DE102009008329A1

DE102009008329A1 - Preform-Vorrichtung zum Preformen eines Textilhalbzeugs

Info

Publication number: DE102009008329A1
Application number: DE102009008329A
Authority: DE
Inventors: Tobias Ströhlein; Steffen Niemann; Michael Hanke; Dirk Holzhüter; Markus Kleineberg; Robert Kaps
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2010-08-19
Anticipated expiration: 2029-02-11
Also published as: DE102009008329B4

Abstract

Eine Preform-Vorrichtung zum Preformen eines Textilhalbzeugs (10), das - erste Fasern (12) mit einer ersten Faserorientierung (R1) und - zweite Fasern (14) mit einer zweiten Faserorientierung (R2) aufweist, mit (i) einer Zuführvorrichtung (22) zum automatischen kontinuierlichen Zuführen des Textilhalbzeugs (10) und (ii) einer Schervorrichtung (24) zum automatischen kontinuierlichen Scheren des Textilhalbzeugs (10), so dass ein Preform-Textilhalbzeug (38) entsteht, das sich zumindest in einer der Faserorientierungen von Textilhalbzeug (10) unterscheidet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Preform-Vorrichtung zum Preformen eines Textilhalbzeugs, das erste Fasern mit einer ersten Faserorientierung und zweite Fasern mit einer zweiten Faserorientierung aufweist. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Preform-Verfahren zum Herstellen eines Preform-Textilhalbzeugs.
Faserverbundbauteile werden vor allem im Flugzeug- und Fahrzeugbau eingesetzt und umfassen in eine Matrix eingebettete Fasern, beispielsweise Kohlenstofffasern, die die auf das Faserverbundbauteil aufgebrachte Last tragen. Um hohe Lasten bei geringem Gewicht übertragen zu können, müssen die Fasern ähnlich wie beispielsweise bei Muskeln lastgerecht orientiert sein.
Die Orientierung der Fasern wird in einem Preformen genannten Vorprozess durchgeführt. Das Preformen umfasst beispielsweise die Arbeitsschritte eines Konturschneidens, eines Umformens der geschnittenen Textilhalbzeuge sowie das Fixieren der umgeformten Textilhalbzeuge. Um den Arbeitsaufwand zu reduzieren, wird statt jedes Faserbündel einzeln abzulegen überwiegend mit zweidimensionalen Halbzeugen gearbeitet. Diese können als Gelege, Gewebe, Gestrick, Geflecht oder Vlies vorliegen. Insbesondere die kostengünstigen Gelege und Gewebe haben jedoch herstellungsbedingt einen im kartesischen Achsensystem gleichmäßigen Aufbau entlang einer ersten Faserorientierung und einer zweiten Faserorientierung.
Diese Eigenschaft bedeutet für gerade Elemente, wie beispielsweise Biegeträger, dass die Phasenorientierung in jedem Teilstück identisch und damit nahe zu ideal ist. Für kreisförmige, elliptische oder anderweitig gekrümmte Faserverbundbauteile bedeutet dies jedoch eine erhebliche Abweichung von der optimalen Faserorientierung, die über die Neutralachse des jeweiligen Bauteils konstant bleiben sollte. Um dennoch die Abweichung zwischen Soll-Faserorientierung und Ist-Faserorientierung gering zu halten, müssen die zweidimensionalen Halbzeuge gezielt geschert werden. Das wird von Hand durchgeführt. Dazu wird das Fasermaterial Lage für Lage auf dem Formwerkzeug aufgelegt und von Hand geschert.
Die Schwierigkeit von langen gekrümmten Bauteilen ist, dass die Faserorientierung der Krümmung folgen muss und das Fasermaterial daher radial aus der Krümmung geschert werden muss. Es entstehen dabei starke Ondulationen, das heißt Abweichungen von der Soll-Faserorientierung, die zu einer starken Streuung der Kennwerte führen und ein endformnahes Preformen ausschließen. Das jedoch hat den Nachteil, dass die Eigenschaften des entstehenden Faserverbundbauteils nur mit einem hohen Fehler vorhergesagt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reproduzierbarkeit beim Herstellen von Preform-Textilhalbzeugen und bei Faserverbundbauteilen zu erhöhen.
Die Erfindung löst das Problem durch eine gattungsgemäße Preform-Vorrichtung, die (i) eine Zuführvorrichtung zum kontinuierlichen Zuführen des Textilhalbzeugs und (ii) eine Schervorrichtung zum kontinuierlichen Scheren des Textilhalbzeugs aufweist, so dass ein Preform-Textilhalbzeug entstehen kann, das sich zumindest in einer der Faserorientierungen vom Textilhalbzeug unterscheidet.
Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch ein Preformen-Verfahren zum Herstellen eines Preform-Textilhalbzeugs, mit den Schritten (a) Zuführen eines zweidimensionalen Textilhalbzeugs, das erste Fa sern mit einer ersten Faserorientierung und zweite Fasern mit einer zweiten Faserorientierung aufweist, wobei das zweidimensionale Textilhalbzeug zu einer Schervorrichtung zugeführt wird, und (b) kontinuierlich automatische Scheren des Textilhalbzeugs, so dass das Preform-Textilhalbzeug entsteht, wobei sich das Preform-Textilhalbzeug zumindest in einer der Faserorientierungen von dem Textilhalbzeug unterscheidet.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass das automatische Zuführen und das automatische kontinuierliche Scheren eine hohe Reproduzierbarkeit der erzeugten Preform-Textilhalbzeuge gewährleistet.
Vorteilhaft ist zudem, dass durch das automatische kontinuierliche Scheren im Prinzip beliebige Krümmungen in dem entstehenden Preform-Textilhalbzeug eingestellt werden können. Die Qualität des entstehenden Faserverbundbauteils hängt damit nicht mehr von der Erfahrung der herstellenden Person ab, sondern kann vorab eingestellt werden.
Vorteilhaft ist zudem, dass das automatisierte Verfahren eine deutlich höhere Produktivität erlaubt. Insbesondere kann die Taktzeit verkürzt werden, mit der die Preform-Textilhalbzeuge hergestellt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter dem Textilhalbzeug insbesondere ein Gewebe oder Gelege verstanden. Sowohl beim Gewebe als auch beim Gelege sind einzelne Fasern oder Gruppen von Fasern in eine erste Faserorientierung ausgerichtet und eine zweite Gruppe von Fasern ist in eine von der ersten Faserorientierung abweichende zweite Faserorientierung ausgerichtet. Beim Gewebe sind die Fasern der einzelnen Faserorientierungen zudem ineinander verschlungen.
Unter der Zuführvorrichtung wird insbesondere jede Vorrichtung verstanden, die ausgebildet ist, um ein bahnförmiges Textilhalbzeug mit einer einstellbaren Geschwindigkeit auf die Schervorrichtung zu zu bewegen.
Unter der Schervorrichtung zum automatischen kontinuierlichen Scheren wird insbesondere jede Vorrichtung verstanden, die so ausgebildet ist, dass das Textilhalbzeug beim Durchlaufen nicht angehalten wird. Insbesondere wir das kontinuierliche Scheren dadurch erreicht, dass sich Teile der Schervorrichtung relativ zu den Fasern mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen.
Selbstverständlich kann das Textilhalbzeug neben den ersten Fasern mit der ersten Faserorientierung und den zweiten Fasern mit der zweiten Faserorientierung auch dritte Fasern mit einer dritten Faserorientierung und gegebenenfalls weitere Fasern mit weiteren Faserorientierungen aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Schervorrichtung eine Scherwalze auf, die auf ihrem Umfang zumindest zwei Abschnitte aufweist, die gleichzeitig auf unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten bringbar sind. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Scherwalze in eine Vielzahl von Segmenten aufgeteilt ist, die koaxial gelagert sind. Die Segmente können durch geeignete Antriebe auf unterschiedliche Geschwindigkeiten gebracht werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Scherwalze zumindest abschnittsweise einen sich in einer Längsrichtung ändernden Umfang. Hierunter ist zu verstehen, dass sich die Scherwalze in ihrem Umfang entlang ihrer Längsachse, um die sie beim Betrieb rotiert, verändert. Besonders bevorzugt verläuft die Scherwalze zumindest abschnittsweise konisch. Bei dem konischen Abschnitt der Scherwalze hängt die Umfangsgeschwindigkeit linear von der Position entlang der Längsachse der Scherwalze ab. Es ist besonders einfach möglich, dieser Scherwalze eine zweite Walze entgegenzusetzen, so dass die Scherwalze und die zweite Walze zusammenwirken und das zwischen beiden Walzen verlaufende Textilhalbzeug verscheren.
Günstig ist es, wenn die Scherwalze zumindest abschnittsweise zylinderförmig verläuft. Die Bereiche, die beim Durchlauf des Textilhalbzeugs durch die Schervorrichtung an dem zylinderförmigen Abschnitt vorbeilaufen, werden in sich nicht geschert. Es ist möglich, mit einer nachfolgend angeordneten Schneidvorrichtung diesen nicht gescherten Bereich abzuschneiden und/oder mit einer nachgelagerten Bördelvorrichtung die unverscherten Bereiche zu falten oder umzubördeln. Die Schneidvorrichtung kann zudem so angeordnet sein, dass sie quer zur Preformrichtung schneiden kann. So kann ein Einzelzuschnitt vom zugeführten Material abgeschnitten werden.
Bevorzugt weist die Scherwalze zumindest zwei Abschnitte auf, wobei die Schervorrichtung eine mit der Scherwalze zusammenwirken Gegenwalze besitzt und wobei die Scherwalze und die Gegenwalze so ausgebildet sind, dass das Textilhalbzeug bei Betrieb zwischen beiden hindurch läuft. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Scherwalze so ausgebildet ist, dass sie eine deutlich größere Haftreibung zum Textilhalbzeug hat als die Gegenwalze. Das kann beispielsweise durch eine Oberflächenprofilierung oder durch eine Beschichtung erreicht werden.
Bevorzugt umfasst die Preform-Vorrichtung eine elektrische oder elektronische Steuereinheit, die ausgebildet ist zum Antreiben der Zuführvorrichtung und/oder der Schervorrichtung so, dass eine Änderung zumindest einer der Faserorientierungen einstellbar ist. In anderen Worten ist eine Krümmung des Preform-Textilhalbzeugs voreinstellbar, wobei eine Faserorientierung stets im Wesentlichen radial zum Krümmungskreismittelpunkt verläuft. Unter dem Merkmal, dass die Faserrichtung im Wesentlichen radial zum Krümmungskreismittelpunkt verläuft, wird insbesondere verstanden, dass Abweichungen von 15% bzw. 5% tolerierbar sein können.
Bevorzugt umfasst die Preform-Vorrichtung mindestens eine zweite Schervor richtung zum kontinuierlichen automatischen Scheren eines zweiten Textilhalbzeugs, die so eingerichtet ist, dass ein zweites Preform-Textilhalbzeug entsteht, das sich zumindest in einer der Faserorientierungen von dem zweiten Textilhalbzeug unterscheidet und die so angeordnet ist, dass das zweite Preform-Textilhalbzeug auf einstellbare Weise mit dem ersten Preform-Textilhalbzeug in Kontakt bringbar ist. Möglich ist, dass die zweite Schervorrichtung neben oder oberhalb der ersten Schervorrichtung angeordnet ist, so dass die entstehenden Preform-Textilhalbzeuge unmittelbar nach Verlassen der jeweiligen Schervorrichtung aufeinander zu liegen kommen.
Günstig ist es, wenn die Preform-Vorrichtung eine Heizvorrichtung zum Heizen des mindestens einen Textilhalbzeugs aufweist. In diesem Fall können Textilhalbzeuge verwendet werden, die mit einem aufschmelzbaren Kleber versehen sind. Durch das Heizen des Textilhalbzeugs schmilzt dieser auf, so dass die einzelnen Textilhalbzeuge untereinander oder die einzelnen Faser der Textilhalbzeuge miteinander verbunden werden. Die Heizvorrichtung kann eine direkte Heizvorrichtung sein, bei der der Binder direkt erwärmt wird. Es ist aber auch möglich, dass die Heizvorrichtung ausgebildet ist, um den Binder durch Erwärmen der Fasern zu erwärmen.
Erfindungsgemäß ist zudem ein Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils, bei dem zunächst ein erfindungsgemäßes Verfahren für eins, zwei, oder mehr Textilhalbzeug durchgeführt wird, wobei danach die Preform-Textilhalbzeuge mit einem Harz getränkt und anschließend das Harz ausgehärtet wird.
Bevorzugt weist das Faserverbundteil senkrecht zu einer Leitkurve einen im Wesentlichen gleich bleibenden Querschnitt auf und die erste Faserorientierung verläuft lokal im Wesentlichen parallel zu der Kurve, wobei die zweite Faserorientierung lokal im Wesentlichen senkrecht zu der Leitkurve verläuft. Im mathematischen Sinne handelt es sich bei dem Querschnitt um eine geschlos sene Schiebkurve, die entlang der Leitkurve verschoben wird. Dabei ist die Leitkurve zumindest abschnittsweise gekrümmt. Unter dem Merkmal, dass die erste Faserorientierung lokal im Wesentlichen zu der Leitkurve verläuft, ist insbesondere zu verstehen, dass es vorteilhaft ist, wenn die Faserorientierung lokal parallel zur Leitkurve verläuft, dass es aber auch möglich ist, dass geringen Abweichungen vorliegen, die beispielsweise kleiner als 10° sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
1 eine schematische Ansicht eines Gewebes,
2a eine schematische Ansicht eines C-Spanten mit den gewünschten Faserorientierungen,
2b die schematische Ansicht des C-Spanten mit den Faserorientierungen, wenn das Textilhalbzeug nicht geschert wird,
3 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Preform-Vorrichtung,
4 die Preform-Vorrichtung gemäß 3 in einer schematischen Ansicht von der Seite,
5 ein erste Ausführungsbeispiel einer Schervorrichtung mit einer Scherwalze,
6 ein Ausführungsbeispiel einer Schervorrichtung mit einer Schervorrichtung in Form einer Walzenanordnung,
7 eine weitere Ausführungsform einer Schervorrichtung für eine erfindungsgemäße Preform-Vorrichtung,
8 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Preform-Vorrichtung zur Drapierung von gleichmäßig gekrümmten Profilen und
9 eine erfindungsgemäße Preform-Vorrichtung mit drei Schervorrichtungen.
1 zeigt ein Textilhalbzeug 10 in Form eines Gewebes oder Geleges, das erste Fasern 12.1., 12.2, ... und zweite Fasern 14.1., 14.2, ... aufweist. Die ersten Fasern 12 verlaufen in einer ersten Faserorientierung R1 und die zweiten Fasern 14 verlaufen in eine zweite Faserorientierung R2.
2a zeigt ein Faserverbundbauteil 16, das neben dem Textilhalbzeug 10 ein nicht eingezeichnetes Matrixmaterial in Form eines Harzes umfasst. Die erste Faserorientierung R1 und die zweite Faserorientierung R2 beziehen sich nun auf ein Zylinderkoordinatensystem, da das Faserverbundteil 16 in Form des C-Spanten kreisbogenförmig geformt ist, andere Formen des Faserverbundbauteils 16 sind aber möglich. In der in 2a gezeigten Form hat das Faserverbundbauteil 16 die maximale Festigkeit, weil die erste Faserorientierung R1 radial auswärts bezüglich eines nicht eingezeichneten Krümmungskreises verläuft und weil die zweite Faserorientierung so ausgebildet ist, dass die zweiten Fasern äquidistant zum Krümmungskreismittelpunkt verlaufen.
2b zeigt den Fall, dass die ersten Fasern weiterhin parallel zueinander verlaufen, so dass die erste Faserorientierung in einem kartesischen Koordinatensystem angegeben werden kann. In diesem Fall ist die Festigkeit des Faserverbundbauteils 16 nicht optimal.
Wenn in 2a das Faserverbundbauteil 16 ein Doppel-T-C-Spant ist, so ist eine neutrale Faser 18 zugleich eine Leitkurve, entlang der ein Querschnitt Q verschoben wird, um die Form des Faserverbundbauteils 16 mathematisch zu beschreiben. Die erste Faserorientierung R1 verläuft lokal im Wesentlichen senkrecht zu der Leitkurve 18, wohingegen die zweite Faserorientierung R2 lokal im Wesentlichen zu der Leitkurve 18 verläuft. Es ist aber auch möglich, dass die erste Faserorientierung R1 und die zweite Faserorientierung R2 unter einem beliebigen Winkel relativ zur Leitkurve 18 verlaufen, beispielsweise unter +45° und –45°.
3 zeigt eine erfindungsgemäße Preform-Vorrichtung 20 mit einer Zuführvorrichtung 22 zum automatischen kontinuierlichen Zuführen des Textilhalbzeugs 10 und eine Schervorrichtung 24 zum automatischen kontinuierlichen Scheren des Textilhalbzeugs 10. Die Zuführvorrichtung 22 und die Schervorrichtung 24 sind mit einer Steuereinheit 25 verbunden.
Die Zuführvorrichtung 22 umfasst eine erste Zuführwalze 26 mit Radius r und eine von dieser verdeckten zweiten Zuführwalze, die einen Druck auf das Textilhalbzeug 10 ausüben und mit einer einstellbaren Drehkreisgeschwindigkeit ω gegenläufig rotieren, so dass das Textilhalbzeug 10 mit einer einstellbaren Geschwindigkeit v = ωr auf die Schervorrichtung 24 zugefördert wird.
Die Schervorrichtung 24 weist eine Scherwalze 28 auf, die einen ersten, zylinderförmigen Abschnitt 30, einen zweiten, konischen Abschnitt 32 und einen dritten, zylinderförmigen Abschnitt 34 aufweist. Da sich der Umfang der Scherwalze 28 im zweiten Abschnitt 32 entlang einer Längsachse L der Scherwalze 28 ändert, sind beim Betrieb bei gleicher Drehgeschwindigkeit ω die Umfangsgeschwindigkeiten u unterschiedlich. Die Steuerung 25 steuert die Drehzahlen der ersten Zuführwalze 26, der zweiten Zuführwalze und der Scherwalze 28 so, dass die Umfangsgeschwindigkeiten der Zuführwalzen der Umfangsgeschwindigkeit des ersten, zylinderförmigen Abschnitts 30 entspricht.
Das führt dazu, dass das Textilhalbzeug 10 verschert wird und in einem mittleren Abschnitt 36 des von der Schervorrichtung 24 erzeugten Preform-Textilhalbzeugs 38 sich die erste Faserorientierung R1 von der Faserorientierung R1 des Textilhalbzeugs 10 unterscheidet. Durch das kontinuierliche Scheren entstehen unterschiedliche Faserwinkel entlang einer Breite B des Preform-Textilhalbzeugs 38.
4 zeigt eine Ansicht von der Seite auf die Preform-Vorrichtung 20, bei der die zweite Zuführwalze 40 zu sehen ist. Es ist zudem eine Vorratsrolle 42 zu erkennen, auf der das Textilhalbzeug 10 aufgewickelt ist.
5 zeigt die Scherwalze 28, die mit einer ersten Gegenwalze 44.1, einer zweiten Gegenwalze 44.2 und einer dritten Gegenwalze 44.3 so zusammenwirkt, dass das Textilhalbzeug 10 zwischen den Gegenwalzen 44 einerseits und dem entsprechenden Abschnitt der Scherwalze 28 eingeklemmt wird, so dass eine Scherkraft F_Scher übertragen werden kann.
6 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der die Scherwalze 28 aus einer ersten Teil-Scherwalze 46.1, einer zweiten Teil-Scherwalze 46.2. und einer dritten Teil-Scherwalze 46.3 aufgebaut ist, wobei die erste Teil-Scherwalze und die dritte Teil-Scherwalze 46.3 zylinderförmig sind, wohingegen die zweite Teil-Scherwalze konisch ausgebildet ist. Die Gegenwalze 44 erstreckt sich über die volle Breite der Scherwalze 28.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Scherwalze 28, bei der zwischen dem ersten, zylinderförmigen Abschnitt 30 und dem dritten, ebenfalls zylinderförmigen Abschnitt 34 eine Vielzahl von kegelstumpfförmigen Teilabschnitten 32.1, 32.2, ... angeordnet sind, deren Umfangsflächen sich zu einem Kegelstumpf ergänzen. Die Gegenwalze 44 umfasst ebenfalls mehrere Teil-Gegenwalzen 48.1, 48.2, ..., wobei jeder Teil-Scherwalze 46.i (i = 1, 2, ...) genau eine Teil-Gegenwalze 48.i gegenüber liegt und wobei zwischen beiden das Textilhalbzeug 10 verschert wird.
8 zeigt eine weitere schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Preform-Vorrichtung 20, bei der das Preform-Textilhalbzeug 38 neben dem mittleren Abschnitt 36 zwei seitliche Abschnitte 50, 52 aufweist, die aus einem inneren Gurt 54 und einem äußeren Gurt 56 gebildet sind, die unverschert bleiben. Die Scherwalze 28 ist kegelstumpfförmig. Die Schervorrichtung 24 umfasst neben der Scherwalze 28 eine erste Leitwalze 58, deren Außendurchmesser mit dem maximalen Durchmesser der Scherwalze 28 übereinstimmt, und einer zweiten Leitwalze 60, deren Außendurchmesser dem minimalen Außendurchmesser der Scherwalze 28 entspricht.
Wie der Schnitt D-D zeigt, verlaufen die Drehachsen der Leitwalzen 58, 60 jeweils parallel zu einer Drehachse der Scherwalze 28. Durch die Scherung entsteht ein mit einem Krümmungskreisradius K gekrümmtes Preform-Textilhalbzeug 38.
9 zeigt drei Preform-Vorrichtungen 20.1, 20.2, 20.3, die gemeinsam ein Preform-System bilden. Die Preform-Textilhalbzeuge 38.1, 38.2., 38.3 der jeweiligen Preform-Vorrichtungen 20.1, 20.2 bzw. 20.3 werden übereinander gelegt und mittels einer nicht eingezeichneten Heizvorrichtung erwärmt und so miteinander verbunden. Nachfolgend werden die Preform-Textilhalbzeuge 38.1., 38.2., 38.3 mit einem Harz getränkt, danach wird das Harz ausgehärtet, so dass ein Faserverbundbauteil entsteht.

10: Textilhalbzeug
12: erste Fasern
14: zweite Fasern
16: Faserverbundbauteil
17: C-Spant
18: neutrale Faser
19: Leitkurve
20: Preform-Vorrichtung
22: Zuführvorrichtung
24: Schervorrichtung
26: erste Zuführwalze
28: Scherwalze
30: erster Abschnitt
32: zweiter Abschnitt
34: dritter Abschnitt
36: mittlerer Abschnitt
38: Preform-Textilhalbzeug
40: zweite Zuführwalze
42: Vorratsrolle
44: Gegenwalze
46: Teil-Scherwalze
48: Teil-Gegenwalze
50: seitlicher Abschnitt
52: seitlicher Abschnitt
54: innerer Gurt
56: äußerer Gurt
58: erste Leitwalze
60: zweite Leitwalze
R1: erste Faserorientierung
R2: zweite Faserorientierung
B: Breite
Q: Querschnitt
ω: Drehgeschwindigkeit
v: Geschwindigkeit
L: Längsachse
u: Umfangsgeschwindigkeit
r: Radius

Claims

Preform-Vorrichtung zum Preformen eines Textilhalbzeugs (10), das – erste Fasern (12) mit einer ersten Faserorientierung (R1) und – zweite Fasern (14) mit einer zweiten Faserorientierung (R2) aufweist, mit (i) einer Zuführvorrichtung (22) zum automatischen kontinuierlichen Zuführen des Textilhalbzeugs (10) und (ii) einer Schervorrichtung (24) zum automatischen kontinuierlichen Scheren des Textilhalbzeugs (10), so dass ein Preform-Textilhalbzeug (38) entsteht, das sich zumindest in einer der Faserorientierungen vom Textilhalbzeug (10) unterscheidet.
Preform-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schervorrichtung (24) eine Scherwalze (28) aufweist, die auf ihrem Umfang zumindest zwei Abschnitte (30, 32) aufweist, die gleichzeitig auf unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten (u) bringbar sind.
Preform-Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Scherwalze (28) zumindest abschnittsweise einen sich ändernden Umfang besitzt.
Preform-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherwalze (28) zumindest abschnittsweise konisch verläuft.
Preform-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherwalze (28) abschnittsweise zylinderförmig verläuft.
Preform-Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Scherwalze (28) zumindest zwei Abschnitte aufweist und – die Schervorrichtung (24) eine mit der Scherwalze (28) zusammenwirkende Gegenwalze (44) aufweist, – wobei die Scherwalze (28) und die Gegenwalze (44) so ausgebildet sind, dass das Textilhalbzeug (10) bei Betrieb zwischen beiden hindurch läuft.
Preform-Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (25), die ausgebildet ist zum Antreiben der Zuführvorrichtung (22) und/oder der Schervorrichtung (24) so, dass eine Änderung zumindest einer der Faserorientierungen (R1, R1) einstellbar ist.
Preform-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ausgebildet ist zum – Erfassen einer Soll-Krümmung des Preform-Textilhalbzeug (38) und – Ansteuern der Schervorrichtung (24.2), so dass das Preform-Textilhalbzeug (38) die Soll-Krümmung hat.
Preform-Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine zweite Schervorrichtung (24.2) zum kontinuierlichen Scheren eines zweiten Textilhalbzeugs, die – so eingerichtet ist, dass ein zweites Preform-Textilhalbzeug (38.2) entsteht, das sich zumindest in einer der Faserorientierungen von dem zweiten Textilhalbzeug (10.2) unterscheidet und – so angeordnet ist, dass das zweite Preform-Textilhalbzeug (38.2) auf einstellbare Weise mit dem ersten Preform-Textilhalbzeug (38.2) in Kontakt bringbar ist.
Preform-Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Heizvorrichtung zum Heizen des mindestens einen Textilhalbzeugs.
Preform-Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung in einer Transportrichtung vor der Schervorrichtung (24) angeordnet ist.
Preform-Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schneidvorrichtung zum kontinuierlichen Schneiden des Preform-Textilhalbzeug (38) entlang einer Längserstreckung des Preform-Textilhalbzeugs (38).
Preform-Verfahren zum Herstellen eines Preform-Textilhalbzeugs (38), mit den Schritten (a) Zuführen eines zweidimensionalen Textilhalbzeugs (10), das – erste Fasern mit einer ersten Faserorientierung und – zweite Fasern mit einer zweiten Faserorientierung aufweist, zu einer Schervorrichtung (24) und (b) kontinuierlich automatisch Scheren des Textilhalbzeugs (10), so dass das Preform-Textilhalbzeug (38) entsteht, das sich zumindest in einer der Faserorientierungen von Textilhalbzeug unterscheidet.
Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils (16), mit den Schritten: (c) Tränken des mindestens einen Preform-Textilhalbzeugs (38) mit einem Harz und (d) Aushärten des Harzes, so dass das Faserverbundbauteil (16) entsteht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass – das Faserverbundbauteil (16) senkrecht zu einer Leitkurve (18) einen im Wesentlichen gleich bleibenden Querschnitt (Q) aufweist, – die erste Faserorientierung (R1) lokal im Wesentlichen senkrecht zu der Leitkurve (18) verläuft und – die zweite Faserorientierung (R2) lokal im Wesentlichen parallel zu der Leitkurve (18) verläuft.