Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer integralen
Sandwichstruktur aus einem textilen Vorformling gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for producing an integral
Sandwich structure from a textile preform according to the generic term
of claim 1.
Nach einer Niederschrift zu einem Vortrag "Fertigung und mechanische
Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen mit textilen Vorformlingen"
auf der 23. AVK-Tagung Mainz im November 1990 sind mit solchen als
Abstandsgewebe bezeichneten Vorformlingen, bei denen die Kernfäden des
Fadensystems nach der Imprägnierung den Sandwichkern bilden,
Sandwichhöhen bis 15 mm möglich. Dabei kommt es selbstverständlich
darauf an, daß der Abstand der Decklagen und damit die Sandwichhöhe auch
nach dem Imprägnieren des Vorformlings erhalten bleibt. Erfahrungsgemäß
kann nämlich beispielsweise das zur gleichmäßigen Durchtränkung mit dem
warmhärtbaren Kunststoff bevorzugte Quetschwalzen des Vorformlings zur
Folge haben, daß danach die Kernfäden sich nicht wieder in ihre
ursprüngliche Lage aufrichten, also stark gekrümmt bleiben. Dieser
Orientierungsmangel der Kernfäden nach dem Imprägnieren zeigt sich vor
allem bei Kernstrukturen, bei denen die Kernfäden im wesentlichen
senkrecht zu den Decklagen, d. h. in Lastrichtung gestreckt
verlaufen, sollen.After a transcript of a lecture "Manufacturing and mechanical
Properties of fiber composite materials with textile preforms "
at the 23rd AVK conference in Mainz in November 1990 are such as
Spacer fabrics designated preforms in which the core threads of the
Thread system form the sandwich core after impregnation,
Sandwich heights up to 15 mm possible. It comes naturally
on the fact that the distance between the top layers and thus the sandwich height also
remains after impregnation of the preform. According to experience
can namely, for example, for uniform impregnation with the
thermosetting plastic preferred squeeze rollers of the preform
Consequence that after that the core threads do not come back into their
Raise the original position, so stay strongly curved. This
A lack of orientation of the core threads after impregnation is evident
especially with core structures where the core threads are essentially
perpendicular to the top layers, d. H. stretched in the load direction
run, should.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der
eingangs genannten Art sicherzustellen, daß nach dem Aushärten des
Vorformlings die Sandwichstruktur frei von die gewünschte Sandwichhöhe
mindernden, starken Krümmungen der Kernfäden ist.The invention is therefore based on the object in a method of
ensure that after curing the
Preform the sandwich structure free of the desired sandwich height
reducing, strong curvatures of the core threads.
Diese Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst. Die Erfindung macht sich demnach die infolge der Imprägnierung
vorhandene Haftwirkung des Vorformlings im durch bloßen Druck erzielten
vollen Flächenkontakt seiner beiden Deckflächen mit einer Grund- und
Deckplatte zunutze. Aufgrund dieser Haftwirkung, vorzugsweise nach nur
auf die Deckplatte ausgeübtem Preßdruck, ist lediglich eine Distanz
änderung der Deckflächen durch eine entsprechende Relativbewegung
zwischen der Grund- und Deckplatte durchzuführen, je nach gewünschter
Orientierung der Kernfäden bis zu deren Streckung. Diese Distanzänderung
wird bis zur vollständigen Aushärtung des Vorformlings aufrechterhalten.
Die anschließende Trennung des Vorformlings von der Grund- und
Deckplatte ist problemlos, insbesondere bei der Verwendung eines
Trennmittels an deren Kontaktflächen.This task is with the characterizing features of the claim
1 solved. The invention therefore makes itself due to the impregnation
existing preform adhesion in the pressure obtained
full surface contact of its two cover surfaces with a base and
Use the cover plate. Because of this adhesive effect, preferably after only
pressing pressure exerted on the cover plate is only a distance
change of the top surfaces by a corresponding relative movement
between the base and cover plate, depending on the desired
Orientation of the core threads until they are stretched. This change in distance
is maintained until the preform is fully cured.
The subsequent separation of the preform from the basic and
Cover plate is easy, especially when using a
Release agents on their contact surfaces.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels weiter
erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung inThe invention will be further elucidated below using an exemplary embodiment
explained. The drawing shows in
Fig. 1 einen Abschnitt eines sog. Abstandsgewebes, Fig. 1 shows a portion of a so-called. Spacer fabric,
Fig. 2 das Abstandsgewebe gemäß Fig. 1 zwischen zwei
distanzveränderbaren Platten. Fig. 2, the spacer fabric of FIG. 1 between two distance-variable plates.
Bei dem dargestellten Abstandsgewebe handelt es sich um einen textilen
Vorformling, bei welchem aus einem (z. B. Glasfaser-)Fadensystem zwei
Decklagen 1 über Kernfäden 2 zu einem hohlen Faserwerk vereinigt sind.
Um daraus eine integrale Sandwichstruktur herzustellen, erfolgt eine
Imprägnierung mit einem vorzugsweise warmhärtbaren Kunststoff (z. B.
Kunstharz). Das Imprägnieren beispielsweise mittels Quetschwalzen zur
gleichmäßigen Verteilung des Kunststoffes im Vorformling hat gemäß Fig.
1 zwangsläufig eine Krümmung der Kernfäden 2 im Sinne einer Minderung
des Abstandes zwischen den beiden Decklagen 1 zur Folge. Damit hätte
gegenüber dem Abstandsgewebe bzw. Vorformling vor der Imprägnierung die
Sandwichstruktur nicht nur einen Dickenschwund, sondern es wäre auch
nicht die bei weitestmöglich gestreckten Kernfäden 2 (Fig. 2) maximale
Festigkeit und Steifigkeit erreicht. Dieser Nachteil wird durch die
Erfindung dadurch beseitigt, daß gemäß Fig. 2 der imprägnierte
Vorformling vor dem Aushärten zwischen einer steifen Grund- und
Deckplatte 3 bzw. 4 mit seinen Decklagen 1 in Flächendeckung einerseits
mit der Grundplatte 3 und andererseits mit der Deckplatte 4 positioniert
wird. Dann wird Preßdruck vorzugsweise auf die gegenüber der Grundplatte
3 mittels einer Spindel- oder hydraulischen Presse bewegbare Deckplatte
4 ausgeübt, bis eine Bindung der Grund- und Deckplatte 3 bzw. 4 durch
den unausgehärteten Kunststoff des Vorformlings an die zugeordnete
Decklage 1 sichergestellt ist; hierzu ist erfahrungsgemäß ein Druck von
etwa 1 bar über einige (z. B. fünf) Sekunden ausreichend. Anschließend
wird durch entsprechende Bewegung der Deckplatte 4 (durch Hochfahren des
Pressestempels) deren Abstand zur Grundplatte 3 und damit der Abstand
zwischen den beiden Decklagen 1 bis zur gewünschten Ausrichtung der
Kernfäden 2 gegenüber den Decklagen 1 verändert, d. h. bis die
größtmögliche Streckung der Kernfäden 2 gegenüber den Decklagen 1
erreicht ist. Selbstverständlich könnte auch, wenn eine Sandwichstruktur
unterschiedlicher Dicke bzw. mit zueinander schiefen Decklagen 1
gefordert wird, entsprechend nur eine teilweise Streckung der Kernfäden
2 bewirkt werden. Diese Ausrichtung der Kernfäden 2 wird dabei bis zur
Aushärtung des Vorformlings (z. B. in einem Wärmeschrank)
aufrechterhalten, d. h. dessen Trennung von der Grund- und Deckplatte 3
bzw. 4 erfolgt erst nach dem Aushärten in üblicher Weise, beispielsweise
durch Aufkeilen mittels eines flachgeschliffenen Stemmeisens.The spacer fabric shown is a textile preform in which two cover layers 1 are combined from a (eg glass fiber) thread system via core threads 2 to form a hollow fiber structure. To produce an integral sandwich structure, it is impregnated with a preferably thermosetting plastic (e.g. synthetic resin). The impregnation, for example by means of squeeze rollers for uniform distribution of the plastic in the preform, inevitably results in a curvature of the core threads 2 in accordance with FIG. 1 in the sense of a reduction in the distance between the two cover layers 1 . Thus, compared to the spacer fabric or preform before the impregnation, the sandwich structure would not only have a loss of thickness, but it would also not have achieved the maximum strength and rigidity with the core threads 2 stretched as far as possible ( FIG. 2). This disadvantage is eliminated by the invention in that, according to FIG. 2, the impregnated preform is positioned before hardening between a rigid base and cover plate 3 or 4 with its cover layers 1 in surface coverage on the one hand with the base plate 3 and on the other hand with the cover plate 4 . Then pressing pressure is preferably exerted on the cover plate 4 , which is movable relative to the base plate 3 by means of a spindle or hydraulic press, until a bond between the base plate and cover plate 3 or 4 is ensured by the uncured plastic of the preform to the associated cover layer 1 ; Experience has shown that a pressure of about 1 bar over a few (e.g. five) seconds is sufficient. Then, by appropriate movement of the cover plate 4 (by raising the press stamp), its distance from the base plate 3 and thus the distance between the two cover layers 1 up to the desired orientation of the core threads 2 relative to the cover layers 1 is changed, that is, until the greatest possible stretching of the core threads 2 relative to one another the top layers 1 is reached. Of course, if a sandwich structure of different thickness or with inclined cover layers 1 is required, only a partial stretching of the core threads 2 could be effected accordingly. This orientation of the core threads 2 is maintained until the preform has hardened (e.g. in a heating cabinet), ie its separation from the base plate and cover plate 3 or 4 takes place in the usual way only after hardening, for example by wedging by means of a flat ground chisel.