DE102014224740A1

DE102014224740A1 - Method for adjusting the degree of coverage of a woven structure of braided fiber strands and braiding device therefor

Info

Publication number: DE102014224740A1
Application number: DE102014224740.3A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Mitwalsky; Sebastian Herrmann; Michael Brand; Christoph Ebel; Klaus Drechsler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2016-06-09

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Bedeckungsgradanpassung einer Flechtstruktur aus geflochtenen Fasersträngen (12), aufweisend die Schritte: Flechten einer Mehrzahl von Fasersträngen (12), die jeweils aus einer Mehrzahl von Fasern bestehen, zu einer Flechtstruktur (10) auf einen Formkern (14), wobei auf wenigstens einen Flächenabschnitt (A, B) der Flechtstruktur (10) ein Druck aufgebracht wird, durch welchen sich der Querschnitt der jeweiligen Faserstränge (12) in diesem Flächenabschnitt (A, B) verändert. Ferner betrifft die Erfindung eine Flechtvorrichtung (100) zum Ausführen des Verfahrens. Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, den Bedeckungsgrad geflochtener Faserstränge nach dem Flechtvorgang zu erhöhen.The present invention relates to methods for adjusting the degree of coverage of a braided fiber strand braid structure (12), comprising the steps of: braiding a plurality of fiber strands (12), each consisting of a plurality of fibers, to a braided structure (10) on a mandrel (14) , wherein on at least one surface portion (A, B) of the braided structure (10), a pressure is applied, through which the cross section of the respective fiber strands (12) in this surface portion (A, B) changes. Furthermore, the invention relates to a braiding device (100) for carrying out the method. By the present invention, it is possible to increase the degree of coverage of braided fiber strands after the braiding process.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bedeckungsgradanpassung einer Flechtstruktur aus geflochtenen Fasersträngen, aufweisend einen Schritt des Flechtens einer Mehrzahl von Fasersträngen, die jeweils aus einer Mehrzahl von Fasern bestehen, zu einer Flechtstruktur auf einen Formkern. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Flechtvorrichtung zur Bedeckungsgradanpassung einer Flechtstruktur aus geflochtenen Fasersträngen, mit wenigstens einem ersten Spulenträger zum Aufnehmen wenigstens einer ersten Spule, welche einen aufgewickelten Faserstrang aufweist; wenigstens einem zweiten Spulenträger zum Aufnehmen wenigstens einer zweiten Spule, welche einen weiteren aufgewickelten Faserstrang aufweist; einer Antriebsvorrichtung, durch welche die wenigstens zwei Spulenträger mit den darauf angebrachten Spulen derart um einen Formkern bewegbar sind, dass aus den Fasersträngen der Spulen in einem Flechtvorgang eine Flechtstruktur erstellbar ist, welche auf den Formkern aufbringbar ist.The present invention relates to a method for adjusting the degree of coverage of a braided fiber strand braid structure, comprising a step of braiding a plurality of fiber strands each consisting of a plurality of fibers into a braided structure on a mandrel. The present invention further relates to a braiding apparatus for adjusting the degree of coverage of a braided fiber strand braid structure, comprising at least a first coil support for receiving at least a first coil having a wound fiber strand; at least one second bobbin for receiving at least one second bobbin having another wound fiber strand; a drive device, by means of which the at least two coil carriers with the coils mounted thereon can be moved about a mold core in such a way that a braiding structure can be created from the fiber strands of the coils in a braiding process, which can be applied to the mold core.

Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind faserverstärkte Kunststoffe, insbesondere kohlenstoffverstärkte Kunststoffe (CFK; umgangssprachlich häufig als Carbon bezeichnet) bekannt, welche sich aufgrund ihrer hohen gewichtsspezifischen Festigkeit und Steifigkeit hervorragend als Leichtbauwerkstoff eignen. CFK-Bauteile bestehen grundsätzlich aus einem Verbund von zwei Werkstoffen: der Faser und der Kunststoffmatrix. Sofern keine vorimprägnierten Materialien zur Anwendung kommen, stellt sich die Herstellungskette eines Bauteils aus faserverstärktem Kunststoff wie folgt dar. Der erste Schritt ist die Verarbeitung der trockenen Faser zu einem Vorformling, auch Preform genannt. Für diesen ersten Prozessschritt werden häufig aus der Textiltechnik stammende Verfahren verwendet, wie beispielweise der Flechtprozess. Bei der anschließenden Infiltration wird die Kunststoffmatrix unter Druck in den Vorformling eingebracht und ausgehärtet. Da es sich bei der Matrix meist um duroplastische Kunststoffe handelt, kann das Bauteil nach dem Aushärten nicht mehr umgeformt werden.Fiber-reinforced plastics, in particular carbon-reinforced plastics (CFK, colloquially often referred to as carbon) are known from the general state of the art, which are outstandingly suitable as lightweight materials due to their high weight-specific strength and rigidity. CFRP components basically consist of a combination of two materials: the fiber and the plastic matrix. Unless preimpregnated materials are used, the production chain of a fiber reinforced plastic component is as follows. The first step is to process the dry fiber into a preform, also called preform. For this first process step often derived from textile technology processes are used, such as the braiding process. In the subsequent infiltration, the plastic matrix is introduced under pressure into the preform and cured. Since the matrix is usually thermosetting plastics, the component can not be reshaped after curing.

Daraus leitet sich die Anforderung nach einer endkonturnahen Faserablage bei der Vorformlingherstellung ab. Das heißt, es ist bevorzugt, wenn die Fasern bereits im Vorformling ihren endgültigen Verlauf aufweisen. Im Flechtprozess wird dies durch das Umflechten eines sogenannten Formkerns bewerkstelligt. Die Infiltration ist ein von der Vorformlingherstellung weitestgehend unabhängiger Schritt.From this, the requirement for a near-net shape fiber deposition in preform production is derived. That is, it is preferred that the fibers already have their final course in the preform. In the braiding process, this is done by braiding a so-called mandrel. Infiltration is a largely independent step from preforming.

In einer herkömmlichen Flechtanlage wird ein Geflechtschlauch bzw. eine Flechtstruktur, welche eine Mehrzahl von Fasersträngen aufweist, welche wiederum eine Mehrzahl von Fasern aufweisen, erzeugt. Diese Flechtstruktur wird auf einem durch den Anlagenmittelpunkt einer Flechtvorrichtung hindurch geführten Formkern abgelegt. Die Flechtstruktur wird hierzu beispielsweise in einen Roboter eingespannt und durch den Formkern auf einen entsprechenden Durchmesser geweitet. Durch die Spannung der Faserstränge legt sich die Flechtstruktur an die Oberfläche des Formkerns an und bildet somit dessen Geometrie ab. Folglich wird die Geometrie des Formkerns so gewählt, dass sie der Form des späteren Bauteils entspricht.In a conventional braiding apparatus, a braided hose or a braided structure which has a plurality of fiber strands which in turn comprise a plurality of fibers is produced. This braiding structure is deposited on a mold core guided through the center of the plant of a braiding device. The braided structure is clamped for this purpose, for example, in a robot and widened by the mandrel to a corresponding diameter. Due to the tension of the fiber strands, the braiding structure attaches to the surface of the mandrel and thus reflects its geometry. Consequently, the geometry of the mandrel is selected so that it corresponds to the shape of the later component.

Nach der Infiltration wird der Formkern nicht mehr benötigt, da der Verbund nun selbst über eine hohe Steifigkeit verfügt. Der Formkern wird daher anschließend meist wieder entfernt.After the infiltration of the mandrel is no longer needed because the composite itself now has a high rigidity. The mold core is therefore usually subsequently removed again.

Mittels der Flechttechnik können Bauteile mit komplexen Geometrien erzeugt werden. Die Anpassungsfähigkeit des Geflechts setzten dieser Komplexität jedoch Grenzen. Sollen beispielsweise Bauteile mit Umfangsänderungen hergestellt werden, darf sich diese Änderung nur in einem gewissen Rahmen abspielen. Bei großen Umfangsänderungen kann sich die anfänglich dünne Flechtstruktur zwar auch einem sehr großen Formkern anpassen, allerdings können sich dabei Lücken bzw. Gassen in der Flechtstruktur bilden. Ursache für diese Gassen ist die begrenzte Ablagebreite der Faserstränge. Sie passt sich nur in einem gewissen Maß an den zu umflechtenden Umfang an.By means of the braiding technique, components with complex geometries can be produced. However, the adaptability of the mesh limits this complexity. If, for example, components with changes in circumference are to be produced, this change must only take place to a certain extent. In the case of large changes in circumference, the initially thin braiding structure can indeed adapt to a very large mandrel, although gaps or lanes may form in the braided structure. The reason for these lanes is the limited storage width of the fiber strands. It adapts only to a certain extent to the extent to be fused.

Mit einer bestimmten Flechtstruktur, vorgegeben durch Flechtanlagengröße und Fasermaterial, lassen sich nur Kerne in einem definierten Umfangsbereich beflechten. Ansonsten liegen die Fasern auf einem kleineren Querschnitt zu eng oder sie können, wie in 1 dargestellt, den Kern an einem größeren Querschnitt, aufgrund von entstehenden Lücken nicht mehr vollständig bedecken.With a certain braiding structure, given by braiding size and fiber material, only cores in a defined peripheral area can be littered. Otherwise, the fibers are too narrow on a smaller cross-section or they can, as in 1 represented, the core at a larger cross-section, no longer completely cover because of resulting gaps.

Sowohl die durch eine enge Ablage der Fasern verursachte verstärkte Welligkeit am kleinen, als auch die Lückenbildung am großen Umfang führen zu Einbußen bei den mechanischen Materialkennwerten, wie beispielsweise einer geringeren Steifigkeit und einer geringeren Festigkeit.Both the increased ripple at the small and the gap formation caused by a narrow deposition of the fibers lead to losses in the mechanical material characteristics, such as a lower rigidity and a lower strength.

Der Auslegung von Flechtbauteilen wird deshalb entweder ein enger Rahmen für die maximal zugelassenen Umfangsänderungen vorgeschrieben oder es ist mit geringeren Festigkeiten und Steifigkeiten zu rechnen. Beide Ansätze schränken die Ausnutzung des Leichtbaupotentials von geflochtenen Strukturen ein.The design of braided components is therefore either a narrow framework prescribed for the maximum permissible changes in circumference or it is to be expected with lower strengths and stiffnesses. Both approaches limit the exploitation of the lightweight potential of braided structures.

Sofern der durch die Lastpfade vorgegebene Verlauf der Faser nicht verändert werden soll, sind die Fasern in ihrer Ablagebreite an den Kernumfang zupassen. Bei zu eng zusammengeschobenen Fasern ist es schwierig, diese nachträglich zu verändern, da sie bereits dicht gepackt sind und somit kaum noch Veränderung zulassen. Diese Flechtstruktur, mit ihren mechanischen Nachteilen, wird deshalb zum Beispiel durch die Vorgabe eines Mindestumfangs vermieden.If the course of the fiber predetermined by the load paths is not to be changed, the fibers are to be matched to the core circumference in terms of their storage width. Too narrow pushed together fibers, it is difficult to change them later, since they are already tightly packed and thus hardly allow change. This braiding structure, with its mechanical disadvantages, is therefore avoided, for example, by specifying a minimum amount.

In der DE 10 115 953 A1 wird eine Führung der Flechtfäden über zwei sich zueinander bewegende Flechtringe vorgesehen. Zielsetzung ist dabei, die Verringerung/Vermeidung der Faserschädigung am Flechtring und die damit einhergehende Verschlechterung der Materialqualität zu vermeiden. Dies geschieht durch eine Reduktion der Reibung zwischen den Fasern.In the DE 10 115 953 A1 a guide of the braiding threads is provided via two mutually moving braided rings. The objective is to avoid the reduction / avoidance of fiber damage on the braiding ring and the associated deterioration of the material quality. This is done by reducing the friction between the fibers.

In der US 6 032 342 A und der US 3 795 944 A wird das Spreizen einzelner Fasern beschrieben. Die Verwendung dieser Fasern in einem Flechtprozess führt jedoch zu Schwierigkeiten, da sie in ihrer gespreizten Form verarbeitet werden müssen.In the US 6 032 342 A and the US 3 795 944 A the spreading of individual fibers is described. The use of these fibers in a braiding process, however, leads to difficulties because they have to be processed in their spread form.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Verfahren zur Bedeckungsgradanpassung einer Flechtstruktur aus geflochtenen Fasersträngen sowie einer Flechtvorrichtung hierfür zumindest teilweise zu vermeiden. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bedeckungsgradanpassung einer Flechtstruktur aus geflochtenen Fasersträngen sowie eine Flechtvorrichtung hierfür zu schaffen, mittels welcher auf einfache Weise auch bei großen Umfangsänderungen im Formkern eine homogene Flechtstruktur auf demselben ohne Lücken bzw. Gassen zwischen den einzelnen Fasersträngen realisierbar ist.It is therefore the object of the present invention to avoid the disadvantages described above in a method for adjusting the degree of coverage of a braiding structure made of braided fiber strands and a braiding device for this at least partially. In particular, it is the object of the present invention to provide a method for adjusting the degree of coverage of a braided fiber strand braid structure and a braiding device therefor by means of which in a simple manner even with large changes in circumference in the mandrel a homogeneous braid structure on the same without gaps or lanes between the individual fiber strands is feasible.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Bedeckungsgradanpassung einer Flechtstruktur aus geflochtenen Fasersträngen sowie eine Flechtvorrichtung hierfür mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 8.The above object is achieved by a method for adjusting the degree of coverage of a braiding structure made of braided fiber strands and a braiding device therefor having the features of claims 1 and 8.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Bedeckungsgradanpassung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.Further features of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the method for adjusting the degree of coverage, of course, also in connection with the braiding device according to the invention and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or can be.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bedeckungsgradanpassung einer Flechtstruktur aus geflochtenen Fasersträngen bereitgestellt, aufweisend einen Schritt des Flechtens einer Mehrzahl von Fasersträngen, die jeweils aus einer Mehrzahl von Fasern bestehen, zu einer Flechtstruktur auf einen Formkern, wobei auf wenigstens einen Flächenabschnitt der Flechtstruktur ein Druck beziehungsweise eine Druckkraft aufgebracht wird, durch welchen sich der Querschnitt der jeweiligen Faserstränge in diesem Flächenabschnitt verändert. Druck steht im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere für eine Kraft pro Fläche, d. h., die Druckkraft, die auf einen bestimmten Flächenabschnitt der Flechtstruktur wirkt.According to one aspect of the present invention, there is provided a method of coverage level matching a braided fiber strand braid structure, comprising a step of braiding a plurality of fiber strands each consisting of a plurality of fibers into a braid structure on a mandrel, wherein on at least one surface portion Flechtstruktur a pressure or a compressive force is applied, through which the cross section of the respective fiber strands changed in this surface portion. Pressure is in the sense of the present invention, in particular for one force per area, d. h., The pressing force acting on a certain surface portion of the braided structure.

Durch ein derartiges Verfahren ist es möglich, den Bedeckungsgrad geflochtener Faserstränge nach dem Flechtvorgang anzupassen bzw. zu erhöhen. Durch die erfindungsgemäße Druckbeaufschlagung der Faserstränge nach dem Flechtprozess ist es darüber hinaus möglich, Faserstränge in Form einer dichten bzw. lückenlosen Flechtstruktur auf Formkerne mit großen Querschnittsänderungen aufzutragen.By such a method it is possible to adjust or increase the degree of coverage of braided fiber strands after the braiding process. Due to the pressurization of the fiber strands according to the invention after the braiding process, it is also possible to apply fiber strands in the form of a dense or gapless braided structure on mandrels with large cross-sectional changes.

Der Bedeckungsgrad entspricht einer Flächendichte der Flechtstruktur. Ein hoher Bedeckungsgrad entspricht somit einer Flechtstruktur mit einer geringen Lücken- bzw. Gassengröße zwischen den einzelnen Fasersträngen und ein niedriger Bedeckungsgrad entspricht einer Flechtstruktur mit vielen und/oder großen Lücken bzw. Gassen zwischen den einzelnen Fasersträngen. Unter dem Flechten ist vorliegend ein regelmäßiges Ineinanderschlingen mehrerer Faserstränge zu verstehen. Das Zusammenführen der Faserstränge ist jedoch nicht auf das Flechten beschränkt, sondern kann beispielsweise auch mittels eines Webverfahrens, oder eines anderen, beispielsweise aus der Textilindustrie bekannten Verfahrens durchgeführt werden.The degree of coverage corresponds to a surface density of the braided structure. A high degree of coverage thus corresponds to a braided structure with a small gap or lane size between the individual fiber strands and a low degree of coverage corresponds to a braided structure with many and / or large gaps or gaps between the individual fiber strands. In the present case, braiding is to be understood as a regular interlacing of several fiber strands. The merging of the fiber strands, however, is not limited to braiding, but may, for example, also be carried out by means of a weaving process or another process known, for example, from the textile industry.

Der Flächenabschnitt, auf welchen der Druck aufgebracht wird, ist auf keinen bestimmten Abschnitt der Flechtstruktur beschränkt. Er kann einen Teil der Flechtstruktur oder die gesamte Flechtstruktur umfassen.The surface portion to which the pressure is applied is not limited to any specific portion of the braided structure. It may comprise part of the braiding structure or the entire braiding structure.

Der auf die Flechtstruktur aufgebrachte Druck wird bevorzugt senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Flechtstruktur bzw. des Formkerns aufgebracht, kann jedoch auch in einem anderen Winkel aufgebracht werden. Der Druck wird ferner bevorzugt vor, insbesondere kurz vor dem Aufbringen der Flechtstruktur auf den Formkern aufgebracht. Besonders bevorzugt wird der Druck nach dem Aufbringen der Flechtstruktur auf den Formkern, während sich die Flechtstruktur jedoch noch auf dem Formkern befindet, auf die Flechtstruktur aufgebracht.The pressure applied to the braided structure is preferably applied perpendicularly or substantially perpendicular to the surface of the braided structure or of the mandrel, but may also be applied at a different angle. The pressure is also preferably applied before, in particular shortly before the application of the braided structure on the mandrel. Particularly preferably, the pressure is applied to the braid structure after the braiding structure has been applied to the mandrel, while the braided structure is still located on the mandrel.

Unter der Veränderung des Querschnitts der jeweiligen Faserstränge der Flechtstruktur ist eine wesentliche Veränderung des Querschnitts zu verstehen. Nicht gemeint sind (oftmals nur geringfügige) Veränderungen des Querschnitts der Faserstränge, die durch eine stärker oder schwächer vorhandene Vorspannung der Faserstränge in Faserrichtung in einer Flechtvorrichtung während des Aufbringens oder des Flechtens der Faserstränge auftreten. Unter der Faserrichtung ist die Richtung in Faserlänge zu verstehen. Der Querschnitt der jeweiligen Faserstränge kann beispielsweise derart verändert werden, dass er von seiner ursprünglichen maximalen Höhe um ca. 10 bis 90%, bevorzugt um ca. 30 bis 70% reduziert wird und dabei in seiner maximalen Breite entsprechend zunimmt. Hierbei kann auch von einem Spreizen oder Plätten der Faserstränge gesprochen werden. Der Querschnitt der jeweiligen Faserstränge kann durch den aufgebrachten Druck aber auch stärker oder schwächer verändert werden.The change in the cross section of the respective fiber strands of the braided structure is to be understood as meaning a substantial change in the cross section. Not meant are (often only minor) changes in the cross-section of the fiber strands, which occur due to a stronger or weaker bias of the fiber strands in the fiber direction in a braiding device during the application or braiding of the fiber strands. By fiber direction is meant the direction in fiber length. The cross section of the respective fiber strands can for example be changed such that it is reduced from its original maximum height by about 10 to 90%, preferably by about 30 to 70%, thereby correspondingly increasing in its maximum width. This can also be spoken of a spreading or flattening of the fiber strands. The cross section of the respective fiber strands can be changed by the applied pressure but also stronger or weaker.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein derartiger Druck auf die Flechtstruktur aufgebracht werden, dass sich Gassen bzw. Lücken, bevorzugt alle Gassen bzw. Lücken zwischen den Fasersträngen schließen oder im Wesentlichen schließen. Durch eine derartige Druckbeaufschlagung ist es möglich, eine lückenlose Flechtstruktur bereitzustellen, welche nach Infiltration einer Kunststoffmatrix hervorragende mechanische Materialkennwerte, wie beispielsweise eine hohe Steifigkeit und eine hohe Festigkeit aufweist. Unter den Gassen bzw. Lücken zwischen den Fasersträngen sind Löcher zu verstehen, durch welche die Oberfläche des Formkerns oder die unter der einen Faserstruktur befindliche Oberfläche sichtbar wird. Nachdem die Flechtstruktur druckbeaufschlagt wurde und die Gassen zwischen den Fasersträngen zumindest im Wesentlichen geschlossen wurden ist die Flechtstruktur so dicht, dass ein darunter liegender Formkern bzw. die darunter liegende Oberfläche nicht mehr sichtbar ist. Die Auslegung der Druckbeaufschlagung hängt dabei von den verwendeten Fasersträngen und der Gestalt des Formkerns ab. Liegt beispielsweise ein Formkern mit einer großen Umfangsänderung vor, ist es vorteilhaft in den Abschnitten des Formkerns mit dem größten Querschnitt auf die darauf aufliegende Flechtstruktur einen relativ hohen Druck aufzubringen, um die relativ großen Gassen bzw. Lücken zu schließen. Bei einem Formkern mit geringen Umfangsänderungen reicht hingegen ein geringer Druck.According to a further aspect of the present invention, such a pressure can be applied to the braided structure that gaps or, preferably, all the gaps between the fiber strands close or substantially close. By such pressurization, it is possible to provide a gapless braiding structure which, after infiltrating a plastic matrix, has excellent mechanical material characteristics such as high rigidity and high strength. The lanes or gaps between the fiber strands are to be understood as meaning holes through which the surface of the mold core or the surface located beneath the one fiber structure becomes visible. After the braided structure has been pressurized and the streets between the fiber strands have been at least substantially closed, the braided structure is so dense that an underlying mandrel or the underlying surface is no longer visible. The design of the pressurization depends on the fiber strands used and the shape of the mandrel. For example, if there is a mandrel with a large circumferential change, it is advantageous in the sections of the mandrel having the largest cross-section to apply a relatively high pressure on the braiding structure resting thereon in order to close the relatively large streets or gaps. In a mold core with small changes in the circumference, however, a low pressure is sufficient.

Ferner kann zur erfindungsgemäßen Bedeckungsgradanpassung einer Flechtstruktur aus geflochtenen Fasersträngen der Druck auf die Flechtstruktur gezielt in einem Flächenabschnitt, in welchem die Flechtstruktur eine geringere Flächendichte als in einem anderen Flächenabschnitt aufweist, aufgebracht werden. Durch die Druckbeaufschlagung nur in bestimmten Flächenabschnitten auf der Flechtstruktur kann das Verfahren besonders Zeit- und Energieeffizient durchgeführt werden. Eine unnötige Druckbeaufschlagung von bereits geschlossenen Flächenabschnitten, d. h., Flächenabschnitten mit einem ausreichend hohen Bedeckungsgrad bzw. einer ausreichend hohen Flächendichte, kann vermieden werden. Welche der Flächenabschnitte mit Druck zu beaufschlagen sind, kann beispielsweise mittels eines optoelektronischen Sensors bestimmt werden, wobei die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Auch andere dem Fachmann bekannte Sensoren oder Erfassungsvorrichtungen sind denkbar. So ist es beispielsweise auch denkbar, dass die Geometrie des Formkerns in einem entsprechenden Speicher einer Flechtvorrichtung gespeichert wird und die Druckbeaufschlagung über ein Steuergerät abhängig von der Geometrie des Formkerns durchgeführt wird. Das Steuergerät weiß dann im Voraus, in welchen Flächenabschnitten auf dem Formkern voraussichtlich ein zu niedriger Bedeckungsgrad auftreten wird und kann diese Flächenabschnitte gezielt druckbeaufschlagen.Furthermore, for the degree of coverage adaptation according to the invention of a braided structure of braided fiber strands, the pressure on the braiding structure can be applied selectively in a surface section in which the braided structure has a lower surface density than in another surface section. By applying pressure only in certain surface sections on the braided structure, the method can be carried out particularly time and energy efficient. An unnecessary pressurization of already closed surface sections, d. That is, area sections having a sufficiently high degree of coverage or a sufficiently high areal density can be avoided. Which of the surface portions are to be pressurized can be determined, for example, by means of an optoelectronic sensor, the present invention not being limited thereto. Other sensors or detection devices known to those skilled in the art are also conceivable. Thus, for example, it is also conceivable that the geometry of the mandrel is stored in a corresponding memory of a braiding device and the pressurization is performed via a control device depending on the geometry of the mandrel. The control unit then knows in advance in which surface sections on the mandrel an excessively low degree of coverage is likely to occur and can pressurize these surface sections in a targeted manner.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann zur Bedeckungsgradanpassung einer Flechtstruktur aus geflochtenen Fasersträngen mittels einer Druckluftvorrichtung Druckluft auf die Flechtstruktur aufgebracht werden. Durch die Druckluftvorrichtung und die Beaufschlagung der Flechtstruktur mit Druckluft ist es besonders einfach möglich, die Flechtstruktur bereits vor dem Aufbringen derselben auf den Formkern mit Druck zu beaufschlagen und somit die einzelnen Faserstränge zu spreizen. Mittels der Druckluftvorrichtung kann die Flechtstruktur selbstverständlich auch entsprechend auf dem Formkern befindlich mit Druck beaufschlagt werden. Die Höhe des Drucks der Luft hängt von den verwendeten Fasersträngen und der Gestalt des Formkerns, d. h., dem Bedeckungsgrad der darauf aufliegenden Faserstränge, ab. Die Luft kann beispielsweise einen Druck zwischen 2 und 10 bar, bevorzugt zwischen 3 und 8 bar, besonders bevorzugt zwischen 4 und 6 bar aufweisen. Es sind jedoch auch niedrigere oder höhere Drücke denkbar.According to another aspect of the present invention, compressed air can be applied to the braid structure by means of a compressed air device for adjusting the degree of coverage of a braided fiber strand braid structure. By the compressed air device and the loading of the braided structure with compressed air, it is particularly easy to pressurize the braided structure before applying the same to the mandrel and thus to spread the individual fiber strands. By means of the compressed air device, the braided structure can of course also be applied correspondingly on the mold core befindlichem with pressure. The magnitude of the pressure of the air depends on the fiber strands used and the shape of the mandrel, i. h., The degree of coverage of the fiber strands resting on it. The air may for example have a pressure between 2 and 10 bar, preferably between 3 and 8 bar, more preferably between 4 and 6 bar. However, lower or higher pressures are also conceivable.

Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass der Druck mittels mechanischer Kraftübertragung auf die Flechtstruktur aufgebracht wird. Durch mechanische Kraftübertragung kann die Flächenstruktur besonders gezielt mit Druck beaufschlagt werden. Ferner kann mittels mechanischer Kraftübertragung, insbesondere unter Verwendung einer ausreichend großen Kraftübertragungsfläche, ein relativ hoher Druck auf die Flechtstruktur aufgebracht werden, ohne Gefahr zu laufen, dabei die einzelnen Faserstränge zu beschädigen.Moreover, it is also possible according to the invention that the pressure is applied to the braided structure by means of mechanical force transmission. By mechanical power transmission, the surface structure can be particularly targeted pressurized. Furthermore, by means of mechanical force transmission, in particular using a sufficiently large force transmission surface, a relatively high pressure can be applied to the braided structure, without running the risk of damaging the individual fiber strands.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die mechanische Kraftübertragung auf die Flechtstruktur mittels einer Walzvorrichtung durchgeführt werden. Hierdurch kann eine besonders gleichmäßige und kontinuierliche Druckbeaufschlagung der Flechtstruktur gewährleistet werden. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Walzvorrichtung nur auf Flächenabschnitte der Flechtstruktur aufgelegt wird, in welchen der Bedeckungsgrad zu niedrig ist. Das Verfahren ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Walzvorrichtung auch stets auf die Flechtstruktur aufgedrückt werden und einen gleichmäßigen Druck auf dieselbe aufbringen. In diesem Fall könnte auf eine Vorrichtung zur Erkennung unterschiedlicher Bedeckungsgrade verzichtet werden. Bei Vorliegen einer Vorrichtung zur Erkennung unterschiedlicher Bedeckungsgrade ist es auch denkbar, dass sich die Walzvorrichtung an der Flechtstruktur mit ihrem Eigengewicht anliegend über die gesamte Flechtstruktur bewegt und nur in Flächenabschnitten mit einem zu erhöhenden Bedeckungsgrad bzw. einer zu verdichtenden Flechtstruktur ein höherer Druck zwischen Flechtstruktur und Walzvorrichtung aufgebracht wird.According to one aspect of the present invention, the mechanical power transmission to the braided structure may be performed by means of a rolling device. In this way, a particularly uniform and continuous pressurization of the braided structure can be ensured. It is preferred that the rolling device only is placed on surface portions of the braided structure in which the degree of coverage is too low. However, the method is not limited to this. For example, the rolling device can always be pressed onto the braided structure and apply a uniform pressure on the same. In this case, a device for detecting different degrees of coverage could be dispensed with. In the presence of a device for detecting different degrees of coverage, it is also conceivable that the rolling device moves on the braided structure with its own weight fitting over the entire braiding and only in area sections with a degree of coverage or to be thickened braiding a higher pressure between braid and Rolling device is applied.

Außerdem ist es erfindungsgemäß denkbar, die mechanische Kraftübertragung auf die Flechtstruktur mittels einer Stempelvorrichtung durchzuführen. Die Kraftübertragung auf die bzw. die Druckbeaufschlagung der Flechtstruktur mittels der Stempelvorrichtung kann vor bzw. während oder nach dem Aufbringen der Flechtstruktur auf den Formkern durchgeführt werden. Die Stempelvorrichtung kann einen oder mehrere Stempel aufweisen. Die Stempeloberflächen der einzelnen Stempel können wiederum aus einzelnen, beispielsweise stäbchenförmigen Elementen gebildet werden, durch welche die Stempeloberfläche einer unebenen Oberfläche angepasst werden kann. Die Druckbeaufschlagung mittels der Stempelvorrichtung wird bevorzugt nach dem Aufbringen der Flechtstruktur auf den Formkern durchgeführt, insbesondere nachdem sich der Formkern nicht mehr relativ zur Flechtvorrichtung bewegt. Hierbei ist es denkbar, dass sich die Stempelvorrichtung bis zu einer Stelle mit einem zu niedrigen Bedeckungsgrad relativ zum Formkern mit der darauf aufgebrachten Flechtstruktur bewegt und diesen dort gezielt mit Druck beaufschlagt. Auch hierbei ist es denkbar, dass zur Identifizierung der unterschiedlichen Bedeckungsgrade der Flechtstruktur beispielsweise ein optoelektronischer Sensor zum Einsatz kommt.Moreover, it is conceivable according to the invention to carry out the mechanical power transmission to the braided structure by means of a stamping device. The force transmission to or the pressurization of the braided structure by means of the stamp device can be carried out before or during or after the application of the braided structure to the mandrel. The stamping device may comprise one or more stamps. The stamp surfaces of the individual stamps can in turn be formed from individual, for example rod-shaped elements, by means of which the stamp surface can be adapted to an uneven surface. The pressurization by means of the stamp device is preferably carried out after the application of the braided structure to the mandrel, in particular after the mandrel no longer moves relative to the braiding device. In this case, it is conceivable for the stamp device to move up to a point with a degree of coverage which is too low relative to the mold core with the braiding structure applied thereon and to apply pressure to it selectively. Here, too, it is conceivable that, for example, an optoelectronic sensor is used to identify the different degrees of coverage of the braiding structure.

Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Stempelvorrichtung durch eine Schwingungsvorrichtung der Flechtvorrichtung mit einer Schwingung, z. B. mittels Ultraschall, angeregt wird. So kann das Spreizergebnis verbessert und die Faserschädigung nochmals verringert werden.In particular, it is preferable if the stamping device by a vibrating device of the braiding device with a vibration, for. B. by means of ultrasound, is excited. This improves the spreading result and reduces fiber damage even further.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Flechtvorrichtung zur Bedeckungsgradanpassung einer Flechtstruktur aus geflochtenen Fasersträngen, mit wenigstens einem ersten Spulenträger zum Aufnehmen wenigstens einer ersten Spule, welche einen aufgewickelten Faserstrang aufweist; wenigstens einem zweiten Spulenträger zum Aufnehmen wenigstens einer zweiten Spule, welche einen weiteren aufgewickelten Faserstrang aufweist; und einer Antriebsvorrichtung, durch welche die wenigstens zwei Spulenträger mit den darauf angebrachten Spulen derart um einen Formkern bewegbar sind, dass aus den Fasersträngen der Spulen in einem Flechtvorgang eine Flechtstruktur erstellbar ist, welche auf den Formkern aufbringbar ist. Die Flechtvorrichtung weist ferner eine Druckvorrichtung auf, mittels welcher wenigstens ein Flächenabschnitt der Flechtstruktur mit einem Druck beaufschlagbar ist, durch welchen sich der Querschnitt der jeweiligen Faserstränge in diesem Flächenabschnitt verändert.Another aspect of the present invention relates to a braiding apparatus for adjusting the degree of coverage of a braided fiber strand braid structure, comprising at least a first coil support for receiving at least a first coil having a coiled fiber strand; at least one second bobbin for receiving at least one second bobbin having another wound fiber strand; and a drive device, by means of which the at least two coil carriers with the coils mounted thereon can be moved about a mold core in such a way that a braiding structure can be created from the fiber strands of the coils in a braiding process, which can be applied to the mold core. The braiding device furthermore has a pressure device, by means of which at least one surface section of the braided structure can be acted upon by a pressure through which the cross section of the respective fiber strands in this surface section changes.

Durch die erfindungsgemäße Flechtvorrichtung ergeben sich dieselben Vorteile wie aus dem Verfahren zur Bedeckungsgradanpassung einer Flechtstruktur aus geflochtenen Fasersträngen gemäß Anspruch 1, welches mittels der vorliegenden Flechtvorrichtung durchführbar ist.As a result of the braiding device according to the invention, the same advantages result as from the method for adjusting the degree of coverage of a braiding structure made of braided fiber strands according to claim 1, which can be carried out by means of the present braiding device.

Die Druckvorrichtung ist bevorzugt derart angeordnet, dass Druck durch die Druckvorrichtung senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Flechtstruktur bzw. des Formkerns aufbringbar ist.The printing device is preferably arranged in such a way that pressure can be applied by the printing device perpendicularly or substantially perpendicular to the surface of the braided structure or of the mold core.

Wenn die Druckvorrichtung so ausgestaltet ist, dass durch sie ein derartiger Druck auf die Flechtstruktur aufbringbar ist, dass Gassen zwischen den Fasersträngen schließbar oder im Wesentlichen schließbar sind, kann eine Flechtstruktur mit hervorragenden mechanischen Materialkennwerten, wie beispielsweise einer hohen Steifigkeit und einer hohen Festigkeit, geschaffen werden. Hierbei ist es von weiterem Vorteil, wenn der Druck durch die Druckvorrichtung auf die Flechtstruktur in einem Flächenabschnitt, in welchem die Flechtstruktur eine geringere Flächendichte als in einem anderen Flächenabschnitt aufweist, gezielt aufbringbar ist. Hierfür kann die Flechtvorrichtung beispielsweise eine Erkennungsvorrichtung wie einen optoelektronischen Sensor aufweisen, durch welchen die Flächenabschnitte mit den unterschiedlichen Flächendichten identifizierbar sind. Dieser Sensor kann die entsprechenden Signale dann an eine Steuervorrichtung senden, welche wiederum die entsprechende Druckbeaufschlagung der jeweiligen Flächenabschnitte veranlasst. Hierfür können im Stand der Technik bekannte Vorrichtungen und Verfahren verwendet werden, auf welche vorliegend nicht im weiteren Detail Bezug genommen wird.If the printing device is designed so that it can be applied to the braiding structure such that gaps between the fiber strands can be closed or substantially closed, a braided structure with excellent mechanical material characteristics, such as a high rigidity and a high strength, can be created become. In this case, it is of further advantage if the pressure by the printing device can be selectively applied to the braiding structure in a surface section in which the braided structure has a lower surface density than in another surface section. For this purpose, the braiding device can have, for example, a detection device such as an optoelectronic sensor, by means of which the surface sections with the different surface densities can be identified. This sensor can then send the corresponding signals to a control device, which in turn causes the corresponding pressurization of the respective surface sections. For this purpose, devices and methods known in the prior art may be used, to which reference will not be made in the present case.

Von weiterem Vorteil ist es, wenn die Druckvorrichtung eine Druckluftvorrichtung aufweist, durch welche Druckluft auf die Flechtstruktur aufbringbar ist. Dadurch ist es besonders einfach möglich, die Flechtstruktur bereits vor dem Aufbringen derselben mit Druck zu beaufschlagen und die jeweiligen Faserstränge zu spreizen. Die Druckluftvorrichtung kann jedoch auch so angeordnet sein bzw. werden, dass sie die Flechtstruktur druckbeaufschlagt, wenn sie bereits auf dem Formkern aufgebracht ist. Die Druckluftvorrichtung weist beispielsweise wenigstens eine Düse auf, durch welche die Druckluft auf die Flechtstruktur aufbringbar ist. Beispielsweise kann eine einzelne Düse vorgesehen sein, die um die Flechtstruktur bzw. den Formkern herum verlaufend, d. h., relativ zu ihr bewegbar, in der Flechtvorrichtung vorgesehen ist. Es können aber auch mehrere Düsen vorgesehen sein, die in der Flechtvorrichtung fest montiert oder beweglich bzw. bewegbar angeordnet sind. Das heißt, die eine oder mehreren Düsen können derart bewegbar in der Flechtvorrichtung angeordnet sein, dass sie ihre Position verändern können, oder derart an einer im Wesentlichen festen Position, in welcher sie auslenkbar bzw. schwenkbar angeordnet sind. Die Druckluftvorrichtung mit der wenigstens einen Druckluftvorrichtung kann hierbei ebenfalls relativ zum Formkern – linear oder radial – bewegbar sein.It is a further advantage if the pressure device has a compressed air device, by means of which compressed air can be applied to the braided structure. As a result, it is particularly easy to apply pressure to the braided structure before the application of the same and to spread the respective fiber strands. However, the compressed air device may also be arranged such that it pressurizes the braided structure when it is already applied to the mandrel. The compressed air device has, for example, at least one nozzle, through which the compressed air can be applied to the braided structure. For example, a single nozzle may be provided which extends around the braid structure or core, ie, is movable relative to it in the braiding device. But it can also be provided a plurality of nozzles which are fixedly mounted in the braiding or movable or movable. That is, the one or more nozzles may be movably arranged in the braiding apparatus so as to be able to change their position or at a substantially fixed position in which they are deflectably arranged. The compressed air device with the at least one compressed air device can also be movable relative to the mandrel - linear or radial.

Außerdem kann die Druckvorrichtung erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur mechanischen Kraftübertragung auf die Flechtstruktur aufweisen. Unter der Voraussetzung, dass die Druckvorrichtung mit einer ausreichend großen Kraftübertragungsfläche ausgestaltet ist, kann hierbei ein relativ hoher Druck auf die Flechtstruktur aufgebracht werden, ohne Gefahr zu laufen, dabei die einzelnen Faserstränge zu beschädigen. Ferner kann der Druck dadurch sehr besonders gezielt auf die Flechtstruktur aufgebracht werden.In addition, the printing device according to the invention can have a device for the mechanical transmission of force to the braided structure. Provided that the printing device is designed with a sufficiently large force transmission surface, in this case a relatively high pressure can be applied to the braided structure, without running the risk of damaging the individual fiber strands. Furthermore, the pressure can be applied very specifically targeted to the braid structure.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann die Druckvorrichtung eine Walzvorrichtung aufweisen. Dadurch lässt sich der Druck besonders gleichmäßig auf die Flechtstruktur auftragen. Die geometrische Ausgestaltung der Walzvorrichtung ist beliebig. Die Walzfläche kann eine gerade, konkave, konvexe oder ungleichmäßig ausgestaltete Struktur aufweisen. Bevorzugt ist die Walzfläche derart ausgestaltet, dass sie sich formschlüssig oder im Wesentlichen formschlüssig an den Umfang des Formkerns bzw. der darauf aufgebrachten Flechtstruktur anlegen bzw. anpressen lässt. Die Walzvorrichtung ist auf kein bestimmtes Material beschränkt. Für eine möglichst direkte Kraftübertragung kann sie beispielsweise zumindest teilweise, bevorzugt auf ihrer Oberfläche, aus einem formstabilen Material wie Metall, einem Thermoplast und/oder einem Duroplast bestehen. Um eine Walzvorrichtung zu schaffen, die an die Kontur der auf dem Formkern befindlichen Flechtstruktur anpassbar ist, kann sie aus einem elastischen Material bestehen, wodurch die geometrische Form der Walzvorrichtung beim Andrücken an die Flechtstruktur verformbar ist. Wie bereits bezüglich der Druckluftvorrichtung erwähnt, ist auch die Walzvorrichtung nicht auf einen einzelnen Walzenkörper beschränkt. Erfindungsgemäß kann die Flechtvorrichtung auch mehrere Walzen aufweisen, welche auslenkbar befestigt oder um die Flechtstruktur herum beweglich gelagert sein können.According to a preferred development, the printing device may comprise a rolling device. This allows the pressure to be applied evenly to the braiding structure. The geometric configuration of the rolling device is arbitrary. The rolling surface may have a straight, concave, convex or non-uniform structure. Preferably, the rolling surface is configured such that it can be positively or substantially positively applied to the periphery of the mold core or the braiding applied thereto or pressed. The rolling apparatus is not limited to any specific material. For a power transmission which is as direct as possible, for example, it can consist at least partially, preferably on its surface, of a dimensionally stable material such as metal, a thermoplastic and / or a duroplastic. In order to provide a rolling device which is adaptable to the contour of the braiding structure located on the mandrel, it may consist of an elastic material, whereby the geometric shape of the rolling device is deformable when pressed against the braided structure. As already mentioned with regard to the compressed air device, the rolling device is not limited to a single roller body. According to the invention, the braiding device can also have a plurality of rollers which can be deflectably fastened or movably mounted around the braiding structure.

Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur mechanischen Kraftübertragung eine Stempelvorrichtung aufweisen. Bezüglich Materialwahl und Anzahl der Stempelelemente gilt grundsätzlich das zur Druckluftvorrichtung und Walzvorrichtung ausgeführte.Furthermore, the device according to the invention for mechanical power transmission can have a stamp device. With regard to the choice of material and the number of stamp elements, the principle applies to the compressed air device and rolling device.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Druckvorrichtung ringförmig oder im Wesentlichen ringförmig ausgestaltet und während des Flechtvorgangs um den Formkern herum angeordnet sein. Die ringförmige Druckvorrichtung ist nicht auf einen kreisrunden Querschnitt beschränkt sondern kann auch elliptisch oder eckig ausgestaltet sein. Im Falle einer kreisförmigen Ausgestaltung der Druckvorrichtung ist es beispielsweise möglich, dass die Druckluftvorrichtung, die Walzvorrichtung oder die Stempelvorrichtung darin bzw. daran umlaufend angeordnet sind. Die ringförmige Druckvorrichtung kann entweder statisch aufgehängt oder bewegbar angeordnet sein. Wenn sie bewegbar angeordnet ist, kann sie beispielsweise durch eine pulsierende Bewegung das Spreizen bzw. Plätten begünstigen.In accordance with another aspect of the present invention, the printing device may be annular or substantially ring-shaped and disposed about the mandrel during the braiding process. The annular pressure device is not limited to a circular cross-section but may also be configured elliptical or angular. In the case of a circular configuration of the printing device, it is possible, for example, for the compressed air device, the rolling device or the stamp device to be arranged circumferentially therein. The annular printing device may be either statically suspended or movably mounted. If it is arranged to be movable, it can favor spreading or flattening, for example by means of a pulsating movement.

Unter der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung ist keine einzelne Druckvorrichtung zu verstehen. Vielmehr ist es auch denkbar, beispielsweise die Druckluftvorrichtung sowie die Walzvorrichtung und/oder die Stempelvorrichtung zu einer Druckvorrichtung zusammen zu schalten. Hierdurch wäre es beispielsweise möglich, einzelne Faserstränge der Flechtstruktur zunächst mittels der Druckluftvorrichtung zu spreizen bzw. aufzulockern, um sie anschließend mit einer mechanischen Druckvorrichtung noch weiter zu spreizen bzw. zu plätten. Durch eine derartige Kombination kann die Gefahr der Beschädigung der Flechtstruktur durch die Druckbeaufschlagung weiter reduziert werden.Under the printing device according to the invention is not to be understood as a single printing device. Rather, it is also conceivable, for example, to switch the compressed air device and the rolling device and / or the stamp device together to form a printing device. As a result, it would be possible, for example, to spread or loosen individual fiber strands of the braiding structure initially by means of the compressed air device, in order then to further spread or flatten them with a mechanical pressure device. By such a combination, the risk of damage to the braided structure by the pressurization can be further reduced.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.Further, measures improving the invention will become apparent from the following description of some embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures. All of the claims, description or drawings resulting features and / or advantages, including constructive details and spatial arrangements may be essential to the invention both in itself and in the various combinations.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Ansicht einer im Stand der Technik bekannten Flechtstruktur auf einem Formkern; 1 a schematic view of a known in the prior art braided structure on a mandrel;

2 eine schematische Seitenansicht einer Flechtvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; 2 a schematic side view of a braiding device according to the present invention;

3 eine schematische Vorderansicht eines Teils der Flechtvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; 3 a schematic front view of a part of the braiding device according to a first embodiment;

4 eine schematische Vorderansicht eines Teils der Flechtvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und 4 a schematic front view of a part of the braiding device according to a second embodiment; and

5 eine schematische Vorderansicht eines Teils der Flechtvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; 5 a schematic front view of a part of the braiding device according to a third embodiment;

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 5 jeweils mit demselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of action are in the 1 to 5 each provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Ansicht einer im Stand der Technik bekannten Flechtstruktur 10 auf einem Formkern, welche zumindest in einem Flächenabschnitt A einen unbefriedigenden Bedeckungsgrad geflochtener Faserstränge 12 aufweist. Während der Bedeckungsgrad in einem anderen Flächenabschnitt B, in welchem der Formkern einen deutlich kleineren Querschnitt als im Flächenabschnitt A aufweist, noch ausreichend hoch ist, zeigen sich im Flächenabschnitt A deutliche Lücken bzw. Gassen 22 zwischen den einzelnen Fasersträngen 12. Diese gilt es in einer fertigen und anschließend zu infiltrierenden bzw. imprägnierenden Flechtstruktur zu vermeiden. 1 shows a schematic view of a known in the prior art braided structure 10 on a mold core, which at least in a surface portion A an unsatisfactory degree of coverage of braided fiber strands 12 having. While the degree of coverage in another surface section B, in which the mandrel has a significantly smaller cross-section than in the surface section A, is still sufficiently high, clear gaps or streets appear in the surface section A. 22 between the individual fiber strands 12 , This is to be avoided in a finished and subsequently to be infiltrated or impregnated braiding structure.

Erfindungsgemäß wird deshalb die in 2 dargestellte Flechtvorrichtung 100 bereitgestellt. Diese weist im Wesentlichen einen ringförmigen Körper 140 auf, an welchem ein erster Spulenträger 120 zum Aufnehmen wenigstens einer ersten Spule 122, welche einen aufgewickelten Faserstrang 12 aufweist, und wenigstens ein zweiter Spulenträger 130 zum Aufnehmen wenigstens einer zweiten Spule 132, welche einen weiteren aufgewickelten Faserstrang 12 aufweist, angeordnet sind. Die Flechtvorrichtung weist ferner eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung auf, durch welche die wenigstens zwei Spulenträger 120, 130 mit den darauf angebrachten Spulen 122, 132 an dem ringförmigen Körper 140 bewegbar sind. Die Spulen 122, 132 können sich dabei derart um einen sich durch den ringförmigen Köper 140 bewegenden Formkern bewegen, dass aus den Fasersträngen 12 der Spulen 122, 132 in einem Flechtvorgang eine Flechtstruktur 10 erstellbar ist, welche auf den Formkern 14, bevorzugt über einen Flechtring 150 laufend, aufbringbar ist. Dies geschieht durch einen im Stand der Technik bekannten Flechtvorgang für gewöhnlich mit einer Vielzahl von Spulenträgern und Spulen, der vorliegend nicht im weiteren Detail erläutert wird.Therefore, according to the invention in 2 illustrated braiding device 100 provided. This essentially has an annular body 140 on, at which a first coil carrier 120 for receiving at least a first coil 122 which a wound fiber strand 12 and at least one second coil carrier 130 for receiving at least a second coil 132 which is another wound fiber strand 12 has, are arranged. The braiding device further comprises a drive device, not shown, through which the at least two coil carrier 120 . 130 with the coils attached to it 122 . 132 on the annular body 140 are movable. The spools 122 . 132 can be so around a through the annular body 140 moving mandrel move that out of the fiber strands 12 the coils 122 . 132 in a braiding process a braided structure 10 It is possible to create something on the mold core 14 , preferably a braided ring 150 running, can be applied. This is done by a known in the prior art braiding usually with a variety of bobbins and coils, which will not be discussed in detail in the present case.

Die vorliegende Flechtvorrichtung 100 weist jedoch ferner eine Druckvorrichtung 50 auf, mittels welcher wenigstens ein Flächenabschnitt der Flechtstruktur 10 mit einem Druck beaufschlagbar ist, durch welchen sich der Querschnitt der jeweiligen Faserstränge 12 in diesem Flächenabschnitt verändert. Dabei ist die Druckvorrichtung 50 in dem in 2 gezeigten Beispiel mittels einer Befestigungsvorrichtung 60 mit dem ringförmigen Körper 140 verbunden. Die Befestigungsvorrichtung 60 muss jedoch nicht direkt an dem ringförmigen Köper 140 befestigt sein. Es ist auch denkbar, dass die Befestigungsvorrichtung 60 über nicht dargestellte Zwischenelemente am ringförmigen Körper 140, oder an einem anderen Element der Flechtvorrichtung 100 angeordnet ist. Die Druckvorrichtung 50 muss nicht mit einem festen Abstand zum ringförmigen Körper 140 angeordnet sein, sondern kann relativ zu diesem beweglich in der Flechtvorrichtung 100 angeordnet sein. Die Anordnung der Druckvorrichtung 50 ist nicht darauf beschränkt, in Flechtrichtung (Pfeil in 2) nach dem Flechtring 150 angeordnet zu sein. Sie kann beispielsweise auch konzentrisch zum Flechtring 150 oder in Flechtrichtung zumindest teilweise vor dem Flechtring, also rechts von ihm in 2, angeordnet sein.The present braiding device 100 however, further includes a printing device 50 by means of which at least one surface section of the braided structure 10 can be acted upon by a pressure through which the cross section of the respective fiber strands 12 changed in this area section. Here is the printing device 50 in the 2 shown example by means of a fastening device 60 with the annular body 140 connected. The fastening device 60 But not directly on the ring-shaped body 140 be attached. It is also conceivable that the fastening device 60 not shown intermediate elements on the annular body 140 , or at another element of the braiding device 100 is arranged. The printing device 50 does not have to be at a fixed distance to the annular body 140 can be arranged, but can relative to this movable in the braiding device 100 be arranged. The arrangement of the printing device 50 is not limited to the direction of braiding (arrow in 2 ) after the braiding ring 150 to be arranged. For example, it can also be concentric with the braiding ring 150 or in Flechtrichtung at least partially in front of the braiding ring, so right of him in 2 be arranged.

Wie in 2 dargestellt, ist es mittels der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung 50 möglich, den unzureichenden Bedeckungsgrad im Flächenabschnitt A zu erhöhen, während sich der Formkern 14 mit der darauf aufgebrachten Flechtstruktur 10 (in Pfeilrichtung) durch die Flechtvorrichtung 100 bewegt. Die jeweiligen Faserstränge 12 bestehen für gewöhnlich aus einer Vielzahl von Einzelfilamenten bzw. Fasern, beispielsweise 12000–50000 Stück pro Strang, jeweils mit einem Durchmesser von ca. 5 bis 71 μm. Da sich diese bei der Ablage auf den Formkern nicht nur nebeneinander, sondern auch übereinander ablegen, kann durch ein Plätten des Faserstrangs 12 durch die Druckvorrichtung 50 eine breitere Ablage der Faser erreicht werden. Die Druckvorrichtung 50 bewegt sich hierbei relativ zur Oberfläche des Formkerns 14.As in 2 represented, it is by means of the printing device according to the invention 50 it is possible to increase the insufficient degree of coverage in the surface portion A while the mandrel 14 with the braid structure applied thereon 10 (in the direction of arrow) through the braiding device 100 emotional. The respective fiber strands 12 usually consist of a plurality of individual filaments or fibers, for example 12000-50000 pieces per strand, each with a diameter of about 5 to 71 microns. Since these deposit not only next to each other, but also one above the other in the deposition on the mandrel, can be by a flattening of the fiber strand 12 through the printing device 50 a wider filing of the fiber can be achieved. The printing device 50 in this case moves relative to the surface of the mandrel 14 ,

3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in welchem die Druckvorrichtung 50 eine Druckluftvorrichtung 20 aufweist. Die Druckluftvorrichtung 20 weist wiederum wenigstens eine Düse 21 auf. In 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in welchem die Druckluftvorrichtung 20 eine Mehrzahl von Düsen 21 aufweist, die aus der ringförmigen Druckvorrichtung 50 zur Flechtstruktur 10 hin hinausragen. Die Druckluftvorrichtung 20 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Düsen 21 können auch in die Druckvorrichtung 50 hinein versetzt angeordnet sein. Die Düsen 21 sind auf keine bestimmte Ausgestaltung beschränkt. Sie bilden jeweils eine im Wesentlichen röhrenförmige Vorrichtung, die über ihre gesamte Länge den gleichen Flächeninhalt aufweisen, sich erweitern und/oder verjüngen kann. Sie können beispielsweise auch als Löcher in der mit Druckluft versorgten Druckvorrichtung 50 ausgebildet sein, die auf die Flechtstruktur 10 zeigen. Ferner ist es denkbar, dass die Druckvorrichtung 50 keine Mehrzahl von Düsen 21, sondern nur eine einzige Düse 21 aufweist, die an dem Innenumfang der Druckvorrichtung 50 bewegbar, schwenkbar und/oder rotierbar angeordnet ist. 3 schematically shows an embodiment of the present invention, in which the printing device 50 a compressed air device 20 having. The compressed air device 20 again has at least one nozzle 21 on. In 2 an embodiment is shown in which the compressed air device 20 a plurality of nozzles 21 comprising, from the annular printing device 50 to the braided structure 10 stick out. The compressed air device 20 but is not limited to this. The nozzles 21 can also into the printing device 50 be arranged offset in it. The nozzles 21 are not limited to any particular embodiment. They each form a substantially tubular device, which over its entire Length may have the same surface area, expand and / or rejuvenate. For example, they may also be holes in the compressed air pressure device 50 be formed on the braid structure 10 demonstrate. Furthermore, it is conceivable that the printing device 50 no plurality of nozzles 21 but only a single nozzle 21 having on the inner periphery of the printing device 50 is arranged movable, pivotable and / or rotatable.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in welchem die Druckvorrichtung 50 eine Walzvorrichtung 16 aufweist. Mit Bezug auf Anordnung und Anzahl der Strukturelemente gilt für die Walzvorrichtung 16 grundsätzlich das zur Druckluftvorrichtung 20 ausgeführte. Das heißt, die Walzvorrichtung 16 kann eine Walze 17 oder mehrere Walzen 17 aufweisen, die fest oder bewegbar an der Druckvorrichtung 50 angeordnet sein können. Die in 4 dargestellten Walzen 17 weisen einen konkaven Querschnitt auf, der zumindest im Wesentlichen formschlüssig auf die gebogene Oberfläche des Formkerns 14 bzw. der darauf anliegenden Flechtstruktur 10 passt. Die geometrische Ausgestaltung einer Walze 17 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Walzfläche kann eine gerade, konkave, konvexe oder ungleichmäßig ausgestaltete Struktur aufweisen. Eine Walze 17 ist auch auf kein bestimmtes Material beschränkt. Für eine möglichst direkte Kraftübertragung kann sie beispielsweise zumindest teilweise, bevorzugt auf ihrer Oberfläche, aus einem formbeständigen Material wie Metall, einem Thermoplast und/oder einem Duroplast bestehen. Um eine Walze 17 zu schaffen, die an die Kontur der auf dem Formkern 14 befindlichen Flechtstruktur 10 anpassbar ist, kann sie aus einem Elastomer bestehen, wodurch die geometrische Form der Walzfläche beim Andrücken an die Flechtstruktur 10 verformbar ist. 4 shows a further embodiment of the present invention, in which the printing device 50 a rolling device 16 having. With regard to arrangement and number of structural elements applies to the rolling device 16 basically the compressed air device 20 executed. That is, the rolling device 16 can a roller 17 or more rolls 17 having, fixed or movable on the printing device 50 can be arranged. In the 4 illustrated rollers 17 have a concave cross-section which is at least substantially positive fit on the curved surface of the mandrel 14 or the braiding structure resting thereon 10 fits. The geometric design of a roller 17 but is not limited to this. The rolling surface may have a straight, concave, convex or non-uniform structure. A roller 17 is not limited to any specific material. For the most direct possible transmission of force, for example, it can consist at least partially, preferably on its surface, of a dimensionally stable material such as metal, a thermoplastic and / or a duroplastic. To a roller 17 to create the contour of the mold core 14 braided structure 10 is adaptable, it may consist of an elastomer, whereby the geometric shape of the rolling surface when pressed against the braid structure 10 is deformable.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in welchem die Druckvorrichtung 50 eine Stempelvorrichtung 18 aufweist. Mit Bezug auf Anordnung und Anzahl der Strukturelemente gilt für die Stempelvorrichtung 18 grundsätzlich das zur Walzvorrichtung 16 und zur Druckluftvorrichtung 20 ausgeführte. Die in 5 schematisch und beispielhaft dargestellte Stempelvorrichtung 18 weist wiederum eine Mehrzahl von Stempeln 19 auf, die an der Druckvorrichtung 50 radial nach innen ragend angeordnet sind. Die Stempelfläche der jeweiligen Stempel 19 ist dabei derart gekrümmt ausgestaltet, dass sie zumindest im Wesentlichen formschlüssig an der gekrümmten Oberfläche des Formkerns 14 bzw. der darauf anliegenden Flechtstruktur 10 aufbringbar ist. Um einen Stempel 19 zu schaffen, der an die Kontur der auf dem Formkern 14 befindlichen Flechtstruktur 10 anpassbar ist, kann er zumindest teilweise aus einem Elastomer bestehen, wodurch die geometrische Form der Stempelfläche beim Andrücken an die Flechtstruktur 10 verformbar ist. Die Stempeloberflächen der einzelnen Stempel 19 können wiederum aus einzelnen, beispielsweise stäbchenförmigen Elementen gebildet werden, durch welche die Stempeloberfläche einer unebenen Oberfläche angepasst werden kann. 5 shows a further embodiment of the present invention, in which the printing device 50 a stamp device 18 having. With respect to arrangement and number of structural elements applies to the stamping device 18 basically the rolling device 16 and to the compressed air device 20 executed. In the 5 schematically and exemplified punch device 18 again has a plurality of punches 19 on that at the printing device 50 are arranged radially inwardly projecting. The stamp area of the respective stamp 19 is designed curved so that they are at least substantially positive fit on the curved surface of the mandrel 14 or the braiding structure resting thereon 10 can be applied. To a stamp 19 to create the contour of the mold core 14 braided structure 10 is adaptable, it may at least partially consist of an elastomer, whereby the geometric shape of the stamp surface when pressed against the braid structure 10 is deformable. The stamp surfaces of each stamp 19 may in turn be formed of individual, for example, rod-shaped elements, by which the stamp surface of an uneven surface can be adjusted.

Neben den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auch mehrere erfindungsgemäße Druckvorrichtungen 50 miteinander kombiniert werden. Das heißt, es ist auch möglich, eine Flechtvorrichtung zu schaffen, welche eine Druckluftvorrichtung 20, eine Walzvorrichtung 16 und/oder eine Stempelvorrichtung 18 aufweist, die in Flechtrichtung (Pfeil in 2) nacheinander, d. h., von rechts nach links in 2, angeordnet sind. Dadurch kann eine Flechtstruktur 10 durch eine erste Druckvorrichtung 50 mit einer Druckluftvorrichtung 20 pneumatisch behandelt und anschließend durch eine weitere Druckvorrichtung 50 mit einer Walz- und/oder Stempelvorrichtung mechanisch behandelt werden. Die Kombination der einzelnen Druckvorrichtung ist beliebig und an die jeweiligen Anforderungen anpassbar.In addition to the embodiments illustrated in the figures, according to a preferred embodiment, a plurality of printing devices according to the invention 50 be combined with each other. That is, it is also possible to provide a braiding device which is a compressed air device 20 , a rolling device 16 and / or a stamp device 18 which, in braiding direction (arrow in 2 ) one after the other, ie, from right to left in 2 , are arranged. This can be a braided structure 10 by a first printing device 50 with a compressed air device 20 pneumatically treated and then through another printing device 50 be treated mechanically with a rolling and / or stamping device. The combination of the individual printing device is arbitrary and can be adapted to the respective requirements.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Flechtstrukturbraided
1212: Faserstrangtow
1414: Formkernmold core
1616: Walzvorrichtungrolling device
1717: Walzeroller
1818: Stempelvorrichtungstamping device
1919: Stempelstamp
2020: DruckluftvorrichtungPneumatic device
2121: Düsejet
2222: Gassenstreets
5050: Druckvorrichtungprinting device
6060: Befestigungsmittelfastener
100100: Flechtvorrichtungbraider
120120: erster Spulenträgerfirst coil carrier
122122: erste Spulefirst coil
130130: zweiter Spulenträgersecond coil carrier
132132: zweite Spulesecond coil
140140: ringförmiger Körperannular body
150150: Flechtringbraiding

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10115953 A1 [0011]
US 6032342 A [0012]
US 3795944A [0012]

Claims

Method for adjusting the degree of coverage of a braided structure ( 10 ) of braided fiber strands ( 12 ), comprising a step of braiding a plurality of fiber strands ( 12 ), each consisting of a plurality of fibers, to a braided structure ( 10 ) on a mandrel ( 14 ), characterized in that on at least one surface portion (A, B) of the braided structure ( 10 ) a pressure is applied, through which the cross section of the respective fiber strands ( 12 ) in this area section (A, B) changed.

Method for adjusting the degree of coverage of a braided structure ( 10 ) of braided fiber strands ( 12 ) according to claim 1, characterized in that such a pressure on the braided structure ( 10 ) is applied that lanes ( 22 ) between the fiber strands ( 12 ) or substantially close.

Method for adjusting the degree of coverage of a braided structure ( 10 ) of braided fiber strands ( 12 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure on the braided structure ( 10 ) specifically in a surface section (A), in which the braided structure ( 10 ) has a lower surface density than in another surface portion (B) is applied.

Method for adjusting the degree of coverage of a braided structure ( 10 ) of braided fiber strands ( 12 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that by means of a compressed air device ( 20 ) Compressed air on the braided structure ( 10 ) is applied.

Method for adjusting the degree of coverage of a braided structure ( 10 ) of braided fiber strands ( 12 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure by means of mechanical power transmission to the braid structure ( 10 ) is applied.

Method for adjusting the degree of coverage of a braided structure ( 10 ) of braided fiber strands ( 12 ) according to claim 5, characterized in that the mechanical power transmission to the braided structure ( 10 ) by means of a rolling device ( 16 ) is carried out.

Method for adjusting the degree of coverage of a braided structure ( 10 ) of braided fiber strands ( 12 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the mechanical power transmission to the braided structure ( 10 ) by means of a stamping device ( 18 ) is carried out.

Braiding device ( 100 ) for the degree of coverage of a braided fiber strand braid structure ( 12 ), comprising: at least one first coil carrier ( 120 ) for receiving at least a first coil ( 122 ) comprising a wound fiber strand ( 12 ) having; at least one second coil carrier ( 130 ) for receiving at least one second coil ( 132 ), which another wound fiber strand ( 12 ) having; a drive device, by which the at least two coil carriers ( 120 . 130 ) with the coils attached thereto ( 122 . 132 ) in such a way around a mold core ( 14 ) are movable, that from the fiber strands ( 12 ) of the coils ( 122 . 132 ) in a braiding process a braided structure ( 10 ) which can be built on the mandrel ( 14 ), characterized in that the braiding device ( 100 ) further a printing device ( 50 ), by means of which at least one surface section (A, B) of the braided structure ( 10 ) can be acted upon by a pressure through which the cross section of the respective fiber strands ( 12 ) in this area section (A, B) changed.

Braiding device ( 100 ) according to claim 8, characterized in that by the printing device ( 50 ) such a pressure on the braided structure ( 10 ) can be applied that lanes ( 22 ) between the fiber strands ( 12 ) are closable or substantially closable.

Braiding device ( 100 ) according to claim 8 or 9, characterized in that the pressure by the printing device ( 50 ) on the braided structure ( 10 ) in a surface section (A), in which the braided structure ( 10 ) has a lower surface density than in another surface section (B), can be selectively applied.

Braiding device ( 100 ) according to one of claims 8 to 10, characterized in that the printing device ( 50 ) a compressed air device ( 20 ), by which compressed air to the braid structure ( 10 ) can be applied.

Braiding device ( 100 ) according to one of claims 8 to 11, characterized in that the printing device ( 50 ) a device for mechanical power transmission to the braided structure ( 10 ) having.

Braiding device ( 100 ) according to claim 12, characterized in that the mechanical power transmission device comprises a rolling device ( 16 ) having.

Braiding device ( 100 ) according to claim 12 or 13, characterized in that the device for mechanical power transmission a stamp device ( 18 ) having.

Braiding device ( 100 ) according to one of claims 8 to 14, characterized in that the printing device ( 50 ) is annular or substantially ring-shaped and during the braiding process around the mandrel ( 14 ) is arranged around.