DD140122A2 - METHOD FOR PRODUCING OBJECTS OF FIBER-REINFORCED MATERIALS - Google Patents
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WP B 33 I / 178 132WP B 33 I / 178 132
Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus faserverstärkten WerkstoffenProcess for producing articles of fiber reinforced materials
Anwendungsgebiet der Erfindung A field of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Gegenständen aus faserverstCLTkten Werkstoffen, insbesondere aus Schichten atis faserverstäxlcten Kunststoffen und anderen Werkstoffen auch unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und/oder Dichte, boi dem die Werkstoffe in der jeweils erforderlichen Zusammensetzung, Form, Menge und Zeiteinheit den einzelnen Herstellungsstufen bzw. -Vorrichtungen zugeführt und dort be- bzw. verarbeitet werden* wobei die init Härter und/oder Beschleuniger und/oder Alctivatoren bzw. Sensibilisatoren und/oder Thixotropiermitteln oder dergleichen gemischten Werkstoffe und/oder die Schichten auf unbewegte oder bewegte bzw. transportierte oder gedrehte Oberflächen von Unterlagen, Kernen oder Herstellungsformen oder in diese gebracht werden und die Formung und/oder Tränkung und Benetzung insbesondere der Verstärkungsinaterialien mit den vorzugsweise aus ungesättigten Polyesteroder aus Epoxidharzen bestehenden Bindemitteln und ihre blasenfreie Verdichtung und Ausrichtung durch auf diese Werkstoffe periodisch übertragene kinetische Energie vorzugsweise in Form von mechanischen Schwingungen, mit gleichzeitiger oder anschließender Foxtnung und/oder Verfestigung, vorzugsweise durch Energiezufuhr, insbesondere durch geeignete elektro-The invention relates to a method and a device for carrying out the method for the production of articles from fiber-reinforced materials, in particular from layers of atis fiber-reinforced plastics and other materials also of different chemical composition and / or density, boi the materials in the respectively required composition, shape, Quantity and time unit supplied to the individual production stages or devices and processed or processed therein * wherein the init hardeners and / or accelerators and / or activators or sensitizers and / or thixotropic agents or the like mixed materials and / or the layers to unmoved or moved or transported or turned surfaces of documents, cores or production forms, and the shaping and / or impregnation and wetting of, in particular, the reinforcing materials with preferably unsaturated polyester or Epo xidharzen existing binders and their bubble-free compression and alignment by periodically transferred to these materials kinetic energy preferably in the form of mechanical vibrations, with simultaneous or subsequent foxtung and / or solidification, preferably by energy, in particular by suitable electro
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magnetische Wellen, durchgeführt wird, nach Yktorxt -Ί2>Η·magnetic waves, is carried out according to Yktorxt -Ί2> Η ·
sindare
ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Gegenständen aus faserverstärkten Werkstoffen beschrieben»a method and a device for carrying out the method for the production of articles from fiber-reinforced materials described »
Bei dem Verfahren werden die mechanischen Schwingungen oder Druck- oder Stoßimpulse vorzugsweise mosaikartig an unterschiedlichen Einleitungsorten gleichzeitig oder auch weehsel- oder zonenweise in einer elastisch deformierbaren, z. B, aus flexiblen Werkstoffen oder dünnem Blech bestehenden Wandung einer Unterlage, eines Kerns und/oder einer Herstellungsfonn und/oder einer in der Nähe der Oberfläche der Unterlage, dos Kerns und/oder der Herstellungsform angeordneten entsprechenden dünnen Schicht und/oder in einem einseitig an die Wandung und/oder die dünne Schicht grenzenden und mit mindestens einem schüttfähigen, pastenförmigen, flüssigen oder gasförmigen Medium gefüllten Raum oder Hohlraum erzeugt und/oder auf die entsprechende Wandung, die dünne Schicht oder das Medium transiaittiert und/oder mittels dex" Wandung, der dünnen Schicht und /oder des Mediums auf die Werkstoffe übertragen. Die Einrichtung besteht aus mindestens einer, vorzugsweise aus einer Anzahl einzeln oder gemeinsam steuerbaren Induktionsspulen, die in die genannte Wandung oder dünne Schicht eingebracht oder um die gegebenenfalls doppelwandig ausgebildete Herstellungsfonn oder in der Nähe dieser und/oder im Kern oder in dessen Nähe angebracht sind und die mit Spannungsquellen, ggf. zwischengeschalteten Transformatoren und Steuer- oder Regelungsvorrichtungen, beispielsweise einem ProgrammschaItwerk, das auch die Zuführungs- und/oder Dosier- und/oder Behandlungs- und/oder Antriebs- und/oder TransportvorrichtungenIn the method, the mechanical vibrations or pressure or shock pulses are preferably mosaic-like at different initiation locations simultaneously or also in the manner of a weave or zone in an elastically deformable, eg. B, consisting of flexible materials or thin sheet wall of a pad, a core and / or a Herstellungsfonn and / or arranged in the vicinity of the surface of the pad, the core and / or the production form corresponding thin layer and / or in a on one side the wall and / or the thin layer adjacent and filled with at least one pourable, pasty, liquid or gaseous medium filled space or cavity generated and / or transiaittiert on the corresponding wall, the thin layer or the medium and / or by dex "wall, the The device consists of at least one, preferably a number of individually or jointly controllable induction coils which are introduced into said wall or thin layer or around the optionally double-walled manufacturing mold or in the vicinity of this and / or in the core or in its N he attached and with voltage sources, if necessary, intermediate transformers and control or regulating devices, for example a ProgrammschaItwerk that also the supply and / or metering and / or treatment and / or drive and / or transport devices
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steuert, verbunden sind und daß das Material der Herstellungsform bzw. seiner Wandung, des Kernes und/oder der dünnen Schicht oder mindestens eine Schicht dieser Form oder de3 Kernes magnetisches oder magnetisch beeinflußbares Material ist.controls are connected and that the material of the production form or its wall, the core and / or the thin layer or at least one layer of this form or de3 Kernes is magnetic or magnetically influenced material.
Ziel der Erfindung - Object of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, Verfahren und Einrichtung gemäß Haupterfindungsschutzrecht zu verbessern und zu vereinfachen und universell anwendbar zu machen, insbesondere für großflächige oder großvolumige Gegenstände attraktiver zu gestalten, billigere Herstellungsformen zu schaffen und den Energiebedarf wesentlich herabzusetzen.The aim of the invention is to improve and simplify methods and equipment according to the main invention protection law and to make them universally applicable, in particular to make them more attractive for large-area or large-volume objects, to create cheaper production forms and to substantially reduce the energy requirement.
Darlegung des Wesens der Erfindung Explanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere offene oder geschlossene Herstellungsformen zu schaffen, die einfach im technischen Aufbau sind, die möglichst geringe Energie erfordern und die insbesondere leicht an Herstellungsformen auch unterschiedlicher Gestalt und Oberflächenform und auch Größe anbaubar, also leicht auswechselbar sind, die gegebenenfalls nach dem Baukastenprinzip aufgebaut sind und von denen mindestens einige ohne mechanische Impulsübertragung arbeiten. Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur.genannten Übertragung kinetischer Energie auf die Werkstoffe ein Teil oder die gesamte elastisch deformierbare Formwandung der Herstellungsform und/oder eine in der Nähe der Formoberfläche befindliche, elastisch deformierbare, gegebenenfalls aus Metall bestehende Schicht durch mehrere vorzugsweise zentral gespeiste und gleichmäßig über die Formwandung oder Schicht verteilte Wandler elektrischerThe invention has for its object to provide a method and apparatus for performing the method, in particular open or closed production forms that are simple in engineering, require the lowest possible energy and particularly easy to production forms and different shape and surface shape and also Size can be attached, so are easily replaceable, which may be constructed according to the modular principle and of which at least some work without mechanical impulse transmission. This object is achieved in the method according to the invention in that zur.annten transmission of kinetic energy to the materials, a part or the entire elastically deformable mold wall of the manufacturing mold and / or located in the vicinity of the mold surface, elastically deformable, optionally made of metal layer a plurality of preferably centrally powered and uniformly distributed over the mold wall or layer converter electrical
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Impulse Oder durch an die Formwandung oder Schiebt grenzende Impulsübertragungsmedien mit innerer impulserzeugung oder äußerer Impulseinwirkung periodisch elastisch deformiert wird.Pulses or is periodically elastically deformed by bordering on the Formwandung or pushed impulse transmission media with internal impulse generation or external impulse action.
Diese Aufgabe wird bei der Einrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit Spannungsquellen oder Impulsgeneratoren oder vorzugsweise mit schnell entladbaren Elektroenergiespeiohern, insbesondere Kondensatoren, oder auch mit Programmsteuervorrichtungen elektrisch verbundenen und elektrische Impulse in auf die Formwandung, die Schicht, das Medium und/ oder die Werkstoffe übertragene oder dort erzeugte magnetische Impulse oder Impulsfeider oder in elektrohydrauliche Impulse umwandelnden, vorzugsweise gleichmäßig über die elastisch defonnierbare Formwandung oder Schicht verteilte ¥andler elektrischer Impulse in der Nähe der Wandung oder Schicht angeordnet oder an die ¥andung oder Schicht gekoppelt sind oder, daß anstelle der genannten Impulswandler elelctrohydraulische, hydraulische oder mechanische Impulserzeuger oder -wandlerqmit mindestens einer mit Übertragungsmedium gefüllten Kammer oder einer Flüssigkeitskammer verbunden sind, die oder deren Medium en die Wandung oder Schicht oder die Werkstoffe grenzt oder die als Wandung oder Schicht ausgebildet oder ein Teil davon ist, wobei insbesondere als hydraulische oder mechanische Impulserzeuger oder -wandler oder -übertrager Flüssigkeitsdruckimpulse erzeugende (Kolben-) Pumpen, Hämmer hoher Schlagzahl, Vibratoren oder dergleichen, angeordnet sind.This object is achieved in the device according to the invention in that the voltage sources or pulse generators or preferably with fast dischargeable Elektroenergiespeiohern, in particular capacitors, or with program control devices electrically connected and electrical impulses in the mold wall, the layer, the medium and / or the materials transferred or generated there magnetic pulses or Impulsfeider or in electrohydraulic pulses converting, preferably evenly distributed over the elastically deformable mold wall or layer ¥ ers electrical impulses in the vicinity of the wall or layer arranged or coupled to the ¥ orung or layer or that instead of said pulse transformer elelctrohydraulische, hydraulic or mechanical pulse generators or -wandlerqmit at least one medium filled with transfer medium chamber or a liquid chamber are connected, the or the medium en the Wandu ng or layer or the materials adjacent or formed as a wall or layer or a part thereof, in particular as a hydraulic or mechanical pulse generator or transformer or -übertrager liquid pressure pulses generating (piston) pumps, hammers high speed, vibrators or the like arranged are.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung, die ohne mechanische Impulsübertragung arbeitet, ist folgende: Die vorzugsweise über die gesamte elastisch deformierbare Formwandung oder die dünne Schicht verteilten Wandler elektrischer Impulse werden durch Spannungsquellen, Impulsgeneratoren oder vorzugsweise durch schnell entladbare Elektroenergiespeicher, insbesondere Kondensatoren, gespeist und wandeln dieseThe function of the device according to the invention, which operates without mechanical impulse transmission, is the following: The preferably distributed over the entire elastically deformable mold wall or the thin layer converter electrical impulses are powered by voltage sources, pulse generators or preferably by rapidly dischargeable electric energy storage, especially capacitors, and convert them
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elektrischen Impulse in elektromagnetische oder in elektrobydraulische Impulse um. Auf diese Weise wird in dem hier z. B, als Magnetspule aufgebauten Wandler elektrischer Impulse ein elektromagnetisches Iinpulsfeld erzeugt, daß im Werkstoff der Formwandung oder der dünnen .Schicht einen ¥echselstrom induziert.electrical pulses in electromagnetic or in electro-hydraulic pulses to. In this way, in the here z. B, constructed as a magnetic coil converter electrical impulses generates an electromagnetic Iinpulsfeld that induced in the material of the mold wall or the thin .Anch layer an alternating current.
Ist der Wandler elektrischer Impulse als elektrohydraulischer Impulsgeber mit entsprechenden Elektroden ausgerüstet, erzeugt dieser in der an die Forrawandung oder die dünne Schicht grenzenden Flüssigkeit Flüssigkeitsdruckimpulse bzw. elektrohydraulische Impulse.If the transducer of electrical impulses is equipped with electrodes as an electrohydraulic pulse generator, it generates liquid pressure pulses or electrohydraulic impulses in the liquid adjacent to the forra wall or the thin layer.
Diese Impulse oder die Wechselwirkung zwischen primärem und induziertem Strom erzeugen in der Formwandung oder der dünnen Schicht periodische elastische Deformationen, also mechanische Schwingungen, wodurch die auf der Formwandung oder der dünnen ' Schicht befindlichen Werkstoffe in mechanische Schwingungen versetzt werden.These pulses or the interaction between the primary and induced currents generate periodic elastic deformations in the mold wall or the thin layer, ie mechanical vibrations, whereby the materials located on the mold wall or the thin layer are set into mechanical oscillations.
Dadurch wird zwischen den unterschiedliche Dichte aufweisenden Werkstoffen, insbesondere dem Verstärkungsmaterial und dem Bindemittel eine Relativbewegung erzeugt, die zur innigen Benetzung der Yerstärkungsmaterialien durch die Bindemittel, zur blasenfreien innigen Verbindung dieser Werkst off komponenten miteinander und zur hohen Verdichtung der Werkstoffe insgesamt führt.Characterized a relative movement is generated between the different density materials, in particular the reinforcing material and the binder, which leads to the intimate wetting of Yerstärkungsmaterialien by the binder, the void-free intimate connection of these Werkst off components together and high compression of the materials in total.
Dabei oder danach werden die Werkstoffe verfestigt, beispielsweise durch Überlagerung oder ETaeinschaltung von geeigneten elektromagnetischen Wellen, insbesondere durch ultraviolette Strahlen bei Verwendung von f otochemisohen Aktivatoren 'für die Polymerisation.During or after the materials are solidified, for example, by superposition or ETaeinschaltung of suitable electromagnetic waves, in particular by ultraviolet rays when F otochemisohen activators' for the polymerization.
Die besonderen Vorteile der Erfindung bestehen darin, die Herstellungseinrichtungen wesentlich leichter oder die Herstellungsformen wesentlich dünnwandiger zu machen, die Schwingungen elektrisch, elektronisch oder hydraulisch, insbesondere elektrohydx^aulisch zu erzeugen und/oder zu übertragen und den Energiebedarf bei Verringerung von Ma to rial ermüdungs ersehe inungöii bei der elastischen Deformation wesentlich herabzusetzen,The particular advantages of the invention are to make the production facilities much easier or the production forms much thinner walls, the vibrations electrically, electronically or hydraulically, in particular electrohydraulic to produce and / or to transmit and the energy demand with reducing Ma rial tiring fatigue considerably reduce inungoii in elastic deformation,
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, auch, großflächige Gegenstände relativ großer Dicke und komplizierter Gestalt und Oberflächenform völlig ohne das aufwendige Handlaminierverfahren herstellen zu können.Another advantage of the invention is also to be able to produce large-area objects of relatively large thickness and complicated shape and surface shape completely without the complex Handlaminierverfahren.
Die Erfindung beinhaltet einerseits die mechanische Schwingungsausübung auf die Formwandung,· Formoberflache bzw. auf eine in der Nähe der Formoberfläche befindliche Fläche bzw. Schicht und damit insbesondere die Herstellung von großflächigen, dünnwandigen Fonnkörpern und andererseits die Ausübung von SchaIlschwingungen, durch Schwingungen insbesondere oberhalb oder unterhalb des Bereiches der hörbaren Frequenzen, vorzugsweise Ultraschall, beispielsweise zwischen etwa 20 und 300 IdIz und damit insbesondere die Herstellung von kleinen und großflächigen, vorzugsweise dickwandigen Fonnkörpern. Es können auch beide Effekte miteinander kombiniert oder den Butt el schwingungen Ultraschallschwingungen überlagert werden oder umgekehrt, außerdem können diesen Schwingungen elektromagnetische ¥ellen bzw. ultraviolette Strahlen überlagert oder nachgeschaltet werden, wodurch die Aushärtungsgeschwindigkeit erhöht wird.The invention includes, on the one hand, the mechanical application of vibration to the mold wall, the mold surface or a surface or layer located near the mold surface, and thus in particular the production of large-area, thin-walled Fonnkörpern and on the other hand the exercise of SchaIlschwingungen, by vibrations in particular above or below the range of audible frequencies, preferably ultrasound, for example between about 20 and 300 IdIz and thus in particular the production of small and large-area, preferably thick-walled Fonnkörpern. It is also possible to combine both effects or to superimpose ultrasonic vibrations on the butt vibrations or vice versa, and in addition to this, electromagnetic ellen or ultraviolet rays can be superimposed or connected, thereby increasing the curing speed.
Werden die Werkstöffkomponenten bzw. die Werkstoffe beispielsweise durch das Faser-, Harz-Spritzverfahren auf die Oberfläche der Formwandung oder der dünnen Schicht aufgebracht, z. B. zur Hersteilung eines größeren Bootes, wird nach gleichmäßig dicker Beschichtung die erfindungsgemäße Einrichtung eingeschaltet und versetzt die Werkstoffe und die Formwandung und/oder die dünne Schicht, die z. B. als engmaschiges Stahlnetz ausgebildet ist und auf die Werkst off oberfläche zum magnetischen Halten der Werkstoffe dient, vorübergehend in mechanische Schwingungen.If the Werkstöffkomponenten or materials, for example, by the fiber, resin spraying applied to the surface of the mold wall or the thin layer, for. B. for Hersteilung a larger boat, after uniformly thick coating, the device according to the invention is turned on and the materials and the mold wall and / or the thin layer, the z. B. is designed as a close-meshed steel net and on the Werkst off surface for magnetic holding of the materials, temporarily into mechanical vibrations.
Die Werkstoffkomponenten, die Werkstoffe und/oder die Schichten, insbesondere die vorzugsweise aus ungesättigtem Polyesterharz bestehenden Bindemittel enthalten Härter und/oder Boschleuniger und/oder Aktivatoren für die normale oder die /. ' " ' ' . -7- , ·The material components, the materials and / or the layers, in particular the preferably consisting of unsaturated polyester resin binders contain hardeners and / or accelerators and / or activators for the normal or /. '"' '. -7-, ·
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fotochemiseile Härtung durcla die genannten UV-Strahlen. Nach Härtung kann der Gegenstand entformt werden. Anstelle des Faser/Harzspritzens kann auch das Polyester und darauf die Glasmatten oder Glasgewebe auf oder in die Form gebracht werden. Auch können voriinprägnierte Matten in oder auf die Form gebracht werden, .photochemical curing by the said UV rays. After curing, the article can be removed from the mold. Instead of fiber / resin spraying, the polyester and then the glass mats or glass fabrics can be brought onto or into the mold. Also preimpregnated mats can be placed in or on the mold,.
Der* besondere Vorteil der Erfindung besteht auch hierbei darin, daß gegenüber dem llandlaminierverfahren an Ecken und Kanten, die schwer mit dem Pinsel oder mit der Holle zugänglich sind, nach dem erfindungs gemäß en Verfahren keine Lunker oder Luft« bläschen im Laminat verbleiben, so daß von einem nahezu homogenen Form- bzw. Bootskörper oder desgleichen gesprochen werden kann.The * special advantage of the invention is also here that compared to the llandlaminierverfahren on corners and edges that are difficult to access with the brush or with the Holle, according to the fiction, according en method no vents or air bubbles «remain in the laminate, so that can be spoken of a nearly homogeneous shape or hull or the like.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen:In the accompanying drawing show:
Fig. 1 : das Prinzip einer erfindungs gemäß en Einrichtung zur Herstellung von Formkörpern aus den genannten Materialien und Schichten,1 shows the principle of a device according fiction, according to the invention for the production of moldings from the said materials and layers,
Fig. 2: das Prinzip einer elektromagnetisch mechanische Impulse erzeugenden Einrichtung,2 shows the principle of an electromagnetic mechanical impulse generating device,
Fig. 3: das Prinzip einer Impulse eines Arbeitsmittels erzeugenden Einrichtung, FIG. 3 shows the principle of a pulse of a working medium generating means,
Fig. h: ein Blockschaltbild des elektrischen Systems der erfindungsgemäßen Einrichtung, das sich zum Anlegen von .Einzelimpulsen eignet,FIG. H is a block diagram of the electrical system of the device according to the invention, which is suitable for applying individual pulses. FIG.
Fig. 5* ©in Blockschaltbild gem. Fig. h zum Anlegen von w Fellenpaketen",Fig. 5 * © i n Block diagram acc. Fig. H for applying w- pelt packs ",
Fig. 6: das Blockschaltbild gem. Fig. h mit einem angeschalteten Leistungsverstärker und Elektroenergiespeicher.FIG. 6: the block diagram according to FIG. Fig. H with a connected power amplifier and electric energy storage.
Gemäß Figur 1 sind in der Nähe der Fonirwandung 1 der Formoberfläche bzw. in der Nähe der Formoberfläche befindlichen Schicht der Herstellungsform 37 fü:r|lie Formkörper oder dessenAccording to FIG. 1, in the vicinity of the wall Fonirwandung 1 of the mold surface or in the vicinity of the mold surface layer of the production mold 37 for mold or shaped bodies
-8--8th-
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Teile Wandler 2 elektrischer Impulse, die mechanische Impulse mittels eines elektromagnetischen Feldes erzeugen, angeordnet. Die Impulse des elektromagnetischen Feldes wirken auf die Formwandung 1 oder die "Versteifungsrippen bzw. die Tragkonstruktion 36 der Herstellungsforra 37 ein, Wenn diese aus einer Metallschicht besteht. Dadurchwird auf die Formwandung 1 eine starke Krafteinwirkung (z. B. mittels ein oder mehr kW-Impulsen) (erzeugt z. -B.durch einen Wechsel- oder Drehstromgenerator) ausgeübt, die elastische Deformationen der Formwandung bzw, eines Teiles dieser hervorruft.Parts transducer 2 electrical impulses that generate mechanical pulses by means of an electromagnetic field arranged. The pulses of the electromagnetic field act on the mold wall 1 or the "stiffening ribs" or support structure 36 of the manufacturing tray 37, if it consists of a metal layer, thus applying a strong force (for example by means of one or more kW) to the mold wall 1. Impulses) (generated, for example, by an alternator or alternator) which causes elastic deformations of the mold wall or a part thereof.
Um Beschädigungen an einzelnen Stellen auszuschließen, erfolgt die Krafteinwirkung nicht in Form mechanischer Schläge auf die Formwandung 1 der Herstellungsform 37·In order to exclude damage at individual points, the action of force does not take place in the form of mechanical impacts on the mold wall 1 of the production mold 37.
Die Wandler 2 elektrischer Impulse für die Erzeugung mechanischer Impulse mit Hilfe von Impulsen des elektromagnetischen Feldes sind mit einem elektrischen Impulsgenerator 3 zur Erzeugung elektrischer Impulse verbunden, der an das Netz h einer erforderlichen Spannungsquelle angeschlossen ist. Der Impulsgenerator 3 weist einen Umformer 5» der über einen Gleichrichter 6 an einen die elektrischen Impulse formierenden Entlader 7 angeschlossen ist, sowie einen Schalter 8 auf. Zwischen dem Gleichrichter 6 und dem Entlader 7 ist ein Energiespeicher 9, hier ein Kondensator zur Herabsetzung der dem Netz zu entnehmenden Leistung, angeschaltet. Der Entlader 7 ist mit dem Wandler 2 verbunden. Zur Herstellung von großflächigen Formkörpem erhält die Formwandung 1 bzw. werden in deren Nähe vorteilhafterweise mehrere gleichzeitig arbeitende Wandler 2 angeordnet, dadurch erhöht sich der Energiebedarf entsprechend.The transducers 2 of electrical pulses for the generation of mechanical pulses by means of pulses of the electromagnetic field are connected to an electrical pulse generator 3 for generating electrical impulses, which is connected to the network h of a required voltage source. The pulse generator 3 has a converter 5, which is connected via a rectifier 6 to a discharger 7 which forms the electrical pulses, and a switch 8. Between the rectifier 6 and the discharger 7 is an energy storage 9, here a capacitor for reducing the power to be taken from the network, turned on. The unloader 7 is connected to the converter 2. For the production of large-area Formkörpem receives the mold wall 1 or in the vicinity advantageously a plurality of simultaneously operating transducers 2 are arranged, thereby increasing the energy demand accordingly.
Eine ähnliche Wirkung kann auch ohne Erhöhung des Energiebedarfes dadurch erzielt werden, daß die Wandler mit dem Impulsgenerator nach dem Ablaufprinzip in Reihe geschaltet werden.A similar effect can be achieved without increasing the energy requirement, that the transducers are connected in series with the pulse generator according to the drainage principle.
-9--9-
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Figur 2 zeigt ¥andler 2, die in Form von Drahtwindungen 10 ausgebildet sind. Die Drahtwindungen 10 sind durch einen Leiter 11 mit dem Impulsgenerator 3 verbunden. Die Drahtwindungen 10 können als Magnetspule ausgebildet sein.Figure 2 shows ¥ Andersler 2, which are in the form of wire windings 10. The wire windings 10 are connected by a conductor 11 to the pulse generator 3. The wire windings 10 may be formed as a magnetic coil.
Zur Verminderung magnetischer Feldverluste zwischen der Magnetspule und der Formwandung 1 soll der Spalt zwischen beiden in Übereinstimmung mit den Herstellungsbedingungen so klein wie möglich sein, wobei die Form der Magnetspule der Form der Fomiwandung völlig oder nahezu entsprechen soll.In order to reduce magnetic field losses between the magnetic coil and the mold wall 1, the gap between the two should be as small as possible in accordance with the manufacturing conditions, wherein the shape of the magnetic coil should completely or nearly correspond to the shape of the Fomiwandung.
Gemäß Figur 3 sind in der Fälle der Formwandung 1 in einem flüssigen Arbeitsmittel Impulse übertragende Wandler 2 angeordnet ,According to FIG. 3, in the case of the mold wall 1, impulse-transmitting transducers 2 are arranged in a liquid working medium.
Dabei wirken Druckimpulse auf die Formwandung 1 ein, welche elastische Deformationen in der Formwandung hervorrufen.In this case, pressure pulses act on the mold wall 1, which cause elastic deformations in the mold wall.
ae die Druckimpulse im Arbeitsmittel erzeugenden Wandler 2 weisen eine mit nichtstromleitender Flüssigkeit 13 gefüllte Kammer 12 auf, in der Elektroden 14 und 15 im Abstand 16 voneinander angeordnet sind, wobei mindestens eine der Wandungen der Kammer an die Formwandung 1 grenzt oder ein Teil der Formwandung 1 ist. Die Elektroden ik und 15 sind durch Leiter 17 und 18 an den Impulsgensrator 3 angeschlossen, der den Energiespeicher 9 aufweisen kann.The pressure pulses in the working-medium-generating transducer 2 have a chamber 12 filled with nonconductive liquid 13, in which electrodes 14 and 15 are arranged at a distance 16 from one another, at least one of the walls of the chamber adjoining the mold wall 1 or part of the mold wall 1 is. The electrodes ik and 15 are connected by conductors 17 and 18 to the Impulsgensrator 3, which may have the energy storage 9.
Bei einem Eindrahtsystem kann der Leiter 17 an Masse, d. h. an die Herstellungsform gelegt sein.In a single wire system, the conductor 17 may be connected to ground, i. H. be placed on the manufacturing form.
Die Durchführung der Elektrode 15 in die Kammer erfolgt mit Hilfe eines Durchführungsisolators 19. Die Flüssigkeit 13 ist so gewählt, daß sie bei Funkenbildung nicht entflammt. Die Flüssigkeit 13 kann auf die Formwandung über elastische Zwischenmembranen odeakiber Wandungen einer elastischen Hülle, in die sie gefüllt sein kann, einwirken.The passage of the electrode 15 into the chamber takes place by means of a bushing insulator 19. The liquid 13 is chosen so that it does not ignite when sparking. The liquid 13 can act on the mold wall via elastic intermediate membranes or walls of an elastic sleeve in which it can be filled.
Als mit Flüssigkeit gefüllte Kammer kann die Fonawandung 1 bzw. die Herstellungsforra 37 selbst dienen, wenn sie eine entsprochende Form hat. - ·As a liquid-filled chamber, the Fönawandung 1 and the production forme 37 itself serve, if it has an entsprochende form. - ·
-ίο- 178 132-ί-- 178 132
In der Nahe der Formwandung 1 können mehrere Kammern 12 angeordnet sein, die nacheinander oder gleichzeitig, ähnlich der im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Einrichtung, Druckimpulse|auf die Formwandung erzeugen können.Several chambers 12 can be arranged in the vicinity of the mold wall 1, which can successively or simultaneously generate pressure impulses | on the mold wall, similar to the device described in the first exemplary embodiment.
Die Wandler 2 erzeugen mechanische Impulse, die zur Erzielung eines maximalen Effektes, unter Berücksichtigung der Parameter der Herstellungsfona und der Formkörper (z, B. Größe und Gestalt der Form 37* Dicke des Laminates usw, ), errechnet werden können. ,The transducers 2 generate mechanical impulses that can be calculated to obtain a maximum effect, taking into account the parameters of the production fona and the shaped bodies (z, B. size and shape of the mold 37 * thickness of the laminate, etc.). .
Zur Herabsetzung des Energiebedarfs ist eine möglichst kurze Impulsdauer erforderlich, die nicht ein Viertel der Eigenschwingungsperiode der Formkonstruktion und nicht 0,1 Sekunden überschreiten soll. Zur Steigerung der Impulseinwirkung muß der Impuls eine steile Front haben, wobei die Ge* schwindigkeit des Anwachsens eines Impulses größer als die Geschwindigkeit der Relaxation der in die Form 37 gebrachten Materialien bzw. Schichten, aber geringer als die kritische Schlaggeschwindigkeit des Materials der Form $6 sein muß, damit Beschädigungen der Formwandung 1 der Form 37 vermieden werden.To reduce the energy requirement, the shortest possible pulse duration is required, which should not exceed one quarter of the natural oscillation period of the mold construction and not 0.1 seconds. To increase momentum, the pulse must have a steep front, with the rate of growth of a pulse greater than the rate of relaxation of the materials or layers placed in the mold 37, but less than the critical impact velocity of the mold material $ 6 must, so that damage to the mold wall 1 of the mold 37 can be avoided.
Die Amplitude eines Impulses muß so groß sein, daß die auf oder in die Form 37 gebrachteil Materialien bzw. Schichten intensiv gerüttelt und/oder beschallt werden, aber die dabei in der Formwandung 1 bzw. der Versteifung 36 der Form 37 auftretenden Spannungen die Grenze der dynamischen Ermüdungsfestigkeit nicht übersteigen. Dabei sind auch alle von Belastungen der Formwandung 1 und Versteifungsrippen 36 der Hers tellungsform 37 während der Benutzung hervorgerufenen Spannungen zu berücksichtigen.The amplitude of a pulse must be so great that the materials or layers which have been brought to or into the mold 37 are intensively vibrated and / or sonicated, but the stresses occurring in the mold wall 1 or the stiffener 36 of the mold 37 are the limit of do not exceed dynamic fatigue strength. In this case, all of loads of the mold wall 1 and stiffening ribs 36 of the Hers be form of application 37 caused during use stresses are taken into account.
Die Periode der Impulsfolge soll nicht geringer als die Eigenschwingungsperiode der Formkonstruktion sein. Doshalb tritt nach Beendigung eines Impulses eine Pause ein, deren Dauer länger als die Impulsdauer ist.The period of the pulse train should not be less than the natural vibration period of the mold design. Therefore, after the end of a pulse, a pause occurs whose duration is longer than the pulse duration.
-11--11-
-1t --1t -
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Ini Sinne eines sparsamen mittleren Energiebedarfs ist die Dauer einer Pause so lang wie möglich, nämlich mindestens das Zehnfache der Dauer eines Impulses.In the sense of an economical average energy requirement, the duration of a break is as long as possible, namely at least ten times the duration of an impulse.
Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Nach Ein- oder Aufbringung der Formmateria'lien und/oder Schichten auf oder in die Form 37 wird der Impulsgenerator 3 eingeschaltet, der die nach einem bestimmten Gesetz gebildeten elektrischen Impulse an die Wandler 2 sendet, die ihrerseits wieder mechanische Impulse mittels eines elektromagnetischen Feldes oder eines Arbeitsmitteldruckes erzeugen, ¥ird ein elektrischer Impuls zu den ¥andlern 2 gesendet, dio Impulse mittels eines elektromagnetischen Feldes erzeugen und die die Form einer in der Nähe der Formwandung 1 angeordneten Magnetspule 10 haben, wird beim Anwachsen und Abfallen des Stromes ein elektromagnetisches Wechselfeld gebildet, welches im Material der Formwandung 1 einen Wechselstrom induziert. Die Wechselwirkung zwischen primären und induzierten Strom führt zu einer Verschiebung der Formwandung 1 in bezug auf die starr befestigte Magnetspule 10. Da durch den der Magnetspule 10 zugeführten Impuls das Anwachsen und Abfallen des Stromes im Verlauf eines kurzen Zeitraumes und mit sehr steiler Front ez'folgt, erfolgt die Verschiebung der Formwandung 1 ebenfalls im Verlauf eines kurzen Zeitraumes und mit großer Geschwindigkeit.The device according to the invention operates as follows: After introduction or application of the molding materials and / or layers onto or into the mold 37, the pulse generator 3 is switched on, which sends the electrical impulses formed according to a specific law to the transducers 2, which in turn mechanically Generate pulses by means of an electromagnetic field or a working fluid pressure, ¥ ird an electrical pulse sent to the ¥ twolern 2, the pulses generate by means of an electromagnetic field and have the shape of a arranged in the vicinity of the mold wall 1 magnetic coil 10, when growing and falling of the current forms an alternating electromagnetic field which induces an alternating current in the material of the mold wall 1. The interaction between primary and induced current results in a displacement of the mold wall 1 with respect to the rigidly mounted magnet coil 10. Since the pulse supplied to the magnetic coil 10 causes the current to increase and decrease over a short period of time and with a very steep front , the displacement of the mold wall 1 also takes place over a short period of time and at high speed.
Infolge der Elastizität der Forniwandung pflanzt sich die Deformation von der Stelle ihrer Bildung durch .die Magnetspule über die gesainte durch diese Magnetspule zu beeinflussende Zone der Formwandung- fort (es bildet sich insbesondere bei zu erzeugenden dünnwandigen Formköxpern eine Welle der elastischen Deformation, die sich über die gesamte Formwandung fortpflanzt). Diese Welle der elastischen Deformation läßt das auf oder in die Form 37 gebrachte Material bzw. die Schichten aus Verstärkungs- und Kunststoff ma te rial ineinanderschwimmen oder ineinander diffundieren, erzeugt somit einen sehr innigen Verbund,Due to the elasticity of the wall, the deformation propagates from the place of its formation through the magnetic coil over the entire zone of the mold wall to be influenced by this magnetic coil (a wave of elastic deformation is formed, in particular in thin-walled moldings to be produced) the entire form wall propagates). This wave of elastic deformation causes the material placed on or in the mold 37 or the layers of reinforcing and plastic material to swim into one another or diffuse into one another, thus producing a very intimate bond.
-12--12-
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benetzt das Verstärkungsmaterial m±t dem Kunststoff und füllt alle Lunker und Hohlräume im Laminat aus·wets the reinforcement material with the plastic and fills all voids and voids in the laminate ·
¥drd ein elektrischer Impuls an die Druckimpulse erzeugenden Wandler 2 gesendet, welche die Form einer in der Nahe der Formwandung 1 angeordneten und mit nichtstromleitender Flüssigkeit gefüllten Kammer 12 mit Elektroden lh und 15 haben, springt ein Funke über, wodurch ein Druckimpuls im Arbeitsmittel erzeugt wird, der an die Fornrwandung 1 weitergeleitet wird. Infolge der Elastizität der Formwandung 1 pflanzt sich die Deformation von der Stelle ilarer Bildung über die gesamte Formwandung fort. Dadurch wird der Formkörper, wie oben gesagt, hergestellt bzw. die Verstärkungsmaterialien mit dem ungesättigten Polyester vollständig benetzt.¥ drd sent an electrical pulse to the pressure pulse generating transducer 2, which have the shape of a arranged in the vicinity of the mold wall 1 and filled with non-conducting liquid chamber 12 with electrodes lh and 15, a spark jumps over, whereby a pressure pulse in the working medium is generated , which is forwarded to Fornrwandung 1. Due to the elasticity of the mold wall 1, the deformation propagates from the site of ilar formation over the entire mold wall. Thereby, the molded article, as stated above, or the reinforcing materials with the unsaturated polyester completely wetted.
Gemäß Figur k sind ebenfalls nahe der Formwandung 1 Impulswandler 2 angeordnet, die elektrische Impulse in mechanische umwandeln. Als solche Impulswandler 2 kommen die genannten Magnet Induktoren in Frage. Jedem Magnetinduktor ist ein Schalter 20 vorgeschaltet. Als Schalter 20 kann eine steuerbare Diode in Anwendung kommen.According to FIG k 1 pulse converter 2 are also arranged, which convert electrical impulses into mechanical near the mold wall. As such pulse converters 2, the magnet inducers mentioned come into question. Each magnetic inductor is preceded by a switch 20. As a switch 20, a controllable diode may be used.
Der Ausgang des Schalters 20 ist mit dem Magnetinduktor 2 gekoppelt, während der eine Eingang des genannten Schalters mit einem Elektroenergiespeicher, beispielsweise einem Kondensator 21 und der zweite mit einem Programmkommutator 22 gekoppelt ist. Der Kondensator 21 und der Programmkommutator 22 sind an den Speiseteil 23 angeschlossen. Dieser Teil 1st über den Schalter 2h an das vorhandene Netz 25 angeschJLossen. Ein nach dieser Schaltung ausgeführtes elektrisches System leitet den Magnet Induktoren nacheinander nur Sinzelimpulse zu.The output of switch 20 is coupled to magnetic inductor 2, while one input of said switch is coupled to an electrical energy store, such as a capacitor 21, and the second is coupled to a program commutator 22. The capacitor 21 and the program commutator 22 are connected to the supply part 23. This part is connected to the existing network 25 via the switch 2h . An electrical system designed according to this circuit supplies the magnet inductors successively with only single pulses.
Zur Ausbildung eines "Wellenpaketes11, das auf den Umwandler elektrischer Schwingungen in mechanische Schwingungen geliefert wird, kann das System nach der in der Fig. 5 dargestellten Schaltung ausgeführt werden.To form a "wave packet 11 , which is supplied to the electrical vibration oscillator in mechanical vibrations, the system according to the circuit shown in Fig. 5 can be performed.
Als Wandler kommen hierbei insbesondere magnetostriktive Schwinger 26 in Frage, die an der Innenseite der Forrawandung 1 angebracht werden. -13-In particular, magnetostrictive oscillators 26 which are attached to the inside of the for wall 1 can be used as transducers. -13-
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Jedem magnetostriktiven Schwinger 26 ist ein Schalter 27 vorgeschaltet, dessen Ausgang mit dem magnet ostriktiven Schwinger 26, dessen einer Eingang mit einem Modulator 28 und dessen zweiter Eingang mit einem Programmkommutator 29 verbunden ist.Each magnetostrictive oscillator 26 is preceded by a switch 27, the output of which is connected to the magnet ostrictive oscillator 26, whose one input is connected to a modulator 28 and whose second input is connected to a program commutator 29.
Der Modulator 28 ist seinerseits mit einem Eingang an den Elektroschwingungsgenerator 30 und mit dem zweiten Eingang an einen Impulsgenerator 31 angeschlossen, der periodisch Rechteckimpulse dem genannten Modulator 28 liefert.The modulator 28 is in turn connected to an input to the electric oscillation generator 30 and to the second input to a pulse generator 31 which periodically supplies rectangular pulses to said modulator 28.
Der Elektroschwingungsgenerator 30» der Impulsgenerator 31 der Prograinmkommutator 29 sind mit einem Speiseteil 32 verbunden, der seinerseits über den Schalter Zh ans Netz 25 angeschlossen ist. Nötigenfalls kann zwischen jedem magnetostriktiven Schwinger 26 und Schalter 27 ein Leistungsverstärker 33 (Figur 6) geschaltet werden.The electric vibration generator 30 "of the pulse generator 31 of the Prograinmkommutator 29 are connected to a feed part 32, which in turn is connected via the switch Zh to the network 25. If necessary, a power amplifier 33 (FIG. 6) can be connected between each magnetostrictive oscillator 26 and switch 27.
Der eine Eingang des genannten Leistungsverstärkers wird über den Prograinmkonimutator 29 (Figur 6) an den Modulator 28 und der zweite Eingang an den Ausgang des Schalters 27 angeschlossen, der mit einem Eingang dem Elektroenergiespeicher, beispielsweise einem über den Programmkommutator 29 an den Speiseteil 32 angeschlossenen Elektroenergiespeicher in Form eines Kondensators $h und mit dem zweiten Eingang dem Impulsgenerator 31 zugeschaltet ist.The one input of said power amplifier is connected via the Prograinmkonimutator 29 (Figure 6) to the modulator 28 and the second input to the output of the switch 27, with an input to the electric energy storage, for example, connected via the program commutator 29 to the feed part 32 electric energy storage in the form of a capacitor $ h and with the second input the pulse generator 31 is switched on.
Das elektrische System zur Herstellung von faserverstärkten Werkstoffen, vorzugsweise glasfaserverstärkter Plaste arbeitet wie folgt:The electrical system for the production of fiber reinforced materials, preferably glass fiber reinforced plastic works as follows:
Zur Ausübung von Schwingungen auf die FoxTtiwandung 1 wird bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 der Speiseteil 23 mittels des Schalters 2k an das Netz manuell oder automatisch angeschlossen.For exerting vibrations on the FoxTtiwandung 1, the feed part 23 is connected manually or automatically by means of the switch 2k to the network in the embodiment of FIG. 4.
Der genannte Speiseteil lädt den Kondensator 21 bis auf eine vorgegebene Spannung auf und liefert gleichfalls Spannung an den Programmkommutator 22. Bei geöffnetem Schalter 20 entlädt sich der Kondensator 21 auf den Magnetinduktor 2.Said supply part charges the capacitor 21 to a predetermined voltage and also supplies voltage to the program commutator 22. When the switch 20 is open, the capacitor 21 discharges onto the magnetic inductor 2.
- λ. 178 132- λ. 178 132
Der Programrakommutator 22 öffnet den entsprechenden Schalter 20 für die Entladezeit des Kondensators 21. Nach einer zum Aufladen des Kondensators 21 erforderlichen Pause öffnet der Programmkommutator 22 den nächsten Schalter. So werden die Schalter 20 abwechselnd für die Entladezeit geöffnet und für die Aufladezeit des Kondensators 21 gesperrt.The Programrakommutator 22 opens the corresponding switch 20 for the discharge time of the capacitor 21. After a required to charge the capacitor 21 break the program commutator 22 opens the next switch. Thus, the switches 20 are alternately opened for the discharge time and locked for the charging time of the capacitor 21.
Der Magnetinduktor -2 wandelt einen vom Kondensator eingetroffenen Einzelinipuls in eine mechanische Bewegung der Form-Yiandung 1 um, wodurch die genannte Herstellung bzw. Benetzung der Verstärkungsmaterialien mit dein Harz erfolgt.The magnetic inductor -2 converts a single pulse received from the capacitor into a mechanical movement of the molding ring 1, whereby the aforementioned production or wetting of the reinforcing materials with the resin takes place.
Gemäß Figur 5 ist die Punktion des elektrischen Systems bei der Lieferung eines n¥ellenpaketes" wie folgt:According to figure 5, the puncture of the electrical system in the delivery of n ¥ elle package "as follows:
Zur Herstellung der Formkörper wird mittels des Schalters 2k der Speiseteil 32 ans Netz bzw. eine Speisespannungsquelle 25 manuell oder automatisch angeschaltet. Der genannte Speiseteil liefert die erforderlichen Stromarten: einen Gleichstrom erforderlicher Spannung und einen "Wechselstrom niedriger Frequenz.To produce the moldings, the supply part 32 is connected to the mains or a supply voltage source 25 manually or automatically by means of the switch 2k . Said supply part supplies the required types of current: a DC required voltage and a low frequency AC.
Der Elek tr os chwingungs gene rat or 30 liefert einen Strom vorgegebener Frequenz und erforderlicher Spannung. Der Iinpulsgenorator 31 liefert periodisch Rechteckimpulse auf den Modulator 28.The electric vibrator generator or 30 supplies a current of predetermined frequency and required voltage. The pulse generator 31 periodically supplies rectangular pulses to the modulator 28.
Wenn der Modulator 28 einen Rechteokimpuls erhält, läßt er eine Folge von Stromschwingungen (ein "Tiellenpaket") durch, und während der Pause zwischen den Rechteckimpulsen unterbricht er den Stromkreis für den Generator 30. Die weitere Funktion entspricht der bei Figur k beschriebenen Einrichtung.When the modulator 28 receives a Rechteokimpuls, he makes a sequence of current oscillations (a "Tiellenpaket") by, and during the pause between the rectangular pulses to interrupt the circuit for the generator 30. The additional function corresponding to the device k described in FIG.
Gemäß Figur 6 besitzt der Programmkomtirutator 29 drei Kanäle und schaltet diese Kanäle der Reihe nach an den entsprechenden magnetostriktiven Schwinger 26 oder an eine Gruppe vonAccording to FIG. 6, the program comtractor 29 has three channels and switches these channels in sequence to the corresponding magnetostrictive oscillator 26 or to a group of
· ·. ' ". . -15- · ·. '". -15-
- 15- 178 132- 15 - 178 132
Schwingern, wobei in der Figur 6 eine abwechselnde Schaltung an jedes Paar bzw. Doppelpaar von magnetostriktiven Schwingern gezeigt ist.Oscillators, wherein in the figure 6 an alternate circuit to each pair or double pair of magnetostrictive transducers is shown.
In dem durch den Programmkoramutator 29 angeschalteten Schwinger 2,6 wird der Kondensator 3^ ununterbrochen durch, einen Gleichstrom aufgeladen und während der Lieferung eines Rechteckimpulses vom Impulsgenerator 31 über den Schalter 27 entladen.In the oscillator 2.6 connected by the program modulator 29, the capacitor 3 is continuously charged by a direct current and discharged from the pulse generator 31 via the switch 27 during the supply of a rectangular pulse.
Der Leistungsverstärker 33 liefert, indem er gleichzeitig mit der Impulsgabe einen starken Strom von dem sich entladenden Kondensator ^h und ein "Wellenpaket" vom Modulator 28 erhält, ein leistungsstarkes "¥ellenpaket" auf den magnetostriktiven Schwinger 26. Der letztere wandelt das "Paket" elektrischer Schwingungen in ein "Paket" von mechanischen Schwingungen der Foxmwandung 1 um, wodurch die genannte Herstellung der Formkörper erfolgt.The power amplifier 33, by receiving a strong current from the discharging capacitor ^ h and a "wave packet" from the modulator 28 simultaneously with the pulsing, provides a powerful "ellen set" to the magnetostrictive vibrator 26. The latter converts the "packet". electrical vibrations into a "package" of mechanical vibrations of the Foxmwandung 1 um, whereby said production of the moldings takes place.
In Figur 6 ist eine zweiteilige Form 37 gezeigt. In beide Formhälften sind faserverstärkte Kunststoffe (flüssiges Harz und Glasfasern, z. B. durch das Faserharzspritzverfahren) eingebracht. Danach werden beide Formhälften zusammengebracht rind den genannten Schwingungen usw. ausgesetzt.In Figure 6, a two-part mold 37 is shown. Fiber-reinforced plastics (liquid resin and glass fibers, eg by the fiber resin spraying method) are introduced into both mold halves. Thereafter, both halves of the mold are brought together and exposed to the aforementioned vibrations.
Zur Ergänzung sei ausgesagt, daß die Formwandung 1 und/oder die verstärkten Kunststoffe oder dergleichen Ausgangsmaterialien in die genannten mechanischen und/oder Ultraschallschwingungen, jedoch geringer Amplitude versetzt werden, wobei diese Materialien und/oder Schichten zu einem fast homogenen oder homogenen (bei Ultraschall) Formkörper durchgeführt werden.In addition, it should be stated that the mold wall 1 and / or the reinforced plastics or the like starting materials are added to said mechanical and / or ultrasonic vibrations, but of low amplitude, these materials and / or layers becoming almost homogeneous or homogeneous (in the case of ultrasound). Shaped bodies are carried out.
Je nach Anwendung, erforderlicher Form, Größe und ¥anddicke der zu erzeugenden Formkörper können die Schwinger ausgewählt werden.Depending on the application, required shape, size and ¥ thickness of the molded body to be generated, the oscillators can be selected.
Es können mechanisch betätigte Hammer eines Hammerwerkes, Nocken, beispielsweise umlaufende Nocken, elektrische Vibratox-en, mit Gleich- oder ¥echselstrom gespeist, sonstige Stoß-Mechanically operated hammers of a hammer mill, cams, for example revolving cams, electric vibrato boxes, supplied with direct or alternating current, other shock absorbers
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wellen, oder Stoßimpulse erzeugende Geber bzw. Schwinger sein. Auch kommen hydraulische Schwingungserzeuger anfrage, die mittels eines Arbeüsmitteldruckes, z. B. durch eine stoßweise arbeitende und mit mindestens einer Flussigkeitskammer ausgerüstete Kolbenpumpe, die Stoßimpulse erzeugt, wobei mindestens eine Kammerwand an der Formwandung 1 oder dergleichen anliegt oder selbst ein Teil dieser Formwandung ist. ·or shock generators or oscillators. Also come hydraulic vibrator request that by means of a Arbeüsmitteldruckes, z. B. by an intermittently working and equipped with at least one fluid chamber piston pump which generates shock pulses, wherein at least one chamber wall rests against the mold wall 1 or the like or is itself a part of this mold wall. ·
Auch können die bereits genannten Schwinger oder Wandler 2, die an der Fortmiandung ein elektromagnetisohes Impulsfeld und damit mechanische Impulse erzeugt, verwendet werden. Diese Schwinger oder ¥andler 2 können auch magnetostriktive Sclrtiinger oder Schallgeber sein, beispielsweise Schwinger für etwa 20 kHz mit Wasserkühlung, bei einer Leistungsdichte vonAlso, the already mentioned oscillator or transducer 2, which generates an electromagnetic pulse field and thus mechanical impulses at the Fortmiandung be used. These transducers or transducers 2 may also be magnetostrictive transducers or transducers, such as oscillators for about 20 kHz with water cooling, at a power density of
unter oder über 10 ¥att/cm . .below or above 10 yen att / cm. ,
Verwendet können auch an die Formwandung oder die Versteifungsrippen 36 angelötete Plattenschwinger oder angekittete keramische Verbundschwinger, z. B. aus Aluminium und Piezokeramik für z. B. hO kHz oder auch Bariumtitanat oder Bleizirkonat- oder dergleichen Schwinger.Used can also be soldered to the mold wall or the stiffening ribs 36 plate vibrator or cemented ceramic composite oscillator, z. B. aluminum and piezoceramic for z. B. hO kHz or barium titanate or lead zirconate or the like vibrator.
Vorteilhafterweise benutzt man sehr robuste, temperaturbeständige Schwinger aus magnetostriktiven Werkstoffen bzw. Blechen (Nickel, Eisen-Kobalt-Nickellegierungen) ·Advantageously, very robust, temperature-resistant oscillators made of magnetostrictive materials or sheets (nickel, iron-cobalt nickel alloys) are used.
Die magnetostriktiven Schwinger haben eine hohe Lebensdauer und vertragen auch Temperaturen von mehreren hundert Grad C, die stromdurcliflossene Spule kanrSaierbei mit Polytetrafluorethylen (Teflon) isoliert bzw. beschichtet werden, insbesondere wenn das aus chemischen Gründen erforderlich ist. Solche Schwinger können direkt auf die auf oder in die Herstellungsform gebrachten Materialien abstrahlen oder über eine Kammer oder eine Platte aus nichtrostendem Stahl, mit der sie durch eine unbedingt haltbare Lotung verbunden sind.The magnetostrictive vibrators have a long life and can withstand temperatures as high as several hundred degrees Celsius, which can be isolated by coating with polytetrafluoroethylene (Teflon), especially when required for chemical reasons. Such vibrators may radiate directly onto the materials placed on or into the mold, or over a stainless steel chamber or plate to which they are joined by an unconditionally durable solder.
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Bei der Herstellung von Formen sollte davon ausgegangen werden, daß die Schwinger möglichst gleichmäßig über die gesamte Formoberfläche verteilt sind, insbesondere sollte dabei die Formgröße und Oberflächenform des zu erzeugenden Formkörpers und damit der Form Berücksichtigung finden.In the production of molds, it should be assumed that the oscillators are distributed as uniformly as possible over the entire mold surface, in particular the shape size and surface shape of the molding to be produced and thus the shape should be taken into account.
Man kann errechnen, welche und wieviel Schwinger mit welcher Leistungsdichte für einen zu erzeugenden Formkörper erforderlich sind. # It is possible to calculate which and how many oscillators are required with which power density for a molded article to be produced. #
Besteht insbesondere die Herstellungsform aus Metall, z. B. Aluminium, so ist es vorteilhaft, wenn die auf der Rückseite der Formoberfläche angebrachten Versteifungsrippen bzw. die Tragkonstruktion 36 oder mindestens ein Teil davon aus magnet ostriktivem T/erkstoff bestehen bzw. besteht, in die Aussparungen eingebracht werden. In die Aussparungen können Spulen eingebracht bzw. eingewickelt und diese dann mit elektrischem Schwingungserzeugern verbunden werden. Auf diese ¥eise erzeugt man eine "magnetostriktive Herstellungforra" 37·In particular, the production form of metal, z. As aluminum, so it is advantageous if the attached to the back of the mold surface stiffening ribs or the support structure 36 or at least a part thereof consist of magnet ostriktivem T / erkstoff or consists, are introduced into the recesses. Coils can be introduced or wrapped in the recesses and these can then be connected to electric vibrators. In this way one produces a "magnetostrictive production forum" 37
Für einige Anwendungsfälle, insbesondere bei der Herstellung von dickwandigen Formkörpern sollten insbesondere die Ultraschallgeber, Schwinger oder ¥andler die Formwandung durch Ultraschall erregen und erforderlichenfalls sollten die auf die oder in die Form gebrachten Materialien insbesondere faserverstärkte Duroplaste durch Bestrahlung beschallen, wobei ggf. auch hierbei gleichzeitig oder später eine andere Strahlung, z. B. elektromagnetische Wellen zur Anwendung gelangt.For some applications, in particular in the production of thick-walled moldings, the ultrasound generator, oscillator or diverter in particular should excite the mold wall by ultrasound and, if necessary, the materials placed on or into the mold should in particular irradiate fiber-reinforced thermosets by irradiation, if necessary also simultaneously or later another radiation, eg. B. electromagnetic waves is used.
Das Verfahren zur Herstellung von Formkörpern wird dadurch besonders technisch und ökonomisch günstig, wenn zuerst eine Positivform aus Gips oder billigen, unbrennbaren Materialien hergestellt wird, die dabei oder danach mit relativ tiefen und schmalen, als spätere Versteifungsrippen oder Tragkonstruktion dienende Aussparungen in Längs- und/oder Querrichtung oder in einem Winkel dazwischen, in gleichen oder ungleichen Abständen, vorzugsweise senkrecht zur Oberfläche der Formwandung versehen wird, wonach in diese AussparungenThe process for the production of moldings is characterized particularly technically and economically favorable, if first a positive mold made of gypsum or cheap, non-combustible materials, the or with relatively deep and narrow, serving as later stiffening ribs or supporting structure recesses in longitudinal and / or. or transversely or at an angle therebetween, at equal or unequal distances, preferably perpendicular to the surface of the mold wall, whereafter into these recesses
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und auf die gesamte Formobe rf lache Metall, beispielsweise ein magnetostriktives Metall in flüssiger, pulverförmiger, pastöser oder granulierter Form oder dergleichen,- beispielsweise durch gießen, spritzen, auf galvanischem ¥ege oder dergleichen, ggf. mit Bindemittel vermischt, aufgebracht, danach die genannte Positivform entfernt und auf diese so erzeugte Metallform, d, h. auf die Rückseite der Formwandung 1 und/oder auf die Versteifungsrippen oder die Tragkonstruktion 36 oder in oder zwischen diese, die genannten Schwinger, Ultraschallgeber oder Wandler 2 oder Spulen bei magnetostrikt ivem Metall, gebracht und direkt oder indirekt, z. B. über Zwischenglieder, wie die genannten Kammern oder dergleichen verbunden werden.and on the entire Formobe rf laugh metal, for example, a magnetostrictive metal in liquid, powdery, pasty or granular form or the like, - for example, by casting, spraying, galvanic or similar ege, possibly mixed with binder applied, then said Removed positive mold and on this metal mold, d, h. on the back of the mold wall 1 and / or on the stiffening ribs or the support structure 36 or in or between them, said oscillator, ultrasonic transducer or transducer 2 or coils in magnetostrictive metal, brought and directly or indirectly, for. B. via intermediate links, such as said chambers or the like.
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Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD17813274A DD140122A2 (en) | 1974-04-25 | 1974-04-25 | METHOD FOR PRODUCING OBJECTS OF FIBER-REINFORCED MATERIALS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD17813274A DD140122A2 (en) | 1974-04-25 | 1974-04-25 | METHOD FOR PRODUCING OBJECTS OF FIBER-REINFORCED MATERIALS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD140122A2 true DD140122A2 (en) | 1980-02-13 |
Family
ID=5495527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD17813274A DD140122A2 (en) | 1974-04-25 | 1974-04-25 | METHOD FOR PRODUCING OBJECTS OF FIBER-REINFORCED MATERIALS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD140122A2 (en) |
-
1974
- 1974-04-25 DD DD17813274A patent/DD140122A2/en unknown
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