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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Formkern zur Abstützung
der Innenkontur eines hohlen und zu einem wesentlichen Anteil aus
einem Fasermaterial gebildeten Formteils während dessen Herstellung.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines
solchen Formteils und ein Verfahren zur Herstellung eines betreffenden
Formkerns.
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Der
Begriff ”zu einem wesentlichen Anteil aus einem Fasermaterial” soll
im Rahmen der Erfindung bedeuten, dass das Fasermaterial einen nicht unerheblichen
Einfluss für die Eigenschaften des Formteils besitzt, insbesondere
die mechanische Eigenschaften des Formteils bzw. eines daraus durch Weiterverarbeitung
hergestellten Bauteils maßgeblich mitbestimmt.
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Ein
zu einem wesentlichen Anteil aus einem Fasermaterial gebildetes
Formteil kann z. B. zu einem Faserverbundbauteil weiterverarbeitet
werden, d. h. zu einem Bauteil, in welchem Fasern in einer ”Matrix” eingebettet
sind. Die Anwendung von Faserverbundbauteilen ist vor allem wegen
deren hohen Festigkeiten bei relativ geringem Gewicht in vielen Anwendungsbereichen
interessant.
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Beim
Herstellen hohler Formteile wird das Fasermaterial oftmals zunächst
auf einen Formkern aufgebracht, z. B. aufgewickelt oder aufgeflochten, wobei
dieser Formkern bzw. Flechtkern zu einem späteren Zeitpunkt
entfernt, d. h. aus dem gebildeten Formteil entformt werden muss.
Ein Verfahren zum Aufflechten von Fasermaterial zur Bildung eines
hohlen Formteils ist beispielsweise in der
WO 2005/098117 A1 beschrieben.
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Nachteilig
ist im Stand der Technik z. B. die Gefahr einer Beschädigung
des Formteils beim Entformen. Die Ursache dafür sind oftmals
relativ hohe, zum Entformen aufzuwendende Kräfte, welche
die teilweise sehr empfindlichen Formteile verformen bzw. beschädigen
können. Außerdem ist es ein Nachteil, dass die
Formgestaltung des Formkerns bzw. der Innenkontur des damit herzustellenden Formteils
in der Praxis erheblichen Einschränkungen unterworfen ist.
Diesbezüglich ist insbesondere an Formgestaltungen mit
mehreren ”Hinterschneidungen” (durch sich in einer
Längserstreckungsrichtung verändernde Querschnitte)
zu denken, welche einer einfach zu realisierenden Entformung entgegenstehen.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, das Entformen eines Formkerns der
eingangs genannten Art aus einem damit gebildeten Formteil zu vereinfachen und/oder
schonender zu bewerkstelligen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst von einem Formkern mit den Merkmalen
des Anspruches 1, von einem Verfahren zur Herstellung eines Formteils
gemäß Anspruch 12 und von einem Verfahren zur
Herstellung eines Formkerns gemäß Anspruch 17
bzw. 18. Bevorzugte und vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand
der jeweils abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß wird
ein Formkern vorgeschlagen, zur Abstützung der Innenkontur
eines hohlen und zu einem wesentlichen Anteil aus einem Fasermaterial
gebildeten Formteils während dessen Herstellung, wobei
der Formkern zum Entformen durch Aufbringen einer Zugkraft zumindest
abschnittsweise bandartig (bzw. schnurartig) abwickelbar und kontinuierlich
aus der Innenkontur des gebildeten hohlen Formteils ausziehbar ist
und/oder zumindest abschnittsweise in mehrere miteinander verbundene
Segmente teilbar ist, wobei diese Segmente beim Entformen im wesentlichen
kontinuierlich und nacheinander aus der Innenkontur des gebildeten hohlen
Formteils herauslösbar sind.
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Der
Begriff ”Abstützung” ist im Sinne der
Erfindung sehr breit zu verstehen. Insbesondere kann der erfindungsgemäße
Formkern auch der Formgebung für die Innenkontur des hohlen
Formteils dienen, wobei dessen Außenfläche als
Negativkontur für die Innenkontur des hohlen Formteils
hergerichtet ist.
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Die
erfindungsgemäße Lösung hat viele Vorteile.
Ein wesentlicher Vorteil ist z. B. darin zu sehen, dass der Formkern
beim Entformen nicht im Gesamten aus der Innenkontur des gebildeten
Formteils herausgelöst werden muss, sondern sukzessive
entformt werden kann, wozu eine deutlich geringere Entformungskraft
erforderlich ist. Dadurch werden insbesondere empfindliche Formteile
beim Entformen des Formkerns geschont. Außerdem ist die
Erfindung vorteilhaft auch für bislang im Stand der Technik
als problematisch zu erachtende Formgestaltungen (z. B. mit Hinterschneidungen)
einsetzbar.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Formkern wenigstens
eine vorgegebene bzw. vorab definierte Trennlinie aufweist, entlang
derer der Formkern zum Entformen abwickelbar oder in einzelne Segmente
teilbar ist. Zur Ausbildung der Trennlinie bestehen vielfältige
Möglichkeiten.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Trennlinie durch
einen Schnitt, einen teilweisen Schnitt oder eine Perforation gebildet
ist. Auch Kombinationen hiervon sind möglich. Ein teilweiser
Schnitt erstreckt sich dabei nicht über die gesamte Materialstärke
des Formkerns, jedoch z. B. über mehr als 2/3 (66%), 3/4
(75%) oder 4/5 (80%) der Materialstärke, so dass ein Materialsteg
verbleibt. Je nach Ausführungsform des Formkerns verbindet
dieser verbleibende Materialsteg die einzelnen Segmente zugfest
oder reißt bei Aufbringen der Zugkraft ab, worauf hin sich
der Formkern z. B. bandartig abwickeln lässt. Die Perforation
ist bevorzugt derart ausgebildet, dass die Materialbrücken
entlang der Perfo rationslinie durch Aufbringen der Zugkraft durchreißen,
worauf hin sich der Formkern z. B. bandartig abwickeln lässt.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Trennlinie entlang
einer Längserstreckungsrichtung des Formkerns wendelartig ausgebildet
ist. Die Trennlinie kann hierzu z. B. in Form eines gleichmäßigen
Wendelgangs in die Außenoberfläche des Formkerns
eingebracht sein. Die Breite eines Wendelgangs entspricht hierbei
der Breite des zum Entformen des Formkerns abziehbaren Bandes. Der
Wendelgang kann rechtsgängig oder linksgängig
ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich mehrere Wendelgänge
und insbesondere auch parallele Wendelgänge vorzusehen.
Die Steigung des Wendelgangs bestimmt die maximale Länge
des abziehbaren Bandes.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Formkern aus
einem durch die Zugkraft verformbaren Material gebildet ist. Die
beim Entformen des Formkerns erfolgende Verformung des Materials
kann dabei sowohl elastische als auch plastische Verformungsanteile
enthalten. Bevorzugt sind jedoch Materialien, bei denen hinsichtlich
der aufgebrachten Zugkraft die elastischen Verformungsanteile überwiegen.
Der Formkern kann insbesondere aus einem Kunststoffmaterial oder
einem Silikonmaterial bzw. einem silikonbasierten Material gebildet
sein. Um eine ausreichende Festigkeit bei gleichfalls gegebener
Verformbarkeit aufzuweisen sollte das Kunststoffmaterial oder das
Silikonmaterial eine Shore-A-Härte von deutlich über
Null und deutlich unter 100 aufweisen. Bevorzugt ist z. B. ein Bereich
von 20 bis 90 und insbesondere von 40 bis 70 für die Shore-A-Härte.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass kraftübertragende
Querschnitte hinreichend dimensioniert sind, um die aufgebrachte Zugkraft
beim Entformen des Formkerns zerstörungsfrei übertragen
zu können. Maßgeblich für die Dimensionierung
ist jeweils der kleinste an der Kraftübertragung beteiligte
Querschnitt. Je nach Ausführungsform des Formkerns sind
dementsprechend die Breite des Wendelgangs, welcher beim Entformen ein
abziehbares Band bildet, oder der Materialsteg, welcher beim Entformen
die einzelnen Segmente miteinander verbindet, zu dimensionieren.
Hierbei ist selbstverständlich auch das jeweilige Material,
aus welchem der Formkern gebildet ist, zu berücksichtigen.
Die Dimensionierung erfolgt bevorzugt anhand einer maximal zulässigen
Materialspannung, welche nicht überschritten werden darf.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Formkern aus
einem Vollmaterial gebildet ist.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Material
des Formkerns wenigstens einen Hohlraum einschließt, wobei in
den Hohlraum ein Stützteil einbringbar ist oder eingebracht
ist. Ein solcher Hohlraum kann z. B. mit über die Länge
betrachtet einheitlichen Querschnitt, insbesondere z. B. zylindrisch
ausgebildet sein. Er kann vorteilhaft der Aufnahme eines Stützkörpers wie
z. B. einer Aluminiumstange dienen, welche den Formkern stützt
bzw. stabilisiert.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Formkern aus
wenigstens einem wenigstens einlagig gewickelten Band gebildet ist.
Bevorzugt ist dieses Band auf einer Stützstange wie z.
B. einer Aluminiumstange aufgewickelt und ist hierbei in Längserstreckungsrichtung
dieser Stange wendelartig angeordnet. Das Band kann hierbei vor- und
wieder rückgeführt sein, um mehrere Lagen auszubilden.
Die Stange kann in dem Wickel verbleiben (und dann als Stützkörper
dienen) oder entfernt werden. Anstelle des Bandes kann auch eine
Schnur oder dgl. verwendet werden. Das Band oder die Schnur kann
zudem mit einem Fixiermittel wie z. B. einem Wachs versehen sein.
Ein derart gebildeter Formkern lässt sich besonders einfach
Entformen, wozu das Band bzw. die Schnur lediglich kontinuierlich
aus der Innenkontur des gebildeten hohlen Formteils herausgezogen
werden muss, bis sich dieses vollständig von dem Wickel
abgewickelt hat.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Formkern entlang
einer Längserstreckungsrichtung sich verändernde
Querschnitte aufweist, die beim Entformen Hinterschneidungen darstellen
bzw. ausbilden. Damit bestehen äußerst vielfältige
Formgebungsmöglichkeiten für die Innenkontur des
hohlen Formteils. Ein Entformen solcher Formkerne war bisher im
Stand der Technik wegen des sehr hohen Kraftaufwandes nicht bzw.
kaum möglich, wodurch die Formgebungsmöglichkeiten stark
eingeschränkt waren.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein maximaler Durchmesser
des Formkerns nicht mehr als 0,2 m und bevorzugt nicht mehr als
0,1 m beträgt. Diese Angaben beziehen sich vorrangig auf
die Durchmesser runder Querschnitte und gelten analog für
andere Querschnittsformen. Bei Formteilen dieses Durchmessers tritt
die geringe Kraft zum Entformen des erfindungsgemäßen
Formkerns besonders vorteilhaft hervor.
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Ein
erfindungsgemäßer Formkern wird bevorzugt für
die Herstellung eines Faserverbund-Vorformteils (Preform) für
die anschließende Weiterverarbeitung zu einem Faserverbund-Bauteil
verwendet. Ein solches Vorformteil kann vor einer vollständigen Aushärtung
insbesondere umformtechnisch weiterbearbeitet werden. Der erfindungsgemäße
Formkern kann besonders vorteilhaft z. B. bei der Herstellung eines
CFK-Bauteils verwendet werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines
hohlen und zu einem wesentlichen Anteil aus einem Fasermaterial
gebildeten Formteils umfasst die folgenden Schritte:
- – Bereitstellen eines Formkerns der oben beschriebenen
Art;
- – Aufbringen von Fasermaterial auf wenigstens einen
Abschnitt der Außenoberfläche des Formkerns zur
Bildung des hohlen Formteils; und
- – Entformen des Formkerns aus dem gebildeten Formteil
durch Aufbringen einer Zugkraft an wenigstens einem Ende des Formkerns,
wodurch sich dieser, zumindest abschnittsweise, bandartig und kontinuierlich
aus der Innenkontur des gebildeten Formteils ausziehen lässt
und/oder wodurch, zumindest abschnittsweise, einzelne Segmente des
Formkerns im wesentlichen kontinuierlich und nacheinander aus der
Innenkontur des hohlen Formteils herausgelöst werden.
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Das
auf den Formkern aufgebrachte Fasermaterial ist bevorzugt aus Glasfasern,
Kohlenstofffasern, Kunststofffasern und anderen synthetisch hergestellten
Fasern, Stahlfasern, Naturfasern oder Kombinationen hiervon gebildet.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Fasermaterial
mittels einer Rundflechttechnik auf den Formkern aufgebracht wird.
Der Formkern kann in diesem Fall auch als Flechtkern bezeichnet
werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das auf den Formkern
aufgebrachte Fasermaterial mittels einer Nähtechnik vernäht wird.
Dies kann z. B. vorrangig dazu dienen, das auf den Formkern aufgebrachte
Fasermaterial bzw. die einzelnen Lagen des Fasermaterials zueinander
zu arretieren und zu stabilisieren, insbesondere auch hinsichtlich
des Entformungsvorgangs. Darüber hinaus können
durch das Vernähen vorteilhaft auch ”in z-Richtung
orientierte”, also schräg oder orthogonal zur
Fasermaterialebene verlaufende Fasern eingebracht werden, welche
im fertigen Bauteil als Verstärkungsfasern dienen. In dieser
Hinsicht kann es vorteilhaft sein, wenn das zum Vernähen
verwendete Fasermaterial von gleicher Art wie das zur Bildung des
Formteils verwendete Fasermaterial ist. Beispielsweise kann in beiden
Fällen ein gleiches ”Roving” (z. B. aus
Kohlen stofffasern) verwendet werden. Gemäß einer
Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Vernähung sich auch
teilweise in das Material des Formkerns hinein erstreckt, was z.
B. bei Ausbildung des Formkerns aus einem Silikonmaterial oder dergleichen
ohne weiteres möglich ist. Diese Weiterbildung vermag in
vielen Fällen das Vernähen zu vereinfachen und
bewirkt eine zusätzliche Lagefixierung des an der Außenkontur
der Formkerns aufgebrachten Fasermaterials. Das Material des Formkerns
kann bei dieser Weiterbildung so gewählt werden, dass dieses
sich beim Entformen des Formkerns von der Vernähung ”losreißt”.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vernähung
z. B. als so genanntes Tufting vorgesehen.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass nach dem Aufbringen
des Fasermaterials auf den Formkern dieses zumindest abschnittsweise
mit wenigstens einem Matrixmaterial getränkt bzw. infiltriert
wird. Alternativ oder zusätzlich könnte das Fasermaterial
auch mit dem Matrixmaterial beschichtet werden. Als Matrixmaterial
ist ein Harz, wie insbesondere z. B. ein Phenolharz, oder z. B.
ein keramisches Material bevorzugt. Ergänzend oder alternativ
kann vorgesehen sein, dass das Fasermaterial bereits vor dem Aufbringen
auf den Formkern mit einem Matrixmaterial beschichtet oder getränkt
ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Formkern zumindest
während des Aufbringens des Fasermaterials durch wenigstens
ein innenliegendes Stützteil in seiner Form stabilisiert
wird. Hierzu ist der Formkern bevorzugt mit einem Hohlraum oder
einer Innenausnehmung ausgebildet. Das Stützteil kann flexibel,
jedoch relativ formstabil z. B. aus einem Kunststoffmaterial oder
einem Silikonmaterial, oder sehr starr, z. B. aus einem metallischen
Material wie z. B. Aluminium ausgebildet sein. Für die
Funktion des Stützteils wesentlich ist, dass der Formkern
mit enthaltenem Stützteil eine größere
Formstabilität besitzt als ohne dieses Stützteil
(und ohne den entsprechenden Hohlraum).
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Erfindungsgemäß wird
weiterhin ein Verfahren vorgeschlagen, zur Herstellung eines betreffenden
Formkerns zur Abstützung der Innenkontur eines hohlen und
zu einem wesentlichen Anteil aus einem Fasermaterial gebildeten
Formteils während dessen Herstellung, wobei der Formkern
aus wenigstens einem bandartigen Material zu einem wieder abwickelbaren
Wickel aufgewickelt wird.
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Alternativ
hierzu wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Formkern aus
einem Material wie z. B. Kunststoffmaterial oder einem Silikonmaterial
gebildet wird, in das wenigstens eine vorgegebene Trennlinie eingebracht
ist, entlang welcher der Formkern zum Entformen abwickelbar oder
in einzelne Segmente teilbar ist. Bevorzugt wird die Trennlinie durch
einen Schneidvorgang eingebracht. Falls es sich um einen hohlen
Formkern handelt, ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass während
des Schneidvorgangs in den Hohlraum ein starres Stützteil
eingebracht ist, gegen dass sich ein verwendetes Schneidwerkzeug
(z. B. Messer) abstützen kann. Auch z. B. ein Lasern zur
Ausbildung einer oder mehrerer Trennlinien ist denkbar. Hieraus
ergibt sich z. B. ein spiralartiger Formkern.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben.
Es stellen dar:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel eines Formkerns in einer perspektivischen
Ansicht;
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2 den
erfindungsgemäßen Formkern nach der 1 beim
Entformen;
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3 ein
zweites Ausführungsbeispiel eines Formkerns in einer schematischen
Seitenansicht;
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4 ein
Beispiel (Rundflechten) für das Aufbringen des Fasermaterials
auf den Formkern; und
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5 einen
Formkern (z. B. nach der 1 oder der 3)
mit aufgebrachtem Fasermaterial, vor dem Entformen.
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Die 1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel eines Formkerns 1 in
einer hohlzylindrischen Ausführung mit einem kreisringförmigen
Querschnitt. Der Formkern 1 weist eine Außenoberfläche 2 auf, auf
welche ein Fasermaterial zur Bildung eines hohlen Formteils aufgebracht
wird. Das Aufbringen des Fasermaterials auf den Formkern 1 wird
weiter unten im Zusammenhang mit den 4 und 5 näher erläutert.
Der Formkern 1 weist weiterhin eine Innenausnehmung bzw.
einen Hohlraum 3 auf, in den ein Stützteil wie
z. B. eine Aluminiumstange oder dgl. eingebracht werden kann, um
den Formkern 1 radial nach innen auf diesem Stützteil
abzustützen. Die Längserstreckungsrichtung des
Formkerns 1 ist durch eine gerade Längsachse 4 bestimmt.
Alternativ kann die Längsachse 4 auch wenigstens
eine Krümmung und/oder wenigstens einen Knick aufweisen. Der
Formkern 1 weist im dargestellten Beispiel entlang seiner
Längsachse 4 einen konstanten kreisringringförmigen
Querschnitt auf. Alternativ können auch andere Querschnittsformen
und insbesondere auch sich entlang der Längsachse 4 verändernde Querschnittsabmessungen
und Querschnittsformen vorgesehen sein.
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Nach
der in 1 nicht dargestellten Aufbringung von Fasermaterial
wird zum Entformen des Formkerns 1 an wenigstens einem
axialen Ende eine Zugkraft F aufgebracht. Dies zeigt die 2.
Die Zugkraft F bewirkt, dass der Formkern 1 bandartig und
kontinuierlich abgewickelt und aus der Innenkontur des aus dem aufgebrachten
Fasermaterials gebildeten hohlen Formteils herausziehbar ist. Damit
ist zum Entformen des Formkerns 1 nur eine verhältnismäßig
geringe Entformungskraft bzw. Zugkraft F erforderlich, was insbesondere
das gebildete Formteil schont. Weiterhin lässt sich der
erfindungsgemäße Formkern 1 sehr gut
aus Hinterschnitten bzw. Hinterschneidungen des gebildeten Formteils
entformen (wenn der Querschnitt des Formkerns abweichend vom Beispiel
gemäß 1 entsprechende Variationen
in Längsstreckungsrichtung besitzt).
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Gemäß dem
gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Formkern 1 entlang
einer vorgegebenen Trennlinie 5 (2) abgewickelt.
Die Trennlinie 5 ist wendelartig bzw. spiralförmig
ausgebildet. Die Breite eines Wendelgangs entspricht der Breite
des zum Entformen des Formkerns 1 abziehbaren Bandes 6. Das
abziehbare Band 6 weist im gezeigten Beispiel in etwa einen
quadratischen Querschnitt auf. Die Trennlinie 5 ist als
Vollschnitt ausgeführt. Alternativ kann die Trennlinie 5 auch
als teilweiser Schnitt oder als Perforation ausgebildet sein, wobei
verbleibende Materialstege oder Materialbrücken durch Aufbringen
der Zugkraft F abreißen. Die Trennlinie 5 kann sich über
die gesamte Außenoberfläche 2 des Formkerns 1 erstrecken
oder auch nur abschnittsweise ausgebildet sein, z. B. nur in jenen
Abschnitten, die sich schwer entformen lassen.
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Die 3 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel eines Formkerns 1'.
Der Formkern 1' weist wiederum eine zylindrische Form oder
auch eine hohlzylindrische Form auf. Quer zur Längsachse 4 sind mehrere
Trennlinien 5' eingebracht, die beispielhaft senkrecht
zur Längsachse 4 ausgebildet sind, und welche
den Formkern 1' in eine Vielzahl von Segmenten 7 unterteilen,
die beim Entformen des Formkerns 1 im wesentlichen kontinuierlich
und nacheinander aus der Innenkontur des gebildeten hohlen Formteils
herauslösbar sind. Die Segmente 7 sind über
verbleibende Materialstege 8 miteinander verbunden. Auch
hier sind die Trennlinien 5' als Vollschnitte ausgeführt.
Alternativ können die Trennlinien 5' aber auch
als teilweise Schnitte oder als Perforationen ausgebildet sein,
wobei verbleibende Materialstege oder Materialbrücken,
mit Ausnahme der die Segmente 7 verbindenden Materialstege 8,
durch das Aufbringen der Zugkraft F abreißen. Die Trenn linien 5' können
auch nur abschnittsweise ausgebildet sein, z. B. nur in jenen Abschnitten
des Formkerns 1', die sich schwer entformen lassen.
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Weiterhin
sind auch Kombinationen des ersten und des zweiten Ausführungsbeispieles
möglich. Auch ist denkbar, den Formkern 1 oder 1' gleichzeitig an
beiden Enden aus dem gebildeten Formteil herauszuziehen, wozu dieser
z. B. zweiteilig ausgebildet sein kann.
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Die 4 veranschaulicht
ein Aufbringen von Fasermaterial auf einen Formkern, z. B. bei dem es
sich um den Formkern 1 oder 1' der oben bereits beschriebenen
Art handeln kann. Hierzu wird der hier langgestreckte Formkern 1 oder 1' in
der Pfeilrichtung axial durch eine Flechtstation 11 (alternativ
z. B. Wickelstation) bewegt. Der Formkern 1 oder 1' kann diesbezüglich
auch als Flechtkern bezeichnet werden. Das Geflechten des Formkerns 1 oder 1' erfolgt durch
vier Flechträder, die jeweils paarweise gegeneinander drehen
und von denen das erste Paar 12a eine erste Flechtlage
auf den Formkern aufbringt und von denen das zweite Paar 12b eine
zweite Flechtlage auf den Formkern aufbringt. Es kann vorgesehen sein,
dass der langgestreckte bewickelte oder beflochtene Formkern 1 oder 1' durch
eine nachfolgende (nicht dargestellte) Trennstation zugeschnitten wird.
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Die 5 zeigt
(in schematischer Längsschnittansicht) einen Formkern,
z. B. wieder den Formkern 1 oder 1', nach dem
Aufbringen eines Fasermaterials 9, welches ein hohles Formteil
bildet, dessen Innenkontur durch die Form der Außenoberfläche 2 des
Formkerns 1 oder 1' bestimmt ist. Der Formkern 1 oder 1' ist
hier als Vollzylinder ausgebildet, könnte jedoch ebenso
auch als Hohlzylinder gemäß der 1 ausgebildet
sein. Das Fasermaterial 9 befindet sich bevorzugt in mehreren
Lagen (in 5 nicht dargestellt) auf der
Außenoberfläche 2 des Formkerns 1 oder 1' und
wurde z. B. aufgewickelt oder aufgeflochten. Das Fasermaterial 9 bzw.
die einzelnen Lagen des Fasermaterials 9 sind hier nachträglich
noch mittels zweier Fäden 10 bzw. Garnmaterialien
im wesentlichen in einer zur Außenoberfläche 2 orthogonalen
Richtung zueinander fixiert. Alternativ kann auch nur ein Faden 10 oder
mehr als zwei Fäden 10 vorgesehen sein. Der Faden 10 wird
nach dem Aufbringen des Fasermaterials 9 auf den Formkern 1 oder 1' in
das Fasermaterial 9 bzw. in die Lagen des Fasermaterials 9 eingebracht
bzw. eingenäht (z. B. ”Tufting”). Damit
ein Faden 10 das Fasermaterial 9 auf dem Formkern 1 oder 1' vollständig durchdringt,
sollte die den Faden 10 einbringende Nadel in die Außenoberfläche 2 des
Formkerns 1 oder 1' eindringen. Um hierbei die
Nähnadel zu schonen ist der Formkern 1 oder 1' bevorzugt
aus einem geeignet weichen Material wie Silikonmaterial oder aus
einem Kunststoffmaterial gebildet, welches in seiner Shore-A-Härte
so gewählt ist, dass die Nadel unbeschädigt bleibt.
Weiterhin ist der Faden 10 zumindest teilweise auch in
der Außenoberfläche 2 des Formkerns 1 oder 1' fixiert,
was unter anderem auch der Stabilisierung der Naht dient. Der Faden 10 muss somit
beim Entformen des Formkerns 1 oder 1' quasi aus
der Außenoberfläche 2 herausgerissen
werden. Auch hier zeigt sich der Vorteil des erfindungsgemäßen
Formkerns 1 oder 1', da durch das bandartige oder
segmentweise Ausziehen nur immer einzelne Schlaufen des Fadens 10 aus
der Außenoberfläche 2 des Formkerns 1 oder 1' herausgelöst
werden, was insbesondere auch das durch das Fasermaterial 9 gebildete
Formteil schont.
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In
einer Ausführungsvariante wird das auf dem Formkern 1 oder 1' aufgebrachte
Fasermaterial 9 noch auf dem Formkern 1 oder 1' mit
einem Matrixmaterial (z. B. Epoxidharzsystem) getränkt
(”infiltriert”), welches nach einem abschließenden
Aushärtevorgang infolge einer Druck- und/oder Wärmeinbringung
zusammen mit dem Fasermaterial 9 ein Faserverbund-Bauteil
ausbildet.
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In
einer anderen Ausführungsvariante erfolgt ein solches Tränken
erst nach dem Entformen des Formkerns.
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Ein
etwaiges Vernähen (z. B. ”Tufting”) des Fasermaterials 9 erfolgt
bevorzugt vor dem Tränken mit dem Matrixmaterial.
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Bevorzugt
wird der Formkern 1 oder 1' vor dem abschließenden
Aushärtevorgang entformt. In diesem Stadium kann das Formteil
quasi als Faserverbund-Vorformteil (Preform) insbesondere noch umformtechnisch
weiterbearbeitet werden. Der Formkern 1 oder 1' kann
jedoch auch zu jedem anderen technisch realisierbaren Zeitpunkt
entformt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt vor dem Entformen
ein teilweises Aushärten des Matrixmaterials.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/098117
A1 [0004]