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Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Faserverbundtechnologie und insbesondere eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Umfalten eines Profilabschnitts eines zur Herstellung eines Faserverbundbauteils vorgesehenen textilen Halbzeugprofils, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen textilen Halbzeugprofils.
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Im Rahmen der Herstellung von Faserverbundbauteilen wird oftmals zunächst ein textiles Halbzeug aus Fasermaterial (z. B. eine oder mehrere Lagen von Gewebe, Gelege, Vlies etc.) gefertigt, aus welchem durch nachfolgende Infiltration des Fasermaterials mit einem Matrixmaterial, üblicherweise ein Harzsystem wie z. B. Epoxidharz, und Aushärtung des infiltrierten Fasermaterials (z. B. thermische Aushärtung) ein Faserverbundwerkstoff bzw. das Faserverbundbauteil entsteht.
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Das Halbzeug kann bereits mit dem Matrixmaterial vorimprägniert als so genanntes ”Prepreg” gefertigt werden, wobei dem finalen Aushärteschritt gegebenenfalls noch eine Umformung des Halbzeuges vorausgehen kann. Alternativ kann ein ”trockenes” Halbzeug gefertigt werden, welches nachträglich noch mit dem Matrixmaterial zu infiltrieren ist, um sodann durch einen Aushärteschritt den gewünschten Faserverbundwerkstoff herzustellen. Auch ein trockenes Halbzeug kann vor oder nach seiner Infiltration – als ”Preform” (Vorformling) – noch einem oder mehreren Umformschritten unterzogen werden. Von einem ”trockenen” Halbzeug spricht man auch dann, wenn darin ein so genannter Binder (z. B. in Form von einer oder mehreren Binderlagen) enthalten ist, welcher für eine gewisse mechanische Stabilisierung des Halbzeuges sorgt.
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Aus dem Dokument
WO 2008/073146 A2 ,
WO 2008/090911 A1 ,
WO 02/42044 A1 oder
EP 1481790 A2 ist eine Vorrichtung bekannt mit der ein zunächst ebenes Halbzeugprofil der Vorrichtung zugeführt bzw. hindurchgeführt wird, um bestimmte Profilabschnitte umzufalten.
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Die vorliegende Erfindung widmet sich der Problematik einer einfachen Herstellung von textilen Halbzeugprofilen, welche z. B. zur Herstellung von Faserverbund-Profilbauteilen verwendet werden. Solche Profilbauteile können z. B. sehr vorteilhaft in der Fahrzeugtechnik und der Luft- und Raumfahrttechnik als Strukturbauteile (z. B. Spanten eines Flugzeugrumpfes) mit niedrigem Gewicht und hoher mechanischer Belastbarkeit eingesetzt werden.
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Der Begriff ”Profil” ist im Rahmen der Erfindung sehr breit zu verstehen. Bei dem textilen Halbzeugprofil kann es sich sowohl um geradlinig als auch gekrümmt verlaufende Profile handeln. Darüber hinaus soll nicht ausgeschlossen sein, dass der Profilquerschnitt des Halbzeugprofils über die (geradlinig oder gekrümmt verlaufende) Länge des Halbzeugprofils in seiner Form und/oder seinen Abmessungen variiert.
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Eine reproduzierbar qualitativ hochwertige, einfache und kostengünstige Herstellung von textilen Halbzeugprofilen bedingt oftmals Einschränkungen hinsichtlich der Gestalt des Halbzeuges. Lediglich beispielhaft sei hierzu erwähnt, dass unter Einsatz der so genannten Rundflechttechnik in sehr vorteilhafter Weise Halbzeugprofile hergestellt werden können, dies jedoch nicht mit beliebigen Profilquerschnitten, so dass das entstehende Rundgeflecht gegebenenfalls noch einer Weiterverarbeitung unterzogen werden muss, um daraus ein im Hinblick auf die gewünschte Gestalt des Faserverbundbauteils ”endkonturnahes” Halbzeug zu schaffen. Als unmittelbares Ergebnis eines Rundflechtens entsteht ein Halbzeugprofil mit im Wesentlichen O-förmigem Profilquerschnitt oder zumindest ringförmig geschlossen verlaufendem Profilquerschnitt. Durch einfache oder mehrfache Auftrennung eines derartigen Profils in Längsrichtung können zwar im Wesentlichen C-förmige Profilquerschnitte erzeugt werden, nicht jedoch beispielsweise Z-Profilquerschnitte. Hierfür ist es vielmehr erforderlich, wenigstens einen Profilabschnitt des Halbzeugprofils nachträglich umzufalten.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, um einen einfachen Weg zum Umfalten eines Profilabschnitts eines zur Herstellung eines Faserverbundbauteils vorgesehenen textilen Halbzeugprofils aufzuzeigen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. ein Verfahren nach Anspruch 10 oder 13 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Umfaltvorrichtung umfasst:
- – eine Klemmeinrichtung zum Einklemmen eines nicht umzufaltenden Profilabschnitts des Profils in einem in Längsrichtung des Profils verlaufenden Klemmspalt, aus welchem der umzufaltende Profilabschnitt des Profils herausragt,
- – einen der Mündung des Klemmspaltes und dem umzufaltenden Profilabschnitt benachbart in Längsrichtung des Profils verlaufenden Begrenzungsspalt, dessen Spaltbreite kleiner als diejenige Erstreckung ist, um welche der umzufaltende Profilabschnitt aus dem Klemmspalt herausragt, und
- – Umformmittel zum Einführen des umzufaltenden Profilabschnitts in den Begrenzungsspalt, derart, dass zunächst ein proximaler Profilabschnittbereich und dann sukzessive weiter distal gelegene Profilabschnittbereiche in den Begrenzungsspalt eingeführt werden.
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Das erfindungsgemäße Umfaltverfahren umfasst die Schritte:
- – Einklemmen eines nicht umzufaltenden Profilabschnitts des Profils in einem in Längsrichtung des Profils verlaufenden Klemmspalt einer Klemmeinrichtung, derart, dass der umzufaltende Profilabschnitt des Profils aus dem Klemmspalt herausragt, und
- – Einführen des umzufaltenden Profilabschnitts in einen der Mündung des Klemmspaltes und dem umzufaltenden Profilabschnitt benachbart in Längsrichtung des Profils verlaufenden Begrenzungsspalt, dessen Spaltbreite kleiner als die diejenige Erstreckung ist, um welche der umzufaltende Profilabschnitt aus dem Klemmspalt herausragt, wobei das Einführen derart erfolgt, dass zunächst ein proximaler Profilabschnittbereich und dann sukzessive weiter distal gelegene Profilabschnittbereiche in den Begrenzungsspalt eingeführt werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Umformmittel ein in Querrichtung unter Mitnahme des umzufaltenden Profilabschnitts in den Begrenzungsspalt hinein verlagerbares Umformblech (z. B. aus Metall oder Kunststoff) umfassen. Wesentlich ist hierbei die Relativbewegung in Querrichtung zwischen dem Profilabschnitt und dem Umformblech.
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Bei der Erfindung wird der umzufaltende Profilabschnitt in einer Weise umgeformt, durch welche eine hohe Qualität des Umformergebnisses ermöglicht wird. Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung den Einsatz einer Automatisierungs- bzw. Robotertechnik.
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Eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich z. B. für die Herstellung von Faserverbund-Profilbauteilen in der Fahrzeugtechnik oder der Luft- und Raumfahrttechnik, beispielsweise zur Herstellung von Verstärkungsprofilen. Ein Beispiel hierfür ist die Herstellung von Verstärkungsprofilen (geradlinig oder gekrümmt verlaufend) zur mechanischen Verstärkung von Flugzeugrümpfen, z. B. als in Umfangsrichtung des Rumpfes verlaufende ”Spanten” oder in Längsrichtung des Flugzeugrumpfes verlaufende ”Stringer”.
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Das textile Halbzeugprofil enthält im einfachsten Fall eine Einzellage eines flächig gefertigten textilen Halbzeuges, z. B. eine Lage eines Gewebes, Geflechtes, Geleges oder Vlieses. In einer Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, dass das textile Halbzeugprofil zumindest bereichsweise mehrere derartige Lagen eines Fasermaterials enthält. Das zur Herstellung des Halbzeugprofils verwendete Fasermaterial kann z. B. Glasfasern, Kohlenstofffasern, synthetische Kunststofffasern, Stahlfasern oder Naturfasern enthalten. Als Matrixmaterial im Rahmen der späteren Fertigstellung des Faserverbundbauteils sind insbesondere duroplastische Kunststoffe (Kunstharze) interessant. Ein spezielles Beispiel ist die Herstellung von CFK-Profilbauteilen unter Verwendung eines Epoxidharzsystems.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Klemmeinrichtung wenigstens zwei Klemmkörper mit daran ausgebildeten, an den einzuklemmenden Profilabschnitt angepassten Formflächen umfasst, zwischen denen der Klemmspalt definiert wird. Die Klemmkörper können z. B. aus Metall oder auch aus einem Kunststoff hergestellt sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Klemmkörper, bevorzugt automatisiert, gegeneinander verstellbar sind, so dass in einem geöffneten Zustand der Klemmeinrichtung das textile Halbzeugprofil bequem in die Klemmeinrichtung eingebracht werden kann, woraufhin nach Überführung in einen geschlossenen Zustand der Klemmeinrichtung die Einklemmung erfolgt. Daher umfasst die Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform ferner Antriebsmittel zum wenigstens teilweise automatischen Einklemmen des nicht umzufaltenden Profilabschnitts. Die Antriebsmittel können z. B. dazu ausgebildet sein, ein motorisch angetriebenes Öffnen und Schließen der Klemmeinrichtung derart zu bewerkstelligen, dass in einem geöffneten Zustand der Klemmeinrichtung das Halbzeugprofil komfortabel eingelegt werden kann (manuell oder automatisiert, z. B. mittels eines Roboters), und dass durch das Schließen der Klemmspalt ausgebildet wird bzw. die Einklemmung erfolgt.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Begrenzungsspalt zumindest auf einer seiner Seiten durch eine Formfläche eines den Klemmspalt begrenzenden Klemmkörpers begrenzt wird. In einer Weiterbildung dieser Ausführung ist vorgesehen, dass zur Begrenzung des Begrenzungsspaltes auf der anderen Seite ein Spaltbegrenzungskörper vorgesehen ist. Der Spaltbegrenzungskörper kann hierbei zur Einstellung der Spaltbreite relativ zum betreffenden Klemmkörper verstellbar sein. Für diese Verstellung können z. B. die oben erwähnten Antriebsmittel genutzt werden.
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In einer interessanten Weiterbildung des Umfaltverfahrens wird als ein den Klemmspalt begrenzender Klemmkörper ein Formkern verwendet, auf welchen zuvor ein Fasermaterial aufgebracht (z. B. aufgeflochten) wurde, um das textile Halbzeugprofil herzustellen (z. B. in Längsrichtung aufgetrenntes Rundgeflecht).
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Für die Gestaltung der Umformmittel ergeben sich vielfältige Möglichkeiten. Deren Zweck besteht darin, zunächst einen proximalen (nahe der Klemmspaltmündung liegenden) Bereich und dann sukzessive weiter distal gelegene Bereiche des umzufaltenden Profilabschnitts in den Begrenzungsspalt einzuführen (dessen Spaltbreite so klein bemessen ist, dass der Profilabschnitt nicht einfach in den Spalt ”hineinklappen” kann sondern mehr oder weniger über seine ganze Erstreckungsbreite eine Verformung erfährt).
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In einer ersten Alternative dieser Ausführung ist vorgesehen, dass das Umformblech in Längsrichtung betrachtet über die gesamte Längserstreckung des Profils verläuft, so dass bei der Querverlagerung des Umformbleches der umzufaltende Profilabschnitt gleichzeitig auf ganzer Länge umgeformt wird.
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In einer zweiten Alternative ist demgegenüber vorgesehen, dass das Umformblech in Längsrichtung betrachtet nur über einen Teil der Längserstreckung des Profils verläuft und nach seiner Querverlagerung in Längsrichtung relativ zur Klemmeimrichtung verlagert wird, um den Profilabschnitt über seine ganze Länge umzufalten.
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In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Umformmittel ein Umformblech mit einer schräg zur Längsrichtung in den Begrenzungsspalt verlaufenden Anlaufkante und Bewegungsmittel zum Relativbewegen des Profils relativ zum Umformblech in Längsrichtung derart umfassen, dass der Profilabschnitt durch Anlaufen gegen die Anlaufkante des Umformbleches in den Begrenzungsspalt eingeführt wird.
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Letztere Ausführung eignet sich gut für eine Automatisierung des Umfaltprozesses in einer ”fließbandartigen” Halbzeugbearbeitung. So können die Umformmittel z. B. eine Bearbeitungsstation in einer Bearbeitungslinie bilden, entlang derer das Halbzeug befördert wird. Ein spezielles Beispiel einer solchen Bearbeitungslinie umfasst folgende nacheinander angeordnete Bearbeitungsstationen:
- – eine Station zur Herstellung eines textilen Halbzeuges durch Aufbringung von Fasermaterial auf die Oberfläche oder auf Oberflächenbereiche einer Formkernanordnung, beispielsweise auf die Mantelfläche eines langgestreckten Formkerns, beispielsweise eine Rundflechtstation zur Herstellung eines Rundgeflechts aus Fasermaterial (z. B. Kohlenstofffasern), wobei das aufgebrachte Fasermaterial ein- oder mehrlagig sein kann und gegebenenfalls einen Binder (z. B. in Form von Binderlagen) enthalten kann,
- – gegebenenfalls eine Station zum Auftrennen des Halbzeuges in Längsrichtung (entsprechend der Förderrichtung entlang der Bearbeitungslinie), beispielsweise zur Auftrennung eines geschlossenen Profils (z. B. ”O-Profil”) in ein oder mehrere offene Profile (z. B. ”U-Profil(e)”), wobei ein freier Längsrand des erhaltenen Profils den nachfolgend umzufaltenden Profilabschnitt bildet, und
- – eine Station der oben beschriebenen Art zum Umfalten eines Profilabschnitts des Halbzeugprofils, wobei die Formkernanordnung bzw. der Formkern (oder Flechtkern) einen den Klemmspalt begrenzenden Klemmkörper bildet, und wobei die Umformmittel das beschriebene Umformblech mit der schräg verlaufenden Anlaufkante umfassen können, relativ zu welchem das Halbzeugprofil mittels des Förderantriebs der Bearbeitungslinie bewegt wird.
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In einer Weiterbildung des Umfaltverfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Umfaltvorgang eine weitere Umformung und/oder eine Fixierung des bereits umgefalteten Profilabschnitts durch Anwendung von Druck und/oder Temperatur erfolgt.
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Letztere Maßnahme kann in konstruktiv einfacher Weise z. B. mittels eines (bevorzugt automatisiert) gegen den umgefalteten Profilabschnitt verstellbaren und/oder heizbaren Nachbearbeitungskörpers realisiert sein, bei welchem es sich insbesondere um den oben bereits erwähnten Spaltbegrenzungskörper handeln kann, der in diesem Fall eine Doppelfunktion besitzt (einerseits zur Definition des Begrenzungsspaltes während des eigentlichen Umfaltprozesses und andererseits zur nachträglichen weiteren Umformung und/oder Fixierung des umgefalteten Profilabschnitts).
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Bei der Bearbeitung von relativ dicken Halbzeugprofilen kann das bis hierher beschriebene Umfaltverfahren Probleme hinsichtlich der Qualität der Umfaltung aufwerfen.
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Insbesondere vor diesem Hintergrund umfasst ein gemäß der Erfindung vorgesehenes vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen textilen Halbzeugprofils die Schritte:
- – Bereitstellen wenigstens eines ersten textilen Halbzeugprofils und Durchführen eines Umfaltprozesses der oben beschriebenen Art, und
- – Auflegen wenigstens eines zweiten textilen Halbzeugprofils auf das wenigstens eine, bereits umgefaltete erste Profil und erneutes Durchführen eines Umfaltprozesses der oben beschriebenen Art.
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Mit anderen Worten lässt sich das erfindungsgemäße Umfaltverfahren vorteilhaft auch mehrmals hintereinander durchführen, um ein gewünschtes Endprodukt (mehrlagiges Halbzeugprofil) durch Aufeinanderstapelung mehrerer Halbzeuge zu erzeugen, wobei nach jeder Hinzufügung eines weiteren Halbzeuges dieses unter Umfaltung des betreffenden Profilabschnitts mit den bereits gestapelten und umgefalteten Profilen verbunden wird. Hinsichtlich dieser Verbindung ist es von Vorteil, wenn die verwendete Vorrichtung sowohl den jeweils umgefalteten Profilabschnitt als auch den jeweils nicht umzufaltenden Profilabschnitt zu heizen vermag (z. B. durch Heizeinrichtungen sowohl an einem Spaltbegrenzungskörper der oben beschriebenen Art als auch an der verwendeten Klemmeinrichtung).
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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 bis 4 schematische Querschnittsansichten einer Vorrichtung zum Umfalten eines Profilabschnitts eines textilen Halbzeugprofils in verschiedenen Stadien der Umfaltung, nämlich
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1 für ein Anfangsstadium,
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2 für ein Zwischenstadium (während des eigentlichen Umfaltprozesses),
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3 für ein Endstadium (nach Abschluss des eigentlichen Umfaltprozesses), und
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4 für ein Endstadium nach zusätzlicher Fixierung des Profilabschnitts in seinem umgefalteten Zustand,
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5 eine perspektivische Ansicht einer Umfaltvorrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels, und
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6 eine schematische Draufsicht einer Bearbeitungslinie zur Herstellung und Bearbeitung von textilen Halbzeugprofilen.
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Die 1 bis 4 veranschaulichen eine Vorrichtung 10 und ein damit bewerkstelligtes Verfahren zum Umfalten eines Profilabschnitts 12 eines zur Herstellung eines Faserverbundbauteils vorgesehenen textilen Halbzeugprofils 14, welches neben dem umzufaltenden Profilabschnitt 12 noch einen nicht-umzufaltenden Profilabschnitt 16 aufweist.
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Im dargestellten Beispiel ist das Halbzeugprofil 14 orthogonal zur Zeichenebene der 1 bis 4 langgestreckt und besitzt anfänglich (1) einen etwa U-förmigen Profilquerschnitt.
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Das Umfaltverfahren dient dazu, dem Halbzeugprofil 14 am Ende (4) einen etwa Z-förmigen Profilquerschnitt zu verleihen. Dies wird durch ein Umfalten des Profilabschnitts 12 um etwa 180° in nachfolgend beschriebener Weise realisiert.
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Wie aus 1 ersichtlich, umfasst die Vorrichtung 10 eine Klemmeinrichtung zum Einklemmen des nicht-umzufaltenden Profilabschnitts 16 des Profils 14, welche im dargestellten Beispiel aus zwei Klemmkörpern 20 und 22 gebildet ist.
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An dieser Stelle sei lediglich beispielhaft angemerkt, dass es sich bei dem ersten Klemmkörper 20 z. B. um einen Flechtkern handeln kann, auf welchen zuvor ein Fasermaterial (z. B. Roving aus Kohlenstofffasern) aufgeflochten und anschließend in Längsrichtung aufgetrennt wurde bzw. ein in Längsrichtung verlaufender Profilabschnitt des Rundgeflechtes abgetrennt wurde.
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Unabhängig davon, ob der erste Klemmkörper 20 von einem solchen Flechtkern, oder allgemein ”Formkern” gebildet ist, beginnt das Verfahren damit, dass die beiden Klemmkörper 20 und 22 wie in 1 dargestellt in eine gegenseitige Lage zueinander derart gebracht werden, dass der nicht-umzufaltende Profilabschnitt 16 in einem in Längsrichtung des Profils 14 verlaufenden Klemmspalt 24 eingeklemmt wird, aus welchem der umzufaltende Profilabschnitt 12 des Profils 14 mit einer gewissen Erstreckungsbreite herausragt. Dieses Einklemmen erfolgt bevorzugt wenigstens teilweise automatisiert, etwa durch (nicht dargestellte) Antriebsmittel, welche durch eine Steuereinrichtung (z. B. auf eine Bedienereingabe hin) angesteuert werden.
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Ferner wird in diesem Anfangsstadium ein Spaltbegrenzungskörper 26 umfassend eine Heizeinrichtung 28 derart in der Nähe einer Oberfläche 30 des zweiten Klemmkörpers 22 positioniert, dass zwischen der Heizeinrichtung 28 und der Oberfläche 30 ein in Längsrichtung des Profils 14 verlaufender Begrenzungsspalt 32 bereitgestellt wird. Die bevorzugt automatisierte Verstellbarkeit des Spaltbegrenzungskörpers 26 (mittels der Antriebsmittel) wie auch die Heizbarkeit des Spaltbegrenzungskörpers 26 sind optional, jedoch sehr vorteilhaft und somit bevorzugt. Wesentlich ist, dass der Begrenzungsspalt 32 der Mündung des Klemmspaltes 24 und dem umzufaltenden Profilabschnitt 12 benachbart verläuft und dass die Spaltbreite des Begrenzungsspaltes 32 kleiner als diejenige Erstreckung ist, um welche der umzufaltende Profilabschnitt 12 aus dem Klemmspalt 24 herausragt.
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Bevorzugt ist diese Erstreckungsbreite des Profilabschnitts 12 wenigstens 10 mal so groß wie die Materialstärke (Dicke) des Profilabschnitts 12 (bzw. die maximale Dicke bei ungleichmäßiger Dicke). Die Spaltbreite des Begrenzungsspaltes 32 ist allenfalls geringfügig (z. B. etwa 5–20%) großer als das Zweifache der Dicke des Profilabschnitts 12 zuzüglich der Dicke eines Umformbleches 36, welches sich im Anfangsstadium gemäß 1 auf der vom Begrenzungsspalt 32 abgewandten Seite des Profilabschnitts 12 befindet (in 1 rechts), jedoch in einer Querrichtung verlagerbar ist. Die Verstellung des Spaltbegrenzungskörpers 26 erfolgt bevorzugt automatisiert unter Nutzung der Antriebsmittel.
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Ausgehend von der in 1 dargestellten Situation wird das Umformblech 36 in den Begrenzungsspalt 32 hineinverlagert (verschoben). Dadurch kommt der in 1 linke Rand des Umformbleches 36 zur Anlage an einem proximalen (vorrichtungsnahen) Bereich des Profilabschnitts 12 und nimmt diesen somit in Richtung zum Begrenzungsspalt 32 hin mit. In der Folge dieser Querverlagerung des Umformbleches 36 werden nachfolgend sukzessive weiter distal (vorrichtungsfern) gelegene Profilabschnittbereiche in den Begrenzungsspalt 32 eingeführt.
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Die in dem dargestellten Beispiel vorgesehene Spaltbreite von etwas mehr als dem Zweifachen der Materialstärke des Profilabschnitts 12 zuzüglich der Stärke des Umformbleches 36 gewährleistet, dass bei diesem Umfaltprozess das gesamte Material des Profilabschnitts 12 umgeformt wird.
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2 zeigt ein Zwischenstadium dieses Umformprozesses, bei welchem bis zu seinem Abschluss gewissermaßen jeder Materialbereich (zunächst proximal, dann immer weiter distal) ”einmal durchgewalkt” wird.
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Bei dieser Umformung des Profilabschnitts 12 besitzt eine Erwärmung des jeweils umzuformenden Materialbereiches durch die Heizeinrichtung 28 eine sehr vorteilhafte Wirkung (abhängig von der konkreten Wahl des Halbzeugmaterials).
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3 zeigt ein weiteres Zwischenstadium des Umfaltverfahrens, nämlich am Ende des eigentlichen Umfaltprozesses. In diesem Zustand ist der Profilabschnitt 12 bezüglich seiner Ausgangsorientierung (1) um etwa 180° umgefaltet, so dass das Halbzeugprofil 14 nunmehr einen im Wesentlichen Z-förmigen Profilquerschnitt besitzt.
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Zum Abschluss des hier beschriebenen Umfaltverfahrens wird der umgefaltete Profilabschnitt 12 schließlich noch durch Anwendung von Druck und Temperatur in seiner Lage fixiert. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass die Antriebsmittel nochmals aktiviert werden, um den Spaltbegrenzungskörper 26 mit der daran angeordneten Heizeinrichtung 28 gegen den umgefalteten Profilabschnitt 12 zu verfahren.
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Im dargestellten Beispiel wird vor dieser Fixierung das Umformblech 36 wieder zurück in seine Ausgangsposition verlagert. Die dann erfolgende Fixierung des Profilabschnitts 12 ist in 4 dargestellt und kann z. B. ein thermisches Aktivieren eines im Material des Profilabschnitts 12 enthaltenen Binders (z. B. Binderlagen in einem mehrlagigen textilen Halbzeugprofil 14) involvieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Fixierung z. B. durch teilweises Vernetzen eines im Halbzeug bereits enthaltenen Harzsystems gefördert oder bewerkstelligt werden.
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Wenn das Umformblech 36 in Längsrichtung betrachtet über die gesamte Längserstreckung des Halbzeugprofils 14 verläuft, kann mit dessen Querverlagerung (2) der umzufaltende Profilabschnitt 12 gleichzeitig auf seiner ganzen Länge umgeformt werden.
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Wenn demgegenüber das Umformblech 36 in Längsrichtung betrachtet nur über einen Teil der Längserstreckung des Profils 14 verläuft, so kann die Umfaltung des Profilabschnitts 12 über seine ganze Länge dadurch bewerkstelligt werden, dass das Umformblech 36 nach seiner Querverlagerung (wie mit Bezug auf 2 beschrieben) noch in Längsrichtung relativ zur Klemmeinrichtung 20, 22 bewegt wird.
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An dieser Stelle ist anzumerken, dass das Umfaltverfahren auch mehrmals hintereinander durchgeführt werden kann, etwa um ein dickeres, mehrlagiges Halbzeugprofil durch Aufeinanderstapelung mehrerer Halbzeuge zu erzeugen, wobei nach jeder Hinzufügung eines weiteren Halbzeuges (bei geöffneter Klemmeinrichtung 20, 22) dieses unter Umfaltung des betreffenden Profilabschnitts (bei geschlossener Klemmeinrichtung 20, 22) mit den bereits gestapelten und umgefalteten Profilen verbunden wird (z. B. durch thermisches Aktivieren eines enthaltenen Binders bzw. teilweises Vernetzen eines enthaltenen Harzsystems).
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Eine Modifikation des oben mit Bezug auf die 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiels wird nachfolgend mit Bezug auf 5 beschrieben.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung von weiteren Ausführungsbeispielen werden für gleichwirkende Komponenten die gleichen Bezugszahlen verwendet, jeweils ergänzt durch einen kleinen Buchstaben zur Unterscheidung der Ausführungsform. Dabei wird im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu dem bzw. den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen eingegangen und im Übrigen hiermit ausdrücklich auf die Beschreibung vorangegangener Ausführungsbeispiele verwiesen.
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5 zeigt eine Umfaltvorrichtung 10a zum Umfalten eines Profilabschnitts 12a eines textilen Halbzeugprofils 14a.
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Wie bei dem oben bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Klemmeinrichtung zum Einklemmen eines nicht-umzufaltenden Profilabschnitts 16a durch zwei Klemmkörper 20a und 22a gebildet, aus welcher der umzufaltende Profilabschnitt 12a herausragt.
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Benachbart zu einer Mündung des hierfür vorgesehenen Klemmspaltes 24a ist an einer bestimmten Position in Längsrichtung betrachtet ein Spaltbegrenzungskörper 26a angeordnet, welcher einen in Längsrichtung des Profils 14a verlaufenden Begrenzungsspalt 32a begrenzt.
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Wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind Mittel zum Einführen des umzufaltenden Profilabschnitts 12a in den Begrenzungsspalt 32a vorgesehen. Diese Umformmittel werden durch ein Umformblech 36a mit einer schräg zur Längsrichtung in den Begrenzungsspalt 32a hinein verlaufenden Anlaufkante 38a sowie von den (nicht dargestellten) Antriebsmitteln zum Relativbewegen (vgl. Pfeil in 5) der Klemmeinrichtung 20a, 22a samt eingeklemmten Profil 14a relativ zum Umformblech 36a und dem Spaltbegrenzungskörper 26a gebildet.
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Im Betrieb der Vorrichtung 10a bewegt sich die Klemmeinrichtung 20a, 22a samt Profil 14a in Längsrichtung an den stationär gelagerten Komponenten 26a und 36a derart vorbei, dass der Profilabschnitt 12a durch Anlaufen gegen die Anlaufkante 38a des Umformbleches 36a in den Begrenzungsspalt 32a eingeführt wird.
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Auch diese Ausführungsform eignet sich gut für eine Integration in eine industrielle Bearbeitungslinie zur Bearbeitung eines textilen Halbzeugprofils. Eine derartige Verwendungsmöglichkeit der in 5 dargestellten Umfaltvorrichtung wird nachfolgend mit Bezug auf 6 erläutert.
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6 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Anlage 40b zur Herstellung und Bearbeitung von textilen Halbzeugprofilen, die in 6 je nach Bearbeitungsstand mit 14b, 14b' bzw. 14b'' bezeichnet sind. Im rechten Teil der Figur sind außerdem Querschnitte der durch die Anlage 40b geführten Erzeugnisse für die verschiedenen Bearbeitungsstadien dargestellt.
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Die Anlage 40b umfasst drei hintereinander entlang einer Bearbeitungsbahn 42b angeordnete Bearbeitungsstationen, nämlich eine Rundflechtstation 44b, eine Profiltrennstation 46b und eine Profilumformstation (Umfaltvorrichtung) 48b.
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Die Anlage 40b funktioniert wie folgt:
Zunächst werden langgestreckte Flechtkerne 20b zu der Rundflechtstation 44b zugeführt und dort mit einem Fasermaterial beflochten. Damit werden die jeweils von einem Flechtkern 20b durchsetzten Halbzeugprofile 14b hergestellt, die als Rundgeflecht einen geschlossenen Profilquerschnitt (z. B. im Wesentlichen O-förmig, oval oder rechteckig) aufweisen. Das Rundgeflecht kann hierbei enthaltend einen Binder gefertigt werden.
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Die Profile 14b werden sodann der Profiltrennstation 46b zugeführt, in welcher jedes Profil 14b in Längsrichtung aufgetrennt (z. B. aufgeschnitten) wird, um ein oder mehrere Profile mit ”offenem Profilquerschnitt” zu erzeugen. Im dargestellten Beispiel werden die Profile 14b an zwei diametral entgegengesetzten Seiten der Länge nach aufgetrennt, so dass aus jedem geschlossenem Profil 14b zwei offene, z. B. etwa U-förmige Profile 14b' resultieren.
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Nach dieser Auftrennung des Profils 14b wird der Flechtkern 20b separiert (zur Wiederverwendung am Anfang der Bearbeitungsbahn 42b) und es werden zwei passende neue Kernteile 20b' in die hergestellten Profile 14b' eingesetzt.
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Die an den Formteilen 20b' angeordneten Profile 14b' werden sodann jeweils mit einem Klemmteil verbunden. Diese Klemmteile sind in 6 nicht dargestellt, können jedoch so wie der in 5 dargestellte Klemmkörper 22a ausgebildet sein. Die Kernteile 20b' entsprechen jeweils dem in 5 dargestellten Klemmkörper 20a. Anstelle der Entfernung der Flechtkerne 20b und Ersatz derselben durch ein Paar von Kernteilen 20b' könnte alternativ auch vorgesehen sein, beim Auftrennen der Profile 14b in der Profiltrennstation 46b auch den Flechtkern 20b zu entzweien (und nicht wiederzuverwenden).
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Die Profilumformstation 48b kann z. B. als eine doppelte Ausführung der in 5 dargestellten Vorrichtung ausgebildet sein. Die Station 48b enthält dann also zwei Umfaltvorrichtungen der in 5 dargestellten Art. Damit wird in paralleler Ausführung ein Umfalten eines an den Profilen 14b' jeweils vorhandenen Profilabschnitts realisiert. Somit resultieren am Ende der Bearbeitungsbahn 42b die bearbeiteten Profile 14b'' von jeweils etwa Z-förmigem Profilquerschnitt.
