DE1262566B

DE1262566B - Verfahren zum Herstellen eines Schichtstoffgegenstandes aus mit haertbarem Kunstharzgetraenktem flexiblem Verstaerkungsmaterial

Info

Publication number: DE1262566B
Application number: DEB59047A
Authority: DE
Inventors: Leonard Alan Osborne; Victor George Rivers
Original assignee: Bristol Siddeley Engines Ltd
Current assignee: Bristol Siddeley Engines Ltd
Priority date: 1959-08-21
Filing date: 1960-08-20
Publication date: 1968-03-07
Also published as: US3185605A; GB921135A; FR1265627A

Description

Verfahren zum Herstellen eines Schichtstoffgegenstandes aus mit härtbarem Kunstharz getränktem flexiblem Verstärkungsmaterial Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Schichtstoffgegenstandes aus mit härtbarem Kunstharz getränktem, flexiblem Verstärkungsmaterial, bei dem Teilflächen der Schichten durch Einlegen von dünnen, flexiblen, undurchlässigen Abdichtblättern aus einem Material, an dem das Harz nicht haftet, für eine spätere Verbindung mit anderen verstärkten Kunststoffgegenständen vom Kunstharz frei und flexibel bleiben, während die restlichen, mit Kunstharz getränkten Flächen der Schichten zu einem steifen Körper verbunden werden.
Es sind bereits Verfahren bekanntgeworden, bei welchen bei der Herstellung von Schichtstoffen Flächen, die vom Kunstharz frei bleiben sollen, während des Imprägnierens mit Abdeckfolien bedeckt werden.
Dabei tritt jedoch der Nachteil auf, daß das Kunstharz bei der Imprägnierung entlang des verstärkenden Fasermaterials in den Bereich, der flexibel bleiben soll, eindringen und sich dort infolge der Diffusion verteilen kann.
Nach der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die mit Abdichtblättern durchsetzten Flächen vor dem Tränken der restlichen Flächen dicht zusammengepreßt und der Preßdruck während des Tränkens und der Härtung des Harzes aufrechterhalten wird.
Der so entstehende harzfreie und flexible Teil der Verstärkerschichten kann dann zur Verbindung des Schichtstoffgegenstandes mit einem anderen verstärkten Kunststoffgegenstand verwendet werden, der ein Halterungsteil sein kann.
Insbesondere kann ein harzgetränkter Schichtstoffgegenstand, welcher an einem Ende einen Abschnitt aus flexiblen harzfreien Schichten aufweist, an einem anderen gleichartigen Körper dadurch verbunden werden, daß der kunstharzfreie flexible Bereich durch Uberlappen und/oder Verschichten mit zusätzlichen flexiblen Verstärkungsschichten verstärkt, mit härtbarem Kunstharz getränkt und anschließend durch Härten des Harzes mit dem bereits gehärteten Bereich fest verbunden wird.
Das Verfahren nach der Erfindung hat den Vorteil, daß die harzfreien, flexiblen Verstärkerschichten zur Bildung einer sauberen Verbindung leicht gebogen und mit anderen flexiblen Verstärkerschichten verschichtet werden können, wodurch eine starke Verbindung entsteht. Darüber hinaus bildet bei der nachträglichen Imprägnierung der zunächst harzfrei gebliebenen flexiblen Schichten das eintretende Harz nach dem Härten ein homogenes Ganzes mit dem Harz, das bereits in gehärtetem Zustand in dem Schichtstoffgegenstand vorhanden ist.
Bei der Herstellung eines teilweise getränkten Schichtstoffgegenstandes gemäß der Erfindung können eine oder mehrere ineinander verschichtete Teilabschnitte gebildet werden, um an den Enden und/ oder an beliebigen Stellen zwischen den Enden Befestigungsteile zu bilden, die zunächst harzfrei und flexibel bleiben. Wenn der am Ende gelegene Teilabschnitt lang ist, dann genügt es, eine Zone in unmittelbarer Nähe des imprägnierten Teiles nach Verschichten des Teiles abzuklemmen. Wenn harzfreie und flexible Zwischenteile erforderlich sind, dann muß eine ineinander verschichtete Abdichtzone auf jeder Seite so durch einen Preßdruck zusammengedrückt werden, daß ein Eindringen des Harzes in die Bereiche, die flexibel bleiben sollen, verhindert wird.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand einiger Beispiele und unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen ist Fig. 1 eine Draufsicht auf eine teilweise geschlossene Form mit einem Stapel von Verstärkerschichten aus Glasfasergewebe, Fig. 2 ein Schnitt nach Linie 2-2 der F i g. 1, der die teilweise Durchsetzung mit biegsamen Abdichtblättern zeigt, F i g. 3 ein Schnitt nach Linie 3-3 der F i g. 1, F i g. 4 bis 6 Skizze, die aufeinanderfolgende Stufen des Zusammen- und Elnbaues einer Schaufel in einer Führungswand zeigen, Fig.7 ein Schnitt durch eine weitere Form der Verbindungsstelle zwischen Schaufel und Führungswand, F i g. 8 eine schematische Darstellung der Teile eines Ringes von Führungsschaufeln, Fig. 9 ein Schnitt nach Linie 9-9 der Fig. 8.
Wie aus den F i g. 1 bis 3 ersichtlich, besteht die Preßform aus einem Gesenk 10 in einem Gehäuse aus den miteinander befestigten Teilen SO, 51, 52, 53 und einer Patrize, welche in Querrichtung in drei Abschnitte 11, 12, 83 unterteilt ist, von denen jeder mit Klemmvorrichtungen 54, 55, 56 (F i g. 3) versehen ist, um die Abschnitte nach unten auf die untere Formhälfte zu drücken. Die Form ist beispielsweise so gebildet, daß sie einen Gegenstand mit dem Querschnitt einer Tragfläche erzeugt, der als Führungsschaufel in einem Luftkanal verwendet werden kann. Das Harz wird in einer noch näher zu beschreibenden Weise daran gehindert, in denjenigen Bereich der Form einzutreten, der von dem Patrizenabschnitt 11 bedeckt ist, so daß eine nur teilweise verformte Führungsschaufel erzeugt wird, Das am Patrizenabschnitt 11 liegende Ende der Form ist offen.
Das Gesenk 10 wird mit entsprechend geformten Verstärkerschichten 14 aus Glasfasergewebe beschickt, wobei die auf der geöffneten Seite der Form gelegenen Enden der Schichten aus ihr hervorstehen.
Diese vorstehenden Endabschuitte 86 der Glasfaserschichten 14 sind mit biegsamen Abdichtblättern 15, beispielsweise aus Polyvinylchlorid, durehsetzt, die sich bis zum inneren Ende des Patrizenabschnittes 11 in die Form hinein erstrecken Auf die Außenseite der obersten und untersten Glasfaserschicht 14 werden im Bereich des Patrizenabschnfttes 11 Abdichtplatten 17 aus Gummi gelegt.
Sodann wird der Patrizenabsehnitt 11 auf der Preßform festgesehraubt, um die mit den Abdichtblättern n5 durchsetzten Verstärkerschichten 14 zwischen den Gummiplatten 17 fest zusammenzupressen.
Danach wird ein Polyesterharz in die Form eingeführt, um den nicht mit den Abdichtblättern 15 verschichteten Abschnitt der Verstärkerschichten 14 zu tränken. Anschließend werden die Abschnitte 13 und 12 der Patrize aufgesetzt und festgeschraubt. Das Harz wird dann bei Raumtemperatur, vorzugsweise während einer Zeit von etwa 24 Stunden, gehärtet.
Infolge des durch den Patrizenabschnitt 11 ausgeübten Preßdruckes in Verbindung mit der abdichtenden Wirkung der biegsamen Abdichtblätter 15 und 17, welche unter der Druckwirkung des Patrizenabschnittes 11 nicht nur eine Dichtung zwischen jeweils benachbarten Verstärkerschichten bilden, sondern auch in die Zwischenräume zwischen Kette und Schuß jeder einzelnen Tuchlamellierung eintreten, wird während der Imprägnierung und des nachfolgenden Härtens das Kunstharz daran gehindert, in die verschichtete Zone unter dem Patrizenabschnitt 11 einzutreten und die Endabschnitte 16 zu imprägnieren. Das Kriechen des Harzes auf Grund der Kapillartätigkeit längs der Schichten ist blockiert oder auf einen ganz unwesentlichen Bereich beschränkt, und die etwa zwischen den Abdichtblättern eingeschlossene Luft leistet dem Eintritt des Harzes zusätzlichen Widerstand.
Nach dem Härten wird die Form geöffnet und der teilverformte Gegenstand entfernt, der nun die Form einer formgepreßten Schaufel 49 aus glasfaserverstärktem Harz aufweist und einen Wurzelteil für Befestigungszwecke hat, welcher nach Entfernen der Abdichtungsblätter 15 und 17 aus mehreren nicht imprägnierten losen Endteilen 16 von Verstärkerschichten zusammengesetzt ist.
Als Verstärkungsschichten können beispielsweise Wirkstoffe, verfilzte Fasern, Faserstränge oder Papier, vorzugsweise Glasfasergewebe, verwendet werden.
Die Blätter 15 können neben Polyvinylchlorid auch aus anderem Material, beispielsweise Polyäthylen, sein, vorausgesetzt, daß sie undurchlässig sind, keine Umsetzungen mit den Verstärkerschichten oder mit dem Harz eingehen und leicht entfernbar sind. Sie müssen ausreichend dünn, beispielsweise 0,15 mm, und so biegsam sein, daß sie sich in die Zwischenräume zwischen Kette und Schuß der Schichtstoffe eindrücken lassen.
Die oberen und unteren Abdichtplatten 17 aus Gummi stellen eine innige Abdichtverbindung mit den oberen und unteren Verstärkerschichten dar', wenn sie zwischen Gesenk und Patrize eingeklemmt werden. Sie gestatten außerdem die Anwendung eines geringeren IÇlemmdruckes als sonst nötig wäre, um das Harz von der verschichteten Zone fernzuhalten, wodureh die Gefahr von Brüchen in den Verstärkerschichten vermindert wird.
Neben der abwechselnden Schichtung von Verstärkerschlehten 14 mit Abdichtblättern 15 ist es auch möglich, zwischen je zwei benachbarten Abdichtblättern 15 mehrere Verstärkerschichten 14 zu legen.
Eine Art der Ausführung, die Führungsschaufeln 49 im rechten Winkel an der Wand eines Luftkanals zu befestigen, wird in den F i g. 4 bis 6 gezeigt. Der Luftkanal wird durch Herumlegen von Glasfaserschichten 57 um einen Kern 58 aufgebaut, welcher aus Gips bestehen kann. Vorher werden, wie in F i g. 4 durch den Pfeil angegeben, die vorgefertigten Führungsschaufeln 49 in die Schlitze 59, die sich im Kern 58 befinden, hineingeschoben. Dabei sind in den Fig. 4 bis 6 eine geringere Anzahl von Verstärkerschichten gezeigt als in der Praxis verwendet werden.
Wie Fig. 5 zeigt, ist das äußere Ende der Schlitze 59 glockenförmig ausgeweitet. Die beiden äußeren Verstärkerschichten 16 a der Führungsschaufel 49 werden der Linie der Glockenform folgend auf den Kern 58 aufgelegt. Dann werden an jeder Seite der Führungsschaufel 49 Glasrovings 6i eingelegt, um eine feste Eckverstärlcung zu bilden.
Als nächstes wird die erste Glasfaserschicht 57a der Wand des Luftkanals auf den Kern 58 so aufgelegt, daß sie die Verstärkerschichten 16 a und die Glasrovings 61 überlappt. Dann werden jeweils Schichtenpaare 16 b und 16 c des harzfreien Endabschnittes der Führungsschaufel voneinander fortgebogen und abwechselnd mit den weiteren Schichten 57b der Kanalwand verschichtet. Schließlich werden die durchgehenden Schichten 57c über den Schichten GLS c und 57 b angeordnet.
Die Endabschnitte 16 der Führungsschaufel 49, die Glasfaserschiehten 57 der Kanalwand sowie die Glasrovings 61 werden mit einem Polyesterharz imprägniert. Der Kanal weist dann eine Wand aus glasfaserverstärktem Harz auf, von der sich eine Anzahl Führungsschaufeln nach innen erstreckt, die mit der Kanalwand nach Härten des Kunstharzes bei Raumtemperatur starr verbunden sind. Die endgültige Konstruktion eines Teiles des Kanals mit eingesetzter Führungsschaufel 49 nach Entfernung des Kernes 58 ist in F i g. 6 dargestellt.
F i g. 7 zeigt eine ähnliche Art der Verbindung zwischen einer Anzahl Führungsschaufeln 26 und einer Kanalwand 27, jedoch werden bei dieser Anordnung die Verstärkungsschichten der Kanalwand 27 zunächst so auf den Kern (nicht gezeigt) gelegt, daß die in dem Kern befindlichen Schlitze zur Aufnahme der Führungsschaufeln 26 nicht überdeckt werden. Dann werden die losen Schichtenteile 28 der Führungsschaufel 26 unmittelbar durch den Schlitz, der im Kern und in den darüberliegenden Verstärkerschichten 27 vorhanden ist, hindurchgeführt, in zwei Gruppen 29, 30 unterteilt und in entgegengesetzten Richtungen zurückgebogen, so daß sie die Außenseite der Kanalwand 27 überlappen. Die Schichten der Kanalwand 27 und die Schichten 28 der Führungsschaufeln 26 werden dann mit Harz imprägniert, welches bei Raumtemperatur härtet und so die Führungsschaufeln mit der Kanalwand verbindet. Es werden außerdem verstärkte Harzstege 31 gebildet, vorzugsweise nach Entfernung des Kernes, um die Befestigung jeder einzelnen Schaufel an der Kanalwand zu verstärken.
Die Fig.8 und 9 zeigen den Einbau von Führungsschaufeln 45 zwischen einen Ring 40 und einer Nabe 43. In diesem Falle wird der Ring 40 durch Formpressen von teilweise getränkten Glasfaserschichten für sich hergestellt. Die Flächen 41 des Ringes 40 bleiben harzfrei, dabei sind die entsprechenden Verstärkerschichten mit Abdichtblättern durcllsetzt. Nachdem der Ring aus der Form entfernt worden ist, werden die Flächen 41 an den Stellen 42 aufgeschlitzt und die Abdichtblätter entfernt, wodurch zu beiden Seiten des Schlitzes flexible, harzfreie Verstärkerschichten entstehen. In ähnlicher Weise wird die Nabe 43 mit harzfreien Flächen 44 ausgebildet, die an den Stellen 46 aufgeschlitzt werden.
Die Führungsschaufeln 45 werden für sich gebildet und haben starre vergrößerte Enden 47, 48, welche als Befestigungsteile dienen. Beim endgültigen Zusammenbau werden die Enden 47, 48 durch die Schlitze 42, 46 teilweise hindurchgeschoben und die Schichtenteile der harzfreien Flächen 41 und 44 so angeordnet, daß sie die Enden47, 48 nahezu einschließen. Dann werden die Verbindungsstellen mit Harz imprägniert und die Teile während der Aushärtung des Harzes mittels Montagebock oder Formpresse in ihrer Lage gehalten.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen eines Schichtstoffgegenstandes aus mit härtbarem Kunstharz getränktem flexiblem Verstärkungsmaterial, bei dem Teilflächen der Schichten durch Einlegen von dünnen, flexiblen, undurchlässigen Abdicht- blättern aus einem Material, an dem das Harz nicht haftet, für eine spätere Verbindung mit anderen verstärkten Kunststoffgegenständen vom Kunstharz frei und flexibel bleiben, während die restlichen mit Kunstharz getränkten Flächen der Schichten zu einem steifen Körper verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Abdichtblättern durchsetzten Flächen vor dem Tränken der restlichen Flächen dicht zusammengepreßt und der Preßdruck während des Tränkens und der Härtung des Harzes aufrechterhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem harzfreien und flexiblen Bereich die Verstärkungsschichten und Abdichtblätter abwechselnd übereinandergeschichtet werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Abdichtblätter aus Polyvinylchlorid verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung des Preßdruckes der mit Abdichtblättern versehene Bereich der Verstärkerschichten zwischen zwei äußeren Abdichtplatten aus elastischem, undurchlässigem Material eingeschlossen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von den harzgetränkten Verstärkungsschichten gebildete Bereich des Schichtstoffgegenstandes mittels Formpressen verformt und ausgehärtet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible, kunstharzfreie Bereich beim Verbinden mit anderen verstärkten Kunststoffgegenständen durch Überlappen und/ oder Verschichten mit zusätzlichen flexiblen Verstärkungsschichten verstärkt, mit härtbarem Kunstharz getränkt und anschließend durch Härten des Harzes mit dem bereits gehärteten Bereich fest verbunden wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem flexiblen Bereich durch winkliges Abbiegen der untereinander unverbundenen Verstärkerschichten während des Überlappens und/oder der Verschichtung mit zusätzlichen flexiblen Verstärkerschichten und gegebenenfalls durch Formpressen während der Aushärtung die gewünschte Endform erteilt. wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenzeichnet, daß an der Verbindungsstelle der beiden Körperbereiche Eckverstärkungen gebildet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 742 388, 2 946.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1 090 849.