der Hülsen 80, 81 und 82 nur an den Verbindungslagen und an der Kriechverformung der thermoplastischen Matrize, derart, daß man ein Stück mit schwachem Widerstand erhält.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung beobachtet man, insbesondere wegen der Vereinigung von Dichtigkeit und starkem Druck eine Kriechverformung der Fasern, was die Verbindung zwischen den Hülsen beträchtlich erhöht. Das Verfahren nach der Erfindung erlaubt so, komplizierte Stücke industriell herzustellen.

Claims

Verfahren zum Formen eines Verbundwerkstoffgegenstandes, der Art bestehend darin, in eine Gußform (1) eine Aufschichtung (2) von Gewebelagen (20) zu setzen, die von einem Vlies von Fasern entnommen sind, die in eine duroplastische oder thermoplastische Matrize eingebettet und nach bevorzugten Richtungen der besagten Fasern ausgerichtet sind, und darin, die besagte Gußform besonderen Druck- und Temperaturbedingungen auszusetzen, und dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, aufeinanderfolgende Arbeitsvorgänge durchzuführen zum/zur: – Anbringung der besagten Aufschichtung (2) von Gewebelagen (20) in die Gußform (1) unter einem schwachen Druck, allmählich ausgeführt mit langsamer Geschwindigkeit, – Beseitigung des Werkstoffüberschusses (21), der über dem Rand der Gußform (1) herausgeht, – Ausführung der Abdichtung der Gußform von der Außenseite aus, – Erhöhung des Drucks bis zu einem starken Druck, – Anstieg der Temperatur der Gußform (1), – schnellen Abkühlen der Gußform (1).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der starke Druck zwischen 50 und 200 Bar liegt, während die Heiztemperatur der Gußform zwischen 125 und 135°C liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang zur Beseitigung des Werkstoffüberschusses (21) einem Arbeitsvorgang zum Lochstanzen durch die Gussform hindurch (1) zugeordnet ist.
Vorrichtung, erlaubend die Durchführung des Verfahrens zum Formen nach irgendeinem der vorgehenden Ansprüche, der Art umfassend ein Druckmittel einer Gußform (1), bestehend aus wenigstens zwei Teilen (10, 11), zwischen denen die Aufschichtung (2) von Gewebelagen (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt: – ein Mittel zum Schneiden (3), geeignet, um unter der Wirkung eines Antriebsmittels den Werkstoffüberschuß (21), der aus den besagten Teilen (10, 11) nach dem Pressen derselben übertritt, abzuschneiden, und der äußeren Form der besagten Teile (10, 11) im Bereich ihrer Verbindungslinie genau entspricht, um eine wasserdichte Abdichtung zu bilden, – sowie Mittel (71), die geeignet sind, um die besagten Teile (10, 11) schnell zu heizen und abzukühlen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck- und Antriebsmittel aus Arbeitszylindern bestehen, die ausgefluchtet sind und in entgegengesetzten Richtungen wirken.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die geeignet sind, um die Teile (10, 11) zu heizen, aus elektrischen oder induktiven Mitteln bestehen, während die Mittel, die geeignet sind, um abzukühlen, aus Mitteln bestehen, erlaubend, eine kühlende Flüssigkeit umlaufen zu lassen.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die geeignet sind, um die Teile (10, 11) der Form (1) schnell zu heizen und abzukühlen, aus Mitteln (71) bestehen, erlaubend, in ihnen eine kühlende Druckflüssigkeit umlaufen zu lassen, die Mitteln zugeordnet sind, erlaubend, die besagte kühlende Flüssigkeit zu heizen oder abzukühlen.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen Stempel (5) umfaßt, der geeignet ist, um die Teile (10, 11) der Form (1) zu durchqueren, die zu diesem Zweck gegenüberliegend Löcher (12, 13, 70) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Stempel (5) mit den Mitteln zum Schneiden (3) fest verbunden sind und durch dasselbe Antriebsmittel angetrieben werden.