AT512563A2 - Fiber material blank and method for producing a fiber composite material component - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Faserwerkstoffrohling zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffbauteils (32), vorzugsweise für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei der Faserwerkstoffrohling (30) als auf einem Rahmen bereitgestellter Faserstrang (5) ausgebildet ist, der dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Faserstrang (5) auf einen Wickelrahmen (1) gewickelt ist, wobei der Wickelrahmen (1) an einer außen umlaufenden Kante Zähne (4) aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffbauteils, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:- Bereitstellen eines Faserwerkstoffrohlings (30) auf einem Wickelrahmen (1),- Einlegen des Faserwerkstoffrohlings (30) mit dem Wickelrahmen (1) in ein Umformwerkzeug (35), wobei der Faserwerkstoffrohling (30) vor oder während des Umformprozesse mit einem Matrixharz versehen wird und/oder mit einem aufschmelzendem Thermoplast versehen wird- Umformen des Faserwerkstoffrohlings (30) zu einem Faserwerkstoffverbundbauteil (32),- Entnahme des Faserverbundwerkstoffbauteils (32).The present invention relates to a fiber material blank for producing a fiber composite component (32), preferably for a vehicle, in particular for a motor vehicle, wherein the fiber material blank (30) is formed as a fiber strand (5) provided on a frame, which is characterized in that at least one Fiber strand (5) is wound on a winding frame (1), wherein the winding frame (1) on an outer peripheral edge teeth (4). The present invention furthermore relates to a method for producing a fiber composite component, characterized by the following method steps: provision of a fiber material blank 30 on a winding frame 1, insertion of the fiber material blank 30 with the winding frame 1 into a forming tool 35 in which the fiber material blank (30) is provided with a matrix resin before or during the forming process and / or provided with a melting thermoplastic - transforming the fiber material blank (30) into a fiber composite material component (32), - removing the fiber composite component (32).
Description
-1--1-
Faserwerkstoffrohling sowieFiber material blank as well
Verfahren zur Herstellung eines FaserwerkstoffverbundbauteilsProcess for producing a fiber composite material component
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Faserwerkstoffrohling zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffbauteils gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.The present invention relates to a fiber material blank for producing a fiber composite component according to the features in the preamble of patent claim 1.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffbauteils gemäß den Merkmalen im Patentanspruch 12.The present invention further relates to a method for producing a fiber composite component according to the features in claim 12.
In der Verarbeitung von Faserverbundwerkstoffen sind innerhalb der letzten Jahre große Fortschritte zur automatisierten Herstellung getätigt worden. So wird im Fahrzeugbau, beispielsweise für Luftfahrzeuge oder aber auch für Kraftfahrzeuge, auf gezielten Leichtbau gesetzt, für den sich Faserverbundwerkstoffbauteile optimal eignen, da diese hohe Festigkeitseigenschaften bei hohen Formgebungsfreiheitsgraden und geringem spezifischen Eigengewicht besitzen.In the processing of fiber composites, great progress has been made in recent years for automated production. Thus, in vehicle construction, for example, for aircraft or even for motor vehicles, focused on lightweight construction, for which fiber composite components are optimally suitable, since they have high strength properties at high shaping degrees of freedom and low specific weight.
Heutzutage ist es möglich, in modernen Pioduktionsstraßen Faserwerkstoffbauteile automatisiert herzustellen. Beispielsweise ist aus der DE 100 59 801 Al ein Herstellungsverfahren bekannt, bei dem eine Faserverbundstruktur, die aus einem im Wege des Fließpressens unter Wärmeeinwirkung konsolidierbarem Zuschnitt aus mindstens einer fließfahigen, mit einem Matrixsystem durchtränkten und beim Fließpressen umstrukturierten Faserlage hergestellt wird. Hierzu werden auch mehrlagige Zuschnitte von Manipulatoren oder aber Industrierobotern aufgenommen, gestapelt und einer Umformanlage zugefiihrt. In der Umformanlage erfolgt zum einen die Formgebung, zum anderen die Aushärtung, beispielsweise durch Zuführung von Wärme.Nowadays it is possible to manufacture fiber material components automatically in modern production lines. For example, DE 100 59 801 A1 discloses a production method in which a fiber composite structure which is produced from a blank which can be consolidated by means of extrusion under the action of heat is produced from at least one flowable fiber layer impregnated with a matrix system and restructured during extrusion. For this purpose, multilayer blanks of manipulators or industrial robots are also picked up, stacked and fed to a forming plant. In the forming plant on the one hand, the shaping, on the other hand, the curing, for example by supplying heat.
Ein Nachteil von solch automatisierten Fertigungsanlagen ist die Verschmutzung der einzelnen Werkzeuge von Manipulatoren sowie Greifvorrichtungen innerhalb der Fertigungslinie in Folge des aus dem Faserverbundwerkstoff tropfenden Matrixharzes. Eine weitere Problematik, insbesondere bei der Formgebung mit lokalen hohen -2-A disadvantage of such automated manufacturing equipment is the contamination of the individual tools of manipulators and gripping devices within the production line as a result of dripping from the fiber composite matrix resin. Another problem, especially in shaping with local high -2-
Umfonngraden, ist die gezielte Faserausrichtung bzw. Faserorientierung und auch die Faserdichte innerhalb des automatisiert hergestellten Faserverbundwerkstoffbauteils.Conversion grades, is the targeted fiber orientation or fiber orientation and also the fiber density within the automated fiber composite component.
Von der Faserdichte und der Faserorientierung sind jedoch die Festigkeitswerte sowie die Steifigkeitswerte des hergestellten Faserverbundwerkstoffbauteils stark abhängig. Hier besteht eine weitere Problematik in der automatisierten Fertigung von Faserverbundwerkstoffbauteilen, wobei aufgrund der Umformung eine Abscherung der einzelnen Fasern innerhalb eines Gewebes oder aber auch Geleges ein Faserriß entstehen kann.From the fiber density and the fiber orientation, however, the strength values and the rigidity values of the fiber composite component produced are highly dependent. Here there is a further problem in the automated production of fiber composite components, which due to the deformation, a shearing of the individual fibers within a fabric or even Geleges a fiber tear may arise.
Ziel ist es, die Produktionstoleranzen so gering wie möglich zu halten und auch bei lokal hohen Umformgraden eine gezielte Faserausrichtung zu ermöglichen bzw. beizubehalten. Hierzu sind aus dem Stand der Technik Spannrahmen bekannt, wobei flächige Fasermatten, beispielsweise in Form von Gelegen, Geweben oder aber auch Gestricken in einen solchen Spannrahmen eingesetzt werden und anschließend in einem Umformwerkzeug zu dem entsprechenden Faserverbundwerkstoffbauteil umgeformt werden. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE 199 30000 Al bekannt. Eine weitere Alternative zur Verwendung eines Spannrahmens stellt die DE 10 2007 047 734 Al dar. Hierbei werden verschiedene Fasermatten mittels eines Spannrahmens, der die Fasermatten randseitig klemmend fixiert, in einem Formwerkzeug zu dem entsprechenden Faserverbundwerkstoffbauteil umgeformt.The aim is to keep the production tolerances as low as possible and to enable or maintain a targeted fiber orientation even with locally high degrees of deformation. For this purpose, clamping frames are known from the prior art, with flat fiber mats, for example in the form of loops, woven fabrics or even knitted fabrics are used in such a clamping frame and then formed in a forming tool to the corresponding fiber composite component. Such a method is known for example from DE 199 30000 Al. A further alternative to the use of a clamping frame is the DE 10 2007 047 734 Al dar. Here are different fiber mats by means of a clamping frame, which fixes the fiber mats edge clamping, converted in a mold to the corresponding fiber composite component.
Bei dem Faserwerkstoff selber kann es sich um verschiedenste Faserarten handeln. Exemplarisch seien Karbonfasem, Glasfasern, Aramidfasem, Basaltfasem, aber auch Metallfasem erwähnt. Ebenfalls werden Mischformen der zuvor genannten Faserarten verarbeitet, bei denen es sich dann um Faserbündel oder aber Rovings handelt. Ebenfalls werden verschiedene Faserlagen übereinander gelegt, wobei die Faserlagen jeweils verschiedene Ausrichtungen zueinander haben, so dass sich hierdurch wiederum gezielt verschiedene Festigkeitseigenschaften einstellen lassen. Beispielsweise sind solch verschiedene Ausrichtungen von Faserlagen und die Verwendung von einander verschiedenen Faserarten aus der DE 10 2009 052 263 Al bekannt. -3-The fiber material itself can be a variety of fiber types. Exemplary carbon fibers, glass fibers, Aramidfasem, Basaltfasem, but also Metallfasem mentioned. Also, mixed forms of the aforementioned fiber types are processed, which are then fiber bundles or rovings. Likewise, different fiber layers are superimposed, wherein the fiber layers each have different orientations to each other, so that in turn can be adjusted selectively different strength properties. For example, such different orientations of fiber layers and the use of different types of fibers from DE 10 2009 052 263 Al are known. -3-
Die einzelnen Faserwerkstoffe werden von den Faserherstellem in verschiedenen Formen angeboten. Hierbei stellen Gewebe, Gelege oder aber Gestricke bzw. Filze oder Vliese, mithin flächige Formen der Faserwerkstoffe, eine teure Alternative dar gegenüber Fasern bzw. Fasersträngen, die auf eine Spule gewickelt sind. Bei der Weiterverarbeitung von Halbzeugen, also von flächig gelieferten Faserwerkstoffen, entsteht zudem ein hoher Verschnitt, da nur ein Teil der verarbeiteten Fasern effektiv in dem späteren Bauteil verbaut sind. Die restlichen Fasern stehen über dem bereits oben erwähnten Spannrahmen über oder überranden das Bauteil umfangsseitig und werden nach der Formgebung abgeschnitten. Es fällt also ein hoher Verschnitt an.The individual fiber materials are offered by the fiber manufacturers in various forms. In this case, fabrics, scrims or else knits or felts or nonwovens, and consequently flat forms of the fiber materials, represent an expensive alternative to fibers or fiber strands that are wound on a spool. In the further processing of semi-finished products, ie of fiber materials supplied on a wide scale, a high amount of waste also results, since only a portion of the processed fibers are effectively installed in the later component. The remaining fibers are above the already above-mentioned tenter over or over the component circumferential and are cut off after shaping. So it's a high cut.
Ein Nachteil von einzelnen Fasern oder Faserbündeln bzw. Rovings, die bei einem Hersteller selbst zu Halbzeugen oder aber direkt in Faserverbundwerkstoffanwendungen verarbeitet werden, ist die schlechte Kontrollierbarkedt während des Umformens. So können diese Fasern leicht abscheren oder in sonstiger Form unkontrolliert oder aber nur unter Einhaltung von sehr weit auszulegenden Produktionstoleranzen verarbeitet werden. Ein mitunter günstigerer Einkauf der Rohmaterialien des Faserwerkstoffs wird mithin durch höhere Produktionskosten ausgeglichen.A disadvantage of individual fibers or fiber bundles or rovings, which are processed at a manufacturer even to semi-finished products or directly in fiber composite applications, is the poor Kontrollierbarkedt during forming. Thus, these fibers can shear off easily or in any other form uncontrolled or processed only in compliance with very widely tolerated production tolerances. A sometimes cheaper purchase of the raw materials of the fiber material is thus compensated by higher production costs.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ausgehend vom Stand der Technik, eine kostengünstige Möglichkeit aufzuzeigen, einen Faserwerkstoffrohling bereitzu stellen, der an das herzustellende Faserverbundwerkstoffbauteil optimal angepasst ist sowie ein Faserverbundwerkstoffbauteilherstellungsverfahren aufzuzeigen, mit dem Faserveibundwerkstoffbauteile kostengünstig mit hoher Produktionsgenauigkeit und großen Formgebungsfreiheitsgraden herstellbar sind.It is therefore an object of the present invention, starting from the prior art, to provide a cost-effective possibility to provide a fiber material blank which is optimally adapted to the fiber composite component to be produced and to show a fiber composite component manufacturing method with which fiber composite material components can be inexpensively manufactured with high production accuracy and high degrees of freedom of forming.
Die zuvor genannte Aufgabe wird mit einem Faserwerkstoffrohling zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffbauteils gemäß den Merkmalen in Patentanspruch 1 gelöst.The above object is achieved with a fiber material blank for producing a fiber composite component according to the features in claim 1.
Die Aufgabe wird weiterhin mit einem Herstellungsverfahren zur Herstellung des Faserverbundwerkstoffbauteils mit den Merkmalen in Patentanspruch 12 gelöst.The object is further achieved by a manufacturing method for producing the fiber composite component having the features in claim 12.
Vorteilhafte Ausführungsvarianten sind Bestandteil der abhängigen Patentansprüche. -4-Advantageous embodiments are part of the dependent claims. -4-
Der erfindungsgemäße Faserwerkstoffrohling zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffbauteils, vorzugsweise für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei der Faserwerkstoffrohling aus auf einem Rahmen bereit gestellten Fasersträngen gebildet ist, ist dadurch gekennzeichent, dass mindestens ein Faserstrang auf einen Wickelrahmen gewickelt ist, wobei der Wickelrahmen an einer außen umlaufenden Kante Fortsätze, insbesondere Zähne, aufweist.The fibrous material blank according to the invention for producing a fiber composite component, preferably for a vehicle, in particular for a motor vehicle, wherein the fiber material blank is formed from provided on a frame fiber strands, is characterized in that at least one fiber strand is wound on a winding frame, wherein the winding frame on a outside circumferential edge projections, in particular teeth, has.
Bei dem erfindungsgemäßen Faserwerkstoffrohling ist somit ein Wickelrahmen mit einer außen umlaufenden Kante mit mindestens einem Faserstrang, vorzugsweise auch mit zwei oder mehr Fasersträngen, bewickelt, wobei auf der außen umlaufenden Kante nach außen abstehende bzw. nach außen orientierte Fortsätze, insbesondere Zähne, ausgebildet sind, wobei diese den mindestens einen auf den Wickelrahmen außen umwickelnden Faserstrang formschlüssig orientiert lagefixiert halten.In the fiber material blank according to the invention thus a winding frame with an outer peripheral edge with at least one fiber strand, preferably also with two or more fiber strands, wound, wherein on the outer circumferential edge outwardly projecting or outwardly oriented projections, in particular teeth are formed, wherein these keep the at least one on the winding frame externally wound fiber strand positively oriented fixed in position.
Insbesondere lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Faserwerkstoffrohling Faserverbundwerkstoffbauteile für Fahrzeuge, beispielsweise für Schiffe, Flugzeuge oder aber auch für Kraftfahrzeuge herstellen. Beispielsweise lassen sich für Flugzeuge Scheibenrahmen für Fenster herstellen oder aber für Kraftfahrzeuge verschiedene Karosseriebauteile, beispielsweise B-Säulen, Dachaußenhäute, Motorhauben od. dgl. Bauteile.In particular, fiber composite material components for vehicles, for example for ships, aircraft or else for motor vehicles, can be produced with the fiber material blank according to the invention. For example, can be made for aircraft window frames for windows or for motor vehicles various body parts, such as B-pillars, roof skins, hoods od. Like. Components.
Der Faserwerkstoffrohling bietet dabei insbesondere den Vorteil, dass ein Faserstrang auf einen Wickelrahmen wickelbar ist und damit die Möglichkeit bereitgestellt wird, den Rohling selbst an das herzustellende Faserwerkstoffverbundbauteil optimal anzupassen. Im Hinblick auf Faserorientierung, Faserdichte und auch unter Bezugnahme auf den beim Umformprozess und beim weiteren Fertigstellungsprozess anfallenden Verschnitt ist der Faserwerkstoffrohling somit optimal hergestellt. Durch die weitere Möglichkeit der Verwendung von auf Spulen bereit gestellten Fasersträngen findet ein besonders günstiger Einkauf des Fasermaterials gegenüber flächigen Fasermaterialien in Form von Gelegen oder aber Geweben od. dgl. statt, weshalb mit einem Herstellungsverfahren unter Verwendung des erfindungsgemäßen Faserwerkstoffrohlings die Produktionskosten gesenkt werden können. -5-The fiber material blank in particular offers the advantage that a fiber strand can be wound onto a winding frame and thus the possibility is provided of optimally adapting the blank itself to the fiber composite component to be produced. With regard to fiber orientation, fiber density and also with reference to the waste produced during the forming process and during the further completion process, the fiber material blank is thus produced optimally. Due to the further possibility of using fiber strands provided on spools, a particularly favorable purchase of the fiber material compared to sheetlike fiber materials in the form of scrims or woven fabrics or the like takes place, which is why the production costs can be reduced with a production method using the fiber material blank according to the invention. -5-
Der erfindungsgemäße Fascrwcrkstoffrohling ist insbesondere derart ausgebildet, dass der Wickelrahmen einen außen umlaufenden Rahmen mit einem den Rahmen außen umlaufenden Rand, wobei an dem Rand nach außen orientierte Fortsätze, insbesondere Zähne angeordnet sind, aufweist. Ein Innenbereich des Wickelrahmens ist ausgespart und wird von einem auf dem Wickelrahmen umwickelten Faserstrang im Innenbereich flächig überdeckt. In diesem flächigen Bereich ist dann der eigentliche Faserwerkstoffrohling ausgebildet, wobei durch Einfahren eines Umformstempels und unter Hinzufügung von Matrixharz oder aber thermoplastischem Härtematerial das Faservefbundwerkstoffbauteil hergestellt wird.The Fascrwcrkstoffrohling invention is particularly designed such that the winding frame has an outer circumferential frame with a frame surrounding the outside edge, wherein on the edge outwardly oriented projections, in particular teeth are arranged. An interior of the winding frame is recessed and is covered by a wound on the winding frame fiber strand in the interior area. The actual fiber material blank is then formed in this areal region, the fibrous bondbelt component being produced by retracting a forming die and adding matrix resin or else thermoplastic hardening material.
Im Rahmen der Erfindung ist der Innenbereich insbesondere hohl ausgebildet, ganz besonders bevorzugt wenn der Wickelrahmen selbst aus einem metallischen, insbesondere leichtmetallischem, oder aber aus einem Kunststoffwerkstoff gebildet ist. Sofern der Wickelrahmen selber aus einem thermoplastischen Werkstoff oder aber aus einem Matrixharzwerkstoff ausgebildet ist, kann derselbe selbst auch im Innenbeieich zumindest abschnittsweise massiv, insbesondere vollflächig, ausgebildet sein, so dass bei dem weiteren Umformprozess dann der Innenbereich aufschmilzt und für eine homogene Verteilung des Verbundmaterials innerhalb des Faserverbundwerkstoffs sorgt.In the context of the invention, the inner region is particularly hollow, very particularly preferably when the winding frame itself is formed of a metallic, especially light metallic, or of a plastic material. If the winding frame itself is formed from a thermoplastic material or from a matrix resin material, the same itself may also be formed inside, at least in sections, solid, in particular full-surface, so that in the further forming process then the inner area melts and for a homogeneous distribution of the composite material within the fiber composite material provides.
Der auf den Wickelrahmen gewickelten Faserstrang besitzt dann jeweils sich von einer Kante zur anderen Kante erstreckende Faserstrangabschnitte, die bevorzugt unidirektional orientiert, parallel zueinander und/oder omindirektional orientiert auf dem Wickelrahmen aufgewickelt sind. Je nach geforderter Faserorientiertung des herzustellenden Faserwerkstoffverbundbauteils ist es somit möglich, durch gezielte Wicklung und Faserorienderung den Faserwerkstoffrohling an das herzustellende Faserverbundwerkstoffbauteil anzupassen.The wound on the winding frame fiber strand then has each extending from one edge to the other edge fiber strand sections, which are preferably unidirectionally oriented, parallel to each other and / or omindirectionally oriented wound on the winding frame. Depending on the required fiber orientation of the fiber composite material component to be produced, it is thus possible to adapt the fiber material blank to the fiber composite material component to be produced by targeted winding and fiber lining.
Weiterhin bevorzugt weist der Wickelrahmen eine Vorderseite und eine Rückseite auf, wobei auf der Vorderseite oder auf der Rückseite des Wickelrahmens ein flächiger Bereich aus dem Faserstrang ausgebildet ist oder dass auf der Vorderseite und auf der Rückseite jeweils ein flächiger Bereich aus dem Faserstrang gebildet ist, wobei der Faserwerkstoffrohling insbesondere durch den flächigen Bereich selbst ausgebildet ist. -6-Further preferably, the winding frame has a front side and a rear side, wherein on the front or on the back of the winding frame, a planar region of the fiber strand is formed or that on the front and on the back of a respective area of the fiber strand is formed, wherein the fiber material blank is formed in particular by the area itself. -6-
Bei dem weiteren Umformverfahren zur Herstellung des Faserverbundwerkstoffbauteils wird der flächige Bereich umformtechnisch bearbeitet, wobei dann der äußere Randbereich des Wickelrahmens und auch die hier angeordneten Faserstränge als Verschnitt und somit als Produktionsrest anfallen.In the further forming process for producing the fiber composite component, the planar region is processed by forming technology, in which case the outer edge region of the winding frame and also the fiber strands arranged here are produced as a waste and thus as a production residue.
Im Rahmen der Erfindung ist es hierbei weiterhin möglich, dass die Faserstränge aus einem aushärtenden Material auf den Wickelrahmen gewickelt sind und dann der Wickelrahmen selbst nach Teilaushärten entfernt wird, so dass nur der flächige Bereich der den Innenbereich des Wickelrahmens überdeckt, als Faserwerkstoffrohling übrig bleibt. Dieser Faserwerkstoffrohling ist dann insbesondere biegesteif und kann durch einen Manipulator, beispielsweise mit Vakuumgreifer, in ein Umformwerkzeug eingelegt werden. Erfindungsgemäß bietet sich der Vorteil, dass mitunter jede einzelne Faserorientierung eines Faserstrangabschnitts gezielt orientiert ausgerichtet werden kann und die Faserwerkstoffdichte zumindest flächenmäßig abschnittsweise innerhalb des Faserwerkstoffrohlings gezielt einstellbar ist. Beispielsweise wird dies durch ein Imprägnieren des Faserstranges beim Wickelprozess erreicht. Auch kann der Faserwerkstoff mit Wachs ausgesteift werden, wobei das Wachs dann in einem Umformprozess aufschmilzt.In the context of the invention, it is further possible here that the fiber strands are wound from a thermosetting material on the winding frame and then the winding frame is removed even after partial curing, so that only the area covering the interior of the winding frame, as a fiber material blank remains. This fiber material blank is then particularly resistant to bending and can be inserted by a manipulator, for example with a vacuum gripper, in a forming tool. According to the invention, there is the advantage that sometimes each individual fiber orientation of a fiber strand section can be oriented in a targeted oriented manner and the fiber material density can be selectively adjusted at least in terms of area in sections within the fiber material blank. For example, this is achieved by impregnating the fiber strand during the winding process. Also, the fiber material can be stiffened with wax, wherein the wax then melts in a forming process.
Im Rahmen der Erfindung weist der Wickelrahmen weiterhin bevorzugt eine runde, ganz besonders bevorzugt eine kreisrunde, Außenkontur auf. Hierbei ist es möglich, den Faserwerkstoffrohling besonders einfach in einer Bewicklungsvorrichtung herzustellen, wobei der Wickelrahmen in eine Drehbewegung versetzbar ist und somit der Faserstrang über den jeweiligen Innenbereich des Wickelrahmens spannbar ist und um die äußere Kante wickelbar ist, wobei der Faserstrang zwischen zwei Zähnen in einem Zahnzwischenraum formschlüssig gehalten wird.In the context of the invention, the winding frame furthermore preferably has a round, very particularly preferably a circular, outer contour. It is possible to produce the fiber material blank particularly easily in a Bewicklungsvorrichtung, wherein the winding frame is set into a rotational movement and thus the fiber strand over the respective inner region of the winding frame is tensioned and wound around the outer edge, wherein the fiber strand between two teeth in a Interdental space is held positively.
Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass der Wickelrahmen eine eckige, insbesondere eine mehreckige, ganz besonders bevorzugt eine rechteckige, Kontur aufweist oder aber auch eine Mischform der zuvor genannten Konturarten. Beispielsweise ist im Rahmen der Erfindung möglich, dass der Wickelrahmen als rundes Vieleck ausgebildet ist. Abhängig ist die Wahl des Wickelrahmens von der herzustellenden außen umlaufenden Kontur des Faserverbundwerkstoffbauteils, -7-In the context of the invention, however, it is also possible that the winding frame has a polygonal, in particular a polygonal, very particularly preferably a rectangular, contour or else a mixed form of the aforementioned contour types. For example, it is possible in the context of the invention that the winding frame is designed as a round polygon. Depending on the choice of the winding frame of the produced outer circumferential contour of the fiber composite component, -7-
Weiterhin bevorzugt ist zwischen den Faserstrangabschnitten desFurther preferred is between the fiber strand sections of the
Faserwerkstoffrohlings, die sich über den Innenbereich des Wickelrahmens erstrecken, eine Folie eingewickelt, vorzugsweise eine thermoplastische Folie, oder aber eine Trennfolie. Hierbei ist es möglich, dass in dem späteren Umformverfahren und/oder einem Wärmebehandlungsverfahren der thermoplastische Werkstoff der Folie aufschmilzt und somit für eine homogene Verteilung des Verbundmaterials innerhalb des Faserwerkstoffrohlings sorgt. Ebenfalls ist es möglich, durch gezieltes Einwickeln einer Trennfolie ein Verbinden der einzelnen Schichten zu verhindern. Auch ist es möglich, im Rahmen der Erfindung mehrere Folien, beispielsweise aus thermoplastischem Werkstoff, in den erfindungsgemäßen Faserwerkstoffrohling einzuwickeln.Fiber material blanks which extend over the inner region of the winding frame, a film wrapped, preferably a thermoplastic film, or a release film. In this case, it is possible that in the later forming process and / or a heat treatment process, the thermoplastic material of the film melts and thus ensures a homogeneous distribution of the composite material within the fiber material blank. It is also possible to prevent by selective wrapping a release film, a bonding of the individual layers. It is also possible within the scope of the invention to wrap a plurality of films, for example of thermoplastic material, in the fiber material blank according to the invention.
Bei dem erfindungsgemäßen Faserwerkstoffrohling ergibt sich weiterhin insbesondere der Vorteil, dass zwischen den zwei flächigen Bereichen des Faserwerkstoffrohlings, also zwischen Vorder- und Rückseite des Wickelrahmens und somit in dem im Innenbereich zwischen Vorder- und Rückseite des Wickelrahmens eingeschlossenen Bereich, zumindest abschnittsweise ein Kern eingewickelt ist, vorzugsweise ein Kern aus thermoplastischem Material, wobei das thermoplastische Material durch thermisches Einwirken aufschmilzt. Im Rahmen der Erfindung ist es somit möglich, den Faserwerkstoffrohling derart bereit zu stellen, dass bei einem nachfolgenden Umformverfahren und/oder einem Wärmebehandlungsverfahren durch Temperatureinwirkung das thermoplastische Material aufschmilzt und somit eine homogene Verteilung des Verbundmaterials von innen heraus erfolgt. Ebenfalls ist es möglich, Matrixharzmaterial als Kern innerhalb des erfindungsgemäßen Faserwerkstoff-rohlings einzuwickeln.In the fiber material blank according to the invention furthermore results in particular the advantage that between the two planar areas of the fiber material blank, ie between the front and back of the winding frame and thus in the area enclosed in the interior between the front and back of the winding frame, at least partially a core is wrapped , preferably a core of thermoplastic material, wherein the thermoplastic material melts by thermal action. In the context of the invention, it is thus possible to provide the fiber material blank in such a way that the thermoplastic material melts in a subsequent forming process and / or a heat treatment process by the action of heat and thus a homogeneous distribution of the composite material takes place from the inside out. It is also possible to wrap matrix resin material as a core within the fiber material blank according to the invention.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, dass der Kem als Formkern ausgebildet ist und der Formkern aus einem Füllmaterial gebildet ist und/oder dass der Formkern hohl ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Kem in Form eines Ballons oder einer Blase handeln. Im Rahmen der Erfindung ist es beispielsweise auch möglich, einen Kem aus beispielsweise einem Styropormaterial oder aus einem andersartigen Kunststoffmaterial einzuwickeln. Auch ist es möglich, im Rahmen derIn the context of the invention, it is further possible that the core is formed as a mold core and the mold core is formed from a filling material and / or that the mold core is hollow. This may be, for example, a core in the form of a balloon or a bubble. In the context of the invention, it is also possible, for example, to wrap a core of, for example, a polystyrene material or of a different type of plastic material. Also it is possible under the
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Erfindung den Kern aus einem Wachsmaterial oder aber einen aus Sand bereit gestellten Kern einzuwickeln.Invention to wrap the core of a wax material or a core made available from sand.
Der Kern kann dann in dem herzustellenden Faserverbundwerkstoffbauteil verbleiben und hier auch stützende oder aber die Festigkeit des Faserverbundwerkstoffbauteils erhöhende Eigenschaften aufweisen.The core can then remain in the fiber composite material component to be produced and in this case also have supporting properties or properties which increase the strength of the fiber composite component.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, den Kern nach Abschluss des Umform Verfahrens aus dem Faserverbundwerkstoffbauteil zu holen, beispielsweise durch Aufschmilzen des Wachses oder aber durch Herauslassen des Sandes. Es kann sich also um einen verlorenen Kern handeln. Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin aber auch möglich, einen Kern einzubinden, der nach Abschluss des Umformverfahrens aus dem Faserverbundwerkstoffbauteil herauslösbar ist und erneut verwendet werden kann. Beispielsweise kann für den Kern auch ein Gummimaterial od. dgl. verwendet werden.In the context of the invention, it is also possible to get the core from the fiber composite component after completion of the forming process, for example, by melting the wax or by letting out the sand. So it can be a lost core. In the context of the invention, however, it is also possible to incorporate a core which can be released from the fiber composite component after completion of the forming process and can be reused. For example, a rubber material or the like may be used for the core.
Bevorzugt ist der Wickelrahmen selbst auch als Kem ausgebildet, wobei der Wickelrahmen dann im Innenbeieich nicht vollständig hohl ausgebildet ist, sondern zumindest abschnittsweise massiv ausgebildet ist und dann in einem Umformprozess vorzugsweise vollständig aufschmilzt, insbesondere ist der Wickelrahmen hierzu aus einem Thermoplast gebildet. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, den Wickelrahmen selbst vollflächig aus dem Thennoplastmaterial auszubilden, wobei dann das Thermoplastmaterial oder aber auch ein festes Matrixharzmaterial durch ein thermisches Einwirken vor, während oder nach dem Umformprozess vollständig aufschmilzt und für eine homogene Verteilung innerhalb des Faserverbundwerkstoffbauteils, insbesondere von innen heraus, sorgt. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, den Wickelrahmen vollständig aus einem Wachswerkstoff oder aus einem anderen schmelzenden Werkstoff auszubilden, der ebenfalls beispielsweise aufschmilzt oder andersartig aus dem hergestellten Faserverbundwerkstoffbauteil oder aber während der Umformung desPreferably, the winding frame itself is also designed as Kem, wherein the winding frame is not completely hollow in Innenbeieich, but at least partially solid and then preferably completely melts in a forming process, in particular the winding frame is formed for this purpose of a thermoplastic. In the context of the invention, it is possible to form the winding frame itself over the entire surface of the thennoplastic material, in which case the thermoplastic material or even a solid matrix resin material completely melts before, during or after the forming process by a thermal action and for a homogeneous distribution within the fiber composite component, in particular from within, ensures. In the context of the invention, however, it is also possible to form the winding frame completely from a wax material or from another melting material, which also melts, for example, or otherwise from the produced fiber composite component or during the forming of the
Faserwerkstoffrohlings zu dem Faserwerkstoffverbundbauteil aus den Faserwelkstoffrohling herausgeholt wird. -9-Fiber material blanks to the fiber composite material component is taken out of the Faserwelkstoffrohling. -9-
Im Rahmen der Erfindung ist besonders bevorzugt der Wickelrahmen selbst aus einem elastischen Material gebildet, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, so dass er beim Bewicklungsvorgang, also bei der eigentlichen Herstellung des Faserwerkstoffrohlings, vorgespannt wird und die um den Wickelrahmen gewickelten Faserstrangabschnitte durch eine nach außen drückende Radialkraft spannt, so dass diese sich straff über den Innenbereich erstrecken. Ebenfalls ist es bei einem elastisch ausgebildeten Wickelrahmen möglich, dass dieser beim weiteren Umformverfahren sich derart weiter verformt, dass die auf ihn gewickelten und gespannten Faserstränge gezielt in den Umformwerkzeug bzw. dessen Formhohlraum nachgeführt werden können, um auch lokal hohe Umformgrade in dem herzustellenden Faserverbundwerkstoffbauteil zu realisieren. Hierbei wird dann der Wickelrahmen entweder derart zerstört, dass er nur einmal nutzbar ist, oder aber nach Austrennen des Faserverbundwerkstoffbauteils aus dem Wickelrahmen dieser sich derart elastisch zurück verformt, sodass er mehrfach nutzbar ist. Der Wickelrahmen dient in diesem Fall gleichzeitig als Spannrahmen, was ein aufwendiges Umspannen des gewickelten flächigen Faserwerkstoffrohlings entfallen lässt.In the context of the invention, the winding frame itself is particularly preferably formed of an elastic material, in particular of a plastic material, so that it is biased during Bewicklungsvorgang, ie in the actual production of the fiber material blank, and wound around the winding frame fiber strand sections by an outwardly pressing radial force tense, so that they stretch tightly over the interior. It is also possible with an elastically formed winding frame that this further deforms during further forming process, that the wound and tensioned on him fiber strands can be specifically tracked in the forming or its mold cavity to locally high degrees of deformation in the fiber composite material to be produced realize. In this case, the winding frame is then either destroyed in such a way that it can only be used once, or after removal of the fiber composite component from the winding frame, it elastically deforms back so that it can be used multiple times. The winding frame serves in this case at the same time as a clamping frame, which can be a costly re-tightening the wound flat fiber material blank omitted.
Ebenfalls dient der Wickelrahmen dann auch für den einzelnen Transfer, beispielsweise von der Bewicklungsvorrichtung zu einem Lagerbereich und von dem Lagerbereich in eine Uniformvorrichtung, als Transportrahmen. Hierdurch lassen sich die Produktionskosten wiederum erheblich senken, da keine aufwendigen Transport- oder Spannvorrichtungen sowie Rüstzeiten zur Durchführung der einzelnen Operationen benötigt werden.Also, the winding frame then also serves for the individual transfer, for example, from the Bewicklungsvorrichtung to a storage area and from the storage area in a uniform device, as a transport frame. As a result, the production costs can be significantly reduced again, since no complex transport or clamping devices and set-up times for performing the individual operations are needed.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, einen Faserwerkstoffirohling bereit zu stellen, wobei der Faserwelkstoffrohling mit zwei miteinander gekoppelten Wickelrahmen gebildet ist. Insbesondere liegen die zwei miteinander gekoppelten Wickelrahmen flächig übereinander. Im Rahmen der Erfindung ist es auch vorstellbar, drei, vier oder mehr Wickelrahmen übereinander zu koppeln und somit einen mehrlagigen Faserwerkstoffirohling bereit zu stellen. Beispielsweise können einzelne Wickelrahmen dann unidirektional orientierte Faserstränge aufweisen und andere Wickelrahmen, die dann entweder alle parallel orientiert oder aber in einem jeweiligen 40In the context of the invention, it is also possible to provide a Faserwerkstoffirohling, wherein the Faserwelkstoffrohling is formed with two mutually coupled winding frame. In particular, the two mutually coupled winding frames are one above the other flat. In the context of the invention, it is also conceivable to couple three, four or more winding frames one above the other and thus to provide a multilayer fiber material blank. For example, individual winding frames can then have unidirectionally oriented fiber strands and other winding frames, which then either all oriented in parallel or in a respective 40
Winkel zueinander orientiert angeordnet sind. Ebenfalls ist es vorstellbar, Wickelrahmen mit unidirektional parallel orientierten Fasersträngen mit einem weiteren Wickelrahmen mit omnidirektional orientierten Fasersträngen bereit zu stellen. Hierbei können die Wickelrahmen selbst Kopplungsvorrichtungen, beispielsweise Fortsätze, Vertiefungen, oder aber ein Nut- und Federsystem aufweisen, um relativ zueinander lagefixiert zu werden. Im Rahmen der Erfindung ist auch eine Spannvorrichtung inbegriffen, die es variabel erlaubt, zwei, drei oder sogar zehn Wickelrahmen miteinander formschlüssig zu verspannen. Diese Spannvorrichtung kann beispielsweise nach dem Prinzip einer Schraubzwinge oder aber eines Klemmhalters arbeiten.Are arranged angle to each other oriented. It is also conceivable to provide winding frames with unidirectionally parallel oriented fiber strands with a further winding frame with omnidirectionally oriented fiber strands. In this case, the winding frames themselves may have coupling devices, for example extensions, depressions, or else a tongue and groove system in order to be fixed in position relative to one another. In the context of the invention, a clamping device is included, which allows variable, two, three or even ten winding frame to clamp together form fit. This clamping device can, for example, operate on the principle of a screw clamp or a clamp holder.
Im Rahmen der Erfindung sind weiterhin besonders bevorzugt die parallel zueinander oder aber direkt übereinander hegenden flächigen Bereiche zumindest abschnittsweise miteinander gekoppelt, insbesondere sind diese miteinander vernäht und/oder miteinander verklebt. Hierdurch wird sichergestellt, dass die einzelnene Lagen zueinander relativ lagefixiert sind. Bei Durchführung eines Formgebungsprozesses erfolgt somit kein relatives Verschieben der einzelnen Lagen zueinander, insbesondere der einzelnen Fasern zueinander. Durch diese Maßnahme ist es möglich, ein Faserverbundwerkstoffbauteil herzustellen, das eine besonders hohe Produktionsgenauigkeit im Hinblick auf die jeweilige Faserorientierung auf weist.In the context of the invention, the flat areas which are parallel to one another or else directly superimposed are furthermore preferably coupled to each other at least in sections, in particular, these are sewn together and / or glued together. This ensures that the individual layers are relatively fixed in position relative to one another. When carrying out a shaping process, there is thus no relative displacement of the individual layers relative to one another, in particular of the individual fibers. By this measure, it is possible to produce a fiber composite component, which has a particularly high production accuracy with respect to the respective fiber orientation.
Im Rahmen der Erfindung ist der Faserwerkstoffrohling weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass voneinander verschiedene Faserwerkstoffe auf einen Wickelrahmen gewickelt sind, vorzugsweise stammen die voneinander verschiedenen Faserwefkstoffe aus der Gruppe der Karbonfasem, der Glasfasern, der Aramidfasem, der Basaltfasem und/oder der Metallfasem, wobei ganz besonders bevorzugt die mindestens zwei voneinander verschiedenen Faserwerkstoffe in einem ungleichen Mengenverhältnis zueinander auf den Wickelrahmen gewickelt sind. Beispielsweise ist es somit möglich, einen Faserwerkstoffrohling aus Karbonfasem oder aber aus Glasfasern bereit zu stellen, der einen geringen Anteil von verstärkenden Metallfasem aufweist.In the context of the invention, the fiber material blank is further characterized in that mutually different fiber materials are wound on a winding frame, preferably the mutually different Faserwefkstoffe come from the group of Karbonfasem, glass fibers, Aramidfasem, basalt fibers and / or Metallfasem, being particularly Preferably, the at least two mutually different fiber materials are wound in an unequal quantitative ratio to each other on the winding frame. For example, it is thus possible to provide a fiber material blank of carbon fibers or of glass fibers, which has a small proportion of reinforcing metal fibers.
Bevorzugt werden Theimoplastfasem oder aber auch Duroplastfasem oder aber Matrixharzfasem auf den Wickelrahmen gewickelt. Im Rahmen der Erfindung können die zuvor genannten Fasertypen auch kombiniert auf den Wickelrahmen gewickelt werden.The thermoplastic fibers or thermoset fibers or matrix resin fibers are preferably wound onto the winding frame. In the context of the invention, the aforementioned fiber types can also be wound in a combined manner on the winding frame.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffbauteils unter Verwendung eines Faserwerkstoffrohlings mit mindestens einem der zuvor genannten Merkmale, wobei das Verfahren erfindungsgemäß durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: - Bereitstellen eines Faserwerkstoffrohlings auf einem Wickelrahmen, - Einlegen des Faserwerkstoffrohlings mit dem Wickelrahmen in ein Umformwerkzeug, wobei der Faserwerkstoffrohling vor oder während des Umformprozesse mit einem Matrixharz versehen wird und/oder mit einem aufschmelzendem Thermoplast versehen wird, - Uniformen des Faserwerkstoffrohlings zu einem Faserwerkstoffverbundbauteil und - Entnahme des Faserverbundwerkstofifbauteils.The present invention furthermore relates to a method for producing a fiber composite component using a fiber material blank having at least one of the aforementioned features, wherein the method is characterized by the following method steps: providing a fiber material blank on a winding frame, inserting the fiber material blank with the winding frame into one Forming tool, wherein the fiber material blank is provided before or during the forming processes with a matrix resin and / or provided with a melting thermoplastic, - uniforms of the fiber material blank to a fiber composite material component and - removal of the fiber composite component.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Faserwerkstoffrohling auf dem Wickelrahmen bereitgestellt, wobei der Wickelrahmen zugleich als Transportrahmen und Spannrahmen dient. Der Faserwerkstoffrohling wird dann mit dem Wickelrahmen in ein Umformwerkzeug eingelegt, wobei ein in dem Innenbereich des Wickelrahmens angeordneter flächiger Bereich des Faseweikstoffes innerhalb des Umformwerkzeugs umgeformt wird. Das Umformwerkzeug besteht beispielsweise im Rahmen der Erfindung aus einem Oberweikzeug und einem Unterwerkzeug, dass dann analog zu einem B lechumformWerkzeug zusammenfährt und einen Formhohlraum aufweist. Innerhalb des Formhohlraums wird dann das Faserverbundwerkstoffbauteil hergestellt.In the method according to the invention, a fiber material blank is provided on the winding frame, wherein the winding frame also serves as a transport frame and clamping frame. The fiber material blank is then placed with the winding frame in a forming tool, wherein a arranged in the inner region of the winding frame area of Faseweikstoffes is transformed within the forming tool. The forming tool consists for example in the context of the invention of a Oberweikzeug and a lower tool that then merges analogous to a B lechumformWerkzeug and has a mold cavity. Within the mold cavity, the fiber composite component is then produced.
Damit der Faserwefkstoff nach dem Umformvorgang Festigkeit erlangt, wird der auf dem Wickelrahmen bereit gestellte Faserweikstoffrohling vor oder aber während des Umformprozesses mit Matrixharz versehen. Beispielsweise wird das Matrixharz mittels einer Sprühvorrichtung auf den Faserweikstoffrohling aufgetragen. Ebenfalls ist esSo that the Faserwefkstoff obtained after the forming process strength, provided on the winding frame Faserweikstoffrohling is provided before or during the forming process with matrix resin. For example, the matrix resin is applied by means of a spraying device on the Faserweikstoffrohling. It is the same
12 möglich, dass das Matrixharz bereits innerhalb des Faserwerkstoffrohlings vorhanden ist und dann durch chemische Additive, beispielsweise die Zugabe eines Aktivators oder aber eines Härtere oder aber durch thermische Einwirkung, beispielsweise durch Temperatureinwirkung, aktiviert wird, so dass der Faserwerkstoffrohling mit dem Matrixharz umformbar ist und anschließend beginnt auszuhärten, so dass das hergestellte Faserverbundwerkstoffbauteil eine entsprechende Steifigkeit erhält.12 possible that the matrix resin is already present within the fiber material blank and then activated by chemical additives, for example the addition of an activator or a harder or by thermal action, for example by the action of temperature, so that the fiber material blank with the matrix resin is deformable and then begins to cure, so that the produced fiber composite component receives a corresponding rigidity.
Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass das Matrixharz oder aber ein Thermoplast bereits vorher innerhalb des Faserwerkstoffrohlings eingebracht ist, beispielsweise durch eine eingewickelte thermoplastische Folie. Während des Umformverfahrens ist es somit möglich, durch Temperatureinwirkung das Thermoplast zum Schmelzen zu bringen und sich homogen innerhalb der Fasern zu verteilen.In the context of the invention, however, it is also possible that the matrix resin or else a thermoplastic is already introduced beforehand within the fiber material blank, for example by a wrapped thermoplastic film. During the forming process, it is thus possible to melt the thermoplastic by the action of temperature and to distribute itself homogeneously within the fibers.
Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass der Faserwerkstoff innerhalb des Formwerkzeugs geformt wird und dann während des Formvorgangs oder nach dem Formvorgang Matrixharz in den Formhohlraum eingeführt wird.Within the scope of the invention, however, it is also possible that the fiber material is molded within the mold and then matrix resin is introduced into the mold cavity during the molding process or after the molding process.
Im Anschluss an den Formvorgang wird dann der zu dem Faserverbundwerkstoffbauteil geformte Faserverbundwerkstoff aus dem Formwerkzeug entnommen.Following the molding process, the fiber composite material formed to the fiber composite component is then removed from the mold.
Im Rahmen der Erfindung wird auf dem Umformwerkzeug insbesondere ein Faserweikstoffrohling umgeformt, der auf zwei, insbesondere drei oder mehr aufeinander gestapelten Rahmen ausgebildet ist Die so aufeinander gestapelten mindestens zwei Rahmen werden in das Umformwerkzeug eingelegt und gleichzeitig umgeformt so dass sich ein mehrlagiges, mindestens zweilagiges, insbesondere bei regulär umwickelten Rahmen viertägiges, Faserverbundwerkstoffbauteil ausgebildet wird.In the context of the invention, in particular a Faserweikstoffrohling is formed on the forming tool, which is formed on two, in particular three or more stacked on each frame stacked so stacked at least two frames are in the forming tool and simultaneously formed so that a multilayer, at least two-ply, in particular with regularly wrapped frame four-day, fiber composite component is formed.
Weiterhin wird besonders bevorzugt der Wickelrahmen vor und/oder während dem Umformverfahren entfernt. Im Rahmen der Erfindung ist es natürlich auch möglich, dass der Wickelrahmen, der während des Umformverfahrens insbesondere als Spannrahmen dient, nach dem Umformverfahren von dem umgeformten Faserverbundwerkstoffbauteil entfernt wird. Insbesondere erfolgt das Entfernen durch Ausschneiden bzw. Abschneiden oder aber Abtrennen durch ein Stanzverfahren. 43Furthermore, the winding frame is particularly preferably removed before and / or during the forming process. In the context of the invention, it is of course also possible that the winding frame, which serves in particular as a clamping frame during the forming process, is removed after the forming process of the formed fiber composite material component. In particular, the removal is carried out by cutting or cutting or by cutting by a punching process. 43
Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass bei dem Herstellungsverfahren für das Faserverbundwerkstoffbauteil der Wickelrahmen vor dem Umformverfahren entfernt wird. Im Rahmen der Erfindung ist hierunter zu verstehen, dass der Wickelrahmen bereits während oder nach dem Herstellungsverfahren für den Faserwerkstoffrohling entfernt wird, wobei hier dann der auf dem Wickelrahmen gewickelte, flächige Faserwerkstoffbereich als Faserwerkstoffrohling übrig bleibt. Dieser kann als Gewebe bzw. Gelege insbesondere bei omnidirektionaler Wicklung dann flächig, beispielsweise durch Vakuumgreifer oder aber Nagelgreifer, in das Umformwerkzeug transportiert werden.In the context of the invention, however, it is also possible that in the manufacturing process for the fiber composite component of the winding frame is removed before the forming process. In the context of the invention, this is to be understood to mean that the winding frame is already removed during or after the production process for the fiber material blank, in which case the area of fibrous material wound on the winding frame then remains as the fiber material blank. This can be transported as fabric or scrim, in particular in omnidirectional winding then flat, for example by vacuum gripper or nail gripper, in the forming tool.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, dass der Faserwerkstoff durch ein zusätzliches Härtemittel eine derartige Steifigkeit besitzt, dass die insbesondere omnidirektional gewickelten Faserstrangabschnitte sich nicht gegenseitig entwirren, sondern relativ zueinander lagefixiert angeordnet sind. Auch hier erfolgt dann ein Transfer mittels eines Manipulators oder aber auch mittels eines Vakuumgreifers oder Nagelgreifers oder einer sonstigen Greifvorrichtung in das Umformwerkzeug.In the context of the invention, it is also possible that the fiber material has such a stiffness by an additional curing agent, that the particular omnidirectional wound fiber strand sections are not entwined each other, but are arranged fixed in position relative to each other. Here, too, a transfer by means of a manipulator or by means of a vacuum gripper or nail gripper or other gripping device in the forming tool then takes place.
Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass der Wickelrahmen während des Umformverfahrens entfernt wird. Im Rahmen der Erfindung ist es vorstellbar, dass in dem Umformwerkzeug selber derartige Stanz- oder Schneid Vorrichtungen angeordnet sind, die bei Schließen des Umformwerkzeugs den Wickelrahmen von den ebenen bzw. flächigen Faserverbundwerkstoff und/oder den bereits umgeformten Faserverbundwerkstoffbauteil abtrennen. Im Rahmen der Erfindung ist es insbesondere vorteilhaft, dass die randseitig angeordneten Fasern, insbesondere die den Rahmen bzw. den Rand umgreifenden, auf den Wickelrahmen gewickelten Fasern nicht durch das Umformverfahren selber mit Matrixharz oder einem sonstigen Härtemittel benetzt sind und somit ohne Härtemittelverschmutzungen einem Recyclingprozess, beispielsweise der Herstellung eines Vlieses aus Recyclingfasem, direkt zugeführt werden können.In the context of the invention, however, it is also possible that the winding frame is removed during the forming process. In the context of the invention it is conceivable that in the forming tool itself such punching or cutting devices are arranged, which separate the winding frame from the flat or planar fiber composite material and / or the already formed fiber composite material component when closing the forming tool. In the context of the invention, it is particularly advantageous that the fibers arranged at the edge, in particular the fibers wrapped around the frame or the edge, are not wetted by the forming process itself with matrix resin or another hardening agent and thus without recycling of the hardening agent, a recycling process, For example, the production of a web of recycled fibers, can be supplied directly.
Im Rahmen der Erfindung ist bei Einsatz insbesondere eines elastisch verformbaren Wickelrahmens der Wickelrahmen derart als Spannrahmen nutzbar, dass die nach innen ziehenden Faserstränge während des Umformverfahrens den Wickelrahmen kontrahieren und gleichzeitig durch die radial nach außen wirkenden Kräfte des 4 4In the context of the invention, when using in particular an elastically deformable winding frame, the winding frame can be used as a clamping frame in such a way that the fiber strands pulling inward during the forming process contract the winding frame and at the same time by the radially outwardly acting forces of the fourth 4
Wickelrahmens eine Zugkraft auf die Faserstränge aufgebracht wird, die ein insbesondere faltenfreies Anschmiegen dieser in dem Formhohlraum ermöglichen.Winding frame a tensile force is applied to the fiber strands, which allow a particular wrinkle-free nestling this in the mold cavity.
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, den Wickelrahmen derart auf das Umformwerkzeug abzustimmen, dass bei geschlossenem Umformwerkzeug derIn the context of the invention, it is possible to match the winding frame to the forming tool so that when the forming tool is closed
Wickelrahmen nahezu stoßend an der Außenseite der Formhälften anliegt. Hierdurch wird das Herstellungsverfahren derart optimiert, dass ein faltenfreies Einziehen der Fasern während des Umformvorgangs in den Formhohlraum ermöglicht wird und gleichzeitig durch nicht nach außen überstehende Fasern, allenfalls die Fasern, die um den Wickelrahmen gewickelt sind, ein sehr geringer Verschnitt bzw. Produktionsrest entsteht, was die Produktionskosten wiederum enorm senkt.Winding frame abuts almost abruptly on the outside of the mold halves. As a result, the manufacturing process is optimized so that a wrinkle-free feeding of the fibers during the forming process in the mold cavity is made possible and at the same time by not outwardly projecting fibers, possibly the fibers that are wound around the winding frame, a very low waste or production residue, which in turn reduces production costs enormously.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin vorstellbar, dass der Wickelrahmen eine umlaufende Nut auf dem äußeren Rahmen aufweist, wobei während desIn the context of the invention, it is also conceivable that the winding frame has a circumferential groove on the outer frame, wherein during the
Umformverfahrens ein Niederhalter oder aber ein Teil des Umformwerkzeugs selber in die Nut einfährt und den in Richtung zu dem außen liegenden Wickelrahmen stehenden Teil des Faserwerkstoffrohlings abschneidet bzw. abtrennt. Ein separater Schneidvorgang ist somit nicht erforderlich, wobei nach vollständigem Aushärten des Faserverbundwerkstoffbauteils die Schnittkante entsprechend noch durch spanabhebende oder aber Schneidmaßnahmen formgenau an denForming process a hold-down or a part of the forming tool itself enters the groove and cuts off in the direction of the outer winding frame standing part of the fiber material blank or separated. A separate cutting process is thus not required, wherein after complete curing of the fiber composite component, the cut edge according to still by cutting or cutting measures accurately to the
Zielverwendungszweck angepasst wird.Target use is adjusted.
Im Rahmen der Erfindung wird weiterhin der Wickelrahmen während des Umformens und/oder nach dem Umformen abgeschnitten, vorzugsweise wenn dasIn the context of the invention, the winding frame is further cut off during the forming and / or after the forming, preferably when the
Umformwerkzeug noch geschlossen ist, oder der Wickelrahmen wird nach Entnahme des geformten Faserverbundwerkstoffbauteils abgeschnitten. Im Rahmen der Erfindung ist hier je nach Anwendungsfall des herzustellenden Bauteils und des verwendeten Wickelrahmens eine entsprechend vorteilige Ausbildung auszuwählen. So wild beispielsweise bei lokal hohen Umformgraden und starker Kontraktion des Wickelrahmens ein Abschneiden während und/oder nach dem Umformen bevorzugt, so dass nicht die stark radial nach außen wirkenden Kräfte des Wickelrahmens nach dem Öffnen des Formwerkzeugs das geformte Faserverbundwerkstoffbauteil wieder entformen. Bei einem verwendeten Wickelrahmen, beispielsweise aus Stahl oder 15 metallischen Werkstoffen, insbesondere leichtmetallischen Werkstoffen, der während des Umformverfahrens kaum oder nur in zu vernachlässigender Weise elastisch kontrahiert wird, ist ein weiteres Händeln des hergestellten Faserverbundwerkstoffbauteils mit Hilfe des Rahmens unter Umständen vorteilhaft, weshalb der Rahmen erst nach dem Umformvorgang und nach Entnahme des geformten Faserverbundwerkstoffbauteils aus dem Umformweikzeug von diesem abgeschnitten wird.Forming tool is still closed, or the winding frame is cut after removal of the molded fiber composite component. In the context of the invention is here depending on the application of the component to be manufactured and the winding frame used to select a correspondingly advantageous training. So wild, for example, at locally high degrees of deformation and strong contraction of the winding frame, a cutting during and / or after the forming preferred so that not strong radially outward acting forces of the winding frame after the opening of the mold the molded fiber composite material member again. In a winding frame used, for example made of steel or metallic materials 15, in particular light metallic materials, which is elastically contracted during the forming process hardly or only in negligible manner, further handling of the fiber composite material component produced with the help of the frame may be advantageous, which is why the frame only after the forming process and after removal of the molded fiber composite component from the Umformweikzeug is cut off from this.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, dass der Wickelrahmen eine seitlich umlaufende Nut aufweist, wobei eine Schneidvonichtung, beispielsweise ein Messer oder aber eine Säge, mithin ein Trennmittel in die Nut eingreift und um den erfindungsgemäßen Wickelrahmen geführt wild und somit die auf den Wickelrahmen gewickelten Faserstränge derart durchschneidet, dass sie von dem Wickelrahmen entnehmbar sind.In the context of the invention, it is also possible that the winding frame has a laterally encircling groove, wherein a cutting device, such as a knife or a saw, thus a release agent engages the groove and led to the winding frame according to the invention wild and thus the on the winding frame wound fiber strands cut so that they can be removed from the winding frame.
Insbesondere ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren mit einem Wickelrahmen der Vorteil, dass der auf den Wickelrahmen gefühlte Teile des Faserwerkstoffes zwar als Verschnitt und somit als Produktionsrest anfallt, dieser jedoch insbesondere nicht matrixharz- oder aber thermoplastbehaftet ist, mithin nicht härtemittelbehaftet ist und in einfacher Art und Weise recycelt werden kann.In particular, results in the production process according to the invention with a winding frame, the advantage that the felt on the winding frame parts of the fiber material as a waste and thus as a production rest accumulates, but this particular is not matrix resin or thermoplastic, therefore not hardened and in a simple way and can be recycled.
Im Rahmen der Erfindung wird weiterhin der Faserwerkstoffrohling vor, während und/oder nach der Umformung in dem Umformwerkzeug wärmebehandelt. Insbesondere findet die Wärmebehandlung in dem Umformwerkzeug selber statt. Im Rahmen der Erfindung wird bevorzugt der Faserwerkstofffohling vor Einlegen in das Umformwerkzeug mit einem Matrixharz beaufschlagt oder aber die Fasern sind bereits vorimprägniert und/oder in einem weiteren Anwendungsfall ist es möglich, dass durch den Einsatz von Thermoplasten, beispielsweise als thermoplastischer Kem oder aber als eingewickelte Folie oder aber als beschichtete Faserstränge, eine thermische Aktivierung der vorbeschriebenen Härteverbundmaterialien erforderlich ist.In the context of the invention, the fiber material blank is further heat-treated before, during and / or after the forming in the forming tool. In particular, the heat treatment takes place in the forming tool itself. In the context of the invention, the fibrous material preform is preferably loaded with a matrix resin prior to insertion into the forming tool, or else the fibers are already pre-impregnated and / or in another application it is possible that by the use of thermoplastics, for example as a thermoplastic core or as wrapped Foil or as coated fiber strands, a thermal activation of the above-described hard composite materials is required.
Der Wickelvorgang selber und die Handhabung des auf den Wickelrahmen gewickelten Faserwerkstoffrohlings ist im Rahmen der Erfindung besonders sauber, d. h. ohne 1& herabtropfende Härtematerialen, möglich. Die Härtematerialien sind im kalten Zustand, also bei in etwa Raumtemperatur, selbst in einem festen Zustand oder aber in einem sehr zähflüssigen oder aber geleeartigen Zustand, so dass ein Heruntertropfen und somit ein Verschmutzen der Produktionsanlage weitestgehend vermieden wird. Durch die thermische Einwirkung erfolgt zunächst ein Verflüssigen der vorbeschriebenen Härtematerialien und direkt anschließend ein Aushärtevorgang, der dem herzustellenden Faserverbundwerkstoffbauteil die nötige Festigkeit verleiht.The winding process itself and the handling of the wound on the winding frame fiber material blank is particularly clean in the invention, d. H. without 1 & dripping hardening materials, possible. The hardening materials are in the cold state, ie at about room temperature, even in a solid state or in a very viscous or jelly-like state, so that dripping and thus fouling of the production plant is largely avoided. As a result of the thermal action, liquefaction of the above-described hardening materials takes place first, followed directly by a hardening process which gives the necessary strength to the fiber composite component to be produced.
Insbesondere beim Einsatz von Thermoplasten schmelzen diese auf und festigen sich wiederum durch die Abkühlung. Matrixharzwerkstoffe werden aktiviert und vermischen sich insbesondere mit einem in dem Matrixharz enthaltenen Härter, so dass anschließend ein chemischer Aushärteprozess stattfindet. Dieser kann auch temperaturgebunden sein. Durch die insbesondere Wärmebehandlung innerhalb des Umformwerkzeugs selber wird somit vermieden, dass eines der vorbeschriebenen Härtematerialien auf die Produktionsanlage herabtropft oder aber diese verschmutzt.In particular, when using thermoplastics melt on this and in turn consolidate by the cooling. Matrix resin materials are activated and mixed in particular with a hardener contained in the matrix resin, so that subsequently takes place a chemical curing process. This can also be temperature-bound. By the particular heat treatment within the forming tool itself is thus avoided that one of the above-mentioned hardening materials drips onto the production plant or pollutes them.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, den Faserwerkstoffrohling während oder nach der Umformung, vorzugsweise in dem Umformwerkzeug, nicht nur wärmezubehandeln, sondern optional oder aber alternativ auch zu kühlen. Im Falle ergänzender Wärmebehandlung und Kühlbehandlung finden diese zeitlich aufeinanderfolgend oder aber zeitlich voneinander getrennt statt. Sofern nur eine Wärmebehandlung oder aber nur eine Kühlung stattfindet, können durch Anordnung von Wärmequellen, beispielsweise von Infrarotstrahlern, oder aber von Kühlungsmöglichkeiten, beispielsweise durch eine Gebläsekühlung, die entsprechenden Vorgänge vorgenommen werden.In the context of the invention, it is also possible to heat treat the fiber material blank during or after the forming, preferably in the forming tool, not only, but also optionally or alternatively to cool. In the case of supplementary heat treatment and cooling treatment, these take place in chronological succession or else separate from each other in time. If only a heat treatment or only a cooling takes place, the corresponding processes can be made by arranging heat sources, such as infrared radiators, or cooling options, for example by a fan cooling.
Weiterhin kann eine Verschmutzung des Umformwerkzeugs selbst durch Einlegen von Trennfolien oder aber durch ein Beschichten des Umformwerkzeugs selbst mit Trennmitteln vermieden werden, so dass sich insgesamt ein sehr sauberer Produktionsprozess ergibt, der gleichzeitig eine hohe Produktionsstabilität bei geringen Produktionstoleranzen sicherstellt und aufwendige Reinigungs- und Instandhaltungskosten der Produktionsanlage vermeidet. A 7Furthermore, contamination of the forming tool itself can be avoided by inserting release films or by coating the forming tool itself with release agents, so that overall results in a very clean production process, which simultaneously ensures high production stability with low production tolerances and costly cleaning and maintenance costs Production facility avoids. A 7
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der folgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:Further advantages, features, characteristics and aspects of the present invention are part of the following description. Preferred embodiments are shown in the schematic figures. These are for easy understanding of the invention. Show it:
Figur 1 einen erfindungsgemäßen Wickelrahmen; Figur 2 eine erfindungsgemäße Wickelvorrichtung mit Wickelrahmen; Figur 3a bis f einen erfindungsgemäßen Wickelrahmen während der Bewicklung; Figur 4 eine Detailansicht des Randes des Wickelrahmens; Figur 5a bis c verschiedene Zahnformen auf dem Rand des Wickelrahmens; Figur 6a bis d einen erfindungsgemäßen Wickelrahmen mit verschiedenen Wickelrichtungen; Figur 7a bis b einen Wickelrahmen vor und nach der Umformung; Figur 8a bis c einen erfindungsgemäßen Wickelrahmen während des Umformvorgangs; Figur 9 einen erfindungsgemäßen Wickelrahmen in einer Querschnittsansicht mit eingewickeltem Kern; Figur 10a bis c einen erfmdungsgemäßen rechteckigen Wickelrahmen mit verschiedenen Bewicklungen; Figur 1 la bis c vier aufeinander gestapelte Wickelrahmen.Figure 1 shows a winding frame according to the invention; Figure 2 shows a winding device according to the invention with winding frame; Figure 3a to f a winding frame according to the invention during the winding; Figure 4 is a detail view of the edge of the winding frame; Figure 5a to c different tooth shapes on the edge of the winding frame; Figure 6a to d a winding frame according to the invention with different winding directions; Figure 7a to b a winding frame before and after the deformation; Figure 8a to c a winding frame according to the invention during the forming process; FIG. 9 shows a winding frame according to the invention in a cross-sectional view with a wrapped core; Figure 10a to c a erfmdungsgemäßen rectangular winding frame with different windings; Figure 1 la to c four stacked winding frame.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.In the figures, the same reference numerals are used for the same or similar components, even if a repeated description is omitted for reasons of simplification.
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Wickelrahmen 1 in einer Draufsicht. Der Wickelrahmen 1 weist dabei einen außen umlaufenden Rahmen 2 auf, wobei der 48FIG. 1 shows a winding frame 1 according to the invention in a plan view. The winding frame 1 has an outer circumferential frame 2, wherein the 48
Rahmen 2 wiederum einen den Rahmen 2 außen berandenden Rand 3 aufweist. Auf dem Rand 3 sind in Abständen zueinander Zähne 4 angeordnet. Exemplarisch ist ein Faserstrang 5 auf den Wickelrahmen 1 gewickelt, wobei der Faserstrang 5 jeweils am Rand 3 den äußeren Rahmen 2 des Wickelrahmens 1 umfasst und in einem Zahnzwischenraum 6 zur Anlage kommt und dort formschlüssig gehalten wird. Der Wickelrahmen 1 weist ferner eine Vorderseite 7 und eine nicht sichtbare Rückseite auf, wobei die Rückseite auf der der Vorderseite 7 gegenüberliegenden Seite des Wickelrahmens 1 ausgebildet ist.Frame 2 in turn has a frame 2 bordering the outside edge 3. On the edge 3 teeth 4 are arranged at intervals. By way of example, a fiber strand 5 is wound onto the winding frame 1, wherein the fiber strand 5 respectively comprises the outer frame 2 of the winding frame 1 at the edge 3 and comes into abutment in a tooth gap 6 and is held there in a form-fitting manner. The winding frame 1 further has a front side 7 and a non-visible rear side, the rear side being formed on the side of the winding frame 1 opposite the front side 7.
Der Wickelrahmen 1 weist einen Innenbereich 8 auf, der von dem außen umlaufenden Rahmen 2 eingeschlossen ist. Zwischen dem außen umlaufenden Rahmen 2 ist ein Innendurchmesser 9 ausgebildet, wobei der Wickelrahmen 1 ebenfalls einen Außendurchmesser 10 aufweist, und der Außendurchmesser 10 je nach Anwendungsfall inklusive oder aber exklusive der Zähne 4 zu sehen ist.The winding frame 1 has an inner region 8, which is enclosed by the outer circumferential frame 2. Between the outer circumferential frame 2, an inner diameter 9 is formed, wherein the winding frame 1 also has an outer diameter 10, and the outer diameter 10 depending on the application including or excluding the teeth 4 can be seen.
Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Wickelvorrichtung 11, wobei die Wickelvorrichtung 11 zur Aufnahme des erfindungsgemäßen Wickelrahmens 1 ausgebildet ist. Hierzu besitzt die Wickel Vorrichtung 11 Stützrollen bzw. Führungsrollen 12, die den Wickelrahmen 1 umfangsseitig umfassen. Die Führungsrollen 12 können dabei jeweils in translatorischer Richtung 13 verschoben werden, so dass die Wickelvorichtung 11 zur Aufnahme von Wickelrahmen 1 mit verschiedenen Außendurchmessem 10 geeignet ist.Figure 2 shows a winding device 11 according to the invention, wherein the winding device 11 is formed for receiving the winding frame 1 according to the invention. For this purpose, the winding device has 11 support rollers or guide rollers 12 which comprise the winding frame 1 circumferentially. The guide rollers 12 can be moved in each case in the translational direction 13, so that the winding device 11 is suitable for receiving winding frame 1 with different outer diameters 10.
Der Wickelrahmen 1 erfährt eine Drehbewegung 14 um seinen Mittelpunkt 15, so dass ein auf einer Spule 16 bereit gestellter Fasersürang 5 von der Spule 16 abgewickelt wird und auf den Wickelrahmen 1 aufgewickelt wird. Ein Mitführen des Faserstrangs 5 erfolgt aufgrund des formschlüssigen Eingriffs des Faserstrangs 5 in die Zahnzwischenräume 6 der auf dem äußeren Rand 3 des Wickelrahmens 1 angeordneten Zähne 4.The winding frame 1 undergoes a rotational movement 14 about its center point 15, so that a fiber strand 5 provided on a spool 16 is unwound from the spool 16 and wound onto the winding frame 1. A carrying of the fiber strand 5 is due to the positive engagement of the fiber strand 5 in the interdental spaces 6 of the arranged on the outer edge 3 of the winding frame 1 teeth 4th
Im Rahmen der Erfindung wird hier dargestellt der Wickelrahmen 1 von einer Antriebsrolle 17 angetrieben, so dass er die Drehbewegung 14 ausführt. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, den Wickelrahmen 1 an seinem Mittelpunkt 15 aufzuhängen und dann auch Überden Mittelpunkt 15 anzutreiben, so dass beispielsweise andere Außenkonturen des Wickelrahmens 1 mit dem erfindungsgemäßen Wicklungsverfahren bewickelbar sind. Beispielsweise sind dies eckige, insbesondere rechteckige, Außenkonturen.In the context of the invention, the winding frame 1 is shown here driven by a drive roller 17, so that it carries out the rotational movement 14. In the context of the invention, however, it is also possible to suspend the winding frame 1 at its center 15 and then also drive over the center 15, so that, for example, other outer contours of the winding frame 1 can be wound with the winding method according to the invention. For example, these are angular, in particular rectangular, outer contours.
Der Wickelrahmen ist dann beispielsweise analog einem Speichenrad aufgebaut. In der Mitte ist eine Nabe angeordnet und der außen umlaufende Felgenkranz, hier der Wickelrahmen, ist über Speichen mit der Nabe verbunden. Die Speichen können selbst aus Fasersträngen ausgebildet sein, so dass die Nabe und der Wickelrahmen aus dem fertig gewickelten Faserwerkstoffrohling problemlos heraustrennbar sind. Ebenfalls können die Speichen aus einem anderen Material ausgebildet sein, das in dem Faserwerkstoffrohling verbleiben kann.The winding frame is then constructed, for example, analogous to a spoked wheel. In the middle of a hub is arranged and the outer circumferential rim, here the winding frame, is connected via spokes to the hub. The spokes may themselves be formed of fiber strands, so that the hub and the winding frame are easily separable from the finished wound fiber material blank. Also, the spokes may be formed of a different material that may remain in the fiber material blank.
Figur 3a bis f zeigen einen erfindungsgemäßen Wicklungsvorgang auf den erfindungsgemäßen Wickelrahmen 1. Zunächst wird ein freies Ende 18 des Faserstrangs 5 an dem Wickelrahmen 1 befestigt. Anschließend wird der Wickelrahmen 1 in eine Drehbewegung 14 versetzt und wickelt somit den Faserstrang 5 von der Spule 16 ab und auf den Wickelrahmen 1 auf. Hierzu wird die Spule 16 von einer Vorderseite 7 des Wickelrahmens 1 in Richtung 21 zu einer Rückseite 19 des Wickelrahmens 1 bewegt, wobei die Rückseite 19 auf der der Vorderseite 7 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Dabei kommt der Faserstrang 5 in einem Zahnzwischenraum 6 auf dem äußeren Rand 3 des Wickelrahmens 1 zum formschlüssigen Eingriff.3a to f show a winding process according to the invention on the winding frame 1 according to the invention. First, a free end 18 of the fiber strand 5 is fastened to the winding frame 1. Subsequently, the winding frame 1 is set in a rotational movement 14 and thus unwinds the fiber strand 5 from the spool 16 and onto the winding frame 1. For this purpose, the coil 16 is moved from a front side 7 of the winding frame 1 in the direction 21 to a rear side 19 of the winding frame 1, wherein the rear side 19 is arranged on the opposite side of the front side 7. In this case, the fiber strand 5 comes in a tooth space 6 on the outer edge 3 of the winding frame 1 for positive engagement.
Im Anschluss daran erfährt der Wickelrahmen 1 gemäß Figur 3b eine weitere Drehbewegung 14, wobei die Drehbewegung 14 sukzessive aufeinander folgend ausgeführt werden kann oder aber kontinuierlich. Hierdurch wickelt sich der Faserstrang 5 weiter von der Spule 16 ab und auf den Wickelrahmen 1 auf. Damit ein in Form eines Rovings, also eines unverdrehten, nebeneinander liegenden Faserstranges 5, keine ungewollte Verdrehung in sich und somit eine Schwächung des später herzustellenden Faserverbundwerkstoffbauteils erfährt, wird die Spule 16 in Rotationsrichtung 20 um ihre Hochachse H gedreht, so dass ein gleichmäßig flächiges Bespannen des Wickelrahmens 1 mit dem Faserstrang 5 erfolgen kann. 20Following this, the winding frame 1 according to FIG. 3b undergoes a further rotational movement 14, wherein the rotational movement 14 can be carried out successively successively or continuously. As a result, the fiber strand 5 continues to wind from the spool 16 and onto the winding frame 1. So that in the form of a roving, so an untwisted, juxtaposed fiber strand 5, no unwanted rotation undergoes and thus a weakening of the later produced fiber composite component, the coil 16 is rotated in the direction of rotation 20 about its vertical axis H, so that a uniform planar stringing of the winding frame 1 can be done with the fiber strand 5. 20
In Figur 3c und d dargestellt wird die Spule 16 wieder von der Rückseite 19 des Wickelrahmens 1 auf die Vorderseite 7 in Richtung 21 bewegt, so dass wieder an einem weiteren Zahnzwischenraum 6 der Faserstrang 5 zur formschlüssigen Anlage kommt und somit der Wickelrahmen 1 weiter bewickelt wird. Dieser Schritt ist überführend dargestellt in Figur 3d.In FIG. 3c and d, the coil 16 is again moved from the rear side 19 of the winding frame 1 to the front side 7 in the direction 21, so that the fiber strand 5 again comes to a positive intermeshing at a further interdental space 6 and thus the winding frame 1 continues to be wound , This step is convincingly shown in Figure 3d.
Gemäß Figur 3e wird dann die Spule 16 wiederum um eine Rotationsrichtung 20 um ihre Hochachse H gedreht, wobei die Rotationsrichtung 20 gemäß Figur 3e der Rotationsrichtung 20 gemäß Figur 3b und c entgegengesetzt ist. Hierdurch wird, wie bereits eingangs erwähnt, ein Verdrehen des Faserstrangs 5 verhindert. Die Spule 16 wird dann in Figur 3f dargestellt wieder von einer Vorderseite 7 des Wickelrahmens 1 zu einer Rückseite 19 des Wickelrahmens 1 in Richtung 21 bewegt, so dass wiederum ein erneuter formschlüssiger Eingriff in einem Zahnzwischenraum 6 durch den Faserstrang 5 erfolgt.According to FIG. 3e, the coil 16 is then again rotated around its vertical axis H by a direction of rotation 20, the direction of rotation 20 according to FIG. 3e being opposite to the direction of rotation 20 according to FIGS. 3b and c. As a result, as already mentioned, twisting of the fiber strand 5 is prevented. The coil 16 is then shown in Figure 3f again moved from a front side 7 of the winding frame 1 to a rear side 19 of the winding frame 1 in the direction 21, so that in turn a renewed positive engagement takes place in a tooth space 6 through the fiber strand 5.
Figur 4 zeigt eine Detailansicht des Rahmens 2, wobei der Rahmen 2 auf seinem äußeren Rand 3 umlaufend Zähne 4 angeordnet hat. Zwischen den Zähnen 4 ist jeweils der Zahnzwischenraum 6 ausgebildet, wobei zwei Zähne 4 zueinander einen Abstand 22 zueinander aufweisen. Wie hier dargestellt, sind es die Zahnspitzen 23, die einen entsprechenden Abstand 22 zueinander aufweisen, im Rahmen der Erfindung können die Zähne 4 jedoch auch rechteckig konfiguriert sein, so dass dann der Abstand 22 von einer Zahnflarike 24 zur nächsten Zahnflanke 24 zu sehen ist. Bei den hier dargestellten spitzen Zähnen 4 ist in den Zahnzwischenräumen 6 ein Talbereich 25 ausgebildet. In dem Talbereich 25 legt sich der Faserstrang 5 derart an, dass er seine ursprüngliche Breite 26 im Wesentlichen beibehält, jedoch nicht verdreht oder verdrillt wird. Hierdurch wird ein flächiges Anliegen des Faserstranges 5 auf der hier dargestellten Vorderseite 7, aber auch auf der Rückseite 19 des Wickelrahmens 1 über den Talbereich 25 hinweg gewährleistet.Figure 4 shows a detailed view of the frame 2, wherein the frame 2 has circumferentially arranged teeth 4 on its outer edge 3. Between the teeth 4 in each case the tooth space 6 is formed, wherein two teeth 4 to each other at a distance 22 to each other. As shown here, it is the tooth tips 23, which have a corresponding distance 22 to each other, in the invention, however, the teeth 4 may also be configured rectangular, so that then the distance 22 from a Zahnflarike 24 to the next tooth edge 24 can be seen. In the pointed teeth 4 shown here, a valley region 25 is formed in the interdental spaces 6. In the valley region 25, the fiber strand 5 settles in such a way that it essentially retains its original width 26, but is not twisted or twisted. As a result, a flat concern of the fiber strand 5 is ensured on the front side 7 shown here, but also on the back 19 of the winding frame 1 over the valley region 25 away.
Figur 5a bis c zeigen verschiedene Ausführungsvarianten der Zähne 4 auf dem Rahmen 2. Figur 5a zeigt spitz zulaufende Zähne 4 mit Zahnspitzen 23, wobei zwischen den Zahnen 4 ein Talbereich 25 ausgebildet ist. Die Zahnspitzen 23 weisen jeweils einen Abstand 22 zueinander auf. Figur 5b zeigt Zähne 4, die eine säbelartige oder aber 21- haifischflossenartige Krümmung aufweisen, wobei sich zwischen den Zähnen 4 ebenfalls ein Talbereich 25 ausbildet. Die Spitzen der Zähne 4 weisen wiederum einen Abstand 22 zueinander auf. Die Ausführungsvariante gemäß Figur 5c zeigt zwei spitz zulaufende Zähne 4, wobei die Zähne 4 jeweils eine Zahnspitze 23 aufweisen. Zwischen den zwei Zähnen 4 erstreckt sich ein Abstand 27 auf dem Rand 3, so dass in der Breite des Abstandes 27 eine auf dem Rand im Wesentlichen gerade Auflagefläche für den nicht näher dargestellten Faserstrang erfolgt.5a to c show different embodiments of the teeth 4 on the frame 2. Figure 5a shows tapered teeth 4 with tooth tips 23, wherein between the teeth 4, a valley region 25 is formed. The tooth tips 23 each have a distance 22 to each other. FIG. 5b shows teeth 4 which have a saber-like or else 21-shark-fin-like curvature, wherein a valley region 25 likewise forms between the teeth 4. The tips of the teeth 4 in turn have a distance 22 to each other. The embodiment according to FIG. 5 c shows two pointed teeth 4, wherein the teeth 4 each have a tooth tip 23. Between the two teeth 4, a distance 27 extends on the edge 3, so that takes place in the width of the distance 27 on the edge substantially straight support surface for the fiber strand, not shown.
Figur 6a bis d zeigen verschiedene Bewicklungsmuster eines erfindungsgemäßen Wickelrahmens 1 mit einem Faserstrang 5. Gemäß Figur 6a ist der Wickelrahmen 1 mit dem Faserstrang 5 in unidirektionaler Richtung 28 aufgewickelt. Dies bedeutet, dass alle Faserstränge 5 in eine Richtung orientiert sind, also parallel zueinander verlaufen. Die Bewicklung kann derart erfolgen, dass sich zwischen den Fasersträngen 5, wie hier dargestellt, ein Zwischenraum 29 ergibt, die Faserstränge 5 können jedoch auch so dicht auf den Wickelrahmen 1 gewickelt sein, dass sie ohne Zwischenraum 29 nebeneinander oder aber teilweise überlappend angeordnet sind. Im Innenbereich 8 des Wickelrahmens 1 entsteht somit ein im Wesentlich flächig ausgebildeter Faserwerkstoffrohling 30.6a to d show different winding patterns of a winding frame 1 according to the invention with a fiber strand 5. According to FIG. 6a, the winding frame 1 is wound with the fiber strand 5 in unidirectional direction 28. This means that all fiber strands 5 are oriented in one direction, that is, run parallel to one another. The winding can be made such that there is a gap 29 between the fiber strands 5, as shown here, but the fiber strands 5 can also be wound so tightly on the winding frame 1 that they are arranged without space 29 next to each other or partially overlapping. In the inner region 8 of the winding frame 1 thus created a substantially flat trained fiber material blank 30th
Gemäß der Figur 6b ist eine Bewicklung in zwei unidirektionale Richtungen 28 möglich, wobei dann die zwei unidirektionalen Richtungen 28 in einem Winkel α zueinander angeordnet sind. Hier dargestellt ist ein Winkel α von im Wesentlichen 90°, es ist jedoch auch jede beliebige Winkellage der zwei unidirektionalen Richtungen 28 zueinander möglich. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, 3, 4 oder mehr unidirektionale Richtungen 28 auszubilden. Auch hier ergeben sich Zwischenräume 29, die je nach Art der Bewicklung, Dichte des Faserstrangs 5 und Materials als Freiräume ausgebildet sein können oder aber auch durch ein direktes benachbartes Anliegen der Faserstränge 5 zueinander gefüllt sein können.According to Figure 6b, a winding in two unidirectional directions 28 is possible, in which case the two unidirectional directions 28 are arranged at an angle α to each other. Shown here is an angle α of substantially 90 °, but it is also any angular position of the two unidirectional directions 28 to each other possible. In the context of the invention, it is also possible to form 3, 4 or more unidirectional directions 28. Again, there are gaps 29, which may be formed depending on the type of winding, density of the fiber strand 5 and material as free space or else may be filled by a direct adjacent concerns of the fiber strands 5 to each other.
Figur 6c zeigt eine weitere Ausführungsvariante als Bewicklungsmöglichkeit des Wickelrahmens 1, wobei hier die Fasern unidirektional übereinander gelegt sind. D. h. die Fasern von Vorderseite 7 und Rückseite des Wickelrahmens 1 sind jeweils in einem Winkel zueinander angeordnet, so dass sich ein entsprechend mehidirektionales Geflecht für den im Innenbereich des Wickelrahmens 1 «gebendenFIG. 6 c shows a further embodiment variant as winding possibility of the winding frame 1, in which case the fibers are laid one above the other unidirectionally. Ie. the fibers of front 7 and back of the winding frame 1 are each arranged at an angle to each other, so that a corresponding mehidirektionales braid for in the interior of the winding frame 1 «giving
2222
Faserwerkstoffrohlings einstellt. Die Dichte des Fasermaterials ist, in Figur 6c gut erkennbar, steuerbar, so dass ein Innenteil 31 gänzlich freibleibend ist und sich von dem Innenteil 31 zu dem äußeren Rand 3 erstreckend verschiedene Faserdichten einstellen.Setting fiber material blanks. The density of the fiber material is, in Figure 6c clearly visible, controllable, so that an inner part 31 is completely non-binding and adjust from the inner part 31 to the outer edge 3 extending different fiber densities.
Gemäß der Ausführung in Figur 6d ist der Wickelrahmen 1 derart exzentrisch mit dem Faserwerkstoff umwickelt worden, dass zwar ein Innenteil 31 gleich bleibend zu Figur 6c freibleibt, jedoch die Faserdichte sich zu einer Seite hin verlagert und auch dort konzentriert. Mit einem solch hergestellten Faserwerkstoffrohling ist es beispielsweise möglich, ein nicht näher dargestelltes, U-förmiges Faserwerkstoffverbundbauteil herzu stellen, das dann in dem Bereich der höchsten Dichte seine höchste Festigkeit hat und beispielsweise zwei Ausleger mit geringeren Festigkeitsanforderungen aufweist. Der so in Figur 6d dargestellte Faserwerkstoffrohling ist optimal an das herzustellende Faserwerkstoffveibundbauteil angepasst, so dass wenig Verschnitt beim Herstellungsprozess auftaucht.According to the embodiment in FIG. 6d, the winding frame 1 has been wound around the fiber material in such an eccentric manner that, although an inner part 31 remains free from FIG. 6c, the fiber density shifts to one side and also concentrates there. With a fiber material blank produced in this way, it is possible, for example, to produce a U-shaped fiber composite component which is not shown in more detail, which then has its highest strength in the region of highest density and has, for example, two cantilevers with lower strength requirements. The fiber material blank thus represented in FIG. 6d is optimally adapted to the fiber material vault component to be produced, so that little waste occurs during the production process.
Figur 7a zeigt ein auf einem Wickelrahmen 1 hergestellten Faserwerkstoffrohling 30, der gemäß Figur 7b zu einem Faserwerkstoffverbundbauteil 32 umgeformt wurde. Der Winkelrahmen 1 des Faserwerkstoffrohlings 30 gemäß Figur 7a weist einen Außendurchmesser 10 auf, der größer ist, als der Außendurchmesser 33 des Wickelrahmens 1 des Faserwerkstoffverbundbauteils 32 nach dem Umformen. Dies erfolgt aufgrund einer Kontraktion 34 von allen Seiten zur gezielten Nachführung der in dem Faserverbundwerkstoffbauteil 32 ausgebildeten Faserorientierung. Durch die Wahl eines elastisch verformbaren Wickelrahmens 1, dar entweder als verlorener Wickelrahmen 1 oder aber nach dem Ausschneiden des Faserverbundwerkstoffbauteils 32 aus dem Wickelrahmen 1 wieder verwendet werden kann, wird dies auch erreicht. Der Wickelrahmen 1 dient somit während des Umformvorgangs als Spannrahmen.FIG. 7 a shows a fiber material blank 30 produced on a winding frame 1, which has been converted into a fiber composite material component 32 according to FIG. 7 b. The angle frame 1 of the fiber material blank 30 according to Figure 7a has an outer diameter 10 which is greater than the outer diameter 33 of the winding frame 1 of the fiber composite material component 32 after forming. This is due to a contraction 34 from all sides for targeted tracking of formed in the fiber composite component 32 fiber orientation. By choosing an elastically deformable winding frame 1, either as a lost winding frame 1 or after the cutting of the fiber composite material component 32 can be reused from the winding frame 1, this is also achieved. The winding frame 1 thus serves as a tenter during the forming process.
Ebenfalls dargestellt ist dieses in Figur 8a bis c, die den Umformprozess eines Faserwerkstoffrohlings 30, welcher auf einen erfindungsgemäßen Wickelrahmen 1 gewickelt ist, darstellten. Hierzu wird der Faserwerkstoffrohling 30 gemäß Figur 8 in ein Umformwerkzeug 35 eingelegt und positioniert. Anschließend wird das Umformwerkzeug 35 geschlossen, so dass sich der einen Außendurchmesser 10 aufweisende Wickelrahmen 1 kontrahiert 34 und dabei ein gezieltes Nachführcn derThis is also shown in Figure 8a to c, which represented the forming process of a fiber material blank 30, which is wound on a winding frame 1 according to the invention. For this purpose, the fiber material blank 30 is inserted and positioned according to Figure 8 in a forming tool 35. Subsequently, the forming tool 35 is closed, so that the outer diameter 10 having a winding frame 1 contracts 34, while a targeted Nachführcn the
2323
Fasern des Faserwerkstoffrohlings 30 in den Formhohlraum 36 ermöglicht. So wird auch im Bereich mit lokalen hohen Uniformgraden 37 eine gezielte Faserausrichtung innerhalb des Umformwerkzeugs 35 durch den erfindungsgemäßen Wickelrahmen 1 ermöglicht.Fibers of the fiber material blank 30 in the mold cavity 36 allows. Thus, a targeted fiber orientation within the forming tool 35 is made possible by the winding frame 1 according to the invention also in the area with local high uniform grades 37.
Nach Abschluss des Umformverfahrens, dargestellt in Figur 8c, weist der Wickelrahmen 1 einen gegenüber dem ursprünglichen Außendurchmesser 10 verringerten Außendurchmesser 33 auf. Der kontrahierte bzw. verringerte Außendurchmesser 33 ist jedoch derart dimensioniert, dass ein sich dadurch einstellender Innendurchmesser 9 des Wickelrahmens 1 größer ist als ein Außendurchmesser 38 des Umformwerkzeugs 35. Hier ist jedoch erfindungsgemäß innerhalb des Produktionsprozesses abzustimmen, dass der sich während der Umformung einstellende Innendurchmesser 9 des Rahmens nur geringfügig größer ist als der Außendurchmesser 38 des Umformwerkzeugs 35, so dass möglichst geringe Verschnitte bzw. wenig Produktionsreste anfallen.After completion of the forming process, shown in Figure 8c, the winding frame 1 has a relation to the original outer diameter 10 reduced outer diameter 33. However, the contracted or reduced outer diameter 33 is dimensioned such that an inner diameter 9 of the winding frame 1 which adjusts thereby is greater than an outer diameter 38 of the forming tool 35. Here, however, according to the invention, it is necessary to coordinate within the production process that the inner diameter 9 which arises during the deformation of the frame is only slightly larger than the outer diameter 38 of the forming tool 35, so that minimized waste or little production residues incurred.
In Figur 9 ist ein erfindungsgemäßer Faserwerkstoffrohling 30 dargestellt, wobei der Faserwerkstoffrohling 30 auf einen erfindungsgemäßen Wickelrähmen 1 gewickelt ist. Der Wickelrahmen 1 weist dazu eine Vorderseite 7 und eine Rückseite 19 auf, wobei jeweils um den Rand 3 des Rahmens 2 die Faserstränge 5 gewickelt worden sind. Hierdurch ergibt sich auf der Vorderseite 7 eine erste Lage LI und auf der Rückseite 19 eine zweite Lage L2, mithin ein zweilagiger Faserwerkstoffrohling 30. Zwischen den Lagen LI und L2 ist ein Kern 39 eingewickelt worden, wobei der Kern 39 beispielsweise aus einem Füllkörper oder aber auch aus einem Harzmaterial oder aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein kann. Der Kern 39 kann dann während des Uniformprozesses als Füllkörper zur Formgebung dienen oder aber auch durch ein Aufschmilzen des Harzes für eine homogene Matrixharzverteilung innerhalb des Faserverbundwerkstoffbauteils genutzt werden.FIG. 9 shows a fiber material blank 30 according to the invention, wherein the fiber material blank 30 is wound onto a winding frame 1 according to the invention. The winding frame 1 has to a front side 7 and a rear side 19, wherein in each case around the edge 3 of the frame 2, the fiber strands 5 have been wound. This results in the front side 7, a first layer LI and on the back 19, a second layer L2, thus a two-layer fiber material blank 30. Between the layers LI and L2, a core 39 has been wrapped, the core 39, for example, from a packing or may also be formed of a resin material or of a plastic material. The core 39 can then serve during the uniform process as a filler for shaping or else be used by a melting of the resin for a homogeneous matrix resin distribution within the fiber composite component.
Figur 10a bis c zeigen einen Wickelrahmen 1 mit einer rechteckigen Kontur, wobei innerhalb des Wickelrahmens 1 der Faserwerkstoffrohling 30 mit ebenfalls rechteckiger Kontur ausgebildet ist. Auch der Wickelrahmen 1 mit rechteckiger Kontur weist einen umlaufenden Rahmen 2 mit einem äußeren Rand 3 auf, wobei auf dem Rand 3 Zähne 4 24 angeordnet sind. Ebenfalls ist der rechteckig konfigurierte Wickelrahmen 1 durch zwei unidirektionale Faseirichtungen 28 umwickelt, wobei die zwei unidirektionalen Faserrichtungen 28 einen Winkel α zueinander aufweisen, hier dargestellt einen in etwa rechteckigen Winkel a. In Figur 10c ist der rechteckig konfigurierte Wickelrahmen 1 in nur einer unidirektionalen Richtung 28 mit einem Faserstrang 5 bewickelt worden.Figures 10a-c show a winding frame 1 with a rectangular contour, wherein within the winding frame 1 of the fiber material blank 30 is also formed with a rectangular contour. Also, the winding frame 1 with a rectangular contour has a peripheral frame 2 with an outer edge 3, wherein on the edge 3 teeth 4 24 are arranged. Also, the rectangularly configured winding frame 1 is wrapped by two unidirectional bevel directions 28, wherein the two unidirectional fiber directions 28 have an angle α to each other, here shown an approximately rectangular angle a. In FIG. 10 c, the rectangularly configured winding frame 1 has been wound with a fiber strand 5 in only one unidirectional direction 28.
Figur 11a bis c zeigen hier dargestellt jeweils 4 Wickelrahmen 1, die übereinander positioniert werden und somit dargestellt in Figur 11c einen aus 4 übereinander gestapelten Wickelrahmen 1 in deren Innenbereich 8 ausgebildeten Faserweikstoffrohling 30 bereitstellen. Jeder der 4 Wickelrahmen 1 weist hierzu in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 11b eine unidirektionale Ausrichtung 28 der auf ihn gewickelten Faserstränge 5 auf. Hierdurch ergibt sich ein Faserwerkstoffrohling 30 gemäß Figur 1 lc, der 8 Lagen mit 4 unidirektionalen Faserausrichtungen 28 aufweist, wobei jeweils 2 benachbarte Lagen auf einen Wickelrahmen 1 die gleiche Faserausrichtung aufweisen. Durch Kombination mit verschiedenstens Faserausrichtungen, beispielsweise mit multdirektional oder aber omnnidirektional ausgerichteten Fasern, oder aber auch gemäß Figur 6d mit exzentrisch angeordneten Faserdichten lässt sich so jeweils beliebig ein Faserwerkstoffrohling 30 für das herzu stellende Faserverbundwerkstoffbauteil optimal bereitstellen.FIGS. 11a to c show in each case 4 winding frames 1 which are positioned one above the other and thus, in FIG. 11c, provide a fiber-woven blank 30 which is formed from 4 winding frames 1 stacked on top of one another in their inner region 8. In the exemplary embodiment according to FIG. 11b, each of the 4 winding frames 1 has a unidirectional orientation 28 of the fiber strands 5 wound on it. This results in a fiber material blank 30 according to FIG. 1 lc, which has 8 layers with 4 unidirectional fiber orientations 28, wherein in each case 2 adjacent layers on a winding frame 1 have the same fiber orientation. By combining with a variety of fiber orientations, for example, with multidirectional or omnidirectional aligned fibers, or also according to Figure 6d with eccentrically arranged fiber densities can be as optimally provide a fiber material blank 30 for the herzu adjusting fiber composite component.
Bezugszeichen: 1 - Wickelrahmen 2 - Rahmen 3 - Rand 4 - Zähne 5 - Faserstrang 6 - Zahnzwischenraum 7 - Vorderseite zu 1 8 - hmenbereich zu 1 9 - Innendurchmesser zu 2 10 - Außendurchmesser zu 2 11 - Wickelvorrichtung 12 - Führungsrollen 13 - translatorische Richtung 14- Drehbewegung 15 - Mittelpunkt zu 1 16 - Spule 17 - Antriebsrolle 18 - freies Ende zu 5 19- Rückseite 20 - Rotationsrichtung zu 16 21 - Bewegung der Spule von 7 zu 19 bzw. von 19 zu 7 22 - Abstand von 4 zu 4 23 - Zahnspitzen 24- Zahnflanken 25 - Talbereich 26 - Breite zu 5 27 - Abstand von 5 auf 3 28 - unidirektionale Ausrichtung 29- Zwischenraum 30 - FaserwerkstoffrohlingReference numerals: 1 - winding frame 2 - frame 3 - edge 4 - teeth 5 - fiber strand 6 - interdental space 7 - front to 1 8 - hmenbereich to 1 9 - inner diameter to 2 10 - outer diameter to 2 11 - winding device 12 - guide rollers 13 - translational direction 14- Rotation 15 - Center point to 1 16 - Spool 17 - Drive roller 18 - Free end to 5 19- Rear 20 - Direction of rotation to 16 21 - Movement of the spool from 7 to 19 or from 19 to 7 22 - Spacing from 4 to 4 23 - Tooth tips 24 - Tooth flanks 25 - Valley region 26 - Width to 5 27 - Distance from 5 to 3 28 - Unidirectional alignment 29 - Space 30 - Fiber material blank
26 31 - Innenteil 32 - Faserwerkstoffverbundbauteil 33 - Außendurchmesser zu 2 nach Umformen 34 - Kontraktion 35 * Umforrn werk zeug 36 - Formhohlraum 37 - lokal hoher Umformgrad 38 - Außendurchmesser zu 35 39- Kem a- Winkel LI - erste Lage L2 - zweite Lage H - Hochachse26 31 - Inner part 32 - Fiber composite component 33 - Outer diameter to 2 after forming 34 - Contraction 35 * Forming tool 36 - Mold cavity 37 - locally high degree of deformation 38 - Outer diameter to 35 39- Kem a- angle LI - first layer L2 - second layer H - vertical axis
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