Die Erfindung betrifft eine Blockstempel-Vorrichtung mit einem Blockstempel zum Einbringen in eine Aussparung eines aushärtbaren Kompositsubstrats zum Zeck eines Formens eines Innenprofils der Aussparung.

Vakuum-Verpress-Verfahren finden beispielsweise Anwendung in der Vakuumevakuierung, bei dem moderne Kunststoffmaterialien in eine vorherbestimmte Form gebracht und anschließend ausgehärtet werden.

Bei einem Vorgang der Vakuumevakuierung gemäß Stand der Technik wird ein als Formkörper ausgebildetes Werkstück beispielsweise mittels einer Dichtungsfolie und einer die Dichtungsfolie gegenüber einem Formkörper gasdicht abschirmende Dichtschnur von der Umgebungsatmosphäre abgeschirmt bzw. evakuiert und anschließend unter Vakuumdruck gesetzt.

Die im Zusammenhang mit derartigen oder ähnlichen Vorrichtungen angewandten Verfahren weisen indes zum Einen den Nachteil auf, dass eine ausreichende Abdichtung zwischen Dichtungsfolie und Formkörper insbesondere in einem peripheren Bereich der Dichtungsfolie problematisch ist und oft nicht sichergestellt werden kann, weil eine exakte Anbringung einer Dichtungsfolie an einem Formkörper insbesondere bei stark ausgeprägten konkav/konvexen Konturen des Formkörpers nicht immer möglich ist.

Ein weiterer wichtiger Nachteil der bekannten Dichtungsfolien ist ein für viele Anwendungsfälle zu geringer Druckaufbau, im Wege dessen eine tatsächlich herbeiführbare Formgebung eines aushärtbaren Komposit- substrats deutlich von einer erwünschten Formgebung abweicht .

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine passgenau aufbringbare und mehrfach verwendbare Blockstempel- Vorrichtung zu schaffen, mittels derer während eines Vorgangs einer Vakuumverpressung eines aushärtbaren Kompositsubstrats ein deutlich höherer Anpressdruck als mit den bekannten Vorrichtungen ermöglicht ist.

Für eine Blockstempel-Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die mit dem Blockstempel gefüllte Aussparung mittels eines Deckels verschließbar ist und die Temperatur des aus einem elastischen Material erstellten Blockstempels mittels einer Heizeinrichtung einstellbar ist, um eine steuerbare Ausdehnung des Blockstempels und damit einen vorgebbaren Druck der Außenfläche des Blockstempels in Richtung der Innenfläche der Aussparung zu bewirken.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die Merkmalskombination, dass die mit dem Blockstempel gefüllte Aussparung mittels eines Deckels verschließbar ist und die Temperatur des aus einem elastischen Material erstellten Blockstempels mittels einer Heizeinrichtung einstellbar ist, um eine steuerbare Ausdehnung des Blockstempels und damit einen vorgebbaren Druck der Außenfläche des Blockstempels in Richtung der Innenfläche der Aussparung zu bewirken, erreicht, dass bei gegenüber den bekannten Vorrichtungen zumindest nicht gesteigertem, in der Regel indes gesenktem Energieaufwand ein vielfach gesteigerter Anpressdruck in Richtung eines aushärtbaren

Kompositsubstrats erzielbar ist, wodurch eine sehr präzise und qualitativ hochwertige Formgestaltung des aushärtbaren Kompositsubstrats gewährleistet ist.

Dabei ist ein Herausdrücken und Ausgasen von in dem zu verpressenden aushärtbaren Kompositsubstrat eingefangenen Luft- oder Gasbläschen bei der erfindungsgemäßen Blockstempel-Vorrichtung gegenüber den bekannten Vorrichtungen ebenfalls verbessert, da über die Temperatursteuerung des Blockstempels eine Steuerung und dabei insbesondere Erhöhung der Viskosität des in der Regel im Anfangsstadium einer Aushärtung zähflüssigen Komposit- Substrats ermöglicht ist. Ein weiterer wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Blockstempel-Vorrichtung ist darin zu sehen, dass der Vorgang des Aushärtens eines Kompositsubstrats durch gezieltes Einstellen einer vorgegebenen Initialtemperatur des Kompositsubstrats in Gang gesetzt werden kann.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das aushärtbare Kompositsubstrat mindestens teilweise in ein formfestes Hohlchassis eingebettet ist, dessen Innenkontur bei einer temperaturbedingten Ausdehnung des Blockstempels formgebend auf das Außenprofil des aushärtbaren Kompositsubstrat wirkt. Die dem Blockstempel nahe Innenfläche des Deckels kann ebenfalls mit einer an die Formgebung des Blockstempels angepasste Profilierung versehen sein.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Kompositsubstrat ein Fasergewebe und eine in das Fasergewebe eingebrachte Matrix eines aushärtbaren viskosen Füllmaterials enthält.

Gemäß einer wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Blockstempel aus einem elastischen Elastomer- KunstStoffmaterial wie beispielsweise einem Silikon- Kunststoff hergestellt ist.

Die Heizeinrichtung ist vorzugsweise ausgelegt, um die Temperatur des Blockstempels während eines vorgegebenen Zeitraums auf einen Wert zwischen 100°C und 160°C, insbesondere auf etwa 140°C einzustellen.

Gemäß einer weiteren wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass im Inneren des Blockstempels Hohlräume mit asymmetrischer Formgebung ausgebildet sind, um eine anisotrope Ausdehnung des Blockstempels bei Erwärmung zu bewirken.

Die Hohlräume mit asymmetrischer Formgebung im Inneren des Blockstempels können insbesondere als eine Mehrzahl parallel angeordneter, linear verlaufender Bohrungen ausgebildet sein, in deren Raumbereiche hinein bei Erwärmung des Blockstempels eine innere Ausdehnung des Materials des Blockstempels stattfindet, so dass eine Ausdehnung des Blockstempels senkrecht zu den Bohrungen gegenüber einer Ausdehnung in Richtung der Bohrungen gemindert ist.

Die Heizeinrichtung ist vorzugsweise von einem elektrischen Leiter gebildet, der in das Material des Blockstempels integriert ist. Der elektrische Leiter kann dabei beispielsweise von einem Kupferblech, Kupferdraht oder von einem Kohlefaserfaden gebildet sein, und ist vorzugsweise von Glasfasern ummantelt, das einen Temperaturpuffer zwischen dem aufgeheizten elektrischem Leiter und dem Material des Blockstempels bildet.

Der elektrische Leiter ist vorzugsweise mäanderförmig in dem Material des Blockstempels verlegt. Der elektrische Leiter kann vorzugsweise einen elektrischen Widerstand im Bereich von 20 Ohm bis 60 Ohm bei einer Spannung im Bereich von etwa 260 V aufweisen oder alternativ einen elektrischen Widerstand im Bereich von 2 Ohm bis 20 Ohm bei einer Spannung im Bereich von etwa 48 V aufweisen.

Die erfindungsgemäße Blockstempel -Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:

Fig. 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Blockstempel-Vorrichtung in einer Querschnittsansicht;

Fig. 2 den Blockstempel der in Fig. 1 dargestellten

Blockstempel -Vorrichtung samt schematisch dargestellter Bohrungen, in einer Ansicht von schräg oben.

Fig. 3 den Blockstempel der in Fig. 1 dargestellten

Blockstempel-Vorrichtung samt schematisch dargestelltem elektrischen Leiter als

Heizeinrichtung, in einer Ansicht von oben;

Fig. 4 eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Blockstempel-Vorrichtung, bei der die Innenfläche des Deckels eine Profilierung aufweist, in einer Querschnittsansicht.

Die in den Figuren 1 und 3 dargestellte erfindungsgemäße Blockstempel-Vorrichtung 100 enthält einen Blockstempel 110 zum Einbringen in eine Aussparung 120 eines aushärtbaren Kompositsubstrats 130 zum Zweck eines Formens eines Innenprofils der Aussparung 120.

Die Aussparung 120 ist mittels eines Deckels 125 verschließbar, und die Temperatur des aus einem elastischen Material erstellten Blockstempels 110 ist mittels einer Heizeinrichtung einstellbar, um eine steuerbare Ausdehnung des Blockstetnpels 110 und damit einen vorgebbaren Druck der Außenfläche des Blockstempels 110 in Richtung der Innenfläche der Aussparung 120 zu bewirken.

Das aushärtbare Kompositsubstrat 130 ist in ein formfestes Hohlchassis 140 eingebettet, dessen Innenkontur bei einer temperaturbedingten Ausdehnung des Blockstempels 110 formgebend auf das Außenprofil des aushärtbaren Kompositsubstrat 130 wirkt.

Das Kompositsubstrat 130 enthält ein Fasergewebe und eine in das Fasergewebe eingebrachte Matrix eines aushärtbaren viskosen Füllmaterials, wohingegen der Blockstempel 110 aus einem elastischen Silikon-Kunststoffmaterial erstellt ist.

Die Heizeinrichtung ist ausgelegt, um die Temperatur des Blockstempels 110 während eines vorgegebenen Zeitraums auf einen Wert von etwa 140°C einzustellen, und ist von einem mäanderförmig ausgelegten elektrischen Leiter 150 aus Kupferdraht gebildet, der von Glasfasern ummantelt in das Material des Blockstempels 110 integriert ist.

Der Kupferdraht weist bei einer Spannung im Bereich von etwa 48 V einen elektrischen Widerstand im Bereich von 2 Ohm auf .

Im Inneren des Blockstempels 110 ist eine Mehrzahl parallel angeordneter, linear verlaufender Bohrungen 111 ausgebildet, in deren Raumbereiche hinein bei Erwärmung des Blockstempels 110 eine innere Ausdehnung des Materials des Blockstempels 110 stattfindet, so dass eine Ausdehnung des Blockstempels 110 senkrecht zu den Bohrungen 111 gegenüber einer Ausdehnung in Richtung der Bohrungen 111 gemindert ist.

Figur 4 zweit eine alternative bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Blockstempel-Vorrichtung, bei der die dem Blockstempel (110) nahe Innenfläche des Deckels (125) eine an die Formgebung des Blockstempels (110) angepasste Profilierung aufweist.

Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist. * *** *