CN101939158A - 用于由纤维复合材料半成品制造(部分)环形的、包含纤维增强塑料的构件的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于由纤维复合材料半成品制造(部分)环形的、包含纤维增强塑料的构件的方法，具有以下步骤：将多个环形的或者部分环形的模型件如此定位在能够旋转的滚筒(3)上，使得它们形成具有环形通道(19、25、33、45、50)的线圈状的模型以用于容纳所述半成品；将所述半成品设置在所述线圈状的模型的通道中；旋转所述滚筒，使得由于离心力的原因将所述基质材料向外迫压并且将包含在所述通道中的空气向内移动；利用温度将所述半成品硬化成塑料环；将所述塑料环从所述线圈状的模型中取出。

Description

用于由纤维复合材料半成品制造(部分)环形的、包含纤维增强塑料的构件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于由纤维复合材料半成品制造环形的或部分环形的、包含纤维增强塑料的构件的方法。

背景技术

由JP 06247770 A1(D1)已知一种用于制造圆柱形构件的方法，其中碳纤维增强塑料复合材料设置在离心机的模具腔中。在此，通过开口将树脂引入离心机的模具腔中。由于离心力的原因，实现了复合材料的均匀的注入。

US 5,393,215 B1(D2)描述了一种用于制造纤维复合材料构件的方法和设备，其中复合材料被引入离心机的模具腔中。随后将腔抽真空，使得腔进行旋转并且由此将树脂从位于离心机中心的区域中的容器中挤入腔中。

DE 29 19 498 A1公开了一种具有多个模具腔的离心铸造设备，所述腔通过通道与设置在设备中央的浇铸道相连接。由于离心力的原因，树脂混合物从浇铸道中压入模具腔中。在填充腔时，处于模型中的空气朝向旋转轴线的方向被挤出并且通过排气通道释放出。

US 5,906,836 B1描述了一种用于制造由聚氨脂材料组成的环形构件的离心铸造设备。在腔中能够引入加固线。

此外，由DE 39 35 133 C2已知一种用于制造至少部分环形的构件的卷绕方法，所述构件具有由两个型体组成的线轴，该线轴能够绕纵轴线旋转，使得将单向的碳纤维缠绕在外壳表面上。在此，通过引导装置的运动控制来控制卷绕模型，其中在型体的侧面部分的区域中相叠地卷绕比在中心更多的纤维层。线轴的腔借助于盖板封闭并且经过铸造开口来填充液体的塑料。

在WO 02/058917 A2中描述了一种用于制造产品的离心的成型方法，其中在该方法中将待成型的原材料引入离心机中。为了构成均匀厚度的产品，将型砂引入离心机中，准确地讲，引入由原材料围绕的容积内。在成型过程中，在离心机工作时由所述引入的型砂将附加的力施加在待成型的材料上，也就是说，从内部将压力施加在材料上，由此使得材料与离心机的外壁相接触。

在DE 2 138 353 A中描述了一种用于通过基质材料浸透半成品的方法，其中通过大的动能在没有将空气掺杂到半成品上或者半成品中的情况下离心基质材料。

在DE 1 886 051 U中描述了一种用于制造小部件的盘状模型离心机，该离心机具有多个设置为相叠的盘状模型，所述盘状模型共同绕其共同的中央轴线旋转并且通过设置在中央的共同的输送通道来供应基质材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于由纤维复合材料半成品制造环形的、包含纤维增强塑料的构件的方法，通过所述方法能够制造出具有复杂的横截面形状的构件。

所述目的通过权利要求1所述的特征实现。另外的实施形式在引用权利要求1所述的特征的从属权利要求中得到。

根据本发明，提出一种用于由纤维复合材料半成品制造构成为环形的或者部分环形的、包含纤维增强塑料的半成品或者构件的方法，其具有以下步骤：

(a)将至少一个环形的或者部分环形的模型件如此定位在能够旋转的滚筒(3)上，使得它们形成具有环形或者部分环形的通道部分(19、25、33、45、50)的线圈状的模型，所述通道部分(19、25、33、45、50)在径向上和/或滚筒的纵向上延伸，

(b)以多层的方式将半成品材料设置在线圈状的模型的通道部分(19、25、33、45、50)中，

(c)至少重复一次步骤(a)和(b)，将至少一个环形的或者部分环形的模型件添加在能够旋转的滚筒上以便构成另一个通道，所述另一个通道部分连接在目前的通道部分上，并且将半成品材料插入通道部分中，其中生成的系列通道部分至少部分地形成用于待制造的构件的模型。

(d)在将半成品材料插入各个通道部分中时和/或在构成至少一个通道部分后，将基质材料引入通道部分(19、25、33、45、50)中，(e)在构成通道部分(19、25、33、45、50)后，该通道部分(19、25、33、45、50)具有在其中存在的包含的半成品材料和基质材料，如此旋转滚筒(3)，使得由于离心力的原因基质材料被向外迫压并且在径向上向内挤出包含在通道中的空气，

(f)利用温度将位于通道(19、25、33、45、50)中的基质材料硬化成塑料环，

(g)在环形的半成品或者构件硬化后，拆开模型件的布置结构成部分并且将硬化的环形半成品或者构件取出。

根据本发明还提出逐步地形成模具或者彼此相连的通道部分，其中分别在各个方法步骤中制成多个通道部分的一个后将用于纤维复合构件的纤维半成品或者半成品材料插入相应生成的通道部分中。

根据本发明提出，在旋转滚筒前，将多个环形的或者部分环形的模型件进行定位并且多次交替地以多层的方式将半成品设置在线圈状的模型的通道中。

在根据本发明的方法中能够尤其是提出，两个紧靠着的模型件构造成使得所述模型件以形状接合的方式相互作用，使得位于滚筒的径向上的外边的模型件在滚筒的轴向上固定在位于径向上里边的模型件上，并且使得位于外边的模型件的指向轴向的侧壁形成通道部分的侧壁。

在此能够提出，两个模型件如此设置在由模型件相应形成的布置结构上，使得模型件的两个彼此相对并沿着滚筒的径向延伸的侧壁构成用于形成构件腹板的通道部分，所述构件腹板连接在借助于模型件已经形成的通道部分上，并且将在周向延伸的覆盖元件设置在模型件的相应的容纳面上，所述覆盖元件在径向上向外将所形成的通道部分密封，使得在滚筒旋转时密封件阻止基质材料从通道中移动出来。

在此，覆盖元件的表面和模型件中的至少一个的上侧能够形成在滚筒的轴向上延伸的通道部分，所述通道部分连接于沿着滚筒的径向延伸的用于形成构件腹板的通道部分，并且为了形成轴向延伸的凸缘，将半成品材料插入轴向延伸的通道部分中并且将基质材料导入轴向延伸的通道部分中。

此外能够提出，在由多个环形的或者部分环形的模型件形成具有环形通道的线圈状的模型的情况下，形成至少一个用于将基质材料导入通道中的输送通道。在此，输送通道从滚筒的内部通入到通道中。可替代地或者附加地能够形成输送通道，该输送通道从通道通入到滚筒的外部环境。

按照根据本发明的方法能够使用密封件或者盖板，所述盖板如此设置在线圈状的模型上，使得所述密封件或者所述盖板在径向上在外边将通道密封，以便在滚筒旋转时密封件阻止基质材料从通道中移动出来。

根据本发明能够提出，在制成塑料环后拆开所述塑料环成部分并且取出所述塑料环。

能够使用树脂或者金属熔化物作为基质材料。此外能够选择粗纱、织物、纺织品、预浸料坯和/或纤维或者其组合作为半成品。

模型件能够由纤维增强的材料形成。

能够如此提供模型件的布置结构，即线圈状的模型的通道如此形成，使得所述通道形成所述模型，所述模型用于由用于待制造的构件的至少一个凸缘和至少一个腹板组成的组合。

能够如此将多个环形的或者部分环形的模型件定位在能够旋转的滚筒上，使得在同样的滚筒上在滚筒的纵向上并排着制成多个由纤维复合材料半成品组成的构件并且从滚筒取出。

通过根据本发明的方法尤其是能够以并行的方法在同样的滚筒上制成多个硬化的半成品或者构件，也就是说能够提出，将多个环形的或者部分环形的模型件如此定位在能够旋转的滚筒上，使得模型件定位在同样的滚筒上，使得在滚筒的纵向上能够制成多个由纤维复合材料半成品形成的半成品或者构件并且能够从滚筒取出。

因此，根据本发明能够提供由纤维复合材料半成品制造包含环形的或者部分环形的纤维增强塑料的半成品或者构件。根据本发明的方法提出，借助于模型件逐步地由通道部分构造成通道，使得所述通道部分在待制成的构件成形后形成。通道可以逐步地由部分形成，其中逐步地在制成通道部分后可以分别将用于制造纤维复合构件的半成品材料插入所述通道部分中。这意味着，具有对于纤维复合构件的制造必要的纤维方向的半成品材料能够插入通道中。在此，例如纤维材料能够通过卷绕法插入通道部分中。这尤其是可能的，即分别形成的通道部分成形为使得所述通道部分以旋转对称的方法绕滚筒轴线延伸并且在径向上向外为开着的并且因此可以插入纤维或者纤维束或者由纤维组成的干燥的或者防水的半成品。此外根据本发明可以提出，在形成通道部分后将基质材料导入通道部分中，并且在此或者在形成多个通道部分后将基质材料导入通道部分中。半成品的引入尤其是通过预定的纤维方向实现，所述纤维方向应当相应于在待制造的半成品或者构件中的纤维方向，使得借助于旋转方法在技术上可以制造出复杂预设的形状，例如具有径向延伸的腹板和在轴向上连接在所述腹板上的凸缘。

附图说明

接下来根据附图描述本发明的实施例，其示出：

图1示出根据本发明设置的滚筒和多个用于设置在能够旋转的滚筒上的环形或者部分环形的模型件的立体分解图；

图2示出能够旋转的滚筒在纵向上的部分剖面图，其具有环形或者部分环形的模型件在滚筒上的例如完整的构造；

图3a示出能够旋转的滚筒的支撑区域具有两个设置在滚筒上的环形模型件，该模型件在侧面由固定角撑环支撑，以及通过设置半成品来形成用于待制造的隔框的内缘条；

图3b示出能够旋转的滚筒的支承区域，在该支承区域上基于在图3a中所示的状态设置两个另外的环形模型件以用于此外形成待制造的隔框的内凸缘；

图3c示出能够旋转的滚筒的支承区域，在该支承区域上基于在图3b中所示的状态设置另一个环形模型件来替换先前所设置的模型件以用于此外形成待制造的隔框的腹板；

图3d示出能够旋转的滚筒的支承区域，在该支承区域上基于在图3c中所示的状态设置两个另外的环形模型件来替换已经设置的模型件以及两个另外的环形模型件用于改进在先前步骤中形成的在待制造的隔框上的腹板；

图3e示出能够旋转的滚筒的支承区域，在该支承区域上基于在图3d中所示的具有已经设置的环形的模型件的状态，此外卷绕待制造的隔框的外缘条；

图3f示出能够旋转的滚筒的支承区域，在该支承区域上基于在图3e中所示的状态设置环形覆盖元件以用于密封所设置的模型件复合结构。

具体实施方式

图1示出根据本发明设置的制造设备1的立体分解图，所述制造设备具有滚筒3和多个环形的或者部分环形的设在所述滚筒上的模型件，所述模型件能够应用在根据本发明的用于形成飞机机身的环形隔框的方法的实施例中以用于设置在能够旋转的滚筒上。所设置的模型件的至少一个具有一个或者多个外表面，半成品材料能够设置在所述外表面上。

通过根据本发明的方法或者借助于根据本发明的设备不仅能够制造例如隔框的型材，而且还能够同时制造多个型材。作为实施例，在图2中示出同时制造两个型材。由此提高了机器产能和每个时间段的借助于根据本发明的制造设备能够制造的构件的数量。

通过分布在多个模型段中还能够制造非旋转对称的半成品或者构件。例如能够制造具有椭圆形的基本横截面形状的构件。还能够制造具有以下基本横截面形状的构件，所述基本横截面形状不是封闭的并且具有例如部分椭圆的或者部分抛物面的形状。

在此，作为半成品尤其是能够使用：粗纱、织物、纺织品、预浸料坯和/或纤维。与半成品一起使用基质材料。在将半成品引入各个通道部分后，将基质材料引入基质材料的通道中，树脂或者金属熔化物可以用作基质材料。此外，基质材料还能够与半成品一起设置在滚筒上，所述半成品例如为预浸渍的半成品(预浸料坯)。

为了描述的目的，滚筒3与纵向L(图2)相关联，所述纵向与所述滚筒的对称轴重合。由此得到径向R和周向U。在图3a至3f中以根据本发明的不同的方法步骤示出环形的或者部分环形的模型件在滚筒上的安装顺序以用于变型的实施例。在此，图2示出能够旋转的滚筒在纵向上的部分剖面图，所述部分剖面图具有环形或者部分环形的模型件在滚筒上的完整的构造，所述构造在图3a至3f中逐步示出。

按照根据本发明的用于由纤维复合材料半成品制造环形的或者部分环形的半成品或者构件的方法，所述维复合材料半成品包含纤维增强的塑料，首先将多个环形的或者部分环形的模型件定位在能够旋转的滚筒上，使得所述模型件在滚筒的周向上延伸并且由此形成线圈状的模型，所述线圈状的模型具有环形的容纳部或者用于容纳半成品的通道部分，并且随后半成品以多层的方式设置在线圈状的模型的环形容纳部中。环形的容纳部生成以下构造，通过该构造能够形成待制造的构件的至少一部分。

在图3a至图3f所示的实施例中，首先将两个环形的模型件11、12设置在能够旋转的滚筒3的支承区域或者支承面5上，在这里所述的实施例中所述模型件11、12在方法过程中没有被更换并且因此还称为基础模型件。能够旋转的滚筒3的支承面5还能够为设在滚筒的周面上的套筒的周面。每个模型件11、12具有面向第一滚筒端部3a的第一侧面11a或者12a和面向第二滚筒端部3b的第二侧面11b或者12b。基础模型件11、12的径向的内表面11c、12c设置在滚筒3的支承面5上。

在所述的实施例中，外周面11d、12d具有如下轮廓，半成品材料能够部分设置或者卷绕在所述轮廓上并且所述轮廓适合于容纳另外的模型件。为此，在这里所描述的实施情况中模型件分别具有凹槽13或者14，所述凹槽13或者14位于相应地在径向上设置在外部的棱角上，使得所述凹槽13或者14在相应地将模型件11、12定位在滚筒3上时形成连续的凹槽15。在滚筒端部3a、3b的方向上观察，所述凹槽15通过第一模型件11的首先暴露的、径向延伸的且面向第二滚筒端部的侧面11b和第二模型件12的彼此相对的、首先暴露的且径向延伸的以及面向第一滚筒端部3a的侧面14a来限定。在模型件11、12的面向各个滚筒端部3a、3b的侧面11a、12b上通过固定角撑18、17看起来向外，也就是说在纵向L上支撑模型件11、12。

在所示的应用情况中将具有在径向R上延伸的预定的厚度的半成品材料插入容纳部15中。在制成的构件的硬化步骤后，所述半成品层19形成待制造的隔框的内凸缘，其中层厚度相应于内凸缘的厚度(图3a)。

在下一步骤中，将第一和第二模型件21或者22设置在用于形成内凸缘的层19上，所述第一和第二模型件21或者22在以后的步骤中由另外的模型件来代替，使得所述模型件还能够称为中间模型件。在所描述的实施例中，第一中间模型件21如此构造成并且如此设置在凹槽15中，使得第一中间模型件21在径向上在外部覆盖第二中间模型件22并且所述第二中间模型件22容纳在第一中间模型件21的径向的内侧上的凹槽中。在此，第二中间模型件22和第二基础模型件12如此构造成并且如此彼此相对地设置，使得在第一中间模型件22和第二基础模型件12的设在所述第一中间模型件22旁边的且径向延伸的侧壁14a之间保持径向延伸的通道或者空隙23为空着的，所述通道或者空隙23此外在滚筒3的周向U上延伸。在下一步骤中同样将半成品材料23a插入或者设置在所述径向延伸的空隙23中，使得生成径向延伸的半成品腹板25，所述半成品腹板25在待制造的构件中形成凸起，该凸起用于在构件的轴向上密封待制造的隔框的内凸缘。第一中间模型件21的面向第一滚筒端部3a的径向延伸的第一侧面21a紧靠着第一基础模型件11的面向所述侧面21a的侧面或者凹槽壁11b(图3b)。

在下一步骤中，通过第三中间模型件30代替第一中间模型件21，所述第三中间模型件30同样用于中间步骤并且然后被代替(图3c)。第三模型件30在其侧面部分36上沿着第一模型件11在滚筒3的轴向L上延伸并且在轴向上越过所述第一模型件11还沿着第二基础模型件12的一部分延伸，其中第三模型件30紧靠着所述部分。为了固定或者稳固第三模型件30，所述第三模型件30在面向第二基础模型件12的一侧上具有在周向U上延伸的且指向滚筒轴线的突出部35。此外，第二基础模型件12在面向第三模型件30的一侧上具有槽27以用于以形状接合的方式容纳环形的突出部35并且用于将第三中间件固定在滚筒3的轴向L上。第三模型件30如此构造成并且设置在凹槽15中，使得所述第三模型件30在其径向延伸的且朝向第一滚筒端部3a的第一侧壁30a与第一基础模型件11的侧面11b或者凹槽壁之间释放出在径向上且在周向U上延伸的通道或者空隙33，在下一步骤中将半成品材料34插入所述通道或者空隙33中，所述半成品材料34以直角的方式连接在用于构成内凸缘的材料层19上(图3c)。

在下一步骤中，将第一成型的模型件41和第二成型的模型件42设置在目前制造的模型件结构上(图3d)，所述第一成型的模型件41和第二成型的模型件42如此构造成并且定位在目前制造的模型件结构上，使得在所述第一成型的模型件41和所述第二成型的模型件42之间构成在径向R上延伸的空隙或者通道43，所述空隙或者通道43连接在径向延伸的具有同样宽度的空隙33上(图3e)。在此，在第一成型的模型件41或者第二成型的模型件42的面向彼此的径向延伸的且彼此相对的侧面41b、42a之间构成空隙43。随后再次将基质材料和/或半成品材料插入或者设置在空隙33中或者在空隙33上，使得在待制造的构件中生成径向延伸的半成品腹板45，所述半成品腹板45在所述构件中为由空隙33形成的腹板的延长部。

第一成型的模型件41在其内周侧上具有支承面41c，所述支承面41c如此获得并且尤其是具有如此的内径，使得第一成型的模型件41在纵向L上能够从滚筒3的第一端部3a推到目前的形状结构上。第二成型的模型件42同样在其内周侧上具有支承面42c，所述支承面42c如此获得并且尤其是具有如此的内径，使得第二成型的模型件42在纵向L上能够从滚筒3的第二端部3b推到目前的形状结构上(图3d)。为了加强模型件41和42以抵抗扭转和抵抗作用在周向U上的力，所述模型件41和42在其外部的面向第一或者第二滚筒端部3a、3b的一侧上设有肋部41a或者42b。此外，模型件41和42在其内表面41c或者42c上具有从所述内表面41c或者42c向内部延伸的，也就是说朝着滚筒中心轴线延伸的、环形的或者其它类型的突出部45、46。在将模型件41、42推到已经定位在滚筒3上的模型件的布置结构上时所述突出部与相应的模型件11或者30的指向相应滚筒端部3a、3b的侧面相接触，在给出的应用情形中相应的模型件41或者42从相应滚筒端部3a或者3b分别被推到所述相应模型件11或者30上。

在所示的实施例中，设置在第一滚筒端部3a附近的模型件41具有在其宽度上在轴向的滚筒方向上延伸的容纳部或者凹处或者通道50，所述通道50的内部与空隙43相连接。另外的半成品材料插入通道50中并且连接在插入空隙43的材料上。在待制造的构件中，插入空隙43的材料形成以环形的方式在滚筒3的轴向上延伸的外缘条。

为了密封形状结构，在根据图3a至3f的应用情形中将环形的覆盖元件60或者密封件相对于限位面45从第一滚筒端部3a推到所述形状结构上，所述限位面45从第一滚筒端部3a看来设置为越过最外边的通道50，使得在环形覆盖元件60的相应构造中所述覆盖元件60覆盖通道50(图3f)。通道50终止于覆盖元件60的下方并且覆盖元件60密封通道50，使得当滚筒3旋转时覆盖元件60阻止基质材料从通道中移动出来。

因此，在模型件结构中能够使用模型件，该模型件一体地并且尤其是一体地制成。在给出的应用情形中这适用于模型件11、12、41、42。此外能够使用由多个，也就是说至少两个周向部件形成的模型件。在给出的应用情形中这适用于模型件21、22、30。这部分地为模型件，该模型件由于动力学的原因能够不通过推开的方式设置在所述模型件的按照规定的位置上。在所述装配在周向上的模型件中，所述模型件在周向上彼此相互固定，为此例如在所述模型件的设置在周向的端部上能够使用固定的耦联元件或者环形的带。

根据本发明，构件最好制成为以下构造，即在该构造的布置结构中彼此之间产生待形成的通道的形状，所述通道至少具有在径向上延伸的部分。在此，使用一体的或者一体地制成的模型件的组合，所述模型件由于动力学的原因必须在周向上延伸。

所述应用情形的模型件的特征能够根据形状结构的设计方案和由此产生的动力学的情形以其它的方式来组合以用于其它应用情形，也就是说以另外的方式构造成的待制造的构件。

在此，尤其是还能够提供如模型件21或者22的模型件，所述模型件仅用于半成品铺设的中间步骤并且此外通过其它的模型件来代替，以便借助于半成品材料来延续待填料的通道。

半成品材料能够例如作为纺织品或者纤维层设置在层中或者作为纱线或者粗纱卷绕在分别准备的通道中并且如此引入通道中。在此尤其是提出，半成品的纤维或者线或者纱线或者粗纱在预定的方向上插入相应的通道部分中。

分别准备好的通道最好如此通过应用在相应形状结构中的模型件构造成，使得所述模型件然后通过半成品材料以统一的方式，即例如通过同样的卷绕技术或者铺设技术来充满。然而还能够在填充分别准备好的通道时使用不同铺设方法的组合。

在滚筒的轴向剖面上看来，待形成的且在周向上和在径向上延伸的通道逐步地在径向上或者还在轴向上如有可能通过相应的过渡部在轴向和区域和径向的区域之间延伸。在特殊的情况下还能够形成以下通道，所述通道的横截面在滚筒的轴向剖面上看来倾斜于轴向L或者径向R延伸。

在将多个环形的或者部分环形的模型件定位在能够旋转的滚筒3上时或者在将多个环形的或者部分环形的模型件定位在能够旋转的滚筒3上之后，所述模型件形成线圈状的模型，所述线圈状的模型具有环形的，由通道部分19、25、33、45、50形成的通道用于容纳半成品，以及用于以多层的方式将在半成品设置在线圈状的模型的通道中，可选地将基质材料引入由半成品材料填充的通道中。如果半成品已经具有足够的基质材料，还能够取消所述步骤。

这能够在准备好一个通道部分19、25、33、45、50后逐步地完成或者在准备好多个通道部分19、25、33、45、50后完成或者在准备好由通道部分19、25、33、45、50共同形成的通道后完成并且尤其是在设置环形覆盖元件60后完成。

在此，半成品已经设有基质材料，例如在使用用于基质材料的预浸料坯的情况下。

可替代地或者附加地能够在模型件构造时或者在模型件构造后形成基质材料输送通道，所述基质材料输送通道通过基质材料输送装置与用于基质材料的存储容器相连接，使得能够从基质材料输送装置将基质材料导入由模型件形成的通道19、25、33、45、50中。基质材料输送装置能够设置在滚筒3a内或者滚筒3外，使得输送通道从由模型件形成的通道19、25、33、45、50延伸到滚筒内的区域中或者滚筒的外部环境中。

在将半成品材料和基质材料引入由模型件形成的通道19、25、33、45、50中后如此实现滚筒的旋转，使得由于离心力的原因将基质材料向外迫压并且在径向上向内挤出包含在通道中的空气，使得准备好通道填充以用于形成高质量的塑料。

为了从通道19、25、33、45、50中挤出或者漏出空气能够形成附加的出口通道，所述出口通道通过在模型件之间形成的空隙来产生或者所述出口通道通过其它方式，例如通过将小管插入设置在最里边的模型件中来完成。出口通道从由模型件形成的通道19、25、33、45、50的在径向上设置在最里边的位置开始延伸。出口通道延伸到滚筒3的内部中并且能够在内端部上为开着的或者通入到接收容器中。如果输送通道在由模型件形成的通道19、25、33、45、50的在径向上设置在最里边的位置上通到所述通道19、25、33、45、50中，出口通道还能够与输送管道为相同的。

在下一步骤中实现半成品材料和基质材料的硬化，在加热成塑料环或者部分环并且将塑料环从线圈状的模型中取出或者取出由模型件形成的模型件结构的情况下，所述半成品材料和基质材料设置在由模型件形成的通道19、25、33、45、50中。

根据本发明使用的模型件不必为旋转对称的或者部分旋转对称的，也就是说不必在周向上具有平行地延伸的边缘并且能够例如在周向U上看来构造成为斜面状的，根据本发明这还可以称为“环形的”或者“部分环形的”。根据待制造的构件的构造，模型件还能够形成为非对称的。重要的是，逐步地设置所述模型件，使得在所述模型件之间构成通道以用于插入半成品和/或用于导入基质材料。通道具有在周向和径向上的部分使得在滚筒旋转时将离心力施加到基质材料上。

模型件，例如基础模型件和中间模型件和其它模型件的特征通常能够设置或者不设置在所述模型件上，使得能够实现所述模型件的布置结构，在所述布置结构中能够根据本发明实现预定构造的构件的制造。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于由纤维复合材料半成品制造环形的或者部分环形的、包含纤维增强塑料的半成品或者构件的方法，具有以下步骤：

(a)将至少一个环形的或者部分环形的模型件定位在能够旋转的滚筒(3)上，使得它们形成具有环形的或者部分环形的通道部分(19、25、33、45、50)的线圈状的模型，所述通道部分(19、25、33、45、50)在所述滚筒的径向上和/或在所述滚筒的纵向上延伸，

(b)以多层的方式将半成品材料设置在所述线圈状的模型的所述通道部分(19、25、33、45、50)中，

(c)至少重复一次所述步骤(a)和(b)，将至少一个环形的或者部分环形的模型件添加在所述能够旋转的滚筒上以便构成另一个通道部分，所述另一个通道部分连接在目前的通道部分上，并且半成品材料插入所述通道部分中，其中生成的系列通道部分至少部分地形成用于所述待制造的构件的模型，

(d)在将半成品材料插入各个通道部分(19、25、33、45、50)中时和/或在构成至少一个通道部分后，将基质材料引入所述通道部分(19、25、33、45、50)中，

(e)在构成所述通道部分(19、25、33、45、50)后，所述通道部分(19、25、33、45、50)具有在其中存在的包含的半成品材料和基质材料，旋转所述滚筒(3)，使得由于离心力的原因所述基质材料被向外迫压并且在径向上向内挤出包含在所述通道中的空气，

(f)将位于所述通道(19、25、33、45、50)中的基质材料硬化，

(g)在所述环形的半成品或者构件硬化后，拆开所述模型件的布置结构成部分并且将所述硬化的环形半成品或者构件取出，

其特征在于，

通道部分为在径向上向外开口的凹槽。

2.一种用于由纤维复合材料半成品制造环形的或者部分环形的、包含纤维增强塑料的半成品或者构件的方法，具有以下步骤：

(a)将至少一个环形的或者部分环形的模型件定位在能够旋转的滚筒(3)上，使得它们形成具有环形的或者部分环形的通道部分(19、25、33、45、50)的线圈状的模型，所述通道部分(19、25、33、45、50)在所述滚筒的径向上和/或在所述滚筒的纵向上延伸，

(b)以多层的方式将半成品材料设置在所述线圈状的模型的所述通道部分(19、25、33、45、50)中，

(c)至少重复一次所述步骤(a)和(b)，将至少一个环形的或者部分环形的模型件添加在所述能够旋转的滚筒上以便构成另一个通道部分，所述另一个通道部分连接在目前的通道部分上，并且半成品材料插入所述通道部分中，其中生成的系列通道部分至少部分地形成用于所述待制造的构件的模型，

(d)在将半成品材料插入各个通道部分(19、25、33、45、50)中时和/或在构成至少一个通道部分后，将基质材料引入所述通道部分(19、25、33、45、50)中，

(e)在构成所述通道部分(19、25、33、45、50)后，所述通道部分(19、25、33、45、50)具有在其中存在的包含的半成品材料和基质材料，旋转所述滚筒(3)，使得由于离心力的原因所述基质材料被向外迫压并且在径向上向内挤出包含在所述通道中的空气，

(f)将位于所述通道(19、25、33、45、50)中的基质材料硬化，

(g)在所述环形的半成品或者构件硬化后，拆开所述模型件的布置结构成部分并且将所述硬化的环形半成品或者构件取出，

其特征在于，

两个彼此紧靠着的模型件(12、30)构造成使得所述模型件(12、30)以形状接合的方式相互作用，使得位于所述滚筒(3)的径向上的外边的所述模型件(30)在所述滚筒(3)的轴向上固定在位于在径向上在里边的所述模型件(12)上，并且使得位于外边的所述模型件(30)的指向轴向的侧壁形成通道部分的侧壁(34a)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通道部分为在径向上向外开口的凹槽。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，两个模型件如此设置在由所述模型件(11、30)相应形成的布置结构上，使得所述模型件(41、42)的两个彼此相对并沿着所述滚筒(3)的径向延伸的侧壁构成用于形成所述构件腹板的通道部分(43)，所述通道部分(43)连接在借助于所述模型件(11、30)已经形成的通道部分(33)上，并且将在周向延伸的覆盖元件(60)设置在所述模型件(41、42)的相应的容纳面上，所述覆盖元件(60)在径向上向外将所形成的所述通道部分密封，使得在所述滚筒(3)旋转时所述密封件(60)阻止所述基质材料从所述通道中移动出来。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述覆盖元件(60)的表面和所述模型件(11、30)中的至少一个的上侧能够形成在所述滚筒(3)的轴向上延伸的通道部分(50)，所述通道部分(50)连接于沿着所述滚筒(3)的径向延伸的用于形成构件腹板的通道部分，并且为了形成轴向延伸的凸缘，将半成品材料插入所述轴向延伸的通道部分(50)中并且将基质材料导入所述轴向延伸的通道部分(50)中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在由多个环形的或者部分环形的模型件形成具有环形通道(19、25、33、45、50)的线圈状的模型的情况下，形成至少一个用于将基质材料导入所述通道(19、25、33、45、50)中的输送通道，通过所述输送通道可以将所述基质材料导入所述通道部分(19、25、33、45、50)中。

7.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述输送通道从所述滚筒的内部通入到所述通道中。

8.根据权利要求3或者4所述的方法，其特征在于，形成输送通道，所述输送通道从所述通道通入到所述滚筒的外部环境中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过卷绕法或者在铺设方法中将半成品材料插入通道部分中。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于预浸料坯半成品材料的插入来将所述基质材料插入所述通道部分(19、25、33、45、50)中。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，能够使用树脂、热塑性塑料或者金属熔化物作为基质材料。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用具有预定的纤维方向的纤维材料作为半成品，将所述半成品以预定的方式插入所述通道部分中，以便在所述待制造的包含纤维增强塑料的环形的半成品或者构件中设置有预定的纤维方向，并且能够使用粗纱、织物、纺织品、预浸料坯和/或纤维作为半成品。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述模型件由纤维增强的材料形成。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述线圈状的模型的通道(19、25、33、45、50)形成为使得所述通道形成所述模型，所述模型用于由用于所述待制造的构件的至少一个凸缘和至少一个腹板组成的组合。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将多个环形的或者部分环形的模型件定位在能够旋转的滚筒(3)上，使得在同样的滚筒(3)上在所述滚筒(3)的纵向(L)上并排着制成多个由纤维复合材料半成品组成的构件并且从所述滚筒(3)中取出。

Claims (15)

1.一种用于由纤维复合材料半成品制造环形的或者部分环形的、包含纤维增强塑料的半成品或者构件的方法，具有以下步骤：

(a)将至少一个环形的或者部分环形的模型件定位在能够旋转的滚筒(3)上，使得它们形成具有环形的或者部分环形的通道部分(19、25、33、45、50)的线圈状的模型，所述通道部分(19、25、33、45、50)在所述滚筒的径向上和/或在所述滚筒的纵向上延伸，

(b)以多层的方式将半成品材料设置在所述线圈状的模型的所述通道部分(19、25、33、45、50)中，

(c)至少重复一次所述步骤(a)和(b)，将至少一个环形的或者部分环形的模型件添加在所述能够旋转的滚筒上以便构成另一个通道部分，所述另一个通道部分连接在目前的通道部分上，并且半成品材料插入所述通道部分中，其中生成的系列通道部分至少部分地形成用于所述待制造的构件的模型，

(d)在将半成品材料插入各个通道部分(19、25、33、45、50)中时和/或在构成至少一个通道部分后，将基质材料引入所述通道部分(19、25、33、45、50)中，

(e)在构成所述通道部分(19、25、33、45、50)后，所述通道部分(19、25、33、45、50)具有在其中存在的包含的半成品材料和基质材料，旋转所述滚筒(3)，使得由于离心力的原因所述基质材料被向外迫压并且在径向上向内挤出包含在所述通道中的空气，

(f)利用温度将位于所述通道(19、25、33、45、50)中的基质材料硬化成塑料环，

(g)在所述环形的半成品或者构件硬化后，拆开所述模型件的布置结构成部分并且将所述硬化的环形半成品或者构件取出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过卷绕法将半成品材料插入通道部分中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通道部分为在径向上向外开口的凹槽。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，两个彼此紧靠着的模型件(12、30)构造成使得所述模型件(12、30)以形状接合的方式相互作用，使得位于所述滚筒(3)的径向上的外边的所述模型件(30)在所述滚筒(3)的轴向上固定在位于在径向上在里边的所述模型件(12)上，并且使得位于外边的所述模型件(30)的指向轴向的侧壁形成通道部分的侧壁(34a)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，两个模型件如此设置在由所述模型件(11、30)相应形成的布置结构上，使得所述模型件(41、42)的两个彼此相对并沿着所述滚筒(3)的径向延伸的侧壁构成用于形成所述构件腹板的通道部分(43)，所述通道部分(43)连接在借助于所述模型件(11、30)已经形成的通道部分(33)上，并且将在周向延伸的覆盖元件(60)设置在所述模型件(41、42)的相应的容纳面上，所述覆盖元件(60)在径向上向外将所形成的所述通道部分密封，使得在所述滚筒(3)旋转时所述密封件(60)阻止所述基质材料从所述通道中移动出来。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述覆盖元件(60)的表面和所述模型件(11、30)中的至少一个的上侧能够形成在所述滚筒(3)的轴向上延伸的通道部分(50)，所述通道部分(50)连接于沿着所述滚筒(3)的径向延伸的用于形成构件腹板的通道部分，并且为了形成轴向延伸的凸缘，将半成品材料插入所述轴向延伸的通道部分(50)中并且将基质材料导入所述轴向延伸的通道部分(50)中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在由多个环形的或者部分环形的模型件形成具有环形通道(19、25、33、45、50)的线圈状的模型的情况下，形成至少一个用于将基质材料导入所述通道(19、25、33、45、50)中的输送通道，通过所述输送通道可以将所述基质材料导入所述通道部分(19、25、33、45、50)中。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述输送通道从所述滚筒的内部通入到所述通道中。

9.根据权利要求3或者4所述的方法，其特征在于，形成输送通道，所述输送通道从所述通道通入到所述滚筒的外部环境中。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于预浸料坯半成品材料的插入来将所述基质材料插入所述通道部分(19、25、33、45、50)中。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，能够使用树脂或者金属熔化物作为基质材料。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用具有预定的纤维方向的纤维材料作为半成品，将所述半成品以预定的方式插入所述通道部分中，以便在所述待制造的包含纤维增强塑料的环形的半成品或者构件中设置有预定的纤维方向，并且能够使用粗纱、织物、纺织品、预浸料坯和/或纤维作为半成品。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述模型件由纤维增强的材料形成。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述线圈状的模型的通道(19、25、33、45、50)形成为使得所述通道形成所述模型，所述模型用于由用于所述待制造的构件的至少一个凸缘和至少一个腹板组成的组合。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将多个环形的或者部分环形的模型件定位在能够旋转的滚筒(3)上，使得在同样的滚筒(3)上在所述滚筒(3)的纵向(L)上并排着制成多个由纤维复合材料半成品组成的构件并且从所述滚筒(3)中取出。

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