Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstel¬ lung von großflächigen Bauelementen aus Faserverbundwerkstoffen durch In¬ jektion eines Harzgemisches in eine Form mit zusammenwirkenden Formele¬ menten, zwischen die vorgeformte Faserlagen eingelegt sind, von denen das eine Formelement elastisch verformbar und das andere Formelement formbe- ständig ausgebildet ist und die beiden Formelemente an ihren Rändern vaku¬ umdicht verbindbar sind, die Form mit Anschlüssen für Mittel zur Injektion des Harzgemisches und eine Drucksenke zum Absenken des Innendruckes des Formraumes unter den Atmosphärendruck versehen ist, bei dem auf die ge¬ schlossene Form in einem Druckbehälter allseitig ein über dem Atmosphären- druck liegender Außendruck aufgebracht wird, und in die Form das Harzge¬ misch mit einem Druck injiziert und bis zum Aushärten auf einem Druck gehalten wird, der um eine den Faservolumengehalt des Bauelementes bestimmende Differenz niedriger ist als der auf die Form wirkende Außendruck.

Derartige Verfahren werden auch RTM (Resin Transfer Molding)-Verfahren ge¬ nannt.

In dem Aufsatz von Horst Wurtinger, "Tränkverfahren zum Herstellen großflä¬ chiger Glasfaser/Kunststoff - Bauteile" in der Zeitschrift "Kunststoffe", Band 54 (1964) Heft 12 Seiten 797 bis 803 ist eine Form beschrieben, bei der die An¬ schlüsse für die Mittel zur Injektion des Harzgemisches und die Drucksenke in dem formstabilen Formteil angeordnet sind, und zwar an gegenüberliegenden Rändern des formstabilen Formteils, wobei auf der Innenseite dieses Formteils jeweils längliche Rillen angeordnet sind, in denen die Anschlüsse münden und die zur gleichmäßigen Querverteilung des Harzes zu beiden Seiten der An¬ schlüsse dienen. Das Harz soll somit durch die Rille nach beiden Seiten des Anschlusses verteilt die Faserlagen in einer zur Rille parallelen Lauffront durch¬ strömen. Diese Rillen bilden sich auf der Oberfläche als linienförmige Vor¬ sprünge ab, die abgearbeitet werden müssen.

ORIGINAL UNTERLAGEN

In einem weiteren Aufsatz von Horst Wurtinger, "Herstellung großflächiger Glas¬ faser/Kunststoff - Teile im Injektionsverfahren" in der Zeitschrift "Kunststoff- Rundschau" Heft 9 (September 1970) S. 475 bis 479 ist für das Arbeiten mit Unterdruck in der Form ein Druck von 200 Torr (entsprechend 270 hPa) als untere Grenze angegeben mit der Begründung, daß es bei noch niedrigerem Druck zu einem Schäumen des Harzes kommt und zu einer starken Blasenbil¬ dung im Laminat.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Vorrichtung und das bekannte Ver¬ fahren so weiter zu entwickeln, daß auch sehr große Bauelemente, beispiels¬ weise Flügelschalen für Luftfahrzeuge mit großer Längserstreckung bis 25 m und mehr und großen Faservolumen herstellbar sind, auch solche, die auf ihrer Innenseite mit rippenartigen Vorsprüngen versehen sind, beispielsweise Strin- gern und Rippenträgern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung dadurch gelöst, daß für die Injektion des Harzgemisches und den Anschluß an die Drucksenke auf der dem formbeständigen Formteil gegenüberliegenden Oberfläche der Fa- sergelegegarnitur aufliegende Leitungselemente vorgesehen sind, die eine große Längserstreckung und eine breitflächige Auflagefläche haben, oberhalb der Auflagefläche mit einem sich in Längsrichtung der Leitungselemente er¬ streckenden Hohlraum versehen sind und in der Auflagefläche mit einem sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Leitungselementes erstreckenden schmalen Schlitz versehen sind, der über seine Länge mit dem Hohlraum ver¬ bunden ist.

Bei einem Verfahren wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Harzgemisch auf der dem formbeständigen Formteil gegenüberliegenden Oberfläche der Fa- sergelegegarnitur mittels eines Linienangusses aus einem längserstreckten Schlitz in einem Leitungselement injiziert wird und durch einen längserstreckten Schlitz in einem anderen Leitungselement ein Anschluß an die Drucksenke ge¬ geben ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungs- gemäßen Vorrichtung besteht darin, daß das die äußere Oberfläche bestim¬ mende formstabile Formteil ohne Anschlüsse für die Mittel zur Injektion des Harzgemisches einerseits und die Drucksenke andererseits ausgebildet sein können, so daß sich keine Angüsse abbilden und daß auch das elastisch ver¬ formbare Formteil ohne solche Anschlüsse ausgebildet werden kann. Die Lei- tungselemente sind nach dem Aushärten des Harzgemisches über schmale Stege mit dem Bauteil verbunden, die beim Abnehmen der Leitungselemente in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des Bauelementes abgerissen werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nach- stehenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 das Prinzip des Verfahrens anhand eines Querschnittes durch einen Autoklaven mit einer darin eingebrachten Form;

Figur 2 in einem Diagramm den Injektionsdruck, aufgetragen über der Injek- tionszeit:

Figur 3 einen Querschnitt durch ein Leitungselement;

Figur 4 einen Querschnitt durch eine einfache Schale;

Figur 5 eine Draufsicht auf einen Tragflügel;

Figur 6 einen Querschnitt längs der Linie Vl-Vl in Figur 5; und Figur 7 isometrisch einen Kreuzungspunkt von Stringem und einem Rippen¬ träger.

Die in Figur 1 dargestellte Form 2 weist ein formbeständiges Formteil 4 und ein elastisch verformbar ausgebildetes Formteil 6 auf. Das Formteil 4 kann aus einem entsprechend der Kontur der äußeren Oberfläche eines zu fertigenden Bauelementes geformten Blech bestehen, das seine Formbeständigkeit durch Stützen oder Auflagen 8 erhält und weiter auch mit Rippen zur Erhöhung der

Formstabilität versehen werden kann. Die der Formstabilität dienenden Mittel können angeklebt und durch Klebung untereinander verbunden sein, da sie nur geringe Kräfte aufzunehmen haben. Die Oberflächengüte dieses Formteils 4 bestimmt die Oberflächengüte des Bauelementes.

Das elastisch verformbare Formteil 6 und das formbeständige Formteil 4 sind an ihren Rändern miteinander vakuumdicht verbindbar. Dargestellt ist hier, daß das Formteil 6 das Formteil 4 über- und untergreift. Im Randbereich kann eine Dichtung durch einen Siegel- oder Klebestreifen erfolgen. Das Formteil 6 kann im einfachsten Fall eine entsprechend dem äußeren Umfang des elastischen Formteiles 6 zugeschnittene Folie sein, die auf der Oberfläche des Formteiles mit Siegel- oder Klebestreifen abgedichtet sein kann, wie beispielsweise in Figur 4 dargestellt.

Für großflächige Strukturen wie Schalen von Flugzeugbauelementen, aber auch für Kraftfahrzeugkarosserieelemente wird normalerweise auf einer Außenseite der Fläche eine hohe Oberflächengüte verlangt. Diese Fläche ist dabei norma¬ lerweise ohne starke Kontursprünge. Wenn auch die Rückseite ohne Vor¬ sprünge ausgebildet ist, genügt als elastisch verformbares Formteil 6 eine glatte Folie entsprechender Festigkeit.

Das entsprechend den geforderten Festigkeitseigenschaften eines Bauelemen¬ tes 9 ausgelegte Fasergelege kann als Fasergelegegamitur 12 vorgefertigt wer¬ den. Es wird auf das formbeständige Formteil 4 aufgelegt und anschließend mit dem formbeständigen Formteil 6 abgedeckt, dessen freier Rand vakuumdicht mit dem formbeständigen Formteil 4 verbunden wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist das Bauelement 9 mit in Abständen nebenein¬ ander liegenden Versteifungsrippen 10 dargestellt. Im Bereich eines Vorsprun- ges, wie den dargestellten Rippen 10 oder auch von Kreuzungspunkten von Rippen kann das elastisch verformbare Formteil 6 mit einer entsprechend der Kontur einer solchen Rippe 10 oder Rippenkreuzung ausgebildeten Vertiefung vorgeformt sein. Solche vorgeformten Formelemente des Formteiles 6 können

auch gesondert hergestellt werden und dann untereinander oder über Folienab¬ schnitte oder sonstige Zwischenelemente verbunden, beispielsweise verklebt oder auch an-, auf- oder einvulkanisiert werden. Einzelheiten der Ausbildung solcher Formelemente werden unter Bezug auf die Figuren 5 bis 7 weiter unten beschrieben.

Bei Bauelementen 9 mit Vorsprüngen wie den dargestellten Rippen 10 kann es vorteilhaft sein, die Fasergelegegamitur 12 auf dem verformbaren Formteil 6, in dem für die Vorsprünge vorgeformte Vertiefungen auszubilden sind, abzulegen. Es ist dann leichter, die für die Rippen 10 vorgesehenen Teile der Fasergelege¬ gamitur 12 in die entsprechenden Formvertiefungen einzuführen; auf die Faser¬ gelegegamitur 12 wird dann das Formteil 4 aufgelegt.

In der in Figur 1 dargestellten Form 2 sind drei längliche Leitungselemente 3, 5 und 7 angeordnet, von denen die Leitungselemente 3 und 5 an eine Vakuumlei¬ tung 14 und das Leitungselement 7 an eine Injektionsleitung 16 anschließbar sind. Die vorbereitete Form wird in einen Druckbehälter 18 eingebracht, der in seiner Wandung mit Durchlässen oder Anschlüssen für die Vakuumleitung 14 und die Injektionsleitung 16 für das Harz versehen ist. Über die Vakuumleitung 14 wird der Formraum zwischen den Formteilen 4 und 6 evakuiert. Eine Evaku¬ ierung, evtl. Teilevakuierung, der Form 2 vor dem Einbringen der geschlossenen Form in den Druckbehälter 18 sichert die feste Anlage der Fasergelegegamitur 12 und des Formteiles 6 an dem Formteil 4.

Nach dem Einbringen der Form 2 in den Druckbehälter 18 wird dieser geschlos¬ sen, in der Form das Endvakuum hergestellt, das kleiner als 50 hPa (vorzugsweise zwischen 10 und 1 hPa) sein soll, also einem technischen Va¬ kuum entspricht. Im Druckraum 19 wird ein Druck p _u aufgebaut, der in der Grös¬ senordnung von 0,3 bis 1 ,0 MPa, vorzugsweise etwa 0,6 MPa, liegen sollte; ein p _u = 0,6 MPa = 6.000 hPa = 6 bar entspricht damit dem zulässigen Innendruck von Großautoklaven, wie sie in der Luftfahrtindustrie eingesetzt werden. Nach Erreichen des Enddruckes, also dem vollständigen Evakuieren des Forminnen¬ raums, wird über die Injektionsleitung 16 mit einem Druck pi, der niedriger als

der Außendruck p _u im Druckbehälter ist, ein reaktives Harzgemisch eingespritzt, das die Form 2 vollständig füllt. Durch das an der Form liegende Vakuum ist die Form vollständig entlüftet, so daß bei Injizieren des Harzes die Bildung von Luftnestern vermieden wird. Die Vakuumleitung 14 sollte dabei zweckmäßig so angebracht sein, daß sie von der Fließfront des Harzes zuletzt erreicht wird.

In dem Vakuum kann an der freien Oberfläche der Fließfront, an der allein das Vakuum auf das Harz-Härter-Gemisch einwirkt, Härter ausgasen. Jedoch wird dies durch die verfahrensbedingte scharfe Abgrenzung zwischen dem Vakuum- bereich und dem Überdruck im Harzfließbereich weitgehend vermieden. Die geringfügigen anfallenden Mengen werden über die Vakuumleitung abgeführt und ausgespült.

Allgemein gilt: Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist der injektionsdruck p* kleiner als der Außen- oder Umgebungsdruck p _u zu halten. Es gilt also

Der Faservolumengehalt ist eine Funktion des Druckunterschiedes dp = p _u - p,. Die Beziehung zwischen dem Faservolumengehalt V _F und dem Druckunter¬ schied dp läßt sich einfach aus der Steifigkeit der Fasergelegegamitur 12 ermit¬ teln. Zu diesem Zweck wird die Fasergelegegamitur 12 zwischen zwei parallele Druckplatten eingelegt. Werden die Druckplatten zusammengefahren und damit die Fasergelegegamitur 12 komprimiert, läßt sich die Dicke der Schicht als Funktion der Druckkraft ermitteln.

Es gilt dp = F/ (A _d )

mit dp (Pa), Kraft F(N) und A _d (πT).

Aus dem Kompressionsmaß d _d , der Anzahl n der Gewebelagen, dem Flächen¬ gewicht F _F des Fasermaterials und der Dichte p der Faser läßt sich dann der Faservolumengehalt V _F des Bauelementes ermitteln entsprechend der Formel

V _F = F _F - n / (p _F d _d )

mit F _F (kg / m ² ), p _F (kg / m ³ ) und d _d (m).

Hieraus geht hervor, daß ^' sich der Faservolumengehalt V _F als Funktion der Druckdifferenz dp zwischen Innendruck pt und Außendruck p _u ergibt.

Für die Herstellung eines Faserverbundbauelementes läßt sich damit für den jeweils gewünschten Faservolumengehalt der nötige Druckunterschied dp er¬ mitteln, der beim Einsetzen der Verfestigung des Harzes herrschen muß.

Der benötigte Druckunterschied dp ist unabhängig vom Außendruck einzuhal¬ ten. Daraus ergibt sich, daß durch Erhöhen des Außendrucks der Injektions¬ druck pi erhöht werden kann. Vom Injektionsdruck p- ist die Bauteilfüllzeit ab¬ hängig. Sie ist um so kürzer je höher der Injektionsdruck ist, wie aus der folgen- den Formel hervorgeht:

_V _ _ K_ Δp A ^{~ _} η ΔI

V : Volumenstrom, A: durchströmte Fläche, K: Permeabilität, η: Viskosität, Δp: Druckunterschied und ΔI: Abstand.

Die Permeabilität K der Faserlagen kann mittels Druckverlustmessung bestimmt werden.

Der Druckverlauf während einer Injektion ist in Figur 2 in einem Diagramm dar¬ gestellt. Auf der Abszisse ist die Injektionszeit t und auf der Ordinate der Druck p aufgetragen. Der Umgebungsdruck pu ist konstant und durch eine durchge-

zogene Linie wiedergegeben, der aktuelle Injektionsdruck dagegen durch eine strichlinierte Kurve.

Auf die Form wird der Außendruck p _u aufgebracht. Vom Zeitpunkt t ₀ , dem Be- ginn der Harzinjektion, bis zum Zeitpunkt t- steigt der Druck in der Form 2 bis auf den Injektionsdruck p _M an, der niedriger ist als der Außendruck p _u . Damit ist dann ein dpi des Innendrucks PM gegenüber dem Außendruck p _u erreicht. Die Druckdifferenz dp- ist so zu wählen, daß p _M den Umgebungsdruck p _u nicht er¬ reicht. Ein kleines dp- führt dabei bei einem gegebenen p _u zu hohen Fließge- schwindigkeiten des injizierten Harzes und damit zu einer schnellen Füllung der Form. In Verbindung mit niedriger Viskosität η des Harzgemisches, die zu einer hohen Fließgeschwindigkeit beiträgt, kann damit ein hochreaktives Harzgemisch verwendet werden.

Zum Zeitpunkt t ₂ ist das Bauteil völlig mit Harz durchtränkt. Der Injektionsdruck kann dann auf einen Wert p _i2 abgesenkt werden, der dem gewünschten Faser¬ volumengehalt V _F entspricht, wie sich aus den einleitenden Ausführungen er¬ gibt. Mit dem dadurch abgesenkten Differenzdruck dp ₂ härtet das injizierte Harz aus.

Bei konstant gehaltenem Druck p _i2 kann der gewünschte Faservolumengehalt auch durch Erhöhung des Außendruckes p _u eingestellt werden.

Das Verfahren kann auch so durchgeführt werden, daß nach dem Füllen der Form der Injektionsdruck p ₍ und gleichzeitig der Außendruck p _u abgesenkt wird unter Aufrechterhaltung des dp ₂ , solange sich das Harzgemisch noch in der flüssigen Phase befindet.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Form 2 und des Bau- elementes 9 wird bei der Konfektionierung der Fasergelegegamitur 12 ein Fa¬ serstreifen für den Faserverbund der Rippe 10 auf das ebene Fasergelege auf¬ gesetzt und auf dem ebenen Fasergelegeteil durch Nadeln, Nähen oder der-

gleichen befestigt. Entsprechend können auch mehrere übereinander liegende Faserlagen konfektioniert werden, um die Fasergelegegamitur 12 zu bilden.

Die Faserverstärkung im Rippenbereich wird in den entsprechend vorgeformten Abschnitt des elastisch verformbaren Formteiles 6 eingeführt. Hilfsweise können hier beispielsweise metallische Winkelleisten 17 mit den Faserstreifen in die Vertiefung eingesetzt werden, die als zusätzliche, die Form stabilisierende Formelemente wirken. Solche Winkelleisten 17 können lose eingefügt werden, sie können auch fest mit dem elastischen Formteil 6 so verbunden sein, daß sie den Bewegungen des Formteiles folgen können.

Falls auf einem im wesentlichen ebenen Bauelement 9 oder einem Bauelement mit großen Krümmungsradien Rücksprünge, beispielsweise bei einer Karosse¬ rietür Griffmulden vorzusehen sind, kann auf der Oberfläche des formbeständi- gen Formteiles 4 ein entsprechendes Negativ einer solchen Mulde aufgeheftet, beispielsweise aufgeklebt werden. Die entsprechende Wandstärke stellt sich durch die elastische Verformbarkeit des gegenüberliegenden Formteiles 6 automatisch auf die Dicke in den übrigen Bereichen ein.

Aufgrund der im wesentlichen isostatischen Belastung wird auch von dem ela¬ stisch verformbaren Formteil 6 eine glatte Oberfläche des Bauelementes 9 er¬ zeugt.

Die Fasergelegegamitur 12 des Bauelementes 9 kann vor dem Einlegen in die Form 2 konfektioniert und trocken in der Form abgelegt werden. Sie wird nach Schließen der Form durch den durch das Vakuum erzeugten Außendruck in ihrer Lage in der Form gehalten. Da vor Beginn der Injektion die Fasern mit dem vollen Außendruck p _u Druck komprimiert werden, sind die Fasern in der Form festgelegt, und es kommt beim Injizieren des Harzgemisches auch bei hohen Injektionsgeschwindigkeiten und bei der während des Zeitraumes t _o bis t- zu¬ nächst geringen Permeabilität der Faserlagen und somit hohen Durchflußwi¬ derständen nicht zu einer Faserverschiebung in der Form 2. Durch Einstellen

von dpi ist ein Optimum zwischen einer hohen Fließgeschwindigkeit und ausrei¬ chender Faserfixierung zu finden.

Bei Verwendung eines Autoklaven als Druckbehälter 18 kann das Harzgemisch in der Form 2 durch die Temperaturwirkung beschleunigt ausgehärtet werden. Es ist auch möglich, das Harzgemisch vorgewärmt zu injizieren und damit gleichzeitig dessen die Fließgeschwindigkeit mitbestimmende Viskosität und die für die Aushärtung benötigte Zeitdauer herabzusetzen.

Es ist selbstverständlich auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung dreidimensionaler Bauelemente 9 einzusetzen, bei denen die Faser auf einem formgebenden, vorzugsweise geschlossenporigen Schaumstoffkern angeordnet ist.

Der formbeständige Formteil 4 kann wie gesagt aus einem Blech bestehen. Bei komplexeren Strukturen kann dieser Teil aber auch aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet werden, der beispielsweise auf einem Muster des Bauele¬ mentes - Werkstückes - abgeformt wird.

Bei großflächigen Bauelementen 9, insbesondere auch solchen mit großer Längserstreckung, kann das formstabile Formteil 4 auch aus einer Mehrzahl von Einzelelementen zusammengesetzt sein, die nebeneinander auf ein Stützgerüst befestigt werden. Die Verbindungen sind dabei im wesentlichen nur durch das Gewicht von Form 2 und Bauelement 9 belastet, deshalb genügen einfache Klebverbindungen. Stöße der formgebenden Formteile 4 können dabei in einfa¬ cher Weise durch Siegel- oder Klebebänder abgedichtet werden.

Das elastisch verformbare Formteil 6, das im allgemeinen die komplexen Struk¬ turen des Bauelementes 9 abbildet, kann aus einem elastopolymeren Werkstoff bestehen, vorzugsweise einem Werkstoff, der durch das Harzgemisch nicht benetzbar ist, beispielsweise Silicongummi. Bereich komplexerer Struktur, bei¬ spielsweise Rippen und Stringer, insbesondere auch Kreuzungspunkte von Vor¬ sprüngen, können dabei als gesonderte Formelemente hergestellt und dann mit

ebenen Folien oder elastischen Platten aus entsprechenden Elastomeren, ver¬ bunden, beispielsweise an diese anvulkanisiert werden. Damit ist eine kosten¬ günstige Herstellung des elastischen Formteiles 6 auch für die Fertigung kom¬ plex strukturierter Bauelemente möglich.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist die Ausbildung der in Figur 1 dargestellten Leitungselemente 3, 5 und 7. Diese sind untereinander ähnlich ausgebildet. Ein solches Leitungselement - hier und im folgenden mit dem Bezugszeichen 20 versehen - ist in Figur 3 im Querschnitt dargestellt. Das Leitungselement 20 besitzt eine breitflächige Auflagefläche 22. Oberhalb der Auflagefläche 22 ist ein sich in Längsrichtung des Leitungselements erstrecken¬ der Hohlraum 24 ausgebildet, der über einem schmalen Schlitz 26 mit der Auf¬ lagefläche 22 in Verbindung steht. Dieser Schlitz 26 hat vorzugsweise eine Breite b in der Größenordnung von 1 mm. Der Durchmesser D des Hohlraumes 24 kann in einer Größenordnung zwischen 8 und 10 mm liegen. Der Rücken des Leitungselementes 20 weist zwei Schultern 28 mit geringem Steigungswinkel α gegen die Auflagefläche 22 auf. Die beiden Schultern 28 gehen in einen gerun¬ deten Abschnitt 30 über dem Hohlraum 24 über.

Das Leitungselement 20 besteht aus einem elastischen Material, vorzugsweise Silicongummi. Es kann sich daher unter dem Druck p _u an die Oberfläche der Fasergelegegamitur 12 anpassen und sich auch in Längsrichtung verdrehen. Es kann auch in Querrichtung gebogen werden. Um den Querschnitt des Hohlrau¬ mes 24 zu erhalten, ist in diesem zweckmäßig eine lose gegen die Wandung des Hohlraumes 24 anliegende Drahtwendel 31 als Stützelement vorgesehen, die durch einfaches Aufbiegen der Leitungselemente 20 in den Hohlraum 24 einführbar und auch aus dem Hohlraum herausnehmbar ist.

Das Leitungselement 20 hat eine große Längsstreckung und wenigstens zwei Leitungselemente werden in die Form 2 so eingelegt, daß sie sich in die gleiche Richtung erstrecken und voneinander möglichst gleichmäßige bzw. sich über die Länge nicht sehr wesentlich ändernde Abstände haben. Sie sollen sich soweit möglich in Richtung der größten Längserstreckung der Form erstrecken.

In Figur 4 ist eine solche Anordnung schematisch dargestellt. Auf dem formbe¬ ständigen Formteil 4, dessen größte Längserstreckung senkrecht zur Zeich¬ nungsebene angenommen sei, liegt die Fasergelegegamitur 12 auf, das hier als ebenes Fasergelege dargestellt ist. An den Rändern der Fasergelegegamitur 12, und zwar vorzugsweise an den Rändern mit der größten Längserstreckung, ist auf diese Fasergelegegamitur 12 jeweils ein Leitungselement 20 aufgesetzt, das mit seiner Auflagefläche 22 auf der Oberseite der Fasergelegegamitur 12 aufliegt. Die Fasergelegegamitur 12 und die Leitungselemente 20 sind mit dem elastischen Formteil 6 abgedeckt. Die Leitungselemente 20 sind vorzugsweise an einem Ende zwischen dem formbeständigen Formteil 4 und dem elastischen Formteil 6 hindurch gegen diese abgedichtet nach außen geführt.

Bei der Form nach Figur 4 ist das rechte Leitungselement 20 mit einer das Va- kuum erzeugenden Drucksenke (Vakuumleitung 14) verbunden, während das linke Leitungselement an die Injektionsleitung 16 angeschlossen ist.

Nach Herstellung des technischen Vakuums in der Form 2 wird das Harz unter einem Druck p- injiziert, der um dpi niedriger ist als der Außendruck p _u . Das Harz strömt dann durch die Fasergelegegamitur 12 entsprechend eingezeichne¬ ten Pfeilen und füllt dabei aufgrund des technischen Vakuums, das in der Form herrscht, die gesamte Form 2, ohne daß es zu Lufteinschlüssen kommt. Auf¬ grund des Vakuums im Forminneren werden auch Fasereinlagen, die für die Bildung der in Figur 1 dargestellten rippenartigen Vorsprünge (Rippen 10) vor- gesehen sind, problemlos durchtränkt, ebenso die Bereiche der Fasergelege¬ gamitur 12, die zwischen dem Schlitz 26 der Leitungselemente 20 und dem dazu in Abstand liegenden Rand der Fasergelegegamitur 12 liegen.

Die Zahl der zueinander parallelen oder sich in gleiche Richtung erstreckenden Leitungselemente wird 20 entsprechend den jeweiligen Anforderungen festge¬ legt. So könnte beispielsweise bei einem breiteren Bauelement 9 rechts von dem an das Vakuum angeschlosssenen Leitungselemeπt in gleichem Abstand wie das linke Leitungselement ein weiteres an die Injektionsleitung 16 ange-

schlossenes Leitungselement vorgesehen werden. Wesentlich ist, daß sich je¬ weils die Injektionsleitungen 16 mit Vakuumleitungen 14 abwechseln, um eine Querströmung zwischen den Leitungselementen sicherzustellen. Der Abstand der Vakuumleitungen 14 von den Injektionsleitungen 16 bestimmt u.a. die Füll- zeit der Form 2.

In Figur 5 ist in Draufsicht eine Tragflügelstruktur 32 dargestellt mit sich in Flü¬ gellängsrichtung erstreckenden Stringem 34 und quer dazu liegenden Rippen¬ trägern 36. Eine solche Tragflügelstruktur kann eine große Länge haben, wobei Längen bis 50 m denkbar sind. Die Größe solcher Tragflügelstrukturen ist im wesentlichen nur durch die Größe der verfügbaren Autoklaven begrenzt.

Auch für Längserstreckungen der Bauelemente in der genannten Größe sind Leitungselemente 20, wie sie oben unter Bezug auf Figur 3 beschrieben sind, also mit Hohlraumdurchmessem von 8 bis 10 mm, ausreichend, da der Strö¬ mungswiderstand in dem Hohlraum 24 wesentlich geringer ist, als der Strö¬ mungswiderstand der Fasergelegegamitur 12 und damit quer zu benachbarten Fasergelegen. Es ist daher möglich, auch bei großen Längen eine gleichmäßige Injektion des Harzes über die gesamte Länge des Bauelementes 9 sicherzustel- len.

Bei Tragfiügelelementen, wie sie in Figur 5 dargestellt sind, sind die Stringer 34 in im wesentlichen gleichmäßigen bzw. sich nur geringfügig ändernden Abstän¬ den vorgesehen, wenn die Stringer bei sich stetig zur Flügelspitze hin verrin- gernder Tiefe des Flügelprofils über die Flügelelementerstreckung wie in Figur 5 dargestellt konvergieren. Zwischen den Stringem 34 sind abwechselnd Injek¬ tionsleitungen 16 und Vakuumleitungen 14 angeordnet, die beispielsweise an der Flügelwurzel 39 aus der Form herausgeführt sind. Bei sehr langen Bauele¬ menten können beide Enden hier also auch an der Flügelspitze der Leitungs- elemente aus der Form herausgeführt und an eine Harzquelle bzw. Drucksenke angeschlossen sein.

In Figur 6 ist ein Schnitt durch eine Form zur Herstellung der Flügelstruktur nach Figur 5 - Schnitt VI - VI in Fig. 5 - wiedergegeben. Auf dem die äußere Oberflä¬ che und Form des Tragflügelelementes bestimmenden formstabilen Formteil 4 liegt die Torsionsschale bildende Faserlage 40 auf, auf dieser Faserlage 40 lie¬ gen Bündel 38 aus sich in Längsrichtung des Flügels erstreckenden unidirektio- nalen Fasern auf, die als unidirektionale Steifigkeiten über eine auf der der Fa¬ serlage 40 gegenüberliegenden Oberfläche der Bündel 38 aufliegende Faserla¬ genabdeckung 42 in die Struktur des Tragflügelelementes schubsteif eingebun¬ den sind.

Das elastische Formteil 6 ist hier aus vorgeformten Formelementen 44 zusam¬ mengesetzt, die so geformt sind, daß sie die innere Oberfläche der Flügelschale und die Flächen der Stringer 34 und der Rippenträger 36 abbilden. In der Zeich¬ nung ist diese Abbildung beginnend mit der Stirnseite der abgewinkelten Schenkel 35 eines Stringers 34 bis über die Oberfläche des Schenkels 35 zur Stirnseite dieses Schenkels 35 beim benachbarten Stringer 34 dargestellt.

Etwa in der Mitte sind die Formelemente 44 in der den Faserlagen zugewandten Fläche mit Vertiefungen 46 versehen, die sich in Längsrichtung erstrecken und mit denen die Leitungselemente 20 übergriffen werden, deren Querschnitt sie entsprechen. Die Formelemente 44 sind jeweils an ihren Rändern 48 vakuum¬ dicht miteinander zu verbinden. Zur Erzielung einer sicheren Abdichtung können sich die Formelemente 44 an diesen Rändern überlappen und nach Art von Nut und Feder 49 miteinander verknüpft werden, wie beim mittleren Stringer bei- spielsweise veranschaulicht. Diese Verbindung ist zweckmäßig lösbar ausgebil¬ det, damit zum Entfomnen die einzelnen Formelemente nacheinander heraus¬ genommen werden können. Nach Entnahme der Formelemente 44 wird dann das Leitungselement herausgenommen. Dieses kann dabei von der Oberfläche des Bauelementes 9 durch Abbiegen abgezogen werden, wobei das ausgehär- tete Harz im Bereich der Mündung des Schlitzes 26 in der Auflagefläche 22 ab¬ bricht.

In Figur 6 sind mit ihren Umrißlinien Querwände 50 an den einzelnen Formele¬ menten angedeutet. Mit diesen Querwänden 50 werden die Rippenträger 36 abgebildet, wie in Figur 7 schematisch dargestellt. Die Abbildung der Rippen¬ träger erfolgt jeweils zwischen zwei an benachbarte Formelemente angeformte Querwände 50, die mit den beschriebenen Formelementen 44 aus einem Stück bestehen können. Diese Wandungen sind an ihrer, den Fasergelegen 38, 40, 42 zugewandten Oberfläche ebenfalls mit einer der Kontur der Leitungsele¬ mente versehenen Ausnehmung versehen, so daß die Leitungselemente durch diese Querwände hindurch geführt werden können. Auf diese Weise werden nach dem Herausnehmen der Leitungselemente Verbindungen durch die Rip¬ penträger hindurch erzeugt, wie sie beispielsweise im Tankbereich "nasser" Tragflügel erforderlich sind. Zusätzlich können am Fuß der Stringer 34 Durch¬ lässe 52 vorgesehen werden. Die in Figur 6 dargestellten Leitungselemente sind jeweils abwechselnd an die das Vakuum erzeugende Drucksenke (Vakuum- leitung 14) und die Injektionsleitung 16 für das Harz anzuschließen. Der Harz¬ fluß erfolgt damit quer zu den Stringem, wobei auch bei Faserlagen größerer Dicke, wie sie bei Anordnung der unidirektionalen Steifigkeiten (Bündel 38) vor¬ liegen, eine vollständige Durchtränkung einschließlich der Stringer 34 und der Querwände 50 sichergestellt ist.

Bei einer Vielzahl von Formelementen der vorstehend beschriebenen Art, bei der im elastischen Formteil 6 sehr große Abdichtungslängen vorliegen, besteht das Risiko, daß vereinzelt Undichtigkeiten auftreten können, durch die Außenluft angesaugt werden kann, die das Bauelement 9 zu Ausschuß machen kann. Dem kann vorgebeugt werden durch eine elastische Abdeckung des elastischen Formteils 6 und Evakuierung des Zwischenraums zwischen der Oberfläche des elastischen Formteiles 6 und der zusätzlich vorgesehenen elastischen Abdek- kung. Zur Luftführung werden im Zwischenraum luftführende Materialien vorge¬ sehen, beispielsweise Fasergewebe- oder -geiegeschichten oder Dochte aus Fasermaterial.

Bezugszeichenliste

02 Form

03 Leitungselement

04 Formteil

05 Leitungselement

06 Formteil (elastisch)

07 Leitungselement

08 Auflagen

09 Bauelement

10 Rippen

12 Fasergelegegamitur

14 Vakuumleitung

16 Injektionsleitung

17 Winkelleisten

18 Druckbehälter

19 Druckraum

20 Leitungselement

22 Auflagefläche

24 Hohlraum

26 Schlitz

28 Schultern

30 Abschnitt (gerundeter)

31 Drahtwendel

32 Tragflügelstruktur

34 Stringer

36 Rippenträger

38 Bündel

39 Flügelwurzel

40 Faserlage

42 Faserlagenabdeckung

44 Formelemente

46 Vertiefung

48 Ränder

49 Nut und Feder

50 Querwände

52 Durchlässe