DE202007013755U1 - Composite element - Google Patents

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Abstract

Flexibles flächiges Element für die Herstellung und Reparatur von Bauteilen aus Glas- oder Kohlefaserverbundwerkstoffen, das Glas- oder Kohlefasern und ein durch Wärme aushärtbares und/oder zu vernetzendes Material enthält, in dem die Glas- oder Kohlefasern eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dass es beheizbar ausgebildet ist.flexible flat Element for the manufacture and repair of components made of glass or carbon fiber composites, the glass or carbon fibers and a thermosetting and / or crosslinkable Contains material, in which the glass or carbon fibers are embedded, characterized that it is designed to be heated.

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Description

Die Erfindung betrifft ein flexibles flächiges Element für die Herstellung und Reparatur von Bauteilen aus Glas- oder Kohlefasterverbundstoffen, das Glas- oder Kohlefasern und ein durch Wärme aushärtbares und/oder zu vernetzendes Material enthält, in dem die Glas- oder Kohlefasern eingebettet sind.The The invention relates to a flexible sheet-like element for the production and repair of components made of glass or carbon fiber composites, the glass or carbon fibers and a thermosetting and / or crosslinkable Contains material in the glass or carbon fibers are embedded.

Bauteile aus Glas- oder Kohlefaserverbundwerkstoffen finden immer weitere Verbreitung. Für immer mehr Anwendungen erweisen sie sich Metallen wie Stahl oder Alluminium insbesondere auch aus Gewichtsgründen überlegen. Insbesondere wegen der Glas- oder Kohlefasern sind sie sehr zugfest. Besonders hochwertige Bauteile wie Fügel für Windkraftanlagen, Leitwerke für Flugzeugflügel oder andere hochwertige Bauteile für die Luftfahrt-, Bootsbau- oder Militärindustrie werden vorwiegend in aufwendig temperierbaren Formen hergestellt und anschlies send mit Vakuum-Membranpressen und/oder durch die zusätzliche Verbringung von Bauteilen mitsamt Formen in Autoklaven verdichtet, entlüftet und unter hohem Druck und Temperatur vernetzt.components made of glass or carbon fiber composites find more and more Distribution. Forever more applications prove to metals such as steel or aluminum especially superior for weight reasons. In particular, because of the glass or carbon fibers, they are very tensile. Particularly high-quality components such as fins for wind turbines, tail units for aircraft wings or other high quality components for the aviation, boatbuilding or military industries become predominantly made in expensive temperable molds and then send with vacuum membrane presses and / or through the additional transfer of components compressed together with molds in autoclaves, deaerated and under high pressure and temperature networked.

Tritt eine Beschädigung in oder an einem solchen Bauteil auf, indem z. B. dort ein Loch herausgeschlagen wird, ein Riss oder Bruch ensteht, so ist an dieser Stelle möglicherweise eine ausreichende Festigkeit nicht mehr gegeben und das gesamte Bauteil ist nicht mehr zu nutzen. In der Luftfahrt ist es zum Beispiel Stand der Technik, dass keine Strukturschäden repariert werden dürfen, weil keine reproduzierbar herstellbare und belastbare Reparatur möglich ist.kick a damage in or on such a component by z. B. there is a hole is knocked out, a crack or break arises, so is this Maybe place sufficient strength is no longer given and the whole Component is no longer usable. For example, in aviation State of the art that no structural damage may be repaired because no reproducible producible and resilient repair is possible.

Es ist daher das dringlichste Ziel, eine Beschädigung wieder mit möglichst dem gleichen, oder einem gleichwertigen, qualitativ hochwertigem Faserverbundstoff so zu schließen, dass die Belastbarkeit wieder hergestellt und die Reparatur reproduzierbar überwacht werden kann. Die Komponente, die aushärten soll bzw. vernetzt werden soll, muss dabei maschinell im genau richtigen Mischungsverhältnis sorgfältig und gründlich gemischt verarbeitet werden. Die Verbundwerkstofffasern, -Gelege oder -Gewebe müssen genau in der optimalen Form und Lage verlegt werden, die Beaufschlagung mit Druck und Temperatur muß reproduzierbar und messbar in vergleichbarer Weise erfolgen wie bei der ursprünglichen Herstellung des Bauteils.It is therefore the most urgent goal, damage again as possible the same, or an equivalent, high quality Fiber composite so close that the load capacity is restored and the repair is reproducibly monitored can be. The component that should harden or be crosslinked should, while doing it mechanically in the exact correct mixing ratio carefully and thoroughly be processed mixed. The composite fibers, layers or tissue must be laid exactly in the optimal shape and location, the admission with pressure and temperature must be reproducible measurably comparable to the original one Production of the component.

Apparate zur Druck- und Temperaturbeaufschlagung, Legeapparate sowie Mischvorrichtungen stehen bei Außenarbeiten, insbesondere bei der Reparatur kleinerer Beschädigungen nicht oder nur unter sehr aufwändigen Umständen zur Verfügung.appliances for pressure and Temperaturbeaufschlagung, laying machines and mixing devices are in outdoor work, especially when repairing minor damage not or only under very elaborate circumstances to disposal.

Es ist bekannt, die Reparaturstelle (Ausnehmung) mit sogenannten Naßlaminaten zu verfüllen; hierbei werden die Fasermatten, -Gewebe oder -Gelege mit einer Matrix benetzt, welche dann vorwiegend unter von aussen zugeführter Temperatur und oftmals mit einem von aussen über Vakuumfolienpressen oder Vakuumsäcke aufgebrachten Druck ausgehärtet bzw. vernetzt wird.It is known, the repair (recess) with so-called wet laminates to fill up; in this connection the fiber mats, fabrics or sheets are wetted with a matrix, which then predominantly under externally supplied temperature and often with an outside over Vacuum foil presses or vacuum bags hardened applied pressure or networked.

Es ist auch bekannt, einzelne Schichten in die Ausnehmung der Beschädigung, die falls erforderlich noch geschäftet, gerade oder anders geeignet ausgeschnitten oder angeschliffen wurde, hineinzulaminieren. Dies kann aber nicht so gleichmäßig erfolgen wie während der Herstellung des ursprunglichen Bauteils; auch kann der Druck und die Temperatur, die bei der Herstellung z.B. durch komplette Verbringung des Bauteils in einen Autoklav geherrscht hat, weder so gleichmäßig noch so hoch an die Reparaturstelle herangebracht werden, was in der Reparaturstelle zu einer geringeren Festigkeit als in der ursprünglichen Struktur führt.It is also known, individual layers in the recess of the damage, if necessary still doing business, straight or otherwise suitable was cut or sanded to chew in. This but can not be done so evenly like while the production of the original component; also can the pressure and the temperature used in the preparation of e.g. by complete shipment of the component has ruled in an autoclave, neither so evenly be brought so high to the repair site, what in the Repair site to a lower strength than in the original Structure leads.

Es sind auch sogenannte Prepregs bekannt, die aus einzelnen Schichten eines maschinell vorimprägnierten, aushärtbaren und/oder zu vernetzenden Verbundwerkstoffs bestehen der bis zur Verarbeitung tiefgekühlt gelagert werden muss. Diese Prepregs werden dann einzeln, wie auch bei Naßlaminat in geeigneter Form in der Ausnehmung verlegt und fixiert.It are also known as prepregs, consisting of individual layers a mechanically pre-impregnated, curable and / or composite material to be crosslinked consist of up to Processing deep-frozen must be stored. These prepregs are then individually, as well in wet laminate laid in a suitable form in the recess and fixed.

Diese Prepregs haben wegen der maschinellen Vorimpregnierung eine sehr hohe Reproduzierbarkeit und Qualität. Sie sind aber auch zwingend bei höheren Temperaturen und unter Druck zu verarbeiten.These Prepregs have a lot because of the machine preimpregnation high reproducibility and quality. But they are also mandatory higher To handle temperatures and under pressure.

Dieser Druck wird bei der Reparatur nach der Befüllung der Ausnehmung vorwiegend durch die Verpressung mit Vakuum-Folienpressen oder in Vakuumsäcken realisiert; hiermit wird maximal die Differenz des Atmosphärendruckes gegen das zwischen Folie und Reparaturstelle wirkende Vakuum genutzt. Die Temperatur wird unter hohen Energieverlusten durch Strahler oder Heizkissen an die Reparaturstelle und seine Umgebung herangeführt, ohne jedoch eine gleichmäßige Temperierung zu gewährleisten.This Pressure becomes predominant during repair after filling the recess by pressing with vacuum foil presses or in vacuum bags realized; hereby maximum is the difference of the atmospheric pressure used against the acting between film and repair vacuum. The Temperature is under high energy losses due to spotlights or Heating pad brought to the repair site and its surroundings, without however, a uniform temperature to ensure.

Ein weiteres Problem dabei ist, dass die Oberfläche stärker beheizt wird als die darunter liegenden Schichten und dass die Drucke wesentlich geringer sind als die Drucke während der Herstellung des Bauteiles im Autoklav. Dieses Verfahren wird zwar weitgehend akzeptiert und ist Stand der Technik, ist aber bei Weitem noch nicht dafür geeignet, Strukturschäden belastbar zu reparieren.One Another problem is that the surface is heated more than the below lying layers and that the prints are much lower as the prints during the manufacture of the component in an autoclave. This procedure will indeed is widely accepted and is state of the art, but is by far not yet for that suitable, structural damage Reliable repair.

Die Aufgabe der Erfindung steht in der Schaffung von flexiblen flächigen Elementen, mit denen defekte Stellen an Bauteilen aus Glas- oder Kohlefaserverbundwerkstoffen einfach und zuverlässig repariert werden können, wobei eine höhere Festigkeit der reparierten Stelle durch gleichmäßigere Beheizung erreicht wird als im Stand der Technik, und aus denen auch Bauteile aus Glas- oder Kohlefasterverbundstoffen hergestellt werden können.The object of the invention is to provide flexible planar elements with which defective locations on components made of glass or carbon fiber composite materials can be repaired easily and reliably, with a higher strength speed of the repaired site is achieved by more uniform heating than in the prior art, and from which also components made of glass or carbon fiber composite materials can be produced.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines transportablen Werkzeuges zur Bereitstellung eines höheren Druckes an der Reparaturstelle als im Stand der Technik bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Elemente.One Another object of the invention is to provide a portable Tool for providing a higher pressure at the repair site as in the prior art in the use of the elements of the invention.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Isolierung der Reparaturstelle, sodaß während der Reparatur weniger Energie entweicht als im Stand der Technik.One Another object of the invention is to isolate the repair site, so during the repair less energy escapes than in the prior art.

Noch ein Ziel der Erfindung steht in der Registrierung und Protokollierung der Prozessparameter in der Reparaturstelle während der Reparatur zur Dokumentation der Qualität und der Reproduzierbarkeit.Yet An object of the invention is in registration and logging the process parameter in the repair site during the repair for documentation the quality and reproducibility.

Eine erfindungsgemäße Lösung besteht darin, dass das flexible flächige Element beheizbar ausgebildet ist. Hierbei kann es sich um ein trockenes Element handeln, welches zur Naßlaminierung oder für Injektionsverfahren eingesetzt wird, oder um ein Prepreg oder anders vorimprägniertes Element.A inventive solution exists in that the flexible flat Element is designed to be heated. This can be a dry element act, which for wet lamination or for Injection method is used, or a prepreg or otherwise pre-impregnated Element.

Das Element kann als Reparaturelement einzeln oder aber in Schichten an der zu reparierenden Stelle, nachdem diese falls erforderlich vorher durch Schneiden, Fräsen, Schleifen oder dergleichen behandelt worden ist, eingebracht oder angebracht werden. Anschließend werden dann die so ein- oder angebrachten Reparaturelemente beheizt. Die Beheizung erfolgt dabei nicht durch Heizmatten oder Strahler, sondern vom Inneren des Reparaturelements her. Auf diese Weise kann man z. B. eine gleichförmige Erwärmung bei mehrschichtig übereinander liegenden Reparaturelementen erreichen. Es kann aber auch nur eine einzelne Lage zu Heizung genutzt werden.The Element can be used as a repair element individually or in layers at the point to be repaired, if necessary before by cutting, milling, Grinding or the like has been treated, introduced or be attached. Subsequently then the repaired or attached repair elements are heated. The heating does not take place through heating mats or spotlights, but from the inside of the repair element ago. This way you can one z. B. a uniform warming in multi-layered one above the other reach lying repair elements. But it can only be one single location to be used for heating.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform besteht das Element aus vorimprägnierten Kohlefasern, wobei das Element an zwei gegenüberliegenden Enden mit jeweils einem elektrisch leitenden Kontaktglied verbunden sind. Legt man an die beiden Kontaktglieder eine Spannung an, so fließt ein Strom durch die Kohlefasern, wodurch das Element erwärmt wird und das aus härtbare und/oder zu vernetzende Material dann aushärtet bzw. vernetzt wird.at an advantageous embodiment the element consists of prepreg Carbon fibers, wherein the element at two opposite ends, respectively an electrically conductive contact member are connected. One puts to the two contact members to a voltage, so a current flows through the carbon fibers, which heats the element and the curable and / or then crosslinked material is cured or crosslinked.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist das aushärtbare und/oder zu vernetzende Material elektrisch leitend, wobei das Element an zwei gegenüberliegenden Enden je mit einem elektrischen leitenden Kontaktglied versehen ist, das mit dem aushärtbaren und/oder zu vernetzenden Material elektrisch leitend verbunden ist. In diesem Falle ist es das aushärtbare und/oder zu vernetzende Material, das den Strom leitet, sich dabei erwärmt und dadurch die Heizwirkung schafft. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft im Falle von mit Glasfasern versehenen Verbundwerkstoffen, obwohl auch im Falle von Kohlefasern das aushärtbare und/oder zu vernetzende Material elektrisch leitfähig sein kann.at another advantageous embodiment is the hardenable and / or material to be crosslinked electrically conductive, wherein the element on two opposite Ends each provided with an electrically conductive contact member is that with the curable and / or material to be crosslinked is electrically conductively connected. In this case it is the hardenable one and / or material to be crosslinked, which conducts the current, thereby heated and thereby creates the heating effect. This embodiment is particularly advantageous in the case of fiberglass composites, though also in the case of carbon fibers, the curable and / or crosslinked Material electrically conductive can be.

Die Kontakglieder können leisten- oder streifenförmig sein. Bei einer besonders einfachen Ausführungsform ist an den gegenüberliegenden Enden ein Metallstreifen, insbesondere Kupferstreifen um den Rand gebördelt, wobei insbesondere noch ein Metallpulver oder eine leitende Paste zwischen Element und Metallstreifen zur Kontaktverbesseung vorgesehen sein kann.The Contact members can strip or strip be. In a particularly simple embodiment is at the opposite Ends a metal strip, especially copper strips around the edge beaded wherein in particular still a metal powder or a conductive paste provided between element and metal strip for Kontaktverbesseung can be.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform weist das Element ein mikrowellenabsorbierendes Material auf. Auch in diesem Falle wird die Wärme erst innerhalb des Elements erzeugt. Bei noch einer anderen Ausführungsform weist das Element ein Ultraschall absorbierendes Material auf. Bei einer anderen Ausführungsform weist das Element induktiv beheizbare elektrisch leitende Elemente, insbesondere feine Metallringe auf. In allen drei der letztgenannten Fälle wird von außen keine Wärme zugeführt. Diese entsteht erst innerhalb der Ele mente durch die Wechselwirkung des Materials der Elemente mit der äußeren Strahlung bzw. den äußeren elektromagnetischen Wechselfeldern, die auf das Element gerichtet werden, um eine induktive Heizung zu bewirken.at another advantageous embodiment the element has a microwave absorbing material. Also In this case, the heat generated only within the element. In yet another embodiment the element has an ultrasound absorbing material. at another embodiment the element has inductively heatable electrically conductive elements, especially fine metal rings. In all three of the latter Falls from the outside no heat fed. This arises only within the elements through the interaction the material of the elements with the external radiation or the external electromagnetic Alternating fields that are directed to the element to an inductive To effect heating.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform weist das Element wärmestrahlungabsorbierendes Material auf.at another advantageous embodiment the element has heat radiation absorbing Material on.

Bei anderen vorteilhaften Ausführungsformen weist das Element UV-strahlungabsorbierendes Material auf.at other advantageous embodiments the element has UV radiation absorbing material.

Bei einer noch weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Element metallische Heizdrähte auf. Diese tragen ebenfalls zur Stabilität und Festigkeit des verwendeten Materials bei und können zudem zur Überwachung und Messung genutzt werden.at a still further advantageous embodiment, the element metallic heating wires on. These also contribute to the stability and strength of the used Materials and can also for monitoring and measurement are used.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Element durch Druck, Temperatur, Schwingung oder Strahlung platzende und oder sich lösende Mehrkomponentenkapseln, oder einer Mischungs aus Kapseln mit mehreren Komponenten auf, deren Vermischung oder Aktivierung eine wärmeabgebende oder vernetzende Wirkung hat. Nachdem also das Element als Reparaturelement oder die Reparaturelemente an dem Bauteil angebracht sind, kann die Wärmeerzeugung oder Vernetzung durch Druck, Temperatur, Schwingung oder Strahlung aktiviert werden.In another embodiment, the element comprises bursting and / or dissolving multi-component capsules by pressure, temperature, vibration or radiation, or a mixture of multi-component capsules whose mixing or activation has a heat-emitting or crosslinking effect. Thus, after the element as a repair element or the repair elements are attached to the component, the Heat generation or networking by pressure, temperature, vibration or radiation are activated.

Erfindungsgemäße kann ein Werkzeug zur Druckerhöhung bei der Anwendung der Elemente verwendet werden, das eine aussenliegenden Vakuumkammer aufweist, die um eine innenliegende insbesondere konzentrische Druckkammer angeordnet ist und diese gegen die entgegengerichtet Kraft, welche die innenliegende Druckkammer auf die zu reparierende Ausnehmumg ausübt, auf die umgebende Vakuumkammer umleitet und somit die erforderliche Einleitung dieser in die um die Reparaturfläche umgebende Fläche realisiert. Die Flächen sind so zu bemessen, dass das Produkt der Projektion der Vakuumfläche und der Größe des wirksamen Unterdrucks stets größer ist als das der Projektion der inneliegenden Druckfläche und dem dort wirksamen Druck auf die Reparaturfläche.According to the invention a tool for pressure increase to be used in the application of the elements, which is an external one Vacuum chamber, which is an internal particular concentric Pressure chamber is arranged and this counter-directed Force, which the internal pressure chamber on the repaired Ausnehmumg exercises, redirects to the surrounding vacuum chamber and thus the required introduction this in the around the repair area surrounding area realized. The surfaces are to be sized so that the product of the projection of the vacuum surface and the size of the effective one Negative pressure is always greater than that of the projection of the innermost pressure surface and the pressure acting there Pressure on the repair area.

Ein wesentlicher Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass das die Reparaturfläche umgebende Vakuum, welches das Druckwerkzeug um die Reparaturfläche herum festhält, mit seinem extrem niedrigen Wärmeleitwert eine extrem hohe Isolation bietet und die Wärme an der Reparaturstelle hält.One An essential advantage of this solution according to the invention is that the the repair area surrounding vacuum, which the pressure tool around the repair area around holds, with its extremely low thermal conductivity Provides extremely high insulation and heat at the repair site holds.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Struktur- und Heizfäden aus Karbon ebenso wie metallische Fäden oder Sensoren in dem Reparaturelement als Sensoren für Temperatur und Druck eingebettet sind und im Reparaturelement die Zustaände während der Reparatur und danach aufnehmen und protokollieren. Damit wird neben der Qualitätskontrolle die Reparaturstelle während und nach der Reparatur auf Fehler und mögliche Veränderung überwacht. Eventuell auftretende Abweichungen werden protokolliert und führen ggf. zu Warnungen, Fehlermeldungen und frühzeitiger Schadensvermeidung.According to the invention can be provided be that the structural and heating filaments of carbon as well as metallic Threads or Sensors embedded in the repair element as sensors for temperature and pressure are and in the repair element the conditions during repair and after record and log. This will be next to the quality control the repair site during and monitored for errors and possible changes after repair. Eventually occurring Deviations are logged and lead to warnings or error messages and earlier Damage prevention.

Ein Verfahren zum Reparieren von Bauteilen aus Glas- oder Kohlefaserverbundwerkstoffen, bei dem die beschädigte Stelle gereinigt und ggf. ausgeschnitten wird und dann mit mehreren Lagen von Glas- oder Kohlefasern und ein durch Wärme aushärtbares und/oder zu vernetzendes Material enthaltende Reparaturelemente gefüllt wird, die nacheinander oder gleichzeitig Wärme ausgesetzt werden, zeichnet sich dadurch aus, dass Re paraturelemente verwendet werden, wie sie obenstehend aufgezählt wurden. Dies geschieht vorteilhafterweise, indem die Reparaturstelle durch ein Druckkissen oder eine um dieselbe gebildete Druckkammer unter Druck gesetzt wird.One Method for repairing components made of glass or carbon fiber composites, where the damaged Cleaned place and if necessary cut out and then with several Layers of glass or carbon fibers and a thermosetting and / or to be crosslinked Material-containing repair elements is filled, one after the other or at the same time heat be exposed, is characterized by the fact that used re paraturelemente become as enumerated above. this happens Advantageously, by the repair site by a pressure pad or a pressure chamber formed around the same is pressurized.

Es wird also die beschädigte Stelle, falls erforderlich, zunächst sauber bearbeitet. Anschließend werden dann eine oder mehrere Schichten von Reparaturelementen angebracht bzw. in die Ausnehmung eingebracht. Diese Reparaturelemente werden dann nacheinander oder gleichzeitig entsprechend den besonderen Eigenschaften der Reparaturelemente beheizt, d. h. durch elektrischen Strom, durch Mikrowellen, Ultraschall, elektromagnetische Wechselfelder oder Wärmestrahlung. Nachdem die Reparaturelemente ausgehärtet und/oder vernetzt sind, kann die Reparaturstelle noch bearbeitet werden, indem sie glattgesschliffen wird und/oder indem eine Deckschicht aufgebracht wird.It so will the damaged If necessary, place first clean worked. Then be then one or more layers of repair elements attached or introduced into the recess. These repair items will then successively or simultaneously according to the particular properties the repair elements heated, d. H. by electric current, by microwaves, Ultrasound, alternating electromagnetic fields or thermal radiation. After the repair elements are cured and / or crosslinked, can The repair site can still be edited by smoothing is and / or by applying a cover layer.

Falls die Aushärtung und/oder Vernetzung exotherm stattfindet, kann, wenn übermäßige Erwärmung vermieden werden muss, während der Aushärtung/Vernetzung durch Einsatz von geeigneten Medien direkt in der Druckkammer gekühlt werden.If the curing and / or crosslinking may take place exothermically, if excessive heating is avoided must be while curing / crosslinking be cooled by use of suitable media directly in the pressure chamber.

Bei dem Verfahren der Erfindung kann die Beheizung der Reparaturelemente zeitlich gestaffelt oder gleichzeitig erfolgen.at The method of the invention can be used to heat the repair elements staggered in time or at the same time.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen schematisch:The Invention will be described below with reference to an advantageous embodiment with reference to the attached Drawings described. They show schematically:

1 ein beschädigtes Bauteil im Querschnitt; 1 a damaged component in cross section;

2 das Bauteil der 1, nachdem die beschädigte Stelle glatt geschliffen oder glatt geschnitten ist; 2 the component of 1 after the damaged area is smoothed or cut smooth;

3 die beschädigte Stelle nach Einfügen mehrerer erfindungsgemäßer Reparaturelemente; 3 the damaged area after insertion of several inventive repair elements;

4 das Bauteil der 1 nach Fertigstellung der Reparatur; 4 the component of 1 after completion of the repair;

5 ein erfindungsgemäßes Reparaturelement; 5 a repair element according to the invention;

6 das Prinzip eines Druckwerkzeug, das in Verbindung mit dem Reparaturelement der Erfindung verwendet werden kann. 6 the principle of a printing tool that can be used in conjunction with the repair element of the invention.

Das in den Figuren gezeigte Bauteil 1 ist bei 2 beschädigt, wie dies in 1 gezeigt ist. Nachdem die beschädigte Stelle 2, wie in 2 dargestellt ist, glatt geschliffen ist, werden mehrere erfindungsgemäße Reparaturelemente 3 in die beschädigte Stelle 2 eingefügt. Diese sind verhältnismäßig dünn und flexibel und weisen Kohle- oder Glasfasern aus, die in ein aushärtbares und/oder zu vernetzendes Material eingebettet sind. Damit dieses Material nicht frühzeitig aushärtet bzw. vernetzt, wird es bis zur Reparatur bei tiefen Temperaturen, insbesondere -18°C aufbewahrt. Die Reparaturelemente werden maschinell hergestellt, so dass die Mischung der Komponenten des Materials, das aushärten oder vernetzen soll, sehr genau eingestellt werden kann.The component shown in the figures 1 is at 2 damaged like this in 1 is shown. After the damaged spot 2 , as in 2 is shown, smoothed, are several repair elements of the invention 3 in the damaged place 2 inserted. These are relatively thin and flexible and have coal or glass fibers, which are embedded in a curable and / or to be crosslinked material. So that this material does not cure early or cross-linked, it is stored until repair at low temperatures, in particular -18 ° C. The repair elements are machined so that the mixture of the components of the material to be cured or crosslinked can be adjusted very accurately.

Die Reparaturelemente 3 sind an zwei gegenüberliegenden Rändern mit leistenförmigen Kontaktgliedern 4 versehen, die mit leitenden Kohlefasern, elektrischen Drähten und/oder dem e lektrisch leitenden aushärtbaren und/oder zu vernetzenden Material verbunden sind. An diese leistenförmigen Kontaktglieder 4 wird eine Spannung angelegt, so dass sich die Reparaturelemente 3 erwärmen.The repair elements 3 are on two opposite edges with strip-shaped contact members 4 provided, which are connected to conductive carbon fibers, electrical wires and / or e lektrisch conductive curable and / or crosslinked material. At these strip-shaped contact members 4 A voltage is applied so that the repair elements 3 heat.

Nachdem das Material ausgehärtet und/oder vernetzt ist, wird die Reparaturstelle flachgeschliffen und ggf. mit einer Abdeckung 5 versehen, wie dies in 4 gezeigt ist.After the material has cured and / or crosslinked, the repair site is ground flat and, if necessary, with a cover 5 provided, as in 4 is shown.

In den 3 und 4 sind nur zwei bzw. drei Reparaturelemente 3 gezeigt. In der Praxis werden, insbesondere bei größeren Beschädigungen, eine größere Anzahl solcher Reparaturelemente 3 verwendet.In the 3 and 4 are only two or three repair elements 3 shown. In practice, especially for larger damage, a larger number of such repair elements 3 used.

Die Reparaturelemente müssen auch nicht mit Kontaktleisten 4 versehen sein, wenn sie auf andere Weise erwärmt werden, z. B. durch Mikrowellen, Ultraschall oder Wärmestrahlung. Es wäre auch möglich, die Reparaturelemente 3 mit Mehrkomponentenkapseln zu versehen, die bei Druckausübung Wärme abgeben. Eine weitere Möglichkeit besteht in der induktiven Heizung, indem die Reparaturelemente 3 induktiv beheizbare Elemente, insbesondere kleien Metallringe aufweisen.The repair items also do not have contact strips 4 be provided when they are heated in other ways, for. B. by microwaves, ultrasound or heat radiation. It would also be possible to repair the items 3 To provide with multi-component capsules that release heat when pressure is applied. Another possibility is in the inductive heating by the repair elements 3 inductively heatable elements, in particular have small metal rings.

In 5 ist ein erfindungsgemäßes Reparaturelement 3 gezeigt, das am Rande leitende streifenförmige Elemente 4 aufweist, die mit quer durch das Element 3 verlaufenden Kohlefasern 6 elektrisch verbunden sind. Die Kohlefasern 6 sind dabei in ein aushärtbares und/oder zu vernetzendes Material 7 eingebettet.In 5 is a repair element according to the invention 3 shown, the marginally conductive strip-shaped elements 4 that crosses the element 3 extending carbon fibers 6 are electrically connected. The carbon fibers 6 are in a hardenable and / or to be crosslinked material 7 embedded.

Zur Ausübung des nötigen Druckes zur Verdichtung der Reparaturfläche während der Vernetzung wird die Reparaturfläche z.B. mit einer Folie abgedeckt, zur Umgebung abgedichtet und mit einem Vaccum beaufschlagt sodaß die Folie die Reparaturfläche verdichtet.to exercise the necessary Pressure for densification of the repair surface during crosslinking is the repair area e.g. covered with a foil, sealed to the environment and with a vaccum is applied so that the Foil the repair area compacted.

Für den Einsatz höherer Drücke wird ein erfindungsgemäßes Werkzeug eingesetzt, welches sich durch die Baufschlagung des äusseren Rings mit Vakuum auf der die Reparaturfläche umgebenden Fläche festsaugt und dem Druckraum die notige Haltekraft zur Beaufschlagung der Reparaturfläche mit einem zusätzlichen Druckpolster bietet. Das Druckpolster kann wahlweise mechanisch oder durch Luft- oder Fluiddruck auf die Reparaturfläche wirken, wobei die Fluide zur zusätzliche Heizung oder Kühlung der Reparaturfläche genutzt werden können.For use higher pressures becomes a tool according to the invention used, which is characterized by the Baufschlagung the outer Vacuum rings on the surface surrounding the repair area with vacuum and the pressure chamber the necessary holding force to act on the repair surface an additional Pressure pad offers. The pressure pad can optionally mechanical or act on the repair area by air or fluid pressure, wherein the fluids to additional Heating or cooling the repair area can be used.

Das Prinzip des erfindungsgemäßen Werkzeugs ist in 6 gezeigt. Es weist ein inneres flexibles sackförmiges Element 8 auf, das über eine Leitung 9 mit Druck beaufschlagt werden kann, was durch den Pfeil 10 verdeutlicht wird. Auch eine Erwärmung durch Einführung oder Zirkulation eines erwärmten Fluids ist möglich. Der sackförmige Element wird auf die Reparaturstelle 2 aufgebracht, um die Reparaturelemente 3 mit Druck zu beaufschlagen und gegebenenfalls zu erwärmen. Der sackförmige Element 8 wird dabei durch ein ringförmige Element 11 gegen das Bauteil 1 gedrückt, das mit ringförmigen Dichtungen 12 und 13 am Bauteil 1 dichtend anliegt und mit Unterdruck beaufschlagt ist, was durch den Pfeil 14 angedeutet wird. Dieses Element 11 besitzt eine gewisse Nachgiebigkeit, um das sackförmiges Element 8 gegen das Bauteil 1 drücken zu können. Andererseits muss es aber wenigstens zum Teil auch unter Unterdruck ungefähr die Form anzunehmen können, die in 6 gezeigt ist.The principle of the tool according to the invention is in 6 shown. It has an inner flexible bag-shaped element 8th on, over a wire 9 can be pressurized, what by the arrow 10 is clarified. Heating by introducing or circulating a heated fluid is also possible. The bag-shaped element is on the repair site 2 applied to the repair items 3 pressurize and, if necessary, heat. The bag-shaped element 8th is doing by an annular element 11 against the component 1 pressed, with annular seals 12 and 13 on the component 1 sealingly applied and subjected to negative pressure, which is indicated by the arrow 14 is hinted at. This element 11 has a certain flexibility to the bag-shaped element 8th against the component 1 to be able to press. On the other hand, it must at least partially under negative pressure about the form can be assumed that in 6 is shown.

Diese Anordnung realisiert auch die beschriebene Isolierung der Reparaturfläche gegen Energieverlust und realisiert eine thermisch isolierte Druckkammer.These Arrangement also realizes the insulation described the repair surface against Energy loss and realized a thermally insulated pressure chamber.

Die beschriebenen Verfahrensabläufe sind ebenfalls zur Herstellung von Bauteilen selbst einsetzbar damit auf aufwendige, teure und energieverschwendende beheizte Formen verzichtet werden kann, weil die Bauteile durch Einlage von erfindungsgemäßen Heizelementen aus ihrer eigenen Struktur energiesparend und reproduzierbar hergestellt werden können. Insbesondere ist auch der Betrieb von Formen nach dem Prizip der isolierenden Druckkammer möglich.The described procedures are also used for the production of components themselves so on elaborate, expensive and energy-wasting heated forms can be omitted because the components by inserting heating elements according to the invention produced from their own structure in an energy-saving and reproducible way can be. In particular, the operation of forms according to the Prizip of insulating pressure chamber possible.

Claims (13)

Flexibles flächiges Element für die Herstellung und Reparatur von Bauteilen aus Glas- oder Kohlefaserverbundwerkstoffen, das Glas- oder Kohlefasern und ein durch Wärme aushärtbares und/oder zu vernetzendes Material enthält, in dem die Glas- oder Kohlefasern eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dass es beheizbar ausgebildet ist.Flexible sheet-like element for the manufacture and repair of components made of glass or carbon fiber composites containing glass or carbon fibers and a thermosetting and / or cross-linked material in which the glass or carbon fibers are embedded, characterized in that it is heatable is trained. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es vorimprägnierte Kohlefasern (6) aufweist, die sich zwischen zwei gegenüberliegenden Enden des Elements erstrecken und dort an ihren Enden mit jeweils einem elektrisch leitenden Kontaktglied (4) verbunden sind.Element according to claim 1, characterized in that it comprises preimpregnated carbon fibers ( 6 ), which extend between two opposite ends of the element and there at their ends, each with an electrically conductive contact member ( 4 ) are connected. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das aushärtbare und/oder zu vernetzende Material (7) elektrisch leitend ist und das Element (3) an zwei gegenüberliegenden Enden je mit einem elektrisch leitenden Kontanktglied (4) versehen ist, das mit dem aushärtbaren und/oder zu vernetzenden Material (7) elektrisch leitend verbunden ist.Element according to claim 1 or 2, characterized in that the curable and / or to be crosslinked material ( 7 ) is electrically conductive and the Element ( 3 ) at two opposite ends each with an electrically conductive Kontanktglied ( 4 ) provided with the curable and / or to be crosslinked material ( 7 ) is electrically connected. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Mikrowellen absorbierendes Material aufweist.Element according to one of claims 1 to 3, characterized that it has a microwave absorbing material. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das es ein Ultraschall absorbierendes Material aufweist.Element according to one of Claims 1 to 4, characterized it has an ultrasound absorbing material. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es induktiv beheizbare elektrisch leitende Teile, insbesondere feine Metallringe aufweist.Element according to one of claims 1 to 5, characterized that there are inductively heatable electrically conductive parts, in particular has fine metal rings. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es Wärmestrahlung absorbierendes Material aufweist.Element according to one of claims 1 to 6, characterized that it absorbs heat radiation Material has. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es UV-Strahlung absorbierendes Material aufweist.Element according to one of claims 1 to 7, characterized that it has UV radiation absorbing material. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, das ist durch Druck aktivierbare und Wärme abgebende Mehrkomponentenkapseln aufweist.Element according to one of claims 1 to 8, characterized that is pressure-activatable and heat-releasing multi-component capsules having. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es eine durch Druck aktivierbare und Wärme abgebende Mischung aus Kapseln mit verschiedenen Komponenten aufweist.Element according to one of claims 1 to 9, characterized that it is a pressure-activatable and heat-releasing mixture of capsules having different components. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es durch Temperatur, Schwingung oder Strahlung platzende und/oder sich auflösende Kapseln aufweistElement according to one of claims 1 to 10, characterized that it is bursting due to temperature, vibration or radiation and / or dissolving oneself Having capsules Element nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, das es metallische Heizdrähte aufweist.Element according to one of claims 1 to 11, characterized it's metallic heating wires having. Werkzeug zur Verarbeitung eines Elementes der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es einen sack förmiges mit einem Druckfluid beaufschlagbares Element (8) aufweist, das durch ein unter Unterdruck setzbares ringförmiges Element (11) wenigstens teilweise umschlossen ist und durch dieses gegen das Bauteil oder eine Unterlage drückbar ist.Tool for processing an element of claims 1 to 12, characterized in that it comprises a sack-shaped element which can be acted upon by a pressurized fluid ( 8th ) which can be set by a vacuum-settable annular element ( 11 ) is at least partially enclosed and can be pressed by this against the component or a pad.
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