MEANS FOR HEATING A MOULDED MULTI-LAYERED ARTICLE HAVING A LARGE SURFACE

Abstract: 1. An arrangement for heating large-area laminated bodies in mould shells (14) for the heat setting of laminates using a heating element (11), made of a carbon fibre fabric (16) laminated between glassfibre fabric mats (12), characterised in that the heating element (11), together with one or more plies of an insulating layer (13) which are arranged between heating element (11) and mould shell (14), forms a heating mat (10) which is connected to the mould dish (14) by vacuum or bonding.

Description: Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Beheizung grossflächiger Laminatforinkörper in Formschalen für die HeiShärtung von Laminaten. Anordnungen zur Beheizung von Laminaten sind allgemein bekannt und zählen in den verschiedensten Aus führun#sformen zum Stand der Technik. Hierbei handelt es sich in allen Fällen um Laminierformen (wie el. Heizstäbe, Wasser- oder ölheizrohre) mit eingebauten Heizsystemen. Diese Ausfu¯hrungen sind jedoch für die Herstellung grossflächiger Werkstücke, wie beispielsweise Rotorblätter für Windkraftmrschinen etc. nicht verwendbar, abgesehen davon, dass sie auch viel zu aufwendig wären, da es sich im vorliegenden Falle jeweils nur um die Herstellung relativ geringer Stückzahlen handelt. Der Gedanke, zur Beheizung solcher grossen Flächen Heizmatten allgemeiner Art einzusetzen, musste aufgegeben werden, da solche Heizmatten nicht als Formoberiläche einsetzbar sind, weil sie keine genügende Verschlussfestigkeit besitzen, sich der Formkontur nicht genau genug anpassen lassen und ausserdem keine geschlossene Oberfläche bilden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es erlaubt, grosse Flächenelemente beliebiger Kontur gleichmässig zu beheizen und deren Herstellung in rationeller Weise ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen niedergelegten Massnahmen zuverlässig und optimal gelöst. In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Ausführlnrgsbei- spiel beschrieben und in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Teilquerschnitt der durch Vakuum mit der Formschale verbundenen Heizmatte, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine auf einer Form schale aufgeklebten Heizmatte, Fig. 3 eine Systemskizze über den elektrischen An schluss der einzelnen Heizmatten, Fig. 4 einen Teilquerschnitt der Randausgestaltung entlang der Längsseiten, Fig. 5 einen Teilquerschnitt der Randausgestaltung entlang der Stirnseiten. Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, wird eine Formschale 14 entsprechend der gewünschten Gestalt des zu erstellenden Formkörpers aus Stahlblech - im vorliegenden Falle in 8 mm Stärke - gebogen und auf einem nicht gezeichneten verstell- und einstellbaren Stahlgerüst gelagert. Diese Formschale 14 wird nun mit einer Heizmatte 10 belegt, die in Länge und Breite dem zu erstellenden Forskörpffl entspricht; Diese Heizmatte 10 setzt sich nun aus verschiedenen Schichten zusammen, wobei ein Kohlefasergewebe 11 als Widerstandsheizelement verwendet wird. Formschale 14 und Heizmatte 1D bilden also das Auflager für den zu erstellenden Formkörper. Diese Anordnung bringt eine Reihe wesentlicher Vorteile. So wird beispielsweise eine energetisch günstige zentrale Lage der Heizung direkt am Bauteil erreicht, die Hei zung selbst kann individllell ausgelegt werden, infolge der nachstehend beschriebenen Zusammensetzung der Heiz matte 10 erfolgt keine Erwärmung des Unterbaus und ausserdem werden kurze sogenannte Tot strecken der Heizregelung erreicht, was durch die unmittelbare Nähe und den grossflächigen Kontakt zwischen Heizung und Bauteil hervorgerufen wird. Entsprechend der maximalen Leistungsaufnahme der Heizmatten 10 können über die gesamte Formfläche gesehen, mehrere Heizkreise angeordnet werden, wie dies auch in der Fig. 3 dargestellt ist. Hier handelt es sich um zwei Regelkreise,deren Aufbau keiner weiteren Erläuterungen bedarf, da er ohne weiteres aus der Zeichnung entnommen werden kann. Die Heizkreise 10 setzen sich aus zwei, dem Formstück entsprechende breite Streifen aus Kohlefasergewebe 11 - hier beispielsweise vom Typ G801 (Fa. Brochier) - zusammen, die an den Enden in Kupferstreifen 17 eingefalzt sind. Der Aufbau der Heizmatten 10 setzt sich im gezeigten Ausführungsbeispiel wie folgt zusammen: Zur Isolation gegenüber der Formschale 14 sind zwei Lagen 13 aus Glasfasergewebe - beispielsweise 160 g/m2, 0,2 mm dick - vorgesehen, auf die das vorgenannte Kohlefasergewebe 11 aufgelegt wird. Daraus werden ein oder mehrere Lagen Glasfasergewebe gleichen Typs gelegt. Im Falle der Vakuum-Verbindung von Heizmatte und Formschale 14 können die Gewebelagen trocknen, ansonsten mit einem Reaktionsharz (z. B. Polyester, Epoxy etc.) imprägniert in die Formschale 14 eingelegt werden. Zur Erzeugung einer günstigen Temperaturverteilung werden zur Isolierung auf die Formschalenunterseite Polyätherschaumbahnen 21 aufgeklebt und ebensolche auf das Heizlaminat bzw. auf das spätere Bauteillaminat gelegt; Natürlich kann es vorteilhaft und auch erforderlich sein, dass zur Isolierung gegenüber der Stahlformschale 14 mehr als zwei Glasvliesschichten 13 verwendet werden. Auch wird es verschiedentlich vorteilhafter sein, die Heizmatte 10 nicht über eine Vakuumeinrichtung mit der Formschale 14 zu verbinden, sondern dass diese mit letzterer verklebt wird. Wie schon erwähnt, können auch die einzelnen Laminatlagen unter und auf der als Heizaggregat dienenden KohiCaserschicht 11 je nach den Umständen in ihrer Anzahl variiert werden. In der Fig. 4 ist die Ausgestaltung der Randlängsseiten der Heizmatte 10 im Zusammenhang mit der Formschale 14 gezeigt. Die in einen Kupferstreifen 17 eingefalzte. Heizlaminatschicht 11 und die Isclierungs- lagen 12 und 13 bilden zusammen mit der Kante der Formschale 14 eine bündige Aussenkante, die durch eine winkelförmige Gewebelaminatabdeckung 18 eingefasst ist. Letztere wiederum wird von einem winkelförmigen Aluminiumprofil 19 als Kantenschutz eingerahmt. Dieses Alu-Profil 19 ist an den Stellen der Stromdurchführung ausgespart. Die in Fig. 5 gezeigte stirnseitige Randausführung sieht lediglich eine winkelförmige Randabdeckung 20 aus einem Glasfaserlaminat vor. Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist nun eine Heizanordnung für grossflächige Bauelemente geschaf fen worden, die sowohl Heizenergie sparend als auch Heizenergie gleichmässig verteilend ausgebildet ist. Das vorgeschlagene Heizlaminat passt sich jeder Formkontur an und liegt unmittelbar am Bauteil an.

Claims: Anordnung zur Beheizung grossflächiger IJaminatform- körper Patentansprüche 1. Anordnung zur Beheizung grossflächiger lJaminatform- körper in Formschalen für die HeiBhärtung von Lami naten, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Heizmatte (11) aus Kohlenstoff-Faser-Gewebe, die zwischen zwei Glasfasergewebematten (12) ein laminiert ist, zusammen mit einer oder mehrerer Lagen einer Isolationsschicht (13) zu einer Heiz schale (10) geformt ist, die mit der Formschale (14) entweder durch Vakuum oder durch Verklebung verbun den wird. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Heizschale (10) bei der Vakuumbefestigung allseitig über Silikondichtschnü re (15) mit der Stahlformschale (14) lückenlos in Verbindung steht. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Heizmatte (11) der Heizscha le (10) über ihre gesamte Länge in ein Kupferstrei- fenband (17) zur Stromeinleitung eingefalzt ist. 4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Längs- und Stirn seiten der Heizmatte (11) und der Isolierschichten (13) zusammen mit den Kanten der Formschale (14) mit mehreren Laminatschichten 19, 20 eingefasst sind. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Unterseite der Form schale (14) und die Oberseite des Heizlaminats (10) mit Polyätherschaum (21) belegt werden.

Inventors: FRANZ, DIETER, ING. GRAD., HAHN, MICHAEL, DIPL.-ING., KUNSTWADL, ERNST, WACKERLE, PETER-MARTIN, DIPL.-ING.
Applicants: MESSERSCHMITT-BOLKOW-BLOHM GESELLSCHAFT MIT BESCHRANKTER HAFTUNG
Application year: 1981
Main classification: B29C33
IPC codes: B29C33, H05B3