AT514231B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formbauteils - Google Patents

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AT514231B1
AT514231B1 ATA309/2014A AT3092014A AT514231B1 AT 514231 B1 AT514231 B1 AT 514231B1 AT 3092014 A AT3092014 A AT 3092014A AT 514231 B1 AT514231 B1 AT 514231B1
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Abstract

Um ein Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils (102), insbesondere mehrerer Tankelemente (106) einer Tankvorrichtung (108), zu schaffen, mittels welchem ein leichtes und stabiles Formbauteil einfach herstellbar ist, wird vorgeschlagen, dass das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Wickelkerns (120), welcher mehrere, sich parallel zueinander längs einer Höhenrichtung (124) erstreckende Wickelelemente (122) umfasst, wobei zwischen den Wickelelementen (122) mindestens ein Faserkanal (126) angeordnet ist; Umwickeln der Wickelelemente (122) des Wickelkerns (120) mit mindestens einer Faser (112), wobei die mindestens eine Faser (112) mittels eines stabförmigen Führungselements (114) durch den mindestens einen Faserkanal (126) hindurchgeführt und an einem unteren Ende (136) des stabförmigen Führungselements (114) mit einem flüssigen Matrixmaterial beaufschlagt wird.

Description

Beschreibung
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG EINES FORMBAUTEILS
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils, insbesondere mehrerer Tankelemente einer Tankvorrichtung.
[0002] Ein Verfahren zum Herstellen eines Formbauteils ist beispielsweise aus der DE 10 2007 020 906 A1 bekannt. Ferner sind gattungsgemäße Vorrichtungen und Verfahren aus der US 4,656,703 A und der DE 2 826 961 A1 bekannt.
[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils bereitzustellen, mittels welchem ein leichtes und stabiles Formbauteil einfach herstellbar ist.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils, insbesondere mehrerer Tankelemente einer Tankvorrichtung, Folgendes umfasst:
Bereitstellen eines Wickelkerns, welcher mehrere, sich parallel zueinander längs einer Höhenrichtung erstreckende Wickelelemente umfasst, wobei zwischen den Wickelelementen mindestens ein Faserkanal angeordnet ist; Umwickeln der Wickelelemente des Wickelkerns mit mindestens einer Faser, wobei die mindestens eine Faser mittels eines stabförmigen Führungselements durch den mindestens einen Faserkanal hindurchgeführt wird.
[0005] Dadurch, dass erfindungsgemäß mindestens eine Faser mittels eines stabförmigen Führungselements durch den mindestens einen Faserkanal hindurchgeführt wird, kann die mindestens eine Faser einfach und gezielt längs eines gewünschten Weges abgelegt werden. Hierdurch kann ein Formbauteil mit einer gewünschten Faserstruktur einfach hergestellt werden.
[0006] Unter einer Faser ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen insbesondere eine Einzelfaser, ein Faserbündel, ein Faden, ein Roving, ein Faserstrang und/oder ein Multifilamentgarn zu verstehen.
[0007] Der mindestens eine Faserkanal ist vorzugsweise durch eine voneinander beabstandete Anordnung der Wickelelemente gebildet.
[0008] Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das stabförmige Führungselement zum Umwickeln der Wickelelemente zumindest zeitweise längs der Höhenrichtung in den mindestens einen Faserkanal hineinragt.
[0009] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das stabförmige Führungselement zum Umwickeln der Wickelelemente zumindest zeitweise von oben in den mindestens einen Faserkanal hineinragt.
[0010] Das stabförmige Führungselement wird vorzugsweise zum Umwickeln der Wickelelemente um eine parallel zur Höhenrichtung verlaufende Drehachse gedreht.
[0011] Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das stabförmige Führungselement zum Umwickeln der Wickelelemente in einer oder in zwei quer, insbesondere senkrecht, zur Höhenrichtung verlaufenden Richtungen bewegt wird.
[0012] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das stabförmige Führungselement zur Ausbildung einer Faserschicht nacheinander durch mehrere Faserkanäle hindurchgeführt wird. Das stabförmige Führungselement wird hierbei vorzugsweise linear in einer senkrecht zur Höhenrichtung verlaufenden Richtung bewegt, anschließend gedreht, dann wieder linear in einer senkrecht zur Höhenrichtung verlaufenden Richtung bewegt, erneut gedreht, etc.
[0013] Nach der Ausbildung einer Faserschicht und/oder bereits während der Ausbildung einer Faserschicht wird das stabförmige Führungselement vorzugsweise längs der Höhenrichtung bewegt, insbesondere nach oben bewegt, insbesondere um eine Höhe nach oben bewegt, welche einer Schichtdicke einer Faserschicht entspricht.
[0014] Das stabförmige Führungselement wird vorzugsweise zumindest zeitweise linear verschoben, insbesondere verfahren.
[0015] Die mindestens eine Faser wird vorzugsweise zumindest abschnittsweise, zumindest zeitweise und/oder zumindest teilweise längs des stabförmigen Führungselements und/oder zumindest abschnittsweise, zumindest zeitweise und/oder zumindest teilweise innerhalb des stabförmigen Führungselements geführt.
[0016] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Faser an einem bezüglich der Höhenrichtung oberen Ende des stabförmigen Führungselements in das stabförmige Führungselement hineingeführt und/oder an einem bezüglich der Höhenrichtung unteren Ende des stabförmigen Führungselements aus dem Führungselement herausgeführt wird.
[0017] Die mindestens eine Faser wird vorzugsweise mit einem flüssigen Matrixmaterial beaufschlagt, insbesondere benetzt oder getränkt.
[0018] Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Faser am oberen Ende des stabförmigen Führungselements und/oder am unteren Ende des stabförmigen Führungselements mit einem flüssigen Matrixmaterial beaufschlagt, insbesondere benetzt oder getränkt, wird.
[0019] Insbesondere dann, wenn die mindestens eine Faser an einem unteren Ende des stabförmigen Führungselements mit einem flüssigen Matrixmaterial beaufschlagt, insbesondere benetzt oder getränkt, wird, kann vorgesehen sein, dass das stabförmige Führungselement einen Fluidkanal umfasst, mittels welchem das flüssige Matrixmaterial längs des stabförmigen Führungselements nach unten, insbesondere bis zu dem unteren Ende des stabförmigen Führungselements, führbar ist.
[0020] Zur Herstellung einzelner Faserschichten wird das stabförmige Führungselement vorzugsweise zumindest näherungsweise in einer senkrecht zur Höhenrichtung ausgerichteten Ebene um die Wickelelemente herum und/oder durch die Faserkanäle hindurchgeführt.
[0021] Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Faser mittels des stabförmigen Führungselements, insbesondere alternierend, in einander entgegengesetzten Wickelrichtungen um die Wickelelemente des Wickelkerns gewickelt wird.
[0022] Hierbei kann vorgesehen sein, dass auf eine oder mehr mittels des stabförmigen Führungselements gelegte Rechtskurven der mindestens einen Faser eine oder mehr Linkskurven, dann erneut eine oder mehr Rechtskurven, etc. folgt.
[0023] Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Wickelkern um eine parallel zur Höhenrichtung verlaufende Richtung gedreht wird.
[0024] Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der Wickelkern in mindestens einer quer, insbesondere senkrecht, zur Höhenrichtung verlaufende Richtung bewegt, insbesondere linear verfahren, wird.
[0025] Mehrere Faserschichten werden vorzugsweise durch mehrfaches Übereinanderlegen der mindestens einen Faser hergestellt.
[0026] Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann insbesondere ein Formbauteil hergestellt werden.
[0027] Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Durchführung auf einer Vorrichtung zur Herstellung eines Formbauteils.
[0028] Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formbauteils, insbesondere mehrerer Tankelemente einer Tankvorrichtung.
[0029] Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels welcher leichte und stabile Formbauteile einfach herstellbar sind.
[0030] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formbauteils, insbesondere mehrerer Tankelemente einer Tankvorrichtung, gelöst, wobei die
Vorrichtung Folgendes umfasst:
Einen Wickelkern, welcher mehrere, sich parallel zueinander längs einer Höhenrichtung erstreckende Wickelelemente umfasst, wobei zwischen den Wickelelementen mindestens ein Faserkanal angeordnet ist; mindestens einen Faserspender zur Bereitstellung mindestens einer Faser; ein stabförmiges Führungselement zum Umwickeln der Wickelelemente des Wickelkerns mit der mindestens einen Faser.
[0031] Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
[0032] Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das stabförmige Führungselement mindestens einen Führungskanal für die mindestens eine Faser umfasst, wobei der mindestens eine Führungskanal sich zumindest näherungsweise von einem bezüglich der Höhenrichtung oberen Ende des stabförmigen Führungselements bis zu einem dem oberen Ende gegenüberliegenden, bezüglich der Höhenrichtung unteren Ende des stabförmigen Führungselements erstreckt.
[0033] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das stabförmige Führungselement mehrere Führungskanäle für mehrere voneinander unabhängige Fasern umfasst.
[0034] Das stabförmige Führungselement ist vorzugsweise zumindest näherungsweise schwertförmig ausgebildet.
[0035] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das stabförmige Führungselement eine senkrecht zur Höhenrichtung genommene Breite von höchstens ungefähr dem 50-fachen, insbesondere höchstens ungefähr dem 20-fachen, beispielsweise höchstens ungefähr dem 10-fachen, des Durchmessers der Fasern aufweist.
[0036] Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das stabförmige Führungselement eine senkrecht zur Höhenrichtung genommene Länge von mindestens ungefähr dem 20-fachen, insbesondere mindestens ungefähr dem 50-fachen, beispielsweise mindestens ungefähr dem 100-fachen, des Durchmessers der Faser aufweist.
[0037] Ferner kann alternativ oder ergänzend hierzu vorgesehen sein, dass das stabförmige Führungselement eine Höhe aufweist, welche mindestens ungefähr 50 %, insbesondere mindestens ungefähr 80 %, beispielsweise mindestens ungefähr 100 %, der Höhe der Wickelelemente des Wickelkerns entspricht.
[0038] Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Bewegungsvorrichtung zur Bewegung des stabförmigen Führungselements relativ zu dem Wickelkern umfasst.
[0039] Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Bewegungsvorrichtung zur Bewegung des Wickelkerns relativ zu dem stabförmigen Führungselement umfasst.
[0040] Mittels der Bewegungsvorrichtung kann das stabförmige Führungselement und/oder der Wickelkern vorzugsweise gedreht und/oder linear verfahren werden.
[0041] Die Wickelelemente sind vorzugsweise matrixförmig angeordnet.
[0042] Unter einer matrixförmigen Anordnung der Wickelelemente ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen insbesondere eine Anordnung der Wickelelemente derart zu verstehen, dass mehrere Wickelelemente in Spalten und Zeilen angeordnet sind.
[0043] Zwischen den Zeilen aus Wickelelementen ist vorzugsweise mindestens ein Faserkanal gebildet.
[0044] Ferner ist vorzugsweise zwischen den Spalten aus Wickelelementen mindestens ein Faserkanal gebildet.
[0045] Die Faserkanäle erstrecken sich vorzugsweise im Wesentlichen linear durch den gesamten Wickelkern hindurch.
[0046] Es kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei Faserkanäle im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.
[0047] Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei Faserkanäle im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet sind.
[0048] Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise eine Steuervorrichtung, mittels welcher die Vorrichtung so steuerbar und/oder regelbar ist, dass eines oder mehrere der erfindungsgemäßen Verfahren mittels der Vorrichtung durchführbar sind.
[0049] Mittels der Vorrichtung ist das Formbauteil insbesondere in einem Endloswickelverfahren herstellbar.
[0050] Die Tankvorrichtung dient insbesondere der Aufnahme und Speicherung eines Fluids, insbesondere Gas, beispielsweise Erdgas.
[0051] Das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße Vorrichtung weisen vorzugsweise ferner einzelne oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf: [0052] Vorzugsweise kann eine Faser, insbesondere ein Roving, definiert positioniert werden.
[0053] Insbesondere kann eine nasse Wicklung erfolgen.
[0054] Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung können vorzugsweise unterschiedlich lang ausgebildete, d.h. sich längs der Höhenrichtung unterschiedlich weit erstreckende, Tankelemente ausgebildet werden.
[0055] Vorzugsweise wird die Faser, insbesondere der Roving, mittels des stabförmigen Führungselements bis zu einem Ablegeort gefördert, d.h. an der Stelle abgelegt, an welcher die Faser, insbesondere der Roving, im fertiggestellten Zustand des Formbauteils auch tatsächlich angeordnet sein soll. Vorzugsweise wird die Faser, insbesondere der Roving, nach dem Ablegen mittels des stabförmigen Führungselements nicht mehr bewegt, insbesondere nicht mehr nach oben abgehoben.
[0056] Das stabförmige Führungselement ist vorzugsweise sehr schmal ausgebildet, so dass das stabförmige Führungselement insbesondere durch sehr schmale Faserkanäle hindurchführbar ist.
[0057] Vorzugsweise sind mehrere Fasern, insbesondere Rovings, gleichzeitig applizierbar, insbesondere ablegbar.
[0058] Die Fasern können vorzugsweise definiert überlappend angeordnet werden.
[0059] Die Breite des stabförmigen Führungselements beträgt vorzugsweise höchstens ungefähr 3 mm, insbesondere höchstens ungefähr 2 mm, beispielsweise höchstens ungefähr 1,5 mm.
[0060] Ein Durchmesser der Faser, insbesondere eines trockenen Rovings, beträgt vorzugsweise höchstens ungefähr 0,2 mm, insbesondere höchstens ungefähr 0,1 mm.
[0061] Eine Höhe des stabförmigen Führungselements beträgt vorzugsweise mindestens ungefähr 300 mm, insbesondere mindestens ungefähr 500 mm, beispielsweise mindestens ungefähr 700 mm.
[0062] Mittels des stabförmigen Führungselements kann die mindestens eine Faser vorzugsweise in dem mindestens einen Führungskanal geschützt bis zu einem Ablageort geführt werden.
[0063] Alternativ zu einem Hindurchführen der mindestens einen Faser durch das stabförmige Führungselement kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Faser an einer Außenseite des stabförmigen Führungselements entlang geführt wird.
[0064] Das Formbauteil, insbesondere die Tankvorrichtung, kann insbesondere zur Erdgasspeicherung in der Automobilindustrie, zur Verwendung in einem Feuerlöschsystem und/oder zum Transport von Fluiden jeglicher Art Verwendung finden.
[0065] Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
[0066] In den Zeichnungen zeigen: [0067] Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines stabförmigen Führungs elements einer als Wickelvorrichtung ausgebildeten Vorrichtung zur Herstellung eines Formbauteils; [0068] Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des stabförmigen Führungselements aus Fig. 1; [0069] Fig. 3 einen schematischen horizontalen Schnitt durch das stabförmige Führungsele ment in einem Befestigungsbereich des stabförmigen Führungselements; [0070] Fig. 4 einen weiteren schematischen horizontalen Schnitt durch das stabförmige Führungselement aus Fig. 1; [0071] Fig. 5 einen schematischen vertikalen Schnitt durch ein unteres Ende des stabförmi gen Führungselements aus Fig. 1; und [0072] Fig. 6 eine schematische Draufsicht von oben auf eine Wickelvorrichtung, bei welcher
Wickelelemente eines Wickelkerns mit einer Faser umwickelt werden, indem die Faser mittels des stabförmigen Führungselements in Faserkanälen des Wickelkern abgelegt wird.
[0073] Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
[0074] Eine in den Fig. 1 bis 6 dargestellte Vorrichtung 100 zur Herstellung eines Formbauteils 102 ist beispielsweise eine Wickelvorrichtung 104 zur Herstellung mehrerer Tankelemente 106 einer Tankvorrichtung 108.
[0075] Die Wickelvorrichtung 104 umfasst einen oder mehrere Faserspender 110, beispielsweise zwei Faserspender 110, mittels welchen Fasern 112, insbesondere Rovings, bereitstellbar sind.
[0076] Die Wickelvorrichtung 104 umfasst ferner ein stabförmiges Führungselement 114, mittels welchem die mindestens eine Faser 112 zu einem Ablageort 116 führbar ist.
[0077] Die Wickelvorrichtung 104 umfasst ferner eine Bewegungsvorrichtung 118, mittels welcher das stabförmige Führungselement 114 längs eines vorgegebenen Bewegungsweges bewegbar, insbesondere verfahrbar und/oder drehbar, ist.
[0078] Die Wickelvorrichtung 104 umfasst ferner einen Wickelkern 120, welcher mehrere Wickelelemente 122 umfasst.
[0079] Die Wickelelemente 122 sind im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und erstrecken sich zumindest näherungsweise parallel zueinander und parallel zu einer Höhenrichtung 124.
[0080] Die Wickelelemente 122 sind in einem Abstand, insbesondere in einem geringen Abstand von beispielsweise höchstens ungefähr 3 mm, voneinander angeordnet.
[0081] Zwischen den Wickelelementen 122 sind somit vorzugsweise Faserkanäle 126 gebildet.
[0082] Durch diese Faserkanäle 126 kann die mindestens eine Faser 112 hindurchgeführt werden, um die Wickelelemente 122 zu umwickeln.
[0083] Das stabförmige Führungselement 114 der Wickelvorrichtung 104 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es durch die Faserkanäle 126 hindurchgeführt werden kann.
[0084] Das stabförmige Führungselement 114 kann insbesondere längs der Höhenrichtung 124 von oben in die Faserkanäle 126 hineinragen und dabei in einer senkrecht zur Höhenrichtung 124 ausgerichteten Bewegungsrichtung 128 durch die Faserkanäle 126 hindurchgeführt werden.
[0085] Wie insbesondere den Fig. 2 bis 4 zu entnehmen ist, ist das stabförmige Führungselement 114 zumindest näherungsweise schwertförmig ausgebildet.
[0086] Das stabförmige Führungselement 114 weist dabei vorzugsweise eine in Bezug auf eine Breite B und eine Länge L große Höhe H auf.
[0087] Die Breite B beträgt beispielsweise ungefähr 2 mm. Die Länge L beträgt beispielsweise ungefähr 40 mm. Die Höhe H beträgt beispielsweise ungefähr 500 mm.
[0088] An einem bezüglich der Höhenrichtung 124 oberen Ende 130 des stabförmigen Führungselements 114 ist das stabförmige Führungselement 114 an der Bewegungsvorrichtung 118 sowie an den Faserspendern 110 angeordnet.
[0089] An diesem oberen Ende 130 sind zwei Kanalanfänge 132 zweier Führungskanäle 134 angeordnet, mittels welchen zwei Fasern 112 längs der Höhenrichtung 124 durch das stabförmige Führungselement 114 hindurchführbar sind.
[0090] An einem dem oberen Ende 130 gegenüberliegenden, bezüglich der Höhenrichtung 124 unteren Ende 136 des stabförmigen Führungselements 114 ist ein Kanalende 138 der zwei Führungskanäle 134 angeordnet.
[0091] Durch dieses Kanalende 138 können die Fasern 112 aus dem stabförmigen Führungselement 114 herausgeführt und an dem Ablageort 116 abgelegt werden.
[0092] Ein bezüglich der Bewegungsrichtung 128 vorderer Abschnitt des unteren Endes 136 des stabförmigen Führungselements 114 ist vorzugsweise ein abgerundeter Abschnitt 140.
[0093] Aufgrund des abgerundeten Abschnitts 140 kann vorzugsweise verhindert werden, dass bereits in einem Faserkanal 126 angeordnete Fasern 112 mittels des stabförmigen Führungselements 114 unerwünschterweise bewegt und/oder beschädigt werden.
[0094] Wie insbesondere Fig. 2 zu entnehmen ist, kann bei dem stabförmigen Führungselement 114 zudem ein Fluidkanal 142 vorgesehen sein.
[0095] Der Fluidkanal 142 erstreckt sich vorzugsweise von dem oberen Ende 130 des stabförmigen Führungselements 114 bis zu dem unteren Ende 136 des stabförmigen Führungselements 114 und dient dem Zuführen von flüssigem Matrixmaterial zu dem Kanalende 138 der Führungskanäle 134.
[0096] Mittels des Fluidkanals 142 kann somit flüssiges Matrixmaterial zu den Fasern 112 zugeführt werden, um diese mit dem Matrixmaterial zu beaufschlagen.
[0097] Bei einer (nicht dargestellten) alternativen Ausführungsform der Wickelvorrichtung 104 kann vorgesehen sein, dass das flüssige Matrixmaterial bereits an einem oberen Ende 130 des stabförmigen Führungselements 114 den Fasern 112 zugeführt wird. Die Fasern 112 werden dann als sogenannte nasse Fasern durch die Führungskanäle 134 hindurchgeführt.
[0098] Insbesondere um eine unerwünschte Beschädigung der Fasern 112 zu vermeiden, sind die Führungskanäle 134 im Bereich des Kanalendes 138 mit jeweils einem Umlenkabschnitt 144 versehen.
[0099] Mittels der Umlenkabschnitte 144 kann die Bewegungsrichtung der Fasern 112 von der zunächst längs der Höhenrichtung 124 nach unten gerichteten Bewegung in eine der Bewegungsrichtung 128 des stabförmigen Führungselements 114 entgegengesetzte Richtung umgelenkt werden. Die Fasern 112 können hierdurch besonders schonend an dem Ablageort 116 abgelegt werden.
[00100] Die vorstehend beschriebene Vorrichtung 100 funktioniert wie folgt: [00101] Zur Herstellung eines Formbauteils 102, insbesondere von Tankelementen 106 einer Tankvorrichtung 108, wird ein Wickelkern 120 mit mehreren Wickelelementen 122 bereitgestellt.
[00102] Die Wickelelemente 122 des Wickelkerns 120 werden dann mittels mindestens einer Faser 112 umwickelt.
[00103] Diese Umwicklung erfolgt dabei dadurch, dass ein stabförmiges Führungselement 114 längs eines Bewegungsweges zwischen den Wickelelementen 122 hindurch- und um die Wickelelemente 122 herumgeführt wird. Dabei wird mindestens eine Faser 112 längs des Bewegungsweges abgelegt.
[00104] Durch vielfaches Beschreiten desselben Bewegungsweges und gleichzeitiges Anheben des stabförmigen Führungselements 114 längs der Höhenrichtung 124 nach oben, kann eine Vielzahl von Faserschichten, welche längs der Höhenrichtung 124 aufeinander gestapelt sind, erzeugt werden.
[00105] Die Wickelelemente 122 des Wickelkerns 120 werden hierdurch über eine vorgegebene Strecke längs der Höhenrichtung 124 mit mindestens einer Faser 112 umwickelt. Somit wird mittels der Wickelvorrichtung 104 eine komplexe dreidimensionale Faserstruktur gebildet.
[00106] Diese Faserstruktur kann anschließend und/oder während des Umwickelns mit einem aushärtenden Matrixmaterial infiltriert werden. Nach dem Aushärten des Matrixmaterials wird dann ein faserverstärktes Formbauteil 102 erhalten.
BEZUGSZEICHENLISTE 100 Vorrichtung 102 Formbauteil 104 Wickelvorrichtung 106 Tankelement 108 Tankvorrichtung 110 Faserspender 112 Faser 114 stabförmiges Führungselement 116 Ablageort 118 Bewegungsvorrichtung 120 Wickelkern 122 Wickelelement 124 Höhenrichtung 126 Faserkanal 128 Bewegungsrichtung 130 oberes Ende 132 Kanalanfang 134 Führungskanal 136 unteres Ende 138 Kanalende 140 abgerundeter Abschnitt 142 Fluidkanal 144 Umlenkabschnitt B Breite H Höhe L Länge

Claims (13)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils (102), insbesondere mehrerer Tankelemente (106) einer Tankvorrichtung (108), umfassend: Bereitstellen eines Wickelkerns (120), welcher mehrere, sich parallel zueinander längs einer Höhenrichtung (124) erstreckende Wickelelemente (122) umfasst, wobei zwischen den Wickelelementen (122) mindestens ein Faserkanal (126) angeordnet ist; Umwickeln der Wickelelemente (122) des Wickelkerns (120) mit mindestens einer Faser (112), wobei die mindestens eine Faser (112) mittels eines stabförmigen Führungselements (114) durch den mindestens einen Faserkanal (126) hindurchgeführt und an einem unteren Ende (136) des stabförmigen Führungselements (114) mit einem flüssigen Matrixmaterial beaufschlagt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das stabförmige Führungselement (114) zum Umwickeln der Wickelelemente (122) zumindest zeitweise längs der Höhenrichtung (124) in den mindestens einen Faserkanal (126) hineinragt.
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das stabförmige Führungselement (114) zum Umwickeln der Wickelelemente (122) um eine parallel zur Höhenrichtung (124) verlaufende Drehachse gedreht wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das stabförmige Führungselement (114) zum Umwickeln der Wickelelemente (122) in einer oder in zwei quer, insbesondere senkrecht, zur Höhenrichtung (124) verlaufenden Richtungen bewegt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das stabförmige Führungselement (114) zum Umwickeln der Wickelelemente (122) längs der Höhenrichtung (124) bewegt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Faser (112) zumindest teilweise längs des stabförmigen Führungselements (114) und/oder zumindest teilweise innerhalb des stabförmigen Führungselements (114) geführt wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Faser (112) mittels des stabförmigen Führungselements (114) in einander entgegengesetzten Wickelrichtungen um die Wickelelemente (122) des Wickelkerns (120) gewickelt wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (120) um eine parallel zur Höhenrichtung (124) verlaufende Richtung gedreht und/oder in mindestens einer senkrecht zur Höhenrichtung (124) verlaufenden Richtung bewegt, insbesondere linear verfahren, wird.
  9. 9. Vorrichtung (100) zur Herstellung eines Formbauteils (102), insbesondere mehrerer Tankelemente (106) einer Tankvorrichtung (108), umfassend: einen Wickelkern (120), welcher mehrere, sich parallel zueinander längs einer Höhenrichtung (124) erstreckende Wickelelemente (122) umfasst, wobei zwischen den Wickelelementen (122) mindestens ein Faserkanal (126) angeordnet ist; mindestens einen Faserspender (110) zur Bereitstellung mindestens einer Faser (112); ein stabförmiges Führungselement (114) zum Umwickeln der Wickelelemente (122) des Wickelkerns (120) mit der mindestens einen Faser (112), wobei das stabförmige Führungselement (114) mindestens einen Führungskanal (134) für die mindestens eine Faser (112) umfasst, welcher sich zumindest näherungsweise von einem bezüglich der Höhenrichtung (124) oberen Ende (130) des stabförmigen Führungselements (114) bis zu einem dem oberen Ende (130) gegenüberliegenden, bezüglich der Höhenrichtung (124) unteren Ende (136) des stabförmigen Führungselements (114) erstreckt, und wobei das stabförmige Führungselement (114) einen Fluidkanal (142) umfasst, mittels welchem flüssiges Matrixmaterial längs des stabförmigen Führungselements (114) nach unten bis zu dem unteren Ende (136) des stabförmigen Führungselements (114) führbar ist.
  10. 10. Vorrichtung (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das stabförmige Führungselement (114) zumindest näherungsweise schwertförmig ausgebildet ist.
  11. 11. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das stabförmige Führungselement (114) eine senkrecht zur Höhenrichtung (124) genommene Breite (B) von höchstens ungefähr dem 20-fachen Durchmesser der Faser (112) aufweist, dass das stabförmige Führungselement (114) eine senkrecht zur Höhenrichtung (124) genommene Länge (L) von mindestens ungefähr dem 50-fachen Durchmesser der Faser (112) aufweist und/oder dass das stabförmige Führungselement (114) eine Höhe (H) aufweist, welche mindestens der Höhe (H) der Wickelelemente (122) des Wickelkerns (120) entspricht.
  12. 12. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) eine Bewegungsvorrichtung (118) zur Bewegung des stabförmigen Führungselements (114) relativ zu dem Wickelkern (120) umfasst und/oder dass die Vorrichtung (100) eine Bewegungsvorrichtung (118) zur Bewegung des Wickelkerns (120) relativ zu dem stabförmigen Führungselement (114) umfasst.
  13. 13. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelelemente (122) matrixförmig angeordnet sind. Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2826961A1 (de) * 1977-06-20 1979-01-18 Aerospatiale Verfahren und vorrichtung zur herstellung dreidimensional gewebter hohler umdrehungskoerper
US4656703A (en) * 1982-08-09 1987-04-14 Societe Nationale Industrielle Aerospatiale Machine for producing complex objects by multidirectional deposition of thread

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3914151A (en) * 1971-11-02 1975-10-21 Owens Corning Fiberglass Corp Mandrel for the production of reinforced plastic tubing
DE3005654C2 (de) * 1980-02-15 1983-10-20 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Maschine zum Wickeln von Kraftübertragungselementen aus faserverstärkten Werkstoffen
DE3743485A1 (de) * 1987-12-22 1989-07-13 Mtu Muenchen Gmbh Verfahren zur herstellung eines raeumlich verwundenen rotorschaufelblattes
CH676590A5 (de) * 1988-02-18 1991-02-15 Dow Europ S A Patentabteilung
DE102007020906B4 (de) 2007-04-26 2009-11-19 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Vorrichtung zum Legen von Verstärkungsfasern und Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Bauteils

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2826961A1 (de) * 1977-06-20 1979-01-18 Aerospatiale Verfahren und vorrichtung zur herstellung dreidimensional gewebter hohler umdrehungskoerper
US4656703A (en) * 1982-08-09 1987-04-14 Societe Nationale Industrielle Aerospatiale Machine for producing complex objects by multidirectional deposition of thread

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