DE4019744C2 - Vorrichtung zum Reparieren von Bauteilen aus Kunststoff, insbesondere aus Faserverbundwerkstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reparieren von Bauteilen aus Kunststoff, insbesondere aus Faserverbundwerkstoffen.

Es ist ein Reparaturverfahren bekannt (US-PS 46 14 555), mittels dessen Hilfe Fehlstellen oder Schadstellen in Holzbrettern erfaßt und repariert werden sollen. Die von einer Erkennungseinrichtung erfaßten Fehlstellen werden dabei von einer nachgeschalteten Bearbeitungseinheit muldenförmig ausgearbeitet und anschließend von einer Füllvorrichtung mit einem Kunststoffüllmaterial gefüllt und danach mittels einer Schleifeinrichtung bearbeitet.

Dieses bekannte Reparaturverfahren eignet sich nicht für hochwertige Bauteile und solche, die größeren Beanspruchungen ausgesetzt sind. Vielmehr ist dieses Verfahren auf Holzmaterial beschränkt.

Es ist ferner eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reparieren z. B. von Tragflächen aus Faserverbundwerkstoffen bekannt (EP-OS 2 58 596), bei dem in das Bauteil eine derart geformte Vertiefung eingearbeitet wird, die ein relativ schmales Mittelteil und demgegenüber vergrößerte Endteile hat. Als Füllmaterial zum Füllen der Vertiefung wird ein aus einem Stück bestehender Einsatz verwendet, der aus einzelnen Schichten von Fasermatten besteht, wobei zwischen diesen Schichten Klebstoff vorhanden sein soll. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß der in die Vertiefung eingesetzte Einsatz im wesentlichen nur formschlüssig mit dem Umgebungsbereich des Bauteils in Verbindung gelangt, und daß die entsprechende Vorrichtung nur für eine manuelle Reparatur eines beschädigten Bauteils geeignet ist, wobei die Reparatur jeweils individuell auf den angetroffenen Schaden abgestimmt werden muß.

Auch in der DE 33 19 571 C2 ist eine Vorrichtung für die Reparatur eines duroplastischen glasfaserverstärkten Kunststoff- Formteils beschrieben, mit der jeweils nur eine manuelle und individuelle Reparatur eines jeweils zu behebenden Schadens, nicht aber ein automatisierter Reparaturablauf möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Reparatur eines Kunststoffbauteils zumindest weitgehend automatisch, schnell, einfach und kostengünstig durchführbar ist und die eine solche Reparaturstelle möglich macht, die einen festen Verbund mit dem Umgebungsbereich der Vertiefung hat und die gleichen mechanischen Gütewerte wie das umgebende Material zeigt, wobei das Reparaturergebnis in reproduzierbarer Güte und Qualität erreicht werden soll.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte weitere Erfindungsmerkmale dazu ergeben sich aus den Ansprüchen 2-10.

Durch die Erfindung ergibt sich eine gute feste Verbindung zwischen dem Reparaturmaterial im Bereich der Vertiefung und den angrenzenden Bereichen der Vertiefung, so daß man von einem auch im Reparaturbereich etwa homogenen Material sprechen kann, trotz der durchgeführten Reparatur. Die Vorrichtung eignet sich zur Reparatur für alle möglichen Formen von Bauteilen und Materialien dieser, insbesondere für solche aus Faserverbundwerkstoffen hoher Qualität und Güte. Dabei ist die Reparatur einfach und kostengünstig durchführbar. Vor allem sind die Voraussetzungen dafür geschaffen, daß die Reparaturen im wesentlichen vollautomatisch und mit reproduzierbarer Güte und Qualität durchführbar sind, so daß die Vorrichtung schnelle und kostengünstige Reparaturen ermöglicht. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß diese Reparaturen an z. B. ortsfesten Bauteilen und somit vor Ort durchgeführt werden können.

Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale und Ausgestaltungen eines Zuschnitts zur Verwendung in der genannten Vorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen 13-19. Die Anpressung des Zuschnitts an die Vertiefung erfolgt dabei z. B. vorteilhaft durch Saugwirkung. Sie kann stattdessen oder zusätzlich dazu auch noch durch inneren und/oder äußeren Druck, z. B. auf mechanische Weise von außen, geschehen. Von Vorteil ist ferner, daß die Reparatur mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung bei Bauteilen sowohl mit konvexen als auch mit konkaven Bereichen, in denen sich die Schadstelle befindet, mit gleich gutem Erfolg zur Anwendung kommen kann. Ebenso sind auch Rippen, Wanddickenvorsprünge od. dergleichen Bauteile nach dieser Methode bei vorhandenen Schadstellen reparierbar.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Reparieren von Bauteilen aus Kunststoff, insbesondere aus Faserverbundwerkstoffen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Vorteilhafte weitere Erfindungsmerkmale dieses Verfahrens sowie Ausgestaltungen dazu ergeben sich aus den Ansprüchen 11 und 12.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung sind nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines Bauteils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Stufe des Reparaturvorganges,

Fig. 2 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht etwa entsprechend derjenigen in Fig. 1 in einer anderen Stufe des Reparaturvorganges,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht der Vorrichtung in Fig. 2,

Fig. 4a bis Fig. 5b jeweils einen schematischen Schnitt mit zugeordneter Unteransicht verschie­ dener Gewebematten-Zuschnitte,

Fig. 6 eine schematische, teilweise ge­ schnittene Seitenansicht etwa ent­ sprechend derjenigen in Fig. 2 eines Bauteiles gemäß einem zweiten Aus­ führungsbeispiel in einer Stufe des Reparaturverfahrens,

Fig. 7 einen schematischen Schnitt eines Bauteils mit Reparaturstelle gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 einen schematischen Schnitt mit teil­ weiser Seitenansicht eines Bauteils gemäß einem vierten Ausführungs­ beispiel mit Vorrichtung zum Reparieren in einer Stufe des Reparaturverfahrens,

Fig. 9 eine schematische Draufsicht des Fasermatten-Zuschnitts in Pfeilrichtung IX in Fig. 8,

Fig. 10 einen schematischen Schnitt entlang der Linie X-X in Fig. 9,

Fig. 11 eine schematische, teilweise ge­ schnittene Seitenansicht etwa ent­ sprechend derjenigen in Fig. 2 eines Bauteiles gemäß einem fünften Aus­ führungsbeispiel,

Fig. 12a bis Fig. 12c jeweils einen schematischen Schnitt eines Druckstempels mit verschiedenen Querschnittsformen.

Bei Bauteilen 10 aus Kunststoff, insbesondere aus Faserver­ bundwerkstoffen, ergeben sich mitunter Fehler, Schadstellen oder Fehlstellen, von denen eine Fehlstelle mit 11 im Bau­ teil 10 bezeichnet ist. Als Fehlerarten kommen Risse jeder Art in Betracht, und zwar sowohl kleine, eng begrenzte als auch große, lange, große und flächig verzweigte, sowie ferner z. B. Delaminationen, und hierbei kleine, beispiels­ weise bedingt durch Steinschlag, oder großflächige, z. B. bedingt durch einen Aufprall auf einem Pfosten od. dergl. Die hier angesprochenen Bauteile 10 können vielfältiger Art sein, z. B. Stoßfänger, Spoiler, Kotflügel, Seiten­ verkleidungen, Teile einer Unterbodengruppe, Türen, Heckklappen, Motorhauben, Vorderteile (Softnoses) od. dergl. Bauteile z. B. eines Kraftfahrzeuges. Statt dessen kommen auch beispielsweise die verschiedensten Bauteile von anderen Fahrzeugen, insbesondere z. B. von Flugzeugen, in Betracht. Bei all diesen Bauteilen handelt es sich ins­ besondere um solche aus Faserverbundwerkstoffen (FVW), aus verstärkten oder unverstärkten Kunststoffen, mehr­ schichtig oder einschichtig, lackiert bzw. unlackiert od. dergl.

Zum Reparieren eines Bauteils 10 im Bereich der Schad­ stelle 11 ist eine Vorrichtung 12 geeignet. Die Vor­ richtung 12 weist zunächst eine in Fig. 1 in Aktion ge­ zeigte CNC-gesteuerte Schleifeinrichtung 13, Fräsein­ richtung od. dergl. auf, mittels der nach einem abge­ speicherten Programm im Bereich der Schadstelle 11 im Bauteil unter Bildung einer Vertiefung 14 Material abge­ tragen wird, wobei aufgrund der Steuerung der Schleif­ einrichtung 13 diese Vertiefung 14 in der jeweils ge­ wünschten Form und Größe selbsttätig herstellbar ist. Die Schleifeinrichtung 13 ist bei dieser Bearbeitungs­ phase am Bauteil 10 lösbar halterbar. Dies geschieht z. B. mittels nur schematisch angedeuteter Sauger 15, 16, die am Ende von nur schematisch angedeuteten Stützen 17, 18 angeordnet sind. Sofern erforderlich, kann die Schleifeinrichtung 13 auch noch mittels einer nur schematisch angedeuteten Stütze 19 an einer weiteren Stützfläche 20 abgestützt sein, wobei auch sonstige geeignete Abstützungen, soweit erforderlich, vorgenommen sein können. Die Schleifeinrichtung 13 weist eine nur schematisch angedeutete Bearbeitungseinheit 21 mit Welle 22 und daran gehaltenem Schleifwerkzeug 23 auf, das die Bauteiloberfläche im Bereich der Schadstelle 11 bearbeitet. Die herzustellende Vertiefung 14 wird z. B. durch Ansetzen des Schleifwerkzeuges 23 am Anfang und Ende der Vertiefung 14 und Abspeichern der beiden Schleifwerkzeugpositionen festgelegt. Nach Eingabe der Parameter für die gewünschte, herzustellende Vertiefung 14 schleift die Schleifeinrichtung 13 automatisch die Vertiefung 14 in der gewünschten Form aus. Dabei sind die Form und Größe der herzustellenden Vertiefung 14 auf einige wenige Standardgrößen festlegt. Bei der Schleifeinrichtung 13 handelt es sich z. B. um einen programmierbaren Roboter, der mittels geeigneter Software gesteuert ist. Die vorgenannten Ausführungen gelten allesamt auch für eine andere, für den Zweck geeignete Bearbeitungseinrichtung, z. B. Fräseinrichtung.

Beim Herstellen der Vertiefung 14 können, sollte dies wünschenswert sein, mittels der Schleifeinrichtung 13 besondere Strukturen eingearbeitet werden, z. B. eine solche Struktur, die Oberflächenerhöhungen und Oberflächenvertiefungen, z. B. Zähne und Rillen oder dergleichen, aufweist. Eine solche Struktur des Bodens der Vertiefung 14 schafft die Voraussetzungen dafür, daß später eine gute Verbindung des Reparaturmediums, z. B. Harzes, mit dem Bauteil 10 durch Verzahnung erfolgt.

Bei der beschriebenen Herstellung der Vertiefung 14 kann man diese z. B. in Gestalt eines Kreises, eines mulden­ förmigen Ovals, eines Ellipsoids od. dergl. gestalten, je nachdem, was als vorteilhaft erachtet wird.

Nachdem die Vertiefung 14 in beschriebener Weise herge­ stellt worden ist, legt man in die Vertiefung 14 einen vorgefertigten Gewebematten-Zuschnitt 24 ein, der aus einzelnen Fasermatten 25 besteht und der hinsichtlich seiner Form und Größe der Form und Größe der Vertiefung 14 angepaßt ist. So ist in Fig. 4a und 4b ein solcher vorgefertigter Zuschnitt 24 gezeigt, der hier eine kreisrunde Kontur hat und der - bezogen auf die Tiefe der Vertiefung 14 - von oben nach unten abnimmt und dadurch etwa die Gestalt z. B. ähnlich einem Kegelstumpf hat. Beim anderen Beispiel in Fig. 5a und 5b ist der Zuschnitt 24 entsprechend einem muldenförmigen Oval gestaltet, mit ellipsoider Außenkontur, wobei sich die Abmessung des Zuschnitts - in Richtung der Tiefe der Vertiefung 14 gesehen - von oben nach unten redu­ ziert. Es wird davon ausgegangen, daß z. B. in Fig. 2 und 3 sowie Fig. 6-10 jeweils ein solcher, etwa ent­ sprechend einem ellipsoid geformter Gewebematten-Zuschnitt 24 zum Einsatz kommt. Der Zuschnitt 24 ist vorgefertigt. Er ist hinsichtlich seiner Dicke an die Tiefe und hin­ sichtlich seiner Kontur und Flächenmaße an die Kontur und Breite der Vertiefung 14 angepaßt, und zwar so, daß der jeweilige Zuschnitt 24 die Vertiefung 14 zumindest im wesentlichen formgleich und gänzlich ausfüllt. Diese Zu­ schnitte 24 liegen als standardisierte Vorformlinge fertig vor. Sie können etwa nach Art eines Heftpflasters in die Vertiefung 14 eingelegt werden. Dabei kann es zweck­ mäßig sein, daß man für jede der Standardgrößen der her­ zustellenden Vertiefungen 14 entsprechend zugeordnete Gewebematten-Zuschnitte 24 vorfertigt und bereithält, die dann jeweils zumindest im wesentlichen genau in die Ver­ tiefung 14 zugeordneter Form und Größe passen. Als Material für die Gewebematten-Zuschnitte 24 kommt z. B. Glasfasergelege und/oder Glasgewebe jeder Art in Betracht.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist im Stadium gemäß Fig. 2 in die Vertiefung 14 ein derartiger Zuschnitt 24 eingelegt worden, der die Vertiefung 14 zumindest im wesentlichen formgleich und gänzlich ausfüllt, wobei z. B. zwischen den einzelnen übereinanderliegenden Fasermatten 25 Zwischenräume verbleiben, die später mit Harz ausge­ füllt werden.

Nach dem Einbringen des passenden Zuschnitts 24 in die Vertiefung 14 wird bei diesem dargestellten Ausführungs­ beispiel aber zunächst der Zuschnitt 24 und die an­ grenzende Oberfläche des Bauteils 10 mit einer Membran 26, z. B. einer Gummimembran, einer Folie od. dgl. Abdeckung abgedeckt, die z. B. gemäß Fig. 2 im Bereich ihres Randes eine um­ laufende Vakuumringleitung 27 aufweist, die in Fig. 3 gestrichelt angedeutet ist. Die Membran 26 wird an die Vertiefung 14 und den darin befindlichen Zuschnitt 24 angepreßt. Dies geschieht z. B. mittels einer in Fig. 2 nur schematisch angedeuteten Preßvorrichtung 28, die mit Stützen 29 z. B. am Bauteil abgestützt ist. An einer Stelle der Vertiefung 14, in Fig. 2 an der dort oben befindlichen Stelle und in Fig. 3 an der dort links befindlichen Stelle, wird in geeigneter Weise ein Vakuum angelegt. Dies geschieht z. B. mit Hilfe einer Düse 30, die an eine nicht weiter gezeigte Vakuumpumpe ange­ schlossen ist. Gemäß Fig. 3 ist die Düse 30 insbesondere als Breitschlitzdüse 31 ausgebildet, die im Bereich ihrer Öffnung an die Form und Größe der Vertiefung 14 mit darin befindlichem Zuschnitt 24 angepaßt ist und beim Beispiel gemäß Fig. 3 z. B. etwa entsprechend einem liegenden U oder V geformt ist.

An der der Düse 30 vorzugsweise gegenüberliegenden Stelle der Vertiefung 14 wird über eine dortige Düse 32 ein geeignetes Harz zugeführt. Die Düse 32 kann ebenfalls ent­ sprechend Fig. 3 als Breitschlitzdüse 33 ausgebildet sein.

Es versteht sich, daß die Vakuumringleitung 27 der Membran 26 so, wie die Düse 30, insbesondere Breitschlitz­ düse 31, an Vakuumpumpe angeschlossen sein kann, so daß auch im Bereich dieser Vakuumringleitung 27 ein Vakuum herrscht und dadurch die Membran 26 randseitig fest an der Oberseite des Bauteils 10 haftet.

Als Harz, mit dem die Vertiefung 14 und die Zwischenräume im Zuschnitt 24 ausgefüllt werden, kommen verschiedene Materialien in Frage, wobei diese mit Vorzug an Ort und Stelle mischbar und über Vakuum einsaugbar sein sollten. Dies bedingt also eine niedrige Viskosität der Komponenten des Harzes. Als derartige Materialien kommen z. B. Polyure­ than, Polyharnstoffe, Epoxidharze, ungesättigte Polyester­ harze od. dergl. in Betracht. Auch Silikonharze oder auch Thermoplaste sind möglich.

Für die Bereitstellung des Harzes ist z. B. eine Misch- und Dosiereinrichtung 34 (Fig. 3) vorgesehen, der aus getrennten Arbeitsbehältern 35 und 36 die jeweilige Kompo­ nente zugeführt wird. Somit ist die Misch- und Dosierein­ richtung 34 über die Düse 32, insbesondere Breitschlitz­ düse 33, an die Vertiefung 14 anschließbar. Die zuzu­ führende Harzmenge wird mittels der Misch- und Dosier­ einrichtung 34 dosiert und in die Vertiefung 14 einge­ drückt. Dadurch füllt die Harzmenge, unterstützt durch den herrschenden Unterdruck - erzeugt über die Düse 30, insbe­ sondere Breitschlitzdüse 31, und von der daran ange­ schlossenen Vakuumquelle - den freien Raum zwischen dem Zuschnitt 24 und innerhalb der Vertiefung 14 aus.

Fig. 7 zeigt, daß zwischen der abdeckenden Membran 26 und der Oberseite des Gewebematten-Zuschnitts 24 noch weitere Elemente angeordnet sein können. So kann z. B. unmittelbar auf den Zuschnitt 24 ein schematisch ange­ deutetes Oberflächenvlies 37 gelegt werden, das randseitig über die Vertiefung 14 übersteht. Es verbessert in der Regel die Ober­ flächenqualität im Bereich der Reparaturstelle und wird wie der Zuschnitt 24 von Harz durchflutet. Über diesem Oberflächenvlies 37 oder darunter kann im übrigen eine Abdeckfolie 38 angeordnet werden. Um eine schnellere Reaktion des Harzes zu erzielen, kann ferner die ausge­ füllte Vertiefung 14 insbesondere von oben her beheizt werden, z. B. mittels einer Heizeinrichtung 39, beispiels­ weise einer heizbaren Folie, die auf die Abdeck­ folie 38 oben aufgelegt wird. Auch diese Heizeinrichtung 39 in Form z. B. einer heizbaren Folie kann noch unterhalb der Membran 26 angeordnet werden, wie Fig. 7 zeigt. Das Oberflächenvlies 37 kann im übrigen auch oberhalb der Heizeinrichtung 39 angeordnet werden, wenn es nur der besseren Evakuierung dienen soll.

Es versteht sich, daß die einzelnen Elemente, z. B. diejenigen Fig. 3 und 7, aufgebracht werden, bevor die Harzzufuhr über die Misch- und Dosiereinrichtung 34 und die Düse 32 geschieht. Nicht weiter gezeigt ist, daß die Vakuumdüse 30, insbesondere Breitschlitzdüse 31, mit einem Sensor versehen und abgeschaltet werden kann, bevor das Harzgemisch in diese Düse 30, insbesondere Breit­ schlitzdüse 31, eingesaugt wird.

Es versteht sich ferner, daß die beiden geschilderten Vorgänge - Luftabsaugen über die Düse 30, insbesondere Breitschlitzdüse 31, zum Anpressen des Zuschnitts 24 und Eindrücken des Harzes mittels der Misch- und Dosier­ einrichtung 34 und Einsaugen des Harzes durch den herrschenden Unterdruck - zweckmäßigerweise gleichzeitig vorgenommen werden.

Die in die Vertiefung 14 einzubringende Harzmenge wird vorteilhafterweise entsprechend den Daten für die Form und Größe der Vertiefung 14 nach Start des Dosiervor­ ganges automatisch dosiert. Die dosierte und abgegebene Harzmenge wird in die Vertiefung 14 und in die Zwischen­ räume zwischen dem Zuschnitt 24 eingedrückt, wobei sie unterstützt durch das Vakuum, das mittels der Düse 30, insbesondere Breitschlitzdüse 31, erzeugt wird, den freien Raum zwischen den einzelnen Fasermatten 25 des Zuschnitts 24 ausfüllt.

Man erkennt, daß bei einem nicht gezeigten Ausführungs­ beispiel die Vorrichtung 12 mit den verschiedensten Meß-, Steuer- und Regeleinrichtungen ausgerüstet sein kann, die dazu dienen, bei möglichst geringen Streuungen reproduzier­ bare Qualitäten bei diesem Reparaturverfahren zu erzeugen. Diese Einrichtungen dienen einerseits z. B. zur Messung verschiedener Drücke, z. B. des Vakuums, des Mischdrucks für die Harzkomponenten, des Fülldrucks der Vertiefung 14, und zwar angußnah und angußfern. Andere Elemente dieser Einrichtungen dienen z. B. zur Messung, Steuerung bzw. Regelung der Temperaturen, z. B. der Temperaturen der Harz­ komponenten vor dem Mischen, der Mischung während der Aushärtung od. dergl. Andere Elemente der genannten Ein­ richtungen dienen z. B. zum Messen, Steuern bzw. Regeln der chemischen Reaktion während der Aushärtung, z. B. mittels elektrischer Eigenschaften, wie z. B. des Wider­ stands, der dielektrischen Konstanten od. dergl. Es versteht sich ferner, daß im Rahmen der Vorbereitung der Reparaturstelle, z. B. der Herstellung der Vertiefung 14, eine Oberflächenvorbehandlung zur Haftverbesserung möglich ist, z. B. mechanisch, chemisch, durch Plasmabearbeitung, Laserbearbeitung, Elektronenstrahlbearbeitung od. dergl.

Ist beim beschriebenen Verfahren das Harz ausgehärtet, so wird der im Bereich der Düse 30, insbesondere Breit­ schlitzdüse 31, wirkende Unterdruck abgeschaltet. Nach Ende der Beheizung wird die Heizeinrichtung 39, z. B. Folie, abgenommen, woraufhin auch die darunter befindlichen Elemente, z. B. die Abdeckfolie 38, abgezogen werden können. Anschließend daran kann mittels der anhand von Fig. 1 erläuterten, programmgesteuerten Schleifeinrichtung 13, Fräseinrichtung od. dergl. nach einem die Ursprungskontur enthaltenden Speicherprogramm die Reparaturstelle auf Maß geschliffen bzw. gefräst werden. Beim Schleifen bzw. Fräsen mittels der Schleifeinrichtung 13 bzw. Fräsein­ richtung od. dergl. kann im übrigen das abgetragene Material von einer nicht weiter gezeigten Absaugeinrich­ tung abgesaugt und vorzugsweise in einem Filter ge­ sammelt werden. Bei dieser Bearbeitung wird die reparierte Stelle auf Maß geschliffen, z. B. in verschiedenen Schleif­ stufen grob, mittel und fein. Außerdem kann z. B. die Reparaturstelle gleich entfettet werden, sofern er­ forderlich. Hierzu kann eine dafür geeignete Vorrichtung zum Einsatz kommen, die evtl. auch beheizt ist. Außerdem wird die Reparaturstelle danach gereinigt, z. B. mit Wasser, organischem Lösungsmittel od. dergl., und danach getrocknet. Danach kann die Reparaturstelle mit einer Grundierung, z. B. einem Haftprimer, versehen werden. Hier­ zu kann die Misch- und Dosiereinrichtung 34 nach vorange­ gangener Spülung und Reinigung verwendet werden, mittels der die Grundierung aufgebracht werden kann. Die Reini­ gung der Misch- und Dosiereinrichtung 34 kann automatisch mittels einer Reinigungsvorrichtung geschehen, die zweck­ mäßigerweise ohnehin vorhanden ist, weil das System ohnehin nach der Harzbenutzung gereinigt werden muß. Wird die Misch- und Dosiereinrichtung 34 zum Aufbringen der Grun­ dierung verwendet, so wird dazu eine Sprühdüse verwendet, die gegen die dargestellte Düse 32, insbesondere Breit­ schlitzdüse 33, ausgetauscht wird. Alle beschriebenen Vorgänge und Arbeitsschritte können automatisch ablaufen und sind extrem umweltfreundlich und umweltgerecht.

Anhand Fig. 1 und 2 ist eine Vorgehensweise bei einem Bauteil 10 gezeigt, bei dem sich die Schadstelle 11 an einer konvex gekrümmten Stelle befindet.

In gleicher Weise können aber auch solche Schadstellen 11 repariert werden, die sich an konkav gekrümmten Stellen des Bauteiles 10 ergeben. Dies ist beim Beispiel in Fig. 6 verdeutlicht, für das ansonsten gleiches wie für die zuvor beschriebenen Ausführungen gilt.

Bei dem in Fig. 8-10 gezeigten Ausführungsbeispiel sind für die Teile, die den zuvor beschriebenen Ausführungs­ beispielen entsprechen, um 100 größere Bezugszeichen ver­ wendet, so daß dadurch zur Vermeidung unnötiger Wieder­ holungen auf diese vorstehende Beschreibung dieser Aus­ führungsbeispiele Bezug genommen ist.

Beim Ausführungsbeispiel in Fig. 8-10 ist als standardi­ sierter Vorformling (Heftpflaster) ein solcher Zuschnitt 124 vorgesehen, der aus geschichteten Fasermatten 125, Fasergelegen, Fasergeweben od. dgl. besteht und unten im Bereich einer Klebefläche von einer ent­ sprechend gewölbten Schutzfolie 151, die vor Gebrauch abzuziehen ist, und oben von einer dehnbaren Folie 138 überdeckt ist. Die Dehnbarkeit der oberen Folie 138, zuvor auch mit Abdeck­ folie bezeichnet, gestattet eine Anpassung an konvexe Flächen z. B. gemäß Fig. 1 und 2 oder an konkave Flächen z. B. gemäß Fig. 6 oder an Mischformen od. dergl. geformte Verläufe. Auf jeden Fall ist die obere Folie 138 in der Lage, der Form der Oberseite des Zuschnitts 124 zu folgen und diesen flächendeckend abzudecken.

Die obere Folie 138 weist einen über den Zuschnitt 124 seitlich überstehenden, umlaufenden Rand 140 auf. In gleicher Weise ist auch die untere Folie 151 mit einem entsprechenden, über den Zuschnitt 124 seitlich über­ stehenden Rand 152 versehen. Beide Folien 138 und 151 liegen im Bereich ihrer Ränder 140 bzw. 152 aneinander und sind dort miteinander verbunden.

Die obere Folie 138 kann auf ihrer dem Zuschnitt 124 zugewandten Seite mit einem nicht weiter herausgestellten, vorzugsweise dauerelastischen, Kleber versehen sein.

Dann haftet die obere Folie 138 mit diesem Kleber an der oberen Lage des Zuschnitts 124. Da auch der Rand 140 mit diesem Kleber versehen, z. B. beschichtet, ist, haftet somit auch dieser Rand 140 dieser Folie 138 am Rand 152 der unteren Folie 152.

Darüberhinaus weist die obere Folie 138 an ihrem seitlich überstehenden Rand 140 eine umlaufende, nach oben über­ stehende Sicke 141 auf, die bei randseitig am Bauteil 110 aufliegendem Rand 140 gemäß Fig. 8 zusammen mit dem Bauteil einen Kanal 142 bilden kann. Die obere Folie 138 weist einen mit dieser Sicke 141 verbundenen Kanal 143 auf, der im Bereich des obersten Vertiefungsumfangs gebildet ist und über eine schematisch angedeutete Leitung 144 an eine Vakuumpumpe 145 angeschlossen ist.

Außerdem ist die obere Folie 138 mit einer schematisch angedeuteten Einlaßöffnung 146 versehen, über die das Harz­ gemisch eingeführt wird, das von der Misch- und Dosierein­ richtung 134 über eine Leitung 147 unter Druck zugeführt wird. Die Einlaßöffnung 146 liegt vorzugsweise dem Kanal 143 mit Anschluß für die Verbindung mit der Vakuumpumpe 145 gegenüber, wie insbesondere Fig. 8 und 9 zeigen. Über die Leitung 147 und die Einlaßöffnung 146 in der oberen Folie 138 ist die Misch- und Dosiereinrichtung 134 für das Harz mit dem Zuschnitt 124 verbunden. Die Vakuumpumpe 145 einerseits und die Misch- und Dosiereinrichtung 134 mitsamt den Arbeitsbehältern 135 und 136 für die Misch­ komponenten andererseits sind hier in vorteilhafter Weise zu einer Einheit 148 zusammengefaßt, die z. B. fahrbar ist, so daß die Einheit 148 schnell und einfach an die jeweilige Reparaturstelle eines Bauteils 110 herangefahren werden kann. Die fahrbare Einheit 148 enthält zugleich die schematisch angedeutete Steuerung 149 für die Vorrichtung 112.

Wird mit einem Zuschnitt 124 gemäß Fig. 8-10 gearbeitet, dann wird zu­ nächst, vor dem Einlegen dieses Zuschnitts 124 in die Vertiefung 114, die untere Schutzfolie 151 abgezogen, damit die unterseitige Klebefläche des Zuschnitts 124 zum Ankleben des Zuschnitts frei wird.

Danach wird der in die Vertiefung 124 passende Vorformling in Gestalt des Zuschnitts 124 in die Vertiefung 114 ein­ gelegt. Wie in Fig. 8 schematisch angedeutet ist, weist dort der Boden der Vertiefung 114 eine Struktur mit Oberflächenerhöhungen und Oberflächenvertiefungen, z. B. Zähnen, Rillen od. dgl., auf, die der Haftverbesserung dient. Der einge­ brachte Zuschnitt 124 haftet mit der Klebeschicht und wird im übrigen dadurch zusätzlich in der Vertiefung 114 gehalten, das der überstehende Rand 140 der oberen Folie 138, der den Kleber aufweist, randseitig der Vertiefung 114 an die Oberfläche des Bauteils 110 angedrückt wird und dann daran haftet. Dadurch ist gewährleistet, daß auch bei solchen Positionen des Bauteils 110, bei denen die Vertiefung 114 mit ihrer Öffnung stark zur Seite oder nach unten gerichtet ist und die Gefahr des Herausfallens des eingelegten Zu­ schnitts 124 bestehen könnte, letzterer sicher in Position gehalten ist. Die Sicke 141 des anhaftenden Randes 140 bildet mit dem Bauteil 110 den Kanal 142, über den vor dem Einbringen des Harzes zunächst die umlaufende Sicke 141 und außerdem der freie Raum innerhalb der Vertiefung 124 evakuiert wird. Zu diesem Zweck wird die Vakuumpumpe 145 eingeschaltet, die in Pfeilrichtung einen Unterdruck erzeugt. Durch den im Kanal 142 wirkenden Unterdruck wird die obere Folie 138 zusätzlich randseitig an das Bauteil 110 angepreßt und daran sicher gehalten, so daß eine zuver­ lässige Abdichtung nach außen gewährleistet ist. An­ schließend an diese Evakuierung, die den Start des Füll­ vorganges einleitet, wird mittels der Misch- und Dosier­ einrichtung 134 die Harzmenge dosiert und das Gemisch über die Leitung 147 und die Einlaßöffnung 146 in die Vertiefung 114 eingedrückt, wo sie unterstützt durch das von der Vakuumpumpe 145 erzeugte Vakuum auch den freien Raum zwischen den Fasermatten 125 des Zuschnitts 124 ausfüllt.

Wenn man zwecks schnellerer Reaktion des Harzes eine Beheizung, insbesondere von oben her, vorsehen will, so kann auf die obere Folie 138 eine nicht weiter gezeigte Heizeinrichtung 39, die bei den vorangegangenen Ausführungs­ beispielen schon erläutert ist, z. B. eine heizbare Folie, aufgelegt werden. Diese heizbare Folie kann analog der oberen Folie 138 mit einem dem Rand 140 entsprechenden Rand versehen sein, der in gleicher Weise eine Sicke besitzt. Diese heizbare Folie kann in diesem Randbereich ebenfalls mittels Vakuums an den Rand 140 der oberen Folie 138 und an das Bauteil 110 angepreßt werden. Als der­ artige Heizeinrichtung, insbesondere Folie, kann also eine der oberen Folie 138 hinsichtlich der Randgestaltung entsprechende, jedoch heizbare, Folie zum Einsatz kommen. Nach Aushärtung wird die Vakuumpumpe 145, somit also das Vakuum, abgeschaltet und eine ggf. aufgebrachte heiz­ bare Folie und dann die obere Folie 138 abgezogen. Die danach folgenden Schritte sind die gleichen, die eingangs im Zusammenhang mit den vorangegangenen Ausführungsbei­ spielen bereits erläutert sind.

Das beschriebene Verfahren und die dazu verwendeten Elemente machen es möglich, zumindest weitgehend auto­ matisch und dabei mit reproduzierbarer Qualität Bauteile aus Kunststoff, insbesondere Faserverbundwerkstoffen, im Bereich vorhandener Schad- oder Fehlstellen zu repa­ rieren, wobei die Reparatur schnell, kostengünstig und zuverlässig geschieht und der gesamte Reparaturvorgang vor allem zumindest weitgehend in einem automatischen Prozeß vonstatten gehen kann. Von Vorteil ist ferner, daß eine Reparatur vor Ort erfolgen kann. Es ist somit nicht notwen­ dig, das Bauteil der Reparaturvorrichtung zuzuführen, was häufig große Schwierigkeiten machen würde. Statt dessen kann bedarfsweise die Vorrichtung an das Bauteil herangeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor­ richtung lassen sich übersichtlich in folgender modularer Bauweise gliedern:

• 1. Modul: Geometrie der unbeschädigten Umgebung des Bau­ teiles 10, 110 abtasten und speichern, und zwar z. B. entweder vom Neuteil abnehmen oder über CAD aus Produktkonstruktionen übernehmen,
• 2. Modul: Fehlererkennung und Festlegung der Geometrie der herzustellenden Vertiefung 14, 114 über geeignete Fehlererkennungssysteme, z. B. mittels Ultraschall od. dgl.,
• 3. Modul: Schleifeinrichtung 13 oder Fräseinrichtung oder Bohreinrichtung oder sonstige, für die Bearbeitung geeignete Bearbeitungseinheit 21,
• 4. Modul: Oberflächenvorbehandlung,
• 5. Modul: Einlegen des Zuschnitts 24, 124 in die Vertiefung 14 bzw. 114 und Fixieren,
• 6. Modul: Druckausübung, und zwar innerer und/oder äußerer Druck und hierbei Überdruck oder Unterdruck, Harz­ gemisch einspritzen,
• 7. Modul: Aushärten, z. B. bei Raumtemperatur, oder thermisch über geeignete Heizeinrichtung 39, z. B. Heizfolie, Infrarotheizung, Warmluftstrahl od. dergl.,
• 8. Modul: Nachschleifen auf Original-Oberflächenmaße, siehe 1. Modul,
• 9. Modul: Grundierung auf die Reparaturstelle aufbringen, und zwar entweder über Sprühtechnik oder über die Technik des IMC (inmould coatings).

Bei dem in Fig. 11 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel sind für die Teile, die den vorangegangenen Ausführungsbei­ spielen entsprechen, die gleichen Bezugszeichen verwendet, daß dadurch zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die Beschreibung dieser vorangegangenen Ausführungsbeispiele Bezug genommen ist.

Auch beim Beispiel in Fig. 11 kann davon ausgegangen werden, daß in die Vertiefung 114 des Bauteils 110 ein passender Zuschnitt 124 eingelegt worden ist. Bei diesem ist, wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen auch, die Anordnung so getroffen, daß zwischen den Fasermatten, dem Fasergelege, dem Fasergewebe od. dgl., aus dem der Zuschnitt 124 besteht, ein z. B. thermoplastischer oder duroplastischer Binder ent­ halten ist, der ein Verrutschen verhindert. Der Binder kann z. B. etwa 2- max. 8% Gewichtsprozent ausmachen. Ferner ist der Zuschnitt 124 zumindest auf seiner Unter­ seite mit einer nicht dargestellten Klebefläche versehen, die vor dem Einbringen des Zuschnitts 124 in die Vertiefung 114 mit einer Schutzfolie analog der unteren Schutzfolie 151 gemäß Fig. 10 bedeckt ist, welche vor dem Einbringen des Zuschnitts 124 in die Vertiefung 114 abgezogen wurde, so daß der eingelegte Zuschnitt 124 mit seiner untersei­ tigen Klebefläche am Boden der Vertiefung 114 haftet. Statt dessen kann der Zuschnitt 124 als Klebefläche z. B. auch einen Kleber, Klebepunkte od. dgl. aufweisen, die ebenfalls mit einer vor Gebrauch abziehbaren Schutzfolie bedeckt sind. Somit ist der paketartige Zuschnitt 124, ist er in die Ver­ tiefung 114 eingesetzt, darin zumindest bereits provisorisch und sicher gegen Herausfallen gehalten, was z. B. für Über­ kopfarbeiten an entsprechenden Bauteilen 110 von besonderem Vorteil ist.

Bei der in Fig. 11 gezeigten Verfahrensstufe ist eine äußere mechanische Preßvorrichtung 128 gezeigt, mittels der auf den Zuschnitt 124 und/oder eine etwaige, hier nicht weiter dargestellte Membran, Folie od. dgl., die z. B. analog etwa Fig. 2 die Reparaturstelle oben abdeckt, Druck zum Anpressen ausgeübt wird. Generell kann diese Druckausübung durch Anpressen von außen vor, während oder auch nach dem Ein­ führen des Harzes erfolgen. Beim gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel wird ein Überdruck von außen auf die Ober­ fläche ausgeübt. Es versteht sich gleichwohl, daß statt­ dessen auch z. B. eine Druckglocke auf die die Reparatur­ stelle abdeckende Membran, Folie od. dgl. gestülpt werden kann und dann innerhalb der Druckglocke auf die Reparatur­ stelle ein Überdruck ausgeübt werden kann. Statt dessen kann auch ein Überdruck das Innere der Vertiefung 114 zwischen der abdeckenden Membran, Folie od. dgl. und dem Zuschnitt 124 beaufschlagen.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11, bei dem über die Preßvorrichtung 128 ein mechanischer äußerer Druck ausgeübt wird, kann man als Preßvorrichtung 128 in vorteil­ hafter Weise z. B. die für die Bearbeitung der Vertiefung 114 benutzte Bearbeitungseinheit 21 gemäß Fig. 1 einsetzen, bei der dann lediglich der Werkzeugkopf, insbesondere das Schleifwerkzeug 23, erforderlichenfalls mit Welle 22, gegen einen anbringbaren Preßkopf, insbesondere einen schematisch angedeuteten Druckstempel 160, ausgetauscht wird. Dieser besteht mit Vorteil aus elastischem Material, z. B. Gummi, wodurch er sich den jeweiligen geometrischen, ortsabhängigen Gegebenheiten am Bauteil 110 anpassen kann. Aus Gründen der besseren Übersicht ist nicht weiter gezeigt, daß der Druck­ stempel 160 z. B. eine antiklebende Oberfläche aufweisen kann, z. B. aus Silikongummi, Polyurethangummi od. dgl., und daß ferner eine je Reparaturfall abziehbare Kunststoffolie, z. B. Teflonfolie od. dgl., an der Oberfläche des Druckstempels 160 vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise verfügt man über einen Satz von hinsichtlich der Oberflächenform und -geometrie verschiedenartig gestalteten Druckstempeln, z. B. über einen Satz von etwa fünf Varianten, von denen man für den Repa­ raturvorgang einen solchen einsetzt, der der Form und Geome­ trie der Reparaturstelle beim Bauteil 110 zumindest ange­ nähert ist und der sich im übrigen beim Aufbringen des äußeren Druckes elastisch an die vorhandene Form und Geo­ metrie der Reparaturstelle anpaßt. Zweckmäßigerweise führt man beim Einsatz einer solchen Preßvorrichtung 128 das Reparaturverfahren so durch, daß man zunächst den äußeren Druck über den Druckstempel 160 aufbringt und dann mittels der hier nicht weiter gezeigten Misch- und Dosiereinrichtung gegen diesen Druck das Harz in die Vertiefung 114 und in die Zwischenräume des Zuschnitts 124 einspritzt.

Diese Preßvorrichtung 128, insbesondere deren Druckstempel 160, schafft die Voraussetzungen dafür, nach dem Verfahren und mittels der Vorrichtung, die in P 40 07 331 beschrieben sind, zu arbeiten, worauf hier zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen Bezug genommen ist. So kann mittels der Preß­ vorrichtung 128, insbesondere des Druckstempels 160, bedarfs­ weise ein Nachdruck auf die Reparaturstelle ausgeübt werden. Dieses Nachdrücken kann auch bei den zuvor beschriebenen Verfahrensstufen und benutzten Vorrichtungen verwendet werden, also z. B. auch dort, wo das Harz durch Vakuum in die Vertiefung eingesaugt wird. Im Fall des vakuumunter­ stützten Einsaugens des Harzes kann es vorteilhaft sein, nach dem Einbringen des Harzes eine entsprechende Vorrich­ tung auf äußeres Anpressen analog dem Beispiel in Fig. 11 umzuschalten.

In Fig. 11 ist mit gestrichelten Linien im Druckstempel 160 angedeutet, daß durch diesen hindurch über die gestri­ chelte Leitung 161 ein Nachdruck mittels Gas erzeugt werden kann, das die Reparaturstelle beaufschlagt. Statt dessen oder zusätzlich kann außerdem, wie bei 162 ebenfalls ge­ strichelt angedeutet ist, zusätzliches Harz aus einem im Druckstempel 160 enthaltenen Reservoir, also ein dorti­ ges Nachdruckpolster, nachgedrückt werden. Auf diese Weise kann im Bereich der Reparaturstelle eine zusätzliche ört­ liche Verdichtung erfolgen. Diese kann z. B. anstelle eines Vakuums oder nach dem Evakuieren oder auch gleichzeitig geschehen, wobei mittels des Materialreservoirs eine Schwin­ dung des Harzes beim Aushärten kompensiert werden und damit die Reparatur, insbesondere die Haftung und Klebung, extrem gut gestaltet werden kann. Bereits an dieser Stelle ist zu bemerken, daß später nach Aushärten auch eine Grundierung, insbesondere ein Haftprimer, nach der Technik des IMC (inmould coatings) mit geringem Überdruck eingespritzt werden kann, während der Druckstempel 160 wirksam ist und von außen äußeren Druck aufbringt. Es versteht sich, daß die Oberseite der Reparaturstelle beim Beispiel gemäß Fig. 11 entweder analog Fig. 2 mit einer Membran, Folie od. dgl. abgedeckt sein kann, oder aber eine solche zusätz­ liche Abdeckung entfällt und dann die Vertiefung 114 unmit­ telbar von der Oberfläche des Druckstempels 160 abgedeckt wird.

Der Druckstempel 160 kann eine integrierte Heizeinrichtung aufweisen, beispielsweise eingegossene Induktionsspulen, so daß darüber auch eine Beheizung erfolgen kann. Statt dessen kann natürlich auch eines andere Heizeinrichtung 39 vorgesehen sein, z. B. eine Infrarotheizung, Warmluftheizung, Heizmatte od. dgl. Ist das Harz ausgehärtet, so kann das Aufbringen der Grundierung, z. B. eines Haftprimers, erfolgen. Hierzu kann die nicht gezeigte Misch- und Dosiereinrichtung verwendet werden, die zuvor zum Einbringen des Harzes diente. Die Misch- und Dosiereinrichtung wird gereinigt und gespült. Ein Austausch von Düsen ist jedoch nicht erforderlich, da die Grundierung, z. B. der Haftprimer, mittels z. B. geringem Überdruck unter die die Reparaturstelle außen abdeckende Abdeckung, hier in Gestalt z. B. des Preßstempels 160, ein­ gespritzt wird. Ist die Reparaturstelle mit einer Membran analog Fig. 2 abgedeckt, so wirkt auch auf diese der Druck­ stempel 160, wobei dann die Grundierung, z. B. der Haftprimer, unter diese Abdeckung in Form der Membran eingespritzt wird. Die genannte IMC-Technik kann auch dann zum Einsatz kommen, wenn ein innerer Anpreßdruck herrscht, d. h. also bei aufge­ brachtem Vakuum, wie bei den vorangegangenen Ausführungs­ beispielen erläutert ist. Dann erfolgt das Einspritzen der Grundierung z. B. über die Breitschlitzdüse 33 (Fig. 3), nachdem diese zuvor gereinigt wurde. Auch dann ist also ein Düsenwechsel nicht erforderlich.

Für die Preßvorrichtung 128 werden verschiedene austauschbare Druckstempel 160 bereit gehalten, die sich durch die Form der wirksamen Oberfläche voneinander unterscheiden. Im einen Fall, wie in Fig. 11 gezeigt, ist der Oberflächenverlauf konkav. Bei einem anderen Fall ist der Oberflächenverlauf konvex und in einem weiteren Fall so gestaltet, daß sich an eine konkave Krümmung zu einer Seite hin eine konvexe anschließt. Eine andere Form sieht einen etwa treppenförmi­ gen Querschnitt mit einer Stufe od. dgl. vor.

In Fig. 12a bis 12c sind besondere verschiedene Querschnitte verschiedener Druckstempel 160 gezeigt. Beim Beispiel in Fig. 12a weist der Druckstempel 160a eine etwa U-förmige Vertiefung 163 auf. Beim anderen Beispiel in Fig. 12b ist der Druckstempel 160b mit zumindest einer vorsprungartigen Erhöhung 164 versehen, die etwa wie eine Nase gestaltet ist. Beim Beispiel in Fig. 12c weist der Druckstempel 160c sowohl eine Vertiefung 163 als auch beidseitig daran angeschlossene Erhöhungen 164 auf. Durch Fig. 12a bis 12c soll beispiel­ haft verdeutlicht sein, daß der Druckstempel je nach Repa­ raturstelle entsprechende Erhöhungen und/oder Vertiefungen aufweisen kann. Ein derartiger Druckstempel ist z. B. beson­ ders gut für Reparaturen im Bereich von Rippen, Wanddicken­ vorsprüngen, Vertiefungen od. dgl. geeignet. Zweckmäßigerweise sind die Erhöhungen und/oder Vertiefungen des zum Einsatz kommenden Druckstempels dann formgetreu an die Vertiefungen bzw. Erhöhungen im Bereich der Reparaturstelle angepaßt. Die Herstellung eines Druckstempels genannter Art kann vor­ zugsweise im wirtschaftlichen Gießverfahren erfolgen. Dabei kann für jeden erforderlichen Sonderfall der Reparatur von der nicht beschädigten Stelle des Bauteils die Form abgenom­ men werden, um dementsprechend den Druckstempel zu formen, so daß dessen jeweilige Erhöhung bzw. Vertiefung formgetreu der bauteilseitigen Vertiefung bzw. Erhöhung angepaßt ist. Für solche Sonderfälle, bei denen man den Druckstempel speziell herstellt, kann die Anfertigung über eine vorhan­ dene Misch- und Dosiereinrichtung, die Teil der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist, erfolgen. Dagegen wird man für Standardfälle verschiedene Standardgrößen und Stan­ dardformen von Druckstempeln 160 vorrätig halten.

Als Heizeinrichtung kann bei einem nicht gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel, z. B. statt der in Fig. 7 angedeuteten heiz­ baren Folie, eine Warmluftheizung oder noch besser eine Infrarotheizung zum Einsatz kommen. Insbesondere die letzt­ genannte ist einfach und kostengünstig. Sie hat den Vorteil, geometrieunabhängig zu sein und ist beliebig oft wiederver­ wendbar. Ihr Einsatz bedingt eine bis zu Temperaturen ca. von 150°C beständige Abdeckfolie. Derartige hochtemperatur­ beständige Kunststoffolien sind verfügbar und daher ohne Probleme realisierbar.

Das beschriebene Verfahren zusammen mit Vorrichtung eignet sich somit zur Reparatur von begrenzten Schadstellen aus Bauteilen aus Kunststoff, verstärkten Kunststoffen od. dgl., insbesondere aus Faserverbundwerkstoffen. Wie ersichtlich ist, erfolgt die Reparatur durch ein teilautomatisiertes System, das aus dem beschriebenen transportablen Bearbei­ tungs- und Spannroboter besteht, der die Schadstelle als eine Mulde in standardisierter Größe ausarbeitet. Man be­ dient sich vorrätigen standardisierten, in Folien verpack­ ten Fasermaterialpaketen, z. B. Gewebepaketen, in Muldengröße, die beim einen Ausführungsbeispiel durch einen an den Robo­ ter ansetzbaren Gummistempel, dessen Innenseite der Ober­ flächengeometrie des Bauteils im Bereich der Schadstelle entspricht, in der Mulde fixiert werden. Beim anderen Aus­ führungsbeispiel werden diese genannten Pakete durch den oberen Kleberand der oberen Folie und durch Vakuum in der Mulde fixiert. Zur Vorrichtung gehört ferner eine fahrbare Harzmisch- und Dosiereinheit mit integrierter Vakuumpumpe, die an Anschlüsse des Gummistempels im einen Fall oder der oberen Folie im anderen Fall angeschlossen automatisch die Evakuierung der Mulde und die Zufuhr des Harzgemisches in die Mulde und die Zwischenräume oder Poren der Fasermaterial­ lagen, z. B. Gewebelagen, vornimmt.

Die vorgefertigten Zuschnitte bestehen z. B. aus einem Paket, welches aus einzelnen vorgefertigten, z. B. ausgestanzten oder ausgeschnittenen, Fasermateriallagen abnehmender Größe be­ steht, die aufeinandergelegt die Form einer standardisierten Vertiefung, z. B. Mulde, ergeben.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel in Fig. 11- Fig. 12c, bei dem der Preßkopf, insbesondere Druckstempel 160, eintei­ lig ist, besteht dieser bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel aus mehreren Teilen, die z. B. voneinan­ der unabhängig betätigt werden können. Aufgrund eines der­ artigen geteilten Druckstempels ist man in der Lage, damit auch solche Schadstellen zu reparieren, die sich z. B. an Rändern, Kanten, Ecken od. dgl. Stellen befinden, die man sonst mit einem einteiligen Preßkopf nicht bearbeiten kann. Man könnte zwar den Preßkopf in seiner Oberflächenkontur an die Geometrie der Schadstelle genau anpassen, also auch an etwaige Ecken, Ränder od. dgl. Einfacher und kostengünstiger ist dann jedoch der Einsatz eines geteilten Druckstempels.

Auch wenn dies nicht anhand der Zeichnungen besonders heraus­ gestellt ist, eignet sich das Verfahren gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise auch für solche Bauteile, die aus einem Kern, z. B. mit Honigwabenstruktur oder geschäumt, und aus diesen überdeckenden Deckschichten bestehen. Häufig be­ stehen nämlich Faserverbundwerkstoffe aus faserverstärkten Deckschichten, z. B. aus Glas-, Kohlenstoff- oder Aramidfasern, und aus geschäumten oder z. B. mit Honigwabenstruktur ver­ sehenen Kernen. Bei derartigen Bauteilen geht man gemäß der Erfindung so vor, daß man zunächst im Bereich der Schad- oder Fehlstelle das Kernmaterial ausbessert und danach die Deckschichtenzone in vorgenannter Weise repariert. Das Kern­ material sollte beim Ausbessern im Bereich der Reparatur­ stelle gegen Eindringen von Wasser abgedichtet werden. Das Ausbessern des Kernmaterials im Bereich der Reparaturstelle erfolgt z. B. durch Ausschäumen. Dieses Ausschäumen kann eben­ falls mittels der beschriebenen Misch- und Dosiereinrichtung 34 erfolgen. Bei diesem Ausschäumen dichtet der Schaum die beschädigten Bereiche des Kerns, z. B. dessen beschädigte Waben, gegen Eindringen von Wasser und dergleichen. Im Anschluß an dieses Ausbessern des Kerns erfolgt dann die Reparatur der Deckschichten in zuvor beschriebener Weise.

Claims (19)

1. Vorrichtung zum Reparieren von Bauteilen (10, 110) aus Kunststoff, insbesondere aus Faserverbundwerkstoffen, die folgende Einheiten aufweist:

• - eine Speichereinheit zum Speichern der Geometrie einer unbeschädigten Umgebung des Bauteils (10, 110), wobei die Geometrie des entsprechenden unbeschädigten Bauteils entweder von einem Neuteil, z. B. durch Abtasten abgenommen oder direkt über CAD übernommen werden kann;
• - eine Fehlererkennungseinheit zur Erkennung eines Fehlers am beschädigten Bauteil (10, 110) (z. B. mittels Ultraschall);
• - eine Rechnereinheit zur Festlegung der Geometrie einer herzustellenden Vertiefung (14, 114) im Bereich des Fehlers, wobei Form und Größe der Vertiefung standardisiert sind;
• - eine Bearbeitungseinheit (21), für die Herstellung der standardisierten Vertiefung (14, 114) an der fehlerhaften Stelle des Bauteils (10, 110), und ggf. zum Vorbehandeln der Oberfläche der Vertiefung und/oder Nachbehandlung der fertigen Reparaturstelle, z. B. eine Schleifeinrichtung (13) oder eine Fräseinrichtung oder eine Bohreinrichtung, wobei die Bearbeitungseinheit zerstörungsfrei lösbar, z. B. mit Saugern (15, 16), am Bauteil (10, 110) angebracht und gehalten werden kann;
• - eine Einlege- und Fixiereinheit zum Einlegen und Fixieren eines vorgefertigten, paßgenau in die standardisierte Vertiefung (14, 114) passenden, harzgetränkten oder nicht-harzgetränkten standardisierten Zuschnitts (24, 124);
• - ggf. eine Einspritzeinheit zum Einspritzen eines Harzgemisches und/oder eine Aushärteeinheit zum Aushärten des Harzgemisches.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine CNC-gesteuerte Schleifeinrichtung (13), Fräseinrichtung oder dergleichen Bearbeitungseinheit (21), mittels der nach einem abgespeicherten Programm die Vertiefung (14; 114) in der jeweils gewünschten Form und Größe selbstätig herstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der CNC-gesteuerten Schleifeinrichtung (13), Fräseinrichtung oder dergleichen Bearbeitungseinheit (21) nach einem die Ursprungskontur enthaltenden Speicherprogramm die Reparaturstelle auf Maß bearbeitbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, durch gekennzeichnet, daß die Schleifeinrichtung (13), Fräseinrichtung oder dergleichen Bearbeitungseinheit (21) lösbar, z. B. mittels Saugern (15, 16), am Bauteil (10; 110) halterbar und vorzugsweise erforderlichenfalls mittels zusätzlicher Stützen (19) an einer Stützfläche (20) abstützbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere mechanische Preßvorrichtung (128, 160) vorgesehen ist, mittels derer ein Anpreßdruck auf den Zuschnitt (124) und/oder eine Abdeck-Membran, Folie oder dergleichen aufgebracht werden kann, und daß man als Preßvorrichtung (128) die zur Bearbeitung der Vertiefung (14; 114) benutzte Bearbeitungseinheit (21) und einen auswechselbar daran anbringbaren Preßkopf, insbesondere Druckstempel (160), verwenden kann, wobei der Preßkopf einteilig sein oder auch aus mehreren, z. B. voneinander unabhängig betätigbaren, Teilen bestehen kann.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vakuumpumpe (145), die mit dem Kanal (143) der oberen Folie (138) oder z. B. über eine Düse (30), insbesondere eine Breitschlitzdüse (31), direkt mit der Vertiefung (14; 114) verbindbar ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Misch- und Dosiereinrichtung (34; 134) für das Harz, die mit der Einlaßöffnung (146) oder oberen Folie (138) oder z. B. über eine Düse (32), insbesondere Breitschlitzdüse (33), direkt mit der Vertiefung (14; 114) verbindbar ist, und daß die Vakuumpumpe (145) und die Misch- und Dosiereinrichtung (34; 134) in einer insbesondere fahrbaren Einheit (148) zusammengefaßt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Misch- und Dosiereinrichtung (34; 134), nach vorheriger Spülung und Reinigung, zum Einspritzen oder Aufspritzen der Grundierung verwendet werden kann.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgefüllte Vertiefung (14; 114) mittels einer Heizeinrichtung (39), z. B. mittels Infrarotheizung, Warmluftheizung, Heizmatte, heizbarer Preßvorrichtung (128) oder dergleichen beheizt werden kann, oder daß auf die obere Folie (38; 138) eine heizbare Folie zum Beheizen aufgelegt werden kann.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die heizbare Folie einen seitlich überstehenden Rand mit Sicke darin aufweist und daß die heizbare Folie mittels Vakuum randseitig an das Bauteil (10; 110) und an die obere Folie (38; 138) angepreßt wird.

11. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Reparieren von Bauteilen (10, 110) aus Kunststoff, das folgende Schritte umfaßt:

• - Speichern der Geometrie einer unbeschädigten Umgebung des Bauteils (10, 110), wobei die Geometrie des entsprechenden unbeschädigten Bauteils entweder von einem Neuteil, z. B. durch Abtasten abgenommen oder direkt über CAD übernommen werden kann;
• - automatische Erkennung eines Fehlers am beschädigten Bauteil (10, 110) (z. B. mittels Ultraschall);
• - automatische Festlegung der Geometrie einer herzustellenden Vertiefung (14, 114) im Bereich des Fehlers, wobei Form und Größe der Vertiefung standardisiert sind;
• - automatische Herstellung der standardisierten Vertiefung (14, 114) an der fehlerhaften Stelle des Bauteils (10, 110), und ggf. Vorbehandeln der Oberfläche der Vertiefung und/oder Nachbehandlung der fertigen Reparaturstelle, beispielsweise mit einer Schleifeinrichtung (13) oder einer Fräseinrichtung oder einer Bohreinrichtung, wobei die Bearbeitungseinheit zerstörungsfrei lösbar, z. B. mit Saugern (15, 16), am Bauteil (10, 110) angebracht und gehalten wird;
• - automatisches Einlegen und Fixieren eines vorgefertigten, paßgenau in die standardisierte Vertiefung (14, 114) passenden, harzgetränkten oder nicht-harzgetränkten standardisierten Zuschnitts (24, 124);
• - ggf. automatisches Einspritzen eines Harzgemisches und/oder Aushärten des Harzgemisches.

12. Verfahren nach Anspruch 11, durch gekennzeichnet, daß in den Boden der Vertiefung (14; 114) eine Obeflächenerhöhungen und Oberflächenvertiefungen aufweisende Struktur eingearbeitet wird.

13. Zuschnitt zur Verwendung in einem Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Zuschnitt (24; 124) verwendet, der insbesondere zwischen den Fasermatten (25; 125), dem Fasergelege, dem Fasergewebe oder dergleichen eine Rutschsicherung, z. B. einen thermoplastischen oder duroplastischen Binder, Kleber oder dergleichen aufweist.

14. Zuschnitt nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt (24; 124) zumindest auf seiner Unterseite eine Klebefläche aufweist, z. B. einen Kleber, Klebepunkt oder dergleichen, die mit einer vor Gebrauch abziehbaren Schutzfolie (151) bedeckt ist.

15. Zuschnitt nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Klebefläche von einer entsprechend gewölbten, vor Gebrauch ablösbaren Schutzfolie (151) und oben von einer der Form der Oberseite des Zuschnitts (124) folgenden Folie (138) überdeckt ist, und daß die obere Folie (138) und die untere Schutzfolie (151) jeweils einen über den Zuschnitt (124) seitlich überstehenden Rand (140; 152) aufweist und beide Folien (138, 151) im Bereich dieser Ränder (140; 152) aneinanderliegen und miteinander verbunden sind.

16. Zuschnitt nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Folie (138) auf ihrer dem Zuschnitt (124) zugewandten Seite mit einem, vorzugsweise dauerelastischen, Kleber versehen ist, insbesondere beschichtet ist, mit dem diese obere Folie (138) an der oberen Lage des Zuschnitts (124) haftet und mit dem der Rand (140) der oberen Folie (138) am Rand (152) der unteren Schutzfolie (151) haftet.

17. Zuschnitt nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die obere Folie (138) des Zuschnitts (124) dehnbar ausgebildet ist und aufgrund dessen eine Anpassung an konkave, konvexe oder dergleichen geformte Flächen ermöglicht.

18. Zuschnitt nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt (24; 124) oberseitig mit einer Folie (38, 26; 138) abgedeckt wird, die einen seitlich überstehenden Rand mit einer umlaufenden, nach oben überstehenden Sicke (27; 141) darin aufweist, die bei randseitig am Bauteil (10; 110) aufliegender Folie (26, 38; 138) zusammen mit dem Bauteil (10; 110) einen Kanal (142) bildet, und daß die obere Folie (26, 38; 138) einen mit der Sicke (27; 141) verbundenen Kanal (143) aufweist und mit der Sicke (27; 141) an eine Vakuumpumpe (145) anschließbar ist.

19. Zuschnitt nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (143), der mit der Sicke (141) verbunden ist, den obersten Vertiefungsumfang bildet.